Dupline, Bus de Campo e Instalación - Du line - CARLO GAVAZZI
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CARLO GAVAZZI A u t o m a t i o n C o m p o n e n t s Dupline, Bus de Campo e Instalación Du line ® Fieldbus Installationbus
Du line ® Fieldbus Installationbus Introducción 4 Aplicaciones 6 Distribución de Agua 8 Automatización de Edificios 10 Procesos Industriales 14 Cintas Transportadoras 16 Instalaciones Ferroviarias 18 Sistemas de Riego 20 Dupline Básico 22 Gama de Productos 26 Master Generador 28 Opciones de Interface con PC, PLC y redes 32 Ventajas en Todas las Fases del Proyecto 34 Componentes Dupline, Bus de Campo 36 Componentes Dupline, Sistemas de Riego 43 Componentes Dupline, Automatización de Edificios 45
Du line ® Fieldbus Installationbus A menudo, el cableado paralelo de los sistemas de automatización tradicionales es caro y compli- cado. Cada sensor y accionador necesitan su pro- pio cableado, lo que eleva mucho el coste inicial de la instalación. La expansión también es proble- mática e incluso los costes de mantenimiento son altos. Por lo tanto, la tecnología de Bus se ha con- vertido en una parte cada vez más importante de las instalaciones eléctricas en edificios, procesos Instalación Instalación industriales y servicios públicos. Las ventajas de Tradicional Dupline usar un sistema de Bus, que sustituye una gran cantidad de hilos paralelos con un único cable de 2 hilos, son numerosas. La instalación, fácil y rápi- también proporcionan un acceso rentable a un da reduce considerablemente los costes de mano mayor número de señales. Esto explica la cre- de obra y facilita la posibilidad de ampliar el siste- ciente demanda de sistemas de automatización ma, usando el cableado existente y adaptándolo a que recojan y usen cada vez más señales y que las nuevas necesidades. Los sistemas de Bus optimicen costes y rendimientos. ¿Qué es Dupline®? Dupline es un Bus de campo y de instalación que Dupline® se usa generalmente como sistema remo- ofrece soluciones únicas a una amplia gama de to de E/S, creando un enlace entre los dispositivos aplicaciones en las áreas de Automatización de de campo, como por ejemplo: sensores, contacto- Edificios, Distribución de Agua, Gestión Energéti- res, válvulas, pulsadores, etc. y un controlador cen- ca, Instalaciones Ferroviarias y otras muchas. El tral, que puede ser un PLC, un PC o el controlador sistema puede transmitir señales digitales y ana- Dupline®. Pero Dupline® también puede usarse lógicas a kilómetros de distancia, por medio de sencillamente como un sistema que sustituye los un cable de 2 hilos. Su diseño modular y su fácil hilos y que transmite las señales de igual a igual sin funcionamiento permiten que incluso personas implicar a un controlador o a otro tipo de unidad in- sin experiencia lo usen en aplicaciones nuevas o teligente. Las señales Dupline pueden transmitirse ya existentes. Las soluciones se obtienen combi- no sólo por hilo de cobre, sino también por cable nando productos de la amplia gama de módulos de fibra óptica, por radiomódem, por líneas telefó- Dupline®, que incluyen módulos E/S digitales y nicas o por módem GSM. Dupline ha probado su analógicas, interfaces PLC y PC, HMIs y modems. rendimiento en más de 100.000 instalaciones dis- Todos los módulos de una instalación se conectan tribuidas por todo el mundo desde 1986. Y aunque al mismo cable de 2 hilos que se usa para inter- actualmente se use la última tecnología ASIC, los cambiar señales entre los módulos y entre un con- nuevos módulos Dupline todavía son compatibles trolador central y los módulos. con los que se instalaron hace más de 15 años. Ejemplo: Dupline® usado como sistema para sustituir los hilos Unidad central Cable de 2 hilos Dupline (hasta 10 km) Módulos E/S Módulos E/S • Digitales • Digitales • Analógicas • Analógicas IN IN OUT OUT A1 A2 A1 A2 4
Introducción ¿Por qué usar Dupline®? Hay que tener en cuenta muchos criterios a la hora propias instalaciones, la localización de averías y el de seleccionar un sistema de Bus de campo. Entre mantenimiento, eliminando así servicios caros y con- ellos, la capacidad de transmisión a distancia, la fa- tratos de asesoramiento, puesta en marcha y mante- cilidad de funcionamiento, la inmunidad al ruido, la nimiento. Dupline es un sistema independiente y topología y el tiempo de respuesta. Y, por supuesto, abierto para interconexión con cualquier tipo de con- la rentabilidad. Por lo tanto, es importante definir los trolador. Los interfaces serie con ModBus y para PLC requisitos clave de la aplicación para optimizar el sis- específicos junto con los gateways para Profibus tema de Bus en función de tareas específicas. La DP y Devicenet permiten una interconexión sencilla competitividad del sistema Dupline está garantizada y flexible con PLC, PC y controladores dedicados. por un conjunto único de características que permi- ten soluciones flexibles y rentables para una amplia Resumen de las características Dupline® gama de aplicaciones. La mayoría de estas carac- terísticas nacen de la eficiencia de la tecnología • Hasta 10 km de distancia de transmisión empleada. La eficacia del protocolo permite una fre- sin repetidores cuencia portadora baja de 1 kHz, garantizando una • Fácil instalación y mantenimiento gran distancia de transmisión y una altísima inmuni- • Alta inmunidad al ruido dad al ruido. Por lo tanto, Dupline puede transmitir múltiples señales digitales y analógicas hasta a 10 • Topología libre Km de distancia por medio de un cable de 2 hilos sin • Flexibilidad usar repetidores. Estas características únicas de • No se necesitan cables especiales Dupline suponen un considerable ahorro de costes en muchas instalaciones, especialmente cuando • Se pueden usar los cables ya existentes existen cables normales que se pueden usar. Otra • Disponibilidad de dispositivos característica importante de Dupline es la fácil ges- alimentados por el Bus tión en todas las fases de un nuevo proyecto. No ha- ce falta ser ingeniero para trabajar con Dupline. No • Interface flexible con PLC y PC se necesita un PC ya que la codificación de direc- • Es posible la transmisión por módem ciones y las pruebas se llevan a cabo por medio de GSM, radiomódem o fibra óptica sencillos dispositivos portátiles. Tampoco son nece- sarios cables y conexiones especiales y, a diferencia • Más de 100.000 instalaciones en todo de muchos otros Bus de campo, no existen límites el mundo en la instalación de los cables. Implementarlo es • Económico en todas las fases del proyecto tan fácil que los propios clientes pueden hacer sus Ejemplo: Dupline n.º 1 Dupline® usado como Interface E/S remota para PLC Módulos E/S • Digitales RS485 / RS232 • Analógicas Modbus • Contadores Profibus-DP IN IN OUT OUT DeviceNet Dupline n.º 2 Interface Módulos E/S • Digitales • Analógicas • Contadores IN IN OUT OUT 5
