Conceptos Básicos Sesion 1UNI

REDES CON PLC
Ing. Nikolai Vinces R.
nikolai.vinces@gmail.com

REDES CON PLC
CONCEPTOS BÁSICOS SOBRE
COMUNICACIONES DIGITALES
En la actualidad, la rentabilidad de una
instalación de producción ya no se evalúa
por el gasto en los componentes
individuales sino, en una importante
medida, por la perfecta acción conjunta de
todos los componentes del sistema. RED

REDES CON PLC
¿QUÉ ES UNA RED?
Una red es la conexión de dos
ó más elementos a través de algún
medio de transmisión. La forma cómo
estos dispositivos son conectados es
lo que denominamos Topología de
redes.

TOPOLOGIAS
REDES CON PLC
1. ESTRELLA
ANILLO
BUS

REDES CON PLC
…La topología de redes describe la forma en
que varios equipos son conectados a la red.
Topología tipo Estrella
Control centralizado. Acceso
regulado por controlador
central.
Si falla la inteligencia central,
la red falla.
Expandibilidad limitada al
número de conexiones del
controlador central.

REDES CON PLC
…La topología de redes describe la forma en
que varios equipos son conectados a la red.
Topología tipo Anillo
Control descentralizado.
Acceso pasa de equipo a
equipo.
Si falla la línea, la red falla.
Expandibilidad Ilimitada.

REDES CON PLC
…La topología de redes describe la forma en
que varios equipos son conectados a la red.
Topología tipo Bus
Control centralizado y descentralizado. Acceso
pasa de equipo a equipo.
Si falla algún equipo (nodo) esto no afecta el
funcionamiento de la red.
Expandibilidad Ilimitada.

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CUADRO COMPARATIVO DE DIVERSAS TOPOLOGÍAS
CARACTERÍSTICAS
TOPOLOGÍA
ESTRELLA
ANILLO
BUS
Rendimiento.
Bajo.
Alto.
Medio.
Simplicidad funcional.
La mejor de todas..
Razonable.
Razonable.
Fiabilidad.
Poca.
Buena.
La mejor.
Retraso de transmisión.
Medio.
Bajo.
El mas bajo de todos.
Limitaciones en el medio
de transmisión.
Ninguna.
Ninguna.
El más bajo de todos.
Número de nodos.
Algunas unidades.
Algunas decenas.
De decenas a centenas.
Encaminamiento.
Inexistente.
Inexistente.
Inexistente.
Aplicaciones.
Aquellas con proceso central
de todos los mensajes.
Sin limitaciones.
Sin limitaciones.
Costos de conexión.
Alto.
Intermedio.
Bajo.

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MEDIOS DE TRANSMISIÓN
Es el soporte que permite
conectar físicamente las
estaciones y el medio por
donde viajan las señales
que representan los datos
que se transmiten de una
estación a otra.
El medio de transmisión
seleccionado para una red
influye en las características
de velocidad de transmisión
y cantidad de información

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CABLE PAR TRENZADO
Su constitución física desprotegida la
hace vulnerable a ruidos eléctricos.
Son los más baratos con respecto a
los otros medios de transmisión.
Buena fiabilidad.
No son adecuados para altas
velocidades a largas distancias,
siendo apropiados para una
comunicación punto a punto

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CABLE COAXIAL
Costo ligeramente mayor al cable
de par trenzado
Ofrece a la red buena fiabilidad
Físicamente es fuerte y resistente
Son sensibles a la temperatura y
maltrato
Soporta velocidades de
transmisión alta, banda muy
ancha y altas frecuencias

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FIBRA ÓPTICA
Inmune a interferencias
electromagnéticas y ruidos
De costo elevado
Buena fiabilidad
Pueden transmitir a velocidades
muy altas aproximadamente
hasta 1 Gigabits/seg. y distancias
mayores que cualquier otro medio

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COMUNICACIÓN HALF-DUPLEX
La información fluye en un ambas direcciones.
Primero transmite un elemento y después que este ha
finalizado, transmite el elemento que responde.
Un ejemplo simple de esta comunicación es el telefax.

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COMUNICACIÓN DUPLEX
La información puede ser transmitida y recibida
simultáneamente.
Un ejemplo es la conversación telefónica entre dos personas.

