Dimensionamiento de red ControlNet
Un link ControlNet es un árbol de segmentos coaxiales lineales unidos por repetidores. Cada segmento está limitado por el número de taps, el link por el número de repetidores en serie y por el retardo de propagación entre los dos nodos más lejanos, y la programación por el NUT, el RPI y los 500 bytes que un nodo puede enviar por NUT. Esta página muestra las reglas de los manuales de planificación de Rockwell tal como las aplica la calculadora.
Cuándo usar
Al trazar troncales coaxiales ControlNet y decidir dónde hace falta un repetidor, al extender un link de planta con un par de repetidores de fibra o un anillo óptico, al migrar o auditar una red ControlLogix existente, y antes de configurar NUT, SMAX y UMAX en RSNetWorx for ControlNet.
Cómo se arma un link ControlNet
El segmento coaxial es estrictamente lineal — troncal con taps, terminador de 75 Ω en cada extremo — y cada nodo cuelga de su propio tap con un drop de 1 m que no se puede cortar ni alargar. Ramificar solo es legítimo en un repetidor: un 1786-RPCD abre segmentos coaxiales nuevos, y un par de módulos de fibra lleva el link a un área remota, punto a punto o en anillo óptico. La calculadora divide el árbol en segmentos y verifica cada uno, y luego verifica el link completo. En las mismas plantas, las E/S de dispositivo suelen colgar por debajo de ControlNet, en DeviceNet, y en plantas de base Siemens el papel equivalente a nivel de célula lo cumple PROFIBUS DP.
El segmento: taps, cable y longitud
Cada tap del segmento cuesta 16,3 m de los 1000 m de base: nodos, repetidores, taps de reserva con carga de prueba, el tap de mantenimiento y los conectores bullet reservados. Hasta 48 taps, lo que deja 250 m. Un cable distinto del RG-6 estándar entra por longitud equivalente, en la razón de su atenuación: el RG6F pesa 2,25 veces, el jumper cerca del doble. El drop-cable DS/3/4 usado como troncal tiene un tope de 30 m por segmento, y los jumpers plug-a-plug, 70 por segmento. Mida la troncal por su recorrido real en las bandejas portacables. A diferencia de DeviceNet o de un segmento PROFIBUS PA, el coaxial no lleva alimentación, así que la longitud es el único presupuesto del cable — no hay caída de tensión que verificar.
Repetidores, fibra y retardo
Los repetidores en serie tienen un tope de 20 con el adaptador serie B y de 5 con la serie A; cada adaptador lleva hasta 4 módulos y 1,6 A de corriente de backplane. El retardo de propagación se suma sobre coaxial, fibra y repetidores y debe quedar por debajo de 121 µs por sentido entre cualquier par de nodos — la calculadora encuentra el peor par, no solo la troncal más larga. Cada enlace de fibra tiene su balance óptico y su alcance por módulo, y el anillo óptico se verifica incluyendo el vano de cierre y el caso degradado tras una rotura. Con medios redundantes, el skew A/B está limitado a 1,6 µs. Donde los enlaces de fibra terminan en distribuidores ópticos de la sala de control, su espacio se dimensiona en el dimensionamiento de rack 19”.
Direcciones y datos programados
Las direcciones van de 1 a 99, únicas por link. El SMAX debe cubrir el mayor nodo programado y el UMAX el mayor nodo en uso, sin dejar direcciones vacías atrás. En los datos programados, el API sale del RPI como el NUT por una potencia de 2, cada nodo envía como máximo 500 bytes por NUT, y las conexiones de cada módulo de comunicación se comparan con los límites publicados (1756-CN2, 1756-CNB, 1768-CNB, 1769-L3xC, 1784-PCICS, 1788-CNx) o con un límite declarado.
Lo que esta herramienta no cubre
No estima el porcentaje de ancho de banda programado ni genera la programación — eso es tarea de RSNetWorx for ControlNet, y el overhead de trama no tiene fuente primaria publicada. La atenuación de la fibra no se presume: sin ella el margen óptico no se evalúa. Un cable sin atenuación publicada (drop-cable DS/3/4) se trata por su tope de 30 m, no por equivalencia. Y por encima de 48 taps la recta de longitud no se extrapola.
