Embed Size (px)
Citation preview
Curso Redes Industriais
DeviceNet
Com o desenvolvimento da informática nos anos 80 e a constante redução doscustos de componentes microcontrolados, possibilitou o inicio dos sistemas comcomunicação serial em larga escala mundial aplicados as redes de comunicaçãodos microcomputadores.
Já no inicio dos anos 90 vários protocolos de comunicação digital tentamestabelecer-se no mercado de automação industrial, e de fato vários deles estãoem uso controlando processos automáticos e distribuindo informações aosequipamentos de controle.
Devido ao fracasso do processo de normalização de um único protocolo, váriasassociações técnicas foram estabelecidas propondo protocolos abertos ondevários fabricantes poderiam desenvolver produtos oferecendo aos usuáriosindependência na escolha.
De fato o protocolo DeviceNet firmou-se no mercado pela diversidade de produtosoferecidos e também pela excelente solução técnica de uma rede produtor-consumidor que poupa o meio físico das desgastantes trocas de dados inócoas.
A associação de importantes fabricantes mundiais de automação a ODVA ( OpenDeviceNet Vendor Association ) trouxe a confiabilidade e estabilidade que osusuários almejavam.
PREFÁCIO:
1 - Introdução:
1.1 - Conceitos de Redes Industriais 11.2 - Tipos de Comunicação Serial 2
1.2.1 - Point to Point 21.2.2 - Master / Slave 21.2.3 - Multi Master 31.2.4 - Producer / Consumer 3
1.3 - Métodos de Comunicação 41.3.1 - Polled Message 41.3.2 - Strobed Message 41.3.3 - Cyclic Message 51.3.4 - Change of State 5
1.4 - Protocolos de Mercado 6
2 - Rede DeviceNet:
2.1 - Introdução 72.2 - Meio Físico 82.3 - Topologias 8
2.3.1 - Branch Line 82.3.2 - Tree 92.3.3 - Line 92.3.4 - Star 102.3.5 - Ring 10
2.4 - Números de Estações Ativas 112.5 - Número de Redes por PLC 12
2.5.1 - Memória Disponível 122.5.2 - Rack 122.5.3 - Tempo de Resposta 12
2.6 - Taxa de Comunicação 132.7 - Cabos DeviceNet 13
2.7.1 - Composição Cabo Redondo 142.7.2 - Cabo Grosso 142.7.3 - Cabo Fino 142.7.4 - Cabo Flat 142.7.5 - Características dos Cabos 14
2.8 - Comprimento dos Cabos 15
ÍNDICE:
3 - Projeto da Rede DeviceNet:
3.1 - Comprimento dos Cabos 163.1.1 - Comprimento do Cabo Grosso 163.1.2 - Comprimento do Cabo Fino 173.1.2.1 - Comprimento das Derivações 173.1.2.2 - Soma das Derivações 173.1.3 - Linha Tronco 173.1.4 - Derivações 17
3.2 - Queda de Tensão 183.2.1 - Cálculo das Correntes 183.2.2 - Cálculo das Quedas de Tensões 193.2.3 - Tensão nos Equipamentos 213.2.4 - Conclusão 21
3.3 - Posicionamento da Fonte 223.3.1 - Recalculo das Correntes 223.3.2 - Recalculo das Tensões 233.3.3 - Extensão da Rede 243.3.4 - Múltiplas Fontes de Alimentação 24
3.4 - Alimentação da Rede 263.4.1 - Fonte de Alimentação 263.4.2 - Distribuidor de Alimentação 263.4.3 - Resistor de Terminação 273.4.4 - Posição do Resistor de Terminação 27
3.5 - Interoperabilidade 283.5.1 - Distribuidor de Rede 283.5.2 - Layout com Distribuidor de Rede 29
3.6 - Aterramento da Rede3.6.1 - Malha de Aterramento 303.6.2 - Entrada dos Cabos nos Equipamentos 303.6.3 - Borne de Dreno 303.6.4 - Isolação do Dreno 303.6.5 - Verificação da Isolação da Blindagem 313.6.6 - Aterramento da Blindagem 313.6.7 - Blindagem com Múltiplas Fontes 313.6.8 - Blindagem dos Instrumentos de Campo 31
4 - Protocolo:
4.1 - Camadas OSI 324.2 - Protocolo DeviceNet 334.3 - CAN Data Frame 334.4 - Arbitração e Controle 344.5 - Erros de Comunicação 354.6 - Grupos de Mensagens 364.7 - Mensagens 36
5 - Software:
5.1 - Conversor DeviceNet / RS232 375.2 - Overview RSLinx 38
5.2.1 - Configurando o Linx para Comunicar com o NetWorx 395.3 - Overview RSNetWorks 415.4 - Instalando EDS 42
5.4.1 - Instalando o Arquivo de EDS 425.4.2 - Instalando a Ícone 43
5.5 - Modo On / Off line 445.6 - Scanner DeviceNet 45
5.6.1 - Scanlist 455.6.2 - Mapeamento de Memória 465.6.2.1 - Mapeamento das Entradas 465.6.2.2 - Mapeamento das Saídas 475.6.2.3 - Endereçamento da Memória 47
5.7 - Configuração de Equipamentos 485.7.1 - Parâmetros de Comunicação 485.7.2 - Configuração Entradas e Saídas 495.7.3 - Monitoração das Entradas 505.7.4 - Proteção Watch Dog 50
6 - Manutenção:
6.1 - Endereçamento 516.1.1 - Endereçamento via Hardware 516.1.1.1 - Chave Dipswitch 526.1.1.2 - Tabela de Endereços 526.1.2 - Endereçamento via Software 53
6.2 - Led de Sinalização 546.2.1 - Significado Led Rede 54
6.3 - Display do Scanner 556.4 - Substituição de Equipamentos 566.5 - Equipamento Faltando 566.6 - Novo Equipamento na Rede 57
6.6.1- Inclusão de um Novo Equipamento na Rede 57
Anexos:
Anexo I - Termos e Definições (tradução de termos em inglês) 58Anexo II - Lista de Códigos de Erros 60Anexo III - Check list para Start Up DeviceNet 62Anexo IV - Troubleshooting 65Anexo V - ODVA - Open DeviceNet Vendor Association 68
1.1 - Conceitos de Redes Industriais: A automação industrial vem a vários anos tentando substituir o velho padrão decorrente 4-20mA, por um sistema de comunicação serial.
As redes industriais apresentam como grande vantagem a redução significativa decabos de controle e seus acessórios (bandejamento, leitos, eletrodutos,conectores, painéis, etc) que interligam os elementos de campo ao sistemacontrolador (PLC).
A redução também é muito significativa no projeto e na instalação, pois com menoscabos, diminui-se o tempo de projeto e dos detalhes de encaminhamento doscabos.
Na instalação inicial o tempo também é reduzido na mesma proporção, pois menoscabos serão lançados e painéis de rearrango não serão mais necessários e menosconexões serão realizadas.
Do ponto de vista da manutenção, ganha-se a medida que o sistema fornece maisinformações de status e diagnósticos, mas por outro lado requer-se pessoal maisqualificado e treinado para compreender e utilizar os recursos disponíveis.
A figura abaixo ilustra a forma tradicional de interligação dos dispositivos de campocom o seu controlador, em comparação com os dispositivos ligados em rede edistribuídos no campo.
Existe também uma tendência de todos os dispositivos serem inteligentes epoderem se comunicar com a rede, principalmente devido a crescente redução doscustos dos componentes microcontrolados.
Por outro lado nem sempre a distribuição total da inteligência nos elementosbásicos tais como: sensores, chaves, sinaleiros, relés, etc; é interessante; poispode-se optar por módulos I/O inteligentes que concentram as informações devários elementos básicos principalmente de I/O digitais reduzindo o tráfico na rede.
1 Sense
Rede DeviceNet
Tendência:Dispositivos ligados em rede com o
controlador (PLC).
Tradicional:Cada dispositivo conectado
individualmente ao controlador (PLC).
1.2 - Tipos de Comunicação Serial:Neste tópico apresentaremos uma breve descrição dos tipos de comunicação maiscomuns utilizados em troca de dados serialmente. O tipo de comunicação define aconexão entre os equipamentos e a maneira como é feita a troca das informaçõesno que se diz respeito ao caminho percorrido pelos dados.
1.2.1 - Point-to-Point:Na comunicação ponto a ponto a troca de dados é feita diretamente entre os doiselementos, sem a necessidade de um “gerenciador”. Sendo amplamenteempregada em equipamentos autônomos, que normalmente realizam suas tarefassozinhos, mas necessitam de configuração ou dados para manipulação, comoexemplo podemos citar: um computador e o mouse, um inversor de frequência eseu configurador, transmissor de pressão e seu configurador Hart, etc. No exemploabaixo, a comunicação ponto a ponto é utilizada por um sensor que envia dadospara um controlador e um analisador.
1.2.2 - Master-Slave:A comunicação Mestre / Escravo, amplamente utilizada, possui um mestre paragerenciar a comunicação, e tem como função solicitar e receber os dados ecomandos. Os outros participantes da rede conhecidos como escravos, que nuncainiciam uma comunicação e respondem com dados para o mestre, que mantémuma lista de todos os escravos presentes na rede e rotineiramente solicita paracada escravo a troca de dados.
Esta forma de comunicação é uma das mais utilizadas, mas nem sempre é a maisadequada pois como em uma rede industrial controlando módulos de I/O,messagens repetitivas e desnecessárias poluem o tráfico na rede.
Sense 2
Rede DeviceNet
ALLEN-BRADLEY
7 8 9
4 5 6
1 2 3
. 0 -
<-----------------'<--
F1
F6
F2
F7
F3
F8
F4
F9
F5
F10
PanelView 550
< >
^
v
ALLEN-BRADLEY
7 8 9
4 5 6
1 2 3
. 0 -
<-----------------'<--
F1
F6
F2
F7
F3
F8
F4
F9
F5
F10
PanelView 550
< >
^
v
1.2.3 - Multi-Master:A rede Multimestre é prevista por vários protocolos de comunicação, mas compouca aplicação em redes industriais. Oferece como vantagem a possibilidade dedois mestres utilizarem o mesmo meio físico, mas na prática poucos protocolospermitem a troca de dados de um escravo para os dois mestres, sendo que ocomum neste tipo de configuração é cada mestre possuir seu conjunto de escravos.
1.2.4 - Producer-Consumer:As redes Produtor-Consumidor suportam os três métodos de comunicaçãoexpostos anteriormente: ponto-a-ponto, mestre-escravo e multimestre.
Do ponto de vista prático, esta forma de comunicação é mais flexível, poisdependendo da natureza da informação a ser trocada pode-se optar pela formamais adequada, otimizando o barramento no que diz respeito ao trâfego.
A rede DeviceNet utiliza este conceito e aplica as várias formas de comunicaçãodependendo da função a ser realizada pelos equipamentos.
Outra grande vantagem disponível na rede Produtor-Consumidor é a possibilidadede uma informação ser gerada e distribuída por qualquer equipamento da rede,como aplicação prática deste principio pode-se observar um configurador da redeque envia parâmetros de configuração para um equipamento qualquer da rede.
Exemplo: configuração de um inversor de frequência, definição do tipo de entradaem um módulo analógico de I/O, etc.
3 Sense
Rede DeviceNet
ALLEN-BRADLEY
7 8 9
4 5 6
1 2 3
. 0 -
<-----------------'<--
F1
F6
F2
F7
F3
F8
F4
F9
F5
F10
PanelView 550
< >
^
v
ALLEN-BRADLEY
7 8 9
4 5 6
1 2 3
. 0 -
<-----------------'<--
F1
F6
F2
F7
F3
F8
F4
F9
F5
F10
PanelView 550
< >
^
v
1.3 - Métodos de Comunicação:O tipo de comunicação define basicamente os equipamentos que participam datroca de dados, e o método define a forma com que as informações (messagens)serão trocadas. A rede DeviceNet admite os seguintes métodos:
1.3.1 - Polled Message:O mestre gera uma mensagem de comando direcionada a um determinado escravo (ponto-a-ponto), transmitindo também dentro da mensagem os dados específicospara este escravo, tais como: comando on / off para a saídas de I/O ou dados paraum display, etc. A resposta do escravo é direcionada ao mestre e também incluiseus dados. O mestre irá gerar uma mensagem para cada escravo configuradocom a comunicação Polled e acolherá a resposta de todos.
1.3.2 - Strobed Message:O mestre transmite uma mensagem tipo mult-cast para todos os escravosconfigurados como Strobed, além de um bit de comando para cada um, junto com a instrução. Os escravos respondem em seguida.
Sense 4
Rede DeviceNet
ALLEN-BRADLEY
7 8 9
4 5 6
1 2 3
. 0 -
<-----------------'<--
F1
F6
F2
F7
F3
F8
F4
F9
F5
F10
PanelView 550
< >
^
v
a cada 100ms
analógico I/Oa cada 2000ms
polling
ciclicoa cada 5ms
digital I/Omudançade estado
ALLEN-BRADLEY
7 8 9
4 5 6
1 2 3
. 0 -
<-----------------'<--
F1
F6
F2
F7
F3
F8
F4
F9
F5
F10
PanelView 550
< >
^
v
ALLEN-BRADLEY
7 8 9
4 5 6
1 2 3
. 0 -
<-----------------'<--
F1
F6
F2
F7
F3
F8
F4
F9
F5
F10
PanelView 550
< >
^
v
1.3.3 - Cyclic Message:Tanto o mestre como os escravos podem gerar uma messagem cíclica, a intervalosde tempo pré-estabelecidos, com o comando ou dado a ser enviado.
Pode ser aplicado para sinais mais lentos como medição de temperatura, onde aleitura do dado duas vezes por segundo, traz o mesmo efeito prático do que atemperatura ser lida dezenas de vezes por segundo.
1.3.4 - Change of State Message:A comunicação change of state ou mudança de estado, é uma das mais eficientespara leitura de entradas digitais, as mensagens são transmitidas da mesmamaneira que a cíclica, só que geradas a partir de uma alteração de I/O.
Na maioria das aplicações com sinais on / off de: sensores de proximidades, chaves fim de curso, contatos auxiliares e botoeiras, enviariam sinais somentequando houvesse alteração, reduzindo o tráfico da rede com mensagens iguais erepetidas dezenas de vezes por segundo.
O protocolo prevê ainda que se após alguns milisegundos quando não houveralteração das entradas, uma nova mensagem é enviada ao scanner para identificarque o equipamento de campo continua funcionando na rede.
Este tipo de comunicação é especialmente indicada para redes com muitos sinais,visando reduzir o tempo de scan da rede.
5 Sense
Rede DeviceNet
ALLEN-BRADLEY
7 8 9
4 5 6
1 2 3
. 0 -
<-----------------'<--
F1
F6
F2
F7
F3
F8
F4
F9
F5
F10
PanelView 550
< >
^
v
analógico I/O
a cada 5ms a cada 2000ms
a cada 100ms
ALLEN-BRADLEY
7 8 9
4 5 6
1 2 3
. 0 -
<-----------------'<--
F1
F6
F2
F7
F3
F8
F4
F9
F5
F10
PanelView 550
< >
^
v
digital I/O
1.4 - Protocolos de Mercado:Atualmente existe um elevado número de protocolos disponíveis no mercado,sendo que muitos deles são protocolos proprietários, ou seja, foram desenvolvidospor um fabricante e na maioria dos casos somente ele dispõe de equipamentos.
Ao contrário destes tipos de protocolos, a rede DeviceNet faz parte de um grupodenominados protocolos abertos, ou seja, o mesmo está disponível para qualquerfabricante que se dispuser a desenvolver produtos que atendam a determinadasespecificações, sendo que geralmente existe uma organização que determina asregras a serem seguidas, no caso da DeviceNet esta organização é a ODVA.
A tabela acima apresenta os principais protocolos encontrados atualmente nomercado, mas existem muitos outros que não tem tanta expressão para as redesindustriais ou são proprietários.
Não existe nenhum protocolo melhor do que outro, mas algum pode ser o maisindicado para uma certa aplicação do que o outro.
Como exemplo, o Fieldbus Foundation, não é o mais adequado para pequenasplantas que manipulam mais entradas e saídas digitais, assim como a RedeAS-Interface não se aplica em processos com muitos sinais analógicos.
A rede DeviceNet traz uma boa relação custo-beneficio, pois pode manipular tantosinais on / off como analógicos de sistemas automatizados, e oferece uma gamamuito grande de produtos de diversos fabricantes.
Sense 6
Rede DeviceNet
Origem / DestinoMestre - Escravo Multi-mestre
Produtos / Consumidor
Profibus DPAS-InterfaceInterbus - S
RIO
Profibus FMSModbus PlusLONWorks
DH+
DeviceNet ControlNetFieldBus Foundation
2 - Rede DeviceNet:A rede DeviceNet é uma rede de baixo nível que proporciona comunicaçõesutilizando o mesmo meio físico entre equipamentos desde os mais simples, comosensores e atuadores, até os mais complexos, como Controladores LógicosProgramáveis (PLC) e microcomputadores.
