informe final
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maestría UCABTRANSCRIPT
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA
DE LA FUERZA ARMADA NACIONAL
UNEFA
ANÁLISIS DEL SISTEMA DE COMUNICACIONES DEL CABLETREN BOLIVARIANO DE LA C.A METRO DE CARACAS
TUTOR(A) CONTENIDO(A): TUTOR(A) INSTITUCIONAL:Ing. Antuarez Rivas Milexcy Thamara Ing. Gómez R. Alejandro AugustoC.I.V- 15.507.209 C.I.V- 17.982.916
TUTOR(A) ACADEMICO(A): ESTUDIANTE:Lic. Zambrano Darcy Chaviel Sosa Bianca AdelaidaC.I.V- 6.331.497 C.I.V- 11.554.171
Carrera y/o Especialidad:Ing. en Telecomunicaciones
Caracas, Junio 2015
INDICE GENERAL
ÍNDICE DE GENERAL
INDICE DE CUADROS
INDICE DE FIGURAS
Pág.
ii
iii
iv
INTRODUCCIÓN 1
1. DESCRIPCIÓN DE LA INSTITUCIÓN
Ubicación Geográfica 3
Visión 3
Misión 3
Objetivos de la Institución 4
Estructura Organizativa 6
Descripción del departamento donde se desarrolló la práctica
Profesional
8
Nombre del encargado del departamento 8
Funciones del departamento 8
2. ÁREA DE ATENCIÓN 14
3. PLAN DE ACTIVIDADES 17
4. LOGROS DEL PLAN DE ACTIVIDADES 20
5. CONOCIMIENTOS ADQUIRIDOS DURANTE LA PRÁCTICA
PROFESIONAL 32
6. CONCLUSIONES 40
7. RECOMENDACIONES 42
8. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 44
9. ANEXOS 46
ii
ÍNDICE DE CUADROS
N°
Figura
CONTENIDO Pág.
1 Datos del Cabletren 11
2 Especificación del Cabletren 12
3 Diagrama de Gantt 16
iii
ÍNDICE DE FIGURAS
N°
Cuadros
CONTENIDO Pág.
1 Estructura Organizativa 6
2 Estructura del Departamento 7
iv
INTRODUCCIÓN
Hasta principios del siglo XX, el transporte en Venezuela era muy
rudimentario, las carreteras estaban en mal estado y los ferrocarriles eran de corta
extensión. A partir de la explotación del petróleo, después de 1930, se logra poner en
funcionamiento una red vial. En la actualidad, se cuenta con autopistas, carreteras,
caminos, vías férreas y el metro, entre otros.
La C.A. Metro de Caracas es una empresa de servicio del Estado venezolano.
Dentro de su misión se integra la expansión y desarrollo de la red ferroviaria urbana
de la ciudad de Caracas y zonas aledañas, el cual consta actualmente de cuatro (4)
líneas. Esta se complementa con el transporte auxiliar al sistema metro, como lo es el
Cabletren Bolivariano.
Este es un sistema de transporte de alta tecnología, que comprende una
superestructura elevada, a través de la cual se deslizan los trenes sobre una vía férrea,
propulsada por guayas. Está operado totalmente de forma automática y todas las áreas
relevantes están equipadas con cámaras de seguridad y está manejado desde un cuarto
de control central.
El presente trabajo, tiene como finalidad realizar un análisis del sistema de
comunicaciones del Cabletren Bolivariano, en la cual se van a estudiar sus enlaces
como lo son: la Tecnología Profinet y Profibus, la topología, las direcciones de
Protocolos de Internet (IP), Control Acceso al Medio (MAC), servicio de datos sobre
fibra óptica Jerarquía Digital Síncrona (SDH), los estándares, el Sistema Abierto de
Interconexión (Modelo OSI), las capas de Protocolos de Control de
Transmisión/Protocolos de Internet (TCP/IP), entre otros.
La característica principal del análisis que se ejecutará en el sistema ayudará a
tener un conocimiento amplio en las conexiones dentro del área de servicio de la red
y al personal general de la C.A del Metro de Caracas. Además, facilitará los cambios
pertinentes de los equipos que sean necesarios para su incorporación, y así garantizar
la optimización de comunicación en el área de las telecomunicaciones en el sistema
del Cabletren.
El desarrollo del informe se manejó bajo una estructura conformada por siete
(7) partes: la primera consta de la descripción de la institución (ubicación geográfica,
misión, visión, objetivos, su estructura organizativa, descripción del departamento
donde se realizó la práctica profesional y sus funciones). La segunda y tercera parte
describe el área de atención y el plan de actividades en la cual se realiza el
diagnóstico de la necesidad o problema planteando y las actividades que se deben
cumplir para llegar a la solución del problema que presenta la organización. En la
cuarta parte del informe se definen los logros del plan actividades en ellos se
describen los resultados obtenidos durante la investigación en función de los
objetivos específicos.
La quinta parte constituye los conocimientos adquiridos donde expresa todo
lo aprendido durante la práctica profesional. Por último, las conclusiones que incluye
lo observado en los resultados obtenidos, y con las recomendaciones que se darán a la
organización para futuras investigaciones a realizar.
2
1. DESCRIPCIÓN DE LA INSTITUCIÓN
Ubicación Geográfica
Carretera Vieja Petare, a orillas del Sector Petare Norte, Código Postal 1073,
Municipio Sucre, Caracas-Venezuela.
Visión
Ser la empresa socialista de servicio público ejemplar en el país, a través de la
prestación de un servicio integrado en la Gran Caracas, solidario y de calidad, con un
alto grado de sensibilidad social.
Misión
Transportar ciudadanos y ciudadanas, a través de un Sistema Metropolitano de
Transporte conformado por el Sistema Ferroviario Metropolitano (Metro), el Sistema
de Transporte Superficial (Metrobús), el Sistema Teleférico (Metrocable) o cualquier
otra modalidad, con una organización apegada a los principios de la nueva sociedad
socialista, prestando un servicio integrado, solidario y de calidad, que considere el
respeto a la dignidad del ser humano y contribuya a elevar la calidad de vida de los
habitantes de la Gran Caracas.
Valores
Solidaridad: como el principio básico en sus relaciones con la comunidad
regional y nacional.
Honestidad: en todas sus acciones y con todos los ciudadanos y ciudadanas.
Respeto: a los derechos humanos y al medio ambiente
3
Sensibilidad: para considerar la dignidad de las personas en todos sus ámbitos de
actuación
Disciplina: para brindar un elevado nivel de calidad de servicio.
Disciplina: para brindar un elevado nivel de calidad de servicio.
Capacidad Técnica: para ampliar, innovar, operar y mantener el Sistema de
Transporte
Consideración: de la creatividad y del esfuerzo de sus trabajadores.
Pertenencia o Identificación Profunda: de los trabajadores con la Empresa
Tradición e Historia: como referente continuo de nuestra acción
Responsabilidad: asumida como parte inherente de la gestión.
Integridad: en la gestión garantizando coherencia entre lo que se dice y se hace.
Objetivo de la Institución
La Empresa C.A Metro de Caracas, tiene como objetivo estratégico contribuir
al desarrollo del transporte colectivo en el área metropolitana de Caracas, mediante la
construcción y equipamiento de una red de ferrocarriles metropolitanos (metro), que
preste el servicio público de transporte en forma segura, efectiva, eficiente y
confiable, manteniendo su autosuficiencia financiera.
Los objetivos estratégicos que establece la empresa son los siguientes:
- Administrar y desarrollar el capital humano de la Organización mediante la
integración de estrategias de planificación, captación y mantenimiento del personal
asegurando el cumplimiento de leyes, políticas y normas establecidas sobre la
materia.
4
- Desarrollar el capital humano de la empresa a través de los procesos de enseñanza-
aprendizaje intrínsecos en los distintos programas de actuación, formación y
desarrollo, orientados con criterios de excelencia que permitan la consecución de los
objetivos organizacionales.
- Dictar talleres en las unidades que conforman la empresa, para así fortalecer el
conocimiento de cada una de las áreas laborables.
- Administrar el proceso de pago de los trabajadores y los beneficios legales y
contractuales derivados de la Convención Colectiva y demás regímenes especiales a
fin de brindar un servicio oportuno y eficiente.