Distribución de Agua Control y supervisión de bombas, válvulas, niveles, caudales, etc., a grandes distancias, con o sin hilos. Automatización de Edificios Control de: iluminación, temperaturas, persianas, ventilación. Supervisión de las alarmas (robo, incendio, inundación, etc.). Procesos Industriales Supervisión central del consumo de energía, de las alarmas de maquinaria, de temperaturas, etc., en diferentes procesos. Cintas Transportadoras Supervisión de la temperatura de los cojinetes, de las alarmas de la cinta, control de las luces indicadoras, etc. Instalaciones Ferroviarias Supervisión de semáforos y pasos a nivel. Control del calentamiento de cambios de vía, de la ventilación de túneles, etc. Sistemas de Riego Control y accionamiento de válvulas tipo “latch”, supervisión del caudal, del consumo de agua, etc. 7
Du line ® Fieldbus Installationbus • Hasta 10 km de distancia de transmisión sin repetidores • No se necesitan cables especiales; se pueden usar los que ya existen • Fácil instalación Línea del • Nivel bajo Generador • Arranque de bomba y mantenimiento • Nivel alto de canales • Paro de bomba módem • Bomba en marcha • Todas las señales pueden • Caída tensión controlarse y supervisarse desde cualquier punto del sistema • Es posible la transmisión por módem GSM, por radio módem o por fibra óptica • Interface flexible con PLC, • Nivel bajo • Nivel alto PC y RTU (unidades remotas de control) • Económico en todas las fases del proyecto Módulo entradas analógicas Interface radio-módem Radio módem En la industria del agua, Dupline se usa generalmente para poner en marcha, parar y supervisar bombas, para abrir y cerrar válvulas, para me- dir el nivel, el caudal y la presión y para detectar pérdidas. Al poder transmitir múltiples seña- les digitales y analógicas a través de grandes distancias con un cable de 2 hilos, Dupline es la solución ideal para automatizar las plantas de tratamiento de aguas residuales.
Distribución de agua Línea • Arranque de bomba del módem • Paro de bomba • Nivel alto • Nivel bajo • Bomba en marcha • Pérdida de bomba Contador • Nivel alto • Nivel bajo Interface Controlador- Modbus Módulo entradas Display de textos analógicas Radio • Arranque de bomba Modem • Paro de bomba Interface Radio • Nivel alto radio- módem • Nivel bajo módem PLC Sistema de distribución de agua usando Dupline® como Bus de E/S remoto Los sensores y las bombas del ultrasónicos y se transmite con Dupline, que registran el caudal pozo se supervisan y controlan Dupline como señales analógi- de agua que circula. Esto le per- desde las instalaciones de trata- cas. También hay una sonda de mite al PLC supervisar si hay pér- miento por medio de dos módem nivel alto por torre que se usa didas en el sistema. Los displays Dupline. Uno de estos módem se para activar una alarma. El PLC de texto se usan para indicar las instala en el pozo mientras que el supervisa el nivel y activa o de- alarmas y el nivel de las torres de otro se instala a kilómetros de sactiva las bombas de refuerzo agua. La unidad central Dupline distancia, en la estación de bom- para mantener el nivel de las to- de la instalación de tratamiento beo del depósito. La comunica- rres de agua en los límites esta- cuenta con un módem GSM in- ción se lleva a cabo por medio de blecidos. Entre las dos torres y la corporado, que envía un mensaje líneas telefónicas convenciona- instalación de tratamiento, no es de texto SMS a un teléfono móvil les. Tanto el pozo como la esta- práctico tender cables y por lo en caso de alarma. Los mensajes ción se supervisan y controlan tanto se usan módems RF. de alarma pueden ser, por ejem- con el PLC de la instalación de Hay instalados caudalímetros plo, “disparo térmico bomba 2”, tratamiento. con salidas de pulsos en varios “falta tensión pozo”, “inundación El nivel de las torres de agua puntos del sistema, conectados estación de bombeo 1” o “nivel se mide con sensores de nivel a los módulos contadores de alto en torre de agua A”. 9
Du line ® Fieldbus Installationbus • Control de: iluminación, Alarmas contra incendios Los detectores de humo, instalados en dife- persianas, sistemas rentes puntos del edificio, son los elementos principales del sistema de alarma contra in- de calefacción cendios. Se pueden combinar con otras fun- y aire acondicionado, ciones, por ejemplo en caso de incendio las luces pueden encenderse y los ventiladores supervisión de alarmas apagarse. • Supervisión del consumo Puertas cortafuegos El control y la supervisión de las posiciones de energía, agua y gas de las puertas cortafuegos pueden imple- de todo el edificio mentarse con un cable resistente al fuego. Control y supervisión de todas las compuer- tas de entrada y salida de aire de los siste- • Control del estado mas de ventilación. de todo el edificio Control de la iluminación en cualquier momento Control local o central de uno o varios pun- tos de luz con diferentes programaciones y en cualquier lugar horarias, interruptores de luz, detectores de movimiento, sensores de intensidad luminosa • Montaje en redes Ethernet o o controles remotos portátiles. Regulación de RS485 de los controladores todos los tipos de cargas luminosas, progra- mación de escenarios luminosos, etc. Dupline®, cada uno Control de persianas supervisa y controla una Control de persianas desde estaciones loca- sección del edificio les o centrales por medio de pulsadores o de controles remotos. Control para varias per- sianas del tipo “completamente abiertas” o • Interconexión fácil “completamente cerradas”. Control automá- y flexible con niveles tico basado en la velocidad del viento o en la intensidad luminosa. superiores de gestión Calefacción de edificios Control de la temperatura de cada habitación en función del momento del día, de la presen- • Gran flexibilidad cia de personas y del estado de las ventanas. para introducir cambios Definición de los puntos de ajuste y supervi- sión de las temperaturas desde un PC central. y mejoras Regulación local de los puntos de ajuste. • Económico en todas Ventanas y puertas Supervisión de ventanas y puertas por medio las fases del proyecto de contactos magnéticos o detectores de rotura de cristal. Se pueden combinar con un termostato que apague automáticamente la calefacción de una habitación cuando se abre la ventana. Supervisión del consumo de energía Supervisión del consumo de energía, agua y gas en diferen- tes puntos del edificio a través de módulos contadores de pulsos. Transmisión de los valores a un PC central, que se encuentre en otro lugar, por medio de un módem GSM, un módem de marcación automática o a través de Internet. Control y supervisión vía GSM En caso de alarma se pueden enviar mensajes SMS, defini- dos en función del usuario, a uno o varios teléfonos móviles. También es posible solicitar y recibir datos a través de men- sajes SMS y conmutar las salidas. HMI (Interfaces hombre-máquina) El estado de la instalación puede visualizarse y controlarse desde las diferentes estaciones por medio de pantallas táctiles, displays de texto o paneles mímicos con LEDs. El servidor de la red Dupline permite el control y la supervisión a través de la red interna o de internet. Interface con el sistema de gestión del edificio Se pueden unir varias redes Dupline y que cada una contro- le una sección del edificio. Gracias a un protocolo abierto y al fácil acceso a los datos, toda la red puede conectarse a cualquier tipo de sistema de gestión de edificios.
