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Introduo

As redes industriais foram criadas, a fim de criar uma soluo eficiente e baratapara conexo entre os mais distintos dispositivos de um processo de automao. Osprotocolos tem papel importante nisso, j que so eles que determinam o

idioma da rede e permite que um dispositivo converse com outro.

Padres surgem aos montes. Criados pelos fabricantes dos equipamentos,os protocolos so as vezes padro para uma nica marca. E neste ponto que

os protocolos padronizados perdem seu sentido. So inmeras as vezes em que setentou instituir um padro que fosse adotado por todos os fabricantes. Com aevoluo da tecnologia nos equipamentos, vemos cada vez mais dispositivos

capazes de se comunicar com os mais diversos protocolos


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Protocolo MODBUS

O protocolo MODBUS uma estrutura de mensagem desenvolvida pela Modiconem 1979, usada para estabelecer comunicao entre os dispositivos mestre-escravo /cliente-servidor. Ele de fato um padro, muitos protocolos de rede industriais

utilizam este protocolo em seu ambiente. O protocolo ModBUS disponibiliza umapadro de indstria atravs do mtodo MODBUS para trocar mensagens.

Comunicao entre os dispositivos MODBUS

Os dispositivos MODBUS comunicam utilizando a tcnica mestre-escravo noqual permite que somente um dispositivo (o mestre) possa iniciar as transaes(chamadas de queries). Os outros dispositivos (escravos) respondem de acordo com opedido do mestre, ou de acordo com a tarefa em questo. Um dispositivo perifricoescravo (vlvula, drive de rede ou outro dispositivo de medio), que processa a

informao e envia o dado para o mestre.

A verificao de erro efetuada opcionalmente pela paridade de cada bytetransmitido e obrigatoriamente pelo mtodo LRC ou CRC sobre toda a mensagem. OLRC descarta os caracteres de inicio e fim de mensagem. O CRC descarta os bits de

inicio, paridade e parada de cada byte:

O dispositivo mestre espera uma resposta por um determinado tempo antesde abortar uma transao (timeout).

O tempo deve ser longo o suficiente para permitir a resposta de qualquerescravo. Se ocorre um erro de transmisso, o escravo no construir a resposta para omestre. Ser detectado um timeout e o mestre tomar as providncias

programadas.

Tipos de protocolos MODBUS


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O MODBUS TCP/IP usado para comunicao entre sistemas de superviso econtroladores lgicos programveis. O protocolo Modbus encapsulado no protocoloTCP/IP e transmitido atravs de redes padro ethernet com controle de acesso aomeio por CSMA/CD.

O MODBUS PLUS usado para comunicao entre si de controladores lgicosprogramveis, mdulos de E/S, chaves de partida eletrnica de motores, interfaceshomem mquina etc. O meio fsico o RS-485 com taxas de transmisso de 1 Mbps,

controle de acesso ao meio por HDLC (High Level Data Link Control).

O MODBUS PADRO usado para comunicao dos CLPs com os dispositivosde entrada e sada de dados, instrumentos eletrnic os inteligentes (IEDs) como relsde proteo, controladores de processo, atuadores de vlvulas, transdutores deenergia e etc. o meio fs ico o RS-232 ou RS-485 em conjunto com o protocolo

mestre-escravo.

Mapa do registrador MODBUS

Os dispositivos MODBUS usalmente incluem um mapara de registro MODBUS.As funes do MODBUS funcionam sobre um registrador de mapa, configurao econtrole de mdulo I/O. Verifique a referncia no mapa de registro do seu dispositivo

para obter uma melhor compreenso da operao.

Modo de transmisso serial para a rede MODBUS

O modo de transmisso define o contedo de bit da mensagem a sertransmitida na rede e como a informao da mensagem ser empacotada na

mensagem e descompactada.

O padro MODBUS emprega os dois modos de transmisso:

ASCII Mode;

RTU Mode.

O modo de trasmisso usualmente selecionado com outros parmetros deporta de comunicao serial como baud rate, paridade e etc.

Modo de transmisso ASCII

No modo de tranmisso ASCII (American Standard Code for InformationInterchange), cada byte de caracter em uma mensagem enviado dois caracteres semgerao de erros.


