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Revisión de 3.2.1 Funciones básicas DP-V0 de 3 June, 2012 - 16:00

3 June, 2012 - 15:37 — javier.remesal
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 El controlador central (maestro)

  • lee la información entrante desde el esclavo de forma cíclica y
  • escribe la información saliente hasta el esclavo cíclicamente.

 El ciclo temporal del bus tiene que ser menor que el ciclo temporal del programa del sistema central de automatización, que es aproximadamente de 10 ms para la mayoría de las aplicaciones. Sin embargo, únicamente una transferencia de datos no es suficiente para una correcta implementación de un sistema de bus. Manejo sencillo, buenas capacidades de diagnóstico y tecnologías de transmisión a pruebas de interferencias son también factores clave. DP provee una óptima combinación de estas características (ver el sumario en tabla 6).

Acceso al bus

·         Procedimiento de traspaso de testigos entre maestros e intercambio de datos entre maestros y esclavos

·         Opción de sistema de un único maestro o varios maestros

·         Máximo 126 estaciones en un bus, repartidos en maestros y esclavos

Comunicación

·         Punto a punto (comunicación de datos de usuario) o multidifusión (comandos de control)

·         Comunicación cíclica de datos de usuario maestro-esclavo

Estados de operación

·         Operativo: transmisión cíclica de datos de entrada y salida

·         Seguro: las entradas se leen, pero las salidas permanecen en estado a prueba de fallos

·         Parada: Asignación de parámetros y diagnósticos, no hay transmisión de datos de usuario

Sincronización

·         Los comandos de control habilitan la sincronización de entradas y salidas

·         Modo de sincronización: las salidas son sincronizadas

·         Modo de congelación: las entradas son sincronizadas

Funcionalidad

·         Transferencia cíclica de datos de usuario entre el maestro DP y los esclavos

·         Activación/desactivación dinámica de esclavos de forma individual; comprobación de la configuración de los esclavos

·         Potentes funciones de diagnóstico, 3 niveles de mensajes de diagnóstico

·         Sincronización de entradas y/o salidas

·         Asignación opcional de direcciones para esclavos en el bus

·         Máximo 244 bytes de entrada/salida por esclavo

Funciones de protección

·         Transmisión de mensajes con Distancia Hamming HD=4

·         Control de watchdog en esclavos DP detecta fallos del maestro asignado

·         Protección del acceso para las salidas de los esclavos

·         Monitorización de las comunicaciones de datos de usuario con tiempo de monitoreo ajustable en el maestro

Tipos de dispositivos

·         DP maestro de clase 1 (DPM1), por ejemplo controladores programables centrales, tales como PLCs, PCs

·         DP maestro de clase 2 (DPM2), por ejemplo herramientas de ingeniería o diagnóstico

·         DP esclavo, por ejemplo dispositivos con entradas/salidas analógicas o binarias, controladoras, válvulas…

 

Velocidad de transmisión

 DP sólo requiere aproximadamente 1 ms a 12 Mbit/s para la transmisión de 512 bits de entrada y 512 bits de salida de datos distribuidos entre 32 estaciones.

 La figura 9 muestra los tiempos de una transmisión DP típica, dependiendo del número de estaciones y la velocidad de transmisión. Cuando se usa DP, los datos de entrada y salida se transmiten en un único ciclo de mensaje. Con DP, los datos de usuario se transmiten usando los Servicios SRD (Send and Receive Data Service, servicio de envío y recepción de datos) de la capa 2.

Funciones de diagnóstico

 Las exhaustivas funciones de diagnóstico de DP posibilita la rápida localización de fallos. Los mensajes de diagnóstico son transmitidos sobre el bus y recogidos en el maestro. Esos mensajes se dividen en tres niveles:

Diagnóstico Específico del Dispositivo

 Mensajes en la preparación general para el servicio de una estación, tales como “Sobrecalentamiento”, “Baja tensión” o “Interfaz no definida”.

Diagnóstico Relacionado al Módulo

 Estos mensajes indican si un diagnóstico está pendiente dentro de un subdominio I/O específico de una estación (por ejemplo un módulo de 8-bits de salida).

Diagnóstico Relacionado al Canal

 Estos mensajes indican la causa de fallo relacionada a un bit concreto de entrada/salida (canal) tales como “Cortocircuito a la salida”.

