Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
Interfaces y Comunicaciones de Redes de Datos - Coggle Diagram
Interfaces y Comunicaciones de
Redes de Datos
1.2 Interfaces de comunicación
Comunicación Serial:
Los bits de datos se transmiten uno tras otro a través de un único canal. Es más lenta en comparación con la paralela pero adecuada para largas distancias. Ejemplo: Puertos serie en computadoras.
Comunicación Paralela:
En este tipo de comunicación, varios bits de datos se transmiten simultáneamente a través de múltiples canales. Es rápida pero adecuada solo para distancias cortas. Ejemplo: Impresoras antiguas.
RS-232
:Es un estándar para la transmisión de datos en serie utilizado principalmente para la comunicación entre computadoras y dispositivos periféricos.
Permite la transmisión de datos a través de distancias cortas (hasta 15 metros).Utiliza conectores DB-9 o DB-25.
USB (Universal Serial Bus):
Es un estándar para la conexión y comunicación entre dispositivos y una computadora.
Permite la transmisión de datos y suministro de energía.
RS-422:
Protocolo de comunicación serial que permite la transmisión de datos a larga distancia (hasta 1200 metros) y soporta velocidades de transmisión altas. Es adecuado para la comunicación punto a punto.
RS-485:
Similar a RS-422, pero permite la comunicación multipunto, lo que significa que varios dispositivos pueden compartir el mismo bus de datos. Es comúnmente utilizado en entornos industriales.
1.5 Instrumentación Digital
Adquisición de Datos:
Sistemas de Adquisición de Datos (DAQ)
: Utilizan hardware y software para recopilar, procesar y analizar datos de sensores y otros dispositivos. Ejemplo: sistemas de adquisición de datos en experimentos científicos.
Convertidores A/D y D/A:
Convertidores Analógico a Digital (A/D) convierten señales analógicas en digitales, mientras que los Convertidores Digital a Analógico (D/A) realizan la conversión inversa. Estos son esenciales en la instrumentación digital.
Controladores y Microcontroladores:
Controladores Lógicos Programables (PLC):
Utilizados en la automatización industrial para controlar procesos y maquinaria.
Microcontroladores:
Dispositivos integrados que combinan un procesador con periféricos y memoria en un solo chip, utilizados en una variedad de aplicaciones de instrumentación.
Sensores y Transductores:
Transductores:
Dispositivos que convierten una forma de energía en otra. Los sensores son un tipo de transductor, pero no todos los transductores son sensores. Ejemplos: transductores piezoeléctricos que convierten vibraciones en señales eléctricas.
Sensores
: Dispositivos que detectan cambios en una variable física y convierten esa información en señales eléctricas. Ejemplos: sensores de temperatura, sensores de presión.
Interfaces de Usuario:
Pantallas Digitales:
Proporcionan una visualización clara y precisa de los datos medidos. Ejemplo: displays LCD en instrumentos de medición.
Paneles de Control:
Interfaces que permiten a los operadores interactuar con los sistemas de control y realizar ajustes según sea necesario.
1.6 Instrumentos digitales de campo y
panel, características generales
Instrumentos Digitales de Campo:
Portabilidad:
Suelen ser portátiles, lo que permite su uso en diversas ubicaciones.
Precisión:
Ofrecen mediciones precisas y confiables en tiempo real.
Diseño Robusto:
Fabricados para soportar condiciones ambientales extremas, como altas temperaturas, humedad, polvo y vibraciones.
Interfaz de Usuario
: Equipados con pantallas LCD o LED para facilitar la lectura de datos en el campo.
Instrumentos Digitales de Panel:
Visibilidad:
Pantallas grandes y de alta visibilidad para mostrar datos y alertas a los operadores.
Interfaz de Usuario:
Menús intuitivos y botones de fácil acceso para ajustar configuraciones y calibraciones.
Montaje en Panel:
Diseñados para ser instalados en paneles de control en plantas industriales, laboratorios o sistemas de automatización.
Integración:
Capaces de integrarse con otros sistemas de control y monitoreo mediante protocolos estándar como Modbus, Profibus o Ethernet.
1.4 Redes LAN y WAN
Reglas de cableado
Longitud máxima:
La longitud máxima de un segmento de cable Ethernet sin repetidor es de 100 metros
Conectores
: Los cables Ethernet utilizan conectores RJ-45.