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Modo de Transmio RTU (Remote Terminal Unit)

No modo RTU (Remote Terminal Unit), cada mensagem de 8 bits contm doiscaracteres hexadecimais de 4 bits.

Funes do MODBUS

A funo do cdigo de campo da mensagem colocar dois caracteres (no modoASCII), ou 8 bits (no modo RTU) que digam ao escravo que ao ele deve tomar.Funes vlidas de cdigo valem de 1 at 255, porm nem todos os cdigos sero

aplicados para o mdulo e alguns cdigos ficaro reservados para uso futuro.

Campo de dados do MODBUS

O campo de dados disponibiliza ao escravo alguma informao necessria peloescravo para completar a ao especfica pelo cdigo da funo. O dado formado debytes de caracteres mltiplos (um par de caracteres ASCII no modo ASCII), ou de dois

dgitos hexadecimais no modo RTU, na faixa de 00h at FFh.

Os dados tipicamente incluem registradores de endereos, contadores develores e escrita de dados. Se nenhum erro encontrado, o campo de dados daresposta do escravo retornar do pedido de dados. Se alguns erros ocorrem, o campode dado retorna um cdigo de exceo que a aplicao mestre pode usar paradeterminar aprximaao a tomar.


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Protocolo PROFIBUS

PROFIBUS desenvolvido na Alemanha, inicialmente pela Siemens em conjuntocom a Bosch e Klockner-Moeller em 1987. Em 1988 tornou-se um "Trial UseStandard" no contexto da norma DIN (DIN V 19245, parte 1), que define as camadas

Fsica e Enlace. Posteriormente, grupo de 13 empresas e 5 centros de pesquisapropuseram alteraes nas camadas Fsica e Enlace e definiram a camada deAplicao (norma DIN V 19245, parte 2). Esta proposta atualmente apoiada por

mais de 300 empresas europias e internacionais.

uma rede de campo aberta, independente dos fabricantes, ao alcance de umalarga variedade de aplicaes de manufatura e processos de automao. A suaindependncia e a garantia de ser uma rede aberta assegurada pelas normas

internacionais

A comunicao entre dispositivos de diferentes fabricantes ocorre sem ajustesespeciais Pode ser usado em tarefas que requerem comunicao em tempo real, altavelocidade e de comunicao complexa

Perfis de comunicao

PROFIBUS DP (Distribuited Process)PROFIBUS PA (Process application)PROFIBUS FMS (Fieldbus Massage Especification)PROFIBUS DP

o perfil de comunicao mais utilizado otimizado para velocidade, eficincia,baixos custos de ligao e est projetado para comunicaes entre sistemas deautomao e perifricos distribudos

PROFIBUS PA

Permite conectar sensores e atuadores at mesmo em um barramento comumem reas intrinsicamente seguras. Pode ser usado com tecnologia 2 fios de acordo

com o padro internacional IEC 1158-2PROFIBUS FMS

Soluo de propsito geral para comunicao de tarefa ao nvel de Clula, osrecursos FMS poderosos abrem um amplo alcance de aplicaes com grandeflexibilidade, pode ser usado para tarefas de comunicao extensas e complexas.

Profibus DP / PA

Classificao: DevicebusMais de 300 fornecedores de equipamentosTopologia:Linha / Estrela / Anel


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Velocidade de transmisso: DP - Mx: 12 Mbps ; PA - Max: 31.25 kbpsTempo de Ciclo c/ 256 Discretas (16 Ns c/ 16 E/S): < 2.0 ms (dependente da

configurao) Max. nmero de ns: 127

Distncia Mxima: 100m entre segmentos (12Mbaud) ; 24Km (Dependente domeio e do Baudrate)

Mestre-Escravo - peer to peer

Arquitetura Tpica Profibus DP/PA

Configurao do sistema via software


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Ethernet

A rede Ethernet passou por uma longa evoluo nos ltimos anos seconstituindo na rede de melhor faixa e desempenho para uma variada gama de

aplicaes industriais.

A Ethernet foi inicialmente concebida para ser uma rede de barramentomultidrop (100Base-5) com conectores do tipo vampiro (piercing) , mas este sistemamostrou-se de baixa praticidade. A evoluo se deu na direo de uma topologiaestrela com par tranado. As velocidades da rede cresceram de 10 Mbps para 100

Mbps e agora alcanam 1 Gbps (IEEE802.3z ou Gigabit Ethernet).

