Interfaces de Comunicacion en Instrumentación ... tipos y definiciones

09 Junio 2010

Una primera consideración en el campo es que las líneas de transmisión de datos son baratas y confiables. Esto es reflejo no solo del tipo de cable empleado sino también de la interfaz adoptada. Por lo tanto, a pesar de las altas velocidades de transmisión que se pueden obtener con una interfaz paralela como la IEC-625/IEEE-488, en donde 16 líneas se requieren para enviar 1 Byte de información, es muy costosa para instalar a este nivel.

 

Por esta razón, la interfaz estándar para el campo es serial. Los bajos costos de instalación (pocos cables y conectores), líneas más largas y transmisión más segura, más que compensan las velocidades de transmisión menores. A continuación se describen las interfaces seriales encontradas en aplicaciones de campo.

 







- LAZO DE CORRIENTE DE 20 mA

Se origina de la telegrafía en donde requería comunicación confiable sobre largas distancias. Trabaja con una corriente de 20 mA que es conmutada entre encendida y apagada según la cadencia de transmisión. Por lo tanto, cada terminal tiene dos lazos, uno para transmisión y otro para recepción. El lazo de corriente de 20 mA es utilizado como alternativa de la interfaz RS-232C. Su mayor ventaja está en su insensibilidad a la interferencia, de modo tal que se usa cuando se requiere cubrir grandes distancias o cuando se encuentran fuertes campos eléctricos en la vecindad de la línea de transmisión.



- INTERFAZ RS-232C

Es usada para interconectar dos dispositivos vía un cable multifilar, usualmente una computadora con un dispositivo periférico o un módem. El estándar cumple con los requerimientos eléctricos y físicos para la transmisión serial de bits. Define las señales de reconocimiento para el control de equipo estándar para líneas telefónicas y módems. Eléctricamente el sistema está basado en pulsos positivos y negativos de 12 V en los cuales los datos son codificados.
Mecánicamente, el estándar RS-232C tiene conectores de 9 o 25 pines. Las señales principales que llevan los datos de un terminal a otro son manejadas por las líneas "transmit data" y "receive data". Para hacer posible la transmisión, se requiere una tercera línea que lleva el potencial común de referencia. El resto de líneas, que no tienen que estar presentes, llevan información del estado de los terminales de comunicación. Los módems son controlados por las señales "request to send" y "clear to send", la disponibilidad de un bloque de datos en un computador por "data set ready" y la habilidad para recibir el bloque desde un computador por "data terminal ready".

 

- INTERFAZ RS-422

Cubre solamente los requerimientos eléctricos y físicos para la transmisión. Usa señales diferenciales y simétricas que permite altas velocidades de transmisión de hasta 10 Mbits/s. En el extremo final de recepción, la diferencia entre los niveles de voltaje es usada para decodificar las señale s; la mayor diferencia positiva corresponde al "0" y la menor al "1". La ventaja está en que si un campo externo actúa sobre la línea, ambas señales son influenciadas al mismo tiempo. La diferencia en la señal se mantiene con excepción del ruido individual de cada línea, sustancialmente igual. De esta manera es posible, tender líneas más largas que para la interfaz RS-232C. Además, desde que los efectos de la interferencia son restringidos, son posibles velocidades mayores de transmisión.

Debido a las líneas diferenciales y la disponibilidad de drivers apropiados, esta interfaz es aplicable no solamente para caminos de transmisión extensos, sino también para estructuras de buses seriales. A pesar de ser concebido principalmente como sistema de punto a punto, se pueden operar hasta 16 dispositivos con un solo transmisor.



- INTERFAZ RS-485

Especifica los requerimientos eléctricos y físicos para la transmisión simétrica de datos (similar a RS-422) entre varios dispositivos. Hasta 32 dispositivos actuando como transmisores o receptores pueden ser conectados a un cable de dos hilos es decir en una verdadera operación de bus. El direccionamiento y respuesta a los comandos debe ser resuelta por software. La máxima longitud de las líneas varía entre 1.2 km a una velocidad de 93.75 kBit/s hasta 200m a una velocidad de 500 kBit/s.


Esta ¡nterfaz usa tres estados lógicos, "0", "1" y "non-data"(ausencia de datos); esta última es usada para el control o sincronización del flujo de datos. Esta interfaz es con frecuencia encontrada en el campo. Al utilizar pares de cables trenzados y blindados, se asegura una comunicación confiable y económica.



- INTERFAZ IEC 1158-2

Es la interfaz internacional para fieldbus intrínsecamente segura; los datos, en una forma de señal sin retorno a cero, son acoplados con una señal de reloj y enviados como una señal de corriente o voltaje a través del medio de transmisión. El 1 y ei 0 son formados por un cambio de fase en el momento que se tiene el medio bit, dos estados de ausencia de datos se generan cuando no hay cambio de fase.

La ¡nterfaz usa un preámbulo para sincronización y añade un delimitador de inicio y uno final a los datos transmitidos. La naturaleza no ambigua de los delimitadores y el estricto monitoreo del temporizado de la señal, aseguran una transmisión muy segura a altas velocidades y sobre grandes distancias. La interfaz puede suministrar alimentación segura hasta para 10 dispositivos; se pueden acomodar más si tienen alimentación externa.


A continuación, se tiene un cuadro comparativo de las interfaces mencionadas.





Tabla 1 - Interfaces de comunicación

José Carlos Villajulca

Soy un apasionado ingeniero especializado en Control, Automatizacion e Instrumentación Industrial. Con mas 9 años de experiencia desarrollando proyectos y manteniendo sistemas de control en diversas plantas industriales. Soy director y webmaster de InstrumentacionyControl.NET y de MyAutomationClass.com. Cualquier consulta o comentario lo puedes hacer en la parte de abajo y escribiendo nuestro foro: http://instrumentacionycontrol.net/foros/.

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