A rede DeviceNet possui o protocolo aberto, tendo um número expressivo defornecedores de equipamento que adotaram o protocolo.
A ODVA (Open DeviceNet Vendor Association - www.odva.org), é umaorganização independente com objetivo de divulgar, padronizar e difundir a redeDeviceNet visando seu crescimento mundial.
2.1 - Introdução:A rede DeviceNet é baseada no protocolo CAN (Controller Area Network),desenvolvido pela Bosh nos anos 80 originalmente para aplicação automobilística.
Posteriormente adaptada ao uso industrial devido ao excelente desempenhoalcançado, pois em um automóvel temos todas características críticas que seencontram em uma indústria, como: alta temperatura, umidade, ruídoseletromagnéticos, ao mesmo tempo que necessita de alta velocidade de resposta, e confiabilidade, pois o airbag e o ABS estão diretamente envolvidos com o risco devidas humanas.
O protocolo CAN define uma metodologia MAC (Controle de Acesso ao Meio) efornece como segurança um checagem CRC (Vistoria Redundante Cíclica), quedetecta estruturas alteradas e erros detectados por outros mecanismos doprotocolo.
A rede DeviceNet é muito versátil, sendo utilizado em milhares de produtosfornecidos por vários fabricantes, desde sensores inteligentes até interfaceshomem-máquina, suportanto vários tipos de mensagens fazendo com que a redetrabalhe da maneira mais inteligente.
7 Sense
Rede DeviceNet
2.2 - Meio Físico:O meio físico da rede DeviceNet utiliza dois pares de fios, um deles para acomunicação e o outro para alimentação em corrente contínua dos equipamentos.
Os sinais de comunicação utilizam uma técnica de tensão diferencial para reduzir oefeito de indução e ruídos eletromagnéticos. A alimentação em corrente contínua éde 24V, o que prove proteção aos instaladores contra acidentes.
2.3 - Topologias:Topologia é o termo adotado para ilustrar a forma de conexão fisica entre osparticipantes da rede, e exigem vários tipos mas nem todos são aplicáveis a redeDeviceNet.
2.3.1 Branch Line:É a configuração básica da rede DeviceNet, onde existe um cabo principal, tambémchamado de linha tronco, e derivações que podem ser efetuadas por conectores oucaixas de distribuição, utilizando-se cabo de menor secção para as derivações.
Existe um limite no comprimento do cabo tronco, juntamente com um limitepequeno para as derivações e também um limite geral que compreende a soma docomprimento de todas as derivações.
Sense 8
Rede DeviceNet
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
Sen
so
res e
In
str
um
en
tos
AS
I-K
F-3
002
/110
-22
0V
caA
SI-
KF
-30
02
/110
-22
0V
caF
ON
TE
DE
ALIM
EN
TA
ÇÃ
O E
M C
OR
RE
NT
E C
ON
TÍN
UA
FO
NT
E D
E A
LIM
EN
TA
ÇÃ
O E
M C
OR
RE
NT
E C
ON
TÍN
UA
TIP
O C
HA
VE
AD
AT
IPO
CH
AV
EA
DA
ON
ON
(F)
(F)
Vca
Vca
(+)
(+)
(-)
(-)
RE
DE
AS
IR
ED
E A
SI
(N)
(N)
Fonte 24VccFonte 24Vcc
Cabo DeviceNet:Cabo DeviceNet:
Alimentação 24Vcc: 1 parAlimentação 24Vcc: 1 par
Sinal Digital CAN: 1 parSinal Digital CAN: 1 par
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
2.3.2 - Tree:A topologia em arvore pode ser executada utilizando-se caixas de distribuição ondeo troco principal da rede entra e sai, e as derivações são interligadas aosequipamentos.
Não existe um limite para o número de derivações, mas somente um máximo deestações ativas que se comunicam na rede.
2.3.3 - Line:Nada impede que o cabo principal da rede entre e saia dos equipamentos formando uma rede em linha, mas deve-se atentar para o detalhe que na necessidade desubstituição de um equipamento causará a interrupção dos outros equipamentossubsequentes.
9 Sense
Rede DeviceNet
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
2.3.4 - Star:Esta aplicação não é permitida, além do que não tem muita aplicação prática, poisnão elimina a conexão de cada equipamento ao PLC
2.3.5 - Ring:Também não é permitida a implementação da rede DeviceNet em anel, pois a forma de propagação dos sinais digitais na rede necessita de terminadores.
Sense 10
Rede DeviceNet
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN O
PE
NO
PE
N
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
2.4 - Números de Estações Ativas:A rede DeviceNet pode ter 64 equipamentos ativos, que utilizam o barramento parase comunicar, endereçados de 0 a 63.
Ressaltamos que este número significa 64 equipamentos com comunicação CANligados ao mesmo meio físico.
No entanto deve-se observar que as caixas de derivação não ocupam nenhumendereço na rede e os módulos de I/O, muitas vezes independentemente donúmero de entrada e saídas ocupa somente um endereço.
Sugerimos a utilização de no máximo 61 equipamentos e deixar os seguintesendereços livres ao se fazer um novo projeto:
• 0 para o scanner;• 62 para a interface microcomputador-rede• 63 para novos equipamentos que venham a ser inclusos
Nota: segundo os padrões DeviceNet os equipamentos novos saem de fábrica com o endereço 63.
11 Sense
Rede DeviceNet
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
Se
ns
ore
s e
In
str
um
en
tos
AS
I-K
F-3
00
2/1
10
-220
Vca
AS
I-K
F-3
00
2/1
10
-220
Vca
FO
NT
E D
E A
LIM
EN
TA
ÇÃ
O E
M C
OR
RE
NT
E C
ON
TÍN
UA
FO
NT
E D
E A
LIM
EN
TA
ÇÃ
O E
M C
OR
RE
NT
E C
ON
TÍN
UA
TIP
O C
HA
VE
AD
AT
IPO
CH
AV
EA
DA
ON
ON
(F)
(F)
Vca
Vca
(+)
(+)
(-)
(-)
RE
DE
AS
IR
ED
E A
SI
(N)
(N)
#53#53 #16#16
#62#62#25#25
#51#51
Fonte 24VccFonte 24Vcc
#2#2
2.5 - Número de Redes por PLC:Quando existe a necessidade da instalação de mais do que 64 estações ativas,pode-se utilizar mais scanners, mas existem os seguintes fatores limitantes:
2.5.1 - Memória disponível:Normalmente é o principal limitante. A maneira como a CPU faz a leitura da redeatravés do scanner, é variável conforme o fabricante/família do equipamento,porém, basicamente é a memória da CPU um dos limitantes, pois cadaequipamento da rede ocupa um espaço da memória, similarmente ao que ocorrecom os cartões de I/O convencional;
2.5.2 - Rack:Existem determinados fabricantes que fornecem PLC’s com um rack para umdeterminado número de cartões, e caso todos os slots estejam ocupados, paraexpandir há a necessidade de troca/expansão do rack. Outra interface utilizada aoinvés do scanner são placas ligadas diretamente ao micro, e neste caso o limitanteé o número de slots livres.
2.5.3 - Tempo de Resposta:Quanto maior o número de I/O que o PLC deve fazer a varredura, maior o tempo deprocessamento das informações, portanto este também é outro limitante,principalmente em processos onde exista a necessidade de velocidade naleitura/processamento/ação.
Como foi citado anteriormente, dependendo do método de comunicação doequipamento de campo, são gerados maiores ou menores tempo de varredura,assim como também varia o tamanho do pacote de informações a serem trocadosentre equipamento de campo/scanner.
Concluímos que não existe regra prática para se determinar o tempo de varredurada rede, devendo prevalecer o bom senso analisando os instrumentos ligados arede; sinais on/off normalmente não degradam o tempo de resposta, enormalmente não acarretam restrições no número de equipamentos, mas já os instrumentos que tem a comunicação “pesada”, como IHM (InterfaceHomem-Máquina) e/ou inversores, o número de equipamentos na rede deve serreduzido.
Sense 12
Rede DeviceNet
2.6 - Taxa de Comunicação:A taxa de comunicação é a velocidade com que os dados são transmitidos nobarramento da rede, e quanto maior a velocidade, menor é o tempo de varredura darede, mas em contra partida menor é o comprimento máximo dos cabos. A tabelaabaixo apresenta as tres velocidades de transmissão possíveis:
Taxas de Transmissão
125 Kbits / s
250 Kbits / s
500 Kbits / s
Na grande maioria das aplicações, a velocidade ideal é de 125 kbit / s pois gera a melhor relação custo/benefício, devido a possibilidade da instalação de maisequipamentos, pois permite o maior comprimento de cabo possível.
A taxa de transmissão pode ser configurada via hardware (chaves dipswitch) ou viasoftware, normalmente da mesma forma que o endereço DeviceNet.
Importante: Em uma mesma rede DeviceNet, todos os equipamentos devem estarconfigurados para a mesma taxa de comunicação, caso contrário se houver algumequipamento configurado em outra taxa de comunicação provavelmente iráinterromper o funcionamento de toda a rede.
2.7 - Cabos DeviceNet:Os cabos para redes DeviceNet possuem dois pares de fios, um para alimentação24Vcc e outro para a comunicação digital. São normalizados e possuemespecificações rígidas que garantem o funcionamento da rede nos comprimentospré-estabelecidos.
A especificações determinam também as cores dos condutores, que seguem atabela abaixo para sua identificação:
Condutor Função
VM - vermelho - RD positivo 24Vcc
BR - branco - WH comunicação (CAN-H)
DN - dreno dreno (GND)
AZ - azul - BL comunicação (CAN-L)
PR - preto - BK negativo 24Vcc
13 Sense
Rede DeviceNet
2.7.1 - Composição do Cabo Redondo:O cabo DeviceNet redondo é composto por um parde fios de alimentação 24Vcc (VM e PR) envolvidopor uma fita de alumínio, e um par de fios paracomunicação (BR e AZ) também envolvido por umafita de alumínio.
Existe também um fio de dreno (sem capa plástica),que está eletricamente conectado a malha trançadaexterna do cabo, que cobre 65% da superfície.
2.7.2 - Cabo Grosso:O cabo DeviceNet grosso, também conhecidocomo Trunk Cable, possui um diâmentro externode 12,5mm, com capa de PVC ou em casosespeciais em PU. Observe que devido a formação e o diâmetro externo, o cabo é pouco flexível edificulta as manobras.
2.7.3 - Cabo Fino:O cabo DeviceNet fino, também conhecido comoThin or Drop Cable, possui um diâmentro externode 7mm, com capa de PVC ou em casosespeciais em PU.
Devido ao menor diâmetro, o cabo fino possuiuma manobrabilidade maior, mas ainda requeralguns cuidados.
2.7.4 - Cabo Flat:O cabo DeviceNet Flat, possui dimensões de5,3mm de espessura por 19,3mm de largura e foidesenvolvido para ser utilizado com conectoresespeciais, que utilizam a técnica de perfuração,onde pinos condutores perfuram a isolação docabo e conectam-se aos condutores.
Nota: os cabos flats não possuem blindagem e nem dreno, e devem ser lançadosem leitos de cabos separados dos cabos de potência.
2.7.5 - Características dos Cabos:A tabela abaixo apresenta as características básicas dos cabos DeviceNet.
Tipo do CaboBitola
Alimen.BitolaDreno
BitolaComun.
Corrente Dimensões Resistência
Cabo Grosso 15 AWG 18 AWG 18 AWG 8A 12,5mm 0,015 W /m
Cabo Fino 22 AWG 22 AWG 24 AWG 3A 7,0mm 0,069 W /m
Cabo Flat 16 AWG - 16 AWG 8A 5,3x19,3mm 0,019 W /m
Sense 14
Rede DeviceNet
2.8 - Comprimento dos Cabos:A tabela abaixo apresenta os comprimentos máximos dos cabos em função da taxade comunicação adotada para a rede, observe que quanto maior o cabo maior suaindutância e capacitância distribuída que atenua o sinais digitais de comunicação:
Tipo do CaboFunçãodo Cabo
Taxa de Tansmissão
125 Kbits/s 250 Kbits/s 500 Kbits/s
Cabo Grosso Tronco 500m 250m 100m
Cabo Fino Tronco 100m
CaboFlat Tronco 380m 200m 75m
Cabo Fino Derivação 6m
Cabo Fino S derivações 156m 78m 39m
Os limites nos comprimentos dos cabos foram tecnicamente determinados enormalizados e devem ser rigorosamente respeitados, para que haja garantia dofuncionamento adequado da rede.
Se os limites forem extrapolados, a rede pode inicialmente funciona, porém,intermitentemente podem ocorrer quedas na comunicação devido a transitórios einstabilidades devido ao baixo nível no sinal diferencial de comunicação e destaforma devemos tomar o máximo cuidado desde o projeto até a instalação.
15 Sense
Rede DeviceNet
3 - Projeto de Redes DeviceNet:A instalação de redes sem um pré-projeto, levam a frustantes resultadosoperacionais, quando funcionam, e muitas vezes de difícil correção, poisnormalmente os fundamentos básicos não foram observados.
A rede DeviceNet, bem como as demais redes industriais dependem de um projetoantecipado, onde todas as condições de contorno são avaliadas. Abaixo citamos os principais tópicos que devem ser analisados:
Nos próximos itens estaremos avaliando um projeto através de um exemplo práticoda instalação de uma rede com monitores de válvulas como um único equipamentode campo para facilitar os cálculos.
O monitor de válvulas é um instrumento muito utilizado em rede e possui duasentradas digitais que sinalizam o estado aberto e fechado da válvula e através deuma saída aciona uma válvula solenóide que comanda a abertura da válvula.
Estamos supondo que o monitor é alimentado pela rede DeviceNet e consome0,5A, mas na prática a avaliação da corrente de consumo deve ser utilizada como ovalor real de cada um dos instrumentos presentes na rede.
3.1 - Comprimento dos Cabos:Nos exemplos a seguir estamos considerando que a rede irá operar na taxa de125KBits/s e os limites dos cabos de acordo com a tabela 2.8:
3.1.1 - Comprimento do Cabo Grosso:No exemplo abaixo totalizou-se 486m o que atende os requisitos para a avelocidade de 125KBits/s (até 500m).
3.1.2 - Comprimento do Cabo Fino:Para o cabo fino deve-se fazer duas avaliações:
3.1.2.1 - Comprimento das Derivações:
Sense 17
Rede DeviceNet
Sen
so
res e
In
str
um
en
tos
O comprimento máximo para as derivações é de 6m independentemente da taxa de comunicação selecionada para a rede, o que o nosso exemplo está atendendo.
3.1.2.2 - Soma das Derivações:Outro ponto limitante é a soma de todas as derivações, que não deve extrapolar osvalores apresentados na tabela 2.8, e no caso do exemplo acima também seenquadra no previsto para a rede de 125KBits/s.
3.1.3 - Linha Tronco:A linha tronco da rede DeviceNet pode ser implementada com o cabo grosso comseu comprimento máximo limitado em função da taxa de comunicação, conforme atabela 2.8, ou ainda pode ser implementada com o cabo fino onde seu comprimentomáximo deve ser 100m independentemente da taxa de comunicação.
É possível ainda a utilização do cabo flat, mas deve-se evitar seu encaminhamentopróximo a outros cabos que possam gerar indução eletromagnética.
3.1.4 - Derivações:As especificações da rede DeviceNet não permitem a utilização de cabo grosso nas derivações, mas dependendo do carregamento e comprimento da rede é atépossível sua utilização, mas lembramos que a rede estará fora das especificaçõesoriginais.
18 Sense
Rede DeviceNet
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
50
m5
0m
15m15m
6m6m
9m9m
6m
6m
35
m3
5m
6m6m
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
4m4m
2m
2m
Sen
so
res e
In
str
um
en
tos
AS
I-K
F-3
00
2/1
10
-22
0V
caA
SI-
KF
-30
02
/11
0-2
20
Vca
FO
NT
E D
E A
LIM
EN
TA
ÇÃ
O E
M C
OR
RE
NT
E C
ON
TÍN
UA
FO
NT
E D
E A
LIM
EN
TA
ÇÃ
O E
M C
OR
RE
NT
E C
ON
TÍN
UA
TIP
O C
HA
VE
AD
AT
IPO
CH
AV
EA
DA
ON
ON
(F)
(F)
Vca
Vca
(+)
(+)
(-)
(-)
RE
DE
AS
IR
ED
E A
SI
(N)
(N)
#53#53 #16#16
#62#62#25#25
#51#51
Fonte 24VccFonte 24Vcc
#2#2
25
m2
5m
35m35m
Cabo Fino:Cabo Fino:Comprimento < 6mComprimento < 6m
Soma:6 + 6 + 6 + 2 + 4Soma:6 + 6 + 6 + 2 + 4
=24m < 156m=24m < 156m
3.2 - Queda de Tensão:Imprescidível na implementação de uma rede DeviceNet é a avaliação da queda detensão ao longo da linha, que é ocasionada pela resistência ohmica do cabosubmetida a corrente de consumo dos equipamentos alimentados pela rede.
