Red ControlNet

ControlNet es una red de comunicación Industrial y digital de tipo determinista para comunicación de  Entradas/Salidas y mensajería de datos. ControlNet fue desarrollada e introducida por la empresa Rockwell Automation en 1997 como una red de comunicación abierta. Actualmente, el estándar ControlNet es administrado por la asociación ControlNet Internacional (CI) que agrupa a diferentes empresas fabricantes de productos para la red ControlNet. Esta basado en el Común Industrial Protocolo, CIP, que permite la interconectividad con otras redes (DeviceNet, Ethernet/IP).

 El determinismo se logra utilizando un acceso al medio (capa de Enlace OSI)  llamado CTDMA (Concurrent Time Domain Multiple Access). La forma como opera es la siguiente:

Esta red se ordena según un slot de tiempo llamado NUT (Network Update Time). El NUT es un intervalo de tiempo, fijo y conocido, que se define en función de los requerimientos del proceso.

  • En cada nodo de la red se programa: la cantidad de información (Datos Producidos) y cada cuanto tiempo (que debe ser un múltiplo del NUT) se requiere enviar.
  • Configurada toda esa información, se está en condiciones  de realizar el re-agendamiento (Rescheduled).
  • El re-agendamiento es el proceso donde la red configura el NUT,  y le define a cada nodo en qué momento del NUT le corresponderá enviar datos.
  • Toda esta información organizacional de la red se almacena en un nodo llamado Keeper,  que corresponde al nodo de dirección más baja de red.
  • Una vez que está organizada la red, definido el NUT y la cantidad de datos a enviar, la red responde repetitivamente.
  • Cada nodo tiene un  tiempo del NUT y el NUT en que le corresponde enviar su mensaje.
  • Es decir esta red se organiza en función del tiempo. Es por ello que esta red también se dice que tiene un Token por tiempo.
  • También por medio de esta red se pueden enviar datos no determinísticos. Para ello la red utiliza los tiempos no ocupados de cada NUT, para enviar estos datos (este tiempo como mínimo debe ser el 5% del NUT).

La creación del Keeper de la red  se realiza la primera vez y después se mantiene. Pero necesita ser modificado cuando se requiere agregar nuevos nodos o modificar los datos que se requiere enviar.

El procedimiento para realizar el re-agendamiento considera dejar todos los nodos de la red en modo Programa. Esta  situación hace que esta red sea poco flexible, ya que el modificar, agregar o quitar nodos, significa detener todos los procesos que son controlados por estos nodos.

Algunas características

  • Rockwell que es uno de los principales usuarios de esta red. La utiliza como red de comunicación natural con sus rack remotos de entradas/salidas.
  • Esta red  trabaja con datos  Productor-Consumidor.
  • Es una red que requiere mantenciones, con verificación del estado de los componentes (estado de los conectores, curva de los coaxiales, fibra óptica, firmware de tarjetas, etc.).  Y si la red tiene distancias muy grandes (de kilómetros) o en áreas de ambientes agresivos debe considerarse auditorias periódicas.
  • Como se explicó anteriormente la red ControlNet, es administrada por el nodo de menor dirección, llamado Keeper. Cuando por algún motivo se corta la vía de comunicación de la red, se generan dos redes con dos Keepers diferentes. Ambas sub-redes funcionarán  bien (toman el Keeper de la dirección menor de cada red), pero al momento de retornar a una sola red, debe mantenerse un solo Keeper (el del nodo menor). Esta situación, en algunos casos, genera problemas al restablecerse la red; no se elimina automáticamente el segundo Keeper, quedando dos Keepers en operación. Esta situación se da principalmente cuando se utilizan conversores de medios, ya que un corte de energía  hace que se corte la continuidad de la vía de comunicación y se generen  2 redes.

Resumen

ControlNet es una red industrial determinística de alta disponibilidad que requiere una mantención rigurosa, no es muy flexible  y tiene una  complejidad media.

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