Protocolos De Comunicacion

¿Qué son los protocolos de comunicaciones?

En informática y telecomunicación, un protocolo de comunicaciones es un conjunto de reglas y normas que permiten que dos o más entidades de un sistema de comunicación se comuniquen entre ellos para transmitir información por medio de cualquier tipo de variación de una magnitud física. Se trata de las reglas o el estándar que define la sintaxis, semántica y sincronización de la comunicación, así como posibles métodos de recuperación de errores. Los protocolos pueden ser implementados por hardware, software, o una combinación de ambos.

Los protocolos de comunicación no permiten el flujo información entre equipos que manejan lenguajes distintos, por ejemplo, dos computadores conectados en la misma red pero con protocolos diferentes no podrían comunicarse jamás, para ello, es necesario que ambas "hablen" el mismo idioma. El protocolo TCP/IP fue creado para las comunicaciones en Internet. Para que cualquier computador se conecte a Internet es necesario que tenga instalado este protocolo de comunicación.

Con estas definiciones, podemos avanzar con el concepto de protocolo de comunicación. Se trata del conjunto de pautas que posibilitan que distintos elementos que forman parte de un sistema establezcan comunicaciones entre sí, intercambiando información.

Ventajas de los protocolos de comunicación.

La irrupción de los microprocesadores en la industria ha posibilitado su integración a redes de comunicación con importantes ventajas, entre las cuales figuran:

• Mayor precisión derivada de la integración de tecnología digital en las mediciones.

• Mayor y mejor disponibilidad de información de los dispositivos de campo.

• Diagnóstico remoto de componentes.

• Posibilidad de intercambio de información entre equipos que controlan fases sucesivas de un mismo proceso.

• Facilidad de comunicación hombre máquina.

• Uso de una base de datos común.

Tipos de protocolos de comunicación

Con la integración de diversas tecnologías en la comunicación, especialmente los procesadores. Se dividen en tres categorías.

• Buses de campo

• Redes LAN

• Redes LAN-WAN

Los protocolos buses de campo son los más utilizados en la industria.

Buses de campo.

Los buses de datos que permiten la integración de equipos para la medición y control de variables de proceso, reciben la denominación genérica de buses de campo.

Un bus de campo es un sistema de transmisión de información (datos) que simplifica enormemente la instalación y operación de máquinas y equipamientos industriales utilizados en procesos de producción.

El objetivo de un bus de campo es sustituir las conexiones punto a punto entre los elementos de campo y el equipo de control a través del tradicional lazo de corriente de 4 -20mA o 0 a 10V DC, según corresponda. Generalmente son redes digitales, bidireccionales, multipunto, montadas sobre un bus serie, que conectan dispositivos de campo como PLC’s, transductores, actuadores, sensores y equipos de supervisión.

Varios grupos han intentado generar e imponer una norma que permita la integración de equipos de distintos proveedores. Sin embargo, hasta la fecha no existe un bus de campo universal.

Las características que ofrecen los buses de campo.

Los buses de campo para poder sustituir al cableado entre sensores-actuadores y los correspondientes elementos de control. Este tipo de buses debe ser:

• Bajo coste.

• Tiempo real.

• Permitir la transmisión serie sobre un bus digital de datos con capacidad de interconectar controladores de todo tipo de dispositivos de entrada-salida.

• Permitir esclavos inteligentes.

• Gestionar mensajes cortos eficientemente.

• Tener capacidad de manejar tráfico de eventos discretos.

• Poseer mecanismos de control de error.

• Transmitir mensajes prioritarios.

• Bajo conste de instalación y de conexión por nodo

• Recuperación rápida ante eventos anormales en la red y responder rápidamente a los mensajes recibidos

Por lo general, tienen un tamaño pequeño (5 a 10 nodos), utilizan tráfico de mensajes cortos para control y sincronización entre los dispositivos, se dividen en buses de alto nivel, buses de dispositivos (unos pocos bytes a transmitir) y buses actuador/sensor (se transmiten datos a nivel de bit), pero en ningún caso llegan a transmitir grandes bloques de información.

LOS DIFERENTES PROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN UTILIZADOS EN LOS PLC’S

HART

El protocolo HART (High way-Addressable-Remote-Transducer) agrupa la información digital sobre la señal analógica típica de 4 a 20 mA DC. La señal digital usa dos frecuencias individuales de 1200 y 2200 Hz, que representan los dígitos 1 y 0 respectivamente y que en conjunto forman una onda sinusoidal que se superpone al lazo de corriente de 4-20 mA.

Como la señal promedio de una onda sinusoidal es cero, no se añade ninguna componente DC a la señal analógica de 4-20 mA., lo que permite continuar utilizando la variación analógica para el control del proceso.

Ilustración 1 Señal de transmisión con protocolo HART

El protocolo HART permite la comunicación digital bidireccional con instrumentos inteligentes sin perturbar

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