- Ofrecer a los usuarios en general los mejores servicios y mayor seguridad dentro
del ámbito de transporte.
- Mejorar la calidad de servicios generalizando proyectos a futuros, ya que la cantidad
de usuarios va incrementando según la demanda.
- Acondicionar las instalaciones del Metro de Caracas para brindar mayor comodidad
a los usuarios.
- Incorporar equipos sofisticados según la necesidad que requiera las distintas
unidades que instituye el Metro de Caracas en relación al campo tecnológico y
eléctrico.
- Anticipar la solicitud de aquellos recursos que en un corto plazo serán insuficientes
para la utilización de cada uno de ellos.
- Planificar proyectos que conlleven la extensión de las líneas férreas, es decir;
establecer nuevas estaciones en el Área Metropolitana y en los estados del país que la
demanden, a través de los diferentes tipos de sistema de transporte masivo como: el
Metro, Metrobús, Metrocable y Cabletren para generar el desarrollo de la Empresa.
5
6
Fig. Nº1. Estructura Organizativa
Fuente: C.A. Metro de Caracas (2015)
7
Vicepresidencia de Mantenimiento de Transporte
Metro y Superficial
Vicepresidencia de Operación
Vicepresidencia de Mantenimiento de los Sistemas
por Cable y Suburbano
Vicepresidencia de Grandes Obras
Gerencia General de Recursos
Humanos
Oficina de Auditoría Admón., Financiera y
Sistemas
Vicepresidencia de Control y Seguimiento
Gerencia de Protección y Seguridad
Contraloría Jurídica
Gerencia General de Planificación
Estratégica
ASAMBLEA DE ACCIONISTAS
JUNTA DIRECTIVA
PRESIDENCIA
Auditoría Externa
Oficina de Atención al Ciudadano
Coordinación del Despacho
Gerencia de Determinación de Responsabilidades
Gerencia de Control Posterior
Oficina de Auditoría de Gestión
Fig. Nº 2. Estructura del Departamento
Fuente: C.A. Metro de Caracas (2015)
8
Gerencia de Mantenimiento de Sistemas Suburbano
Gerencia General de Mantenimiento por Cable y
Suburbano
Gerencia de Mantenimiento de Sistemas por Cable
Oficina de Apoyo y Control de Mantenimiento de los Sistemas
por Cable y Suburbano
Coordinación de Mantenimiento de
METROCABLE DE SAN AGUSTÍN
Coordinación de Mantenimiento de METROCABLE
MARICHE
Coordinación de Mantenimiento de
CABLETREN BOLIVARIANO
División de Planificación de Mantenimiento
Vicepresidencia de Mantenimiento de los Sistemas
por Cable y Suburbano
División de Desarrollo Ferroviario y Sistemas por Cable
Descripción del Departamento de Mantenimiento
El departamento de mantenimiento es una estructura organizativa que se
establece como objeto principal de la compañía en la construcción e instalación de las
obras y equipos, tanto de infraestructura como de superestructura del Metro de
Caracas y del Cabletren. El mantenimiento de sus equipos, instalaciones, la
operación, administración y explotación de dicho sistema de transporte, así como la
construcción, operación, dotación de otras instalaciones, sistemas complementarios y
auxiliares del subterráneo, tales como estacionamientos, sistemas superficiales,
elevados, subterráneos de transporte urbano y suburbano.
Nombre del Jefe o del Encargado del Departamento
Ingeniero Omar Romero
Cargo: Gerente de Mantenimiento
Funciones del Departamento
Proporcionar oportuna y eficientemente, los servicios que requiera la empresa ya
sea preventivo y correctivo a las instalaciones, maquinaria y equipo. Así como la
contratación de la obra externa necesaria para el fortalecimiento y desarrollo de las
instalaciones físicas.
Dirigir, coordinar, supervisar y apoyar las funciones del personal a cargo de las
secciones del departamento para cumplir de manera eficaz el mantenimiento
preventivo y correctivo de la infraestructura.
Coordinar y supervisar la realización de cualquier obra de mantenimiento.
Realizar recorridos de supervisión en áreas de trabajo para proporcionar en forma
oportuna el adecuado mantenimiento, y verificar que el personal cumpla con sus
actividades asignadas.
9
Establecer procedimientos para el control, distribución y adquisición de
materiales, máquinas y herramientas que se utilizan en los diferentes trabajos.
Realizar recorridos para detectar las necesidades en áreas de trabajo, y así
programar las actividades diarias y asignar el trabajo a los responsables de cada
sección.
Reseña Histórica
C.A Metro de Caracas
Es un ferrocarril metropolitano, considerado actualmente como el sistema
de transporte público vial más importante, rápido, económico, extenso y confiable
que sirve a la ciudad de Caracas, Venezuela. Fue inaugurado el 2 de
enero de 1983 con 6,7 km, y actualmente la longitud total del sistema alcanza los
67 km. Su finalidad es contribuir al desarrollo del transporte colectivo en Caracas y
su área inmediata, mediante la planificación, construcción y explotación comercial de
un sistema integrado de transporte.
El metro se combina con una red alimentadora de transporte superficial
denominado Metrobús, un sistema de autobuses que parten de las estaciones y
complementan el servicio permitiendo llegar a sectores donde el metro no tiene
cobertura directa. A este binomio se le conoce con el nombre de Sistema Metro-
Metrobús. La C. A Metro de Caracas es la encargada de su construcción, operación y
explotación como organismo público descentralizado adscrita al Ministerio del Poder
Popular para Transporte Terrestre. Los aportes del Metro de Caracas también llegan
al sector cultural, ya que cede sus espacios para que las Orquestas Infantiles y
Juveniles de Venezuela realice conciertos en las diversas estaciones del sistema
subterráneo, y se encarga del traslado de los jóvenes estudiantes de las orquestas.
El 12 de marzo de 1975, el Congreso Nacional anuncia la construcción de
línea Propatria ↔ Palo Verde del Metro, comenzando por el extremo oeste. La puesta
10
en operación de la Línea 1 comenzó el 2 de enero de 1983, con una primera etapa
desde Propatria hasta La Hoyada. A partir de noviembre de 1999se inician los
trabajos para la ampliación de la línea tres del subterráneo por parte de la contratista
Odebrecht. Para el 2006, el Metro de Caracas movilizaba diariamente cerca de dos
millones de pasajeros, con sus cuatro líneas en funcionamiento, gracias a un equipo
humano altamente calificado.
Se amplía, con la puesta en servicio de una nueva red férrea de 5,8 kilómetros de
longitud, y una inversión de 860 millones de dólares el tramo Capuchinos ↔ Zona
Rental, conformada por las estaciones Capuchinos, Teatros, Nuevo Circo, Parque
Central y Zona Rental, el 15 de octubre de 2006 se pone en funcionamiento el
tramo El Valle ↔ La Rinconada lo que permitió conectar el sistema de metro con
el Sistema Ferroviario Nacional, específicamente en la estación Caracas (Libertador
Simón Bolívar) del Ferrocarril que desde ese mismo día conecta la Capital con las
poblaciones de Charallave y Cúa.
CableTren Bolivariano
Ubicado a lo largo de la Carretera vieja de Petare, a orillas del Sector Petare
Norte. Es un sistema de tren de doble dirección, tecnología de propulsión por cable, el
cual comúnmente se conoce como Sistema Automatizado para Transportar Gente
(APM), sobre viaductos.
Operación automática y tipos de operación: El control operacional se realiza
en su totalidad desde el cuarto de control por medio de un sistema de control
automático lógico programable. La operación humana es de regulación y
mantenimiento, el sistema es además capaz de caracterizar fallas haciendo posible
una operación más segura y continua. La operación automática incluye distintos
modos de operación de los cuales se agrupan en dos principales, modo lanzadera
(Shuttle) o modo de circulación continua (Pinched Loop).
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Los sistemas funcionan en modo de lanzadera doble, lo que significa que
cuando un tren está en la estación Petare, el otro tren está en la estación 5 de Julio.
Con este modo, el tiempo de espera de los pasajeros se reduce.
Uno o más trenes se muevan a lo largo de la vía por cada sistema. Cada tren está
formado por 4 vagones / cabinas equipados con puertas deslizantes, que permiten a
los pasajeros entrar y salir del tren.