A Gigabit Ethernet disputa com a tecnologia ATM o direito de ser a espinhadorsal (backbone) das redes na empresa. A outra evoluo se d no uso de hubsinteligentes com capacidade de comutao de mensagens e no uso de cabos full

duplex em substituio aos cabos half duplex mais comumente utilizados. Isto fazcom que a rede se torne determinstica e reduzem a probabilidade de coliso dedados

Faixa de aplicao da rede

Outras iniciativas visam utilizar a rede Ethernet para como substrato paraoutras aplicaes. Alguma iniciativas nesta direo so:

Desenvolvimento da rede Fieldbus HSE ( high speed Ethernet ):

A Fieldbus Foundation incorporou a rede Ethernet dentro de sua especificao

H2. Esta rede no visa substituir a rede H1, mas estender seu espectro de aplicao


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para a interligao de dispositivos como CLPs e sistemas de superviso. Esta rede usa

UDP/IP sobre as camadas de enlace Ethernet.

Tabela comparativa rede H1 x HSE

Ethernet/IP:

Ethernet/Ip o nome comercial da especificao da camada de aplicaoControl Net sobre TCP/UDP/IP sobre Ethernet. A especificao foi gerada pelaControlNet International e agora est sendo adotada pela ODVA (Open Device NetVendors Association). A especificao da ControlNet consiste do Control andInformation Protocol (CIP) rodando sobre a canada CTDMA (Concurrent TimeDomain Multiple Access). O protocolo DeviceNet uma especializao do CIP rodandosobre CAN. Ethernet/IP uma especializao do protocolo CIP rodando sobre

TCP/UDP/IP, que por sua vez roda sobre a rede Ethernet.

PROFInet:

Existe um esforo em se buscar o acoplamento transparente entre as redeProfibus e Ethernet. O que se busca uma reduo dos custos de engenharia epromover uma comunicao mais uniforme entre aplicativos de alto nvel e

dispositivos de campo.

Modbus/TCP:

Esta rede une o protocolo de camada de aplicao mais popular com o stack detransporte/rede mais utilizados na indstria. Na verdade o protocolo Modbus rivalizaem popularidade com o protocolo DF1 da Rockwell Automation, mas maisdifundido. Uma das vantagens do protocolo TCP/IP a facilidade de se usar diversascamadas de aplicao diferentes. No port 1000 estamos tratando requisies deservio do protocolo Modbus, enquanto no port 1001 tratamos um protocolo DF1,

por exemplo.

Este tipo de aplicao visa mais interligar dispositivos de campo orientados a

byte, mais simples, como equipamentos de laboratrio, medidores de energia CA/CC,rels inteligentes, etc.


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Fieldbus Foundation

A Fieldbus Foundation uma organizao que surgiu em 1993 como um esforodos maiores fornecedores de produtos fieldbus da poca (WorldFIP e ISP) para sechegar num padro nico e interopervel. formado atualmente pelos maiores

fabricantes, fornecedores e usurios finais de controle de processo e automaofabril, tendo sido apresentado, na sua verso completa de padro, apenas no ano de97. A fase atual est na utilizao do padro em plantas industriais e qumicas aoredor do mundo para testes e validaes finais. Por ser um profundo contribuidor aopadro ISA/IEC SP50 provvel que a verso final do ISA/IEC tenha muito a ver como padro da Fieldbus Foundation.

Definies

O FIELDBUS um protocolo desenvolvido para automao de Sistemas de

Fabricao, elaborado pela FieldBus Foundation e normalizado pela ISA-TheInternational Society for Measurement and Control. Como pode ser observado dafigura anterior, o protocolo Fieldbus visa a interligao de instrumentos e

equipamentos, possibilitando o controle e monitorao dos processos.

Geralmente utilizado com os chamados Softwares Supervisrios (SCADA, etc.),que permitem a aquisio e visualizao desde dados de sensores at status de

equipamentos.

Operao conjunta: Softwares Supervisrios+Fieldbus+Instrumentos.