Quanto maior o comprimento da rede, maior o número de equipamentos e maiselevado o consumo dos instrumentos de campo, mais elevadas serão as quedas de tensões podendo inclusive não alimentar adequadamente os mais distantes. Outroponto a considerar é o posicionamento do fonte de alimentação na rede, que quanto mais longe do centro de carga maior será a queda de tensão.
Segundo as especificações da rede DeviceNet admiti-se uma queda de tensãomáxima de 4,65V, ou seja, nenhum elemento ativo deve receber uma tensão menor do 19,35V entre os fios VM e PR.
Lembramos no entanto, de que na prática a restrição é maior ainda, poisnormalmente as cargas ligadas aos módulo de saída on / off normalmente admitemuma variação de 10%, ou seja não poderiam receber tensão menor do que 21,6V.
U devices ³ 21,6VExistem alguns meios para esta avaliação, e o primeiro seria medir as quedas emtodos os equipamentos ativos com a rede energizada e todas as cargas ligadas,lembramos que esta não é a melhor forma de se analisar o problema pois asmodificações implicam normalmente em mudanças na instalação já realizada.
Outros meios como: gráficos, programas de computador estão disponíveis, maspara uma análise precisa sugerimos o cálculo baseado na lei de ohm.
3.2.1 - Cálculo das Correntes:Para se determinar qual o valor de tensão que irá chegar aos equipamentos decampo, primeiramente devemos determinar as correntes nos trechos dos cabos,baseado na corrente de consumo dos equipamentos e pela lei de Kirchoff:
“A somatória das correntes que chegam em um nó é igual a somatória dascorrentes que saem do mesmo”.
Sense 18
Rede DeviceNet
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
50
m5
0m
15m15m
2,5A2,5A
0,5A0,5A
6m6m
9m9m
2A2A
6m
6m
0,5
A0
,5A
1A
1A
25
+3
5+
35
=9
5m
25
+3
5+
35
=9
5m
6m6m
0,5A0,5A
OP
EN
OP
EN
~ 0mA~ 0mA
OP
EN
OP
EN
0,5A0,5A
4m4m
2m
2m
1A
1A
EE
FF
AA
CC
BBDD
GG
HH
IIJJ
Se
ns
ore
s e
In
str
um
en
tos
AS
I-K
F-3
00
2/1
10
-220
Vca
AS
I-K
F-3
00
2/1
10
-220
Vca
FO
NT
E D
E A
LIM
EN
TA
ÇÃ
O E
M C
OR
RE
NT
E C
ON
TÍN
UA
FO
NT
E D
E A
LIM
EN
TA
ÇÃ
O E
M C
OR
RE
NT
E C
ON
TÍN
UA
TIP
O C
HA
VE
AD
AT
IPO
CH
AV
EA
DA
ON
ON
(F)
(F)
Vca
Vca
(+)
(+)
(-)
(-)
RE
DE
AS
IR
ED
E A
SI
(N)
(N)
3A3A
#53#53 #16#16
#62#62#25#25
#51#51
Fonte 24VccFonte 24Vcc
#2#2
Analisando-se os diversos pontos ( nós ) obtemos as correntes descritas abaixo eindicadas na figura anterior:
Note que iniciamos o levantamento pelo ponto mais distante da fonte, pois paradeterminarmos o valor de corrente que deve chegar em cada nó temos que saberqual o valor de corrente que saí do mesmo.
Ponto H: 1,0ANo ponto H temos a soma das correntes consumidas pelosequipamentos com endereço 25 ( J ) e 62 ( I ).
Ponto F: 1,5AA corrente que sai ao ponto F, vinda da fonte de alimentação, iráalimentar os equipamentos G, H e I resultando em 1,5A.
Ponto D: 2,0AAcrescenta-se ao anterior o consumo do elemento E.
Ponto B: 2,5ANeste ponto teremos mais 0,5A do equipamento C.
Ponto A: 3,0AComo todos os equipamentos possuem o mesmo consumo,acrescentamos mais 0,5A do monitor do endereço A.
Fonte: 3,0A Finalmente o consumo requerido da fonte será de 3,0A.
Nota 1: para este cálculo despreza-se a corrente consumida pelo scanner do PLC,pois estes miliamperes são insignificantes para causar algum problema.
Nota 2: O valor apresentado do consumo dos monitores de válvulas de 0,5A é umvalor didático para simplificar os cálculos, o valor real de uma solenóide “low power”é da orderm de 0,05A.
3.2.2 - Cálculo das Quedas de Tensões:Os cálculos das quedas de tensão serão baseados na Lei de Ohm, aplicada acabos onde o valor da resistência depende do comprimento do cabo:
U = R x I e R = p x L
U = r x L x I
A tabela abaixo apresenta o resultado da formula para queda de tensão no cabo, considerando a resistividade específica de cada modelo:
Tipo doCabo
Resistividadedo Cabo
Fórmula da Queda de Tensão
Cabo Grosso 0,015 W /m U = 0,015 Lx I ( V )
Cabo Fino 0,069 W /m U = 0,069 Lx I ( V )
Cabo Flat 0,019 W /m U = 0,019 Lx I ( V )
19 Sense
Rede DeviceNet
Sendo:
U = tensão em Volts
R = resistência em Ohms
I = corrente em Amperes
e:
R = resistência equivalente do cabo em Ohms
r = resistividade do cabo utilizado Ohms / Metro
L = comprimento do cabo em Metros
Aplicando-se a fórmula para o nosso exemplo abaixo temos:
Fonte: Partindo-se da fonte de alimentação com a tensão nominal de24Vcc, temos nos pontos seguintes:
UA = 21,75V: A corrente de 3,0A sobre o lance de 50 metros de cabo grosso:
U = 0,015W/m x 50m x 3A = 2,25V \UA = 24V - 2,25V = 21,75V
UB = 21,19V: O trecho AB de 15m está submetido a corrente de 2,5A:
U = 0,015W/m x 15m x 2,5A = 0,56V \UB = 21,75V - 0,56V = 21,19V
UEF = 20,92V:Supomos que a distância E até F é desprezível, então teremosapenas um subtrecho de 9m sumetido a 2,0A:
U = 0,015W/m x 9m x 2A = 0,27V \UEF = 21,19V - 0,27V = 20,92V
UH = 19,50V: No trecho final com 95m e corrente de 1A, temos:
U = 0,015W/m x 95m x 1A = 1,42V \UH = 20,92V - 1,42V = 19,50V
Apesar dos cálculos acima ainda não representarem a tensão que efetivamentechega aos equipamentos, já podemos verificar que a tensão no fim da linha estámuito perto do mínimo requerido (19,35V).
Sense 20
Rede DeviceNet
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
B = 21,19VB = 21,19V
H = 19,50VH = 19,50VA = 21,75VA = 21,75V
D = 20,92VD = 20,92V
0,5A0,5A
4m4m
50
m5
0m
15m15m
2,5A2,5A
0,5A0,5A
6m6m
9m9m
2A2A
6m
6m
0,5
A0
,5A
9m x 0,0159m x 0,015x2A = 0,27Vx2A = 0,27V 1
A1
A
2m
2m
95
m x
0,0
15
95
m x
0,0
15
x1A
= 1
,42
Vx1
A =
1,4
2V
1A
1A
95
m9
5m
6m6m
0,5A0,5A15m x 0,01515m x 0,015x2,5A = 0,56Vx2,5A = 0,56V3A3A
50m x 0,01550m x 0,015x3A =2,25Vx3A =2,25V
EE
FF
CC
GG
IIJJ
24,00V24,00V
3.2.3 - Tensão nos Equipamentos:Analogamente iremos aplicar a mesma Lei de Ohm para as derivações observandoque a resistividade do cabo fino das derivações é menor do que a do cabo grosso.
UC = 20,98V: A derivação da linha tronco até o equipamento C é de 6m:
U = 0,069W/m x 6m x 0,5A = 0,21V \UC = 21,19V - 0,21V = 20,98V
UE = 20,77V: A queda de tensão nesta derivação será a mesma pois ocomprimento também é de 6m e a corrente de 0,5A, portanto:
U = 0,069W/m x 6m x 0,5A = 0,21V \UE = 20,98V - 0,21V = 20,77V
UG = 20,77V: O mesmo acontece com a derivação FG (desprezando-se adistancia entre o trecho DF: U = 0,21V \UG = 20,77V
UI = 19,36V: No trecho de 2m temos a corrente de 1A:
U = 0,069W/m x 2m x 1A = 0,14V \UI = 19,50V - 0,14V = 19,36V
UJ = 19,22V: No trecho restante de 4m temos somente 0,5A:
U = 0,069W/m x 4m x 0,5A = 0,14V \UJ = 19,36V - 0,14V = 19,22V
3.2.4 - Conclusão:Desta forma, verificamos que o ponto J apresenta tensão menor do que 19,35V e irá apresentar problemas de alimentação.
Observe também que os pontos C, E, G, I e H não acionarão corretamente suassolenóides que admitem uma queda de tensão máxima de 10%, ou seja, funcionambem com até 21,6V.
IMPORTANTE: não adianta aumentar a capacidade da fonte, que não traránenhum efeito na queda de tensão na rede, e no nosso exemplo uma fonte de 3A ou 50A não resolveria o problema.
21 Sense
Rede DeviceNet
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
2m x 0,0692m x 0,069x1A = 0,14Vx1A = 0,14V
I = 19,36VI = 19,36VC = 20,98VC = 20,98V
B = 21,19VB = 21,19V
E = 20,77VE = 20,77V
G = 20,77VG = 20,77V
H = 19,50VH = 19,50VA = 21,75VA = 21,75V
Limite DeviceNet > 24V - 4,65V > 19,35VLimite DeviceNet > 24V - 4,65V > 19,35V
D = 20,92VD = 20,92V
4m x 0,0694m x 0,069x0,5A = 0,14Vx0,5A = 0,14V6m x 0,0696m x 0,069
x0,5A = 0,21Vx0,5A = 0,21V
0,5A0,5A
4m4m
50
m5
0m
15m15m
2,5A2,5A
0,5A0,5A
6m6m
9m9m
2A2A
6m
6m
0,5
A0
,5A
J = 19,22VJ = 19,22V
1A
1A
2m
2m
1A
1A
95
m9
5m
6m6m
0,5A0,5A
Somente o Ponto A estácorrentamente alimentado
acima de 24V - 10% (21,6V)
Somente o Ponto A estácorrentamente alimentado
acima de 24V - 10% (21,6V)
24,00V24,00V
3A3A
3.3 - Posicionamento da Fonte:Como pudemos verificar no exemplo anterior, quanto maior for o comprimento doscabos maior será a queda de tensão e uma maneira simples de diminuirsignificativamente a queda de tensão é a mudança da fonte de alimentação externa.
O ponto ideal para a colocação da fonte de alimentação na rede é o mais próximopossível do centro de carga, ou seja no trecho da rede que mais consome.
Normalmente não se deve instalar a fonte junto ao PLC, pois geralmente estálocalizado longe do primeiro equipamento de campo.
3.3.1 - Recalculo das Correntes:Para melhor visualização iremos a seguir refazer os cálculos das quedas de tensão
reposicionando-se a fonte e os cálculos seguem o mesmo raciocínio adotado:
Ponto H: 1,0ANo ponto H temos a soma das correntes consumidas pelosequipamentos J e I, nada mudou.
Ponto F: 1,5AA corrente que sai ao ponto F, vinda da fonte de alimentação, iráalimentar os equipamentos G, H e I resultando em 1,5A.
Ponto D: 2,0AAcrescenta-se ao anterior o consumo do elemento E, e semmudanças até este ponto.
Ponto B: 1,0ANeste ponto observamos uma redução, através do ponto B passa acorrente somente, dos equipamentos A e C com total de 1A.
Ponto A: 0,5ANo ponto A, circula somente 0,5A e o trecho até o PLC somentealguns mA que são despreziveis para os nossos cálculos.
Note que o valor de corrente fornecido pela fonte não se alterou com relação aoexemplo anterior, porém não temos nenhum trecho da rede com a corrente total de3A, ao contrário do exemplo anterior.
Sense 22
Rede DeviceNet
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
50
m5
0m
15m15m
0,5A0,5A
0,5A0,5A
6m6m
9m9m
1A1A
6m
6m
0,5
A0
,5A
1A
1A
95
m9
5m
3A3A
6m6m
0,5A0,5A
OP
EN
OP
EN
24,00V24,00V
~ 0mA~ 0mA
OP
EN
OP
EN
0,5A0,5A
4m4m
2m
2m
1A
1A
EE
FF
AA
CC
BBDD
GG
HH
IIJJ
3.3.2 - Recalculo das Tensões:
UD = 24,00V: Ponto de entrada da fonte de alimentação.
UE = 23,79V: Queda de somente 0,5A do equipamento E no cabo fino de 6m:U = 0,069W/m x 6m x 0,5A = 0,21V \UE = 24V - 0,21V = 23,79V
UF = 24,00V: Consideremos o trecho DF de comprimento desprezível.
UG = 23,79V: Idem ao ponto E.
UH = 22,58V: No trecho final com 95m e corrente de 1A, temos:U = 0,015W/m x 95m x 1A = 1,42V \UH = 24,00V - 1,42V = 22,58V
UI = 22,44V: Onde temos 1A dos equipamento I e J sob o cabo fino de 2m:U = 0,069W/m x 2m x 1A = 0,14V \UI = 22,58V - 0,14V = 22,44V
UJ = 22,30V: Somente 0,5A do equipamento J no trecho de cabo fino 2m:U = 0,069W/m x 4m x 0,5A = 0,14V \UJ = 22,44V - 0,14V = 22,30V
UB = 23,86V: Queda de 1A dos equipamentos A e B no trecho BD:U = 0,015W/m x 9m x 1,0A = 0,14V \UB = 24V - 0,14V = 23,86V
UC = 23,65V: Idem ao ponto E, resultando em: UC = 23,86V - 0,21V = 23,65V
UA = 23,74V: Queda de 0,5A do equipamento A no trecho AB:U = 0,015W/m x 15m x 0,5A = 0,12V\UA = 23,86V - 0,12V = 23,74V
Com esta alteração a tensão mínima da configuração anterior no ponto J de 19,22Vpassou para 22,30 com um ganho de 3,08V. Um grande número de casos podemser resolvidos somente com a alteração da posição da fonte de alimentação.
Se considerarmos no exemplo anterior, somente a válvula do ponto A estavacorretamente alimentada, com tensão maior que 24V -10% ou seja: 21,6V e noexemplo atual todas estão perfeitamente alimentadas, confirmamos que opré-projeto da rede é de extrema necessidade, pois mudanças depois da instalação pronta pode causar serios transtornos.
23 Sense
Rede DeviceNet
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
Sense Eletrônica LtdaSense Eletrônica Ltda
2m x 0,0692m x 0,069x1A = 0,14Vx1A = 0,14V
I = 22,44VI = 22,44VC = 23,65VC = 23,65V
B = 23,86VB = 23,86V
E = 23,79VE = 23,79V
G = 23,79VG = 23,79V
H = 22,58VH = 22,58VA = 23,75VA = 23,75V
Ganho de3,22V
Ganho de3,22V
D = 24,00VD = 24,00V
4m x 0,0694m x 0,069x0,5A = 0,14Vx0,5A = 0,14V
6m x 0,0696m x 0,069x0,5A = 0,21Vx0,5A = 0,21V
0,5A0,5A
4m4m
50
m5
0m
15m15m
0,5A0,5A
0,5A0,5A
6m6m
9m9m
1A1A
6m
6m
0,5
A0
,5A
9m x 0,0159m x 0,015x1A = 0,14Vx1A = 0,14V
J = 22,30VJ = 22,30V
1A
1A
2m
2m
95
m x
0,0
15
95
m x
0,0
15
x1A
= 1
,42
Vx1
A =
1,4
2V
1A
1A
95
m9
5m
3A3A
6m6m
0,5A0,5A15m x 0,01515m x 0,015x0,5A = 0,11Vx0,5A = 0,11V
032001 1 DeviceNet032001 1 DeviceNet
Ganho de 3,22Vsomente posicionandoa fonte em outro local
Ganho de 3,22Vsomente posicionandoa fonte em outro local
Não adianta aumentara capacidade da fonte.Não adianta aumentara capacidade da fonte.
