«Alumno» RAUL RIGOBERTO ROQUE YUJRA Trabajo Obligatorio COMUNICACIONES INDUSTRIALES JUNIO DE 2011
FUNDACION SAN VALERO SEAS, Centro de Formación Abierta ZARAGOZA
PROPUESTA DE TRABAJO OBLIGATORIO
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Propuesta de trabajo El alumno realizará un proyecto de diseño de una red industrial, tanto a nivel de control como a nivel de célula. A nivel de célula, la red estará compuesta por tres autómatas y un ordenador de supervisión. En el nivel de control estarán interconectados el ordenador de supervisión y otro equipo que actuará como cliente. En ambos casos, deberán cumplirse obligatoriamente las especificaciones técnicas que se definan, justificando las soluciones aportadas. Deberán presentarse: • • • •
Lista de materiales necesarios. Memoria explicativa justificando las soluciones aportadas. Plano descriptivo de las instalaciones y de distribución de elementos. Presupuesto de materiales empleados.
ESPECIFICACIONES TÉCNICAS Distribución de equipos por niveles: Nivel de Célula: • Autómatas S7-300 (CPU 314 IFM) • Ordenador de Supervisión (PC) Nivel de Control: • Ordenador de Supervisión (PC) • Ordenador Cliente (PC) Redes y Velocidades: Nivel de Célula: Profibus-DP a 1,5 Mbps Nivel de Supervisión: Ethernet a 10 Mbps
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Planta y Distribución: Superficie : 6000 m 2
200 mts
CLIENTE
PLC 3
SUPERVISIÓN
PLC 1
PLC 2
300 mts
Cableado Nivel de Supervisión: Nivel de Célula:
Par trenzado sin apantallar. Supeditado a la red a implantar (Profibus-DP).
Consideraciones para cableado Se establece una altura uniforme de 10 m. para todas las canalizaciones a emplear en los cableados de las redes. El trazado siempre se realizará trazando ángulos rectos, y se dejarán 50 cm. de cable sobrante en cada punto de conexión. Los equipos siempre se ubicarán a nivel de suelo para facilitar tareas de mantenimiento. Consideraciones particulares: Todos los dispositivos que deban incorporarse para mantener las especificaciones de funcionamiento, velocidad y longitud de las redes a implantar, deberán ir alojados en su correspondiente envolvente metálico, con grado de protección IP65. Los dispositivos a incorporar en los autómatas, se montarán en los armarios eléctricos ya existentes en la instalación. Los elementos a incorporar en los ordenadores para cumplir las especificaciones solicitadas, irán alojados en el propio envolvente del ordenador. No se admitirán soluciones externas.
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Si las dimensiones de estos dispositivos externos a autómatas y ordenadores, fuesen reducidas, se podría considerar la opción de alojarlos en envolventes de poliéster u otro material siempre que cumplan el grado de protección solicitado. En caso de emplear HUB o SWITCH en la red Ethernet, se estimarán las necesidades particulares de este proyecto y se considerará un 20% de reserva como mínimo para futuras ampliaciones. Las canalizaciones a emplear, no se consideran como parte de este proyecto, ya que las consideraremos ya instaladas. No se aceptará la reubicación de autómatas u ordenadores. No se solicita la configuración o programación de los equipos, únicamente el diseño de la infraestructura bajo las especificaciones aportadas.
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Objetivos del trabajo • • • • •
Familiarizarse con los diferentes dispositivos que conforman las redes industriales. Realizar labores de investigación y documentación de las diferentes posibilidades existentes a la hora de diseñar redes. Diferenciar con claridad los distintos niveles jerárquicos de las redes industriales. Observar el carácter abierto de las redes ante la posibilidad de enlazar diferentes niveles formados por redes distintas. Comprender los conceptos fundamentales que marcan las especificaciones técnicas de cualquier red, y en función de las mismas, las características de los dispositivos que conformarán estas instalaciones.
Bibliografía • • • • • •
Manual de asignatura. SEAS. Sitio oficial de Siemens: www.ad.siemens.de/simatic/ Simatic Net Comunicación Industrial. NCM S7 para Profibus Tomos 1 y 2. Edición 03. Siemens AG. Simatic Net Industrial Communication. Profibus Networks. Release 2. Siemens AG. Publicaciones Informáticas: (PC WORLD, PC ACTUAL, etc.) Buscadores de Internet: YAHOO, GOOGLE, etc.
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Criterios de evaluación La evaluación, es una componente fundamental de la formación. Este trabajo obligatorio formará parte de tú calificación final. En esta tabla, se resumen los aspectos a valorar y el porcentaje que representa cada unos de los mismos. % Total
Contenidos generales Estructuración, Exposición, Orden, limpieza y presentación Claridad en los conceptos Temas de especialidad Esquemas y gráficos Solución aportada
20 20 60 60
Otras aportaciones
20
Presupuesto
20
TOTAL
100
Fecha límite de recepción de trabajos Antes de la fecha fin correspondiente a tu matricula.
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% Ob.