Comprende la construcción de 2,1 km de superestructura elevada, actualmente se
encuentra instalado novecientos sesenta (960) metros con guía modular y fuerza de
tracción generada por el movimiento de un cable totalmente automatizada, con 5
estaciones de pasajeros.
En el siguiente cuadro se enumeran los datos generales del sistema:
Cuadro N° 1.- Datos del CabletenComponente Subcomponentes
RailConjunto de PoleasCable de Tracción2 trenes (uno por sistema)4 trenes (dos por cada sistema)4 vagones* En fase 2Dos motores eléctricosCaja de engranajes principalAcoplamientoFreno de servicio y de emergenciaPolea bullwheel de accionamiento, de desviación y de retornoGarantizado por accionamiento secundarioEstación1: PetareEstación 2: 19 de AbrilEstación 3: 5 de JulioEstación 4: 24 de Julio *Estación 5: Warairarepano **) En fase
Sistema de Distribución de potencia (PDS) Suministro de potencia principal para los subsistemas 1 y 2Supervisión automatica de tren (ATS)Protección automatica de tren (ATP)Funcionamiento automático de tren (ATO)
Fuente: Manual de Operación y Mantenimiento
Vía
Tren
Propulsión
Accionamiento de evacuación de Estaciones
Control de tren automático (ATC)
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La capacidad del sistema de Cabletren es para trasladar alrededor de seis mil
novecientos (6900) pasajeros por hora, la velocidad media con la que se desplaza el
tren es de 46, 8 kilómetros por hora.
La siguiente tabla contiene informaciones detalladas sobre el tren:
Cuadro N° 2.- Especificación del CabletrenElemento Valor
Longitud del tren 27.7mAnchura del tren 2.7mAltura del tren 3.4mVagones por tren 4Bogíes por tren 5Asientos en vagón delantero 9Espacio total para pasajeros (sentados y de pie) 210 pasajerosFuente: Manual de Operación y Mantenimiento
El 14 de Agosto de 2013 fue inaugurada la primera fase que comprende con
las tres estaciones: Petare II, 19 de Abril y 5 de Julio. La segunda fase se encuentra en
construcción y que comprende las estaciones 24 de Julio y Warairarepano.
Planes y Proyectos
El Metro de Caracas en la actualidad está conformado por cuatro líneas, que
atienden una demanda diaria de aproximadamente un millón setecientas mil personas.
El incremento poblacional y por ende de pasajeros, ha traído como consecuencia la
saturación de la Línea 1, una de las de mayor movilización en el mundo.
En consecuencia, la demanda de transporte que imponen las altas densidades
de población y empleo en el casco central de Caracas dan una elevada utilización del
Metro, sobre todo en el tramo Capitolio - Plaza Venezuela.
Durante los próximos años el Metro de Caracas desarrollará varios planes de
expansión con el propósito de dotar a la Gran Caracas de un sistema de transporte
público eficiente y seguro. En la actualidad, la C.A. Metro de Caracas ejecuta un
13
conjunto de proyectos de expansión de Líneas, tal es el caso de la Línea 5 y el
Sistema Caracas - Guarenas - Guatire. Además, se lleva a cabo la renovación y
reacondicionamiento de la Línea 1.
Adicionalmente, se ejecuta la reubicación de los servicios públicos, desvíos de
tránsito, mejoras viales, preparación del sitio (demoliciones y cerramientos),
movimiento de tierra, obras complementarias, adquisición y suministro de
componentes del sistema integral del Cabletren, entre otras.
Sedes principales de la C.A Metro de Caracas
Sede de Chacao: Av. Francisco de Miranda, Multicentro Empresarial del Este,
Núcleo "B" Edificio Miranda. Chacao. Teléfono. (0212) 2067111
Sede de Caño Amarillo: Ubicada en las instalaciones de la antigua estación
del ferrocarril. Teléfono. (0212) 4084013
Sede estación las Adjuntas Patios y Talleres: Se encuentra ubicada en los
Patios y Talleres de Las Adjuntas Teléfono: (0212) 5074211
Sede Propatria patios y talleres: Esta sede es compartida con los Patios y
Talleres del Sistema Metro Teléfono: (0212) 5074211
Sede de la Paz Complejo Metrobús: Avenida La Paz, urbanización La Paz, El
Paraíso Teléfono. (0212) 4075200
Sede de Control de Operaciones la Hoyada: Avenida Universidad con avenida
Norte 5, esquina Coliseo. Teléfono. (0212) 5074211
14
15
2. AREA DE ATENCIÓN
El Cabletren Bolivariano es un servicio de transporte público mediante el cual
los usuarios de Petare Norte hacen el recorrido hasta la estación más cercana en solo
siete minutos. El sistema que está ubicado a lo largo de la Carretera vieja de Petare, a
orillas del Sector Petare Norte, posee un “tren de doble dirección y tecnología de
propulsión por cable” el cual se conoce comúnmente como Sistema Automatizado
para Transportar Gente (APM).
Se realizará un análisis del sistema de comunicación de la red, se tomará en
cuenta y en forma detallada el funcionamiento del sistema entre ellos:
correspondientes a sus enlaces, la Tecnología Profinet y Profibus, la topología, las
direcciones de Protocolos de Internet (IP), Control Acceso al Medio (MAC), servicio
de datos sobre fibra óptica Jerarquía Digital Síncrona (SDH), los estándares, el
Sistema Abierto de Interconexión (Modelo OSI), las capas de Protocolos de Control
de Transmisión/Protocolos de Internet (TCP/IP), entre otros.
Estos equipos enlazan su comunicación en todo el sistema de Cabletren entre
sus estaciones, para llevar a cabo su proceso de transmisión y recepción de paquetes;
entre el Puesto de Control Central (PCC), Centro de Control de Seguridad (CCS) y el
Centro de Control de Operaciones (CCO) este último se encuentra ubicado en la
Hoyada. Para el análisis será necesario diagnosticar la red que contempla el sistema
correspondiente al servicio, estudiando cada uno de sus diagramas de interconexión
para luego documentar el análisis con los resultados obtenidos.
Con este proyecto la organización podrá obtener un amplio conocimiento del
análisis realizado en el sistema de comunicación de la red, que fue implementado en
el servicio de transporte público del Cabletren Bolivariano de la C.A Metro de
16
Caracas. Este servicio fue concebido por la sociedad Austriaca Doppelmayr Cable
Car (DCC).
Debido a lo antes expuesto, el análisis que se ejecutará en el sistema ayudara a
tener un conocimiento amplio en las conexiones dentro del área de servicio de la red
y al personal general de la C.A del Metro de Caracas. Además, facilitará los cambios
pertinentes de los equipos que sean necesarios para su reemplazo y así garantizar la
optimización de comunicación en el área de las telecomunicaciones en el sistema del
Cabletren.
El personal de mantenimiento que labora dentro de la organización tendrá la
capacidad de resolver el problema a futuro que se puedan presentar en algún
momento determinado y que esto no interrumpa las operaciones del Cabletren entre
sus dispositivos en el sistema integral. Se efectuará una documentación de la
investigación realizada permitiendo indagar la búsqueda de soluciones.
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Cuadro Nº 3. Diagrama de Gantt
Fuente: Elabora por la autora (2015)
_________________________________________
Tutor Organizacional: Ing. Alejandro Gómez
Ingeniero Mecánico
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Actividades Fecha Semana
Inicio Culminación 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
Diagnosticar el levantamiento de la
Red
23/02 13/03
Estudiar los Diagramas de Interconexión
16/03 17/04
Documentar el análisis del sistema de comunicación con los resultados
obtenidos
20/04 29/05
Entrega del Informe
01/06 18/06
3. PLAN DE ACTIVIDADES
Semana 1, 2 y 3 del 23/02/2015 al 13/03/2015: Diagnosticar el
Levantamiento de la Red.
Se realiza la investigación teórica durante las dos primeras semanas sobre la
Tecnología Profinet, Profibus, Telnet, las conexiones de Fibra Óptica, el sistema de
interface Scada, los equipos Siemens entre sus modelos están los Scalance, Simatic
entre otros. Estos son utilizados en el sistema de control del servicio integral de
transporte público del Cabletren.
