¿Qué es un bus de campo? Las redes de comunicación industrial explicadas

¿Qué es un bus de campo?

Un bus de campo es una red de comunicación digital, serie y bidireccional que conecta los dispositivos de nivel de campo, sensores, actuadores, PLC, variadores e instrumentos, con un sistema de control. Antes de los buses de campo, cada dispositivo de campo necesitaba un cable analógico dedicado de 4 a 20 mA de vuelta al controlador. Los buses de campo sustituyeron esos cables analógicos punto a punto por un único cable digital compartido, lo que redujo drásticamente el coste y la complejidad del cableado.

El término "fieldbus" abarca una familia de estándares distintos desarrollados a partir de la década de 1980. Los principales buses de campo utilizados hoy en la industria india son PROFIBUS, DeviceNet y Foundation Fieldbus.

Los principales protocolos de bus de campo

PROFIBUS

PROFIBUS (Process Field Bus) es el bus de campo más extendido del mundo, desarrollado en Alemania a finales de la década de 1980. Existe en dos variantes:

• PROFIBUS DP (periferia descentralizada): se utiliza para la comunicación cíclica rápida entre PLC y dispositivos de campo como variadores, módulos de E/S y encoders. Velocidades de hasta 12 Mbit/s sobre cable RS-485.
• PROFIBUS PA (automatización de procesos): variante de seguridad intrínseca para áreas peligrosas (industrias de proceso), funciona a 31,25 kbit/s sobre un bus de dos hilos que además alimenta los instrumentos de campo.

DeviceNet

DeviceNet fue desarrollado por Allen-Bradley (Rockwell Automation) y se utiliza ampliamente en plantas de automoción norteamericanas e indias. Se basa en el protocolo CAN (Controller Area Network), funciona a hasta 500 kbit/s y admite hasta 64 nodos en un único segmento de red. DeviceNet se encuentra habitualmente conectando arrancadores de motor, sensores fotoeléctricos y bloques de E/S a los PLC de Rockwell.

Foundation Fieldbus (FF)

Foundation Fieldbus es un estándar de comunicación totalmente digital y bidireccional desarrollado para la automatización de procesos: refinerías de petróleo, plantas químicas y generación eléctrica. A diferencia de PROFIBUS, los dispositivos Foundation Fieldbus pueden ejecutar funciones de control localmente en el propio dispositivo, lo que reduce la carga del controlador central. Funciona a 31,25 kbit/s (H1) en el nivel de campo y a 100 Mbit/s (HSE) en el nivel de la red de control.

Bus de campo frente a Ethernet industrial: diferencias clave

Por qué se siguen usando los buses de campo

Pese al auge del Ethernet industrial, los buses de campo siguen siendo dominantes en muchas fábricas indias por varias razones prácticas:

• Base instalada: millones de dispositivos PROFIBUS y DeviceNet ya están desplegados y funcionando. Sustituirlos es caro y disruptivo.
• Fiabilidad probada: PROFIBUS DP acumula 30 años de historial de funcionamiento fiable en entornos industriales severos.
• Seguridad intrínseca: PROFIBUS PA y Foundation Fieldbus H1 están certificados para su uso en áreas peligrosas en plantas de petróleo, gas y químicas.
• Diagnóstico sencillo: los equipos de mantenimiento con experiencia conocen bien el diagnóstico de bus de campo.

Enlazar el bus de campo con los sistemas modernos

El reto práctico actual es conectar los sistemas de bus de campo heredados con las plataformas modernas de SCADA, MES y nube. Esto se hace mediante pasarelas de protocolo: hardware dedicado que traduce los datos de PROFIBUS o DeviceNet a Modbus TCP, OPC UA o MQTT para su transmisión posterior.

Los paneles HMI de Cermate de TSL Automation Solutions admiten PROFIBUS DP como driver de protocolo integrado, lo que permite la conexión directa a redes PROFIBUS existentes sin pasarelas adicionales. Los PC industriales de Avalue pueden ejecutar software de servidor OPC para llevar los datos del bus de campo a sistemas de nivel superior. Póngase en contacto con TSL Automation Solutions para tratar sus requisitos de integración de bus de campo.