Fórmulas y fundamentos
suma_i (a_i / 5,99) × L_i <= 1000 − 16,3 × (N_taps − 2) [m] Los tres criterios que publica Rockwell (tabla de longitud, forma en atenuación y ejemplo de longitud equivalente del 1786-IN009B) son la misma regla. El lado izquierdo es la longitud equivalente en RG-6: el RG6F (13,5 dB/304 m) cuenta 2,25 veces su longitud, y el jumper 1786-TJPR cerca del doble. Por encima de 48 taps no hay extrapolación.
retardo = suma(L_coax × 4,17 ns/m) + suma(L_fibra × 5,01 ns/m) + suma(901 ns + retardo del módulo) <= 121 µs Por sentido, entre CUALQUIER par de nodos — la calculadora recorre todos los pares en busca del peor. Cada repetidor cuesta los 901 ns del adaptador 1786-RPA/B más el del módulo (100 ns RPCD, 94 RPFS, 153 RPFM, 100 RPFRL/RPFRXL). La ruta también tiene un tope de 20 km, verificado aparte.
skew = 4,17 × dL_coax + 5,01 × dL_fibra <= 1,6 µs Diferencia entre los canales A y B. Ambos canales deben además pasar por el mismo número y tipo de repetidores, y no se mezclan nodos redundantes con nodos no redundantes en el mismo link.
margen = presupuesto − (alfa × L + n_con × a_con + n_empalme × a_empalme) >= 0 Presupuesto por módulo: RPFS 4,2 dB (con 2 dB cargados por par acoplado), RPFM 13,3 dB, RPFRL/B 15 dB, RPFRXL/B 10,5 dB. La atenuación de la fibra es una entrada — sin ella el margen no se evalúa. El RPFRL/B no acepta fibra monomodo.
API = NUT × 2^k <= RPI, k <= 7; bytes por nodo por NUT <= 500 NUT de 2 a 100 ms; el RPI no puede ser más rápido que el NUT. Una conexión rack-optimized suma 8 bytes por slot del chasis. Tag producido o consumido limitado a 480 bytes.
Normas y métodos
- Rockwell CNET-IN002B — ControlNet Coax Media Planning and Installation Guide
- Rockwell CNET-IN001C — ControlNet Fiber Media Planning and Installation Guide
- Rockwell CNET-UM001H — ControlNet Network Configuration
- Rockwell 1786-TD008A — ControlNet Accessory Specifications
- Rockwell 1786-IN009B — ControlNet Standard and High-flex Coax Cable
- Rockwell 1786-IN007 — ControlNet Coax Taps
- ODVA — especificación ControlNet
Valores típicos de referencia
| Magnitud | Rango típico | Observación |
|---|---|---|
| Longitud del segmento en RG-6 | 1000 m (2 taps) · 934,8 m (6 taps) · 250 m (48 taps) | — |
| Taps por segmento | ≤ 48 | el repetidor ocupa un tap en cada segmento que toca |
| Atenuación del cable a 10 MHz | RG6 5,99 · RG6F 13,5 dB por 304 m | — |
| Jumpers / drop-cable DS/3/4 como troncal | ≤ 70 jumpers · ≤ 30 m por segmento | — |
| Nodos y direcciones por link | 99 nodos, direcciones 1–99 | 98 con módulo de anillo óptico |
| Repetidores en serie | 20 con 1786-RPA/B · 5 con 1786-RPA/A | — |
| Adaptador 1786-RPA/B | 4 módulos · 1,6 A de backplane a 5 V | — |
| Retardo / ruta / skew | 121 µs por sentido · 20 km · 1,6 µs | — |
| NUT / RPI | 2–100 ms / 2–750 ms | — |
Ejemplo resuelto
Un segmento RG-6, cinco nodos y un tap de mantenimiento
Datos de entrada
- Taps a lo largo de la troncal (distancia desde el anterior)
- PLC 0 · RIO-01 180 · RIO-02 220 · VFD-01 260 · HMI-01 150 · mantenimiento 40 m
- Cable / NUT / serie del adaptador
- 1786-RG6 · 5 ms · B —
- RPI programado (PLC · RIO-01 · RIO-02 · VFD-01)
- 10 · 20 · 20 · 40 ms
- Conexión rack-optimized del RIO-01
- 32 ent. + 32 sal. + 10 slots bytes / slots
- SMAX / UMAX declarados
- 8 / 8 —
Resultados
- Troncal (equivalente RG-6)
- 850 m
- Límite del segmento con 6 taps
- 934,8 m (91 % usado)
- Peor retardo de propagación (PLC ↔ HMI-01)
- 3,38 µs (límite 121 µs)
- API (PLC · RIO · VFD)
- 10 · 20 · 40 ms
- Mayor dato programado por nodo (RIO-01)
- 144 bytes por NUT (límite 500)
- SMAX / UMAX sugeridos
- 7 / 5 —
- Veredicto
- OK —
Seis taps — cinco nodos y un tap de mantenimiento — bajan el límite del segmento a 1000 − 16,3 × 4 = 934,8 m, y los 850 m de troncal usan el 91 %: un nodo más y unas decenas de metros ya pedirían un repetidor. El retardo no preocupa en un solo segmento: 810 m entre los dos nodos más lejanos dan 3,4 µs de los 121 µs. Los RPI caen exactamente en múltiplos binarios del NUT de 5 ms. El UMAX declarado de 8 está holgado — las direcciones 6, 7 y 8 están vacías y aun así reciben turno —, por lo que la calculadora sugiere UMAX 5 y SMAX 7 (mayor dirección programada 4 más 3 de margen).
