UNIDAD VII. PROTOCOLOS DE INTERCONECTIVIDAD
Introducción
Para que una computadora o controlador sea útil en la
automatización de un sistema de fabricación, debe ser capaz de comunicarse con
dispositivos externos. Estos dispositivos externos pueden ser sensores para la
monitorización de un proceso, actuadores para controlar un proceso, o el
dispositivo externo puede ser otro ordenador. Los intercambios de información
entre los dispositivos requieren la normalización de la lengua de comunicación.
Un breve análisis de diferente arquitectura de red, varios estándares de LAN, herramientas
para la identificación de objetos como sensores, códigos de barras,
transpondedores, y sistemas de visión. Control del sistema de comunicación,
y el sistema de gestión de bases de datos en CIM también se discute en breve.
Estándares
Redes de área local, generalmente llamados LAN,
son de propiedad privada redes dentro de un mismo edificio o campus de hasta
unos pocos kilómetros de tamaño. Se utilizan principalmente para conectar los
ordenadores personales y estaciones de trabajo en oficinas de empresas y
fábricas para compartir recursos e intercambiar información. En los últimos
años, las técnicas de LAN se han convertido en un método eficiente de
transferencia de datos tanto en piso de la tienda y de automatización de
oficinas. Se puede proporcionar un control y Simulación de CIM una
comunicación más rápido que el método de comunicación de punto a punto.
Permite a-muchos-a-muchos de comunicación en la misma red a través del
mismo cable.
Manufactura
Proceso de fabricación de un producto que se realiza con
las manos o con ayuda de máquinas.
Automatización
Aplicación de máquinas o de procedimientos automáticos en
la realización de un proceso o en una industria.
Protocolo
Reglamento o una serie de instrucciones que se fijan por
convenios.
Historia del protocolo MAP
El protocolo de Automatización de Manufactura (MAP) fue
establecido por General Motors en 1962, y posteriormente transferido a la
Sociedad de Ingenieros en Manufactura SME. Su objetivo es proporcionar un
estándar común que permita compatibilidad entre los dispositivos de
comunicación que operan en un ambiente de manufactura (por ejemplo una línea de
ensamble automotriz).
En esos ambientes es frecuente encontrar productos de
proveedores muy diversos. MAP atacó esta situación creando un estándar común. A
finales de los 70's General Motors tenía más de 20,000 controladores
programables, 2,000 robots y 40,000 dispositivos inteligentes en sus líneas de
ensamble y manufactura. Una empresa de ese tamaño necesitaba un proceso de
estandarización que a la postre le resultó en ahorros sustantivos en su
operación. Otro caso similar ocurre con la compañía Boeing que desarrolló el
sistema Técnico y de Productos de Oficina (TOP). Fue pensado como complemento
de MAP. Posteriormente se trasladó el control del protocolo a la Sociedad de
Ingenieros de Manufactura SME.
Que es el protocolo MAP
MAP provee estándares comunes para la interconexión de
computadores y máquinas herramientas programables usadas en la automatización
de fábricas. En el nivel físico más bajo, MAP usa el protocolo IEEE 802.4 de
bus de señales. Con frecuencia, MAP se usa junto con TOP, un protocolo de
oficina desarrollado por Boeing Computer Services. TOP se utiliza en la oficina
y MAP, en la fábrica.
Este protocolo ha tenido una gran importancia en los
intentos de normalización de los últimos años. Se basa en el modelo de
referencia OSI. En un intento por superar las carencias de MAP, especialmente
en cuanto a transmisión en tiempo-real (soporta bien la transmisión de
archivos), sea desarrollando EPA (Enhanced Protocol Architecture).
Protocolo IEEE
El estándar token bus define esquemas de red de anchos de
banda grandes, usados en la industria de manufactura. Se deriva del Protocolo
de Automatización de Manufactura (MAP). La red implementa el método
token-passing para una transmisión bus. Un token es pasado de una estación a la
siguiente en la red y la estación puede transmitir manteniendo el token. Los
tokens son pasados en orden lógico basado en la dirección del nodo, pero este
orden puede no relacionar la posición física del nodo como se hace en una red
token ring. El estándar no es ampliamente implementado en ambientes LAN.
