76605188 REDES DE COMUNICACION INDUSTRIAL PROFINET

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REDES DE COMUNICACIÓN INDUSTRIAL PROFINET 
INTRODUCCION 
Historia de Industrial Ethernet 
En 1976, Robert M. Metcalfe presentó en la National Computer Conference su idea de la 
"Ethernet". El término "Ethernet" pretende recordar el antiguo modelo del "Eter de luz" que 
engloba la tierra y del cual se decía que era el medio de propagación de la energía 
electromagnética. De forma similar al éter, el cable coaxial de la Ethernet debía transmitir 
como medio pasivo el mensaje de un emisor a todas las estaciones conectadas. 
En 1985, la Ethernet fue introducida en la industria como Industrial Ethernet por la 
SIEMENS AG con el nombre de "Sinec H1". Al diferencia de la Ethernet convencional, la 
Industrial Ethernet dispone de conexiones mecánicas fijas y una pantalla masiva de 
aluminio. 
En 1990, Ethernet logró imponerse definitivamente en la industria con una velocidad de 
transmisión de 10 MBit/s (Standard 10 Base-T). 
A partir de 1995, el estándar 100 Base-T se impuso como Fast Ethernet en muy poco 
tiempo. De este modo se alcanzan velocidades de transmisión de datos de 100 MBit/s. 
¿Qué es PROFINET? 
En el contexto de la Totally Integrated Automation (TIA) PROFINET es la continuación 
consecuente de: 
• PROFIBUS DP, el ya acreditado bus de campo, e 
• Industrial Ethernet, el bus de comunicación para el nivel de célula. 
La experiencia de ambos sistemas ha sido y está siendo integrada en PROFINET. 
PROFINET como estándar de automatización basado en Ethernet de la PROFIBUS 
International (la entonces organización de usuarios PROFIBUS Nutzerorganisation e.V.) 
define así un modelo abierto de comunicación, automatización e ingeniería. 
Objetivos y ventajas de PROFINET 
Los objetivos de PROFINET son: 
• Estándar Ethernet abierto para la automatización basada en Industrial Ethernet 
Los componentes de Industrial Ethernet y Standard Ethernet pueden utilizarse 
conjuntamente, aunque los equipos de Industrial Ethernet son más robustos y, por 
consiguiente, más apropiados para el entorno industrial (temperatura, seguridad de 
funcionamiento, etc.). 
• Uso de estándares TCP/IP e IT 
• Automatización con Ethernet en tiempo real 
• Integración directa de sistemas con bus de campo 
PROFINET especifica las funciones para la realización de una solución total de 
automatización desde la instalación de la red hasta el diagnóstico basado en la web. 
Gracias a su estructura modular, PROFINET puede ampliarse fácilmente con funciones 
futuras. 
De ello resultan las ventajas siguientes: 
• Flexibilidad gracias al empleo de Ethernet y de los acreditados estándares IT 
• Ahorro de ingeniería y puesta en marcha gracias a la modularización 
• Protección de la inversión para equipos y aplicaciones PROFIBUS 
• Más rápido que los actuales buses especiales en el ámbito de Motion Control 
• Amplio abanico de productos disponible en el mercado 
El futuro de PROFINET 
Los aspectos indicados a continuación todavía se encuentran en fase de realización: 
• Para las aplicaciones de Motion Control existen exigencias especiales en lo que respecta 
a la comunicación en tiempo real, que requiere una comunicación en modo isócrono. 
PROFINET creará una arquitectura estándar y homogénea para la comunicación en 
tiempo real que cumplirá incluso las más altas exigencias de Motion Control. 
• La arquitectura PROFINET se verá completada con características de seguridad. 
• Velocidades de transmisión de hasta 1000 MBit/s 
 
