El documento solicita a los estudiantes comparar 5 protocolos de comunicación industrial, incluyendo Modbus, Profibus, Hart, AS-i y CAN. Para cada protocolo, los estudiantes deben incluir información como el fabricante, año de creación, topología, velocidad y otros aspectos técnicos en una tabla comparativa. Luego, deben resumir brevemente las características clave de cada protocolo en 1 o 2 oraciones.

1. Actividad individual.
Jair Alfonso Daza Jiménez
Cada estudiante debe dar solución a los puntos que se proponen a
continuación, evidenciando en cada aporte su respectivo procedimiento.
1. Cada estudiante debe seleccionar 5 protocolos de comunicación
industrial y posteriormente elaborar un cuadro comparativo para cada
uno, en donde se incluyan los siguientes aspectos:
Sie
men
s
Rock
well
Schne
ider.Ethe
rnet
Ether
net
Uni-Telway
Profi
net
Controlnet. Inter
bus.Profi
bus
Fieldb
us.
Mod
bus.A
s
i
Device
net.
Cano
pen.
Protocolo de
Comunicación:
Fabricante: A
ñ
o:
Mod
bus.
Modic
on
1
9
7
9
Profi
bus
Consorcio de 4
empresas y
siete
universidades.
1
9
8
9
H
a
rt
Rosemount Años
80.
A
s
-i
Can(conroller Area
Network)
Robert Bosch. Años
80.
Protocolo de
Comunicación:
Comunicación: Id
ea
l:
Mod
bus.
Maestro –
Esclavo.
Cliente –
Servidor.
Para la
monitorización
remota vía radio de
elementos de
campo (Rtu.)
Profi
bus.
Niveles de
automatización,
desde la
comunicación al
nivel de maquina
(actuadores,
sensores), hasta
sistemas complejos
que gestionan
grandes cantidades
de datos (Profibus
FMS)
Disponible en 3
versiones: DP-V0;
Dp-V1; y DP-V2.

2. Protocolo de
Comunicación:
Comunicación: Id
ea
l:
Mod
bus.
RS – 232C. Maestro – Esclavo.
Punto a Punto.
Protocolo de
Comunicación:
Tipos de
Comunicación:
cone
xion
Mod
bus.
ASCII –
cada 8 bit.
RTU - cada
8 bit.
Maestro –
Esclavo.
Punto a
Punto.
Nivel de campo
con autómatas a
alta velocidad.
1.1 Modbus.
Protocolo.
Características.Protocolo MODBUS.
Firma: AEG- Modicon.
Soportado por: Compañías internacionales de equipos de
control de procesos.
Capa física: Rs 232 – Rs- 422, Rs – 485, TTy
Longitud: 15 m a 1200m
Velocidad de
Transmisión:
Máximo 19.2 Kbits/s
Método de acceso
al bus:
Central maestro – esclavo.
Participantes: Un maestro y 247 esclavos.
Nivel
Pirámide
de
automatiz
ación:
Nivel 1 – Control de Procesos - Red de
control.
Denominación: Modbus RTU/ASCII, Modbus Plus, Modbus
TCP/IP.
Soporte: Modbus- IDA.
Topología: Bus, estrella, árbol.
Medio: Par trenzado, RS-232, Rs-485.
Elementos: Modbus Plus: 32 nodos por segmento
y 64 segmentos. RTU/ASCII: 250
nodos por segmento.Distancia: Modbus Plus: 500 m
por segundo. RTU /
ASCII: 350 m.
TCP/IP: 100 m entre switches.Comunicación: Maestro/ Esclavo o Cliente / Servidor.
Velocidad: Modbus Plus: 1
Mb/s. RTU/ASCII:
300b/s-384 kb/sDatos / paquetes: Modbus Plus:
variable.
RTU/ASCII: 0 -
254 bytes.
TCP/IP: 1500
bytes.