Token
Bus
Se usa un token
(una trama de datos) que pasa de estación en estación en forma cíclica, es
decir forma un anillo lógico. Cuando una estación tiene el token, tiene el
derecho exclusivo del bus para transmitir o recibir datos por un tiempo
determinado y luego pasa el token a otra estación, previamente designada. Las
otras estaciones no pueden transmitir sin el token, sólo pueden escuchar y
esperar su turno. Esto soluciona el problema de colisiones que tiene el
mecanismo anterior.
Aplicaciones
MAP
En los años 80 se intentó estandarizar la comunicación entre
PLCs con el protocolo de automatización
de manufactura de la General Motors (MAP). En esos tiempos el tamaño del PLC se
redujo, su programación se realizaba mediante computadoras personales (PC) en
vez de terminales dedicadas sólo a ese propósito.
Características
del PLC
- Tecnología de banda
ancha.
- Velocidades de
transmisión de hasta 45 Mbps.
- Proceso de instalación
sencillo y rápido para el cliente final.
- Enchufe eléctrico (Toma
única de alimentación, voz y datos).
- Sin necesidad de obras
ni cableado adicional.
- Equipo de conexión
(Modem PLC).
- Transmisión simultánea
de voz y datos.
- Conexión de datos
permanente (activa las 24 horas del día).
- Permite seguir
prestando el suministro eléctrico sin ningún problema
Ventajas del PLC
·
La
principal: SE EMPLEA LA INFRAESTRUCTURA EXISTENTE.
·
Los
servicios ofertados son competitivos en calidad y en precio.
·
Gran
ubicuidad: permite un despliegue masivo de la tecnología, ya que la red ya está
implantada.
Protocolo top
Definición
Protocolo de Oficina Técnica (TOP), es un protocolo
destinado a redes en las que se realizan procesos distribuidos de la
información en las oficinas de negocios.
TOP es utilizado por los agentes en sistemas de
información para recuperar, convertir, y realizar diversas operaciones en
objetos mecanografiados.
En las versiones más recientes en el protocolo TOP, un
cliente contacta con un servidor mediante el método de acceso TCP/IP y emite
una serie de peticiones. Después de recibir una solicitud, el servidor procesa
dicha solicitud y envía una respuesta.
Un agente de la información dado que puede actuar como un cliente y un servidor, y
puede hablar con varios clientes y servidores de forma simultánea.
El protocolo TOP fue desarrollado e implementado por
Boeing Computer Services a principios de la década de los 80’s. Se basa en el
modelo de interconexión de sistemas abiertos (OSI), un estándar que define la
forma en que los mensajes deben ser transmitidos entre los puntos finales en
una red.
El protocolo TOP fue definido por Boeing para su uso en
entornos de automatización de oficinas científicas y técnicas. Se hace hincapié
en el intercambio de documentos CAD/CAM, gráficos y texto. El standard también
soporta una serie de transmisiones multimedia y tiene sus métodos de acceso.
El protocolo TOP en la V0.2 es compatible con la
topología de red Token Ring, Token Bus y Ethernet, trabaja en la capa de Red
del modelo OSI. Fue pensado como
complemento para el protocolo MAP. Posteriormente se trasladó el control del
protocolo a la Sociedad de Ingenieros de Manufactura SME.
Las solicitudes constan de una o más líneas, dependiendo
del tipo de solicitud dada. La primera línea de cualquier solicitud comienza
con el nombre de la solicitud seguido de un espacio o una terminación de línea.
El servidor siempre se espera para dar algún tipo de respuesta a la primera
línea de la solicitud; esto puede ser o bien una respuesta definitiva o una
respuesta que indica que el cliente debe continuar.
Todas las líneas se terminan con el carácter de retorno
(CR) seguido del carácter de avance de línea (LF).