Automatización de edificios Automatización de viviendas y edificios Las instalaciones eléctricas de los energía y ampliar el confort y la permite implementar funciones in- edificios están en fase de tran- seguridad del edificio. El funcio- teligentes combinando las señales sición. Las instalaciones conven- namiento, el servicio y el mante- de diferentes elementos del Bus. cionales pueden desempeñar mu- nimiento se simplifican con una Comparado con las instalaciones chas tareas, pero como las funcio- presentación completa del estado tradicionales de hilos paralelos, el nes de un edificio cada vez son del edificio en cualquier momento cableado del sistema Dupline® más complejas y aumenta la nece- y en cualquier lugar. es mucho más sencillo y su flexibi- sidad de interacción entre ellas, se La gama de productos Dupline® lidad para introducir cambios y requiere una tecnología diferente. incluye una amplia serie de com- mejoras aumenta significativa- El Bus de instalación Dupline® es ponentes para la automatización mente. En los edificios grandes, se la solución. Dupline® es un siste- de edificios como detectores de pueden unir varios controladores ma descentralizado que une el movimiento, sensores de intensi- Dupline® por medio de RS485 o de control y la supervisión de la ilumi- dad luminosa, reguladores, relés, Ethernet para intercambiar datos nación, de las persianas, del aire termostatos, etc. Todos los com- proporcionando un sistema segu- acondicionado y de la seguridad. ponentes de una sección usan los ro en el que una avería del cable Dupline® ofrece nuevas oportuni- mismos 2 hilos para conectarse afecta sólo a una sección del edi- dades para reducir el consumo de con el controlador Dupline® y esto ficio. 11
Du line ® Fieldbus Installationbus • Fácil gestión en todas las fases del proyecto Interruptor Lámpara Enchufe Relé des- Sensor • Los hilos de la alimentación de luz centralizado y del Bus pueden ir por el mismo cable o conducto • Topología libre • Herramientas de codificación y prueba, fáciles de usar y portátiles • Todas las señales pueden controlarse y supervisarse desde cualquier punto del sistema y en cualquier momento • Las distancias no Cuadro Cuadro representan un problema principal local • Soluciones económicas tanto en mano de obra Bus de instalación, Fase conmutada Fase directa (L) 2 hilos en cuadro (S1, S2 ...) Neutro (N) como en material Dupline es la alternativa perfecta a los sistemas de Bus tradicionales para la Automatización de edificios comerciales e industriales. En el mercado de la Automatización de viviendas Dupline cubre las de- mandas de instaladores y usuarios finales.
Automatización de edificios Automatización de viviendas y edificios El Bus de instalación Dupline® cableado de la alimentación El controlador Dupline® ofrece presenta una nueva forma de im- principal. Por lo tanto, las nece- una selección de funciones pre- plementar el cableado y de pro- sidades de alimentación y de definidas que sólo hay que para- gramar el sistema de Automati- comunicación de los sensores y metrizar. Por ejemplo, la función zación de un Edificio. En todas de los actuadores del sistema de “master” permite que una entra- las fases del proyecto es fácil automatización del edificio están da active la conmutación de va- trabajar con este sistema y re- cubiertas en toda la instalación. rias salidas simultáneamente y suelve las aplicaciones de ma- Usar los componentes alimenta- con la función “tiempo real”, las nera económica. La codificación dos por el Bus Dupline® como salidas pueden programarse pa- y configuración son sencillas, interruptores de luz, detectores ra activarse o desactivarse a ho- hay pocas herramientas y son de movimiento, sensores de ras determinadas del día o cier- fáciles de usar y la topología del temperatura, relés descentrali- tos días de la semana. Controlar cableado es libre. Debido a la zados, etc. facilitan la instalación la temperatura y las persianas, el alta inmunidad al ruido de Du- y la hacen más flexible porque sistema de alarma y los escena- pline®, no se necesitan hilos es- desaparece la necesidad de ha- rios luminosos son otros ejem- peciales y los dos hilos del Bus cer regresar los hilos al cuadro plos de funciones predefinidas pueden seguir el recorrido del central de la instalación. que facilitan la configuración. 13
Du line ® Fieldbus Installationbus • Los módulos Dupline de E/S gestionan cualquier tipo de señal digital, analógica o procedente de contadores • El concepto modular y flexible del Dupline facilita su implementación paso a paso • Un PC o PLC puede supervisar hasta 4.096 puntos de E/S mediante el Bus Dupline • Sistema apto para ambientes industriales con alta inmunidad al ruido • Puede utilizarse el cableado existente • Topología libre • Fácil de usar • No requiere grandes inversiones iniciales • Marcha/Paro de la máquina • Fallo/Alarma calentamiento • Caída tensión • Consumo de energía alimentación • Consumo de agua • Nivel del material • Intensidad • Consumo de gas • Indicación luminosa • Temperatura • Contadores Módulo de E/S Módulo Contador Medidor de Energía Digitales de Entradas Analógicas El Bus Dupline es un sistema de E/S, idóneo para obtener información sobre alarmas, consumos de energía y estado de las máquinas en una planta de producción.
