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Qué es la capa física Las redes de comunicaciones industriales y las redes de bus de campo se basan en el modelo de comunicaciones ISO/OSI, el cual define el funcionamiento del mecanismo de comunicaciones empleado. Diagnósticos de capa física Para lograr el intercambio de información correcto entre los participantes de un bus, se debe verificar que el soporte físico de la red esté en óptimas condiciones. Este soporte o capa física incluye los cables, conectores, derivadores, etcétera, empleados para la interconexión de los dispositivos, lo que se conoce como “infraestructura de red”. Profibus DP Las herramientas para testeo de cables usadas para la verificación inicial se conocen como "cable testers". Suelen consistir en herramientas stand alone, ajustadas para la impedancia característica del medio físico (150 ohms). Verificación de los parámetros de calidad de la capa físicaLos parámetros de calidad usados para definir el estado de salud de la capa física en Profibus DP se basan en el análisis de la forma de onda (niveles, flancos, relación señal/ruido), por lo que permiten identificar diferentes problemas interpretando correctamente la información. Herramientas para la verificación de parámetros de calidad Las herramientas para la verificación de parámetros de calidad consisten en un sistema compuesto por hardware y software. El hardware permite la conexión al bus de manera pasiva y, mediante otra interfaz, la conexión a una PC equipada con el software correspondiente, donde se pueden interpretar las mediciones mediante una interfaz gráfica amigable. Profibus PA Por las particularidades de esta implementación del protocolo Profibus (una capa física distinta) deben usarse de manera preferente herramientas específicamente diseñadas para esta aplicación, ya que ofrecen un caudal de información sensiblemente mayor a las herramientas duales habilitadas para Profibus DP y PA. Profinet En el caso de redes Profinet, estas emplean la misma capa física que Ethernet (IEEE 802.3), con todas las ventajas que esto significa respecto de la capa RS 485. Adicionalmente, los distribuidores empleados son dispositivos multiplexores denominados "switches". En consecuencia, las conexiones entre nodos son siempre del tipo punto a punto. Los switches que interconectan los dispositivos actúan como repetidores. La influencia del factor EMC en la capa física En todos los casos, se debe contar con una protección adecuada contra los efectos de ruidos eléctricos o compatibilidad electromagnética (EMC, por sus siglas en inglés). La superficie de equipotenciaciónMuchos de los edificios industriales, en los cuales están presentes las redes de comunicación, han sido construidos hace ya algún tiempo y en su momento no se diseñaron para cumplir con los requerimientos de superficies de equipotenciación. También, en muchas de las instalaciones nuevas, se piensa generalmente a esta superficie como necesaria solamente por cuestiones de seguridad eléctrica. Pero no solo eso es necesario; si se van a utilizar redes de comunicación, se debe tener en cuenta otros aspectos, y todas las disciplinas eléctricas involucradas deben trabajar para el mismo fin. Las nuevas revisiones de normativas y guías de diseño sobre este tema imponen el uso de sistemas comunes de equipotenciación (CBN, por sus siglas en inglés). La filosofía actualEs conveniente que las interconexiones de sistemas se realicen con fibra óptica, de forma de romper el vínculo galvánico, evitando la necesidad de ecualizar los potenciales de tierra en grandes distancias. Pero para esto, cada subsistema debe contar con un buen sistema de equipotenciación. El ruido de alta frecuencia y el skin effect Debido al denominado skin effect o efecto película, conforme la frecuencia del ruido eléctrico se incrementa, la sección efectiva de conducción disminuye, aumentando por consiguiente la resistencia. También, como consecuencia de las frecuencias elevadas, aparecen los fenómenos de impedancias, los cuales ya no son tan sencillos de medir y pueden derivar en varios dolores de cabeza debido a que son transitorios de difícil detección. El factor indispensable: entrenamiento Finalmente, aun cuando las herramientas de diagnóstico de capa física brindan abundante información, esta solo se puede aprovechar si el personal de mantenimiento de la red comprende el funcionamiento del protocolo de comunicaciones y puede interpretar la información generada. Nota del editor. El artículo técnica aquí presentado puede considerarse como una segunda parte del artículo titulado “Cómo minimizar las fallas en las redes industriales usando métodos preventivos”, autoría de Autex, publicada en AADECA Revista 6, de julio-agosto de 2017, disponible en http://editores-srl.com.ar/revistas/aa/6/autex_minimizar_fallas |
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