Protocolos de Comunicação para Equipamentos de ...lobonett/courses/extension/EP018/...Cristiano Rayer Brasil 06/05/2004 2 Protocolos de Comunicação PROTOCOLOS de COMUNICAÇÃO

Escola Politécnica da USPMBA Engenharia de ProdutosCristiano Rayer Brasil Protocolos de Comunicação

Universidade de São PauloEscola PolitécnicaEngenharia de Sistemas Eletrônicos

PROGRAMA DE PÓS GRADUAÇÃO

Protocolos de Comunicação paraEquipamentos de Refrigeração e

Ar Condicionado

Cristiano Rayer Brasil

Escola Politécnica da USPMBA Engenharia de ProdutosCristiano Rayer Brasil

06/05/2004 2Protocolos de Comunicação

PROTOCOLOS de COMUNICAÇÃO

Apresentação:Este trabalho tem como objetivo, fazer umestudo dos diversos protocolos de comuni-cação, dos maiores fabricantes mundiaisde refrigeração e ar condicionado. A maneira como cada protocolo conversacom sistemas de gerenciamento predial e industrial, além de propor idéias para comunicação entre estes protocolos e os diversos gerenciadores.




As empresas a serem pesquisadas são as seguintes:–YORK INTERNACIONAL LTDA.–CARRIER CORPORATION LTDA–TRANE COMPANY S.A




Após uma comparação sobre aeficiência dos diversos protocolos usados por estas empresas, será formulado um relatório abrangendo os aspectos positivos, negativos, asvantagens e desvantagens. Por fim,analisar as possíveis formas decomunicação entre estes protocoloscom sistemas de gerenciamentoglobal.




O O que que é um é um protocoloprotocolo??–– É umÉ um conjuntoconjunto dede regrasregras dede

etiquetasetiquetas ee condutas usados por condutas usados por diplomatasdiplomatas ee chefeschefes dede estado para estado para auxiliáauxiliá--loslos nono trabalhos conjuntostrabalhos conjuntos..

–– É umÉ um conjuntoconjunto dede convenções que convenções que governagoverna a a formaçãoformação e e temporização temporização relativarelativa dede intercâmbiointercâmbio de de mensamensa--gens gens entre dois sistemasentre dois sistemas de de comucomu--nicaçãonicação..



PROTOCOLO de COMUNICAÇÃO

O O queque é umé um protocoloprotocolo dedeComunicaçãoComunicação??

UmUm ProtocoloProtocolo dede ComunicaçãoComunicação é umé umconjuntoconjunto dede regras ou convenções regras ou convenções gorvenamentais para trocagorvenamentais para troca de de inforinfor--mama ção entre sistemas computacionaisção entre sistemas computacionais,,permintindo que eles trabalhem em permintindo que eles trabalhem em conjuntoconjunto..




Tipos Tipos de de Protocolos Protocolos de de ComunicaçãoComunicação

Protocolos ProprietáriosProtocolos ProprietáriosProtocolos AbertosProtocolos AbertosProtocolos PadrãoProtocolos Padrão




ProtocolosProtocolos dede Comunicação Comunicação ProprietáriosProprietários

UmUm Protocolo ProprietárioProtocolo Proprietário é umé umdesenvolvido para usodesenvolvido para uso dede uma companiauma compania. É. Éusado para trocausado para troca dede informações entre os informações entre os seus computadores internosseus computadores internos ee os que os que utilizem microproutilizem micropro-- cessadores baseados cessadores baseados neste produtoneste produto. É um. É um produto privadoproduto privado,, não não disponíveldisponível àà outrosoutros. .

Ex.: Johnson ControlsEx.: Johnson Controls MetaysysMetaysys System System ProtocolProtocol




ProtocolosProtocolos dede Comunicação AbertoComunicação Aberto

UmUm Protocolo AbertoProtocolo Aberto é umé um queque éé desenvolvido desenvolvido por uma empresa para trocapor uma empresa para troca dede informações informações entre seus computadores internosentre seus computadores internos ee os que os que utilizam microprocessadores baseados neste utilizam microprocessadores baseados neste produtoproduto. . É umÉ um produto privadoproduto privado,, masmas éé disponíveldisponível àà outras outras empresas para trocaempresas para troca dede informações entre siinformações entre si..

