Rede DeviceNetaffonso/FTP/DCA447/modbus/fabio_device_net.pdf · Introdução e Histórico...

Rede Rede DeviceNetDeviceNet

Fábio Soares de LimaFábio Soares de Limafabio@dca.ufrn.brfabio@dca.ufrn.br

ÍndiceÍndiceIntrodução e HistóricoIntrodução e HistóricoModelo de camadasModelo de camadasMeio FísicoMeio Físico

TopologiaTopologiaNúmeros de Estações AtivasNúmeros de Estações AtivasNúmero de Redes por CLPNúmero de Redes por CLP

ProtocoloProtocoloDATA FrameDATA FrameCamada de Acesso ao Meio Camada de Acesso ao Meio -- ArbitragemArbitragemErros de ComunicaçãoErros de ComunicaçãoGrupos de MensagensGrupos de MensagensModelo de ObjetosModelo de Objetos

Modelo de redesModelo de redesScanner Scanner DeviceNetDeviceNetODVAODVA

Perfis dos DispositivosPerfis dos DispositivosConclusãoConclusão

Introdução e HistóricoIntrodução e HistóricoDeviceNetDeviceNet é uma rede de baixo nível que é uma rede de baixo nível que proporciona comunicações utilizando o mesmo proporciona comunicações utilizando o mesmo meio físico entre dispositivos;meio físico entre dispositivos;Boa relação custoBoa relação custo--benefício:benefício:

Sinais analógicos;Sinais analógicos;Sinais Sinais onon--offoff;;

Protocolo Aberto;Protocolo Aberto;Desenvolvida pela Desenvolvida pela AllenAllen--BradleyBradley;;Baseada no protocolo CAN:Baseada no protocolo CAN:

BoshBosh –– anos 80;anos 80;Indústria Automobilística;Indústria Automobilística;

Redes Redes AllenAllen--BradleyBradley

Classificação das Redes DigitaisClassificação das Redes Digitais

Modelo de camadasModelo de camadas

Protocolo CAN define:Protocolo CAN define:Metodologia MAC;Metodologia MAC;Checagem de erro;Checagem de erro;

CANCANControllerController AreaArea NetworkNetwork

Tecnologia aberta;Tecnologia aberta;Fabricante de chips:Fabricante de chips:

Intel;Intel;MotorolaMotorola;;SiemensSiemens;;Entre outros;Entre outros;

Produção em grande escala;Produção em grande escala;Eletrônica embarcada.Eletrônica embarcada.

DeviceNetDeviceNet -- Meio físicoMeio físico

Dois pares de fios em um único cabo:Dois pares de fios em um único cabo:Comunicação:Comunicação:Utiliza a técnica de tensão diferencial.Utiliza a técnica de tensão diferencial.Alimentação:Alimentação:Corrente contínua 24V.Corrente contínua 24V.

Máximo de 64 nós;Máximo de 64 nós;TerminadoresTerminadores de 121 ohms;de 121 ohms;

Taxas de transmissãoTaxas de transmissão

TopologiaTopologia

Em linha ou Em linha ou barramentobarramento;;Em árvore;Em árvore;Em tronco Em tronco –– mais comum;mais comum;

Estações ativasEstações ativas

64 nós;64 nós;Endereçamento segundo padrões Endereçamento segundo padrões DeviceNetDeviceNet::

0 para scanner;0 para scanner;62 interface microcomputador62 interface microcomputador--rede.rede.

Redes por CLPRedes por CLP

Memória disponível:Memória disponível:Principal limitante;Principal limitante;Semelhante a dispositivos Semelhante a dispositivos I/OI/O..

RackRack::Tamanho;Tamanho;Troca ou expansão.Troca ou expansão.

Tempo de resposta.Tempo de resposta.

Protocolo Protocolo DeviceNetDeviceNet

Dois estados lógicos:Dois estados lógicos:Bit recessivo (1);Bit recessivo (1);Bit dominante(0).Bit dominante(0).

CAN Data Frame;CAN Data Frame;CSMA/NBACSMA/NBA –– CSMA/CDCSMA/CD + AMP;+ AMP;Modelo Modelo Produtor/ConsumidorProdutor/Consumidor;;

DATA FRAMEDATA FRAME

Campo de arbitragem:Campo de arbitragem:Identificador + RTR (Não utilizado pela Identificador + RTR (Não utilizado pela DeviceNetDeviceNet););Facilita o acesso ao meio.Facilita o acesso ao meio.

DATA FRAMEDATA FRAME

Campo de controle + LEN:Campo de controle + LEN:6 bits sendo 2 bits fixos;6 bits sendo 2 bits fixos;Valor entre 0Valor entre 0--8 8 –– representa o número de bytes de representa o número de bytes de dados.dados.

DATA FRAMEDATA FRAME

CRC:CRC:16 bits;16 bits;Detecção de erros;Detecção de erros;

DATA FRAMEDATA FRAME

Bit ACK:Bit ACK:1 bit;1 bit;Confirmação de envio.Confirmação de envio.