Errores comunes
- Contar solo los nodos como taps. Los taps de reserva con TCAP, el tap de mantenimiento, los conectores bullet reservados y los repetidores ocupan tap y cuestan 16,3 m cada uno.
- Tratar el RG6F como RG6. El cable de alta flexibilidad tiene 13,5 dB por 304 m frente a 5,99: 100 m de RG6F consumen 225 m del presupuesto del segmento.
- Verificar el retardo solo a lo largo de la troncal más larga. El peor par puede estar en otro lugar: cada repetidor pesa cerca de 1 µs de retardo — unos 240 m de coaxial — y cero metros de ruta.
- Suponer que el 1786-RPA/A se comporta como la serie B. La serie A admite solo 5 repetidores en serie, no 20. Sin la serie declarada, la calculadora no elige por usted.
- Dejar el UMAX muy por encima de la mayor dirección. Cada dirección hasta el UMAX recibe turno no programado; las vacías desperdician ancho de banda. Y un nodo por encima del UMAX está en el cable pero nunca se sondea.
- Configurar el SMAX por debajo de la mayor dirección programada. Ese nodo no puede enviar datos programados; con módulo de anillo óptico el SMAX necesita además una dirección libre por encima.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la longitud máxima de un segmento ControlNet?
1000 m de RG-6 con 2 taps, bajando 16,3 m por cada tap adicional hasta 250 m con 48 taps. A partir de ahí, un repetidor abre un segmento nuevo. Con otros cables el límite vale para la longitud equivalente en RG-6.
¿Cuántos nodos admite una red ControlNet?
99 nodos por link, direcciones de 1 a 99, y hasta 48 taps por segmento. El repetidor ocupa tap pero no consume dirección. Con módulo de anillo óptico la mayor dirección utilizable baja a 98.
¿Cuántos repetidores se pueden conectar en serie?
20 con el adaptador 1786-RPA/B y 5 con el 1786-RPA/A. Además, el retardo de propagación total entre cualquier par de nodos debe quedar por debajo de 121 µs, y cada adaptador está limitado a 4 módulos y 1,6 A de corriente de backplane — lo que se alcance primero.
¿La calculadora estima el ancho de banda programado?
No. La programación la hace RSNetWorx for ControlNet, y el overhead de trama de la capa de enlace no tiene fuente primaria publicada. La calculadora verifica NUT, RPI, API, bytes por nodo por NUT, tamaño de tag y conexiones por módulo, y deja el porcentaje de ancho de banda a RSNetWorx.
¿Cómo se eligen SMAX y UMAX?
El SMAX debe ser al menos la mayor dirección programada — más una con módulo de anillo óptico —, y la práctica es dejar unas 3 direcciones de margen. El UMAX no puede quedar por debajo del SMAX ni de la mayor dirección en uso, y no debería quedar muy por encima de ella.
¿El coaxial ControlNet lleva alimentación?
No. No hay fuente, caída de tensión ni presupuesto de corriente en el medio. El único presupuesto de corriente es el de 1,6 A a 5 V del backplane del adaptador de repetidor.
Glosario
- Segmento
- Troncal coaxial lineal con taps, cerrada por un terminador de 75 Ω en cada extremo.
- Link
- Conjunto de segmentos unidos por repetidores; entre dos puntos existe un único camino.
- Tap
- Conexión pasiva a la troncal con drop fijo de 1 m; cada nodo y cada repetidor ocupan uno.
- NUT
- Network Update Time — el intervalo repetitivo en el que deben caber el tráfico programado y el no programado.
- RPI / API
- Intervalo de paquete solicitado y el efectivo; el API es el NUT por una potencia de 2 no más lenta que el RPI.
- SMAX / UMAX
- Mayor dirección que puede enviar datos programados / mayor dirección que recibe turno no programado.
- Keeper
- Nodo que guarda y distribuye los parámetros de programación de la red.