Ex.: York International “Ex.: York International “YorkTalkYorkTalk Protocol”Protocol”




ProtocolosProtocolos dede Comunicação PadrãoComunicação PadrãoUmUm Protocolo PadrãoProtocolo Padrão é umé um protocolo protocolo

abertoaberto,, adaptado paraadaptado para umum padrãopadrão industrial.industrial.Todos os computadores desta empresa que Todos os computadores desta empresa que usam este protocolo são capazesusam este protocolo são capazes dede trocar trocar informaçõesinformações comcom este padrãoeste padrão.As.Asespecificações para protocolos padrãoespecificações para protocolos padrão éénormalmente criada por uma Associaçãonormalmente criada por uma AssociaçãoIndustrialIndustrial para criarem soluções parapara criarem soluções para asasnecessidadesnecessidades dasdas indústrias que indústrias que representamrepresentam,, emem particular.particular.

Ex.: BACNET, Lon WorksEx.: BACNET, Lon Works




Protocolos:

• BACnet• ASCII• MODBUS• Lon Mark

• York ISN• DF1 Serial• Frick• Metasys




Fabricantes:• York

International• Allen-Bradley• Andover• Automated Logic• Honeywell• Landis & Gyr

• Johnson Controls• Novar• Siebe• Staefa• Techtrol• Thermal

Management




Status Status HojeHojeAs As IndústriasIndústrias dede controles estão controles estão experimentandoexperimentando um novoum novo tipotipo dede protocolo protocolo padrão que irão substituir os protocolos padrão que irão substituir os protocolos proprietáriosproprietários. . Os Os últimos Protocolos Padrão lançados foramúltimos Protocolos Padrão lançados foramo Lon Talk,o Lon Talk, desenvolvido peladesenvolvido pela Echelon Echelon Corporations e o BACNET,Corporations e o BACNET, patrocinados pelapatrocinados pelaASHRAE Association.ASHRAE Association.Os Os protocolos foram criados para atender os protocolos foram criados para atender os desejosdesejos dede proprietáriosproprietários dede edifícios em poderedifícios em podersese intercomunicarintercomunicar comcom os vários tiposos vários tipos dedecontroles eletrônicos existentescontroles eletrônicos existentes..




Lon TalkLon TalkCriado pela Criado pela Echelon Corporation,Echelon Corporation, uma empresa uma empresa privada formada por umaprivada formada por uma joint venturejoint venture entreentre a a Apple Computer,Apple Computer, RolmRolm Corporation e a Motorola Corporation e a Motorola Corporation. Corporation. LonMarkLonMark é umé um consórcioconsórcio dedeempresas empresas ee indivíduos formados pela indivíduos formados pela EchelonEchelonpara auxiliarpara auxiliar nono usouso dodo LonTalkLonTalk. . LonTalkLonTalk temtemuma larga escalauma larga escala dede aplicaçõesaplicações::

Controles prediaisControles prediaisAplicações ResidenciaisAplicações ResidenciaisControleControle dede Processos IndustriaisProcessos IndustriaisIndústriaIndústria dede TransporteTransporte




BacNetBacNetPatrocinado pelaPatrocinado pela ASHRAE Association, umASHRAE Association, um

consórcio públicoconsórcio público dede indústriasindústrias de HVAC. O de HVAC. O comitêcomitê 135P135P dada ASHRAE,ASHRAE, composto por composto por membrosmembros dasdas empresasempresas de HVAC,de HVAC,engenheirosengenheiros ee consultoresconsultores,, desenvolveramdesenvolveram o o ProtoProto--colocolo BACNET. As BACNET. As aplicaçõesaplicações do do BACNETBACNET sãosão,, somentesomente,, para aplicapara aplica--çõesções dedecontroles prediaiscontroles prediais..




Comparando os Novos PadrõesComparando os Novos Padrões

OrigemOrigem::

LonTalkLonTalk :: criado por entidade privadacriado por entidade privada

BACNET:BACNET: Desenvolvido por uma associaDesenvolvido por uma associa--ção públicação públicaAsAs especificaçõesespecificações dodo protocoloprotocolo BACNETBACNET só só foram liberadasforam liberadas e,e, JulhoJulho de 1995.de 1995. LonTalk LonTalk precedeuprecedeu o BACNETo BACNET porpor 44 anosanos




Comparando os Novos PadrõesFocoFoco ::

LonTalk foi desenvolvido para LonTalk foi desenvolvido para todastodas asas indústria que usam indústria que usam computadorescomputadores eemicroprocessadoresmicroprocessadores::

ControleControle dede processos Industriaisprocessos Industriais

ControlesControles dede Prédios ComerciaisPrédios Comerciais

Controles ResidenciaisControles Residenciais

Aplicações na aviaçãoAplicações na aviação




Comparando os Novos Padrões

FocoFoco ::

BACNETBACNET foi desenvolvido somente foi desenvolvido somente para controles prediaispara controles prediais..




