Conectividad

Altus posee conectividad para todos los niveles de comunicación. Generalmente el sistema de control es dividido en tres niveles de comunicación: Nivel de Planta, Nivel de Control y el Nivel de Campo.

Red en el Nivel de Planta

En el Nivel de Planta es necesario mantener una base de datos global, recolectar, procesar, almacenar y gestionar diversos tipos de datos. Se establece en él el plan básico de producción y se realizan los diagnósticos de los elementos del propio nivel y de los inferiores. El número típico de nudos es de 2 a 20, y las transferencias se dan a una velocidad de 10/s a 1/minuto. Los mensajes transitan a megabytes, y no hay necesidad de determinismo en la red (el tiempo para completar los mensajes no necesita tener un límite máximo).

La Red en el Nivel de Planta debe tener alta confiabilidad, ser de arquitectura simple y con inmunidad a ruido dentro de estándares razonables. Las tecnologías aplicables aquí son la Ethernet (IPX, TCP/IP) de acuerdo con la norma IEEE 802.3, Nivel 1.

Red Altus Ethernet TCP/IP

A través de las interfases para Red Ethernet, los Controladores Programables de Altus pueden conectárseles utilizando la camada TCP/IP, que permite un completo acceso a las informaciones de planta. Además de los protocolos propietarios ya consagrados en el mercado, como Alnet II/TCP, Altus disponibiliza "drivers" de comunicación utilizando plataformas abiertas, como Modbus RTU, Modbus/TCP y OPC Server. Utilizando Supervisorios o sistemas de computación de mayor jerarquía, las aplicaciones de control se pueden acceder de forma estandarizada, ampliando el potencial de conectividad.

También es posible disponibilizar servidor de páginas Web, soporte a banco de datos con Log de eventos y posibilidad de envío de e-mail.

El PO7094, Interfase Ethernet Modbus/TCP y Alnet II/TCP es un ejemplo de Interfase Ethernet para la Serie Ponto. Permite la conexión de CPs de Altus a las redes de comunicación abiertas que obedecen el estándar TCP/IP. Posibilita la comunicación con cualesquiera otros equipos que se comuniquen a través del protocolo de Ethernet TCP/IP, con nivel de aplicación ALNET II o MODBUS, pudiendo utilizar ambos protocolos simultáneamente. Además de permitir servidor de páginas Web y banco de datos.

El AL-2785, Driver Comunicación OPC ETH ALNET II, es un driver de comunicación OPC Server para Controladores Programables de Altus. Permite la comunicación con softwares que implementen interfases de comunicación estándar OPC Client, tales como herramienta de supervisión y control de procesos.

Red en el Nivel de Control

El nivel de control responde por los equipos que componen la línea de producción y por la lectura y accionamiento de todas las señales de campo. Es en él que se hacen los cálculos de algoritmos de control y optimización, así como la adquisición de datos, monitoreo de los procesos y registros de alarmas. El centro nervioso del control de calidad de la producción está en ese nivel. Los mensajes transitan a kilobytes y el determinismo es necesario para garantizar tiempo mínimo para las acciones de control. La frecuencia de transferencia, en esos casos, es de 1/10 ms a 1/10s.

A red en nivel de control debe tener alta confiabilidad, con arquitectura más compleja y alta inmunidad a ruido. Las tecnologías aplicables son en su mayoría propietarias, y poseen la tendencia para atender a MAC (ISO 802.3), LLC (IEE 802.2 clase I).

Red ALNET II

Implantada a partir de los Controladores Programables de la Serie AL-2000/MSP ("Multi-Station Processors") la rede ALNET II es multimaestra, y permite el control distribuido a partir de varios procesadores de forma determinística, a través de la interfase RS485. Alcanza la velocidad de 1 Mbaud. Posee el concepto de subredes, su arquitectura permite distribuir e aislar el tráfico de información en las aplicaciones.

Su desempeño permite la real distribución de las tareas de control entre varios CPs. Posee gateways para diversos tipos de conexiones, posibilita su convivencia en ambientes ya desarrollados con productos de otras marcas.

Con el surgimiento de la Red Ethernet para ambiente industrial, es posible utilizar la red Alnet II en ese medio físico. Así, las ventajas del protocolo Alnet II son asociadas con la Red Ethernet.

