Enlace de Comunicaciones I/O Link

José Luis Salinas
InTech México Automatización,
Edición Enero  – Marzo 2012.

INTRODUCCIÓN

Dentro del desarrollo de los sistemas de comunicación digital, encontramos l/O Link, y al igual que los que hemos venido describiendo anteriormente, se basa en el uso de señales digitales, pero aunque es un sistema de comunicaciones que nos enlaza directamente señales del hacia campo, lo relacionado a los diagnósticos se ve limitado.

Sin embargo aún con la limitación de diagnósticos, este sistema cuenta con la versatilidad de tomar en cuenta aplicaciones donde es necesario enlazar dispositivos del tipo discreto a los sistemas de control.

Con más de 200 fabricantes y alrededor de 450 productos disponibles en el mercado, l/O Link se está convirtiendo en uno de los enlaces de comunicación con mayor crecimiento en el mercado, para aplicaciones de enlace de señales del tipo discreto como base de diseño aplicación. El sistema l/O Link consiste en: dispositivos IO Link como pueden ser sensores, actuadores o una combinación de estos cable estándar para sensores/ actuadores y un Maestro de IO Link.

La siguiente figura muestra la arquitectura básica del sistema:

Un Maestro IO Link puede contar con uno o varios puertos de comunicación. Solo un dispositivo IO Link puede ser conectado a cada puerto. Esto en la arquitectura se ve como una conexión tipo Punto a Punto y no como bus.

Esta arquitectura puede ser vista con ciertas venta jas, la primera y quizá la más importante es que cuando contamos con una conexión punto a punto en el caso de falla del bus no perdemos las comunicaciones que están localizadas después de la ruptura del cable. La configuración típica con la máxima capacidad del sistema se muestra en la figura 1.

En función de la longitud del cable, es la velocidad de comunicación, por lo que para estar dentro de lo que dicta el están da de comunicación, debemos observar las siguientes restricciones o características de la 10 Mbps 100 m arquitectura como se muestra en la figura 2.

Aunque se mencionó que l/O Link cuenta con diagnósticos limitados, tiene una funcionalidad que lo hace interesante en lo relacionado a la disponibilidad y es lo que se conoce como RAS o Reliability, Availability, Serviceability; esto lo hace un sistema confiable, disponible y una cualidad mayúscula con disponibilidad para el servicio, esta funcionalidad se describe en la figura 3.

Como todo sistema de comunicación, este cuenta con un modo de operación que se conoce como SIO o modo estándar de E/S, esto es, en un inicio los dispositivos están operados en el modo SIO. En este caso los puertos del maestro tienen diferente configuración. Si ~n puerto es puesto en modo SIO, el maestro reconoce a este puerto como una entrada digital convencional, si el puerto es puesto en modo comunicación, trata de encontrar dispositivos l/O Link conectados para la comunicación. A este proceso se le llama “wake up”.

Durante el “wake up” el maestro envía una señal definida y espera a que el dispositivo responda. Éste envía la señal con el baud rate mayor si falla, el maestro envía ahora la señal con el menor baud rete. El maestro hace este proceso con cada baud rate hasta que un dispositivo responde y en ese entonces se establece la comunicación.

Al inicio del enlace se intercambian los datos de la comunicación, posterior a esto se intercambian en forma cíclica los datos de proceso.

Si un dispositivo es removido durante operación normal, el maestro detecta que las comunicaciones fueron abortadas Y lo reporta (diagnóstico básico) al sistema de control específicamente que dispositivo está fuera de comunicación e intenta cíclicamente un “wake up”. Si el maestro termina los intentos de comunicación, se regresan a su modo original (modo SIO). A este proceso se le llama “fall back”.

El protocolo Link reconoce 3 tipos de datos que pueden ser intercambiados y esto son:

  • Datos cíclicos o de proceso
  • Datos acíclicos o de servicio
  • Eventos

Los dispositivos IO Link envían datos sólo después de un requerimiento del maestro. Los datos acíclicos y eventos son requeridos explícitamente por el maestro.

Datos de Proceso (Process data “PD”): Estos son transmitidos en forma cíclica en el marco de datos en un máximo de 2 bytes, si exceden esta capacidad, los datos son divididos y se envían en varios ciclos. Se generará un mensaje de diagnóstico cuando los datos de proceso sean inválidos.

Datos de Servicio (Service data “SD”): Son enviados en forma a cíclica y por requerimiento del maestro, estos pueden ser usados para leer parámetros o datos de los dispositivos, también pueden ser usados para acciones de escritura o para enviar comandos.

Los SD y PD pueden ser transmitidos en un telegrama o en telegramas diferentes. Un intercambio de datos típico puede tener la siguiente estructura:

El enlace físico del maestro y los dispositivos l/O Link se hace mediante conectores estándar, como se puede presumir, el maestro de l/O Link se enlaza a los sistemas de control mediante diferentes caminos o procedimientos, esto depende de cada fabricante al definir el mecanismo de enlace, sin embargo lo que no cambia y se establece dentro del estándar es la forma física de enlazarse entre los participantes de l/O Link, por lo que podemos definir dos tipos de puerto de comunicación:

Uno definido como A y el segundo como B. En el puerto tipo A la función del pin 2 no cuenta con una descripción detallada y puede ser definida libremente por el fabricante, y el puerto tipo B requiere de una fuente de alimentación externa.

Como ya se ha comentado, el uso de las nuevas tecnologías nos va haciendo el camino más fácil, el poder enlazar hasta 2048 puntos en un sistema que cuenta con diagnóstico, limitado, pero al fin diagnóstico, contar con una sistema que define si se requiere operarlo en forma discreta pura o en forma de comunicaciones, contar con sistemas como l/O Link nos facilita la operación de las plantas y nos lleva a una disponibilidad mayúscula y hace que volteemos la cara a las nuevas tecnologías.

Para concluir, en la ExpoControl 2012 se contó con el primer foro de Buses de Campo y Comunicación Wireless, esperamos que sea de su interés.

ACERCA DEL AUTOR

José Luis Salinas, Director Comité de Buses de Campo y Comunicación Wireless, ISA Sección México

 

1+
Compartir:

Dejar un comentario

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.