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Page 1

James Powell, P. Eng.

Henry Vandelinde, Ph.D.

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Un recorrido por PROFIBUS
Introducción al bus de campo

para la automatización de procesos

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U

S

Un recorrido por PROFIBUS
Introducción al bus de campo para la automatización de procesos

“El libro es un aperitivo excelente – una introducción grandiosa al mundo de Profibus.”
Jörg Freitag , Chairman de PROFIBUS International

“PROCENTEC esta dando cursos en todo el mundo. Nuestros participantes siempre estan
pidiendo un buen material de lectura. La mayoría de los libros son demasiado técnicos
para principiantes o técnicos de mantenimiento. Este libro es un recurso muy simple y
práctico para entender la tecnología de PROFIBUS. PROCENTEC recomienda este libro
para cada uno que se involucre con PROFIBUS.”
Dennis van Booma, Gerente General de PROCENTEC en Holanda

“Muy buen libro! a mi particularmente me gustaron los ejemplos de visita a planta.”
Ron Mitchell, RC Systems , autor de PROFIBUS � una guía de bolsillo

“James Powell y Henry Vandelinde explican con simpleza y profesionalismo el uso de
PROFIBUS desde una perspectiva de la experiencia práctica. Una guía fundamental para
el ingeniero de planta que quiere conocer los grandes beneficios de este bus “.
Ing. AndrØs Gorenberg, Div. Industry Siemens S.A.

Siemens Milltronics Process Instruments Inc.
Peterborough, Ontario , Canada K9J 7B1

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James Powell, P. Eng.

Henry Vandelinde, Ph.D.

Un recorrido por PROFIBUS
Introducción al bus de campo

para la automatización de procesos

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Capítulo 4: Diseæo inteligente: Elementos bÆsicos de PROFIBUS DP/PA

Herramientas de diseño
Diferentes fabricantes11 tienen herramientas de diseæo para diseæar una
red PA. Estas herramientas pueden ser muy œtiles. Pero, a veces el enfo-
que mÆs sencillo es el que mejor funciona. Uno de esos mØtodos es
Excel12 para distribuir cada segmento con los largos estimados en
columnas y luego programar las fórmulas como se muestra arriba13.
AdemÆs es fÆcil incluir información adicional como nœmeros de cable,
etiquetas de nombre, nœmeros de serie y referencia de manual, haciendo
que todos estos datos sean una parte integral de la documentación. Esta
herramienta es fÆcil para diseæar y mantener, y puede comenzar con los
largos estimados. A medida que va disponiendo de los datos concretos
durante la puesta en marcha, es fÆcil pasar a los largos instalados.

11 Pepperl+Fuchs y ABB, entre otros.
12 Excel es marca registrada de Microsoft.
13 Cargill, Mark. Effi cient Design of a Successful PROFIBUS Project. Presentado en la Con-
ferencia PROFIBUS UK 2007.

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80

Capítulo 4: Diseæo inteligente: Elementos bÆsicos de PROFIBUS DP/PA

Cálculo de velocidad de actualización
El diseæo de red determina la velocidad de actualización y la capacidad de
respuesta de las herramientas de ingeniería y de resolución de problemas
como SIMATIC PDM. El tiempo que lleve leer la variable variarÆ levemente
segœn el fabricante del acoplador y los posibles dispositivos de campo. La
tabla muestra ejemplos del tiempo necesario para datos de dos de los
fabricantes mÆs importantes. Estos nœmeros se comprobaron en un labo-
ratorio y luego fueron confirmados por pruebas de campo.

Siemens (Link Coupler y Coupler):

El dispositivo PA 1 EA o 1 SA tarda unos 15,5 ms para actualizarse. �
Cada variable EA o SA adicional agrega unos 2 ms.�
PROFIBUS agrega 20 ms adicionales de tiempo.�
Cuando use lectura/escritura acíclica, agregue otros 100 ms. �
Recuerde que el tiempo medido varió de 40 a 100 ms. 100 ms sería
un mÆximo suficiente.

Pepperl+Fuchs (SK1)

El dispositivo PA 1 EA o 1 SA tarda unos� 12,5 ms para actualizarse.
Cada variable EA o SA adicional agrega unos 2 ms.�
PROFIBUS agrega 30 ms adicionales de tiempo.�
Cuando use lectura/escritura acíclica, agregue otras 100 ms. �
Recuerde que el tiempo medido varió de 40 a 100 ms. 100 ms sería
un mÆximo suficiente.

Tiempo de transmisión de datos

NOTA: durante estas pruebas descubrimos que varios manuales de
fabricantes y otros libros sobre PROFIBUS declaraban un valor de 10 ms
como velocidad de actualización. Ahora sabemos que este valor no es
correcto. Muchos de estos manuales y libros estÆn siendo actualizados.

