Conceptos Básicos 2 Protocolo DLR (Device Level Ring) Anillo a Nivel de Dispositivo.

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Una vez que hemos identificado los elementos de una red en anillo DLR, vamos a conocer como trabaja.

1. Funcionamiento Anillo DLR.

Para vigilar el anillo, el supervisor usa una baliza (“beacon”) y otras estructuras del protocolo DLR para monitorizar el estado de la red, no obstante, tanto el supervisor activo como el de respaldo monitorizan las tramas de baliza, para hacer un seguimiento de las transiciones del anillo, de modo normal a fallo.

  • Modo normal. Todos los nodos funcionando.
  • Modo Fallo. Anillo abierto en al menos un punto.

Los parámetros que se pueden configurar y que afectan a la baliza son:

  • “BEACON INTERVAL”. Intervalo de tiempo en la que el supervisor del anillo transmite una trama de baliza a través de sus dos puertos. Valor por defecto 400 µs.
  • “BEACON TIMEOUT”. Tiempo máximo de espera de recepción de la trama de baliza, tanto por parte del supervisor como de un nodo de anillo, antes de pasar a fallo. Valor por defecto 1960 µs.

1.1 Funcionamiento Normal.

Cuando el anillo está correcto, uno de los puertos del nodo supervisor se bloquea para las estructuras del protocolo DLR. No obstante, el nodo supervisor sigue enviando por ambos puertos las estructuras de baliza para monitorizar el estado de la red.

Funcion_normalFuncionamiento normal de anillo DLR.

 1.2 Funcionamiento ante fallo.

La red puede presentar fallos, pudiendo la red DLR proteger contra las interrupciones resultantes de un fallo único, procediendo para recuperarla como se recoge en la siguiente imagen.

Funcion_FalloReconfiguración de la red tras un fallo.

Como se observa el nodo supervisor envía tráfico por los dos puertos (topología lineal o bus), manteniendo así el tráfico en la red, y cuando se recupere la red del fallo, el supervisor vuelve a reconfigurar la red con topología de anillo. Ante el fallo procedería con la siguiente secuencia:

  1. El nodo supervisor reconoce que existe un fallo en la red.
  2. El nodo supervisor reconfigura la red apropiadamente debido al fallo.
  3. El nodo supervisor comunica a los nodos de la red que existe una condición de fallo.
  4. Los nodos de la red se reconfiguran por sí solos apropiadamente debido al fallo.

Con el valor predeterminado de intervalo de baliza de 400 µs y un valor de tiempo de espera de baliza de 1960 µs , los tiempos de recuperación de la red en el peor de los casos son:

2890 µs para una red DLR de cobre. Este tiempo de recuperación se basa en segmentos de cobre de 100 m entre nodos en la red.
3140 µs para una red DLR de fibra óptica. Este tiempo de recuperación se basa en segmentos de cable de fibra óptica de 2 km entre nodos en la red.

Tras esta explicación, cabe recordar que estos tiempos, son los que el anillo tardaría en reconfigurarse y que ante un fallo único la transmisión entre dispositivos (tráfico de red) no sufriría ninguna pérdida.

Los fallos más comunes que se presentan en una red DLR son:

  • Fallo de alimentación de uno de los nodos.
  • Apertura del anillo por rotura de cable FTP.
  • Mala conexión de conector RJ45.

 2. Monitorización y diagnósticos de red DLR.

Podemos usar varios métodos, para monitorizar el estado de la red o diagnosticar/identificar el fallo. Siendo los siguientes:

  • Servidor web de dispositivo.
  • Software específico, ya sea mediante RSLogix 5000 o RSlinx de Rockwell Automation.
  • Instrucciones de programas MSG (Message CIP Generic).

Todos estos métodos los veremos con mayor profundidad, indicando los requerimientos de versiones y como se realizan, y entre la información que podemos obtener y acciones que podemos realizar, se encuentran las siguientes:

  • Obtener toda la información de diagnóstico del anillo.
  • Obtener una lista de participantes del anillo.
  • Obtener el supervisor activo.
  • Borrar fallos de anillo rápidos.
  • Verificar la ubicación de un fallo.
  • Restablecer un contador de fallo.
  • Habilitar y configurar un supervisor de anillo

Saludos!!!.

Fuentes:

www.odva.org

Rockwell Automation

Introducción Protocolo DLR (Device Level Ring) Anillo a Nivel de Dispositivo.

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1. Antecedentes.