Se inspeccionan los primeros puestos de control del sistema integral de cada
servicio que están comprendidas en cinco (5) estaciones, actualmente se encuentran
operativa tres (3) que son Petare II, 19 de Abril y 5 de Julio. A continuación se detalla
cada una de las estaciones:
Petare II: En esta estación de servicio están ubicados el servicio de control
Unidad de Control de Curda (RCU), Unidad Central de Control (CCU) y Red
de Comunicación (CN).
19 de Abril: Se tiene los siguientes armarios de control y que están
identificados de la siguiente manera: Unidad Control de Cuerda (RCU),
Unidad Central de Control (CCU) y Red de Comunicación (CN).
5 de Julio: Es la estación central de todo el sistema de comunicación que
inicialmente integra el servicio del Cabletren, se le conoce como el Puesto de
Control Central (PCC). (Ver anexo A).
19
Adicionalmente, se realizan las operaciones de monitoreo que cumple el
operador de turno, se tiene el sistema de Circuito Cerrado de Televisión (CCTV), la
comunicación de Central Secundaria Privada Automática (PABX), entre otros. Se
observa cada uno de los armarios con sus respectivos equipos que se encuentran
incorporados a la red.
Semana 4, 5, 6 y 7 del 16/03/2015 hasta 17/04/2015: Estudiar los Diagramas de
Interconexión
Se realiza el inventario de los equipos de control de comunicación de la
estación 5 de Julio donde se encuentra el Puesto de Control Central (PCC); en él se
localiza el sistema principal de la red, actualmente cuenta con las partes físicas de un
sistema informático (Hardware) que se compone de computador personal (PC), PLC,
entre otros y el conjunto de los componentes que integran la parte material de una
computadora (Software) su aplicación es Siemens WinCC (Scada), que se define de
la siguiente manera: Red de Área Local Ethernet, sistema de supervisión y control, el
sistema de gestión y administración, cuarto de potencia, cuarto de inversores y los
armarios del sistema APM. (Ver Anexo B)
Se procede a realizar los inventarios de las siguientes estaciones que son
Petare II y 5 de Julio, en cada una de ellas están ubicados los APM, aquí están los
armarios que se encuentran conectados a los equipos de control y que operan en el
sistema realizando el enlace con cada tramo señalado en sus respectivas estaciones
hacia el control central.
Luego de haber realizado los inventarios de todas las estaciones, se procede a
estudiar, detallar e identificar cada conexión de los equipos de la red Ethernet para
luego verificar la topología que se encuentra en el sistema de comunicación del
Cabletren.
20
Semana 8, 9, 10, 11, 12, 13 y 14 del 20/04/15 hasta el 29/04/15. Documentar el
análisis del sistema de comunicación con los resultados obtenidos.
Durante el análisis del sistema se han realizado estudios de los diagramas de
interconexión, que ha permitido conocer las diferentes topologías con las cuales se
trabajaron con la red existente en el sistema.
Se investiga sobre la topología de las redes para obtener de manera
especificada, para puntualizar los diagramas existentes dentro del sistema integral que
conforma la comunicación de acceso a la tecnología dentro de las telecomunicaciones
en el servicio de transporte de Cabletren. A continuación se detallan los tipos de
topologías de la red.
Bus
Estrella
Árbol
Anillo
Mixta
Se realiza el sondeo de los componentes dentro de los planos eléctricos que
están ubicados en cada estación de servicio a través de sus enlaces, para determinar la
topología existente dentro del sistema de comunicación.
Luego de haber finalizado la información correspondiente del análisis se
procede a documentar la investigación ya finalizada con los resultados obtenidos.
Con la información ya demostrada el personal de mantenimiento tendrá la capacidad
de poder obtener acceso a las redes locales del sistema para así resolver problemas
como de transmisión de paquetes, realizar reemplazo de equipos, modificaciones en
direcciones IP, entre otros.
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4. LOGROS DEL PLAN DE ACTIVIDADES
Semana 1, 2, 3 del 23/02/2015 al 13/03/2015. Diagnosticar el Levantamiento de la
red
Se pudo observar que la Tecnología Profinet es una red de control en la
automatización de plantas industriales y procesos, que permite conectar a los
Controladores Programables Lógicos (PLCs) con otros dispositivos hasta el nivel de
gestión. Con esta tecnología se puede realizar la configuración de la topología de la
red como es en bus, anillo, estrella o mixta, usando cobre o fibra óptica para los
enlaces inalámbricos y de punto a punto
Como Profinet es una integración de Profibus sobre los Protocolo de Control
de Transmisión/Protocolo de Internet (TCP/IP), a través de los nuevos chips de
Tiempo de Ethernet Controlador Real Mejorado (ERTEC), permite un rango de
transmisión para el envío de información crítico-determinístico. Con el estándar de
100MBs/ y1GBs, la potencia de los chips permiten implementar soluciones de control
en tiempo real para garantizar tiempos de respuesta menores en segundo. Cabe
destacar que los sistemas informáticos tienen dificultad para funcionar en tiempo real,
pero con esta tecnología se puede asegura la respuesta con el proceso de diseño e
instalaciones que van a permitir las afirmaciones adecuadas con Ethernet funcionando
con sus sistemas de redes y gestión bajo los estándares de las telecomunicaciones.
Profinet está basado en conmutadores escalables que permite la integración del
mismo dentro del dispositivo, posee un potencial para un posterior desarrollo, las
transmisiones de datos son de full dúplex/paralélelo, previene colisiones y con
calidad de servicio (QoS) para prioridad de telegramas en tiempo real, trabaja en las
capas uno (1) y dos (2) del Modelo de Interconexión de Sistemas Abiertos (OSI).
(Ver Anexo C)
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Profibus es un estándar de red de Campo Abierto o Control de Bus de Campo
que permite realizar la interconexión de dispositivos digitales de campo o sistemas
bajas y medias. Los sensores, actuadores, transmisores controladores programables
lógicos (PLCs), interfaces hombre-máquina, entre otros son parte de los equipos
estándares. Este dispositivo suministra resistencia eléctrica al final de una línea de
transmisión para absorber las señales de la línea, evitando de este modo que reboten y
que vuelvan a ser recibidas por las estaciones de red. (Ver Anexo D)
El profibus tiene tres versiones que a continuación se detallan:
Periferia Distribuida (DP V0) sus funciones básicas incluye la transferencia
cíclica de datos, los diagnósticos de estaciones, módulos, canales y soporte de
interrupciones.
Periferia Distribuida (DPV1) agrega la comunicación aciclica de datos,
orientada a transferencia de parámetros operación y visualización.
Periferia Distribuida (DP V2) es la comunicación entre esclavos, que está
orientada a las tecnologías de un programa informático que permite alta velocidad de
sincronización entre ejes en aplicaciones completas.
Entre sus Conexiones Físicas de Transmisión son:
RS-485 es ideal para transmitir a altas velocidades sobre largas distancias (35
Mbit/s hasta 10 metros y 100 kbit/s en 1200 metros) y a través de canales ruidosos:
pertenece a la capa física del Modelo de Interconexión de Sistemas Abiertos (OSI).
Par trenzado de cobre apantallado que permite velocidades entre 9.6kbt/s y 12 Mbit/s;
hasta 32 estaciones o más si se utilizan repetidores.
Manchester Codificador y Bus Motorizado (MBP) este permite la transmisión
sincrónica con una velocidad fija de 31.25kbit/s.
RS-485 IS. Las versiones IS son intrínsecamente seguras, utilizadas en zonas
peligrosas (explosivas).
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Fibra Óptica. Incluye versiones de fibra de vidrio multimodo y monomodo,
fibra plástica y fibra HCS.
Se pueden realizar configuraciones mixtas y eléctricas.
El Profibus trabaja en tres capas que son 1, 2 y 7 del Modelo OSI que
corresponden a:
Capa Física
Capa de Enlace
Capa de Aplicación
El Protocolo Telnet es un protocolo de Internet estándar que permite conectar
terminales y aplicaciones en Internet. El protocolo proporcionara reglas básicas que
permitan vincular a un cliente con un intérprete de comandos (del lado del servidor).