Los bloques de valores delimitados (Q.V.) pueden sin
embargo, contener datos arbitrarios, incluyendo retornos de carro, saltos de
línea, y los nulos, entre los delimitadores. Fuera de bloques de valores
delimitados, todos los caracteres transmitidos podrían utilizar todo el set de
caracteres ASCII.
Los servidores TOP normalmente no terminan una sesión
después de enviar una respuesta, a menos que las solicitudes de los clientes
para poner fin a una sesión. Sin embargo, el protocolo TOP no está diseñado
para ser utilizado directamente por los usuarios finales, ni se espera mantener
las conexiones abiertas indefinidamente para los clientes. Por lo tanto, un
servidor puede terminar una sesión TOP si no recibe una solicitud dentro de los
60 segundos de la última respuesta.
En las siguientes descripciones, una "palabra"
se compone de caracteres ASCII sin espacios en blanco. Una palabra está
delimitada por espacios en blanco, o por el principio o el final de una línea.
El material contenido en paréntesis angulares < > indica los parámetros
requeridos. El material contenido en corchetes [ ] indican parámetros
opcionales.
En general, los códigos que comienzan con 2 indican una
respuesta ordinaria. Códigos que empiezan por 3 indican que se espera que el
cliente para proporcionar más información para completar la solicitud. Códigos
empezando con 4 o 5 indican un error o excepción; 4 implica que el cliente es
responsable de la excepción, 5 que el servidor es responsable.
A menos que se indique lo contrario, las respuestas son
una sola línea.
Comandos del protocolo TOP
PROTO Se
utiliza para negociar.
NOOP Se utiliza para la sincronización.
QUIT Se utiliza para terminar una sesión.
OPER Se utiliza para llevar a cabo una operación remota.
NOOP Se utiliza para la sincronización.
QUIT Se utiliza para terminar una sesión.
OPER Se utiliza para llevar a cabo una operación remota.
ATTR Se utiliza para traer un atributo de objeto.
CNVT Se
utiliza para convertir un objeto en un tipo alternativo o codificación
TYPQ Se utiliza para obtener información de tipo.
TYPL Se utiliza para enumerar los tipos que se han registrado o modificados recientemente.
REGI Se utiliza para registrar la nueva información de tipo.
AUTH Se utiliza para solicitar una autorización.
AUTH Se utiliza para solicitar una autorización.
Códigos de error
A continuación se muestra el código de error y el motivo
de fallo.
301: Utilice un servidor diferente.
400: Solicitud incorrecta o error de sintaxis.
401: Tipo desconocido.
402: Las entradas no válidas a la operación.
404: Objeto no encontrado.
410: No se permiten hacer esta solicitud.
500: Error de servidor genérico.
501: La solicitud no tiene soporte.
502: Operación a objeto no se implementa aquí.
503: Los recursos del sistema agotados.
509: El resto de la solicitud no debe ser enviada.
Código de aprobación
A continuación se muestra el código de aprobación
y su significado.
200: Solicitud exitosa.
205: Sesión cerrada.
300: Servidor listo para recibir el resto de la
solicitud.
Ejemplo del código
PROTO TOP/0.2
200 TOP/0.2
NOOP hola!
200 hola!
TYPQ e:int
200 Confirmado! A continuación los detalles de su solicitud.
TYPE net:typename-060394@gs1.sp.cs.cmu.edu
ENC e:text oracle-protocol
VALUE
TYPE e:int
SUPER e:obj
ENC e:text ascii-rep
QUIT
205 Fue un placer atenderle.
200 TOP/0.2
NOOP hola!
200 hola!
TYPQ e:int
200 Confirmado! A continuación los detalles de su solicitud.
TYPE net:typename-060394@gs1.sp.cs.cmu.edu
ENC e:text oracle-protocol
VALUE
TYPE e:int
SUPER e:obj
ENC e:text ascii-rep
QUIT
205 Fue un placer atenderle.
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