Procesos industriales • Ventilación • Iluminación Sensor de • Calefacción temperatura Módulo de salida Master Generador Puesto de control Dupline para el control de procesos industriales En muchas plantas de producción la fábrica y al mismo tiempo sumi- reguladores de temperatura, co- se pueden obtener grandes aho- nistra un interface sencillo con nive- mo “fallo/alarma calentamiento” o rros automatizando la supervisión les superiores de gestión. Además, “caída de tensión de alimentación” de las máquinas y de los procesos. Dupline® lleva a cabo las diferentes se conectan a módulos de entra- Esto le permite al personal encar- tareas sin salirse del presupuesto. da digitales y los transductores de gado del mantenimiento detectar Los costes de puesta en marcha presión se conectan a módulos de las averías con rapidez y precisión; son bajos y el sistema puede am- entrada analógica 4-20 mA. Todos al mismo tiempo los datos del ren- pliarse gradualmente, según va- los valores y todas las alarmas se dimiento de las máquinas se alma- yan surgiendo las necesidades y lo transmiten a un PC central de su- cenan en una base de datos y, por vaya permitiendo el presupuesto. pervisión, con sistema SCADA, lo tanto, se pueden usar para con- Por ejemplo, Dupline® puede usarse que alerta al personal de mante- trolar la calidad y mejorar el rendi- para supervisar varias líneas de nimiento y memoriza todos los su- miento de las máquinas. Dupline® producción con extrusoras de plás- cesos y valores en una base de es el sistema ideal para este tipo tico. Las salidas de pulsos de los datos para analizar más tarde el de aplicaciones ya que satisface medidores de energía se conectan consumo de energía y las razones los requisitos de flexibilidad, mo- a los módulos contadores Dupline®, del tiempo de inactividad de la dularidad y fiabilidad exigidos por las salidas de las alarmas de los máquina. 15
Du line ® Fieldbus Installationbus • Todas las señales y la alimentación en un único cable de dos hilos • Gran distancia de transmisión • Extremadamente fácil de usar • Fácil de ampliar o modificar • Sólido e inmune al ruido • Todas las señales se pueden controlar y supervisar desde cualquier punto del sistema • Dupline resuelve la combinación de grandes distancias y de alta dispersión de E/S de forma económica Las cintas transportadoras se usan en muchas aplicaciones en las que hay que transportar carbón, mineral, piedras, arcilla, etc., a grandes dis- tancias. Las industrias que general- mente emplean estas aplicaciones son la minería, la perforación de tú- neles, las centrales eléctricas y las fábricas de ladrillos. Por motivos de seguridad, las cintas transportadoras se equipan con dis- positivos de parada de emergencia que tienen que permitir a los opera- rios detener la cinta en cualquier punto de la instalación.
Cintas transportadoras Interface Display de textos PC o PLC (opcional) Dispositivo por tensión de cable Módulo de entradas Supervisión de cintas transportadoras La mayoría de las cintas transpor- ne® aporta una solución, sencilla, do por el Bus Dupline®, por lo tanto tadoras cuentan con numerosos flexible y rentable. A lo largo de to- no se necesita una alimentación lo- dispositivos conectados que per- do el transportador se tiende un cal. Si hubiera que ampliar la cinta, miten a los operarios detener la cin- único cable de dos hilos Dupline®. es fácil instalar módulos de entrada ta en cualquier punto si se presen- De hecho, este cable también se adicionales. Si se desea, se pueden ta una situación de emergencia o puede usar para tirar de él. En cada usar salidas de relé Dupline® para una avería. Para reducir el tiempo punto que haya un dispositivo por indicar las averías a lo largo de la de inactividad (que supone una tensión de cable, se conecta un pe- cinta. pérdida económica), es importante queño módulo Dupline® con una En el puesto de control, puede su- identificar lo antes posible la ubica- única entrada. pervisarse el estado de cada señal ción del problema y su naturaleza. La entrada se conecta al contacto desde una pantalla táctil, un display En este caso, el cableado paralelo del dispositivo por tensión de ca- de textos o en un panel mímico con tradicional es una solución difícil y ble. Cuando el dispositivo por ten- LEDs, para poder actuar con rapi- cara ya que una cinta de 3-5 km sión de cable se acciona, la señal dez y precisión. Las señales tam- puede tener más de 100 dispositi- Dupline correspondiente se activa. bién pueden supervisarse y contro- vos instalados. Sin embargo, Dupli- El módulo de entrada es alimenta- larse desde un PLC o desde un PC. 17
Du line ® Fieldbus Installationbus • Hasta 10 km de distancia de transmisión sin repetidores • Distancia de transmisión ilimitada con repetidores en cascada • A lo largo de las vías, se pueden usar los cables ya existentes • Alta inmunidad al ruido • Fácil de ampliar o de modificar • Fácil de utilizar y mantener • Posibilidad de transmisión por medio de GSM, de la red telefónica o de fibra óptica • Económico en todas las fases del proyecto Módulo Módulo salida entrada digital analógica En la sala de control central, panta- llas de plasma muestran el estado de los semáforos y alarmas de los pasos a nivel, a través del Dupline. En instalaciones ferroviarias, Dupline se utiliza para recoger señales de estado y alarmas, a lo largo de las vías usando cables existentes.
