SafetyNet p: Un Ethernet Industrial Abierto y Seguro 

MBA e Ing. Miguel A. Valenzuela 
InTech México Automatización, 
Edición Abril  – Julio 2012. 

INTRODUCCIÓN

Hoy día, Ethernet es el estándar mundial en las redes de oficina, No sólo se usa para interconectar PCs y periféricos, sino también para comunicar servidores en la Internet e Intranets. El crecimiento anual de dispositivos compatibles con Ethernet ha sido de dígitos dobles por años, y esta tendencia seguirá así por otros más, Esta tecnología ha demostrado ser un medio universal, económico y flexible; su gran variedad de aplicaciones (e-mail, Internet, transferencia de datos, audio y video), dispositivos (PCs, impresoras, cámaras digitales, servidores, teléfonos) y media (cobre, fibra óptica, radio, y láser) pueden ser usados como sea necesario.

ETHERNET EN COMUNICACIONES INDUSTRIALES

A diferencia de las comunicaciones en la oficina, en la automatización industrial encontramos diferentes redes de comunicaciones (SafetyBus p, Modbus, ASI, CAN, PROFIBUS, Interbus, LON, DeviceNet, etcétera). Versiones especiales con características particulares se han creado en paralelo para aplicaciones específicas, tales como seguridad o sistemas coordinados de velocidad. Generalmente estas redes no son compatibles entre ellas.

Si uno considera Ethernet como una red en la cual todos los dispositivos y aplicaciones se pueden comunicar a través del mismo medio, la idea de un Ethernet industrial es muy buena. Debido a restricciones técnicas en la forma de su estándar actual, Ethernet requiere de algunas modificaciones para hacerla útil en aplicaciones industriales, estas alteraciones son necesarias para habilitar su uso tanto en aplicación e industriales como en las existentes. Las demandas actuales en el entorno de oficina en cuanto a robustez y confiabilidad no satisfacen las condiciones del ambiente rudo en una línea de ensamble automotriz por ejemplo.

La Ethernet industrial está basada en requerimientos de desempeño y estructuras de cableado para dispositivos de oficina, es por eso que se le han agregado características estándares de redes industriales; éstas incluyen la habilidad de formar estructuras lineales sin usar switches o hubs, o la definición de tecnologías robustas de conexión en mayores tipos de protección (IP65/67). Naturalmente, se pretende que los componentes usados en las comunicaciones de oficina, tales como switches, ruteadores, impresoras, laptops,etcétera, se puedan seguir usando.

Para que pueda ser universal, el soporte de comunicación en tiempo real es indispensable. También se requiere de tiempos determinísticos de escaneo para implementar aplicaciones altamente dinámicas. La integración directa de un protocolo para sistemas de seguridad es esencial; este protocolo de seguridad es necesario para comunicar información usada para proteger al humano, máquina o proceso, y medio ambiente, de peligros.

Ya sea en sistemas modulares stand-alone, modo set-up o diagnóstico, los usuarios también requieren intercambiar datos de suscriptor a suscriptor sin un controlador central. El máximo deseo es una Ethernet integrada, económica y flexible que se pueda usar universalmente en la oficina y en la industria. Para satisfacer esto, es imperativo que los controladores correspondientes estén disponibles y que un estándar abierto sea establecido, de tal forma que todos los fabricantes puedan aplicarla. SafetyNET p toma en cuenta todos estos requerimientos.

Basada en lo descrito anteriormente, SafetyNET p fue especificada y desarrollada por la empresa alemana Pilz GmbH & Ca. KG como una red abierta óptima. Para asegurar que el sistema sea abierto y ampliamente difundido, su integración es soportada por Safety Network International e. V., una organización de rápido crecimiento de usuarios de SafetyNET; esta sociedad ofrece a sus miembros utilerías de integración y desarrollo independientes del producto.

¿QUÉ ES SAFETYNETP?

SafetyNET p fue desarrollada como una Ethernet determinística de tiempo real para el ambiente industrial. La tecnología usada en la red segura SafetyBUS p fue considerada y mejorada, de tal manera que SafetyNET p es una red basada en Ethernet para la industria, que puede ser usada para aplicaciones que requieren tiempo real y funciones de comunicaciones para sistemas de seguridad.

Para satisfacer los diferentes requerimientos, SafetyNET p soporta dos tipos de comunicaciones. El formato SafetyNET p RTFL está optimizado para comunicaciones extremadamente rápidas requeridas en aplicaciones altamente dinámicas; y el formato RTFN también provee la habilidad de comunica Ambas versiones son compatibles entre ellas y se pueden usar de manera separada o en combinación.

En SafetyNET p, dispositivos individuales se conectan en una topología tipo bus. Si se requiere una rama, se puede usar un switch normal. Así es que no sólo es posible tener una topología bus estándar, sino también una topología árbol o estrella. Los dispositivos Ethernet estándar pueden ser conectados al último suscriptor en una línea SafetyNET p o en cualquier punto vía un switch. Los dispositivos estándar tales como laptops, impresoras o cámaras de video, por ejemplo, pueden usar cualquier formato de Ethernet, incluyendo todas las aplicaciones típicas de una PC como e-mail, FTP, Internet, video, y cualquier otra versión de Ethernet industrial.

La detección dinámica y administración de la estructura de red es proporcionada por SafetyNET p. Esto permite que los dispositivos de servicio sean conectados si es necesario, lo cual es esencial en aplicaciones móviles  o que involucren cambio de herramientas, por ejemplo.

La estructura de comunicaciones de SafetyNET p no usa un controlador central, la transferencia de datos “Peer-to-peer” permite el procesamiento de datos descentralizado. Por lo tanto, plantas complejas pueden tener una estructura modular y flexible en términos de dimensionamiento, planeación e instalación.

Tantas comunicaciones en tiempo real como de seguridad se pueden llevar a cabo más allá de una celda de producción, vía una red Ethernet TCP/IP. Usando switches, se pueden conectar laptops, impresoras, etcétera. Los mecanismos de SafetyNET p garantizan que estos dispositivos y aplicaciones puedan coexistir en la misma línea, sin afectar las capacidades de seguridad o tiempo real.

ACERCA DEL AUTOR

El autor es director general de Pilz de México, S. de R.L. de C. V.

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