1. INTRODUÇÃO AS REDES INDUSTRIAIS

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1 1. INTRODUÇÃO AS REDES INDUSTRIAIS 1. Como poderíamos explicar a divisão das redes de comunicação industriais em níveis? 2. Qual a importância da padronização de um protocolo de rede de comunicação? 3. Em sua opinião, por que surgiram quase 30 protocolos de redes industriais, enquanto que nas redes locais corporativas, os protocolos Ethernet e TCP/IP tornaram se um padrão de fato? 4. Qual a sua opinião sobre o uso de tecnologias de rede proprietárias? 5. Relate a evolução das técnicas de instalação de sistemas automatizados. 6. Defina Barramento de Campo e como eles podem ser divididos? 7. Com que argumentos você tentaria convencer um cliente a implantar um barramento de campo em sua nova instalação industrial? 8. Quais os critérios que podem ser utilizados para escolher um barramento de campo? 9. Qual o objetivo de uma rede de sensores? Que tipo de sinal é manuseado? 10. A Maioria das redes de comunicação existentes foi concebida para automação de escritórios. Ambiente industrial tem características e necessidades que tornam redes para automação de escritórios mal adaptadas ao seu uso. Quais são estas características? 11. Leia atentamente as duas afirmações a seguir: I. Redes industriais são geralmente redes locais por não necessitarem de comunicação com áreas externas da empresa. II. Redes industriais em geral são probabilísticas pois existe a necessidade de se reduzir a incerteza da comunicação em aplicações críticas. É correto afirmar que:

2 a) A afirmação I está correta e a afirmação II é falsa. b) A afirmação I é falsa e a afirmação II está correta c) Ambas as afirmações estão corretas. d) Ambas as afirmações são falsas. 12. O padrão de comunicação industrial que permite que os sistemas supervisórios troquem informações entre si e com equipamentos de controle e aquisição de dados do campo, sem a necessidade de uso de drivers proprietários, é conhecido por a) VPN b) PIMS c) OPC d) DDC e) ETHERNET 13. Cite os fatores que afetam a propagação de sinais em cabos elétricos a) Frequência do sinal e temperatura ambiente b) Protocolo de comunicação c) Distância entre os dispositivos escravos d) Nível de tensão do sinal e) BiItola do cabo 14. Como pode ser gerado o ruído em cabos de comunicação, exceto? a) Feitos pelo homem - máquinas elétricas, ignição de motores à explosão. b) Através de malhas de aterramento. c) Atmosféricos - descargas elétricas. d) Interestelares - provenientes do espaço, principalmente por explosões solares e) Pela corrente de 4 a 20 ma 15. O HART (Highway Addressable Remote Transducer) é um tipo de rede de campo ainda muito utilizado por sua facilidade de instalação e custo menos elevado que as demais. Sobre essa rede, analise as afirmativas abaixo. I - O sinal lógico 1 é representado em Hz. II - Em uma rede HART, há no mínimo três dispositivos mestres para cada dispositivo escravo. III - A modulação por chaveamento de amplitude (ASK - Amplitude Shift Keying) é utilizada em uma rede HART. IV - Para configurar os dispositivos de campo, é utilizado o Handheld como dispositivo mestre na rede HART.

3 Está correto APENAS o que se afirma em a) I. b) I e III. c) I e IV. d) II e IV. e) II, III e IV. 16. Um sistema supervisório utiliza telas representativas do processo fabril. Sobre esse sistema, é INCORRETO afirmar que a) Possui meios de se comunicar com dispositivos de campo. b) Possui telas, alarmes e eventos, históricos e relatórios. c) Utiliza banco de dados para guardar dados durante um período predeterminado. d) É utilizado somente em sistemas onde não há controladores lógicos programáveis. e) É considerado o mestre em uma rede Modbus com um CLP. 17. Qual é a sequência de Bit s que representa a curva abaixo, em código Manchester? f) 0011 g) 0101 h) 1100 i) 1010 j) REDES AS-I 1. Quais das seguintes tarefas são realizadas pela fonte de alimentação AS-Interface? a) Balanceamento da Rede b) Desacoplamento de dados c) Alimentação de 24 Vdc d) Todas as opções acima. 2. Quantas entradas e saídas binárias pode ser conectado a uma rede AS-Interface com dispositivos escravos? a) 248 entradas e 186 saídas b) 256 entradas e 256 saídas c) 496 entradas e 496 saídas d) 512 entradas e 512 saídas 3. Quais é a característica importante de um cabo para ser usado em uma rede ASInterface? a) Impedância de 70 e 140 _ b) Impedância de 50 _ c) Alta resistência DC d) Possuí malha de blindagem