Beneficios de utilizar la Red Alnet II/TCP:

Posibilidad de topologías en estrellas, anillo o híbridas, permitiendo asociarlas para obtener un modelo que tenga una mejor aplicación
Integración entre los CPs de la Serie AL-2000, Serie Ponto y Serie Nexto
Aumento de números de nudos en una red
Utilización de switchs, hubs y ruteadores industriales estándar de mercado
Posibilidad de Upload y Download de aplicativos de los CPs a través de la red ethernet, obedeciendo a los criterios de niveles de accesos (usuarios x contraseña)
Disponibilidad de acceso simultáneo al aplicativo de los CPs y variables de control por ordenadores diferentes
Facilidad de mantenimiento, pudiendo utilizar herramientas de TI para disponer de diagnósticos inherentes a redes ethernet

Los principales módulos para utilización de ese protocolo son el PO7094, el AL-3412 (Interfase Ethernet 10/100 Mbits/s) para Serie AL-2000 y el AL-3414 (Interfase Ethernet Redundante con Modbus/TCP y Alnet II/TCP) para Serie AL-2000.

Red ALNET I

ALNET I es una red de supervisión, del tipo maestro esclavo, para adquisición y análisis de datos, utilizada en toda la línea de Controladores Programables de Altus. Auxilia la implantación de redes de control cuando es aplicada en conjunto con la red ALNET II. Su protocolo es abierto y disponible para el desarrollo de cualquier tipo de "driver" de software. Puede controlar hasta 31 CPs a partir de una estación maestro.

El ALNET I también es utilizado por el Mastertool Extended Edition (MT8000) para cambiar datos y programar la Serie Ponto y la Serie AL-2000.

Red Modbus RTU y Modbus TCP

Además de los protocolos propietarios (ALNET I y ALNET II), para red de control, los CPs de Altus pueden trabajar con protocolos abiertos como el Modbus RTU y Modbus/TCP.

El Modbus RTU es una red del tipo maestro esclavo, que disponibiliza sólo un controlador como Maestro de la red. El Modbus/TCP es una red Cliente/Servidor, donde es posible que más de un usuario pueda acceder a variables de otros dispositivos (servidor) simultáneamente.

Esas redes posibilitan integración entre controladores Altus y otros dispositivos electrónicos inteligentes (IEDs), como Interfase Hombre Máquina (IHMs).

De los CPs que utilizan Modbus están la Serie Duo, Serie Ponto, Serie AL-2000, Serie FBs y Serie Nexto, así como las IHMs Serie H y Serie Exter.

Los módulos PO7094 y AL-3414 disponibilizan el protocolo Modbus para la Serie Ponto y AL-2000 respectivamente. Para la Série Nexto, se podrá utilizar el módulo NX5000 y para la Serie FBs, el módulo FBs-CBE.

Red en el Nivel de Campo

El nivel de campo es utilizado para adquisición de las variables de proceso, envío de programación de "set-points", adquisición del estado de los equipos, actuación sobre motores, válvulas y otros equipos. El número típico de nudos por nivel es de 50 a 500, con tiempos de transferencia del orden de 1/ms a 1/100 ms. Los mensajes varían de 1 bit a algunos bytes, y el determinismo es necesario.

Red PROFIBUS

PROFIBUS es una red de campo abierta de uso internacional, definida en la Norma EN 50170. La versión DP es la más utilizada para Nivel de Campo. Para más informaciones sobre las versiones del PROFIBUS acceda al site de la Asociación Profibus: www.profibus.org.br.

El protocolo PROFIBUS DP se optimiza para conexión rápida y económica. Esa versión está destinada especialmente para comunicación entre sistemas de control de automatización y E/S distribuidos. Además de eso, se lo puede usar para sustituir transmisión de las señales como 24 Vdc ou 4 a 20 mA.

En casos de instalaciones en áreas intrínsecamente seguras, o áreas clasificadas, de acuerdo con el estándar internacional IEC 1158-2, se puede utilizar el PROFIBUS PA a través de gateways (DP/PA).

Un ejemplo de topología PROFIBUS DP es la utilización de la Serie AL-2000 para control de entradas y salidas (E/S) de la Serie Ponto. Para ello, se puede utilizar el AL-3406 (Interfase de Red Profibus Maestro) para la Serie AL-2000, y el PO5063V1 (Interfase de Red Profibus DP
Esclavo) para la Serie Ponto.

En futuras aplicaciones donde haya necesidad de modernización del CP, en el caso anterior, es posible sustituir la Serie AL-2000 por la Serie Nexto. Así, estaría sustituyendo el controlador principal y manteniendo las E/S de la Serie Ponto. Para ello, se debe utilizar el NX5001 (Interfase de Red Profibus Maestro) para la Serie Nexto.

La utilización de protocolos abiertos proporciona que el usuario realice modernizaciones sin la necesidad de alterar la arquitectura o sustituir IEDs en buen estado, teniendo aun soporte para estas modernizaciones.