3. Modbu
s.
Es un protocolo ideal para la monitorización remota vía radio de elemen tos
de campo (RTU, remote Terminal Unit), tales como los utilizados en
estaciones de tratamiento de aguas, gas o instalaciones petrolíferas.
Actualmente está implementándose en sectores ajenos a su idea original,
tales como la domótica o el control de procesos (Climatización, Control de
procesos, bombeos, etc.).
Define una estructura de mensaje que los controladores podrán reconocer
y utilizar sin tener en cuenta el tipo de red que estos emplearán para
comunicarse.
Durante las comunicaciones llevadas a cabo en una red Modbus, el protocolo
determina como cada controlador reconocerá las direcciones, si un mensaje
está dirigido al determinar la
acción a llevar a cabo y extraer los datos del mensaje. De la misma manera
se define el protocolo y acciones de respuesta1
.
1.2 Profibus.
Protocolo: Caracteristicas:
Denominacio
n:
Profibus-PA, Profibus-Dp, Profinet, Profisafe.
Soporte: Profibus Nutzerorganisation (PNO) y Profibus Trade
Organization (PTO).
Cuenta: Mas de 10 millones de nodos.
Topologia: Bus(DP, FMS, PA), estrella, anillo, árbol (PA).
Medio: Par trenzado(RS485), Fibra.
Elementos: 32 nodos por segment, 127 nodos en 4 segmentos
con tres repetidores y tres tipos de Maestro.
Distancia: 100 m entre segmentos a 12 Mb/s o 12 Km con fibra
óptica.
Comunicació
n:
Maestro / Esclavo, punto a punto.
Velocidad: Profibus Dp – 500 kb/s, 1.5 Mb/s, 12Mb/s
Profibus PA – 31.25 kb/s.
Datos /
Paquetes:
Hasta 241 bytes (FMS), 244 bytes (DP, PA).
Tiempo de
Ciclo
Segun configuracion, menos de 2ms.
Profibus Dp requiere alrededor de 1 milisegundo,
transmitiendo a 12
Mbit/s, para transmitir 512 bit entrada y 512 de
salida con 32 estaciones.
Resumen
.
Profibus es un protocolo que proporciona una solución de uso general para
tareas de comunicación Maestro / Esclavo y Perfiles de Protocolo de las
industrias de Automatización de Procesos, Seguridad y Control de
Movimiento.
Actualmente esta introducido en todos los niveles de automatización, desde
la comunicación al nivel de máquinas (actuadores, sensores), hasta

4. sistemas complejos que gestionan grandes cantidades de datos (Profibus
FMS).2
1.3 Hart.
PROTOCOLO: HART.
Denominación: Hart (Highway- Addressable Remote
Transducer.)
Soporte: Hart comumunication foundation (HCF).
Cuentas: Mas de 14 millones de dispositivos.
Topología: Punto a punto y multidrop.
Medio: Igual que 4-20 mA(Bucle de corriente).
Elementos: Recomendado el punto a punto. Hasta 15
Elementos.
Distancia: 3000 m. repetidores.
Comunicación: Analógica 4-20 mA y digital Maestro- Esclavo.
Velocidad: Analogica 4-20 mA, instantánea, sin retrasos.
Datos /
paquete:
4 variables de proceso en coma flotante, más
unidades de ingeniería y estado del dispositivo.
Tiempo de ciclo: 500 ms para digital.
CONCLUSIONES
Protocolo simple de bajo nivel, con la finalidad de mantener la propiedad de la tecnología,
gestionar los estándares y asegurar así la accesibilidad de la tecnología a todos los sectores
industriales. Hart basa la configuración de sus equipos en herramientas DLL.3