3.3.3 - Extensão da Rede:Outro ponto importante são as alterações realizadas depois da instalaçãoconcluída, para exemplificar-mos os efeitos sobre a queda de tensão, iremos suporque o trecho final da rede com os equipamentos I e J foram alterados e serãomontados em outro local necessitando uma extensão de 215m:
Recalculando-se a queda de tensão nestes pontos teremos:
UH = 19,35V: No trecho final com 95 mais 215m e corrente de 1A, temos:U = 0,015W/m x 310m x 1A = 4,42V \UH = 24,00V - 4,65V = 19,35V
UI = 19,21V: Onde temos 1A dos equipamento I e J sob o cabo fino de 2m:U = 0,069W/m x 2m x 1A = 0,14V \UI = 19,35V - 0,14V = 19,21V
UJ = 19,07V: Somente 0,5A do equipamento J no trecho de cabo fino 2m:U = 0,069W/m x 2m x 0,5A = 0,14V \UJ = 19,21V - 0,14V = 19,07V
Com esta alteração na rede os equipamentos I e J não irão funcionar, portantoconfirmamos que qualquer modificação deve ser criteriosamente estudada paraevitar transtornos e retrabalhos.
3.3.4 - Múltiplas Fontes de Alimentação:A rede DeviceNet admite ser alimentada por múltiplas fontes de alimentação aolongo da linha tronco e esta prática deve ser adotada para redes longas e comconsumo elevado.
Outra vantagem da utilização de múltiplas fontes de alimentação é a possibilidadede se utilizar correntes muitos elevadas que podem ser segmentadas em trechoscom até 8 Amperes.
Na implementação do uso de múltiplas fontes, cada trecho deve ser segmentado,interrompendo-se o fio vermelho, mantendo-se os outros, de forma que cada trecho seja alimentado por uma única fonte.
Sense 24
Rede DeviceNet
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
#53#53
50
m5
0m
15m15m
2,5A2,5A
0,5A0,5A
6m6m
9m9m
2A2A
6m
6m
0,5
A0
,5A
31
0m
x 0
,01
53
10
m x
0,0
15
x1A
= 4
,65
Vx1
A =
4,6
5V
1A
1A
95
m+2
15
m=
31
0m
95
m+2
15
m=
31
0m
3A3A
6m6m
0,5A0,5A
Sensores e Instrumentos
ASI-KF-3002/110-220Vca ASI-KF-3002/110-220VcaFONTE DE ALIMENTAÇÃO EM CORRENTE CONTÍNUA FONTE DE ALIMENTAÇÃO EM CORRENTE CONTÍNUA
TIPO CHAVEADA TIPO CHAVEADA
ONON(F) (F)
Vca Vca
(+) (+)
(-) (-)REDE ASI REDE ASI(N) (N)
#2#2
#51#51
OP
EN
OP
EN
4m x 0,0694m x 0,069x0,5A = 0,14Vx0,5A = 0,14V
J = 19,07VJ = 19,07V
#25#25
#16#16
~ 0mA~ 0mA
OP
EN
OP
EN#62#62
0,5A0,5A
4m4m
I = 19,21VI = 19,21V
H =
19
,35
VH
= 1
9,3
5V
2m
2m
1A
1A
2m x 0,0692m x 0,069x1A = 0,14Vx1A = 0,14V
Observe que o negativo de todos os trechos não devem ser interrompidos e apenasuma única fonte de alimentação deve estar ligada ao aterramento.
Esta técnica será exemplificada a seguir como uma solução para o problema daextensão do cabo da rede:
Observe que a Fonte 1 alimenta o trecho que sai do PLC passando pelos equipamentos A, B, E até o G:
UA = 22,50V: Queda de 2A (A+C+E+G) sobre 50m de cabo grosso:U = 0,015W/m x 50m x 2A = 1,50V \UA = 24V - 1,50V = 22,50V
UC = 21,95V: Queda de 1,5A (C+E+G) sobre 15m de cabo grosso maisqueda de 6m com cabo fino sob o consumo do instrumento C:U = 0,015W/m x 15m x 1,5A + 0,069W/m x 6m x 0,5A = 0,55V \UC = 22,50V - 0,55V = 21,95V
UE = 21,61V: Queda de 1,0A (E+G) sobre 9m de cabo grosso maisqueda de 6m com cabo fino sob o consumo do instrumento C:U = 0,015W/m x 9m x 1,0A + 0,069W/m x 6m x 0,5A = 0,34V \UE = 21,95V - 0,34V = 21,61V.
UG = 21,61V: Idem ao equipamento E pois o trecho DF é desprezível.
A Fonte 2 alimenta os instrumentos I e J.
UI = 23,86V: Queda de 1,0A (I+J) sobre 2m de cabo fino:U = 0,069W/m x 2m x 1A = 0,14V \UI = 24,00V - 0,14V = 23,86V
UJ = 23,72V: Queda de 0,5A (J) sobre 4m de cabo fino:U = 0,069W/m x 4m x 0,5A = 0,14V \UJ = 23,86V - 0,14V = 23,72V
Conclusão: observamos que as duas fontes assim posicionadas atendemperfeitamente os requisitos, pois todos os equipamentos estão adequadamentealimentados, e o que é melhor, todas as solenóides de saída serão alimentadasdentro da faixa de 10% pois em todos os pontos a tensão é maior que 21,6V.
25 Sense
Rede DeviceNet
Sen
so
res e
In
str
um
en
tos
Sen
so
res e
In
str
um
en
tos
3.4 - Alimentação da Rede:Segundo as especificações da rede DeviceNet a alimentação 24Vcc deve serestabilizada, estável e com proteções, sendo que a proteção de picos de surge(certificação CE categoria 3 para pulsos de surge), transitórios gerados na rede decorrente alternada que alimenta a fonte de alimentação possam passar para a redeDeviceNet e causar a queima dos equipamentos.
3.4.1 - Fonte de Alimentação:A fonte de alimentação para a rede DeviceNetdeve fornecer uma tensão contínua eestabilizada em 24 Vcc independentemente dacorrente consumida.
Aconselhamos que a fonte utilizada paraalimentar a rede DeviceNet e / ou os módulosde saídas possuam proteção contra curtocircuito, para que uma sobrecorrente nãopossa colocar em risco o cabo da rede.
Caso a fonte de alimentação estejaposicionada longe do seu centro de carga,pode-se elevar um pouco a tensão da rede,corrigindo a queda de tensão excessiva quepossa existir no final da linha. Para tantodeve-se verificar a máxima tensão admissívelpor todos os equipamentos conectados narede e as cargas conectadas aos módulos que possuem saída e se utilizem da tensão da rede para alimentação dos I/O’s.
3.4.2 - Distribuidor de Alimentação:A linha CA que serve as fontes de alimentaçãopode ter outros equipamentos, inclusive degrande porte, tais como: transformadores,motores, inversores de frequência, freioseletromagnéticos, chaves seccionadoras, etc;que em operação normal podem produzir altospicos de tensão transitória inclusive com altaenergia, devido as altas correntes sobre ascargas de alta indutância.
Caso as fontes de alimentação utilizadas narede DeviceNet não possuam proteçãoadequada irão deixar que os pulsos de altaenergia que chegam através da linha Capossam passar para a linha em CC e poderãodanificar os chips da interface CAN dosinstrumentos. Aconselhamos utilizar fontes dealimentação ou distribuidores de alimentaçãoque possuam diodos especiais que neutralizam os pulsos de alta energia.
Sense 26
Rede DeviceNet
3.4.3 - Resistores de Terminação:Nos extremos da rede deve-se instalar umresistor de terminação, que possui o objetivode reduzir possiveis reflexões do sinal narede, que causa distírbios na comunicação,com constantes e aleatória paradas eeventualmente interrupção total do seufuncionamento.
O resistor de terminação deve ser de 121W,mas admite-se o valor comercial mais comumde 120W e sendo a potência dissipada éminima e um resistor de 1/4W estariaadequado.
3.4.2 - Posição do Resistor de Terminação:Os resistores devem ser conectados entre os fios de comunicação ( BR branco e AZ azul ), nos dois extremos da rede, nos pontos entre todos que possuem a maiordistância entre si, ou nas duas caixas de distribuição nos extremos da rede.
Uma maneira prática de se verificar se uma determinada rede possui os doisresistores é medir a resistência entre os fios de comunicação azul e branco,obtendo-se 60W, indicaria que os resistores estão presentes na rede, mas nãogarante que eles estão na posição correnta.
A figura acima ilustra também a utilização dos distribuidores de alimentaçãointegrando as fontes externas e os resistores de terminação a rede.
27 Sense
Rede DeviceNet
121121
1/4W1/4W
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
50
m5
0m
15m15m
6m6m
9m9m
6m
6m
31
0m
31
0m
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
4m4m
2m
2m
Sensores e Instrumentos
ASI-KF-3002/110-220VcaASI-KF-3002/110-220VcaFONTE DE ALIMENTAÇÃO EM CORRENTE CONTÍNUAFONTE DE ALIMENTAÇÃO EM CORRENTE CONTÍNUA
TIPO CHAVEADATIPO CHAVEADA
ONON(F)(F)
VcaVca
(+)(+)
(-)(-)REDE ASIREDE ASI (N)(N) Fonte 1Fonte 1
120120
Se
ns
ore
s e
In
str
um
en
tos
AS
I-K
F-3
002
/11
0-2
20
Vca
AS
I-K
F-3
002
/11
0-2
20
Vca
FO
NT
E D
E A
LIM
EN
TA
ÇÃ
O E
M C
OR
RE
NT
E C
ON
TÍN
UA
FO
NT
E D
E A
LIM
EN
TA
ÇÃ
O E
M C
OR
RE
NT
E C
ON
TÍN
UA
TIP
O C
HA
VE
AD
AT
IPO
CH
AV
EA
DA
ON
ON
(F)
(F)
Vca
Vca
(+)
(+)
(-)
(-)
RE
DE
AS
IR
ED
E A
SI
(N)
(N)
Fonte 2Fonte 2PPlluugg ppaarraa
EEnnddeerreeççaaddoorr
66--55
++EE2244
44
55
AASSIIRREEDDEE
II//OO==ØØ ØØhh -- IIDD== hh
AASS
II++
AASS
II--
1111
1122
1100
RREEDDEE
EE--44
7777 EE33
99
88
----88
EE--33EE--11
EE--22
1111--
++EE44 1100
AASSII--MMDD--44EEPP--VVTTMMÓÓDDUULLOO DDEE 44 EENNTTRRAADDAASS
11EE1111
--22
33
22
EENNTTRRAADDAASS PPNNPP
++
EENNTTRRAADDAASS PPNNPP
++
Sensores e InstrumentosSensores e Instrumentos
PPlluu
ggpp
aarraa
EEnn
ddee
rreeççaa
ddoorr
66--
55
++EE
2244
44 55
AASS
IIRR
EEDD
EE
II//OO
==ØØ
ØØhh
--IIDD
==hh
AASSII++
AASSII--
1111
1122
1100
RREE
DDEEEE--44
7777
EE33
9988
----88
EE--33
EE--11
EE--22
1111
--++EE
4411
00
AASS
II--MM
DD--44
EEPP
--VVTT
MMÓÓ
DDUU
LLOO
DDEE
44EE
NNTT
RRAA
DDAA
SS
11EE
1111
--22
3322
EENN
TTRR
AADD
AASS
PPNN
PP
++
EENN
TTRR
AADD
AASS
PPNN
PP
++
Sen
so
res e
In
str
um
en
tos
Sen
so
res e
In
str
um
en
tos
120120
3.5 - Interoperabilidade:Uma grande vantagem da rede DeviceNet é a habilidade de se ligar/desligar osequipamentos com a rede energizada sem a necessidade de desligar a suaalimentação.
Mas deve-se adotar medidas extras com relação a topologia e estrutura deconexão, para que ao se substituir um equipamento não ocorra o desligamento dossubsequentes.
3.5.1 - Distribuidor de Rede:Para efetuar trocas “a quente” commaior segurança, deve-se utilizar ascaixas de derivação, onde liga-se edesliga-se os equipamentos atravésde conectores “plug-in” que minimizam a probabilidade de curtos entre os fios, que podem interromper ofuncionamento da rede e até danificarpermanentemente váriosequipamentos.
Deve-se prever a substituição dequalquer equipamento ativo seminterromper o funcionamento da rede,portanto a adoção da topologia emlinha deve ser adotada com restrições.
Sense 28
Rede DeviceNet
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
Se
ns
ore
s e
In
str
um
en
tos
AS
I-K
F-3
00
2/1
10
-22
0V
caA
SI-
KF
-30
02
/11
0-2
20
Vca
FO
NT
E D
E A
LIM
EN
TA
ÇÃ
O E
M C
OR
RE
NT
E C
ON
TÍN
UA
FO
NT
E D
E A
LIM
EN
TA
ÇÃ
O E
M C
OR
RE
NT
E C
ON
TÍN
UA
TIP
O C
HA
VE
AD
AT
IPO
CH
AV
EA
DA
ON
ON
(F)
(F)
Vca
Vca
(+)
(+)
(-)
(-)
RE
DE
AS
IR
ED
E A
SI
(N)
(N)
#53#53 #16#16
#62#62#25#25
#51#51
#2#2
3.5.2 - Layout com Distribuidor de Rede:Já a opção com distribuidores permite a substituição de qualquer elemento ativosem interromper o funcionamento do restante da rede.
29 Sense
Rede DeviceNet
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
50
m5
0m
15m15m
6m6m
9m9m
6m
6m
31
0m
31
0m
OP
EN
OP
EN
OP
EN
OP
EN
4m4m
2m
2m
Sensores e Instrumentos
ASI-KF-3002/110-220Vca ASI-KF-3002/110-220VcaFONTE DE ALIMENTAÇÃO EM CORRENTE CONTÍNUA FONTE DE ALIMENTAÇÃO EM CORRENTE CONTÍNUA
TIPO CHAVEADA TIPO CHAVEADA
ONON(F) (F)
Vca Vca
(+) (+)
(-) (-)REDE ASI REDE ASI(N) (N)
Fonte 1Fonte 1
Se
nso
res
e I
nstr
um
en
tos
AS
I-K
F-3
002/1
10
-220V
ca
AS
I-K
F-3
002/1
10
-220V
ca
FO
NT
E D
E A
LIM
EN
TA
ÇÃ
O E
M C
OR
RE
NT
E C
ON
TÍN
UA
FO
NT
E D
E A
LIM
EN
TA
ÇÃ
O E
M C
OR
RE
NT
E C
ON
TÍN
UA
TIP
O C
HA
VE
AD
AT
IPO
CH
AV
EA
DA
ON
ON
(F)
(F)
Vca
Vca
(+)
(+)
(-)
(-)
RE
DE
AS
IR
ED
E A
SI
(N)
(N)
Fonte 2Fonte 2
PPlluuggppaarraaEEnnddeerreeççaaddoorr
66 --55
++EE22 44
44
55
AASSIIRREEDDEE
II//OO==ØØØØ hh--IIDD==hh
AASS
II++
AASS
II--
1111
1122
1100
RREEDDEE
EE--44
7777EE33
99
88
----88
EE--33 EE--11
EE--22
1111--
++EE441100
AASSII--MMDD--44EEPP--VVTTMMÓÓDDUULLOODDEE44EENNTTRRAADDAASS
11 EE11 11
--22
33
22
EENNTTRRAADDAASSPPNNPP
++
EENNTTRRAADDAASSPPNNPP
++
Sensores e Instrumentos Sensores e Instrumentos
PPlluu
ggpp
aarraa
EEnn
ddee
rreeççaa
ddoo
rr
66--
55
++EE
2244
44 55
AASS
IIRR
EEDD
EE
II//OO
==ØØ
ØØhh
--IIDD
==hh
AASSII++
AASSII--
1111
1122
1100
RREE
DDEEEE--44
7777
EE33
9988
----88
EE--33
EE--11
EE--22
1111
--++EE
4411
00
AASS
II--MM
DD--44
EEPP
--VVTT
MMÓÓ
DDUU
LLOO
DDEE
44EE
NNTT
RRAA
DDAA
SS
11EE
1111
--22
3322
EENN
TTRR
AADD
AASS
PPNN
PP
++
EENN
TTRR
AADD
AASS
PPNN
PP
++
Se
ns
ore
s e
In
str
um
en
tos
Se
ns
ore
s e
In
str
um
en
tos
PPlluuggppaarraaEEnnddeerreeççaaddoorr
66 --55
++EE22 44
44
55
AASSIIRREEDDEE
II//OO==ØØØØ hh--IIDD==hh
AASS
II++
AASS
II--
1111
1122
1100
RREEDDEE
EE--44
7777EE33
99
88
----88
EE--33 EE--11
EE--22
1111--
++EE441100
AASSII--MMDD--44EEPP--VVTTMMÓÓDDUULLOODDEE44EENNTTRRAADDAASS
11 EE11 11
--22
33
22
EENNTTRRAADDAASSPPNNPP
++
EENNTTRRAADDAASSPPNNPP
++
Sensores e Instrumentos Sensores e Instrumentos
PPlluuggppaarraaEEnnddeerreeççaaddoorr
66 --55
++EE22 44
44
55
AASSIIRREEDDEE
II//OO==ØØØØ hh--IIDD==hh
AASS
II++
AASS
II--
1111
1122
1100
RREEDDEE
EE--44
7777EE33
99
88
----88
EE--33 EE--11
EE--22
1111--
++EE441100
AASSII--MMDD--44EEPP--VVTTMMÓÓDDUULLOODDEE44EENNTTRRAADDAASS
11 EE11 11
--22
33
22
EENNTTRRAADDAASSPPNNPP
++
EENNTTRRAADDAASSPPNNPP
++
Sensores e Instrumentos Sensores e Instrumentos
6m6mENTRADAS PNPENTRADAS PNP
DN-MD-4EP-4ST-VTDN-MD-4EP-4ST-VT
MÓDULO DE 4 ENTRADAS E 4 SAÍDAS A TRANSISTORMÓDULO DE 4 ENTRADAS E 4 SAÍDAS A TRANSISTOR
Sensores e InstrumentosSensores e Instrumentos
E-1E-1
E-2E-2
E-3E-3
E-4E-4
S-1S-1
S-2S-2
S-3S-3
S-4S-4
E1E1
E2E2
E3E3
E4E4
++++
++
++
++
++
++
++
22
55
88
1111
--------
----
----
----
----
----
----
11
44
77
1010
22
55
88
1111
11
44
77
1010
33
66
99
1212
V+
V+
V+
V+
CN
HC
NH
CN
HC
NH
GN
DG
ND
GN
DG
ND
CN
LC
NL
CN
LC
NL
V-
V-
V-
V-
FE
+F
E+
FE
-F
E-
REDEDEVICENET
REDEDEVICENET
REDEDEVICENET
REDEDEVICENET
FONTEEXTERNA
FONTEEXTERNA
Configuração da
Alimentação de Entrada/Saída
Configuração da
Alimentação de Entrada/Saída
EX
T.