Comparando os Novos ProtocolosComparando os Novos ProtocolosFocoFoco::

LonTalkLonTalk éé mais definido ou direcionado mais definido ou direcionado parapara ““Plug and PlayPlug and Play”,”, enquantoenquanto o BACNET o BACNET éé mais flexível para trabalharmais flexível para trabalhar comcomequipamentosequipamentos de HVAC.de HVAC.




Comparando os Novos ProtocolosComparando os Novos ProtocolosTecnicamenteTecnicamente::

LonTalkLonTalk sese comunicacomunica aa baixas velocidades baixas velocidades devidodevido aa quantidade pequenasquantidade pequenas de dados àde dados àtrocartrocar..





BACNETBACNET permite uma aproximaçãopermite uma aproximação dedesistemassistemas comcom grandes lotesgrandes lotes dedeinformações para trocarinformações para trocar,, por issopor isso,, está está disponíveldisponível àà altas velocidadesaltas velocidades..





LonTalk tendeLonTalk tende a ser “a ser “Plug and PlayPlug and Play”” por por issoisso,, suporta somente transmissõessuporta somente transmissões com com RS485 e RS232. O BACNET éRS485 e RS232. O BACNET é mais flexívelmais flexívelee permitepermite oo uso em transmissõesuso em transmissões com com Ethernet,Ethernet, ArcnetArcnet, RS485, RS232 e, RS485, RS232 e outros outros padrõespadrões dede transmissãotransmissão dede rederede de dados.de dados.





LonTalk põeLonTalk põe ““OO MundoMundo”” dentrodentro de um de um micromicro--chip,chip, enquantoenquanto o BACNET éo BACNET é mais mais flexívelflexível ee suporta todos os tipossuporta todos os tipos dedemicroprocessadoresmicroprocessadores..(286, 386, 486, Pentium e(286, 386, 486, Pentium e outrosoutros))




Comparando os Novos ProtocolosComparando os Novos ProtocolosEconomiaEconomia::

LonTalkLonTalk comcom seuseu “Single Chip Does All” e “Single Chip Does All” e comcom baixas velocidadesbaixas velocidades dede comunicaçãocomunicação,,podepode serser muito mais viável para controlar muito mais viável para controlar dispositivosdispositivos dede controles menorescontroles menores..

Ex.: VAV Box,Ex.: VAV Box, BombasBombas dede calorcalor..




Comparando os Novos ProtocolosComparando os Novos ProtocolosEconomiaEconomia::

BACNET comBACNET com sua alta flexibilidadesua alta flexibilidade,, tendetendea sera ser mais caramais cara nono controlecontrole dededispositivosdispositivos dede pequeno portepequeno porte..




Carrier Corporation• Possui um software próprio de

gerenciamento predial (Carrier Confort Network – CCN);

• Utiliza somente o protocolo BACnet;• Um módulo pode suportar até 15

controladores com 24 canais cada;• Faz conversão para a rede Ethernet

usando placas RS485/RS232;• Possui um modelo diferente de placa

para cada tipo de equipamento.




Trane Corporation• Possui um software próprio de

gerenciamento predial;• Utiliza somente o protocolo BACnet;• Um módulo pode suportar até 10

controladores com 24 canais cada;• Faz conversão para a rede Ethernet

usando placas RS485/RS232;• Possui um modelo diferente de placa

para cada tipo de equipamento.




York International• Não possui um software próprio de

gerencia-mento predial;• Utiliza diversos protocolos. Tem

possibilidade de comunicação com todos os sistemas existentes no mercado, sem a necessidade de adquirir um protocolo específico;

• Possui módulos que suportam de 5 à 14 canais de 24 canais cada;

• Possui um padrão de placa para seus equipamentos, sendo necessário somente a troca da Epron, para alterar o protocolo;




York International• Faz conversão com a rede Ethernet em duas

opções, RS485/RS232 ou RS485;• A partir de 1995, lançou um modelo único

de placa de controle para todos os seus modelos de equipamentos.