El protocolo Telnet se aplica en una conexión Protocolo de Control de Transmisión
(TCP) para enviar datos en formato código estándar estadounidense para el
intercambio de información (ASCII) codificados en 8 bits, entre los cuales se
encuentran secuencias de verificación Telnet. No es un protocolo de transferencia de
datos seguro, ya que los datos que transmite circulan en la red como texto sin
codificar (de manera no cifrada), y la transmisión de datos a través de Telnet consiste
sólo en transmitir bytes en el flujo Protocolo de Control de Transmisión (TCP).
Adquisición de Datos y Supervisión de Control (Scada) Nos permite
supervisar y controlar las distintas variables que se encuentran en un proceso o planta
determinada. Se comunica con los dispositivos de campo y que controla el proceso de
forma automática desde la pantalla del ordenador. Proporciona información del
proceso a diversos usuarios como: supervisores de control de calidad, operadores,
mantenimiento, entre otros.
Los sistemas de interfaz entre usuario y planta basados en paneles de control
repletos de indicadores, instrumento de medidas y pulsadores, están siendo
24
sustituidos por sistemas digitales que implementan el panel sobre la pantalla de un
ordenador.
Las Funciones Principales del Adquisición de Datos y Supervisión de Control
Scada son:
Adquisición de Datos. Recoge, procesa y almacena información recibida.
Supervisión. Observa desde un monitor la evolución de las variables
Control. Modifica la evolución del proceso, actuando sobre los reguladores
autónomos (alarmas, menús, entre otros) directamente sobre el proceso mediante las
salidas.
Transmisión. Información con dispositivos de campo y otros Contador de
Programa (PC)
Base de Datos. Gestión de datos con bajos tiempos de acceso.
Presentación. Representación gráfica, los datos de interfaz del operador Interfaz
Humano-Máquina (HMI).
Explotación. Los datos adquiridos para gestión de calidad, control estadístico,
gestión de producción, administrativa y financiera.
Durante la inspección ejecutada en las estaciones que contempla el sistema
integral, se comprobó que los dispositivos de comunicación no se encontraron
apoyándose en su bandeja del rack que es donde deben de estar colocados cada uno
de ellos. Cabe destacar, que no cumplen con las normas de los equipos de tecnología
e información al no estar ubicados de forma correcta en su respectivo armario.
Se detallan algunos de los equipos de comunicación:
Simatic S-7
Simatic S-5
ET200S
Simatic Microbox PC 420
Scalance W-780
25
Semana 4, 5, 6 y 7 del 16/03/2015 al 17/04/2015. Estudiar los Diagramas de
Interconexión
Luego de haber realizado los inventarios de la tres (3) estaciones que
conforman el sistema integral de transporte público Cabletren, se logró obtener una
gama amplia de equipos de control de comunicación marca Siemens de muy buena
calidad de servicio. En el Puesto de Control Central (PCC) es la estación principal de
comunicación ya que en ella se encuentran la gran cantidad de dispositivos enlazados
a la red.
A continuación se listan los equipos informáticos que se encuentra en el Puesto
de Control Central que forman parte del sistema:
Los borneros de distribución eléctrica con disyuntores.
Los servidores Scada Tiempo Real (Sistema Operativo Linux).
Servidores de gestión de datos diferidos (Sistema Operativo Linux)
Conjunto de pantallas, teclado, ratón (KVM) de los servidores.
Dos conmutadores de 24 puertos para la red local Ethernet.
Los equipos que forman parte del Sistema de Computadoras son:
Los puesto de Operadores de tipo Computador Personal (PC) Sistema Operativo
Windows 7
Pantalla de Cristal Líquido (LCD) marca Samsung de 24”/32.
Impresoras.
Continuando con el levantamiento de información del Puesto de Control
Central, se verifican los cuatros (04) armarios que se encuentran especificados de la
siguiente nomenclatura (1AC+S121.A31) y se describen a continuación:
Estación
Sistema
Subsistema
Ubicación del Sistema.
26
A continuación se nombran los armarios existentes en el sistema de la
organización dentro del Puesto de Control Central (PCC):
Armario Controladores Lógicos Programables (PLC)
Armario Control de Unidad de Cuerda (RCU).
Armario Control Central de Unidad (CCU).
Armario de Conexiones Troncales de Internet (Backbone).
Al finalizar el inventario en el Puesto de Control Central se inspecciona el
cuarto de APM, allí se localizó una réplica exacta de los equipos ya inventariados en
la caseta principal, adicionando el siguiente armario:
Armario Red de Comunicación
Se finaliza el inventario en la Estación 5 de Julio con la Sala de Maquina que
está comprendida de la siguiente manera: Cuarto de Potencia, Cuarto de Inversores y
Cuarto de Poleas Mecánicas; que se encuentra en el sótano de la misma área. Solo
tomando en cuenta el Cuarto de Potencia y Cuarto de Poleas; de igual manera se
tienen los mismos componentes ya encontrados en los armarios mencionados en cada
estación de servicio, adicionalmente se encuentran los siguientes:
Armario Unidad de Tensión de la Cuerda (TUR)
Armario Cuerda de Freno (BR).
Luego de haber culminado en la estación 5 de Julio se procedió a realizar el
inventario de la siguiente estación 19 de Abril, aquí se incluye un cuarto identificado
APM con los mismos armarios ya identificados y mencionados que van conectados a
la misma red.
Se culminó el levantamiento de información para el inventario en la Estación
Petare II, solo se encontró el cuarto de APM, con sus respectivos equipos de conexión
27
y sus armarios identificados. En los inventarios de los equipos ya realizados se
encontraron: Marca Siemens, de modelo diferente y solo se nombran algunos de
ellos:
Simatic
Scalance X
Scalance W
Sitop y Sirius
Cada de unos de ellos cumplen una función distinta en los Scalance X; son
equipos de Tecnología de Conmutación (Switches), mientras que los Scalance W son
equipos de comunicación Inalámbricas (Wireless) LAN. (Ver Anexos E)
Sitop son módulos de corte selectivo de diagnóstico para todas las fuentes de
alimentación de 24 V, este realiza la distribución en la intensidad de carga en varios
circuitos y la vigila ya que la electrónica emite picos de intensidades breves.
Sirius es una fuente de alimentación eléctrica estabilizadora modular
favoreciendo además una mejor integración en los componentes, posee un diseñado
para mejorar la eficiencia de los sistemas y las aplicaciones que puede alcanzar hasta
un 92% de la potencia de conexión y retención con las bobinas electrónicas.
Luego se realizó el estudio de la conexión de la red y algunos de sus equipos,
entre ellos Simatic S7, ET200S, Scalance X y Scalance W; que se encuentran
conectados en el sistema integral del Cabletren Bolivariano.
Los Scalance X son equipos de tecnología de conmutación (Switches), sus
funciones básicas están los siguientes aspectos:
Activa líneas de reserva en menos de 0.3 segundos, esto contribuye la gran
medida a garantizar la red ante posibles fallos.
Vigila de forma permanente los componentes de la red mediante la señalización,
su diagnóstico es a través de Profinet o gestión de la red.
28
Entre sus ventajas es que el administrador de la red y el sistema de
automatización puede detectar y solventar los problemas que se presentan en el
momento.
Se crean redes y se colocan en funcionamiento gracias a la ingeniería Simatic ya
existente, también ofrece importante detalles online que nos permite realizar el
mantenimiento preventivo de la red.
Redes con rendimiento personalizado de 10Mbits/s, 100Mbits/s, Gbits/s. Para
poder tramitar grandes volúmenes de datos es necesario contar con velocidades de
transferencias cada vez más altas.
Las redes de Ethernet poseen un rendimiento que se pueden adaptar con
precisión a los requerimientos dados.
A continuación se detallan los modelos de los Scalance X:
Scalance X-100: Estos poseen puertos eléctricos y ópticos, también funciones de
diagnósticos en sitio por medio de los diodos emisores de luz (LED) y la
señalización.
Scalance X-200: son recomendados para las aplicaciones de pie de máquina, así
como para las secciones de planta conectadas en red. Estos equipos tiene puertos
eléctricos y puertos ópticos; con la herramienta del Simatic Step 7 que permite
integrar la configuración y el diagnostico remoto. Este dispositivo por poseer alto
grado de protección permite la instalación fuera de los armarios eléctricos.
Scalance X-400: estos son para redes de alto rendimiento para enfrentar los desafíos
del futuro como son; velocidad de transferencia del orden de Gigabits o un elevado
número de puertos.