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INTERFASES DE COMUNICACIÓN
Son elementos que
permiten la transmisión de
información de un equipo
de datos (DTE) hacia un
modem o, hacia el medio
de transmisión por el cual
va a comunicarse con otro
equipo de datos (DTE)

Ruido Eléctrico
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DISTORCION
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PRINCIPALES INTERFASES DE COMUNICACIÓN
SERIAL
RS - 232C
RS - 485
Lazo de Corriente

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INTERFASE RS 232C (1)
Es una de las interfases muy común en la actualidad sobre todo
en aplicaciones informáticas.
La RS-232C es una interfase de tensión _12V definida para las
transmisiones seriales.
El conector utilizado consta de 9 ó 25 pines.
Existe dos hilos para la comunicación de datos, (pin 2) para la
transmisión y (pin 3) para la recepción. El retorno tanto para las
señales de datos como para el control se da a través del hilo
conectado al pin 7.

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INTERFASE RS 232C (2)
Características:
La distancia entre estaciones a transmitir deberá ser menor
a 15 mts.
La velocidad de transmisión puede ser menor o igual a
19.200 bits/s.
Usando modem permite la comunicación mediante línea
telefónica.

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INTERFASE RS 232C (3)
Los niveles de tensión para las señales de datos y control se
establecen según la figura:
V
+15V
+3V
0 V
-3V
-15V
Datos (estado lógico ¨0¨)
Control: encendido
transición
Datos (estado lógico ¨1¨)
Control: apagado

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INTERFASE RS 232C (4)
Asignación de Pines RS 232
PIN DB 25 Pin DB 9 Nombre Función
2 3 TXD TRANSMISIÓN DE DATOS (SALIDA)
3 2 RXD RECEPCIÓN DE DATOS (ENTRADA)
4 7 RTS PETICIÓN DE ENVÍO (SALIDA)
5 8 CTS DISPUESTO PARA ENVIAR (ENTRADA)
6 6 DSR DISPOSITIVO DE DATOS LISTO (ENTRADA)
7 5 COMÚN COMÚN (REFERENCIA)
8 1 DCD DETECCIÓN DE PORTADORA DE DATOS (ENTRADA)
20 4 DTR TERMINAL DE DATOS LISTO (SALIDA)
22 9 RI INDICADOR DE LLAMADA (ENTRADA)

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RS 232
Total de nueve cables:
- 1 para enviar datos (TXD).
- 1 para recibir datos (RXD).
- 1 común a todos los circuitos.
- 4 señales de acoplamiento para poder enviar datos (CTS, DSR, DCD, RI).
- 2 señales de acoplamiento para poder recibir datos (RTS, DTR).

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RS 232
Conexión estándar entre dos equipos RS-232-C

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RS 232
Conexión entre dos equipos RS-232-C DTE sin utilizar acoplamientos

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INTERFASE RS-485 (1)
Estas interfases a diferencia de la RS 232C se define como
interfases del tipo balanceada y con transmisión diferencial.
Una interfase balanceada consiste en que la transmisión de
cada señal se realiza a través de un circuito exclusivo de
dos hilos.

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INTERFASE RS-485 (2)
Una transmisión diferencial consiste en que la información
está representada por la diferencia de potencial existente
entre los dos hilos del circuito comprendido desde la salida
del transmisor hasta la entrada al receptor.

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INTERFASE RS-485 (3)
Características:
Con cable de par trenzado se puede transmitir a velocidades
de hasta 100 Kbits/s a una distancia de 1000 mts.
Son interfases de tensión con corriente elevada.
- tensión de señal < 6V.
- estado lógico 1 = diferencia de potencial < 200mV.
- estado lógico 0 = diferencia de potencial > 200mV.