5. 1.4 AS-i
Denomina
ción:
Actuador Sensor – Interface (AS-i)
Soporte: As-I Internacional.
Cuentas: 5 millones de nodos.
Topologia: Bus, anillo, arbol, Estrella.
Medio: Cable de par.
Elementos
:
31/62 esclavos.
Distancia: 100 m, 300 m con repetidores.
Comunicac
ion:
Maestro – Esclavo (polling).
Velocidad: Siempre active (señal modulada).
Datos /
paquetes
4 bits
Tiemp
o de
ciclo:
5ms (31 esclavos)/ 10 ms (62 esclavos)
Firma: Siemens, Pepperl + fuchs, Festo, etc.
Soportado
por :
Asi Verein e.V.
Capa Fisica
:
Asi especifico (mediante dos hilos).
Codificacio
n:
Manchester II.
Longitud: Cien metros máximo (con repetidores hasta 300m).
Velocid
ad de
transm
isión:
167 kbits/s.
Metodo
de
acceso
al bus:
Central Maestro – esclavo.
Participan
tes:
Máximo: treinta y un esclavos y un maestro.
Cable de
bus:
Bifilar sin apantallar.
Resistenci
a final de
línea:
No se requiere.
Estruct
ura de
red:
Arbol.
Grado
de
protec
ción:
IP67.
Entra
das
analó
gicas:
Recientemente se ha permitido esta opción.
Numer
o de
disposi
tivos
binario
s:
248
E/s
por
escla
vos:
Hasta cuatro entradas y cuatro salidas.
Tiemp
o de
ciclo:
< 5ms

6. 1.4.1 Productos para Conectividad de As-i:
Protocol
o AS-i.Produ
cto:
Conectivi
das:Tarjeta
Maestra:
Para PLC, PC, bus VME, maestro autónomo.
Pasarelas: Hacia Interbus – S, PROFIBUS-DP y PROFIBUS-
FMS,modbus, Modbus+, CAN, DeviceNet, RS 232,
422, 485, FIP- IO, Light- Bus, Suconnet-k.Sensores: Capacitivos, Inductivos, fotoeléctricos,
presostatos, ultrasónicos, de nivel de llenado,
de flujo, Pt100.Actuadores: Terminales y válvulas neumáticas e hidráulicos,
arrancadores de motor, lamparas de
señalización:Tarjetas E/S: Modulos de armario eléctrico y modulos in
situ(IP67), entradas(con salida por rele y salida
HL), modulos en ejecución antideflagrante, E/s
analógicas.Accesorios: Equipos de direccionamiento, equipos de
monitorización, modulos pasivos de
distribución electromecánica.Aparatos de
mando:
Pulsadores luminosos y teclados.
Cables: Cables planos y redondeos, de diferentes
calidades.Fuentes
de
aliment
ación:
Fuentes de alimentación simples, multiples y
combinadas hasta 8ª.
Tarjetas
maestras.
Para PLC, PC, bus VME, maestro autónomo.
Conclusión
La association for Promoting Interfaces with bus Capability for Binary
Actuator and Sensors, Llamado Tambien AS-I Association, es la responsible
de promocionar y difundir el sistema de bus de campo AS-i.
AS-i es un sistema Monomaestro (un único nodo de control en el bus). El
Maestro se ocupa de la transmisión con una o mas esclavos utilizando la
técnica de muestreo(polling).
El tipo de transmisión y la baja cantidad de datos transmitidos
garantizan los tiempos de respuesta de los esclavos (es un sistema
determinístico).
La estructura de la red AS-i es libre; podemos crear redes en estrella,
árbol, bus, o cualquier combinación de las anteriores.
El sistema AS-i se ha concebido para posibilitar la transmisión de
alimentación y datos con los elementos conectados al bus mediante un
único cable bifilar.

