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Apresentação - HART vs. Foundation Fieldbus

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Apresentação - HART vs Fieldbus; Autor: Giuseppe Carozzo; Fatec São Bernardo

Text of Apresentação - HART vs. Foundation Fieldbus

Protocolos de comunicao

Conceituar

Fieldbus

HART e Foundation

Apresentar

vantagens e desvantagens de suas aplicaes

Giuseppe Carozzo - Informtica Industrial 2 - Prof. Ervaldo

Protocolos de comunicao (aberto) bidirecionais, implantados para monitorao e controle de processos em automao industrial.

Giuseppe Carozzo - Informtica Industrial 2 - Prof. Ervaldo

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Protocolo mestre/escravo

Um instrumento inteligente do campo (escravo) transmitir informaes sempre que solicitado pelo mestre. E somente se solicitado.

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Utiliza a prpria fiao analgica dos dispositivos;

Comunicao bidirecional entre sistemas de controle e dispositivos inteligentes de campo; Transmite a mensagem digital pelo sinal analgico;No causa interferncia no sinal analgico.

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Transmite um sinal digital sobreposto a um sinal analgico de 4 a 20 mA;

Utiliza o mtodo de transmisso FSK.Taxa de transmisso:1200 bps Aproximadamente 2 atualizaes por segundo

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Mtodo de Transmisso por Chaveamento de Frequencia (FSK) / Padro Bell 202;

Sinal senoidal de 1mA pico-a-pico com frequncias de 1200 Hz (1) e 2400 Hz (0) transmitido dentro do sinal de 4 a 20 mA.

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Sinal digital sobreposto no sinal analgico de 4 a 20 mA.Giuseppe Carozzo - Informtica Industrial 2 - Prof. Ervaldo

Prev at 2 mestres (primrio e secundrio)

Mestre secundrio apenas para monitoramentoTipos de configuraes: Ponto a ponto Multiponto ou Burst

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Mestre ligado individualmente a um escravo

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Mestre(s) e escravos conectados a um hub.

Um nico dispositivo escravo pode transmitir uma mensagem de resposta HART padro adiante.

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Implementa as camadas 1, 2, 3, 4, 5 e 7 do modelo OSI Camada Fsica (Camada 1): Padro Bell 202, transmisso por chaveamento de frequencia (FSK); Camada de Enlace de Dados (Camada 2): Protocolo mestre escravo, prevendo at 15 escravos para um mestre.

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Camada de Rede (Camada 3): Gerencia as sesses de cominucao entre os dispostivos (roteamento, segurana e servios) Camada de Transporte (Camada 4): garante o sucesso da transmisso da informao de um dispositivo para outro; Camada de Aplicao (Camada 7): Define os comandos, respostas, tipos de dados e relatrios de status do Protocolo;Giuseppe Carozzo - Informtica Industrial 2 - Prof. Ervaldo

Os comandos da Camada de Aplicao so divididos em 4 grupos: Comandos Universais: Funes p/ todos os dispositivos de campo; Comandos Comuns: Funes comuns p/ muitos

dispositivos de campo, com algumas excees; exclusivas a um determinado dispositivo de campo, as quais so especificadas pelo fabricante do dispositivo; padronizadas para instrumentos de medies de mesma categoria / famlias, comandos genricos

Comandos de dispositivos especficos: Funes

Comandos de dispositivos familiares: Funes

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uma rede local (LAN) para automao e instrumentao

Comunicao totalmente digitalBidirecional e em srie Interconecta equipamentos Fieldbus Dividida em 2 protocolos complementares: Foundation H1 e Foundation HSEGiuseppe Carozzo - Informtica Industrial 2 - Prof. Ervaldo

Dividido em 2 protocolos complementares: Foundation H1 Rede exclusiva de dispositivos

fieldbus

Foundation HSE Protocolo capaz de interligar-se

ao protocolo Ethernet

Programao por Blocos Funcionais

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Instrumentos do campo ou outros instrumentos podem efetuar o controle Sistema totalmente digital (dispensa subsistemas de converso)

Menos suscetvel a rudos que sistemas 4 a 20 mAIncluso no padro internacional IEC

Menor velocidade que a HSEGiuseppe Carozzo - Informtica Industrial 2 - Prof. Ervaldo

Sinal de digital de10mA, para uma carga equivalente a 50 ohm; Gera uma tenso de 1,0 V pico a pico, modulada acima da corrente DC da fonte; Taxa de Transmisso: 31,25 Kbps; As fontes de tenso DC podem variar de 9 a 32 V

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High Speed Ethernet

Expande o acesso s redes Foundation Fieldbus H1Teia de controle para dispositivos Fieldbus