Asignación de Pines
Nombre
(
S
A
L
I
D
A
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-
)
RR
XE
DC
E
( P
+ C
) I
Ó
N
Función
TXD (+) TRANSMISIÓN DE DATOS (SALIDA +)
TXD (-) TRANSMISIÓN DE DATOS (SALIDA -)
RXD (+) RECEPCIÓN DE DATOS (ENTRADA +)
RXD (-) RECEPCIÓN DE DATOS (ENTRADA -)
TIERRA
INTERFASE RS-485 (4)
TIERRA

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INTERFASE RS-485 (5)
Conexión entre equipos RS-485

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Lazo de corriente 20mA
El lazo de corriente de 20 mA es usado para transmitir datos hasta 1609m (1
milla). Para este tipo de interfaz la señal del sistema de datos debe ser
convertida a 20mA para ser aceptada por el periférico.
Una forma barata de convertir TTL a 20 mA es usando
optoacopladores:

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Un optoacoplador consiste en un LED y un fototransistor los cuales, unidos,
trabajan como un rele. Cuando la señal de entrada polariza en directo al
led, la luz emitida por el diodo provoca que el transistor conduzca. Como no
existe conexión eléctrica entre el diodo y el transistor, se obtiene un
aislamiento eléctrico entre el transmisor y el receptor, que es otra ventaja
de este tipo de
interfaz.

REDES CON PLC

REDES CON PLC
CARACTERÍSTICAS DE LAS INTERFASES DE
COMUNICACIÓN SERIAL
Distancia
1000 mts
RS 485
Lazo de corriente
20 mA
15 mts
RS 232C
Velocidad
250 500 20K 100K 10M Bits/s

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Sistemas de Numeración
SISTEMA DECIMAL
Su origen lo encontramos en la India y fue introducido en España por los árabes.
Su base es 10.
Emplea 10 caracteres o dígitos diferentes para indicar una determinada cantidad:
0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9. El valor de cada símbolo depende de su posición dentro
de la cantidad a la que pertenece. Veámoslo con un ejemplo:
136
136,42
2 1 0
10
110
310
6 10
2 1 0 1
2
10
110
310
610
410
210

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Sistemas de Numeración
SISTEMA BINARIO
Es el sistema digital por excelencia, aunque no el único, debido a su
sencillez. Su base es 2. Emplea 2 caracteres: 0 y 1. Estos valores reciben el
nombre de bits (dígitos binarios). Así, podemos decir que la cantidad 10011
está formada por 5 bits. Veamos con un ejemplo como se representa este
número teniendo en cuenta que el resultado de la expresión polinómica dará
su equivalente en el sistema decimal:

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Sistemas de Numeración
SISTEMA OCTAL
Posee ocho símbolos: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7. Su base es 8.
Este sistema tiene una peculiaridad que lo hace muy interesante y es
que la conversión al sistema binario resulta muy sencilla.
SISTEMA HEXADECIMAL.
Está compuesto por 16 símbolos: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E,
F. Su base es 16. Es uno de los sistemas más utilizados en electrónica, ya
que además de simplificar la escritura de los números binarios, todos los
números del sistema se pueden expresar en cuatro bits binarios

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CONCEPTO DE BIT, BYTE Y PALABRA
Analicemos las siguientes definiciones en conjunto con el
diagrama adjunto

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BIT
El bit es la unidad de información más pequeña. Sólo puede tomar
los valores “0” y “1”. Un bit es suficiente para representar una
señal binaria.
BYTE
El byte es una unidad compuesta de 8 bits. Los bits se agrupan de
derecha a izquierda tomando como número de bit de 0 al 7. En un
byte se puede representar el estado de hasta 8 señales binarias
(1 por cada bit).
PALABRA
La palabra es una unidad mayor, compuesta de 16 bits = 2 bytes.
Los bits se agrupan de derecha a izquierda tomando un número
de bit del 0 al 15. En una palabra se pueden representar hasta 16
señales binarias.

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VELOCIDAD DE TRANSMISIÓN (TRANSMISSION RATE OR BAUDRATE)
Indica cuántos bits por segundo pueden ser transmitidos entre el
transmisor y receptor. Todos los elementos en la red deben operar a
la misma velocidad. La velocidad máxima es limitada por el tipo de
interfase y el medio de transmisión usado.
kbit/s o kbps (kb/s, kilobit/s o mil bits por segundo)
Mbit/s o Mbps(Mb/s, Megabit/s o un millón de bits por segundo)
Gbit/s o Gbps (Gb/s, Gigabit, mil millones de bits)
byte/s (B/s u 8 bits por segundo)
kilobyte/s (kB/s, mil bytes u ocho mil bits por segundo)
megabyte/s (MB/s, un millón de bytes u 8 millones de bit por segundo)
gigabyte/s (GB/s, mil millones de bytes u 8 mil millones de bits)