7. 1.5 CAN.
Concepto: Caracteristicas:
Firma: Bosch.
Soportado por: Industria automovilística.
Capa física: RS-485 de colector abierto.
Longitud: 40 metros a 400 metros.
Velocidad de
transmisión:
1 Mbit/s a 50 Mbit/s.
Método de acceso al
bus:
CSMA / CD.
Participantes: Máximo: 200 (30 por segundo).
CONCLUSIONES
:
Este es un bus de automatización que nació con la finalidad de satisfacer
aplicaciones de la industria automovilística. Su objetivo inicial era abastecer a
la industria automóvil con un bus de bajo coste que pudiera ser montado en
un vehículo.
Aunque CAN fue desarrollado inicialmente para la industria automóvil, su
robustez, y la eficiencia de su protocolo han permitido su entrada en
muchas aplicaciones industriales que necesitan grandes tasas de
transferencia y una alta fiabilidad ante errores.
Como protocolo destinado al control de elementos de automoción, este
bus de ser seguro y fiable.
El protocolo can solo define las capas 1 (capa física) y 2 (capa de enlace.), la
especificación de CAN se centra en la capa de Enlace, pero también aparecen
sus influencias en la Capa Física (arbitraje y sincronismo).
La ventaja del protocolo radica en disponer de circuitos integrados de bajo
coste que soportan toda la gestión física, que se localiza en las Capas 1 y 2.
Hacia las capas superiores han aparecido multitud de protocolos que,
basándose en CAN, definen la CAPA 7(aplicación). Los protocolos de la
Capa 7 más conocidos en entornos industriales son:
DeviceNet. = automatización de planta.
CANopen. = automatización de máquinas.
SDS (Smart Distributed System).
La presencia de can, bajo cualquiera de sus variantes, aparece en todos los
sectores:
Vehículo de pasajeros y camiones:

8. Control del motor.
Electrónica (control de tracción, frenos, control de velocidad…)
Entretenimiento (radio, teléfono, GPS).
Carga de Baterías.
Control de motores.
Dirección.
Tracción.
Transporte público:
Trenes de pasajeros y mercancías.
Control de tráfico (semáforos).
Información a conductor y pasajeros.
Maquinaria móvil:
Electrónica naval.
Avionica.
Agricultura.
Todo terreno.
Control industrial:
Control de Planta.
Control de máquina.
Robótica.
Supervisión.
Automatización de
edificios:
Elevadores (CANopen Lift).
Control de luminosidad.
Climatización.
Iluminación.
Control de accesos.

9. 1.6 Características de PROFIBUS y CAN.
Parámetro: PROFIBUS CAN
FMS / DP PA
Capa Física: RS – 485 IEEE 1158-2 RS-
485Longitud: 100 A 1200 m 200 a 1900
m
40 a 1000 m
Velocidad: 9.6 kbit/s a
12
Mbit/
s
31,25
kbit/s
0.05 a 1 Mbit/s
Máximos Participantes: 12
6
(32 por
segmento)
126 (32
por
segmen
to)
20
0
(32 por
segmento)
Control de acceso al
medio:
Paso testigo
entre
maestros y
maestros /
esclavos.
Maestro
/
esclav
o
CSMA/CD
Pirámide de la automatización
La pirámide de automatización representa los distintos niveles que se
pueden encontrar en un entorno industrial la base de la pirámide es el
hardware los dispositivos físicos como sensores y actuadores el segundo
nivel o nivel de control incluye los dispositivos lógicos como PC o PLC en
un nivel superior se encuentran los sistemas SCADA de supervisión y
adquisición de datos en el cuarto nivel se sitúan los sistemas de ejecución
de la fabricación MES como lo podemos ver a continuación.
Vamos a conocer ahora la piramide de la automatizacion desde dos puntos
de vista para proceder luego a ver cada uno de los cinco elementos que
la componen para comezar luego la descripcion de cada uno de ellas con
mas detalle.

