Buch lesen: «Prácticas de redes de datos e industriales»
ISBN Digital: 978-958-8939-75-9
Oficina de Publicaciones
Universidad de La Salle
Cra. 5 Nº 59A-44
Teléfono: 3 48 80 00 exts.: 1224-1225
Fax: 217 08 85
Directora editorial:
Aída María Bejarano Varela
Coordinación editorial:
Sonia Montaño Bermúdez
Corrección de estilo:
María Andrea López Guzmán
Diseño de carátula:
Mauricio Salamanca
Diseño y diagramación:
Mauricio Salamanca
Diseño de ePub:
A mi hijo Sebastián, la razón de mi vida y a Luz Mery soporte y energía de mi existencia.
Agradecimientos
Agradezco, en primera instancia, a mis estudiantes de la Universidad de La Salle, de la Facultad de Ingeniería de Diseño y Automatización Electrónica, con quienes tuve la oportunidad de interactuar en la asignatura de Redes Industriales. Ellos contribuyeron al inicio de este proyecto y a su progresivo mejoramiento.
Por otra parte, quiero agradecer al Ingeniero Jaime Carvajal, Ph.D. decano de la Facultad de Ingeniería de Diseño y Automatización Electrónica, quien siempre me ha incentivado a escribir y siempre quiso que este módulo se escribiera.
Igualmente quiero agradecerle a las directivas de la Universidad de La Salle por darme esta maravillosa oportunidad.
Por último le agradezco a Dios, quien siempre está guiando mis ideas.
Contenido
A manera de Prólogo
Prácticas de Redes de Datos
Práctica 1. Conexión a través de puerto serial
Práctica 2. Conexión a través de cable paralelo
Práctica 3. Cable UTP cruzado
Práctica 4. Comunicación PIC - PC
Práctica 5. Direccionamiento IP
Práctica 6. Construcción de una red a través de un router o un switch
Práctica 7. Uso de Esnifar
Prácticas de Redes Industriales
Práctica 1. Manejo de Step 7 y un PLC
Práctica 2. MAP
Práctica 3. Manejo de una red profibus
Práctica 4. Configuración profibus multiprotocolo empleando FDL
Práctica 5. Red RS485
Práctica 6. MODBUS
Práctica 7. Redes de Planta: Industrial Ethernet
Bibliografía
Lista de Ilustraciones
Ilustración 1. Puerto serial de 25 y 9 pines
Ilustración 2. Interface RS 232 de 25 y de 9 pines
Ilustración 3. Puerto paralelo y sus respectivas señales
Ilustración 4. Configuración de los conectores dependiendo de la norma
Ilustración 5. Cable UTP Cat. 5e
Ilustración 6. Configuración del cable directo y del cable cruzado
Ilustración 7. MAX 232 y su diagrama interno
Ilustración 8. Conexión de MAX 232 con micro controlador
Ilustración 9. Pila de Protocolos
Ilustración 10. Dibujo efectuado por Robert Metcalfe en 1976
Ilustración 11. ETHERNET: Topología en árbol
Ilustración 12. Clase de Direcciones IP
Ilustración 13. Ubicación de los equipos según el nivel
Ilustración 14. Modelo de router
Ilustración 15. Conexión de computadores a través de un router
Ilustración 16. Un switch en el centro de una red en estrella
Ilustración 17. Uso de router y switch
Ilustración 18. Autómata S7
Ilustracion 19. Esquema de operación banda transportadora
Ilustración 20. MAP comparado con OSI
Ilustración 21. Tipos de Profibus
Ilustración 22. Estructura física incluyendo repetidores para expansión del bus
Ilustración 23. Creación de un proyecto en STEP 7
Ilustración 24. Comunicación a través de RS 485
Ilustración 25. Topología de Red RS485
Ilustración 26. Red jerárquica de dispositivos a través de Modbus
Ilustración 27. Ethernet industrial interactuando con Ethernet convencional
A manera de Prólogo
Este libro ha nacido del seno de las sesiones de clase en el curso de redes industriales que se dicta en la Facultad de Ingeniería de Diseño y Automatización Electrónica de la Universidad de La Salle.
Para lograr que los estudiantes desarrollen sus competencias en cada una de las áreas, se hace necesario que exista una combinación equilibrada entre lo teórico y lo práctico; siendo esto último de especial interés a la hora de constatar y verificar los conceptos desarrollados en las sesiones de clase o a través de procesos de revisión bibliográfica. Por otra parte, esto le ayudará al estudiante a adquirir habilidades iniciales en el manejo y aplicación de las tecnologías y equipos.
El texto se encuentra dividido en dos partes, la inicial dedicada a los referentes a redes de datos; y la segunda dedicada a las redes industriales. Algunas de las prácticas planteadas tienen como propósito que el estudiante evidencie que hoy hay una convergencia e interconectividad entre ambos tipos de redes.