Promove a integrao dos subsistemas de controleSuporta lgicas complexas (CLPs) Incluso no padro internacional IECGiuseppe Carozzo - Informtica Industrial 2 - Prof. Ervaldo

Interligado rede Ethernet Taxa de Transmisso: 100 Mbps;

Promove integrao entre redes Fieldbus H1 com outros dispositivos do processo

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Integrao de Sistemas (HSE) Interoperabilidade de dispositivos Fieldbus (H1)

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Definido na camada de usurio como FBAP (Blocos Funcionais para Aplicao no Processo) Utilizada para desenvolvimento da lgica de controle Dividido em: Blocos de Recursos Blocos de Funes Blocos de Transdutores

Bloco de Funo Flexvel

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Implementa as camadas 1, 2, e 7 do modelo OSI

Camada Fsica (Camada 1): Recebe as mensagens codificadas e converte em sinais fsicos ;Camada de Comunicao Pilha: Equivalente Camada 2 e Camada 7

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Camada de Enlace de dados (Camada 2): Controla a transmisso de mensagens para o fieldbus atravs da Camada 1 Tambm gerencia o acesso ao fieldbus atravs de um link

serial programador LAS (Link Active Scheduler) LAS Programa transmisses de mensagens determinsticas e autoriza troca de dados entre dispositivos

Camada 7 Camada de Aplicao: Codifica e decodifica comandos da camada de usurioGiuseppe Carozzo - Informtica Industrial 2 - Prof. Ervaldo

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Comparao

HART

Protocolo Aberto; Capacidade Digital; Capacidade Analgica; Interoperabilidade; Disponibilidade.

Foundation Fieldbus

Protocolo Aberto; Interoperabilidade; Dados mais completos do Processo; Vista expandida do Processo; Melhor Segurana da planta; Manuteno proativa; Reduo de custos de fiao e de manuteno;

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Presente em mais de 30 milhes de instalaes;

Presente em 80%das novas instalaes, em mais de 25 pases;

Antecessor do Foundation Fieldbus;Transmisso Simultnea de sinais analgicos e digitais;

Mais recente e moderno;Sinais puramente digitais;

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Parametrizao e diagnsticos de dispostivos;

Parametrizao e diagnsticos de dispositivos e de variveis do processo Possui linguagem de programao;

medies, parmetros de processo, configurao do instrumento, calibrao e informaes de diagnsticoGiuseppe Carozzo - Informtica Industrial 2 - Prof. Ervaldo

Permite construo de estratgias de controle;

Taxa de comunicao de 1200 bps Prev at 15 dispositivos Exige um par de fios para cada dispositivo do campo;

Disponibilidade de energia Energia p/ alimentar

at 32 dispositivos (nico par de fios)

Taxa de transmisso: FF H1- 31.250 bps

FF HSE 100 Mbps

(Ethernet)

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S consegue fornecer diagnstico de UM dispositivo por vez;

Diagnsticos Avanado; No requer alimentao individual de dispositivos;

Interface fsica complexa p/ controles mais completos

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Suporta at 2 mestres (primrio e secundrio)

Suporta controle PID Estratgias de controle atravs dos Blocos de Funo Reduo de

HART no possui controle sobre o campo e aplicaes avanadas;

complexidade e custos Confiabilidade e escalabilidade Flexibilidade e disponibilidade

Giuseppe Carozzo - Informtica Industrial 2 - Prof. Ervaldo

O Fieldbus uma tecnologia necessria para aplicaes futuras j o HART est se tornando uma tecnologia um pouco ultrapassada; Por ser mais moderno, o Protocolo Foundation Fieldbus possui considerveis vantagens sobre o Protocolo HART; Os recentes desenvolvimentos no Protocolo HART podem diminuir o gap tecnolgico com o tempo; Ambos possuem o benefcio de serem protocolos abertos e com a caracterstica de interoperabilidade.Giuseppe Carozzo - Informtica Industrial 2 - Prof. Ervaldo

CAROZZO, Giuseppe. Artigo Tcnico HART vs. Foundation Fieldbus FATEC SBC; HELSON, Ron. Os benefcios do Protocolo HART em Sistemas de Instrumentao Inteligentes. [URL: http://www.smar.com/brasil/hart.asp]

SOUZA, Flvio. Personal Website. [URL: http://www.flaviosouza.org/fielbusfoundation.html]HART Communication Foundation. Website [URL: http://hartcomm.org/index.html] Fieldbus Foundation. Website [URL: http://fieldbus.org/index.html] SMAR equipamentos Industriais. Website [URL: http://www.smar.com/brasil/fieldbus.asp]

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