Nveis de Protocolo

Fieldbus foi desenvolvido baseado no padro ISO/OI, porm no contmtodos os seus nveis. A figura faz a comparao entre os dois modelos. Comopode ser visto na figura, o protocolo Fieldbus dividido em dois nveis

principais: Nvel Fsico (interligao entre os instrumentos e equipamentos) eNvel de Software (tratam das formas de comunicao entre os equipamentos).


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Nveis de SoftwareEsse nvel transparente ao usurio, sendo tratado, geralmente, pelo software

supervisrio. Geralmente dividido em camadas (Layers), como se segue:

Subnvel de Enlace Data Link Layer

A funo deste nvel garantir a transmisso da mensagem, de formantegra, ao destinatrio correto. Tambm neste nvel feito um controle de utilizao

da rede e roteamento de mensagens, definindo quem pode transmitir e quando.

Geralmente h a presena de um Buffer de mensagens, de forma que umprodutor coloca sua mensagem nesse Buffer, e as outras estaes podem acessar osdados. Tal modo de operao permite um tipo de broadcasting, ou seja, com

apenas uma transmisso, todos os destinatrios podem receber os dados.

As redes industriais geralmente devem suportar aplicaes com temposcrticos, de forma que o Scheduler coordena o tempo de cada transao, bem comoobedece a ordens de prioridade para cada emissor/receptor de mensagens.

Subnvel de Aplicao Application Layer

Neste nvel definida a sintaxe das mensagens, bem como o modo detransmisso de cada mensagem (cclica, imediata, apenas uma vez, ou somentequando requisitada). Este nvel tambm faz o monitoramento contnuo dobarramento, de maneira a detectar falhas, adio de novos elementos ou ainda aremoo de outros. Essas atividades so necessrias devido criticidade das

operaes.


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Subnvel do Usurio User Layer

Define a maneira pela qual pode ser feito o acesso a informaes dentro deequipamentos Fieldbus, e de que maneira pode-se distribuir as informaes para

outros instrumentos da rede.

H um certo padro de arquitetura para os equipamentos fieldbus, constitudopor blocos funcionais. Esses blocos executam as funes inerentes a cada processo, etarefas fundamentais, como: aquisio de dados, controle (PID, principalmente),atuao, clculos, etc.

Nvel Fsico

O Nvel Fsico constitui-se dos padres de ligaes, fios, cabos, caractersticas

eltricas, etc, necessrios formao de uma Rede FieldBus.

A norma que especifica esses padres a ANSI/ISA-S50.02 FieldbusStandard for Use in Industrial Control Systems Part 2 : Physical Layer Specificationand Service Definition. Alguns itens da especificao destacam-se pela sua

importncia, dentre eles:

Transmisso de dados apenas de forma digital oferece a vantagem daausncia de conversores AD/DA, o que possibilita maior confiabilidade dos dados;por outro lado, limita a variabilidade dos dados transmitidos;

Comunicao Bi-direcional;Utilizao do Cdigo Manchester;Modulao de Voltagem;Velocidades de transmisso de 31,25kbps e 100 Mbps;Transmisso com ou sem energizao.As duas velocidades determinadas so especficas para cada nvel de

aparelhagem. No nvel de instrumentos, a velocidade de 31,25kbps, j no nvelmais alto, utilizada a velocidade de 100Mbps.

Algumas especificaes quanto ao funcionamento crtico e tolerncia a

falhas da rede tambm so determinadas pela norma:

Uma rede Fieldbus deve continuar operando durante aconexo/desconexo de qualquer instrumento na mesma;

Na ocorrncia de falhas em elementos de transmisso, a comunicao no deveser prejudicada por mais de 1ms;

Recomenda-se a utilizao de meios fsicos redundantes.

A alimentao dos equipamentos presentes na rede pode ser feita de duasmaneiras, via condutores de sinal, onde o cabo de sinal fornece a energia necessria


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ao equipamentos; ou via condutores separados, onde o cabo de sinal transporta

apenas dados, e uma rede separada energiza os equipamentos.

A alimentao utilizando redes separadas a mais comum, pois evita apresena de rudos na redes, oriundos de sobrecargas de alimentao dos

equipamento.

Vantagens do Fieldbus

Diversos benefcios so advindos da utilizao de redes Fieldbus, os mais

importantes so listados a seguir.