Instalaciones Ferroviarias Módulo entrada digital Módulo entrada digital Instalaciones Ferroviarias La capacidad de transmitir múlti- ñales a uno o a varios centros de de entradas Dupline. El Bus Du- ples señales a través de grandes control. El enlace final con un pline® transmite la información de distancias usando dos hilos hace centro de control que se encuen- nuevo al centro de control donde de Dupline® un sistema ideal para tre lejos de las vías puede imple- el ordenador la registra y verifica usar en instalaciones ferroviarias. mentarse a través de GSM, red el estado correcto de las señali- Una red Dupline® sin repetidores telefónica o fibra óptica. Si se zaciones. Cuando la temperatura puede cubrir hasta 10 km, pero si produce una avería, se informa desciende por debajo del punto se usan repetidores en casca- inmediatamente al PC. Dupline® de congelación, hay que activar da no hay límites de distancias. también se usa para supervisar el los calentadores de los cambios Dupline® se usa para supervisar funcionamiento de las señaliza- de vía a intervalos regulares para las barreras y los semáforos de ciones a lo largo de las vías. Las evitar que el hielo los bloquee. los pasos a nivel. Las salidas que señales de salida de transforma- Un PLC central lee la temperatura indican una avería en el sistema dores de corriente, proporcionan y la humedad por medio de Dupli- de control local de las barreras se un verdadero control si las señali- ne y controla los elementos ca- llevan a los módulos de entrada zaciones están encendidas, estas lentadores, también por medio de Dupline®, que transmiten las se- señales se llevan a los módulos módulos de salida Dupline. 19
Du line ® Fieldbus Installationbus • Reducción del tiempo de instalación • Reducción del coste del cable • Facilidad de ampliar o modificar una instalación • Fácil de usar y mantener • Topología libre • Tecnología sólida, fiable y comprobada • Interface flexible con diferentes controladores de riego • Económico en todas las fases del proyecto El Bus de riego Dupline reduce los costes de instalación y aumenta la flexibilidad de los sistemas de riego agrícola en los que las válvulas nor- malmente se distribuyen en grandes áreas. También los campos de golf necesi- tan un sistema de riego fiable para que el césped esté en buenas con- diciones.
Sistemas de Riego PLC Master Módulo Generador Booster Modelo de válvula Válvula Caudalímetro Control de sistema de riego con Dupline® Los sistemas de riego tradiciona- tes considerablemente, facilitando los pulsos desde los caudalíme- les se caracterizan por sus cable- las ampliaciones y modificacio- tros. El módulo de válvula se pue- ados caros y complicados. Cada nes. Cualquier tipo de controlador de suministrar en una carcasa que válvula necesita un hilo común y de riego, sea un controlador de- permite su instalación bajo tierra o un hilo independiente desde el dicado, PLC o PC, puede usar para montaje a carril DIN. Cada controlador de riego, que puede Dupline como sistema remoto de vez que se activa la válvula, un encontrarse a kilómetros de dis- E/S. condensador se carga lentamente tancia. Las ampliaciones son tam- Para lograr un nivel de tensión su- y 10 segundos después ha alma- bién problemáticas debido a su ficiente para activar las válvulas cenado suficiente energía para el alto coste y a la imposibilidad de solenoides biestables con 3 hilos siguiente funcionamiento de la obtener hilos extra para las válvu- en el campo, un módulo booster válvula. La topología del cableado las que deben añadirse al sistema. convierte el nivel de tensión de es completamente libre, sin límites Al unificar la alimentación, las se- Dupline en 28 VCC. Cada válvula ni de número ni de longitud de las ñales de control de las válvulas y está conectada a un módulo de ramificaciones. Una red Hi-Line los pulsos de los caudalímetros en E/S con dos salidas para abrir y puede gestionar hasta 64 válvulas un único cable de dos hilos, Dupli- cerrar la válvula y dos entradas en distancias de hasta 7 km, y ne reduce el cableado y sus cos- que pueden usarse para transmitir pueden unirse varias redes. 21
Du line ® Fieldbus Installationbus Componentes básicos Una red Dupline® se compone de 4 elementos fun- son sensores con un transductor incorporado; por lo damentales: una unidad central, módulos de entrada, tanto, no se requieren equipos externos para las se- módulos de salida y un cable de 2 hilos. La Unidad ñales (sensores de temperatura, de inundación, pre- Central controla la comunicación de todas las insta- sencia, etc.). Los Módulos de Salida se conectan a laciones. Manda la señal portadora Dupline® y coor- lámparas, a contactores, a LEDs, a instrumentación, dina todas las transmisiones entre los módulos de etc. y controlan estos dispositivos en función de la entrada y de salida. Los Módulos de Entrada se información que reciben a través de la red Dupline®. conectan a contactos libres de potencial, a señales de tensión, a equipos con señales analógicas de Ejemplo: Un sistema básico Dupline salida, etc., y transmiten esta información por medio del cable de 2 hilos. Algunos módulos de entrada IN OUT El cable Todos los módulos Dupline® se conectan al mismo trenzados, pero en realidad se puede usar prácti- cable de 2 hilos para formar una red de comunica- camente cualquier cable siempre que los 2 hilos se ción en la que las señales puedan transmitirse entre sigan en el mismo trazado. A menudo, esto significa los módulos. Lo ideal sería que los 2 hilos estuvieran que pueden usarse los cables que ya existen. Componentes alimentados por Bus Algunos módulos de E/S Dupline® se alimentan di- rectamente del Bus y, por lo tanto, no se necesitan fuentes de alimentación externas. Esto proporciona a la instalación flexibilidad y facilidad de uso y es una ventaja especial cuando no se cuenta con alimenta- ción local. La mayoría de estos dispositivos son mó- dulos de entrada como interruptores de luz, módulos de entrada de contacto, sensores de temperatura, detectores de intensidad luminosa o de movimiento, pero también se ofrece una salida de relé alimentada por el Bus para la instalación descentralizada. 22