10. Como vemos este concepto responde a una estructura piramidal
jerarquizada, produciéndose en la cúspide las decisiones de la política
empresarial. En el otro extremo, en la base, lo que se pretende es que las
denominadas islas de automatización, mediante los autómatas
programables, controladores locales, instrumentación inteligente, se
integren en un sistema de control jerarquizado y distribuido que permitan
la conversión de decisiones de política empresarial en operaciones de
control de bajo nivel.
I. Nivel De Campo: Es el nivel inferior donde podemos encontrar
actuadores lineales o rotativos, válvula de proceso, sensores,
motores eléctricos, etc. En este nivel es donde se ejecutan todas
las órdenes enviadas desde diferentes niveles, cabe decir que es
muy vital la forma de respuesta en el escenario del tiempo ya que
el proceso lo requiere.
II. Nivel de Control: En este nivel se sitúan los elementos capaces de
gestionar los actuadores y sensores del nivel anterior tales como
autómatas programables o equipos de aplicación específica basados
en microprocesador como robots, máquinas herramienta o
controladores de motor. Estos dispositivos son programables y
permiten que los actuadores y sensores funcionen de forma
conjunta para ser capaces de realizarel proceso industrial deseado.
Los dispositivos de este nivel de control junto con los del nivel
inferior de acción/sensado poseen entidad suficiente como para
realizar procesos productivos por sí mismos. Es importante que
posean unas buenas características de interconexión para ser
enlazados con el nivel superior (supervisión), generalmente a
través de buses de campo.
III. Nivel sistema SCADA: Es el nivel de supervisión y control, en este
nivel, bien por medios humanos o informáticos, se realizan las
siguientes tareas: adquisición y tratamiento de datos, supervisión
de control del proceso, control de obra en curso y gestión de
alarmas y asistencias, entre otras. Dependiendo de la filosofía de

11. control de la empresa, este nivel emite ordenes de ejecución al nivel
de sistema de control y recibe situaciones de estado de dicho nivel,
igualmente recibe los programas de producción, calidad,
mantenimiento, del nivel de sistema MES y realimenta dicho nivel
con las incidencias (estado de órdenes de trabajo, situaciones de
máquinas, estado de las obras en curso) ocurridas en la planta.
IV. Nivel de planificación MES. En un nivel superior o "nivel de
planificación" se encuentran los sistemas de ejecución de la
producción (MES). Es donde se diseñan y planifican los procesos de
manufactura de acuerdo a los requerimientos.
V. Nivel de administración: La cúspide de la pirámide ("nivel de
gestión") la componen los sistemas de gestión integral de la
empresa (ERP). Comprende la gestión de los diferentes recursos
que comprende un proceso productivo industrial que involucra
procesos automatizados.
Actividad colaborativa
Cada estudiante debe proponer una solución a la actividad colaborativa,
en donde se incorpora la parte práctica del curso, mediante el uso de
software especializado. La solución al proyecto plateado se presentará
como aporte a la construcción del trabajo final, dentro del foro
colaborativo
2. De los cinco protocolos de comunicación seleccionados dentro de los
aportes individuales que efectuaron los integrantes del grupo, elijan un
(1) protocolo con el cual deseen trabajar en la parte práctica, y mediante
el debate académico, con los aportes más significativos, puedan
consolidar la tabla que relaciona los aspectos técnicos más relevantes del

12. protocolo seleccionado por el grupo. (Los estudiantes que no hayan
efectuado aportes individuales no podrán participar de este ítem).
Nombre
Protocolo
Topología Max
Dispositivos
Soportados
Tasa de
Transmisión
Distancia
Máxima
Niveles
de
Tensión
Tipo de
Comunicación
PROFIBUS Bus lineal o
en árbol con
terminadores
Max 127
equipos
32
dispositivos
por
segmento
Hasta 255
bytes por
trama.
De 0 a 246
octetos de
datos de la
capa 2 por
cada data
unit sin
extensión de
dirección.
Según la
norma Rs
485, Cable
tipo A de
par
trenzado
apantallado
distancia
máxima de
1200 m
con una
tasa de
trasferencia
de
9.6Kbits/s
Baja
tensión
Existen
módulos
o
interfases
de
entradas
de
corriente
continua
para
tensiones
de 5, 12,
24 ó 48
Vcc y
otros
para
tensión
de110 ó
220 Vca
Profibus PA
Profibus Dp
• Uno a uno
• Uno a muchos
Maestro/esclavo