Tipos de Rack de I/O rev1

En las arquitecturas de automatización, el corazón del sistema es el PLC/PAC. La información proveniente del terreno (sensores, botoneras, etc) y comandos enviados a los dispositivos (control de motores, variadores de frecuencia, etc) son a menudos enlazadas al PLC/PAC mediante módulos de entradas/salidas digitales o análogas montadas en un rack, backplane o clips de conexión modular.

Dependiendo de la envergadura de la planta estos racks se encuentrarán distribuidos alrededor del proceso, conectados como islas o mediante protocolos de conexión entre el rack local que actúa como maestro y los racks remotos como esclavos.

El motivo de este post no es indicar qué tipos de módulos IO existen (Eso es materia que amerita una entrada aparte), sino más bien profundizar en el concepto de Rack y de su interconexión.

Dependiendo del fabricante de automatización estos racks pueden ser dispuestos en un solo panel, cómo funciona en algunas familias de Schneider (Quantum, M340, M580), o rack de distintos espacios como en los controladores Rockwell de la familia ControlLogix, o mediante clips como lo son en la familia S7-300 de Siemens.

Sin embargo existen similitudes en la forma de considerar los racks/backplane pueden ser de tres tipos:

  • Racks de I/O Locales
  • Racks de I/O Remotos
  • Racks de I/O Distribuidos
Racks IO Locales

Los Racks de IO locales consiste de un espacio en donde se montan los módulos de entradas, salidas ubicados en conjunto con la CPU local del PLC/PAC. El rack dispone de la mecánica para dejar dispuestos los módulos, comunicándolos por un bus interno transfiriendo la información entre ellos. Esta estructura mejora altamente el rendimiento en términos de tiempo de respuesta.

Racks de Módulos Distribuidos

Para grandes distancias y flexibilidad, los módulos distribuidos son una opción razonable.

Los racks de módulos Distribuidos consisten de un panel donde se montan los módulos de entradas y salidas, pero en este caso están fuera del rack local donde va el módulos CPU del PLC, enlazándose mediante módulos de comunicación, dependiendo del protocolo de bus de campo con el cual se interconecten.

En esta topología el rack local tiene su módulo cabecera que solicita información a cada rack distribuido. Cada rack distribuido tiene su módulo de comunicación esclavo además de los módulos de entradas y salidas.

Al ser un bus de campo estos racks pueden coexistir con otros dispositivos específicos (para una mejor integración) localizados en una isla la cual se comunica con el PLC/PAC sobre un bus de campo o una red.

Debido a la comunicación de los buses de campo sobre la red, los módulos distribuidos tienen una limitación en términos de rendimiento dependiendo del medio fisico utilizado entre ellos y el PLC/PAC.

La configuración de suele realizar desde el mismo software de programación del PLC/PAC.

Racks de Módulos Remotos

Los racks de módulos remotos consisten de paneles donde se montan los módulos entradas y salidas, separado del PLC/PAC local. Los racks de módulos remotos usan comunicaciones especificas o propietarias que permiten un rendimiento similar a tener módulos IO locales debido a que la adquisición de datos desde ellos es asíncrona al tiempo Scan de la CPU. Los racks de módulos remotos eliminan el cableado costoso punto a punto de algunos (o miles) de señales de proceso dentro de u enlace de comunicación digital.

Una de las principales ventajas de los módulos remoto es que toda la configuración es a menudo realizada por una sola herramienta de software.

Esta es la revisión 1 del documento, siempre se puede mejorar así que espero sus comentarios.

Saludos!

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5 comments

  1. Sergio Acuña 3 semanas ago

    Gracias Rodrigo.

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  2. Rodrigo Sanhueza 3 semanas ago

    Sergio buena reseña del concepto en la distribución de los rack remotos o locales, es cierto que existen otras distribuciones pero en síntesis lo explicado es la base para todo lo demás.
    Muy buen aporte
    Saludos

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  3. Sergio Acuña 4 meses ago

    Gracias por la acotación Mauricio. Yo la entrada la hice en un sentido general y como tú dices, existen módulos IO no estándar que son de terceros o del mismo fabricante de automatización y dependen de la aplicación específica del proceso.

    Le daré una vuelta a la redacción y complementare en una próxima revisión de este post tus indicaciones.

    Saludos!

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  4. Mauricio Quilodran 4 meses ago

    Estimados sali de la ubb. No todos los plc e i/o distribuidas son standar, tambien existen los tipo safety empleados en actividades criticas que no pueden fallar, como izaje, ojo no es buena la documentacion respecto a estos dispositivos.

    Saludos

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