Dupline® básico Topología La topología de un sistema de Bus define qué tipo de tendido de cable se puede llevar a cabo. Dupline se caracteriza por una topología completamente libre que le permite configuraciones en línea, en anillo, en estrella o combinando las tres. Esto facilita el pro- yecto y proporciona un alto grado de flexibilidad para aportar cambios de última hora o ampliaciones en el futuro. Principio de comunicación La transmisión de la señal Dupline® se basa en un prin- cipio de multiplexado por división de tiempos que pro- porciona una transmisión más eficiente de las señales sencillas que los métodos tradicionales, orientados al método de mensajes pregunta-respuesta. Esto ha per- mitido que Dupline® funcione con una frecuencia por- tadora baja de 1 kHz, que es la clave de sus caracte- Sincronización A1 A2 A3 A4 A5 rísticas en la transmisión a larga distancia, la alta inmu- nidad al ruido y su robustez. El controlador genera una señal de onda cuadrada que consiste en un periodo de sincronización de 8 ms seguido de 128 pulsos con una ción. De hecho, los módulos de E/S comparten los longitud de 1 ms. Este tren de pulsos de 136 ms se re- mismos dos hilos usándolos a turnos. El tiempo de res- pite continuamente. Cada pulso define un intervalo de puesta en un sistema Dupline® siempre permanece por tiempo en el que los módulos asignados a ese número debajo de los 272 ms, independientemente del núme- de pulso concreto pueden transmitir y recibir informa- ro de módulos E/S y de las señales activas en el Bus. 23
Du line ® Fieldbus Installationbus Direccionamiento Cada entrada o salida necesita tener asignada una de las 128 direcciones. La dirección define qué nú- mero de pulso del tren de pulsos Dupline® se usará para transmitir o recibir su señal. Las 128 direcciones se dividen en 16 grupos (A-P) de 8 direcciones cada uno (1-8), por lo tanto una referencia de dirección es una combinación de una letra y de un número, por ejemplo B3. Las direcciones se asignan en los mó- dulos por medio de una unidad de programación portátil GAP1605. Dupline ASIC El componente electrónico clave de cada módulo de E/S es el chip Dupline ASIC. Una novedad de Carlo Gavazzi que aplicando la última tecnología condensa años de experiencia en la comunicación industrial en un único chip. Las pequeñas dimensiones y el redu- cido consumo de corriente del chip ASIC permiten diseñar componentes muy compactos alimentados por el Bus como, por ejemplo, sensores o módulos específicos de E/S. Codificación y prueba Las direcciones se asignan a los módulos Dupline® por medio de la unidad de programación portátil GAP1605. No es necesario alimentar los módulos o conectarlos al Bus Dupline para codificarlos. La dirección actual puede leerse y verificarse con el GAP1605. Codificar una dirección es tan fácil como marcar un número de teléfono. La unidad de comprobación GTU8 permite leer el es- tado real y controlar las 128 direcciones de un siste- ma en funcionamiento. Es muy útil durante la puesta en marcha y para aislar un problema con un módulo de entrada o de salida mal cableado. La GTU8 es por- tátil y puede conectarse a los dos hilos Dupline® en cualquier punto de la instalación y en los módulos. 24
Dupline® básico Sistema operativo Dupline En la siguiente figura, dos entradas y dos salidas tie- un estado a otro siempre que se active una entrada nen asignada la misma dirección B3. Siempre que un codificada para B3. Si se asigna un temporizador de módulo de entrada detecta el pulso que correspon- retardo a la desconexión, las salidas B3 permanece- de a la dirección B3, controla el estado de la entra- rán activadas durante el tiempo programado des- da codificada para B3 y si está activa, manda una pués de desactivar la entrada en B3. No hay límite al señal a la unidad central. La unidad central registrará número de salidas que pueden codificarse en la mis- las direcciones B3 como entradas activas sin impor- ma dirección y, por lo tanto, se mandará la misma tar cuál de las dos es la activa. Todas las entradas señal a todas ellas. codificadas para la misma dirección se combinan Esto es útil, por ejemplo, cuando el estado de las lu- juntas, y no hay límites al número de entradas que ces y de las señales de alarma deben visualizarse en pueden tener la misma dirección. Esto es útil, por muchos puntos o cuando varias cargas deben con- ejemplo, cuando se desea controlar una luz desde mutarse con la misma señal. El hecho de que varios interruptores instalados en diferentes posiciones. Si módulos de E/S Dupline puedan recibir y mandar in- la unidad central es de tipo estándar y su interface formación con la misma dirección sin conocer la carece de funciones inteligentes, sencillamente ac- existencia de los demás es una característica clave tualizará las salidas B3 con el estado de la entrada que demuestra la disponibilidad abierta y flexible de detectado en B3. Dupline®. Esta función facilita las transferencias sencillas de una señal de igual a igual sin implicar a una unidad inteligente. Si se usa el Master Generador configurable, es posi- ble asignar una función inteligente a una dirección. Si, por ejemplo se asigna una función biestable a la dirección B3, la salida codificada para B3 pasará de B3 B3 B3 B3 25
Du line ® Fieldbus Installationbus G50101106 Gama de productos Transmisor de una entrada La amplia gama de productos Dupline para aplica- alimentado por el Bus ciones industriales y automatización de edificios G34296470 MÓ puede clasificarse en diferentes categorías según la DU Transmisor de función que desempeñan en la red. Combinando LO entradas analógicas S DE productos de varias categorías, se pueden obtener EN soluciones completas para un gran número de apli- TR AD caciones diferentes. A Unidades centrales Al ser el corazón del sistema, la unidad central Du- pline produce la señal portadora que permite a todos los demás módulos de la red comunicarse entre sí. G88104401 Siempre hay una, y sólo una, unidad central en una Transmisor red Dupline. Algunas unidades centrales tienen con- de 4 entradas alimentado troles incorporados y/o funciones de interface. por el Bus Módulos de entradas digitales G44207401 Contador y analógicas de pulsos Estos módulos recogen las señales digitales y analó- G34205501 gicas de campo para transmitirlas por medio de Du- CONFIGURACIÓN Transmisor de DE DIRECCIONES señales digitales pline. Se conectan a contactos libres de potencial, a señales de tensión y a señales analógicas con sali- das que cumplan la norma DIN como, por ejemplo, GTS377S Pantalla táctil 4-20 mA. También hay disponible un contador que GAP1506 cuenta, por ejemplo, los pulsos de los medidores de Unidad de energía. programación portátil Módulos de salidas digitales y analógicas Estos módulos se usan para recibir señales transmi- tidas por Dupline de los dispositivos de campo. Los GTD50 módulos digitales también están disponibles con sa- Pantalla de textos lidas de relé o de transistor y los