FO
NT
E
DN
EX
T.
FO
NT
E
DN
REDEREDE
S1S11313
1414
S2S21515
1616
S3S31717
1818
S4S41919
2020
SAÍDASSAÍDAS
DeviceNetDeviceNet
3.6 - Aterramento da rede:Um dos pontos mais importantes para o bom funcionamento da rede DeviceNet é ablindagem dos cabos, que tem como função básica impedir que fios de forçapossam gerar ruídos elétricos que interfiram no barramento de comunicação.
NOTA: Aconselhamos que os caboDeviceNet seja conduzidoseparadamente dos cabos depotência, e não utilizem o mesmobandejamento ou eletrodutos.
3.6.1 - Malha de Aterramento:Para que a blindagem possa cumprir sua missão é de extremaimportância que dreno seja aterrado somente em um único ponto.
3.6.2 - Entrada dos Cabos nos Equipamentos:O cabo DeviceNet possui uma blindagemexterna em forma de malha, que deve sersempre cortada e isolada com fita isolante outubo plástico isolador em todas asextremidades em que o cabo for cortado.
Deve-se tomar este cuidado na entrada de cabos de todos os equipamentos, principalmente eminvólucros metálicos, pois a malha externa docabo não deve estar ligada a nenhum ponto enem encostrar em superfícies aterradas.
3.6.3 - Borne de Dreno:Existe ainda um fio de dreno no cabo DeviceNet , queeletricamente está interligado a malha externa do cabo, etem como função básica permitir a conexão da malha abornes terminais.
Inclusive todos os equipamentos DeviceNet possuem umborne para conexão do fio de dreno, que internamente nãoestá conectado a nenhuma parte do circuito eletrônico, e normalmente forma umablindagem em volta do circuito através de pistas da placa de circuito impresso.
3.6.4 - Isolação do Dreno:Da mesma forma que a blindagem externa,aconselhamos isolar o fio de dreno em todasas suas extremidades com tubos plásticosisoladores, a fim de evitar seu contato compartes metálicas aterradas nos instrumentos.Todos estes cuidados na instalação devem sertomados para evitar que a malha ou o fio dedreno sejam aterrados no campo.
Sense 30
Rede DeviceNet
3.6.5 -Verificação da Isolação da Blindagem:Ao final da instalação deve-se conferir aisolação da malha e dreno em relação aoterra (> 1MW).
3.6.6 - Aterramento daBlindagem:Após este teste o fio dreno deve serinterligado ao negativo “V-” da rede noborne “-” da fonte de alimentação queenergizara a rede. Então ambos “V-” e “-”devem ser ligados ao sistema deaterramento de instrumentação da planta em uma haste independente doaterramento elétrico, mas diferenteshastes podem ser interconectadas porbarramento de equalização de potencial.
3.6.7 - Blindagem Com Múltiplas Fontes:Quando a rede DeviceNet utiliza duas ou mais fontes, somente uma delas deveestar com o negativo aterrado em uma haste junto com o fio de dreno da rede.
Observe que neste caso as fontes de alimentação não devem ser ligadas emparalelo, interrompa o positivo, para que não exista duas fontes em um trecho .CUIDADO! Repetimos: é de extrema importância que a malha de aterramento esteja aterrada somenteem um único ponto junto a fonte de alimentação da rede. Aconselhamos que toda vez que houvermanobras no cabo da rede ou manutenção nos instrumentos, se desligue a conexão do dreno com onegativo da fonte para verificar se a isolação do fio dreno, não está aterrado em qualquer outro ponto darede, pois as manobras dos cabos muitas vezes podem romper a isolação do cabo conectando a malhaa eletrodutos ou calhas aterradas.
3.6.8 - Blindagem Instrumentos Campo:A extremidade do cabo dos transmissores quechegam aos módulo DeviceNet deve ser aterradasem um borne de “Malha”. O mesmo cuidado comrelação a malha dos transmissores deve ser adotadoe jamais devem ser aterradas junto ao instrumento no campo, e aconselhamos isolar a malha com fitaisolante na caixa de bornes do transmissor.
31 Sense
Rede DeviceNet
PRPR
AZAZ
MALHAMALHA
BRBR
VMVM
SCANNERDeviceNetSCANNERDeviceNet
V+V+
GNDGND
V-V-Fonte de Alimentação
da Rede DeviceNetFonte de Alimentação
da Rede DeviceNet
PRPR
AZAZ
MALHAMALHA
BRBR
VMVM
V+V+Fonte de Alimentação
do Trecho 2Fonte de Alimentação
do Trecho 2
V-V-
TRECHO 2TRECHO 2TRECHO 1TRECHO 1 InterromperV+
InterromperV+
V+V+
GNDGND
V-V-Fonte de Alimentação
da Rede DeviceNetFonte de Alimentação
da Rede DeviceNet
4 - Protocolo:Neste capítulo iremos apresentar um breve resumo de como é a construção dasmensagens da rede DeviceNet, proporcionando ao leitor conhecimentos básicosde protocolo DeviceNet, habilitando-o caso haja interesse a se aprofundar noassunto através de literaturas especializadas.
Como citamos anteriormente, a rede DeviceNet é baseada no protocolo CAN, queobteve aceitação mundial como um protocolo muito versátil e confiável, além de seruma plataforma econômica para troca de dados aplicáveis em sistemas móveis,máquinas, equipamentos técnicos e automação industrial.
Baseado na sofisticadas normas de protocolos de alto nível, o protocolo CAN é feitona tecnologia de automação aberta, e compete prosperamente em sistemas deautomação distribuídos.
Uma das principais razões para o sucesso das tecnologias baseadas no protocoloCAN é a capacidade de comunicação produtor-consumidor para transmissão dedados e capacidade de trabalhar com multi-mestre. Com essas propriedades, oprotocolo CAN do ponto de vista técnico é muito atrativo para ser usado emsistemas distribuídos.
4.1 - Camadas OSI:O protocolo CAN pode ser mostrado de acordo com o modelo OSI, comomostramos abaixo:
Layer 1: Responsável por funções como codificação, tempo de bit esincronização de bit.
Layer 2: Responsável por funções como arbitração, frame de mensagem esegurança de dados, validação de mensagens, detecção esinalização de erros e limites de falhas.
Sense 32
Rede DeviceNet
DeviceNet Protocol
CAN Protocol
Physical Layer
Transmission Media
Layer 7
Layer 2
Layer 1
Layer F
Application
Data Link
Physical
Media
4.2 - Protocolo DeviceNet:A camada de conexão de dados da DeviceNet é totalmente definida pelaespecificação CAN e implementação por seus chips.
São definidos dois estados lógicos: recessivo (lógica 1) e dominante (lógica 0).Qualquer nó pode iniciar uma transmissão levando o barramento do estadorecessivo, condição sem comunicação,para estado dominante (inicio do frame).
Alguns tipos de frames (messagens) são definidos pelo protocolo CAN:
• Data Frame;• Overload Frame;• Remote Frame;• Error Frame.
A protocolo DeviceNet utiliza somente o “data frame”, e os demais frames nãoforam implementados.
4.3 - CAN Data Frame:A figura abaixo representa o frame de dados da rede DeviceNet, que em outraspalavras é o esqueleto de uma comunicação neste protocolo. A seguir faremos uma breve explanação sobre cada campo desta frame.
4.3.1 - Inicio da Frame:Todos os elementos da rede CAN são sincronizados na transição de recessivo para dominante deste bit, para obter-se um sincronismo ideal entre todos os nóspresentes na rede.
33 Sense
Rede DeviceNet
1bit 11bits 1bit 6bits 0-8bytes 15bits 1bit 1bit 1bit 7bits 3bits
em
arF
ad
oici
nI
ro
da
cifitn
edI
tib
RT
R
elort
no
C e
d o
pm
aC
CR
C e
d ro
dati
mile
D
kc
A e
d tiB
em
arF
ad l
ani
F
se
mar
F ert
ne
oç
ap
sE
kc
A e
d ro
dati
mile
D
CR
C ro
dai
cn
eu
qe
S
Campo
de
DADOS
(Variável
Campo de Arbitração
4.3.2 - Campo de Arbitração:O identificador e o bit RTR (Requisição de Transmissão Remota) formam o campode arbitração. O campo de arbitração é utilizado para facilitar o acesso ao meio detransmissão. Como a rede DeviceNet não utiliza o bit RTR ele não é consideradopara determinar a prioridade de acesso. Quando um equipamento transmite, eletambém monitora (o outro equipamento envolvido na comunicação retorna o bit que recebeu) o que foi enviado para confirmar que é o mesmo bit, isto leva a detecçãode transmissões simultâneas.
Se um determinado nó transmite um bit recessivo e recebe um bit dominanteenquanto estiver enviando o campo de arbitração, ele encerra a transmissão. Ovencedor com relação a arbitração entre dois nós transmitindo simultaneamente é o com menor numero nos 11 bits do identificador. O protocolo CAN também define nocampo de dados um identificador com 29 bits, porém este tipo não é utilizado narede DeviceNet.
4.3.3 - Campo de Controle:Contém dois bits fixos e um campo com comprimento de 4 bits. O comprimentodeve ser algum numero entre 0 a 8 representando o numero de bytes no campo dedados. O numero de bytes 0-8 é ideal para equipamentos com pequeno numero deI/O que precisam ser enviados freqüentemente.
4.3.4 - Seqüência de CRC:O campo de CRC é uma palavra de check-up com redundância cíclica usado pelocontrolador CAN para detectar erros de frame. Ele é computado pelos bitsanteriormente enviados.
4.3.5 - Bit de Ack:Um bit dominante neste campo significa que pelo menos um receptor recebeu atransmissão.
4.3.6 - Final da Frame:Os bits recessivos do final da mensagem encerram o data frame.
4.3.7 - Espaço entre Frames:O espaçamento entre frames é gerado por três bits recessivos (nível lógico 1),condição que é mantida sempre que não houver mensagens sendo transmitidas.
4.4 - Arbitração e Controle:Se dois ou mais nós tentam acessar a rede simultaneamente, o mecanismo dearbitração resolve o conflito causado pela colisão dos dados (determinando umvencedor) sem perda dos bits já transmitidos pelo nó de maior prioridade, pois estepossui os bits mais significativos do campo de arbitração em nível lógico dominante.
A rede Ethernet perde em eficiencia, se comparada com a rede CAN, pois no casode colisão de dados determina-se a retransmissão total do frame, perdendo-se osbits já transmitidos.
Sense 34
Rede DeviceNet
4.5 - Erros de Comunicação:O protocolo CAN utiliza vários tipos de detecção de erros e falhas incluindo CRC eretransmissões automáticas. Estes métodos, que são transparentes para aaplicação, previnem contra erros de comunicação causados principalmente porpertubações eletromagnéticas. Abaixo exemplificamos os principais errosdetectados pela rede DeviceNet:
4.5.1 - CRC Error:O nó transmissor sempre executa uma rotina de cálculos para cada mensagemenglobando todos os bits anteriores ao CRC, obtendo um resultado em 15 bitsrepresentativo e diferente para cada mensagem, então este valor é enviado nocampo CRC do frame transmitido.
Equipamento que recebe o frame de dados executa inversamente a mesmasequenciade cálculos, e compara o valor obtido com o valor lido na frame recebida,se os valores forem os mesmos indica que a transmissão foi corretamente recebida, caso contrário ocorre o erro de CRC e então a retransmissão da mensagem ésolicitada.
4.5.2 - Ack Error:Quando o nó transmissor chega ao bit de Ack, mantem-o no estado recessivo (nívellógico 1) e se pelo menos um nós da rede receber a mensagem, força o bit de Ackpara o nível dominante (nível lógico 0).
Como o transmissor não forçou o bit para 0, como ele mesmo monitora também obarramento e descobre que o bit está em 0 indicando que pelos menos um dos nósda rede leu sua mensagem.
Caso o transmissor encontre o bit de Ack em nível 1 (recessivo) indica que ninguemleu sua mensagem então providencia imediatamente sua retransmissão.
4.5.3 - Form Error:Ocorre quando qualquer bit do “cabeçalho” ou “rodapé”, bits antes e depois dosdados da mensagem, que conténham um formato não esperado pelo receptor damensagem.
4.5.4 - Bit 1 Error:Detectado pelo próprio transmissor da mensagem, quando ele envia um bitrecessivo e encontra um bit dominante via sua monitoração do barramento, amensagem então é retransmitida.
4.5.5 - Bit 0 Error:Analogamente ao anterior, mas com o transmissor enviando um bit dominante eencontra no barramento um bit recessivo.
4.5.6 - Stuff Error:Ocorre sempre que são detectados 6 bits consecutivos com a mesma “polaridade”até o CRC da mensagem, então ela é retransmitida.
35 Sense
Rede DeviceNet
4.6 - Grupos de Mensagens:A seguir iremos expor alguns conceitos para ajudar na compreensão do protocoloDeviceNet:
Conexão:
Para que um equipamento possa trocar dados com outro, énecessário estabelecer uma conexão, que por sua vez determina omodo e a forma que será efetuada esta troca.
Grupos:
Para estabelecer uma nova conexão um equipamento solicita umidentificador CAN, que são divididos conforme tabela abaixo, sendoque os algoritmos não permitem a duplicação de endereços e define os identificadores de acordo com a prioridade que a informaçãorequer.
Grupos de Messagens Range 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Grupo 1 000-3FF Source Mac ID Mensagem ID 0
Grupo 2 400-5FF Mens ID Mac ID 0 1
Grupo 3 600-7BF Source Mac ID Mens ID 1 1
Grupo 4 7C0-7EF Mensagem ID 1 1 1 1 1
Identificador Inválido 7F0-7FF X X X X 1 1 1 1 1 1 1
4.7 - Mensagens:Para a rede DeviceNet existem dois tipos de mensagens que serão citadas a seguir, sendo basicamente uma para troca de dados (I/O Messages) e outras paraconfiguração e diagnósticos (Explicit Message).
I/O Message:
São mensagens críticas em tempos e orientadas para troca dedados, geradas para conexão ponto-a-ponto ou multicast, utilizamtipicamente identificadores de alta prioridade. Esta configuraçãonecessita de configuração prévia indicando os objetos de fonte edestino, indicando o produtor e o consumidor da mensagem.
Explicit Message:
Utilizam comunicação ponto-a-ponto e são responsáveis pela trocade mensagens de configuração e diagnóstico de defeitos. Utilizamnormalmente identificadores de baixa prioridade e no campo dedados informa o significado.
Sense 36
Rede DeviceNet
5 - Software:Os softwares mais comuns encontrados nas aplicações DeviceNet são os daRockwell Automation, necessários para a configuração do sistema.
