Cableado Profinet de cuatro pares para soluciones exigentes.

Publicado por Marcos Fernández el día 27.5.12

Los nuevos desafíos a los que se enfrentas las tecnologías de automatización industrial en repetidas ocasiones exigen nuevas soluciones de comunicación. Cuatro pares de cableado Profinet pueden proporcionar la base para implementar nuevas soluciones de Ethernet industrial. Gracias al uso de este sistema, los dispositivos de alto rendimiento, además de una instalación sencilla para entornos industriales, nos permite utilizar con confianza esta tecnología en los sistemas de automatización complejos.

Actualmente, Industrial Ethernet está siendo utilizado con mucho éxito en el entorno de automatización  insustrial para establecer la comunicación entre los dispositivos. Los nuevos cables de cuatro pares Profinet están ahora disponibles para hacer frente a los nuevos retos de la planta y proporcionar una tecnología apta para el futuro.

Industrial Ethernet se ha utilizado con éxito en automatización industrial de cerca de diez años. Una de las razones de su éxito es el rendimiento de datos según IEEE 802.3. Otra es la tecnología de cableado  diseñada específicamente para aplicaciones industriales, que utiliza los conocimientos obtenidos en el área de bus de campo. Un requisito importante es la tecnología de cableado optimizada para una fácil instalación en planta.


Las tasas de transferencia de datos aumentan

Al igual que con otros sistemas de Industrial Ethernet, PROFINET se basa en la norma 100BASE-TX según IEEE 802.3 con una tasa de transferencia de datos de 100 Mbps. Cuatro núcleos se utilizan, dispuestos en dos pares. También se han implementado extensiones especiales de protocolo o hardware de tiempo real (IRT),  a fin de facilitar las propiedades demandadas en el entorno de automatización.

Por eso no hay ninguna razón para utilizar Ethernet con velocidades de transferencia de datos superiores a los 100 Mbps para este sistema - de hecho, en algunos casos como hemos comentado anteriormente, esto realmente podría ser una desventaja. Por esta razón, los componentes de acuerdo con Cat5 también se definen en la Directriz Profinet 2713, incluyendo cuatro núcleos cables y conectores de cuatro pines. Estos componentes ofrecen el rendimiento requerido, junto con la tecnología de instalación sencilla, rentable, rápida puesta en marcha y alta fiabilidad en operación,

Por otro lado, las soluciones de automatización integran diferentes dispositivos además de los clásicos. Por ejemplo, las cámaras que se utilizan para inspeccionar la calidad, los servidores para documentar los datos de calidad y escáneres para identificar los componentes. Generalmente, estos dispositivos requieren altas velocidades de transferencia de datos.

Muchos sistemas también tienen la necesidad de vincular la tecnología de automatización de fábrica con sistemas de control y de supervisión de órdenes de transferencia y el estado de procesamiento. Con frecuencia, se requiere tasas de transferencia de datos de al menos 1 Gbps.

Aquí, los dispositivos y estructuras de comunicación no puede funcionar por separado, sino que debe funcionar de manera lógica y física como componentes integrales de la solución de automatización en general.

Cableado que se extiende por Profinet

Esta tarea no puede ser abordada utilizando estructuras industriales tradicionales  de red Ethernet y cableado genérico que se usa en el entorno de oficina. Profinet no proporciona la tasa de transferencia de datos exigido, y un sistema de cableado genérico se centra más en la infraestructura del edificio que en la capacidad de adaptarse de forma flexible para su uso en instalaciones y maquinaria de construcción. En este caso, un nivel de cableado infraestructura adicional debe ser introducido entre Profinet y cableado genérico.

Este nivel debe conectar todas las redes clásicas de una solución de automatización, la integración de dispositivos adicionales en la aplicación de automatización, y establecer una comunicación a la red corporativa.

Este modelo permite utilizar el habitual cableado Profinet de dos pares al tiempo que facilita una solución profesional que pueda abordar aplicaciones industriales más exigentes.



Teniendo en cuenta este contexto, la PNO decidió prorrogar el sistema de cableado para Profinet. Los expertos por lo tanto, tuvieron la difícil tarea de desarrollar un sistema de cableado que, como mínimo, soportara a las transferencias Ethernet 1000Base-T con 1 Gbps, mientras que al mismo tiempo fuera lo suficientemente resistente para entornos industriales. Además de eso, la solución tenía para asegurar una instalación sencilla.

El resultado es que la tecnología de instalación de cuatro pares es totalmente compatible con Profinet según 100Base-T. Esto se ha logrado mediante la aplicación de clave de dos pares de cableado parámetros para el diseño de cuatro pares de cableado - por ejemplo, un bajo retardo sesgado (diferencia en los tiempos de propagación de la señal) para garantizar IRT en tiempo real de transferencia de datos.

Cuatro pares se pueden utilizar para todas las aplicaciones que se basaban en los cables de dos pares hasta ahora. El diseño de los componentes también se aprobó de manera que estos dos sistemas de cableado son igualmente aplicables en entornos industriales agresivos. Secciones de cable que eliminan el tedioso cálculo de las longitudes de transferencia de datos, códigos de colores de acuerdo con la bien establecida especificaciones TIA568 estándar, así como cables y conectores armonizadas, simplifican el trabajo de los planificadores y técnicos de instalación. Como resultado, las plantas más exigentes y los sistemas pueden ahora ser perfectamente equipado con cableado Profinet. Dependiendo de la parte particular de la planta o el sistema, puede ser de dos o cuatro pares de cableado utilizado en el canal.



RJ45 / conectores enchufables M12

Lo que también debe garantizarse es que los conectores han de cumplir con las exigencias relativas al número de pasadores y la integridad de la señal apropiada. Hoy en día, los conectores RJ-45 están disponibles en versiones que van desde Cat5 hasta Cat6A, que asegura que esta tecnología es apta para el futuro.

Lo mismo no vale para M12. De cuatro pines, D-codificados conectores enchufables M12 de acuerdo con la norma IEC 61076-2-101, que hoy se utilizan en muchos sistemas de automatización, sólo son adecuados para 100BASE-TX, ya que sólo tienen cuatro clavijas. Ocho pines con conector M12 X-codificación de acuerdo con la norma IEC 61076-2-109 son adecuados para 1000Base-T y 10GBASE-T. Cumplen con Cat6A, por tanto, también representa una solución para el cableado Futureproof Profinet de cuatro pares.




En conclusión

Las últimas tecnologías de automatización ejercen presión para desarrollar soluciones de comunicación adecuadas. Con cuatro pares de cableado para Profinet se puede proporcionar una solución de comunicación válida para que dispositivos de alto rendimiento se pueden utilizar en las soluciones de automatización complejas, y  pueda ser empleada una tecnología simple de instalación en planta.

Con esta solución de cableado se puede tener previsto, sobre la base actual de conectores y nodos la posible ampliación de la red, lo cual nos garantiza una correcta escalabilidad en el futuro.