Benefcios Econmicos

As caractersticas dos sistemas Fieldbus permitem baixos custos deimplantao e manuteno, bem como a fcil expanso da rede. Tambm no muito difcil a implementao de um sistema Fieldbus em um sistema deautomao j implantado, visto que seriam necessrias apenas placas de interface econversores AD/DA.

Implantao de novas malhas

Benefcios de Performance

Vantagens de customizao e de obteno de informaes de mais baixo nveldevido utilizao de sistemas abertos; Instrumentao de ponta, no caso de

redes novas; transmisso apenas de forma digital; redundncia na rede, etc.


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Nvel de informao obtida em sistemas com e sem Fieldbus.

Projeto de Sistemas Fieldbus

Algumas consideraes bsicas devem ser feitas quando da construo deprojetos Fieldbus. Aspectos como distncias entre equipamentos, nmero deequipamentos a serem ligados, previses de expanso, fontes de alimentao,topologia, segurana e redundncia devem ser levados em conta, visto que mesmo

pequenas falhas, em aplicaes crticas, podem levar a srios prejuzos.

Topologias de RedeGeralmente so utilizadas 4 topologias bsicas em sistemas Fieldbus:

Barramento: constitue-se de um barramento nico onde os equipamentosso ligados de forma direta, ou indireta (via barramentos secundrios).

Ponto a Ponto: os equipamentos so todos ligados em srie. Neste caso obrigatria a redundncia de conexes, de forma a garantir que a emoo/insero deum equipamento no venha a interromper a comunicao.

rvore: alguns equipamentos denominados Concentradores conectamdiversos equipamentos,e interligam-se com outros Concentradores. Esta topologia

tambm conhecida como P de Galinha.

End-to-end: utilizada quando da conexo direta de apenas dois equipamentos.

H tambm a possibilidade de utilizar-se topologias mistas, que baseiam-se nautilizao das topologias acima de forma misturada, por motivos diversos, taiscomo: segurana, otimizao, espaamentos, configurao, etc.


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Topologias Fieldbus possveis: End-to-End; Barramento; Ponto-a-Ponto; rvore

(P-de-Galinha)

Um projeto Fieldbus deve levar em considerao o tempo de resposta darede a determinadas entradas, de forma a no comprometer a dinmica do sistema.Detalhes como atrasos, interrupes e gargalos devem ser eticulosamente analisadospara garantir-se a confiabilidade do sistema

Normas de Segurana

Ambientes fabris so geralmente hostis e perigosos, com a presena demateriais inflamveis, gases, produtos qumicos, etc, tambm chamados reasClassificadas. Ao elaborar-se projetos para ambientes desse tipo, qualquer projetoque seja, normas de segurana devem ser seguidas rigorosamente, de modo a

evitarem-se riscos a pessoas e equipamentos.

As normas que regem os sistemas Fieldbus no fogem regra, e tambm

determinam algumas caractersticas para garantir a segurana do sistema. Aclassificao das reas baseada no tipo de substncias presentes, e as normas desegurana regem especificaes de blindagem, vedao, tipos de instrumentos,

faiscamento e auto-extino de chamas.


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DeviceNet

Introduo

DeviceNet um rede digital, multi-drop para conexo entre sensores, atuadores

e sistema de automao industrial em geral. Ela foi desenvolvida para ter mximaflexibilidade entre equipamentos de campo e interoperabilidade entre diferentes

vendedores.

Apresentado em 1994 originalmente pela Allen-Bradley, o DeviceNet teve suatecnologia transferida para a ODVA em 1995. A ODVA ( Open DeviceNet VendorAssociation) uma organizao sem fins lucrativos composta por centenas deempresas ao redor do mundo que mantm, divulga e promove o DeviceNet e outrasredes baseadas no protocolo CIP (Common Industrial Protocol). Atualmente mais de300 empresas esto registradas como membros, sendo que mais de 800 oferecem

produtos DeviceNet no mundo todo.

A rede DeviceNet classificada no nvel de rede chamada devicebus, cujacaractersticas principais so: alta velocidade, comunicao a nvel de byteenglobando comunicao com equipamentos discretos e analgicos e alto poder de

diagnostico dos devices da rede (como mostrado na figura 1.1).

A tecnologia DeviceNet um padro aberto de automao com objetivo de

transportar 2 tipos principais de informao:

dados cclicos de sensores e atuadores, diretamente relacionados ao controle dados acclicos indiretamente relacionados ao controle, como configurao e

diagnstico.