TIPOS DE PROFINET 
Redes por cable 
3.1.1 Redes por cable 
Velocidad de transferencia de datos y cables 
Para PROFINET se requiere siempre una velocidad de transmisión de datos de 100 Mbit/s 
(Fast Ethernet) dúplex. Para transferir los datos 
• se pueden utilizar cables eléctricos de cobre trenzado (100 Base-TX, de par trenzado, 
4 hilos). 
Las características de transmisión de este cable tienen que cumplir las exigencias de la 
CAT 5 (véase glosario). 
La longitud máxima de la conexión entre el terminal y el componente de red o entre dos 
componentes de red (p. ej., switchports) no puede ser superior a 100 m. 
• o bien cables ópticos (100 Base-FX, Fiber Optic, 50/125µm, 62,5/125µm). 
El medio de transmisión es un cable de fibra óptica multimode o monomode de fibra de 
vidrio o de plástico 
La longitud máxima de la conexión entre el terminal y el componente de red o entre dos 
componentes de red (p. ej., switchports), en el caso del multimode, no puede ser 
superior a 3000 m, y en el caso del monomode no puede ser superior a 26 km. 
Fácil confección in situ de los cables de par trenzado 
Al instalar el sistema PROFINET puede cortar el cable AWG 22 in situ a la longitud 
apropiada, pelarlo con el Fast Connect Stripping Tool y colocar los Industrial Ethernet Fast 
Connect RJ45-Plugs con la técnica de desplazamiento de aislante. 
Fast Ethernet 
Fast Ethernet describe el estándar para transferir datos a 100 Mbit/s. Fast Ethernet utiliza 
para ello el estándar 100 Base-T. 
Industrial Ethernet 
Industrial Ethernet (anteriormente SINEC H1) es una técnica de instalación que permite 
transferir los datos de forma segura en un entorno industrial. 
Como sistema abierto que es, PROFINET permite utilizar componentes Ethernet estándar. 
Sin embargo, recomendamos instalar PROFINET como Industrial Ethernet. 
Información relacionada 
Encontrará más información al respecto en el manual de SIMATIC NET SIMATIC NET 
Twisted-Pair and Fiber-Optic Networks. 
Se recomienda leer asimismo el documento Installation Guideline PROFInet de PROFIBUS 
International. 
 
 
3.3 Topología 
A continuación se muestran en síntesis las distintas posibilidades de configurar e instalar 
una red PROFINET. 
Estrella 
Conectando las estaciones a un switch se obtiene automáticamente una topología en forma 
de estrella. 
En caso de que falle un solo dispositivo PROFINET, al contrario que con otras estructuras, 
con ésta no se producirá necesariamente un fallo de toda la red. El fallo de un solo switch 
provoca tan solo el fallo de una parte de la red. 
Árbol 
Interconectando varias estructuras en forma de estrella, se crea un topología en forma de 
árbol. 
Anillo 
Si desea aumentar la disponibilidad, utilice una estructura en anillo. Para ello conecte los 
dos extremos abiertos de la red a un solo switch que utilizará como administrador de 
redundancia. En caso de interrumpirse la red, el administrador de redundancia se encargará 
de reenviar los datos a través de una conexión que esté intacta. 
Línea 
Todas las estaciones de comunicación se conectan una tras otra formando una línea. 
Cuando falla un elemento de acoplamiento como p. ej., un switch, ya no es posible conducir 
la comunicación a través de dicho elemento. Entonces se divide la red en dos segmentos 
parciales. 
En PROFINET, la estructura en línea se realiza mediante switches que ya están 
incorporados en los dispositivos PROFINET. Por ello, la estructura en línea de PROFINET 
no es más que una variante de la estructura en árbol o en estrella. 
La estructura en línea requiere mucho menos cableado. 
Subred 
Todos los dispositivos conectados mediante switches se encuentran en la misma red, la 
subred. Todos los dispositivos de una subred pueden comunicarse directamente unos con 
otros. 
La máscara de subred es idéntica en todos los dispositivos que están conectados a la 
misma subred. 
La subred se limita físicamente mediante un router. 
Red 
Una red es un sistema de comunicación mayor que permite el intercambio de datos entre un 
gran número de estaciones. 
El total de subredes forma unared. 
 
 
Cifra / 
símbolo 
Significado 
1 S7-300 como controlador IO 
2 Industrial WLAN con SCALANCE W; conexión vía radio 
3 IE/PB-Link 
4 CP 443-1 Advanced en un S7-400; la CP dispone de un switch integrado, de ma 
se le pueden conectar otros dispositivos PROFINET y con ello realizar una topol 
forma de línea. 
5 Administrador de redundancia 
6 PC con CP 1616; la CP 1616 dispone de un switch integrado, de manera que se 
pueden conectar hasta 4 dispositivos PROFINET 
 
Topología en estrella 
 
 
Topología en forma de línea 
 
 
Los extremos abiertos de la topología en forma de línea se han juntado mediant 
administrador de redundancia para formar una topología en anillo. 
 
La combinación de las topologías forma una topología en árbol.