DATA FRAMEDATA FRAME

Final de Frame (EOF):Final de Frame (EOF):7 bits;7 bits;Todos recessivos.Todos recessivos.

Espaço entre Espaço entre framesframes::Três bits recessivos.Três bits recessivos.

Camada de acesso ao meioCamada de acesso ao meioMACMAC

CSMA/NBACSMA/NBA::CarrierCarrier Sense Sense MultipleMultiple AcessAcess withwith NonNonDestructiveDestructive BitwiseBitwise ArbitrationArbitration;;CSMA/CDCSMA/CD + AMP.+ AMP.

ArbitragemArbitragem

Nó só transmite quando o meio estiver Nó só transmite quando o meio estiver livre;livre;Cada nó transmite e escuta o meio, bit a Cada nó transmite e escuta o meio, bit a bit;bit;Bits dominantes sobrescrevem bits Bits dominantes sobrescrevem bits recessivos.recessivos.

Arbitragem Arbitragem -- ExemploExemplo

Erros de ComunicaçãoErros de ComunicaçãoCRC CRC errorerror::

Retransmissão da mensagem solicitada;Retransmissão da mensagem solicitada;ACK ACK errorerror::

Nó receptor escreve o ACK em bit dominante;Nó receptor escreve o ACK em bit dominante;Se bit ACK não for alterado, retransmissão imediata.Se bit ACK não for alterado, retransmissão imediata.

FormForm errorerror::Formatos não esperados no “cabeçalho” ou “rodapé” do frame.Formatos não esperados no “cabeçalho” ou “rodapé” do frame.

Bit 1 Bit 1 errorerror e Bit 0 e Bit 0 errorerror::Próprio transmissor detecta, bits invertidos.Próprio transmissor detecta, bits invertidos.

StuffStuff errorerror::Até o CRC não é possível a presença de 6 bits consecutivos Até o CRC não é possível a presença de 6 bits consecutivos com mesma polaridade, caso ocorra, retransmissão imediata.com mesma polaridade, caso ocorra, retransmissão imediata.

Grupos de MensagensGrupos de Mensagens

Tipos de MensagensTipos de Mensagens

I/OI/O MessageMessage::Mensagens críticas;Mensagens críticas;Geradas em pontoGeradas em ponto--aa--ponto e ponto e multicastmulticast;;Identificadores de alta prioridade;Identificadores de alta prioridade;Configuração prévia indicando fonte e destino.Configuração prévia indicando fonte e destino.

ExplicitExplicit MessageMessage::Mensagens de configuração e diagnósticos de Mensagens de configuração e diagnósticos de defeitos;defeitos;PontoPonto--aa--ponto;ponto;Identificadores de baixa prioridade.Identificadores de baixa prioridade.

Modelos de ObjetosModelos de Objetos

Objeto identidade;Objeto identidade;Objeto roteador de mensagens;Objeto roteador de mensagens;Objeto Objeto AssemblyAssembly;;Objeto de conexão;Objeto de conexão;Objeto de parametrização;Objeto de parametrização;Objeto de Aplicação.Objeto de Aplicação.

Modelos de RedesModelos de RedesMestre escravo Mestre escravo –– PolledPolled MessageMessage

MulticastMulticast -- StrobeStrobe MessageMessage

Mensagens cíclicasMensagens cíclicas

Mudança de estadoMudança de estado

Scanner Scanner DeviceNetDeviceNet

Comunicação entre CPU do CLP e Comunicação entre CPU do CLP e instrumentos;instrumentos;Mapeamento de memória:Mapeamento de memória:

Troca de dados entre scanner e Troca de dados entre scanner e equipamentos.equipamentos.

ODVAODVA

Open Open DeviceNetDeviceNet VendorVendor AssociationAssociation;;Rege e gerencia as especificações;Rege e gerencia as especificações;Atividades:Atividades:

SIG’s SIG’s –– grupo de desenvolvimento de grupo de desenvolvimento de detalhes das especificações;detalhes das especificações;Testes de conformidade;Testes de conformidade;Seminários e cursos de treinamento;Seminários e cursos de treinamento;Publicação de catálogos de produtos;Publicação de catálogos de produtos;Certifica fabricantes.Certifica fabricantes.

Perfis de DispositivosPerfis de Dispositivos

Definem os requisitos mínimos;Definem os requisitos mínimos;Deve conter:Deve conter:

Modelo de objeto do dispositivo;Modelo de objeto do dispositivo;Formato de dados Formato de dados I/OI/O;;Parâmetros configuráveis.Parâmetros configuráveis.

ConclusãoConclusão

Rede simples e rápida;Rede simples e rápida;Trabalha com dispositivos analógicos e Trabalha com dispositivos analógicos e discretos;discretos;Ocorre disputa pelo meio.Ocorre disputa pelo meio.

ReferênciasReferências

www.odva.org.brwww.odva.org.brwww.sense.com.brwww.sense.com.brwww.cpdee.ufmg.br/~seixaswww.cpdee.ufmg.br/~seixasSistemas de redes para controle e Sistemas de redes para controle e automação automação –– Lopez,R.A. Lopez,R.A. –– Book ExpressBook Express