Os dados cclicos representam informaes trocadas periodicamente entre oequipamento de campo e o controlador. Por outro lado, os acclicos so informaestrocadas eventualmente durante configurao ou diagnstico do equipamento decampo.

A camada fsica e de acesso da rede DeviceNet baseada na tecnologia CAN

(Controller Area Network) e as camadas superiores no protocolo CIP, que define umaarquitetura baseada em objetos e conexes entre eles.

O CAN originalmente foi desenvolvido pela BOSCH para o mercado deautomvel Europeu para substituir os caros chicotes de cabo por um cabo em rede debaixo custo em automveis. Como resultado, o CAN tem resposta rpida econfiabilidade alta para aplicaes principalmente nas reas automobilstica.

Uma rede DeviceNet pode conter at 64 dispositivos onde cada disposito ocupaum n na rede, endereados de 0 a 63. Qualquer um destes pode ser utilizado. No h

qualquer restrio, embora se deva evitar o 63, pois este costuma ser utilizado parafins de comissionamento..
http://www.odva.org/http://www.odva.org/http://www.odva.org/http://www.odva.org/


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Exemplo de Rede DeviceNet

Caractersticas da rede

Topologia baseada em tronco principal com ramificaes. O tronco principaldeve ser feito com o cabo DeviceNet grosso, e as ramificaes com o cabo DeviceNetfino ou chato. Cabos similares podem ser usados desde que suas caractersticaseltricas e mecnicas sejam compatveis com as especificaes dos cabos padro

DeviceNet.

Permite o uso de repetidores, bridges, roteadores e gateways. Suporta at 64 ns, incluindo o mestre, endereados de 0 a 63 (MAC ID). Cabo com 2 pares: um para alimentao de 24V e outro para comunicao. Insero e remoo quente, sem perturbar a rede. Suporte para equipamentos alimentados pela rede em 24V ou com fonte

prpria.

Uso de conectores abertos ou selados. Proteo contra inverso de ligaes e curto-circuito. Alta capacidade de corrente na rede (at 16 A). Uso de fontes de alimentao de prateleira.. Taxa de comunicao selecionvel :125,250 e 500 kbps. Comunicao baseada em conexes de E/S e modelo de pergunta e resposta. Diagnstico de cada equipamento e da rede. Transporte eficiente de dados de controle discretos e analgicos. Deteco de endereo duplicado na rede. Mecanismo de comunicao extremamente robusto a interferncias

eletromagnticas.


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Protocolo DeviceNet

DeviceNet uma das trs tecnologias abertas e padronizadas de rede, cujacamada de aplicao usa o CIP (Common Application Layer). Ao lado de ControlNet eEtherNet/IP, possuem uma estrutura comum de objetos. Ou seja, ele independente

do meio fsico e da camada de enlace de dados. Essa camada de aplicaopadronizada, aliada a interfaces de hardware e software abertas, constitui umaplataforma de conexo universal entre componentes em um sistema de automao,

desde o cho-de-fbrica at o nvel da internet.

CIP tem dois objetivos principais:

Transporte de dados de controle dos dispositivos de I/O. Transporte de informaes de configurao e diagnstico do sistema

sendo controlado.

Um n DeviceNet ento modelado por um conjunto de objetos CIP, os quaisencapsulam dados e servios e determinam assim seu comportamento.

O Modelo de Objeto

Um n DeviceNet modelado como uma coleo de objetos. Um objetoproporciona uma representao abstrata de um componente particular dentro de umproduto. Um exemplo de objeto e uma classe de objeto tm atributos (dados),fornecem servios (mtodos ou procedimentos), e implementa comportamentos.

Atributos, exemplos, classe e endereo de n (0-63) so endereados por nmero.

