Topologias en Redes de Control con DCS: una configuración para cada necesidad

26 Enero 2012

En los DCS de hoy en día podemos encontrar diferentes topologías (arreglos de switches y sus conexiones), y de esta manera proveer mayor confiabilidad, seguridad y robustez en la red de control.

 

De manera general podemos encontrar las siguientes topologías:

- Lineal

- Anillo

- Estrella

- Árbol Invertido

- Árbol Invertido Modificado

 

Cada una tiene sus propias características y ventajas, y se serán elegidas por los requerimientos o necesidades de las instalaciones o planta, axial mismo el costo de implementación.

 

Topología Lineal:

La configuración lineal es ideal para redes pequeñas (dos switches) como podemos ver en la figura siguiente. En este ejemplo si un componente en la red falla, esto no afectará la operación debido a que se tiene un switch redundante.

En esta configuración, también se pueden usar también switches con chasis de cientos de puertos para un sistema de control amplio.

 

Topología Anillo

Esta topología es recomendada para switches entre tres y siete switches (esto depende del fabricante del DCS y las especificaciones de los switches). Como podemos ver en la siguiente figura, cada switch tiene dos conexiones adyacentes a switches. En el caso de que falle un switch, el anillo se rompe y la red asume características de una topología lineal.

 

En la imagen siguiente, podemos ver una red de control compuesta por seis switches administrables en configuración anillo.

 

Topología Estrella

 

La configuración estrella es la topología adecuada para redes medianas y grandes, además de ser la mas usada. En una configuración estrella, cada switch EDGE que esta en la periferia de la red (es decir se conecta a un dispositivo Terminal) tiene conexiones a cada uno de los dos switches ROOT o principales. Los switches ROOT son conectados uno del otro y a cada switch EDGE.

 

Las rutas redundantes de información permiten a la red continuar operando si algún componente o cable de la red falla.

 

La figura abajo muestra una red estrella con diez switches periféricos o EDGE y dos switches principales o EDGE. Dependiendo de las especificaciones del fabricante del DCS y de los switches el número de switches EDGE es limitado (promedio de 190 switches EDGE).

 

Topología Árbol Invertido & Árbol Invertido Modificado

 

La configuración árbol invertido es adecuada para redes muy grandes con restricciones físicas específicas. En esta configuración los switches con dispuestos en “gradas” o “niveles” o “tiers”, con los switches principales o ROOT en el nivel más alto y hasta 3 niveles debajo de ellos (depende de las especificaciones del fabricante). Los switches principales tienes conexiones redundantes entre ellos, y los otros switches tienen cada uno una conexión a dos de los switches de un nivel superior, tal como se puede observar en la siguiente figura:

 

Esta configuración, dependiendo del fabricante, puede tener una limitación de hasta 250 switches.

 

La configuración árbol invertido modificado es adecuado para redes de control seguras demasiado grandes con limitaciones físicas especificas, permitiendo además incluir switches Standard (EDGE), aun que esto depende de las especificaciones técnicas del fabricante y los switches.

 

Por ultimo y en general, se recomienda leer las especificaciones del fabricante para saber a exactitud que configuración o topologia es soportada, y cuantos switches son permitidos para cada configuración. Esto dependerá del tipo de switches a usar, el fabricante del mismo, y mas importante aun de las pruebas técnicas del fabricante y la validación de las mismas.
Tienes algo que comentar?? o discutir?? vamos ahora es el momento.

José Carlos Villajulca

Soy un apasionado Ingeniero Electrónico especializado en Control, Automatizacion e Instrumentacion Industrial. Experimentado en el desarrollo, ejecución y gestión de proyectos asi como en la Operacion de sistemas automaticos.

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