analógicos tienen salidas que cumplen la norma DIN como por ejemplo 4-20 mA. Generalmente se conectan a contactores, lámparas, instrumentos, accionadores, etc. Sensores Los sensores Dupline son dispositivos con autoali- mentación que detectan o miden directamente esta- dos físicos. Los modelos digitales pueden detectar la YS G54606606 PLA S Indicador por LED presencia de personas, la cercanía de imanes y de DI metales o las pérdidas de agua, mientras que los analógicos miden la temperatura, la intensidad lumi- nosa, etc. Módems y conversores A veces es necesario convertir la señal Dupline para Interface transmitirla por otro medio diferente del cable de El sistema Dupline se usa a menudo como un siste- cobre. Con los módems y conversores Dupline se ma de E/S remotas desde PLC o PC. Para facilitar puede transmitir por cables telefónicos, inalámbrica- esta interconexión se han desarrollado un gran nú- mente por medio de radiomódems, por fibra óptica mero de interfaces vía puerto serie (RS232/RS485) y o por módems GSM. La distancia de transmisión del gateways con otros Bus de campo (ModBus, Profi- cable de cobre puede ampliarse usando el repetidor bus DP, Devicenet, etc.). Dupline. 26
Gama de Productos Dupline® G34404443 Transceptor A de E/S digitales L ID G88301143 SA Salida de relé DE S alimentado LO por el Bus ÓDU M G34485234230 Dimmer/ Regulador de luz G34396470 Receptor salidas analógicas G38000015 Unidad Central e Interface G34305545 Receptor señales G34930000 Interface directo a PLC y PC digitales Conversor óptico a través de MÓDEMS Y • ModBus (RS232, RS485) CONVERSORES • Protocolos específicos para PLC • Profibus-DP D38920000 • DeviceNet Repetidor-aislador UNIDAD DE COMPROBACIÓN G34910040 Módem línea privada GTU8 SATELLINE-3AS Unidad portátil Radiomódem de comprobación Pantalla y HMIs Unidades de codificación y prueba (Interface hombre-máquina) No se necesita ni un PC ni ninguna otra herramienta Los productos de esta categoría se usan para que avanzada para codificar las direcciones de los mó- sirvan de interface entre los usuarios y la red Dupli- dulos Dupline o para comprobar una instalación. ne. El estado de las señales digitales y analógicas Estas tareas se llevan a cabo por medio de dos uni- puede leerse en displays de texto, paneles, pantallas dades portátiles cuyo uso es muy sencillo. táctiles o indicadores LED; también es posible con- trolar las señales. 27
Du line ® Fieldbus Installationbus El Master Generador Una avanzada unidad de control e interface El Master Generador es la unidad central Dupline® más avanzada. Además de generar la señal por- tadora Dupline®, desempeña funciones inteligentes de control y gestiona el montaje en red de varios Master Generador y, al mismo tiempo, trabaja de in- terface con un PC o un PLC. También puede enviar mensajes de alarma SMS por medio de un módem tarse a un radiomódem externo y establecer un enla- GSM integrado (opcional); asimismo, puede conec- ce inalámbrico con otros master generadores. Funciones inteligentes Las funciones inteligentes del Master Generador se de viento. Y si el usuario desea encender y apagar la configuran con un PC a través de un software basa- luz a determinadas horas del día, puede asignarse do en Windows orientado al usuario. El proceso con- una función en tiempo real a esa dirección. La lla- siste sencillamente en seleccionar de una lista una mada función maestra permite activar una entrada función predefinida para cada dirección aplicada. La para accionar unas salidas predefinidas para varias función define cómo controlará el master generador direcciones. Esto se usa generalmente en controles el estado de la salida de la dirección seleccionada en de iluminación del tipo “desconectar todo” o “bien- función del estado de la entrada, del tiempo o del venido a casa”. Se ofrecen otras muchas funciones estado de las demás direcciones. Cada tipo de fun- para gestionar las alarmas ISA y supervisar el nivel ción tiene un número de parámetros a definir. Así, es de las señales analógicas; también es posible definir posible establecer el tiempo de subida/bajada de temporizadores y funciones lógicas como AND, OR una persiana o si debe saltar la alarma de un sensor y XOR. 28
El Master Generador Funcionamiento autónomo El master generador se usa a menudo en configura- determinada entrada o salida. La función SMS pue- ciones autónomas para controlar y supervisar domi- de asegurarse con una contraseña o comprobando cilios particulares, edificios pequeños o estaciones el número que manda el SMS. remotas. En estas instalaciones, que generalmente están funcionando sin presencia humana durante ciertos periodos de tiempo, el master generador ofrece una solución sencilla para un control auto- mático y local, combinado con la posibilidad de un control externo y de una supervisión a través del módem integrado GSM (opcional). En caso de alar- ma, el master generador manda un mensaje SMS definido por el usuario a un teléfono móvil o a un PC. Se pueden programar hasta 4 números de teléfono para recibir el mensaje SMS simultáneamente, o de uno en uno hasta que se acuse su recibo. El usuario también puede mandar un SMS al master generador con una orden para activar o desactivar una salida o solicitando recibir un SMS que indique el estado de Master Generador Dupline Módulos de E/S • Digitales • Analógicas IN IN OUT OUT Un sistema superior con una red de master generadores Las soluciones Dupline® para edificios más grandes, el dato del viento en la función de control de las para los procesos industriales o para las grandes persianas locales. Otros ejemplos son la posibi- instalaciones pueden implementarse con una red lidad de apagar todas las luces de un edificio pul- Dupline® que tenga un master generador en cada sando un botón en la planta baja o la opción de sección de la instalación. Se pueden conectar entre recoger todas las señales de alarma en un master sí hasta 32 master generadores por medio de una generador. red de nivel superior basada en un RS485 o Ethernet Esta topología asegura la seguridad de funciona- (vía conversor). Una de las unidades, configurada miento del sistema porque en caso de cortocircuito como maestra, coordina un intercambio automático o de interrupción de la red RS485 entre los master de datos entre los master generadores para que generadores, las funciones de control de cada red cada unidad esté continuamente actualizada con el Dupline® seguirán funcionando pero, lógicamente, estado de cada dirección Dupline de todo el sistema. sólo basándose en las señales locales. Además si Cada master generador controla su propia sección una de las redes Dupline® sufre un cortocircuito o con sus 128 direcciones, pero puede configurarse una interrupción, las otras redes Dupline® seguirán para ser influido por las señales de otras redes. funcionando. En estos sistemas es frecuente tener Si, por ejemplo, la red Dupline® del último piso de un PC con software SCADA para supervisar todo el un edificio tiene conectado un sensor que controla sistema y para cambiar los parámetros de control la velocidad del viento, los master generadores de como los puntos de ajuste de la temperatura y los todas las demás redes Dupline® podrán leer y usar tiempos de conmutación. 29