A camada de link de dados (Data link layer)

Devicenet utiliza o padro CAN na camada de link de dados.O mnimo overheadrequerido pelo protocolo CAN no data link layer faz o DeviceNet eficiente notratamento de mensagens. Frame de dados DeviceNet utiliza somente o tipo de framede dados do protocolo CAN (dentre outros existentes no protocolo CAN). O protocoloutiliza um mnimo de largura de banda para transmisso das mensagens CIP. Oformato do frame de dados DeviceNet mostrado na figura


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Modos de Comunicao

Possui dois tipos bsicos de mensagens, cyclic I/O e explicit message. Cada umdeles adequado a um determinado tipo de dado, conforme descrito abaixo:

Cyclic I/O: tipo de telegrama sncrono dedicado movimentao de dadosprioritrios entre um produtor e um ou mais consumidores. Dividem-se de acordo

com o mtodo de troca de dados. Os principais so:

Polled: mtodo de comunicao em que o mestre envia um telegrama a cada umdos escravos da sua lista (scan list). Assim que recebe a solicitao, o escravoresponde prontamente a solicitao do mestre. Este processo repetido at que todossejam consultados, reiniciando o ciclo.

Bit-strobe: mtodo de comunicao onde o mestre envia para a rede um

telegrama contendo 8 bytes de dados. Cada bit destes 8 bytes representa um escravoque, se endereado, responde de acordo com o programado.

Change of State: mtodo de comunicao onde a troca de dados entre mestre eescravo ocorre apenas quando houver mudanas nos valoresmonitorados/controlados, at um certo limite de tempo. Quando este limite atingido, a transmisso e recepo ocorrero mesmo que no tenha havidoalteraes. A configurao desta varivel de tempo feita no programa de

configurao da rede.

Cyclic: outro mtodo de comunicao muito semelhante ao anterior. A nicadiferena fica por conta da produo e consumo de mensagens. Neste tipo, toda trocade dados ocorre em intervalos regulares de tempo, independente de terem sidoalterados ou no. Este perodo tambm ajustado no software de configurao derede.

Explicit Message: tipo de telegrama de uso geral e no prioritrio. Utilizadoprincipalmente em tarefas assncronas tais como parametrizao e configurao do

equipamento.

Arquivo de Configurao

Todo nodo DeviceNet possui um arquivo de configurao associado, chamadoEDS (Electronic Data Sheet). Este arquivo contm informaes importantes sobre ofuncionamento do dispositivo e deve ser registrado no software de configurao de

rede.

Camada Fsica e Meio de Transmisso

DeviceNet usa uma topologia de rede do tipo tronco/derivao que permite que

tanto a fiao de sinal quanto de alimentao estejam presentes no mesmo cabo. Esta


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alimentao, fornecida por uma fonte conectada diretamente na rede, e possui as

seguintes caractersticas:

24Vdc; Sada DC isolada da entrada AC; Capacidade de corrente compatvel com os equipamentos instalados. O tamanho total da rede varia de acordo com a taxa de transmisso

(125,250, 500Kbps)

Topologia da rede

As especificaes do DeviceNet definem a topologia e os componentesadmissveis. A variedade de topologia possveis mostrada na figura seguir.

Topologias possveis com a rede DeviceNet

A especificao tambm trata do sistema de aterramento, mix entre cabo grossoe fino (thick e thin), terminao, e alimentao de energia.

A topologia bsica tronco-derivao (trunkline-dropline) utiliza 1 cabo (2pares torcido separados para alimentao e sinal). Cabo grosso (thick) ou fino (thin)podem ser usados para trunklines ou droplines. A distncia entre extremos da rede

varia com a taxa de dados e o tamanho do cabo

TAXA DE DADOS1

25Kbps

250Kbps

500Kbps

Comprimento para barramento principalcom cabo grosso (thick-trunk)

500 m

250 m

100 m

Comprimento para barramento principal

com cabo fino (thin-trunk)

10

0 m

10

0 m

10

0 m


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Comprimento mximo para 1 derivao do

barramento principal (maximum-drop)

6

m

6

m

6

m

Comprimento acumulado das derivaes

do barramento principal (cumulative-drop)

15

6 m

78

m

39

m

Cabos

H 4 tipos de cabos padronizados: o grosso, o mdio, o fino e o chato. mais

comum o uso do cabo grosso para o tronco e do cabo fino para as derivaes.