Beneficios de utilizar la Red Profibus DP con productos Altus

Alto desempeño de Comunicación (12Mbps hasta 100 metros)
Cambio en caliente de todos los módulos de las estaciones remotas de la Serie Ponto
Altamente diagnosticable. Es posible obtener informaciones en nivel de E/S
Funcionalidad de Gateway Profibus para Alnet I. Ello posibilita la utilización de IHMs locales utilizando protocolo Alnet I. La interfase PO5063V1, además del canal de comunicación
Profibus, posee una puerta serial Alnet I que puede transitar datos recibidos de la red Profibus
Posibilidad de configuraciones redundantes : Doble Maestro, Doble Esclavo, Redes Ópticas en bus de datos o en anillo
Posibilidad de expansión de redes sin la necesidad de parar el proceso, entre otros

Utilizando Red Modbus RTU y Modbus TCP en el Nivel de Campo

En casos en que el costo es fundamental y no hay la necesidad de características como del PROFIBUS antes presentada, una solución puede ser la utilización de la Red Modbus como red de Campo.

Se puede hacer una arquitectura con UCP de medio porte, como el PO3247 de la Serie Ponto, utilizando la Serie FBs como E/S remoto.

Beneficios de utilizar la Red Modbus RTU con UCP Ponto y Remota FBs

Desde el punto de vista de la UCP PO3247 de la Serie Ponto

Programación vía USB
Velocidad de comunicación hasta 115Kbps en RS232, RS485 y USB
Display alfanumérico para indicación de los diagnósticos por escrito, directamente en el panel frontal de la UCP
Cambio en Caliente de los módulos de E/S local
Mayor poder de procesamiento (pues posee dos procesadores). Uno de ellos es responsable por las aritméticas, sacando cálculos directamente en hardware
Protocolo abierto Modbus RTU, maestro y esclavo en RS232 y RS485
Función PID de 16bits

Desde el punto de vista de la Estación Remota Modbus RTU de la Serie FBs

Bajo Costo
Velocidad de comunicación hasta 115Kbps en RS232 y RS485
Entradas Digitales y Analógicas con Filtros
Entradas Analógicas de 14bits
Más de 500 puntos de E/S por estación remota
Protocolo abierto Modbus RTU, maestro y esclavo en RS232 y RS485

Red HART

HART es un protocolo abierto, mantenido por la organización HART Communication Foundation. Se lo proyectó para viabilizar el mantenimiento predictivo y parametrización remota de dispositivos analógicos de proceso, como transmisores y válvulas en el estándar de corriente 4-20 mA.

Históricamente, las informaciones digitales (HART) son separadas de las analógicas (4-20 mA) a través de dispositivos auxiliares, denominados multiplexores HART. También se utilizan módulos de entrada y salida convencionales (4-20 mA) de Controladores Programables para las informaciones analógicas.

La red de campo abierta PROFIBUS, mantenida por la organización PROFIBUS, definió el protocolo PROFIBUS DP-V1, y el perfil HART on PROFIBUS como medio de transporte de las informaciones HART para niveles superiores de la planta, de forma acíclica y sin comprometer el desempeño de las tareas cíclicas de transferencia de entradas y salidas. De esa forma, estaciones remotas PROFIBUS DP-V1 con módulos de E/S HART y el perfil HART on PROFIBUS, dispensan los multiplexores HART, reduciendo costos, número de redes de campo, bornes y espacio ocupado en paneles. Además de eso, aumenta la confiabilidad, debido a la reducción de componentes y redes de comunicación.

Para atender a esa solución, Altus disponibiliza dos módulos de E/S (PO1114 y PO2134, entrada y salida analógica respectivamente) y dos cabezas PROFIBUS (PO5064 y PO5065, para topología simple y redundante respectivamente) que permiten utilizar la arquitectura HART sobre PROFIBUS.

Beneficios de utilizar la Red Hart con Serie Ponto

Medición de corriente de 0-20 y 4-20mA, 16bits
Protocolo HART (4-20mA)
Aislamiento tanto para la lógica como para la fuente externa
Diagnóstico local y remoto
Cambio en caliente, sin interferir en cualquier cableado del panel
Parametrización remota vía software
Puntos analógicos aislados galvánicamente de la lógica
Filtros parametrizables por software
Direccionamiento automático de los módulos

Red de Sincronismo

Con una arquitectura única, que incluye una red de sincronismo, los Controladores Programables de Altus pueden mantenerse sincronizados al nivel de 1 ms aun distribuidos a lo largo de una red con diversos equipos. Esa capacidad permite la solución de problemas de adquisición de datos de proceso para análisis de eventos con ese grado de resolución.

Contando con E/S que también responden en esa franja de velocidad, la solución de Altus para adquisición y registro de eventos es única en el mercado de CPs.