Cada una de las prácticas va acompañada de una serie de preguntas, las cuales son una invitación a que el estudiante profundice en los conceptos; que por otra parte, le permitirá efectuar un desarrollo mucho más enriquecedor.
Espero que este esfuerzo sea una contribución al desarrollo de las competencias de los estudiantes en el área de las redes tanto de datos como industriales.
Prácticas de Redes de Datos
Práctica 1. Conexión a través de puerto serial
Objetivo
Poder realizar una conexión entre dos computadores utilizando el puerto serie, y de la misma manera comprender cada una de las señales que lo componen.
Descripción
Las comunicaciones serie se utilizan para enviar datos a través de largas distancias, ya que las comunicaciones en paralelo exigen demasiado cableado para ser operativas. Los datos serie recibidos desde un módem u otros dispositivos son convertidos a paralelo gracias a lo cual pueden ser manejados por el bus del PC.
Las comunicaciones serie se pueden dividir entre simplex, half-duplex y full-dúplex. Una comunicación serie simplex envía información en una sola dirección (por ejemplo, una emisora de radio comercial). Half-duplex significa que los datos pueden ser enviados en ambas direcciones entre dos sistemas, pero en una sola dirección al mismo tiempo. En una transmisión full-dúplex cada sistema puede enviar y recibir datos al mismo tiempo.
Hay dos tipos de comunicaciones: síncronas o asíncronas. En una transmisión síncrona los datos son enviados en bloques, el transmisor y el receptor son sincronizados por uno o más caracteres especiales llamados caracteres sync.
El puerto serie del PC es un dispositivo asíncrono. En una transmisión asíncrona, un bit identifica su bit de comienzo y 1 ó 2 bits identifican su final, no es necesario ningún carácter de sincronismo. Los bits de datos son enviados al receptor después del bit de start. El bit de menos peso es transmitido primero. Un carácter de datos suele consistir en 7 ó 8 bits. Dependiendo de la configuración de la transmisión un bit de paridad es enviado después de cada bit de datos. Se utiliza para corregir errores en los caracteres de datos. Finalmente 1 ó 2 bits de stop son enviados.
Ilustración 1. Puerto serial de 25 y 9 pines
Fuente: http://home.itchihuahua.edu.mx/~jfhernandez/puertoserie_archivos/image007.jpg
El Protocolo RS-232-, es el estándar aceptado por la industria para las conexiones de comunicaciones en serie. Adoptado por la Asociación de Industrias Eléctricas, el estándar RS-232 recomendado (RS es acrónimo de Recommended Standard) define las líneas específicas y las características de señales que utilizan las controladoras de comunicaciones en serie, con el fin de estandarizar la transmisión de datos en serie entre dispositivos.
El Estándar RS 232
El RS-232C consiste en un conector tipo DB-25 de 25 pines, aunque es normal encontrar la versión de 9 pines DB-9, más barato e incluso más extendido para cierto tipo de periféricos (como el ratón serie del PC). En cualquier caso, los PCs no suelen emplear más de 9 pines en el conector DB-25. Las señales con las que trabaja este puerto serie son digitales, que están en el rango de +3 a +25 V para el cero lógico, el cual también es llamado especio y de -3 a – 25 V, para la entrada y salida de datos, y a la inversa en las señales de control.
Ilustración 2. Interface RS 232 de 25 y de 9 pines
Fuente: http://www.scienceprog.com/wp-content/uploads/RS232/RS232_DB9_DB25.jpg
Cada pin puede ser de entrada o de salida, teniendo una función específica cada uno de ellos. Las más importantes son:
| Pin | Función |
| TXD | (Transmitir Datos) |
| RXD | (Recibir Datos) |
| DTR | (Terminal de Datos Listo) |
| DSR | (Equipo de Datos Listo) |
| RTS | (Solicitud de Envío) |
| CTS | (Libre para Envío) |
| DCD | (Detección de Portadora) |
Las señales TXD, DTR y RTS son de salida, mientras que RXD, DSR, CTS y DCD son de entrada. La masa de referencia para todas las señales es SG (Tierra de Señal). Finalmente, existen otras señales como RI (Indicador de Llamada), y otras poco comunes.
| Número de Pin | Señal | Descripción | E/S | |
| En DB-25 | En DB-9 | |||
| 1 | 1 | - | Masa chasis | - |
| 2 | 3 | TxD | Transmit Data | S |
| 3 | 2 | RxD | Receive Data | E |
| 4 | 7 | RTS | Request To Send | S |
| 5 | 8 | CTS | Clear To Send | E |
| 6 | 6 | DSR | Data Set Ready | E |
| 7 | 5 | SG | Signal Ground | - |
| 8 | 1 | CD/DCD | (Data) Carrier Detect | E |
| 15 | - | TxC(*) | Transmit Clock | S |
| 17 | - | RxC(*) | Receive Clock | E |
| 20 | 4 | DTR | Data Terminal Ready | S |
| 22 | 9 | RI | Ring Indicator | E |
| 24 | - | RTxC(*) | Transmit/Receive Clock | S |