Lembramos que existem softwares de outros fabricantes, para configuração darede, e também os software específicos para programação da lógica deintertravamento dos PLC de outros fabricantes ou ainda até de controles baseadosem PC.
Abordaremos a configuração da rede com os softwares da Rockwell onde a seguirapresentamos uma breve descrição dos passos a serem seguidos.
5.1 - Conversor DeviceNet / RS232:Para se estabelecer a comunicação entre o software de configuração e a redepropriamente dita há a necessidade de um conversor DeviceNet para RS232, ondeutilizaremos o KFD da Rockwell, mostrado na foto a seguir.
No conversor do lado esquerdo conecta-se o cabo serial RS232 que deve ser ligado a serial do microcomputador e no outro um cabo DeviceNet para ser conectado narede física.
Este conversor possui um chip CAN, portanto ocupa um endereço da rede, e comoexpusemos anteriormente preferencialmente deve-se utilizar o endereço 62.
A configuração do endereço DeviceNet, assim como os parâmetros decomunicação RS232 será configurado no software gerenciador de comunicação:RSLinx, que é apresentado a seguir.
37 Sense
Rede DeviceNet
5.2 - Overview RSLinx:O primeiro passo para se estabelecer a comunicação entre o software configuradorda rede RSNetWorx e a rede física é através do software RSLinx, que estabelece egerencia a comunicação entre o microcomputador e os equipamentos.
O RSLinks permite a comunicação simultânea do software de configuração da redeRSNetWorx e o software de programação da lógica de controle na CPU do PLC, oRSLogix.
A figura acima ilustra a tela principal do RSLinxs, onde na janela a direita éapresentado um status geral da comunicação, no caso mostra que temos 3conexões: Ethernet, DeviceNet e DH-485 (SLC500).
Clicando-se na comunicação DeviceNet, a tela a direita apresenta todos osequipamentos encontrados neste canal de comunicação, através dos dispositivospresentes e ativos no lado DeviceNet do conversor KFD.
Caso a comunicação DH-485 for clicada apresenta-se os equipamentos que estãose comunicando, no caso o micro e a CPU do PLC.
Sense 38
Rede DeviceNet
5.2.1 - Configurando o Linx para Comunicar com o NetWorx:A seguir iremos descrever como configurar a comunicação com o KFD, passo apasso:
Passo 1: Para acessar esta tela, devemos entrar nas propriedades decomunicação do KFD, e o caminho para isto é:
Menu “Comunicação” item: “Configure Drivers ...”
Passo 2: Botão “Add New...”
Seleciona-se o drive DeviceNet
Escolhe-se o equipamento KFD.
39 Sense
Rede DeviceNet
Passo 3: Menu “Comunicação” item: “Configure Drivers ...”
Nesta tela define-se a configuração do KFD, temos:
Lado da Rede DeviceNet:
Node Address: Define-se o endereço do KFD na rede DeviceNet.
Data Rate: Define-se a velocidade de comunicação do KFDcom a rede DeviceNet.
Lado do Microcomputador RS232:
Port Select: Define-se a porta de comuicação com o micro “COMs”.
Data Rate: Define-se o baud rate com o micro
Finalmente aciona-se o botão “Close”, para iniciar a comunicação,observe que os leds do KFD, piscam indicando a comunicação.
Sense 40
Rede DeviceNet
5.3 - Overview RSNetworx:Através do RSNetWorx pode-se configurar o scanner com os equipamentos queparticiparão da rede além de permitir a configuração e o monitoramento dosequipamentos.
A janela da esquerda apresenta uma lista com os hardwares disponíveis, ou seja,os equipamentos que tiveram seus arquivos EDS instalados, vários equipamentosda Rockwell Automation vem pré-instalados no software, dos demais fabricantesdevem ser instalados posteriormente.
A janela a direita apresenta um layout da rede, que ativando-se o botão “ON LINE”os equipamentos encontrados na rede serão expostos.
Os equipamentos com EDS instalados apresentam uma ícone definida pelofabricante e caso não possua instalação uma ícone de globo ilustra o equipamento.
Para a configuração de uma rede nova pode-se encontrar todos os equipamentosna lista de hardware e arrasta-los para a janela de layout, salvando o arquivo edepois fazendo download para o scanner.
Outra janela, a de baixo, exibe mensagens de advertências, ou seja: de erros ououtro tipo de passo que não seja usual.
Importante: Na configuração do PLC, é necessário habilitar o funcionamento doscanner, setando-se o bit O:1/0, para que saia do modo IDLE.
41 Sense
Rede DeviceNet
5.4 - Instalando EDS:A sigla EDS vem de “Eletronic Data Sheet”, que em português significa Arquivo deFolha de Dados, e nada mais é do que um arquivo eletrônico que descreve osparâmetros de funcionamento e configuração do equipamento, sendo desenvolvido e distribuído pelo fabricante.
O arquivo EDS “ensina” o software de configuração a programar suascaracterísticas de comunicação no scanner, dentre os parmetros configurados:
• tipo de comunicação,• tamanho de memória requerida para os seus dados,• códigos que devem ser enviados ao equipamento para suas configurações:
tipo de entrada, tipo de sinal, retardo, etc.• permite ainda a monitoração dos dados trocados
Para a instalação do EDS de um novo equipamento deve-se proceder:
5.4.1 - Instalando o Arquivo de EDS:
Passo 1: Através do menu “Tools..”
Escolha a opção: “EDS Wizard...”
Passo 2: Escolha a opção: “Register an EDS file(s)...”
Sense 42
Rede DeviceNet
5.4.2 - Instalando a Ícone:Podemos também instalar um arquivo com uma ícone para o equipamento:
Passo 3: Para completar a instalação siga as instruções das janelas, equando aparecer a opção “Change Icon” click no botão e direcionepara o arquivo “.ico” fornecido pelo fabricante.
43 Sense
Rede DeviceNet
5.5 - Modo On / Off line:O RSNetWorx pode trabalhar tanto em online como em offline com osequipamentos de campo, para trabalhar em offline, a tela padrão é a mostrada noitem 5.3, para o modo online é a tela mostrada a seguir.
Ao entrar no modo online, o software faz “upload”, via o KFD, verificando quaisequipamentos estão presentes e compara com a configuração existente noscanner. O software apresenta sinais gráficos conforme a tabela abaixo paraidentificar o status de alguns equipamentos que não estão conforme o previsto.
Match:Se nenhum símbolo for apresentado aolado da ícone do equipamento, significaque a configuração programada noscanner foi encontrada na rede.
Mismatch:Neste caso as informações deconfiguração do equipamento da redenão estão iguais ao configurado noscanner.Normalmente são versões de EDSdiferentes.
Missing:O equipamento configurado no scannernão está presente na rede.
Sense 44
Rede DeviceNet
5.6 - Scanner DeviceNet:A comunicação entre a CPU do PLC e os equipamentos de campo se faz através do cartão scanner que deve ser configurado com todos os equipamentos que fazemparte da rede de campo. Esta configuração também deve indicar qual o tamanho dememória necessária para troca de dados entre o scanner e cada equipamento.
Esta reserva de memória para cada equipamento é chamado de Mapeamento deMemória. Para se chegar ao mapeamento, é necessário primeiro se definir a lista de equipamentos que farão parte da rede de campo, chamada de “Scan List”.
5.6.1 - Scan List:A janela “Scanlist” é acessada atraves do duplo click na ícone do scanner.
Os equipamentos listados no bloco da direita, já fazem parte da lista e os do bloco a
esquerda são os equipamentos disponíveis para serem acrescentados na lista deequipamentos ativos do scanner.
Através das setas pode-se incluir “ > “ ou excluir “ < “ equipamentos no scan list. Assetas duplas são para incluir “ >> “ ou excluir todos os equipamentos “ << “.
Para incluir equipamentos na lista do scanner eles devem estar presentes na janelaon / off line, e se não estiverem, inclua-os primeiro, e não esqueça de fazerdownload para o scanner, para que a nova lista seja salva na memória permanente.
Veja no Anexo VI os como utilizar as Eletronic Keys, tão importantes para facilitar amanutenção e permitir a atualização de hardware sem nova configuração.
45 Sense
Rede DeviceNet
5.6.2 - Mapeamento de Memória:Note que para abrirmos as propriedades do scanner, existem várias pastas, sendouma delas a do Scanlist e as outras de Input e Output serão utilizadas para fazer omapeamento da memória.
5.6.2.1 - Mapeamento das Entradas:A figura abaixo ilustra as entradas já mapeadas, no bloco inferior e osequipamentos inclusos no Scanlist na parte superior, observe que os equipamentos recém inclusos encontram-se com o status de Map em No, indicando que não estão mapeados.
Para se mapear um equipamento selecionado pode-se clicar no botão Automap,mas neste caso não podemos escolher sua posição na memória. Pode-se utilizar oMap definido-se antecipadamente o local de início através do Start Word.
A apresentação gráfica do espaço de memória reservado para cada equipamento éilustrada através do endereço e do nome de cada elemento, sendo que os espaçosem branco não estão sendo utilizados e estão disponíveis para outros.
O mapeamento pode ser definido para a memória M File ou para a memória dasentradas arquivo I, e o número de bytes utilizados é definido pelo EDS.
O botão Unmap está disponível para se eliminar algum equipamento domapeamento, mas não esqueça de fazer o Download na pasta Scanlist.
Sense 46
Rede DeviceNet
5.6.2.2 - Mapeamento das Saídas:Similar ao anterior a pasta de saída contém o mapeamento de todos osequipamentos que possuem saídas, digitais ou analógicas.
Sua configuração é similar a das entradas, mas lembramos que o espaço reservado é definido no EDS de cada equipamento.
5.6.2.3 - Endereçamento da Memória:Para que o programa de lógica de controle “RSLogix” (ou equivalente) possaacessar os dados do scanner deve-se utilizar o endereço de word da memória M1para as entradas e M0 para as saídas, conforme ilustra a figura abaixo:
Deve-se antecipadamente saber através do manual do fabricante os dadosfornecido pelo equipamento se são em bits, bytes ou words e o significado de cadaum deles para a elaboração da lógica de controle.
47 Sense
Rede DeviceNet
5.7 - Configuração de Equipamentos:Existem várias configurações dos equipamentos que podem ser acessadas pelosoftware:
5.7.1 - Parâmetros de Comunicação:Caso o equipamento a ser mapeado não possua EDS ou está com o arquivodesatualizado, pode-se também configurar manualmente as informações de troca
de dados dos equipamentos, bastando inclui-los no Scanlist e depois utilizar obotão “Edit I/O Parameters” para se ter acesso da janela de configuração doequipamento.
Deve-se conhecer o tipo de comunicação disponível e o tamanho dos dadostrocadas para cada equipamento através do manual do fabricante.
Sense 48
Rede DeviceNet
5.7.2 - Configuração Entradas / Saídas:Pode-se utilizar o EDS, quando disponível, para a configuração específica doequipamento, tais como: tipo de entrada, valor inicial, valor médio, modo deoperação, etc.
Para acessar a janela de configuração dos equipamentos, no modo on-line dê umduplo clique no equipamento para entrar em suas propriedades, escolhendo apasta “Parameters”.
Estas configurações são muito específicas para cada equipamento e até alguns similares de fabricantes diferentes podem adotar configurações totalmentedistintas.
A figura acima ilustra a configuração do tipo de sinal analógico que será admitidoem um módulo de I/O, e utiliza uma lista de opções permitidas pelo hardware doequipamento.
Não esqueça de ainda no modo on-line fazer o download para o instrumento, paraque este possa armazenar em sua memória a opção escolhida.
49 Sense
Rede DeviceNet
5.7.3 - Monitoração das Entradas:Através do botão de monitoração, pode-se verificar o estado das entradas, desdeque o software esteja funcionando no modo on-line, para que os dados doequipamento possam ser apresentados.
Observe que existe um retardo entre o acionamento das entradas e sua indicação,pois a comunicação utilizada é assíncrona, pois a rede está informandoprioritariamente o PLC, e somente quando existe disponibilidade é que asinformações chegam ao KFD.
Para ver os dados deve-se conhecer o equipamento de campo, portanto vide omanual do fabricante para saber os significados dos bits.
5.7.4 - Proteção Watch Dog:Para as redes DeviceNet o PLC não utiliza a lógica cíclica comum (leitura dasentradas, execução da estratégia de controle e atualização da saída), portantopodemos fazer duas observações com relação a este fato.
Sendo que a atualização das entradas e principalmente das saídas é efetuado peloscanner através da rede DeviceNet.
Caso ocorra alguma falha de comunicação na rede, poderia ser perigoso manter assaídas energizadas, e para evitar este problema alguns fabricantes fornecem osmódulos de saída com uma proteção chamada: “Watch Dog”.
Tendo como função desenergizar as saídas se a comunicação com a redeDeviceNet for interrompida por alguns instantes.
Sense 50
Rede DeviceNet
6 - Manutenção:A manutenção de uma rede DeviceNet pode ser muito simples ou extremamentecomplexa e confusa, dependendo de como a rede foi montada.
Uma rede com pré-projeto, analisando: topologia, comprimento dos cabos, cálculode queda de tensão, cálculo de correntes admissíveis, e análise da banda utilizada;determinam estabilidade e funcionabilidade da rede.
Caso as premiças anteriores não forem observadas, podem ocorrer problemas deinstabilidade com a rede com interrupção de funcionamento aleatoriamente, ou atémesmo nunca entrarem em operação.
As redes bem projetas dificilmente apresentam problemas e são muito estáveis econfiáveis.
Mas para o caso de redes onde não foram tomados os cuidados necessáriosexistem softwares e equipamentos de analise para as redes DeviceNet e fornecemimportantes dicas para solução de problemas, onde destacamos:
• número de erros por segundo da rede como um todo e de cada endereço,• números de erros acumulados,• Percentagem de utilização da banda de comunicação disponível,• tensão entre negativo e dreno,• tensões entre as linhas de comunicação e a alimentação.
O número de erros acumulados por endereço dá uma importante pista de ondepode estar o problema, mas nem sempre é verdade, pois redes com problemas deaterramento podem causar falha de comunicação com algum equipamento queestá funcionando perfeitamente.
6.1 - Endereçamento:O endereçamento dos equipamentos pode ser feito por hardware ou software, sendo que o endereço default para os equipamentos novos é 63.
6.1.1 - Endereçamento via Hardware:O endereçamento via hardware normalmente utiliza duas chaves rotativas quediretamente indicam o endereço do equipamento ou podem utilizar chavesdipswitch que utiliza o endereçamento binário. No endereçamento binário os bitssignificam:
Bit 0: Menos significativo 20 = 1, quanto ativo soma-se: +1
Bit 1: Representa 21 = 2, então soma-se: +2
Bit 2: Representa 22 = 4, então soma-se: +4
Bit 3: Representa 23 = 8, então soma-se: +8
Bit 4: Representa 24 = 16, então soma-se: +16
Bit 5: Representa 25 = 32, então soma-se: +32
Para se obter o endereço deve-se somar todos os bits ativos, exemplo:
21: Ativa-se os bits 0, 2 e 4, para somar: 1+ 4 +16 = 21
10: Ativa-se os bits 1 e 3, para somar: 2 + 8 = 10
51 Sense
Rede DeviceNet
6.1.1.1 - Chave Dipswitch:A dipswitch de endereçamentorequer seis chaves para gerar os 64endereços disponíveis para a redeDeviceNet, e mais duas para gerar as combinações da taxa de velocidadede comunicação, normalmenteutilizadas pelos equipamentos,conforme ilustra a figura:
6.1.1.2 - Tabela deEndereços:A tabela a seguir ilustra todas as combinações possíveis para os endereçosDeviceNet utilizando a chave dip.