Para el sistema de conexión con sistemas, los FastConnect y los SimaticNet
son los que ofrecen un sistema compuesto por los RJ45, con ellos se gana tiempo para
instalación y se garantiza las conexiones seguras.
29
Los Scalance W son comunicación inalámbrica Wireless LAN. Esta bajo el
estándar de la norma IEEE 802.11 teniendo en cuenta que la versión 2,4GHz y la de
5GHz protegen las inversiones hechas hasta las fechas en la red inalámbrica, esta
reserva el ancho de banda para clientes críticos, supera zonas aisladas sin cobertura.
Diseño y alimentación para entornos industriales; este es resiste a los choques
y a las vibraciones o la cajas metálicas con grado de protección IP65 (Índice de
Protección Mecánica proporcionados por la envoltura de los equipos eléctricos), 6
totalmente protegido contra el polvo; 5 Protección contra el polvo (ningún deposito
en cantidad perjudicial para el equipo).
Tiene una particularidad que las dos antenas que posee siempre se utiliza
aquella que tiene la mejor calidad de recepción de las señales, mejor control en las
conexiones inalámbricas para que ninguna estación desaparezca inadvertidamente del
campo radioeléctrico.
La alimentación eléctrica cuenta con un cable hibrido para 24V DC e
industrial Ethernet. La conexión se realiza a través FastConnect RJ45 Modular Outlet
con Power Insert.
Equipos completos para Industrial Wireless LAN
Scalance W788 – 1PRO: Punto de Acceso con un puerto inalámbrico
Scalance W788 – 2PRO: Punto de Acceso dual con dos puertos inalámbricos
independientes.
Scalance W744 – 1PRO: Modulo de cliente Ethernet para integrar una estación
con puerto Ethernet
CP 7515: Procesador de comunicaciones en formato de tarjeta de PC para
insertar en la ranura PCMCIA (Asociación Internacional de Tarjetas de Memorias
para Computadoras Personales) de los PCs portátiles.
30
FastConnect RJ45 Modular Outlet Power Insert: Para transmitir datos y energía a
través de un mismo cable.
Fuente de Alimentación PS791 – 1PRO: Fuente de alimentación externa para
cuando no se dispone de 24V DC o para alimentación redundante.
Simatic ET 200S: es un equipo multifuncional, altamente modular con grado
de protección IP20 que se puede adaptar exactamente a la tarea de automatización,
con módulos de interfaz con CPU integrada y conexión ProfiNet / Profibus.
Beneficios del ET 200S
La funcionalidad integrada de la CPU
Diseño modular al bit
Amplia gama de módulos
Diseño orientado a la seguridad integrada
Diagnóstico de canal integrados
Uso en áreas peligrosas (Zona 2)
Los arrancadores de motor disponibles también como dispositivos a prueba de
fallos.
Simatic S7-300 es un controlador universal que cuenta con un diseño
modular. Posee una amplia gama de módulos que se puede utilizar para ampliar el
sistema central o para crear estructuras descentralizadas de acuerdo a la tarea a
realizar, y facilita una acción rentable de piezas de repuesto.
Beneficios del Simatic S7 300
Gama de CPUs ofrece la solución adecuada para cada aplicación,
31
El S7-300 se puede configurar en una configuración modular y sin la necesidad
de normas de ranura para módulos de E/S.
Interfaces ProfiNet Integral permiten sencilla conexión en red de los
controladores, y el intercambio de datos simple con el nivel de gestión de operaciones
La capacidad de integrar potentes CPUs con interfaz Industrial Ethernet /
ProfiNet, funciones tecnológicas integradas, o diseños a prueba de fallos realizar
inversiones adicionales innecesarios.
Gracias a su alta velocidad de procesamiento, las CPU permiten tiempo de ciclos
de máquinas cortos.
Semana 8, 9, 10, 11, 12, 13 y 14 del 20/04/15 hasta el 29/04/15. Documentar el
análisis del sistema de comunicación con los resultados obtenidos.
Al estudiar los diagramas de interconexión para su respectiva documentación
se obtuvo que el sistema de Cabletren trabaja con fibra óptica y sus enlaces son
utilizados con la topología anillo redundante, en sus tres áreas de estaciones de
servicios; ya que se construyó para incrementar la fiabilidad y flexibilidad de la red.
Este tipo de topología actúa de forma independiente, ya que uno de los anillos es
utilizado para la transmisión de datos, y el otro funciona como de reserva o de
seguridad. También se tomó en cuenta que dependiendo del equipo utilizado se pudo
tener distancias máximas de 15 Km a 50m, ya que se trabajó con velocidades de
transferencia ajustables entre 9,6 Kbit/s a 12Mbit/s.
La topología de anillo redundante tiene como ventajas y desventajas:
Arquitectura muy sólida
El rendimiento no decae cuando muchos usuarios utilizan la red
Redes de computadoras
La interfaz de datos distribuida por fibra (FDDI)
32
El sistema provee un acceso equitativo para todas las computadoras.
Longitudes de canales (si una estación desea enviar a otra, los datos tendrán que
pasar por todas las estaciones intermedias antes de alcanzar la estación de destino).
También existen dos tipos de topologías más que se utilizan en el servicio
como son la de Estrella esta funciona para la comunicación del pasajero en cada
estación, esta red se encontró conectada directamente a un punto central y todas las
comunicaciones se han de hacer necesariamente a través de esta conexión. La
topología estrella no permite el tráfico directo de dispositivos, el controlador actúa
como un intercambiador; y si un dispositivo quiere enviar datos a otro, este envía los
datos al controlador que los retransmite al dispositivo final.
Topología Árbol aquí se hallaron los equipos complementarios del sistema
integral de las estaciones, la conexión de esta topología es de forma jerárquica ya que
posee un nodo conectado a otro de forma ramificada y su enlace es troncal con capas
extendidas. Los datos y señales se propagan por toda la red al pasar por los
concentradores secundarios hasta todos los demás nodos conectado a la red. Esta
topología se asemeja a la de estrella ya que posee varias redes en estrellas conectadas,
la diferencia está en que éstas no poseen un nodo central, en cambio hay un sólo nodo
central para las demás redes en estrella, completando así la red en árbol.
33
5. CONOCIMIENTOS ADQUIRIDOS DURANTE LA PRÁCTICA
PROFESIONAL
En esta práctica profesional, se desarrolla el siguiente análisis que tiene por
finalidad de cubrir los problemas que se deben resolver en el sistema integral de
transporte masivo del Cabletren Bolivariano de la C.A Metro de Caracas, por medio
de una red industrial y con la tecnología más actual, como son ProfiBus (buses de
campo industriales) y específicamente ProfiNet.
ProfiNet, es el estándar abierto que permite un acceso directo y transparente
desde el nivel de gestión hasta el nivel de campo. Ofrece una alta protección para las
inversiones realizadas en los sistemas sin renunciar por ello a un estándar innovador,
ahora y en el futuro. También aprovecha esta base para integrar dispositivos desde el
nivel de campo al nivel de gestión, combinando así las prestaciones industriales con
la homogeneidad y transparencia de los sistemas de comunicación de la empresa.
Los sistemas de comunicación proporcionan la base de las estrategias de
automatización y también son mecanismo de intercambio de datos distribuidos en una
organización industrial; intercambio de datos on-line y en los niveles inferiores de la
pirámide de automatización (sensores, actuadores, máquinas, entre otros).
La integración de los diferentes equipos y dispositivos existentes en una
empresa se hace dividiendo las tareas entre grupos de procesadores con una
organización jerárquica. Así, dependiendo de la función y el tipo de conexiones que
se suelen distinguir en cuatro niveles en una red industrial y descrita a continuación.
Nivel de Entrada/Salida: es el nivel más próximo al proceso, aquí es donde se
encuentran las maquinas con las que opera la empresa, y con ellas todos los sensores
y actuadores para la toma de mediadas y realización de acciones de control sobre el
proceso.
34
Nivel de Campo y Proceso: integra pequeños automatismo (PLCs,
multiplexores de e/s entre otros) en subredes. En el nivel más alto de estas redes se
puede encontrar uno o varios autómatas modulares actuando como maestro de la red
o maestro flotante. En este nivel se emplean los buses de campo.