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Anatomia dos cabos padro DeviceNet

Os cabos DeviceNet mais usados (fino e grosso) possuem 5 condutoresidentificados e utilizados de acordo com a tabela seguinte:

Cor do fio Sinal Cabo redondo Cabo chato

Branco CAN_H Sinal DN Sinal DN

Azul CAN_L Sinal DN Sinal DN

Fio nu Dreno Blindagem No usado

Preto V- Alimentao Alimentao

Vermelho V+ Alimentao Alimentao

Esquema de cores dos cabos DeviceNet


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Vista dos componentes do cabo padro DeviceNet

Pontos de alimentao (Power Taps) podem ser acrescentados em qualquer

ponto da rede tornando possvel a redundncia da alimentao na rede. A corrente noTrunkline 8 amps (com cabo grosso thick). No cabo tipo thin a corrente

mxima de 3 amps. Uma opo opto-isolado de projeto permite dispositivosenergizados externamente (por ex.: partidas de drivers AC e vlvulas solenides)compartilhar o mesmo cabo do bus. Outras redes baseadas em CAN permitemsomente uma nica fonte de alimentao para a rede inteira.

Os dispositivos podem ser alimentados diretamente da rede e comunicam-secom o mesmo cabo. Ns podem ser removido ou inseridos da rede sem desligar a

rede.

Conectores

H trs tipos bsicos de conectores: o aberto, o selado mini e o selado micro. Ouso de um ou de outro depende da convenincia e das caractersticas do equipamento

ou da conexo que deve ser feita. Veja nas figuras seguintes a codificao dos fios emcada tipo.


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-Conector aberto (open style)

Conector selado mini Conector selado micro

Terminadores da rede

As terminaes na rede DeviceNet ajudam a minimizar as reflexes nacomunicao e so essenciais para o funcionamento da rede. Os resistores determinao (121W, 1%, W) devem ser colocados nas extremidades do tronco, entreos fios CAN_H e CAN_L (branco e azul).

Ligao dos resistores de terminao


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Derivadores TAPS

Existem vrios tipos de derivadores TAPS para serem conectados em uma

rede do tipo DeviceNet. Estes derivadores permitem ligar os vrios elementos da

rede. Classificam-se como:

Derivao T T-Port TAP

O derivador T-Port conecta um dispositivosimples ou uma linha de derivao drop lineatravs de um conector estilo plug-rpido.

Derivao de dispositivo Device-Port

DevicePort so componentes selados que

conectam ao trunk line via drop line atravs de

conectores de desconexo rpida somentedispositivos compatveis a rede DeviceNet. ExistemDevicePort para conectar 4 ou 8 dispositivos.

Derivao tipo box DeviceBox

DeviceBox so elementos passivos queconectam diretamente os dispositivos DeviceNet no

Trunk Line atravs de conexes de terminais para

at 8 ns. Eles possuem tampa removvel seladaque permite montagem em mquina ou no cho defbrica.

Derivao de Alimentao PowerTap

O PowerTap possue proteo de sobre

corrente para o cabo tipo thick (grosso). Com

proteo a diodo possvel utilizar vriosPowerTaps permitindo assim o uso de vrias

fontes de alimentao.


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Concluso

As variveis de processos esto cada vez mais complexas, onde caminha junto asredes de comunicao industriais, onde cada tipo de configurao de rede vivel suaaplicao, nica ou em conjunto em determinada rea do processo industrial

principalmente de grande porte.

Essa aplicao de varias redes de comunicao em conjunto se d pelo falo dosCLPs terem uma padronizao em sua linguagem, sendo q as mais utilizadas soLadder e Grafcet.


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Fontes

Consultadas 26/04/2012

http://www.can-cia.org/index.php?id=518

http://www.odva.org/

http://www.industrialethernet.com.br

http://www.ebah.com.br/content/ABAAABeucAC/redes-industriais

http://www.automacoes.com/2009/05/redes-industriais-modbus-rtu-e-profibus.html
http://www.can-cia.org/index.php?id=518http://www.can-cia.org/index.php?id=518http://www.odva.org/http://www.odva.org/http://www.industrialethernet.com.br/http://www.industrialethernet.com.br/http://www.ebah.com.br/content/ABAAABeucAC/redes-industriaishttp://www.ebah.com.br/content/ABAAABeucAC/redes-industriaishttp://www.industrialethernet.com.br/http://www.odva.org/http://www.can-cia.org/index.php?id=518http://www.can-cia.org/index.php?id=518http://www.can-cia.org/index.php?id=518

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