Sense 52
Rede DeviceNet
8 7 6 5 4 3 2 1
ON
125K250K500K125K
0 00 11 011
0 00 10 2
EndereçoDeviceNetS1 a S6
BaudRate
S7 e S8
Configuração da Dip Switch
0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 10 0 0 0 1 0
1 1 1 1 1 1
. . . ...6 3
NE D 6S
5S
4S
3S
2S
1S
NE D 6S
5S
4S
3S
2S
1S
00 0 0 0 0 0 0 32 1 0 0 0 0 0
01 0 0 0 0 0 1 33 1 0 0 0 0 1
02 0 0 0 0 1 0 34 1 0 0 0 1 0
03 0 0 0 0 1 1 35 1 0 0 0 1 1
04 0 0 0 1 0 0 36 1 0 0 1 0 0
05 0 0 0 1 0 1 37 1 0 0 1 0 1
06 0 0 0 1 1 0 38 1 0 0 1 1 0
07 0 0 0 1 1 1 39 1 0 0 1 1 1
08 0 0 1 0 0 0 40 1 0 1 0 0 0
09 0 0 1 0 0 1 41 1 0 1 0 0 1
10 0 0 1 0 1 0 42 1 0 1 0 1 0
11 0 0 1 0 1 1 43 1 0 1 0 1 1
12 0 0 1 1 0 0 44 1 0 1 1 0 0
13 0 0 1 1 0 1 45 1 0 1 1 0 1
14 0 0 1 1 1 0 46 1 0 1 1 1 0
15 0 0 1 1 1 1 47 1 0 1 1 1 1
16 0 1 0 0 0 0 48 1 1 0 0 0 0
17 0 1 0 0 0 1 49 1 1 0 0 0 1
18 0 1 0 0 1 0 50 1 1 0 0 1 0
19 0 1 0 0 1 1 51 1 1 0 0 1 1
20 0 1 0 1 0 0 52 1 1 0 1 0 0
21 0 1 0 1 0 1 53 1 1 0 1 0 1
22 0 1 0 1 1 0 54 1 1 0 1 1 0
23 0 1 0 1 1 1 55 1 1 0 1 1 1
24 0 1 1 0 0 0 56 1 1 1 0 0 0
25 0 1 1 0 0 1 57 1 1 1 0 0 1
26 0 1 1 0 1 0 58 1 1 1 0 1 0
27 0 1 1 0 1 1 59 1 1 1 0 1 1
28 0 1 1 1 0 0 60 1 1 1 1 0 0
29 0 1 1 1 0 1 61 1 1 1 1 0 1
30 0 1 1 1 1 0 62 1 1 1 1 1 0
31 0 1 1 1 1 1 63 1 1 1 1 1 1
6.1.2 - Endereçamento via Software:No endereçamento via software deve-se utilizar o programa de configuração darede, RSNetWorx:
Com o equipamento que se deseja alterar presente na rede em modo on-line utilizeo menu Tools, opção Node Commissioning.
Pelo procedimento acima podemos perceber a necessidade de se disponibilizar oendereço 63, principalmente em redes onde existam equipamentos comendereçamentos feitos via software.
53 Sense
Rede DeviceNet
6.2 - Led de Sinalização:O led de sinalização de rede dos equipamentos, possuem o seu funcionamentonormalizado, sendo uma ferramenta importante para detecção de defeitos enormalidade de funcionamento da rede.
6.2.1 - Significado Led de Rede:A tabela a seguir apresenta o significado do led de rede dos equipamentos decampo;
Led Cor Modo Significado
verde piscando tentando fazer uma conexão
verde aceso alocado (presente na lista do scanner)
vermelho piscando alteração ou endereço duplicado
vermelho aceso perca de comunicação
ALOCADO: significa que o equipamento está presente no scanlist e estátrocando dados com o scanner.
ALTERAÇÃODEENDEREÇO:
quando o endereço for alterado com o equipamento funcionando, oseu led de rede ficará verde e o novo endereço somente seráefetivado se o instrumento for realocado novamente, ou sejadeve-se desenergizar e energizar o equipamento novamente paraque o novo endereço seja reconhecido.
Sense 54
Rede DeviceNet
6.3 - Display do Scanner:O scanner do PLC possui um display e outra importante ferramenta para a identificação de defeitos, erapidamente fornece uma pista como endereço e um código de erro, que ajuda a solução de problemas.
Em condição normal de operação oscanner deve indicar 00 informando que a rede está em funcionamento e todos os equipamentos configurados no scanlist estão operandonormalmente.
Caso algum problema seja detectado o scanner irá piscar primeiramente com oendereço e em seguida com o código de erro.
O Anexo II traz a lista completa dos códigos de erros, mas abaixo informamos osprincipais erros encontrados na prática:
Erro Descrição
00 Funcionando perfeitamente
73 Erro de configuração (produc code, vendor, etc)
75 Não presente no scanlist
77 Tamanho de dado diferente com o configurado
78 Equipamento configurado não presente na rede
79 Scanner não consegue transmitir
80 Scanner no modo ideal (setar o bit de abilitação)
91 Erro de comunicação grave (resetar o PLC)
92 Falha de alimentação na rede
Caso mais de um equipamento esteja com defeito a mesma sequência serárepetida, iniciando com o endereço, código de erro, novo endereço, novo código deerro; e assim sucessivamente para todos os equipamentos, e ao final a lista érepetida ciclicamente.
Ex.: Caso o display do scanner esteja mostrando a seguinte seqüência: 78,05,78,09. Significa que os equipamentos dos endereços 05 e 09 não estãosendo encontrados na rede (erro 78).
55 Sense
Rede DeviceNet
6.4 - Substituição de Equipamentos:Caso haja alguma dúvida com relação ao funcionamento correto de algumequipamento ligado a rede, e deseja-se substitui-lo, proceda conforme:
Passo 1: retira-se o equipamento com suspeita da rede,
Passo 2: verifica-se no display do scanner se o código apresentado é oendereço do equipamento retirado da rede seguido do código 78,
Passo 3: programa-se o endereço da peça antiga na nova,
Passo 4: insere-se a nova peça na rede e observe que o led verde ficapiscando inicialmente e depois ascende constantemente,
Passo 5: observe que o scanner não deve apresentar o código de erro 78para este endereço.
Nota: caso o problema ainda persistir deve-se procurar em outro ponto, vide a Listade Troubleshoting no Anexo III.
Cuidado: caso o endereço seja ajustado erroneamente e coincidir com o de algumequipamento que esteja funcionando na rede, o led vermelho do últimoequipamento colocado na rede começará a piscar e ao se reinicializar o sistema, seeste equipamento ainda estiver na rede, irá interromper o funcionamento do outroequipamento também.
6.5 - Equipamento Faltando:O scanner DeviceNet indica a faltade equipamentos através do códigode erro 78, seguido do endereço doequipamento que não foi encontradona rede.
Este procedimento é comum durante o processo de partida ou durante asubstituição de algum equipamento.
Sense 56
Rede DeviceNet
6.6 - Novo Equipamento na Rede:Ao adicionar um novo equipamento na rede ou caso algum equipamento esteja com o led verde piscando, indica que não está configurado no “scan list”.
E caso o scanner não indique nenhum erro, 00, confirma que este equipamento não faz parte da rede que encontra-se funcionando normalmente.
6.6.1 - Inclusão de um Novo Equipamento na Rede:Siga os passos abaixo para incluir um novo equipamento na rede:
Passo 1: entre no RSNetWork on-line com o KFD
Passo 2: duplo click na ícone do scanner,
Passo 3: utilize a seta > para incluir o novo equipamento no scanlist,
Passo 4: siga os passos para o mapeamento do novo equipamento,conforme descrito no item 5.6.2,
Passo 5: faça o download da nova configuração para o scanner.
57 Sense
Rede DeviceNet
Equipamentosencontrados narede em modoon-line edisponíveis paraserem incluidos noscanlist.
Equipamentos quecompõem o scanlist gravado noscanner
Anexo I - Termos e Definições:
Trunk LineLinha Tronco
Cabo entre os dois terminadores da rede que podeser do tipo cabo grosso, fino ou flat.
Drop LineDerivação
Cabo tipo fino ou flat que conecta os equipamentos de campo aos módulos derivadores.
DeviceEquipamento
Equipamento de campo que posui um endereço na rede DeviceNet.
NodeNó
Endereço do equipamento de campo na redeDeviceNet.
Thick CableCabo Grosso
Cabo para rede DeviceNet usado para linhastronco, com diâmetro externo de 12,2mm.
Thin CableCabo Fino
Cabo para rede DeviceNet usado para linhastronco e derivações, com diâmetro externo de6,9mm.
Flat CableCabo Chato
Cabo utilizado somente para linhas tronco, com5,3mm de altura.
ScanlistLista de Equipamentos
Lista de equipamentos ativos na rede DeviceNet,disponíveis para mapeamento ou já mapeados.
Pont-to-PointPonto-a-Ponto
Tipo de mensagens entre equipamentos de rede ( vide pag. 02 )
Multi-MasterMulti-Mestre
Tipo de troca de mensagens entre equipamentos de rede ( vide pag. 03 )
Producer-ConsumerProduto-Consumidor
Tipo de troca de mensagens entre equipamentosde rede ( vide pag. 03 )
Polled MessageMensagem Polled
Método de comunicação entre equipamentos de rede ( vide pag. 04 )
Strobed MessageMensagem Strobed
Método de comunicação entre equipamentos de rede ( vide pag. 04 )
Cyclic MessageMensagem Cíclica
Método de comunicação entre equipamentos derede ( vide pag. 05 )
Change of State MessageMensagem de mudança de estado
Método de comunicação entre equipamentos derede ( vide pag. 05 )
CAN (Controller Area Network)
CAN (Rede de Controle de Area)Protocolo de rede ( vide Pag. 07 ).
MAC(Controle de acesso ao Meio)
Metodologia protocolo CAN ( vide pag. 07 ).
CRC(Vistoria Cíclica Redunhante)
Checagem de erros protocolo CAN ( vide pag. 07 )
Sense 58
Rede DeviceNet
Anexo II - Lista de Códigos de Erros:
Erro: Descrição: Ação a ser tomada:
70 Falha no módulo no check de endereçoduplicado
Mude o endereço do canal do módulo, oendereço selecionado está em uso nestecanal
71Dados ilegais na tabela do scan list (numerodo nó do equipamento com falha piscaráalternadamente com este numero de falha)
Reconfigure a tabela do scan list e removapossíveis dados ilegais
72Escravo parou de comunicar (numero do nódo equipamento com falha piscaráalternadamente com este numero de falha)
Inspecione o equipamento de campo everifique as conexões
73
O padrão dos parâmetros do equipamentonão é o mesmo da tabela de entrada. (numero do nó do equipamento com falhapiscará alternadamente com este numerode falha)
Verifique se o equipamento que está comeste erro tenha os mesmos parâmetros doequipamento da configuração. (vendor,product code, product type).
74 Data overrun detectado na porta Modifique sua configuração e verifique pordados inválidos.
75 Não há scan list no módulo Carregue um scan list
76
Não foi detectado tráfico na rede e/oumódulo
Nenhuma. Quando for conectado algumequipamento ou requerido umacomunicação, o módulo “escutará” arequisição automaticamente
77
Dados retornados não é o esperado pelaconfiguração do scanner. (numero do nó doequipamento com falha piscaráalternadamente com este numero de falha)
Reconfigure seu módulo e mude oendereçamento.
78Escravo do scan list não existe (numero donó do equipamento com falha piscaráalternadamente com este numero de falha)
Adicione o escravo a rede, ou delete-o doscan list
79Módulo teve falha ao transmitir mensagem Tenha certeza de que o modulo esteja
conectado a rede, check os interrompidos evelocidade do equipamento
80 Modulo está em modo IDLE Nenhuma
81 Modulo está em modo de falha Nenhuma
82
Detectado erros em seqüência demensagens de I/O fragmentado doequipamento. (numero do nó doequipamento com falha piscaráalternadamente com este numero de falha)
Check a configuração do scanner e doescravo e verifique que o tamanho dosdados de entrada e saídas para esteequipamento são corretos
83
Escravo está retornando mensagens comerros quando o scanner tenta comunicarcom ele. (numero do nó do equipamentocom falha piscará alternadamente com estenumero de falha)
Check a configuração do scanner e doescravo
59 Sense
Rede DeviceNet
Erro: Descrição: Ação a ser tomada:
84Modulo está inicializando canal DeviceNet Nenhuma. Este código de erro apagará ao
se inicializar todos os escravos, casopersista resete o PLC
85Tamanho dos dados recebidos é maior queo esperado
Check a configuração do scanner e doescravo e verifique o tamanho dos dadosnos dois equipamentos
86 Equipamento está gerando estado IDLEenquanto o scanner está em RUN
Check a configuração do equipamento estatus do nó escravo
87
Disponível para alocação. Scanner aindanão foi alocado pelo mestre, ou modo deescravo está habilitado mas o scanner nãoestá habilitado em um mestre
Monitore o scanner para verificar se ocódigo de erros é apagado quando oescravo detectar o mestre. Se o erropersistir, check o modo de configuração doscanner.
88Este não é um erro. Ao energizar ou resetaro módulo, é mostrado todos 14 segmentosno endereço do nó e LEDs de status
Nenhuma
90Porta de comunicação desabilitada pelousuário
Reconfigure seu módulo. Check o bitdesabilitado no registrador de comando domódulo
91
Detectado estado de Bus-off. A porta decomunicação está detectando erros decomunicação
Check as conexões e integridade dos cabosde comunicação. Check também escravoscom falha ou possíveis interferências nafonte.
92 Sem tensão na porta de comunicação Verifique a fonte e se está chegando tensãona porta de comunicação
95
Update da memória Flash em progresso Nenhuma. Não desconecte o móduloenquanto a aplicação Flash estiver emprogresso. Você perderá qualquer dadoexistente na memória do módulo
97 Módulo parado por comando do usuário Nenhuma
98 Falha de firmware irrecuperável Substitua seu módulo
99 Falha de hardware irrecuperável Substitua seu módulo
E9 Perda da configuração não-volatil Faça um novo download da configuração
Sense 60
Rede DeviceNet
Anexo III - Check List para Start Up:
Neste item faremos uma lista de check up para partida de sistemas que utilizemRedes DeviceNet. Para tanto consideraremos que se tenha um projeto da rede eque todos os cálculos necessários foram feitos.
A3-1 - Verificação de terminadores:Com a rede desligada meça a resistência entre CANH (fio branco) e CANL (fio azul)que deve ser aproximadamente 60W, valor das duas resistências de terminação de120W em paralelo.
Note que este teste serve para verificar se o numero de terminações está correto,porém não testa se a posição está correta, para isto deve-se ter em mãos umprojeto da rede onde se define os pontos a serem colocados os terminadores.
Este teste é muito útil, pois é muito mais comum do que se pensa a instalação de um numero incorreto de terminadores, o que causa funcionamento irregular da rede.
A3-2 - Aterramento:Item importantíssimo em uma rede digital, para isto a ligação correta deve seguir aseguinte regra: "A rede DeviceNet deve ser aterrada em um único ponto,preferencialmente onde entra a alimentação da rede, e neste ponto deve ser ligadoo fio shield no negativo da fonte, caso haja mais de uma fonte, esta ligação deve serfeita somente no ponto de aterramento".
O ideal é que se tenha um terra exclusivo para instrumentação, caso o mesmo nãoesteja disponível utilize o terra comum.
A figura a seguir ilustra uma ligação típica de terra.
Como foi citado anteriormente, a rede DeviceNet deve ser aterrada somente em um único ponto, e um teste a ser feito para verificação deste item é abrir o aterramento e medir a resistência entre o fio preto (V-) e o fio nu (shield), que deve ser da casa deMegaohms.
Caso o resultado desta operação de zero ohms, significa que existem outros pontos aterrados, neste caso verifique se os fios de shield estão corretamente instaladoscom o tubo contrátil e a blindagem do cabo também isolada.
61 Sense
Rede DeviceNet
PRPR
AZAZ
MALHAMALHA
BRBR
VMVM
V+V+Fonte de Alimentação
do Trecho 2Fonte de Alimentação
do Trecho 2
V-V-
TRECHO 2TRECHO 2TRECHO 1TRECHO 1 InterromperV+
InterromperV+
V+V+
GNDGND
V-V-Fonte de Alimentação
da Rede DeviceNetFonte de Alimentação
da Rede DeviceNet
Após feitos os testes acima, com um multimetro meça em vários pontos da rede odiferencial de tensão entre shield e V-, com o positivo do multimetro no shield e onegativo no V-, esta tensão deve ter os valores da tabela abaixo:
Tensão dreno / V- Ideal Aceitável
Minimo -4,0V -5,0V
Máximo 0,3V 1,0V
Caso exista algum ponto com valores que não estejam dentro deste intervalo,alguns testes podem ser feitos, como segue:
• Verifique se o shield e V- estão conectados um no outro e a rede esteja aterradana fonte;
• Verifique se não há trechos do fio shield abertos e/ou em curto;
Nota: Com a rede aterrada junto a fonte e conectada neste ponto ao V-, a tensão deshield será sempre zero ou negativa com relação ao V- devido ao offset causadopela queda de tensão no fio preto do V-.
A3-3 - Teste de Tensão:Alguns equipamentos ligados a saídas de caixas de I/O não possuem o mesmorange de tensão para funcionar comparado aos equipamentos DeviceNet, portantopara verificar se o sistema foi bem dimensionado (Vide capitulo de calculo da quedade tensão) um teste a ser feito é acionar TODAS as saídas - caso com maior quedade tensão - e ir acionando saída por saída para verificar se não há falhas noacionamento de cargas, caso haja falhas, estude a mudança de local da fonte ouinclusão de uma nova fonte.
