La señalización MBP de PROFIBUS PA
PROFIBUS PA opera instrumentos de proceso sobre un solo par trenzado que además los alimenta, y la razón de que pueda hacerlo es una capa física específica llamada MBP. Entender MBP explica por qué PA es lento, por qué encaja en diseños intrínsecamente seguros y por qué sus reglas de cableado difieren de las de DP. Esta página explica la señalización Manchester Bus Powered y qué habilita.
Señalización MBP de PROFIBUS PA en una línea: MBP (Manchester Bus Powered) es la capa física de PROFIBUS PA que lleva los datos y la energía de los dispositivos por un solo par trenzado a una velocidad fija y baja. Los datos van codificados en Manchester como pequeñas modulaciones de corriente encima de la alimentación de CC, así que los mismos dos hilos alimentan a los instrumentos y comunican. Su señalización de baja energía basada en corriente es lo que hace a MBP apto para instalaciones intrínsecamente seguras en áreas peligrosas.
Datos y energía en un solo par
MBP pone la comunicación y la energía en el mismo par trenzado. El par lleva una alimentación de CC que energiza a los instrumentos de campo, y la señal digital se imprime encima como una pequeña modulación de corriente codificada en Manchester: el dispositivo que transmite consume una corriente modulada que los demás detectan como la señal. Como la modulación es pequeña y viaja sobre la alimentación, un solo cable hace ambos trabajos, que es exactamente lo que permite a un transmisor PA vivir con dos hilos y sin acometida de energía aparte.
La codificación Manchester importa aquí porque incrusta el reloj dentro de la señal, así que los receptores se mantienen sincronizados sin un hilo de temporización aparte, y porque no tiene componente de CC, lo que evita que perturbe la alimentación de CC que el mismo par transporta. El resultado es un enlace robusto de baja velocidad sobre cable de campo simple de dos hilos, al costo de la alta velocidad que ofrece la capa física RS-485 de DP. Por eso las dos mitades DP y PA de una red difieren tanto en velocidad, como se cubre en PROFIBUS DP frente a PA.
Por qué MBP encaja en áreas peligrosas
La naturaleza de baja energía y basada en corriente de MBP es lo que lo hace un encaje natural para instalaciones intrínsecamente seguras en áreas clasificadas. Como la señalización y la energía disponible en el segmento pueden limitarse a niveles seguros, un segmento PA puede ingeniarse de modo que no pueda entregar la energía suficiente para encender una atmósfera peligrosa, que es todo el punto de un diseño intrínsecamente seguro. Eso restringe cuántos dispositivos puede alimentar un segmento y cómo se cablea, pero es precisamente la razón por la que PA llega a instrumentos en áreas donde los buses de mayor energía no pueden entrar.
Esos límites de energía del segmento y de conteo de dispositivos se ingenian con el hardware de alimentación de fieldbus y de barreras, e interactúan con el esquema de seguridad intrínseca elegido para la planta. Cualquier decisión de diseño de área peligrosa aquí corresponde a personal calificado trabajando conforme a la clasificación de áreas del sitio y las normas aplicables; los conceptos se traslapan con las E/S de área peligrosa y barreras de fieldbus. MBP no hace seguro un segmento por sí solo: hace posible un segmento intrínsecamente seguro cuando el resto del diseño lo respalda.
Preguntas frecuentes
¿Cómo lleva MBP datos y energía por un solo par?
El par trenzado lleva una alimentación de CC que energiza a los instrumentos de campo, y la señal digital se imprime encima como una pequeña modulación de corriente codificada en Manchester. El dispositivo que transmite consume una corriente modulada que los demás detectan como la señal. Como la modulación es pequeña y no tiene componente de CC, convive con la alimentación de CC en los mismos dos hilos.
¿Por qué PROFIBUS PA usa codificación Manchester?
La codificación Manchester incrusta el reloj en la señal de datos, así que los receptores se mantienen sincronizados sin un hilo de temporización aparte, y no tiene componente de CC, lo que evita que perturbe la alimentación de CC que el mismo par lleva. Eso la hace muy adecuada para un enlace alimentado por el bus donde la comunicación y la energía comparten un solo par trenzado.
¿Por qué MBP es apto para áreas peligrosas?
MBP es de baja energía y basado en corriente, así que un segmento puede ingeniarse para limitar la energía disponible a niveles seguros en un diseño intrínsecamente seguro, es decir, incapaz de entregar la energía suficiente para encender una atmósfera peligrosa. Eso restringe el conteo de dispositivos y el cableado, pero permite a PA llegar a instrumentos donde los buses de mayor energía no pueden. El diseño de área peligrosa debe seguir la clasificación del sitio y las normas.
Fuentes y lecturas
Referencias primarias de los organismos de normas y reguladores que definen este tema:
- PROFIBUS & PROFINET International - PROFIBUS
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