Du line ® Fieldbus Installationbus En sistemas Dupline® de dimensiones mayores, esto se logra conectando el PC al puerto RS232 del Modbus Master Generador que funciona como maestro. Esto RS232 le permite al PC leer y controlar los datos de todas las redes Dupline® y leer o escribir un archivo de con- figuración en cualquier master generador usando el protocolo Modbus. También se puede usar un PLC o un PC como maestro en la red RS485. En este caso no se produce el intercambio automático de datos entre las redes Dupline® pero el tiempo de reacción de la red RS485 es ligeramente superior. M. GEN. Maestro Dupline n.º 32 n.º 32 Módulos de E/S • Digitales • Analógicas • Contadores IN IN OUT OUT M. GEN. Esclavo Dupline n.º 2 n.º 2 Módulos de E/S • Digitales • Analógicas • Contadores IN IN OUT OUT M. GEN. Esclavo Dupline n.º 1 n.º 1 Módulos de E/S • Digitales RS485 • Analógicas Modbus • Contadores IN IN OUT OUT Master generador como interface radiomódem En algunas aplicaciones no es práctico, o es imposi- crear enlaces inalámbricos con otros master gene- ble, tender el cable en determinados puntos. Por lo radores usando radiomódems externos. Un master tanto, el master generador ofrece la posibilidad de generador puede definirse como el master genera- 30
El Master Generador dor central y otros master generadores, hasta 31, por medio de la red radiomódem. De esta manera, pueden definirse como subestaciones. El master ge- hace funcionar todo el sistema como una gran red nerador central interroga y actualiza continuamen- Dupline® en la que todos los datos pueden recibirse te los datos Dupline® de todas las subestaciones o enviarse desde cualquier punto del sistema. Dupline como sistema Remoto de E/S Dupline® se usa frecuentemente como sistema de requisitos del sistema. Para facilitar esta inter- E/S remoto con PLCs y PCs con software SCADA, conexión con otros Bus de campo, se han desa- generalmente en aplicaciones en las que las ca- rrollado varios interfaces serie RS232/RS485 y racterísticas únicas de Dupline convienen a los gateways. Interfaces dedicados para PLC Hoy en día, incluso los PLCs más pequeños tienen Existen interfaces para las siguientes marcas de puertos de comunicación serie y éstos suministran PLC: Siemens, Allen-Bradley, Grupo Schneider, una excelente plataforma para un interface rentable Omron, Mitsubishi, GE-Fanuc, Toshiba, Koyo, Idec, con Dupline®. Sin embargo, muchos programadores Matsushita y LG. de PLC son reacios a tratar con protocolos de co- municación serie de equipos externos. Por lo tanto, la gama de productos Dupline® incluye interfaces de- dicados para las principales marcas de PLC. Al fun- cionar como maestros, estas unidades se hacen con el control de la comunicación serie usando el proto- colo del propio PLC. Tan pronto como se conectan las dos unidades, el interface Dupline® empieza a escribir los datos Dupline® directamente en un área definida de la memoria del PLC y a leer en otra área de memoria qué datos manda a la red Dupline. Cada interface PLC dedicado cuenta con un mapa de me- RS485 / RS232 moria que define qué áreas de la memoria PLC se Con protocolo usan y dónde se pueden encontrar los datos de las PLC dedicado direcciones individuales Dupline®. Usar este concep- to efectivamente convierte un pequeño PLC en un potente controlador con E/S modulares y remotas que cubren grandes distancias. Módulos de E/S • Digitales • Analógicas • Contadores IN IN OUT OUT 31
Du line ® Fieldbus Installationbus Gateways para interface con PLCs que usan Bus de campo Muchos PLCs cuentan con comunicación de Bus in- ga automáticamente de la comunicación. Otra venta- tegrada. Este es el caso de las principales marcas de ja es la posibilidad de conectar varios gateways al PLCs que usan Profibus-DP, ModBus o Devicenet. mismo puerto del PLC. Esto permite diseñar siste- Disponemos de gateways, que transfieren los datos mas con miles de puntos E/S pero que siempre man- Dupline a estos protocolos de Bus y viceversa. Los tienen un tiempo de actualización inferior a un ciclo puertos de comunicación del Bus de campo del PLC Dupline®. son útiles para el interface Dupline® porque ofrecen un método estándar de transferencia automática de datos entre el PLC (maestro) y los gateways del Bus de campo Dupline® (esclavos). El programador del PLC ya no tiene que trabajar con protocolos serie porque el sistema operativo del PLC se encar- Módulos de E/S • Digitales • Analógicas • Contadores IN IN OUT OUT Modbus Módulos de E/S Profibus-DP • Digitales DeviceNet • Analógicas • Contadores IN IN OUT OUT Interconexión Dupline como E/S remotas y PC con SCADA La manera más frecuente de comunicar una o varias La mayoría de los paquetes de software SCADA in- redes Dupline® con un PC con SCADA, es usar uno cluye drivers para el protocolo modbus y, por lo tan- de los interfaces serie Dupline RS232/RS485. Existen to, pueden comunicarse directamente con los inter- dos tipos: el módulo maestro Modbus de gama baja, faces Dupline®. Sin embargo, para facilitar aún más que puede gestionar las señales digitales y 32 valo- los modos estándar de interconexión con un sistema res analógicos (AnaLink), y el master generador de SCADA, ofrecemos un servidor OPC para los interfa- alta gama, que puede gestionar las señales digita- ces modbus. Para los usuarios que deseen desarro- les, 128 valores analógicos (todos los protocolos) y llar su propio software de aplicación, existe un driver 128 contadores. Se pueden instalar en la red hasta ActiveX Dupline® que gestiona la comunicación entre 32 master generadores usando un RS485. También los puertos serie. ActiveX sigue el estándar Microsoft se puede crear una red a través de Ethernet usando para la comunicación entre dos productos software. un conversor de RS485 a Ethernet. En algunas aplicaciones, el requisito clave es senci- 32
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