Nivel de Control: enlazan las células de fabricación o zonas de trabajo, en este
nivel se sitúan los autómatas de gama alta y los ordenadores dedicados al diseño, de
control de calidad, programación, entre otros; y es donde se suelen emplear las redes
de tipo LAN (MAP o Ethernet).
Nivel de Gestión: es el nivel más alto y que se encarga de integrar los
siguientes niveles en una estructura de fábrica. Se suelen emplear estaciones de
trabajo que establecen la conexión entre el proceso productivo y la gestión. Las redes
empleadas son de tipo red de área local (LAN) o red de área geográfica (WAN).
Profibus desarrolló un nuevo protocolo de comunicación para la medición y
control de procesos donde todos los instrumentos puedan comunicarse en una misma
plataforma. Permite disponer de una nueva tecnología para una nueva generación de
sistema de control y automatización, físicamente más simple donde toda la rutina de
control regulatorio y control lógico, es efectuada por dispositivos de campo
posibilitando además una arquitectura abierta donde cualquier fabricante de equipos
de instrumentación pueda integrarse a la red de campo existente en la empresa.
Ethernet: Es una red de área local y que es compatible con el modelo OSI en
los niveles 1, 2 y 3, permitiendo diferentes topologías como (bus, anillo, estrella) con
velocidades que van desde los 10 Mbps a los 100 Mbps (Fast Ethernet). La evolución
de este estándar ha sido muy rápida por su uso en las redes y precisamente por ello su
costo resulta muy accesible; con las interfaces industriales Ethernet, existe la
posibilidad de utilizar simultáneamente en la red varios protocolos distintos, diversos
buses de campo establecidos como ProfiBus, han adoptado Ethernet como la red
apropiada para los niveles superiores.
35
La gama de los Simatic ET200 ofrece sistemas periféricos descentralizados
muy diversos, tanto para soluciones en armarios eléctricos o sin ellos, directamente
en la máquina, así como para su uso en atmósferas potencialmente explosivas. La
estructura modular permite escalar y ampliar los sistemas de forma sencilla y en
pequeños pasos. Los módulos adicionales totalmente integrados reducen los costos y
ofrecen al mismo tiempo un amplio abanico de posibilidades de aplicación.
La conexión a los sistemas de bus ProfiBus/ProfiNet se realiza a través de
diversos módulos de interfaz. Los módulos de interfaz con CPU integrada traspasan
la potencia de cálculo de una CPU S7-300 directamente a la unidad periférica, por lo
que descargan el controlador central y permiten una reacción rápida a señales de
tiempo crítico. Los nuevos módulos de interfaz alta característica (High Feature), los
módulos rápidos de E/S, el modo isócrono y un transporte interno de datos muy
rápido aumentan el rendimiento del ET 200S.
Los nuevos módulos de entrada y salida digitales de 8 canales permiten que la
configuración con modularidad granular de ET 200S sea aún más compacta. Son
ideales para configuraciones con gran número de canales, que requieren un diseño
económico y que ocupe poco espacio. Los módulos de 8 canales permiten la conexión
de sensores a 2 hilos y tienen un factor de simultaneidad del 100%.
El control de tren automático (ATC), es la primera función del sistema de
control central en la estación de tracción, automáticamente administra la secuencia
completa del viaje del tren incluyendo la llegada del tren a la estación. El sistema
ATC consiste de una red integrada que está ubicada en la sala de control central en el
terminal, orilla del camino y en el equipamiento del vehículo.
El sistema APM tiene un sistema redundante de operación automática de tren
(ATO), este sistema posee en espera caliente (hot-standby), este arranca
automáticamente siempre y cuando sea necesario. Los controles y funciones de
supervisión del sistema ATC lo hacen los controladores lógicos programables
36
(PLCs), estos controladores lógicos se encuentran conectados entre sí y con la
tecnología de red redundante de Ethernet y ProfiBus.
El control central y Scada (ATS) representa la interfaz entre el operador, el
sistema y los pasajeros, las instalaciones de audio y video permiten la comunicación
con pasajeros en áreas de plataformas y los trenes. Tres terminales de datos en
conjunto con varios paneles de indicación en la mesa de control muestran
informaciones detalladas sobre el estado del sistema.
Los dispositivos ProfiNet siempre disponen de una interfaz como son
(eléctricas, ópticas e inalámbricas). Muchos de estos dispositivos vienen también con
un interfaz ProfiBus DP para las conexiones de dispositivos Profibus. Los
dispositivos de los productos Simatic disponen de una interfaz ProfiNet (controlador
Ethernet/interfaz) con uno o más puertos (conexiones físicas).
Estos dispositivos con dos o más puertos son dispositivos con conmutador
integrado. Los dispositivos con dos puertos son especialmente adecuados para
realizar las configuraciones de la red con topología con anillo y lineal; y los
dispositivos con más de tres puertos son especialmente adaptado para la
configuración de la topología árbol. Estos dispositivos pueden ser identificados en la
red de forma única a través de su interfaz ProfiNet, para cada interfaz se dispone de:
Una dirección MAC (ajuste de fábrica)
Una dirección IP
Un nombre de dispositivo.
La integración de los buses de campo en Profinet es que ofrece la posibilidad
de integrar sistemas de bus de campo existentes a través de un proxy. Este permite
configurar los sistemas mixtos a partir de subsistemas basados en buses de campo y
Ethernet. El acoplamiento de un dispositivo ProfiNet es que dispone de una interfaz
ProfiBus que pueden integrarse a las configuraciones ya existentes en la
37
configuración ProfiNet a través de esta interfaz. Las interconexiones de los
dispositivos ProfiNet en las plantas industriales se puede realizar básicamente de dos
maneras físicas diferentes:
Por cables
Con señales eléctricas a través de cables de cobre.
Con señales ópticas través de cables de fibra óptica
Sin cables por radiotransmisión a través de ondas electromagnéticas.
Las redes inalámbricas como la Wireless LAN admite velocidades de
transferencias de datos de 11 Mbits/s ó 54 Mbits/s sin funcionamiento dúplex. Con
los Scalance W se pueden instalar redes por radio tanto en interiores como exteriores,
si estos dispositivos se instalan correctamente varios puntos de acceso pueden realizar
grandes redes por radio en las que las estaciones móviles pasa de un punto de acceso
al siguiente sin interrupciones. También se puede utilizar como una alternativa el uso
de esta red por radio ya que también se puede establecer conexiones de punto a punto.
Con la transmisión de datos inalámbrica se consigue lo siguiente:
Accesibilidad permanente de la estación en toda la red.
Protección contra estaciones no autorizadas de la red mediante tablas de
direcciones, autorización y claves variables.
Integración sin discontinuidades de los dispositivos en el sistema de bus existente
a través de la interfaz por radio.
En su aplicación de la red inalámbrica obtenemos:
Acoplamiento inalámbrico de segmentos de comunicación para la puesta en
marcha rápida o la interconexión económica, donde el tendido de cables origina
costes considerables.
38
Acceso en sitio a planes de servicio y mantenimiento Uso fiable de los productos
en aplicaciones con elevadas exigencias en lo que respecta a la temperatura y la
estabilidad mecánica.
Sistemas de transporte sin conductor y trenes colgantes monovía
Las topologías usadas dentro del sistema y que a continuación se detallan
específicamente:
Topología Estrella: Conectando las estaciones a un conmutador con más de dos
puertos se obtiene automáticamente una red en forma de estrella. En caso de que falle
un solo dispositivo ProfiNet, al contrario que con otras estructuras con ésta no se
producirá necesariamente un fallo de toda la red. El fallo de un solo conmutador
provoca una sola falla en una parte de la red.
Topología Árbol: Este permite interconectar varias estructuras en forma de
estrella. Tanto la de árbol como la de estrella son similares a la de bus cuando el
nodo de interconexión trabaja en modo difusión, pues la información se propaga
hacia todas las estaciones, solo que en esta topología las ramificaciones se extienden
a partir de un punto raíz (estrella), a tantas ramificaciones como sean posibles, según
las características del árbol.
Topología Anillo Redundante: Este tipo de topología se utiliza para aumentar la
disponibilidad de una red. La función del administrador de redundancia se realiza a
través de un conmutador externo Scalance X o una CPU que es compatible con el
protocolo de redundancia de medios. En caso de interrupción de la red, el
administrador de redundancia garantiza que los datos se deriven a través de una
conexión de red intacta.