En el mundo industrial está cada vez más presente la red Ethernet, no sólo a nivel de Planta y Gestión, sino también a nivel de Célula y Campo, es decir, las redes de control y buses de campo que se usaban para garantizar el tiempo de refresco de señales entre autómatas y/o la periferia de E/S (“determinismo”, concepto del que hablaremos en otra ocasión), están siendo relegadas frente a arquitecturas con redes Ethernet.

2. Topología Lineal, Estrella y Anillo en Arquitecturas de Control.

Las topologías que se usaban en Redes de Control, han sido habitualmente la Lineal y Estrella, ya que los buses de campo y redes de control sólo soportaban este tipo, y cuando aparece Ethernet en la industria a nivel de supervisión e intercambio de información entre procesos, se empieza a usar redes en Estrella, al empezar a implementarse en instalaciones de control, un nuevo dispositivo como son los “switches”.

topologias1Descripción de Topologías de Red.

Otro motivo, por el que la topología Lineal es muy usada en la industria, es por la disposición física de los células de fabricación (procesos), adaptándose la tirada de los buses y redes de control a la disposición física de éstas, no obstante este tipo de topología es poco tolerante frente a fallos, cuando existen anomalías entre nodos, dejando fuera aquellos equipos que se encuentren “aguas abajo” de la anomalía .

topologias2Topologías de red.

La topología lineal, además de simplificar el cableado al adaptarse muy bien a la disposición física de los equipos en el sistema de control, reduce el coste en “switches”, pero tiene como desventaja la baja tolerancia frente a fallos entre nodos, no obstante si esta topología se cierra en anillo, un fallo entre dispositivos no impediría la comunicación con el resto de dispositivos en la red, ya que dispone de un camino alternativo, no obstante no es suficiente y debe apoyarse en un protocolo.

3. Introducción a la Tecnología DLR (Device Level Ring) Anillo a Nivel de Dispositivo.

Esta tecnología está desarrollada por la ODVA (https://www.odva.org/), que tras el desarrollo de pruebas de conformidad, publica las primeras especificaciones en Noviembre del 2008, estando disponibles en el mercado los primeros productos con esta tecnología, en primavera del 2009.

Esta tecnología, permite disponer de las ventajas de una topología Lineal y dar solución a la baja disponibilidad ante fallos entre nodos. La topología en anillo y el protocolo DLR, proporcionan una alta disponibilidad en la red, al implementar la detección rápida de fallos de red y reconfiguración de la misma, esencial en los sistemas de control.

El protocolo DLR está destinado principalmente a dispositivos en Ethenet/IP que equipan dos puertos con tecnología de “switch” incorporada, no obstante existen en el mercado soluciones para convertir en compatible a dispositivos con un sólo puerto. Este protocolo opera en la capa 2 (modelo OSI), por lo que es transparente a protocolos de capa superior, tales como TCP/IP y CIP, no obstante un dispositivo DLR dispone de interfaz de configuración y diagnóstico a través de CIP (Common Industrial Protocol).

Aunque entraremos en más profundidad en otras entradas del blog, comentar que una red DLR:

– Dispone de al menos un Nodo Supervisor y puede haber un Nodo Supervisor de respaldo.

– No se aconsejan más de 50 nodos, para garantizar los 3 ms de recuperación ante fallos, no obstante para un número superior de nodos, se pueden implementar una red con múltiples anillos DLR.

– Puede coexistir pero no interactuar con protocolos de red estándar IEEE Spanning Tree Protocols (STP, RSTP, MSTP) y con protocolos específicos de fabricantes.

DLR_RSTP

En la arquitectura anterior, podemos ver un ejemplo de la coexistencia de diferentes protocolos y la posibilidad de tener cuatro anillos DLR, pudiendo así aumentar el número de nodos por encima de 50 dispositivos.

Saludos!!!!!

Fuentes:

www.odva.org

Rockwell Automation
Phoenix Contact

Crear Driver EtherNet/IP Driver en RSLinx

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En este tutorial explicamos como crear un Driver “EtherNet/IP Driver” en RSLinx, respecto al “Ethernet Devices”, tiene la ventaja de que no hay que conocer todas las direcciones IP de los equipos en la red, no obstante a la hora de conectarnos con un equipo en una red de control, el Driver “Ethernet Devices” es más seguro, ya que sólo ponemos en conexión los equipos con los que realmente queremos trabajar, evitando posibles errores como descargas o modificaciones no previstas.

Vídeotutorial

Entrada “Crear Driver Ethernet Devices en RSLinx…..”

Como documentación de apoyo, en este documento podéis ver algunos conceptos básicos de RSLinx:

Introducción RSLinx

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Saludos!!!!!