Cada esclavo PROFIBUS PA posee al menos un bloque de entrada analó-
gica (EA) o salida analógica (SA), o entrada digital (ED) o salida digital
(SD). Lleva unos 15,5 ms que el mensaje vaya del maestro al esclavo,
que el esclavo lo procese y envíe un mensaje de respuesta y que des-
puØs el maestro estØ listo para mandar otro mensaje. Si el esclavo posee
dos bloques de EA, este tiempo aumenta a 17,5 ms. Cuando todos los
esclavos terminaron el intercambio de datos, entonces el maestro
PROFIBUS debe realizar ciertas funciones incluyendo:

rotación del testigo�
bœsqueda de nuevas estaciones.�

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165

˝ndice

distancia (distance) 35-36, 45-46,
51-53,134

distribución (lay out) 79
Distribuidor de Campo Activo

(Active Field Distributor) 100
DTM 32, 101-102, 105-110 156

E
EDD 32, 101-102, 105-109, 156,

158
enlace (link) 1, 10-11, 16, 43,

55-58, 61, 63, 76, 82-87, 114,
132, 135-136, 147-148

equipo de diagnóstico (diagnostic
equipment) 141

escaneo del bus (bus scan) 21,
24-25, 83, 140, 158

esclavo (slave) 2, 17, 21-25, 27,
54, 56, 58-59, 61-62, 69, 71,
74, 80, 83, 92, 93, 102, 132,
135, 138-139, 159-161

esclavo-maestro (master- slave)
21, 54

estrella (star) 71-72, 94
exactitud (accuracy) 3, 5-6, 130
Excel 20, 79

F
FDI 106, 109, 156, 158
fibra óptica (fiber optics) 10, 43,

46, 52, 65
Foundation Fieldbus 2, 7, 49, 105,

107, 156, 159

G
gestión de activos de planta (plant

asset management) 5, 7, 115-
116

GSD 35-36, 58-59, 101-103, 105-
106, 138, 156, 159

H
HART 2, 13-14, 18, 105, 107-108,

110, 156, 159
HMI 5, 34, 37, 44, 110, 118-119,
126-127, 129, 156

I
inalÆmbrico (wireless) 10, 43,

47-48, 52, 147-148, 150
infrarrojo (infrared) 47
instalación (installation) 5, 11, 34,

37, 44, 49, 70, 78, 87, 89,
91-92, 95-96, 98-100, 115,
117, 122, 124, 127, 132, 137,
147, 149, 151, 154

intercambiabilidad (interchan-
geability) 33, 159

interoperabilidad (interoperability)
10, 109

IP65/IP67 90

L
largo total (total length) 54-55, 71,

73-74
LifeList (life list) 62, 142
línea auxiliar (spur line) 67
LR250 76-77, 104, 153

M
M12 89-93, 152, 157
maestro clase uno (class one mas-

ter) 22
maestro clase dos (class two mas-

ter) 22
Manchester encoded Bus Powered

11, 48, 65, 160
mantenimiento (maintenance) 12,

29-31, 40, 62, 81, 115-120,
122-130, 141-142

mejores prÆcticas (best practice)
70, 73, 99

monitor de bus (bus monitor) 82,
114, 136-138, 140, 149-150,
152-153, 155, 165

Monitor de bus PROFIBUS
(PROFIBUS bus monitor) 136-
138, 140, 149-150, 153

multímetro (multimeter) 136

O
osciloscopio (oscilloscope) 44,

136-137, 141- 142, 145, 150,
155

Page 173

166

˝ndice

P
pelado de cables (stripping wires)

97
perfiles (profiles) 11-12, 20, 22,

32-35, 37
PROFIdrive 1, 8-9, 16-17
PROFINET 1, 8, 17-20, 28, 160
PROFIsafe 1, 8-10, 14-17, 160 pro-

gramar/configurar 4-20 mA
(program/configure 4�20 mA)
6

protocolo (protocol) 2, 3, 7-11,
13-14, 16-17, 19-21, 27,
32-33, 45, 65, 106, 138, 159,
160-162

puesta a tierra (grounding) 46, 75,
134

puesta en marcha (commissioning)
5-6, 13, 58, 79,87, 92-93, 97,
100, 113, 116, 126-127, 129,
141-142, 161

R
radio 43, 47, 148
red en anillo (token ring) 21-22,

24, 160
redundancia (redundancy) 47,

59-61, 92, 142
reflejos (reflections) 54, 67, 72-73,

90, 144, 146, 151
regleta de bornes (terminal strips)

91-92
repetidor (repeater) 53-56, 63, 66,

69, 155
Resistencia de lazo (loop resistan-

ce) 74
RS-485 10, 12-13, 43-46, 49-50,

52-56, 60, 65-68, 143, 157

S
segmento (segment) 45-46, 49,

52-53, 55-56, 58, 61-62,
66-71, 73-75, 77-79, 81,
85-86, 92, 100, 141-142, 147-
148, 150-155

seguridad (safety) 6, 8, 10, 12,
14-16, 18, 51, 95, 125, 160

separación de cables (cable separa-
tion) 89, 95, 97

SIMATIC PDM 14, 22, 31, 80-81,
84, 106-108, 117, 136-139,
150, 154-155, 158

simulación (simulate) 6, 127, 134
software de configuración (confi-

guration software) 32, 36, 84,
101- 104, 106, 108-110, 113-
114, 155, 158-159

T
tensión del acoplador (coupler vol-

tage) 74
tester del bus (bus tester)136-137
TH400 76-77, 153
tiempo (time) 15, 21-22, 82-83,

122, 143
topologías (topologies) 16, 46, 55,

71-72
troncal (trunk) 71, 73, 75, 77,

91-92

V
velocidad (speed) 2, 10, 16-17, 19,

40, 45, 49-50, 53, 55, 59,
66-67, 70, 84-87, 92-93, 101,
113, 158, 160

velocidad de actualización (update
rates) 58-59, 66, 70, 80

virtual 104, 116, 118, 126, 161

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