Sense 62
Rede DeviceNet
A3-4 - Conclusão:Estes três pontos relatados acima são essenciais para o funcionamento da rede, esão possíveis de se verificar sem a necessidade de instrumentos específicos.
Existem alguns instrumentos para checagem de redes DeviceNet que são muitoúteis, tanto para manutenções corretivas como para manutenções preventivas,como exemplo o DeviceNet Alert, fabricado pela SST, verifica os pontos:
Taxa erros: O equipamento verifica se esta havendo erros de comunicação,mostrando taxa instantânea, taxa mínima, taxa máxima eacumulativo de erros, e caso esteja ocorrendo erros indica em quais equipamentos estão os erros, ajudando por onde começar averificação. Neste item a verificação é geral, não importando oponto onde o equipamento esteja ligado;
Tráfico: Verifica e informa qual a porcentagem da banda está sendoutilizada. Esta informação é também muito importante, pois se abanda utilizada for muito alta, pode haver congestionamento deinformações na rede, gerando atraso na atualização dos dados naCPU do PLC, e esta informação também é geral, não importandoem qual ponto o instrumento esteja ligado, pois fornece a utilizaçãogeral e também por equipamento, permitindo ao usuário verificarquais instrumentos estão utilizando maior banda;
Tensão: A partir deste item são verificações locais, ou seja, o instrumentomede o valor de tensão no ponto que o instrumento está ligado,dando parâmetros como maior e menor valor de tensão, valorpico-a-pico instantâneo, máximo e mínimo e status destes valores.
Tensão do shield:
Também analisa se o valor de shield local está dentro dosparâmetros aceitáveis, conforme mostrado no item 2 acima;
Tensão de modocomum:
Como a rede DeviceNet trabalha com diferencial de tensões, esteitem mostra o offset da tensão, que tem sua faixa de trabalho e casoestiver fora dela pode gerar erros;
Diferencial detensãorecessivo edominante:
A rede DeviceNet é uma rede digital, portanto trabalha com sinaisde bit zero e um, e no protocolo CAN isto é feito através dodiferencial de tensão entre CANH e CANL (fios branco e azul), eeste parâmetro fornece informações de como está o valor destesdiferenciais;
Tensões deCAN_H eCAN_L:
Caso o parâmetro acima apresente distúrbios, através destesparâmetros facilita a correção do problema mostrando se o erro nodiferencial está localizado em um dos fios de CANH ou CANL.
Pelo citado acima, podemos perceber a facilidade que se obtêm tendo umaferramenta desta em mãos para se trabalhar com este tipo de rede. Apesar dostestes possíveis a serem feitos utilizando somente multimetros como os citadosacima ajudar bastante, a checagem total da rede se obtêm através do instrumento,e quando o mesmo apresentar nenhuma irregularidade, pode-se garantir a totalestabilidade do sistema.
63 Sense
Rede DeviceNet
Anexo IV - Troubleshooting DeviceNet:
Siga os procedimentos abaixo em caso de problemas com a rede DeviceNet,principalmente quando se tratar de uma rede nova.
A4.1 - Problemas Relacionados ao Projeto da Rede:A rede DeviceNet não irá funcionar adequadamente se as regras de projeto dainstalação não forem seguidas. Mesmo que inicialmente a rede tenha funcionado,posteriormente poderão ocorrer anomalias de operação devido a um projetoincorreto. Observe os itens:
• percorra a rede em campo tentando observar o layout atual,• conte o número de nós (deve ser: <64 incluindo o scanner e o KFD),• meça o comprimento total do cabo principal da rede, para cabo grosso:
< 100m para 500Kbit/s, 250m para 250Kbit/s ou 156m para 125Kbit/s• verifique se não existe nenhuma derivação com cabo fino maior que 6m,• confira a soma de todas as derivações do cabo fino são menores que:• 39m para 500Kbit/s, 78m para 250Kbit/s ou 500m para 125Kbit/s• verifique se existe os dois resistores de terminação 120W montados nas
extremidades da rede: um no scanner e outro no derivador mais distante.• verifique se a malha de aterramento está aterrada somente em um único ponto
da rede, de preferência junto ao scanner.• o terminal negativo da rede fio preto também deve ser aterrado em um único
ponto junto com a malha da rede.• confira a integridade do aterramento, remova a conexão da malha e do negativo
do terra e verifique a impedância em relação ao sistema de aterramento que deve ser maior que 10MW.
• confira se a impedância da malha de terra para o negativo da fonte que deve sermaior que 1MW.
• verifique se existe baixa impedância entre os fios de comunicação da rede fiosbranco e azul para positivo vermelho e para o negativo preto.
• verifique também se a seção do cabo que liga a malha e o negativo da rede (fiopreto) ao sistema de aterramento, pois deve ser o menor comprimento possível ecom seção mínima adequada.
A4.2 - Problemas Relacionados a Fonte de Alimentação:• verifique se houve projeto de distribuição de fontes de alimentação,• confira se nos pontos mais distantes a tensão da rede DeviceNet (entre os fios
vermelho e preto) é maior que 20V,• É importante lembrar que a queda de tensão ao longo da linha varia com o
aumento de carga, ou seja deve ser medir a queda de tensão com todos oselementos de saída que consomem da rede ligados,
• observe que os equipamentos ligados a saídas digitais a transistor, que nãoestão utilizando fonte de alimentação local (fonte externa), serão energizadoscom praticamente a mesma tensão da rede DeviceNet,
• CUIDADO!: no caso deste módulo de saída receber 20V na rede DeviceNet,muito provavelmente não acionaria um válvula solenóide low power
Sense 64
Rede DeviceNet
normalmente utilizada nos sistemas de rede, pois estas válvulas possuemalimentação mínima de 24V -10% ou seja:21,6V,
• Verifique também a corrente máxima nos cabos que não deve passar de 8A parao cabo grosso e 3A para o cabo fino.
A4.3 - Problemas Relacionados a Fiação e sua Conexões:• verifique se as malhas de aterramento nas caixas de distribuição e nos
instrumentos de campo estão isoladas de qualquer contato com partes aterradas e se estão cortadas rente a capa cinza do cabo DeviceNet e se estão isoladascom fita isolante ou termo-contrátil,
• aconselhamos também a isolar o condutor de dreno com termo contrátil paraevitar seu aterramento indesejável e curto-circuitos com outras partesenergizadas,
• aconselhamos também a utilização de terminais pré-isolados (ponteira) naspontas dos fios a fim de evitar que algum dos capilares que compõem os fiospossam provocar um curto-circuito, para tanto aconselhamos utilizar asponteiras Phoenix:
• Cabo DeviceNet Grosso: vermelho, preto e dreno: ponteira preta, fios decomunicação branco e azul: ponteira dupla branca.
• Cabo DeviceNet Fino: todos os fios ponteira branca.• verifique se os parafusos dos conectores estão bem apertados puxando
levemente os fios,• verifique se os prensa-cabos estão adequadamente apertados e se estão
dimensionados corretamente para o cabo utilizado, puxando levemente os fios eobservando se escorregam,
• sacuda os conectores procurando pôr problemas intermitentes,• verifique se os cabos não estão forçando os conectores e tampas das caixas e se
entram no invólucro de forma que líquidos possam escorrer pôr eles e penetrarnas conexões,
• verifique se os cabos estão com uma separação mínima de alguns centímetros e cabos de potências, principalmente de: motores, inversores de freqüência, reles,contactores e solenóides.
A4.4 - Problemas Verificados no Scanner DeviceNet:· verifique se o scanner indica algum código de erro seguido do número do nó, e emcaso positivo acompanhe o problema seguindo as instruções do manual doscanner,
• verifique o scan list e compare com os componentes efetivamente presente narede.
• caso o scanner não estiver comunicando-se com a rede (bus off) reinicialize aalimentação 24Vcc da rede e o scanner.
65 Sense
Rede DeviceNet
A4.5 - Problemas nos Equipamentos de Campo DeviceNet (nós):O led de rede (bicolor) dos equipamentos é o primeiro ponto a ser verificado e podeinformar as seguintes situações:
A4.5.1 - Led Verde Piscado:Significa que o equipamento não está alocado (não presente no scan list) noscanner DeviceNet.
• confira se o equipamento realmente não está listado no scan list,• verifique se o scanner não está em bus off,• verifique se não está ocorrendo time out.
A4.5.2 - Led Vermelho Aceso:Significa que o equipamento não está conseguindo se comunicar com a DeviceNet.
• verifique se ocorreu falta de alimentação em outros nós,• verifique se os outros nós não estão desconectados,• verifique se o baud rate do equipamento é o mesmo da rede toda,• verifique o scanner, se está em bus off, se estiver reset a rede e o scanner, se o
problema persistir, verifique:
· se o equipamento não está defeituoso,
· confirmar seu baud rate,
· se a topologia da rede está correta,
· problemas de conexão,
· scanner defeituoso,
· problemas de alimentação,
· problemas de aterramento,
· problemas de indução de ruídos elétricos
A4.5.3 - Led Vermelho Piscado:Durante a energização da rede indica que dois nós estão com o mesmo endereço,caso contrário verifique:
• verifique o baud rate do equipamento,• se persistir substitua o equipamento,• se o problema ainda persistir, substitua o distribuidor, • verifique a topologia e pôr último verifique com o osciloscópio entre os
fios da alimentação vermelho e preto se existe ruídos elétricos.
Sense 66
Rede DeviceNet
Anexo V - ODVA Open DeviceNet Vendor Association:
A organização ODVA (Open DeviceNet Vendor Association) é uma organizaçãoindependente que rege e gerencia as especificações da rede DeviceNet.
Promovendo o crescimento mundial da rede DeviceNet, a ODVA trabalhadiretamente com fabricantes, usuários finais e distribuidores para ajudar aestabelecer a reputação da rede DeviceNet como a melhor escolha para redes decomunicação com protocolo aberto para automação industrial.
Podemos citar algumas atividades da ODVA:
• SIGs (Supports Special Interest Groups), que é um grupo que desenvolve osdetalhes das especificações;
• administra testes de conformidade e oferece uma série de ferramentes deauto-testes para auxilio durante o desenvolvimento de produtos;
• promove seminários e cursos de treinamento para desenvolvedores de produtos, integradores de sistemas e usuários finais;
• fornece ferramentas para desenvolver e auxilia na resolução de problemas comDeviceNet;
• publica o catálogo de produtos DeviceNet;• gerar o vendor ID para os fabricantes
A ODVA tem escritórios em vários cidades do mundo para dar suporte e promovera DeviceNet internacionalmente.
67 Sense
Rede DeviceNet
Anexo VI - Atualização de Versões - Electronic Keys
Existe um recurso na configuração do scanner chamado Eletronic Keys, que tem afunção de verificar se os parametros do equipamento utilizado são exatamenteiguais aos armazenados no scanner, durante a configuração (mapeamento) inicial.Os dados do fabricante que são verificados são:
• Vendor ID: Código ODVA do fabricante;• Product Type: Tipo de Produto;• Product Code: Código do Produto;• Major Revision: Índice de Maior Revisão;• Minor Revision: Índice de Menor Revisão.
Equipamentos de diversos fabricantes, ou versões diferentes de um mesmoproduto, podem ser utilizados sem a necessidade de alterações na configuraçãoarmazenada no scanner, caso os produtos possuam os mesmos parâmetros:
• Tipo de comunicação: Change of state, polled, etc..• Número de Bytes de Rx• Número de Bytes de Tx
Dois produtos diferentes mas com os mesmos parametros básicos acimamencionados, trocam a mesma quantidade de informação e da mesma forma,portanto estão aptos a serem substituidos um pelo outro, no entanto deve-sedesativar as Eletronic Keys, conforme descrito a seguir:
Através do software de configuração da rede, o RSNetWorx, na tela deconfiguração, selecione o scanner e clique com o botão direito do mouse eselecione as propriedades:
Sense 68
Rede DeviceNet
Pode-se observar na tela do scanlist que ao lado direito na parte inferior asub-janela dos Eletronic Keys, válido para cada produto apresentado no Scanlist, para desabilitar-los deve-se seguir os seguintes passos:
• 1. O programa deve estar trabalhando em offline;• 2. Seleciona-se o Equipamento que deve ter estes parâmetros desabilitados;
3. Desabilite as Eletronic Keys, eliminando a verificação do:
• fabricante,• e/ou tipo de produto,• e/ou código do produto,• e principalmente indices de revisões.
4. Repita os passos 2 e 3 para todos osequipamentos que deseja-se liberar asEletronic Keys.
5. Não esqueça de salvar a nova configuração no scanner efetuando um download;
IMPORTANTE: aconselhamos utilizar este procedimento para todos os módulos de E/S evitando que futuras atualizações dos produtos sejam intepretadas comoequipamentos diferentes.
CUIDADO: indicamos manter as Eletronic Keys somente para produtos querequeram configurações complexas e necessáriamente um profissional habilitadodeve fazer a substituição.
69 Sense
Rede DeviceNet
Anexo VII - Comunicação da Rede DeviceNet através da CPU
Comunicação Sem a Interface 232/DeviceNet:A comunicação da rede DeviceNet sem a necessidade de utilizar a interface232/DeviceNet é feita utilizando a porta serial da CPU do Controlador LógicoProgramável (PLC), permitindo a visualização em tempo real do endereçamento darede possibilitando sua configuração, somente com os softwares Linx V 2.20 ousuperior e Logix V4.0, A seguir iremos descrever como configurar a comunicaçãosem o KFD, passo a passo:
Passo 1: Considerando que a comunicação entre o Linx e o PLC já tenha sido estabelecida (on-line).
No menu “ Controlador ”
Acesse o item “Configuração E/S”
Passo 2: Com todos os módulos do PLC configurados
Selecione o Módulo Scanner que está sendo utilizado na rede.
Sense 70
Rede DeviceNet
Passo 3: Acesse o item “Conf. Avançadas”
Passo 4: Altere os valores correspondentes ao endereço de memória M0 eM1 para o valor de 361, conforme:
71 Sense
Rede DeviceNet
Passo 5: No software Linx acesse as propriedades de comunicação e ocaminho para isto é:
Menu “Communications” no item: “Configure Drivers...”
Passo 6: Seleciona-se o drive “DeviceNet Drivers”.
Botão “Add New...”
Sense 72
Rede DeviceNet
Passo 7: Selecione a opção “Allen-Bradley 1747-SDNPT”
Passo 8: Configure a Porta Serial e o Driver de Comunicação.
Nesta tela define-se a configuração onde será feita a comunicação, temos:
Porta e Driver de Comunicação:
Tanto na configuração da porta como o driver de comunicaçãodevem ser os mesmos que estão sendo utilizados pela CPU doControlador Lógico Programável (PLC).
73 Sense
Rede DeviceNet
Rua: Tuiuti , 1237 - Tatuapé - São Paulo - S.P. - Tel: 11 6942-0222
Fax: 11 6941-5192
Agradecimentos
Este trabalho foi materializado graças a Sense Eletrônica Ltda, que entendendo anecessidade de divulgação da tecnologia viabilizou sua realização.
Esclarecimentos:
Esta obra foi elaborada com a finalidade de esclarecer conceitos técnicos, semqualquer menção legal ou de responsabilidade técnica pelos projetos.O trabalho foi realizado baseados nas recomentações ODVA e na experiênciaadquirida nos últimos anos com a instalação de diversos projetos bem sucedidos.
Referências:
Cable Guide: ODVA ( Open DeviceNet Vendor Association )DeviceNet Cable System: Planing and Installation Manual - Allen Bradley
Autor:
Ricardo RossitEngenheiro eletrônico, gerente de engenharia de aplicações da Sense eresponsável pela implantação de diversas redes industriais no mercado.
Colaborador Especial:
Marco A. PadovanEngenheiro eletrônico especializado em redes industriais, responsável pelo suporte técnico da Sense para o setor de redes.
Ilustração:
Anderson MelchioriCauê Monteiro de Souza
Editoração:
Patricia Magalhães Ivoglo
Direitos:
Está proibida a reprodução total ou parcial deste manual sem a prévia autorizaçãolegal, ficando os infratores sujeito a penalidade de lei.
Sense 74
Rede DeviceNet
Rua Tuiuti, 1237 - CEP: 03081-000 - São Paulo -Tel.: 11 6942-0444 - [email protected] - http://www.sense.com.br
Reservamo-nos o direito de modificar as informações aqui contidas sem prévio aviso 3000000038 Rev. 02 - 03/2002
![MANUAL DO CARTÃO POS2...Para uma descrição detalhada destes itens consulte o manual da programação DeviceNet do produto. P786 0 a 3 Estado do cartão [ 1 ] fieldbus - [Parâmetros](https://img.document.onl/doc/110x75/5f6e1a37159d213ac30c8d45/manual-do-cartfo-para-uma-descrio-detalhada-destes-itens-consulte-o-manual.jpg)