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Ficha de Corrección del Trabajo (Espacio reservado para anotaciones del profesor) Profesor: Alumno (Código / Nombre): Fecha de Entrega: Observaciones sobre el trabajo:
Fecha y Firma:
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Fecha de Calificación:
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Formato de presentación 1. Se presentará en formato papel DIN-A4. Mínimo 15 páginas sin incluir anexos. 2. Se presentará en formato informático toda la información del trabajo. 3. Las normas de presentación serán las siguientes: • • • • •
Procesador: Microsoft WORD. Tamaño de letra: 12 ptos. Tipo de letra: serán aconsejables letras como “Arial” o “Times New Roman”. Espaciado entre líneas: 1,5 Márgenes: Lateral izquierdo: 3 cm. Lateral derecho: 2 cm. Margen superior: 3,5 cm. Margen inferior: 2,5 cm.
4. En caso de que el trabajo requiera archivos externos (dibujos Autocad, Catia, Excel, Power Point, programación, etc…) éstos deberán entregarse junto al trabajo. Es posible que algunos trabajos solo consten de estos ficheros, por lo cual no tendrá validez lo indicado en el punto 3. 5. Si el trabajo consta de varios archivos deberá enviarse en un solo fichero comprimido. 6. Si el tamaño del archivo a enviar excede de 5Mb, en lugar de enviarse por correo electrónico deberá entregarse en CD. 7. La fecha de entrega deberá ser anterior a la fecha fin de matricula.
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Diseño de Red industrial Nivel de Control y Célula Se desea realizar un proyecto de diseño de una red industrial, tanto a nivel de control como a nivel de célula. A nivel de célula, la red estará compuesta por tres autómatas S7-300 y un ordenador de supervisión. En el nivel de control estarán interconectados el ordenador de supervisión y otro equipo que actuará como cliente. En ambos casos, deberán cumplirse obligatoriamente las especificaciones técnicas que se definan, justificando las soluciones aportadas. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS Distribución de equipos por niveles: Nivel de Célula: • Autómatas S7-300 (CPU 314 IFM) • Ordenador de Supervisión (PC) Nivel de Control: • Ordenador de Supervisión (PC) • Ordenador Cliente (PC) Redes y Velocidades: Nivel de Célula: Profibus-DP a 1,5 Mbps Nivel de Supervisión: Ethernet a 10 Mbps Cableado Nivel de Supervisión: Nivel de Célula:
Par trenzado sin apantallar. Supeditado a la red a implantar (Profibus-DP).
Consideraciones para cableado Se establece una altura uniforme de 10 m. para todas las canalizaciones a emplear en los cableados de las redes. El trazado siempre se realizará trazando ángulos rectos, y se dejarán 50 cm. de cable sobrante en cada punto de conexión. Los equipos siempre se ubicarán a nivel de suelo para facilitar tareas de mantenimiento. Consideraciones particulares: Todos los dispositivos que deban incorporarse para mantener las especificaciones de funcionamiento, velocidad y longitud de las redes a implantar, deberán ir alojados en su correspondiente envolvente metálico, con grado de protección IP65. Los dispositivos a
incorporar en los autómatas, se montarán en los armarios eléctricos ya existentes en la instalación. Los elementos a incorporar en los ordenadores para cumplir las especificaciones solicitadas, irán alojados en el propio envolvente del ordenador. No se admitirán soluciones externas. Si las dimensiones de estos dispositivos externos a autómatas y ordenadores, fuesen reducidas, se podría considerar la opción de alojarlos en envolventes de poliéster u otro material siempre que cumplan el grado de protección solicitado. En caso de emplear HUB o SWITCH en la red Ethernet, se estimarán las necesidades particulares de este proyecto y se considerará un 20% de reserva como mínimo para futuras ampliaciones. Las canalizaciones a emplear, no se consideran como parte de este proyecto, ya que las consideraremos ya instaladas. 300m
S 7 -3 0 0 C P U 3 1 4 - IF M
200m
PC C L IE N T E
PC DE S U P E R V IS IO N S 7 -3 0 0 C P U 3 1 4 -IF M
S 7 -3 0 0 C P U 3 1 4 - IF M
Solución Propuesta Se presenta en la figura siguiente un layout como solución al problema planteado.