Los dispositivos ProfiNet, que forman parte de la red redundante, forman un
dominio protocolo de redundancia de medios (MRP). Las líneas de transmisión
redundantes (topología en anillo) se encargan de que esté disponible una vía de
comunicación alternativa en el caso de que se interrumpa la línea de transmisión.
39
Todos los dispositivos interconectados a través de conmutadores se
encuentran en la misma red. Todos los dispositivos de una red pueden comunicarse
directamente unos con otros, la máscara de subred es idéntica para todos los
dispositivos que están conectados a la misma red y una red está delimitada
físicamente por un router. Si los dispositivos deben comunicarse más allá de los
límites de la red, deberá configurar el router de manera que admita este tipo de
comunicación.
Para poder direccionar un dispositivo ProfiNet como estación de Industrial
Ethernet, dicho dispositivo requiere además una dirección IP en la red, la dirección IP
está formada por 4 números decimales en el rango de 0 a 255. Los números decimales
están separados por un punto. La dirección IP se compone de los siguientes
elementos:
Dirección de la red
Dirección de la estación.
A cada dispositivo se le asigna de fábrica una identificación única en el
mundo. Esta identificación de dispositivo es de 6 bytes de longitud es la dirección
MAC. La dirección MAC se divide en:
3 bytes de identificación del fabricante
3bytes de identificación del dispositivo.
La dirección MAC figura generalmente de forma legible en el frontal del
equipo por ejemplo: 08-00-06-6B-80-C0.
Los bits activados de la máscara de subred determinan la parte de la dirección
IP que contiene la dirección de la red.
La dirección de red resulta de combinar la dirección IP y la máscara de subred
mediante una función Y.
40
La dirección de estación resulta de combinar la dirección IP y la máscara de
subred mediante una función Y-NO.
Un router conecta dos subredes entre sí, este funciona de manera similar a un
conmutador. Además, en el caso del router se puede determinar qué estaciones
pueden comunicarse a través del router y cuáles no. Las estaciones en los distintos
lados de un router solamente pueden comunicarse entre sí una vez liberada la
comunicación entre estas estaciones a través del router. Los datos en tiempo real no
pueden intercambiarse más allá de una subred.
La asignación de direcciones IP al sustituir controladores IO con medio
intercambiable/PG. La tarjeta de memoria (Memory Card.) de autómatas
programables (PLC) contiene la siguiente información:
en el caso del controlador IO: el nombre del dispositivo y la dirección IP
en el caso del dispositivo IO: el nombre del dispositivo.
Los procesadores de comunicaciones (CPs) guardan la dirección IP en la
memoria de la CPU. De ese modo, para el cambio de dispositivo no se requiere
ningún C-PLUG.
La CPU transmite el nombre de dispositivo y la dirección IP durante el
arranque en el bloque de datos de sistema (SDB).
Si retira la tarjeta de memoria o el C-PLUG de un controlador ProfiNet y lo
inserta en otro dispositivo, se transferirán la información específica del dispositivo y
la dirección IP al dispositivo. En caso de que sea necesario sustituir por completo.
41
6.- CONCLUSIONES
A lo largo de la presente investigación logró demostrarse que los sistemas de
comunicación son muy necesarios hoy en día, porque se habita en un mundo donde su
principio se basa en la comunicación; al estudiar los distintos avances tecnológicos se
verifica que la mayoría están vinculados con la comunicación y esto hace que la vida
del hombre se torne más sencilla. Un sistema de comunicación es un conjunto de
dispositivos interconectados que realizan acciones en las cuales se puedan comunicar
o conectar entre sí.
Se observó, que cuando se recaudó la información surgieron varias
tecnologías (Profinet, Profibus, Telnet) y sistemas de interface (Scada) que son
utilizados en el sistema de control del servicio integral de transporte público del
Cabletren. Con ello se demostró, que todos los dispositivos estén interconectados a
través de conmutadores que se encuentran en la misma red y pueden comunicarse
directamente unos con otros. Además, permiten la comunicación con pasajeros en
áreas de plataformas y los trenes.
También, permitió estudiar los diagramas de interconexión donde se realizó el
sondeo de los componentes dentro de los planos eléctricos que están ubicados en cada
estación de servicio a través de sus enlaces, para determinar la topología existente
dentro del sistema de comunicación.
Lo más resaltante del proceso es que el análisis determinó que el Sistema de
Cabletren utiliza tres (3) topologías. La primera: anillo redundante para las estaciones
y trenes, debido a que permite trabajar con una estructura de red para exigencias de
disponibilidades altas. También, se toma en cuenta que dependiendo del equipo
puede tener distancias máximas de 15 Km a 50m., y puede trabajar con velocidades
de transferencia ajustables entre 9,6 Kbit/s a 12Mbit/s. La segunda: Estrella para la
42
comunicación del pasajero en cada estación, esta red se encontró conectada
directamente a un punto central y todas las comunicaciones se han de hacer
necesariamente a través de esta conexión y la última Árbol en esta topología se
hallaron los equipos complementarios del sistema integral de las estaciones.
Finalmente, el análisis permitirá realizar mejoras y ayudará a tener un amplio
conocimiento de las conexiones de red que se encuentran en el sistema.
43
7.- RECOMENDACIONES
Para la Organización
El análisis realizado permitirá abrir el camino para futuras y mejoras
ampliaciones dentro del sistema, por eso se recomienda:
Un Osciloscopio digital para así observa la onda eléctrica de la red para
detectar posibles fallas como:
Averías con dispositivos
Defectos en el cableado
Terminadores incorrectos
Un analizador de protocolos para observar las tramas de comunicación para
detectar:
Fallos de configuración
Estadísticas de fallos
Problemas puntuales
Desajustes de parámetros
Para la Institución
A nivel de la Universidad Nacional Experimental Politécnica de la Fuerza
Armada Bolivariana (UNEFA), seguir contribuyendo en la formación y desarrollo a
través de la realización de actividades y pasantías, para obtener las capacidades y
habilidades en las soluciones de problemas reales de las empresas.
44
Para el Estudiante
Es importante el periodo de pasantías ya que el ofrece la oportunidad de
adquirir experiencia laboral, despejar dudas, demostrar aptitudes y cualidades para
asumir responsabilidades y desempeñarse profesionalmente.
45
8.- REFERENCIAS
Behrouz, Forouzan (2004)
Transmisión de Datos y Redes de Comunicación (Segunda Edición).
España.
Doppelmayr Cable Car –CDRL 173
Manual de Operación y Mantenimiento. C. A. Metro de Caracas
Stallings, William (2004)
Comunicaciones y Redes de Computadores. (Séptima Edición). España.
Tanenbaum, Andrew. (2003)
Redes de Computadoras. (Cuarta Edición). México.
ProfiBus (2012) (página Web en línea)
Disponible en: http://w3.siemens.com/mcms/automation/es/industrial-
communications/profinet/pages/default.aspx
Simatic ET200S (2012) (página Web en línea)
Disponible en:
https://www.automation.siemens.com/salesmaterial-as/brochure/es/brochure_simatic-
et200_es.pdf
ProfiNet (2013) (página Web en línea)
46
Disponible en: http://w3.siemens.com/mcms/automation/es/industrial-
communications/profinet/pages/default.aspx
47
ProfiNet (2013) (página Web en línea)
Disponible en:
http://www.etitudela.com/entrenadorcomunicaciones/downloads/profinetguiarapida.p
df
Scalance (2013) (página Web en línea)
Disponible en: http://www.proatec.com.mx/scalance.pdf
48
ANEXOS
Anexo A
Sistema de Cabletren Bolivariano
50
Anexo B
Vista general de la sala de Control Central
51
Anexo B-1
ATC Equipament PLC
Anexo B-2
ATC Equipament RCU
52
Anexo B-3
ATC Equipament CCU
Anexo B-4
Backbone
53
Anexo B-5
Pantalla de la vista general del sistema SCADA
54
Anexo C
Diagnóstico de Red Profinet sobre supervisión
55
Anexo D
Profibus
56
Anexo E-1
Simatic S7- 400
Anexo E-2
Simatic ET 200S
57
Anexo E-3
Scalance XR324-4M
58