Comparativo

FABRICANTE PROTOCOLO VELOCIDADE CONVERSOR SOFTWARE PRÓP.TRANE BACnet 9600 bps RS232/RS485 SIMCARRIER BACnet 9600 bps RS232/RS485 SIMYORK BACnet 9600 bps RS485 NÃOYORK YORK ISN 1200/4800 bps RS232/RS485YORK ASCII 1200 bps RS232YORK MODBUS 4800 bps RS232YORK LON MARK 4800 bps RS232/RS485YORK N2 OPEN 4800 bps RS232/RS485




ComparativoCarrier e Trane levam vantagem quando os cliente optam por adquirir um sistema completo de gernciamento predial, pois possuem softwares próprios;A York leva vantagem, pois possui equipamentos munidos de placas eletrônicas, que podem trabalhar com qualquer tipo de protocolo,facilitando a integração de seus equipamentos em qualquer controlador predial.





INTEGRAÇÃO COM QUANTUM

QUANTUM 01YORK

QUANTUM 02YORK

QUANTUM 03YORK

QUANTUM 04 YORK

INTEGRADOR

PROTOCOLOSMODBUS

ALLEN BRADLEY DF1 FRICK YORK ISN

CONTROLE DE OUTRAS

VARIAVEIS NA PLANTA DEREFRIGEÇÃO

ATÉ 99QUANTUM ‘S

CLP CLIENTE / INTEGRADORCONTROLE DA PLANTA



INTEGRAÇÃO COM O UNISAB II

UNISAB II 01YORK

UNISAB II 02YORK

UNISAB II 03YORK

UNISAB II 04YORK

PROTOCOLO FECHADO DANBUS

P/ OUTROSUNISAB II

ATÉ 14

COMSAB IIYORK

PROTOCOLO ASCII

INTEGRADORCLP CLIENTE / INTEGRADOR

CONTROLE DA PLANTA

CONTROLE DE OUTRAS





UNISAB II 01YORK

UNISAB II 02YORK

UNISAB II 03YORK

UNISAB II 04YORK


P/ OUTROSUNISAB II

ATÉ 14

COMSAB IIYORK

PROTOCOLO ASCII


CONTROLE DA PLANTA

CONTROLE DE OUTRAS


MSM E MPC




UNISAB II 01YORK

UNISAB II 02YORK

UNISAB II 03YORK

UNISAB II 04YORK


P/ OUTROSUNISAB II

ATÉ 14

COMSAB IIYORK

PROTOCOLO ASCII


CONTROLE DA PLANTA

CONTROLE DE OUTRAS


MSM E MPC



INTEGRAÇÃO CONTROLADOR YORK (OPTIVIEW / YCAL / YCAS ETC...) COM PROTOCOLO MODBUS

MICROGATEWAY 03MODBUS

YORK

INTEGRADOR

CHILLER 01YORK

CHILLER 02YORK

CHILLER 03YORK

CHILLER 04YORK


YORK


YORK


YORK

ATÉ 98YORK”S

PROTOCOLO MODBUS

CLP CLIENTE / INTEGRADORCONTROLE DA PLANTA / BOMBAS



INTEGRAÇÃO CONTROLADOR YORK (OPTIVIEW / YCAL / YCAS ETC...) COM PROTOCOLO BACNET

BACNETYORKPROTOCOLO BACNET

CHILLER 01YORK

CHILLER 02YORK

CHILLER 03YORK

MICROGATEWAY 01BACNET

YORK


YORK


YORK

CHILLER 04YORK


YORK

ATÉ 98YORK”S

CLP CLIENTE / INTEGRADORCONTROLE DA PLANTA / BOMBASINTEGRADOR




ConclusãoHoje os equipamentos de ar condicionado possuem uma padronização muito grande. Os componentes, as tecnologias são muito semelhantes.O que faz com que as empresas ganhem concor-rencias são os detalhes. Se o projeto prevê uma automação predial, vários fatores podem definir que irá vender seu equipamento.Dificilmente os fabricantes de equipamentos de ar condicionadoconseguem vender seus pacotes de automação, devido a auto-mação predial controla muitos equipamentos, além do sistema de ar. Entre estas empresas, podemos destacar a York por possuir protocolos que podem trocar dados com qualquer um existente no mercado.

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