PC DE S U P E R V IS IO N S 7 -3 0 0 1 C P U 3 1 4 -IF M
S 7 -3 0 0 2 C P U 3 1 4 -IF M
PC C L IE N T E
S 7 -3 0 0 3 C P U 3 1 4 -IF M
P R O F IB U S D P 1 .5 M b p s ETHER NET 10 M bps
Se tiene el siguiente hardware disponible es: 3 PLC S7-300 CPU-314 IFM 2 PC Sistema de bandejas disponible a lo largo del área Basicamente el hardware requerido es: 3 CP 342-5 para PLC S7300 CPU – 314IFM 2 Tarjeta de Red de 10Mbps para PC 1 Tarjeta Profibus DP CP5613 para PC 1 Switch Ethernet Cable bifilar apantallado para Profibus DP Accesorios de Conexión Repetidores para Profibus DP
Selección de la Tarjeta de Red Para PC Tarjeta de red para computadora de escritorio con soporte de bajo perfil Fabricante; BELKIN Núm. de parte F5D5000-LP
La tarjeta de red para computadora de escritorio Belkin con soporte de bajo perfil es la solución ideal para conectar a su computadora de escritorio con bus local PCI de 32 bits con soportes de bajo perfil PCI a un módem de Internet o para construir una red Ethernet 10/100 Base-T. La tarjeta de red cumple con los estándares Ethernet 802.3 y 802.3u. La tarjeta es fácil de instalar y se enchufa en cualquier ranura de expansión PCI para que conecte a su PC con un módem de cable o DSL, así como para compartir archivos y periféricos con computadoras que están conectadas en la red. La función de "Wake-onLAN" (despertar en LAN) mantiene los recursos disponibles en la red, aún cuando la computadora esté en modalidad de dormir. Ventajas: • Cumple con los estándares Ethernet IEEE 802.3 y 802.3u • Se instala fácilmente en cualquier computadora con bus local PCI de 32 bits usando un soporte de bajo perfil • Accese archivos y periféricos en computadoras en modalidad de dormir con la función de "Wake On LAN" • Garantía de por vida y asistencia técnica gratuita • Comparta su conexión a la Internet - es perfecto para juegos con jugadores múltiples, accesar video y audio continuo y otras funciones sofisticadas de la Internet. • Intercambie datos rápidamente entre computadoras PC y computadoras tipo cuaderno conectadas, comparta impresoras y otros periféricos y comuníquese a través del correo electrónico. • Función de detección automática para ofrecer dimensionado de redes 10Base-T a redes
100Base-T • Monitoree el tráfico de la red y resuelva problemas con los indicadores LED. • Compatible con "Conectar y Usar" • Soporta Win3.1, WFW 3.11, 95, 98, Me, NT, 2000, XP, FreeBSD, Linux, DOS, OS/2 Netware, SCO UNIX, Packet • Requisitos del sistema: Computadora compatible con PC con ranuras PCI disponibles Se recomienda Windows 98, 2000, Me o XP • El paquete incluye: Una tarjeta PCI de red para computadora de escritorio Un cable Wake on LAN Un CD-Rom Una guía de usuario
Selección de Tarjeta de red para PC de Escritorio Fabricante: DYNEX Modelo: DX-E102
Se tiene el siguiente hardware disponible es: 3 PLC S7-300 CPU-314 IFM 2 PC Sistema de bandejas disponible a lo largo del área Basicamente el hardware requerido es: 3 CP 342-5 para PLC S7300 CPU – 314IFM 1 Tarjeta Profibus DP CP5613 para PC 900 m Fibra Optica tipo PCF (dúplex) para topología Bus 1800m de Fibra Optica PFC para topología en anillo 16 conectores BFOC 2.5 (ST) Fibra Optica 24 latiguillos de Fibra óptica BFOC 2.5 4 módulos OML/G12 4 Fuentes 220AC/24DC 3[A] 4 cables de conexión Profibus 1 Caja envolvente IP65 4 cajas de empalme y llegada de fibra óptica de 12 puertos para conectores ST
2 Tarjeta de Red de 10Mbps para PC Cable bifilar apantallado para Profibus DP Accesorios de Conexión Repetidores para Profibus DP
S 7 -3 0 0 1 C P U 3 1 4 - IF M
S 7 -3 0 0 2 C P U 3 1 4 - IF M
C P -3 4 2 - 5 F O
S 7 -3 0 0 3 C P U 3 1 4 - IF M
C P - 3 4 2 -5 F O
C P -3 4 2 -5 F O
C P -5 6 1 3 F O F IB R A O P T IC A
F IB R A O P T IC A P R O F IB U S D P 1 .5 M b p s F IB R A O P T IC A
F IB R A O P T IC A
300m
290m FO
290m FO
S 7 -3 0 0 3 C P U 3 1 4 -IF M
200m
100m
PC C L IE N T E
250m FO
P C D E S U P E R V IS IO N 150m S 7 -3 0 0 1 C P U 3 1 4 -IF M
S 7 -3 0 0 2 C P U 3 1 4 - IF M
340m F O
L in e a d e F ib r a o p ti c a P r o f ib u s L in e a d e F ib r a o p tic a E th e rn e t
A E -0 0 1 S 7 -3 0 0 PLC - 1
C P U 3 1 4 -IF M
PATCH CO RD F IB R A O P T IC A
C P 5613FO C A JA D E EM PALM E F IB R A O P T IC A
CABLE DE F IB R A O P T IC A 6 H IL O S
Conector según estándar IEC 61754-2 BFOC 2.5 ST OLM/G12
Fuente de Poder 220VAC/24VDC BAS0037-74
Cable de conexión Profibus
Repetidor de Profibus
Fibra óptica tipo 50/125 PCF (dúplex) Conectores ST BFOC 2.5
1 1 0 x 7 2 .5 x 3 9 .5
130x125x85
QUINT POWER
24VD C
220VAC
184x127x38