Configuración del Sistema y Tipos de Dispositivos

 DP soporta implementación de sistemas tanto de un único maestro como múltiples maestros. Esto aporta un alto grado de flexibilidad durante la configuración del sistema. Un máximo de 126 dispositivos (maestros o esclavos) pueden conectarse al bus. Las especificaciones para la configuración del sistema definen lo siguiente:

  • número de estaciones
  • asignación de direcciones de la estación a las direcciones I/O,
  • consistencia de datos de los datos I/O,
  • el formato de los mensajes de diagnóstico y
  • los parámetros usados en el bus.

Tipos de dispositivos

 Cada sistema DP está compuesto por 3 tipos diferentes de dispositivos.

Maestro DP de Clase 1 (DPM1)

 Es el controlador central que intercambia información cíclicamente con las estaciones distribuidas (esclavos) al ciclo de mensajes especificado. Normalmente, los dispositivos DPM1 son controladores lógicos programables (PLCs) o PCs. Un DPM1 tiene acceso activo al bus mediante el cual puede leer datos de medida (inputs) de los dispositivos de campo y escribir valores de referencia (salidas) a los actuadores en tiempos fijados.  Este ciclo repetido continuamente es la base de la función de automatización.

Maestro DP de Clase 2 (DPM2)

 Este tipo de dispositivos son de ingeniería, configuración o de operación. Estos se implementan durante la puesta en marcha y para mantenimiento y diagnóstico con el fin de configurar los dispositivos conectados, evaluar  los valores y parámetros medidos y solicitar el estado del dispositivo.

Esclavos

 Un esclavo es un periférico (dispositivos I/O, controladoras, HMIs, válvulas, transductores, dispositivos de análisis), el cual lee información del proceso y/o usa información de salida para intervenir en dicho proceso. Hay también dispositivos que únicamente procesan información entrante o información saliente. En el ámbito de comunicación, los esclavos son dispositivos pasivos que sólo responden a peticiones directas. Este comportamiento es simple y de implementación económica (en el caso de DP-v0 está ya implementado completamente en el hardware).

 En el caso de sistemas de un único maestro, solamente un maestro está activo en el bus durante la operación del sistema de bus. La figura 10 muestra la configuración del sistema de un sistema con un solo maestro. El PLC es el componente central de control. El esclavo está acoplado de forma descentralizada al PLC a través del medio de transmisión. Esta configuración del sistema habilita el menor tiempo de ciclo en el bus.

 En la operación con múltiples maestros, varios maestros están conectados a un único bus. Estos representan o subsistemas independientes, que comprende un DPM1 y sus esclavos asignados, o una configuración adicional y dispositivos de diagnóstico. Las imágenes de las entradas y salidas de los esclavos pueden leerse por todos los maestros DP, mientras que solamente un maestro DP (el DPM1 asignado en la configuración) puede escribir en las salidas.

Comportamiento del Sistema

 Para asegurar un alto grado de intercambiabilidad entre dispositivos del mismo tipo, el comportamiento del sistema de DP también ha sido estandarizado. Este comportamiento está determinado principalmente por el estado de operación del DPM1.

Esto puede controlarse localmente o a través del bus usando la configuración del dispositivo. Existen tres estados principales:

Parada

No hay comunicación de datos entre el DPM1 y los esclavos.

Seguro

El DPM1 lee la información de entrada de los esclavos y mantiene las salidas en un estado a prueba de fallos (salida a “0”).

Operación

El DPM1 se encuentra en la fase de transferencia de datos. En la comunicación de datos cíclica, las entradas se leen de los esclavos y la información de salida se escribe en los esclavos.

El DPM1 envía cíclicamente su estado a todos sus esclavos asignados en intervalos configurables usando un comando de multidifusión.

La reacción del sistema ante una falla durante la fase de transmisión de datos del DPM1, por ejemplo un fallo en esclavo, está determinado por el parámetro de configuración “auto clear” (entrada automática en el estado seguro).

Si este parámetro está puesto en Verdadero,  el DPM1 cambia las salidas de todos los esclavos asignados a un estado a prueba de fallos el momento en el que un esclavo no es está disponible para la trasmisión de datos de usuario. El DPM1 cambia después al estado seguro.

Si este parámetro está puesto en Falso, el DPM1 mantiene su estado de operación incluso en un evento de fallo y el usuario puede controlar la reacción del sistema.