Categoría de cables:
Los cables más comunes son Cat5e, Cat6 y Cat6a, que difieren en sus capacidades de velocidad y distancia
Configuración:
Direcciones MAC:
Cada dispositivo en una red Ethernet tiene una dirección MAC única que identifica a cada dispositivo en la red.
Switches y Hubs
: Los switches permiten una comunicación más eficiente y con menos colisiones en comparación con los hubs.
Ethernet:
Es una tecnología de red de área local (LAN) que se utiliza comúnmente para conectar dispositivos en una red cableada. Utiliza un método de acceso al medio llamado "Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection" (CSMA/CD).
Dispositivos de red:
Routers
: Dispositivos que encaminan el tráfico entre diferentes redes y manejan el tráfico de datos entre dispositivos en una red LAN y el internet.
Switches:
Dispositivos que conectan múltiples dispositivos dentro de la misma red LAN, permitiendo la comunicación eficiente entre ellos.
Access Points:
Dispositivos que permiten la conexión inalámbrica a una red LAN.
Servicios de red:
IP:
Protocolo que maneja la dirección y el encaminamiento de paquetes de datos hacia su destino
TCP:
Protocolo que asegura la entrega fiable y ordenada de un flujo de datos entre aplicaciones que se comunican.
1.3 Topología de redes
El Modelo de Referencia ISO/OSI:
Un marco conceptual que estandariza las funciones de una red de telecomunicaciones o un sistema de computación sin importar su estructura subyacente y tecnología.
Divide las funciones de red en siete capas:
Descripción de las Capas del Modelo OSI:
El modelo de interconexión de sistemas abiertos (Open Systems Interconnection, OSI) es un marco conceptual que divide las funciones de comunicaciones de red en siete capas.
Tipos de Redes
Anillo:
Los dispositivos están conectados en un bucle cerrado.
Los datos circulan en una dirección (o en ambas direcciones en una red de doble anillo).
Bus:
Todos los dispositivos están conectados a un único canal de comunicación, conocido como bus.
Los datos se transmiten en ambas direcciones y todos los dispositivos pueden recibir la señal.
Estrella:
Cada dispositivo está conectado a un nodo central, como un switch o un hub.
Si un dispositivo falla, no afecta a los demás. Sin embargo, si el nodo central falla, toda la red se cae.
1.1 Definición y principios de la Comunicación de datos
Medios físicos:
Incluyen cables de cobre, fibra óptica, y otros materiales que conducen señales eléctricas o luminosas.
Medios inalámbricos
: Utilizan señales electromagnéticas para la transmisión de datos (por ejemplo, Wi-Fi, Bluetooth).
.
Half-dúplex
: La comunicación es bidireccional, pero no simultánea. Los datos pueden fluir en ambas direcciones, pero no al mismo tiempo (por ejemplo, un walkie-talkie).
Dúplex
: La comunicación es bidireccional y simultánea. Los datos pueden fluir en ambas direcciones al mismo tiempo (por ejemplo, una conversación telefónica).
Simplex:
La comunicación es unidireccional, es decir, los datos solo fluyen en una dirección (por ejemplo, una televisión que solo recibe señales)
Código ASCII
: Es un estándar de codificación de caracteres que representa texto en computadoras y dispositivos de comunicación utilizando números binarios.
1.7 Instrumentos digitales de campo y
panel, características particulares
Instrumentos Digitales de Campo:
Portabilidad:
Equipados con baterías recargables y diseño compacto para facilitar su transporte y uso en múltiples ubicaciones.
Conectividad:
Capaces de comunicarse con sistemas de control mediante tecnologías inalámbricas (Bluetooth, Wi-Fi) o conexiones físicas (USB, RS-232).
Durabilidad:
Construidos para resistir condiciones adversas como calor, frío, humedad, polvo y vibraciones, lo cual los hace ideales para entornos industriales.
Funciones Avanzadas:
Incluyen capacidades de registro de datos, almacenamiento interno, y funciones de calibración en campo.
Instrumentos Digitales de Panel:
Pantallas de Alta Resolución:
Presentan datos de manera clara y visible, con opciones de retroiluminación para condiciones de poca luz.
Configuración y Calibración:
Interfaz de usuario amigable que permite una fácil configuración y calibración de los instrumentos.
Montaje en Panel:
Diseñados específicamente para ser instalados en paneles de control en plantas industriales, laboratorios u otros entornos de monitoreo.
Alarmas y Notificaciones:
Capaces de configurar alarmas visuales y auditivas para alertar a los operadores sobre condiciones anómalas.