4 4. Procure na Internet data sheets dos seguintes tipos de equipamentos na tecnologia de redes AS-I: Sensor de Proximidade Componente Fabricante Características técnicas Chave de fim decurso Detector de fuga para terra Atuadores de válvulas pneumáticas Acoplador ASI - Profibus 5. Marque Verdadeiro ou Falso: ( ) A rede ASi é determinística. ( ) Não é possível enviar variáveis analógicas via a rede ASi. ( ) A rede AS-i permite múltiplos mestres. ( ) A transmissão de dados analógicos piora o tempo de ciclo da rede ASi. ( ) O tempo de ciclo da rede ASI depende do número de dispositivos escravos. ( ) Quando apenas 6 dispositivos estão conectados, o tempo de ciclo da rede ASI é de cerca de 1 ms. ( ) A rede ASi usa codificação em banda base. ( ) O sinal ASi é inicialmente codificado em Manchester ( ) ASI é um protocolo que apresenta alta eficiência de utilização de faixa. ( ) O ID_code determina o perfil do dispositivo e é definido pelo seu fabricante. ( ) Na versão 2.1 o número de perfis de dispositivos disponíveis cresceu para 255. ( ) A taxa bruta de transferência na rede ASi é de 167 kbps. ( ) É possível se interligar um instrumento ma em uma rede ASi. ( ) A rede ASi possui topologia em árvore. ( ) A rede ASi se caracteriza como uma rede mestre-escravo. ( ) O mecanismo de acesso ao meio é do tipo resposta imediata. ( ) Um CLP pode ser mestre em uma rede ASi.

5 ( ) É possível escrever um programa, rodando em um PC, que realize as funções de mestre de uma rede ASi ( ) O número máximo de escravos em uma rede ASi é 62. ( ) A rede ASi só transmite sinais discretos, não sendo possível se interligar instrumentos a esta rede. ( ) O tempo de ciclo de leitura de instrumentos analógicos em uma rede ASi é de cerca de 30 ms para variáveis analógicas de 12 bits. ( ) O comprimento máximo de uma rede ASi é de 100 metros, podendo chegar a 300 metros com o uso de repetidores. 6. Caracterize o protocolo ASI quanto a: topologia física, lógica, velocidade, e número de nós. 7. Quais as configurações disponíveis dos módulos de uma rede ASI? 8. Se instalarmos um osciloscópio em uma rede ASI que tipo de sinal será observado? 9. Quais os fatores que favorecem a instalação de uma rede ASI? 10. Pesquise e apresente o modelo e fabricante de um sensor fotoelétrico com interface ASI incorporada. 11. Pesquise e apresente o modelo e fabricante de uma botoeira com interface ASI incorporada. 12. No barramento ASI é utilizado o conector M12 com grau de proteção IP67. Responda: a. O que significa grau de proteção IP67? b. Qual a justificativa para o uso de conectores deste tipo? Por que não usar conectores mais baratos e simples como RJ 11 ou RJ Leia a afirmação abaixo: Sensor-bus são rede de nível mais baixo, geralmente usadas para ligar pequenos sensores, como interruptores. Transmite dados de tamanho pequeno e precisa de processamento mínimo por parte do sensor. Podemos afirmar.

6 a) Redes sensorbus conseguem fornecer informações detalhadas a respeito do dispositivo que interagem por serem de uso muito específico. b) Redes sensorbus tem baixo tráfego de dados e por isto necessitam de banda restrita para seu funcionamento. É correto dizer que: a) Ambas as afirmações estão corretas b) Ambas as afirmações são falsas. c) A afirmação a está correta e a afirmação b é falsa d) A afirmação a é falsa e a afirmação b está correta. 14. Em uma rede do tipo ASI (actuator sensor interface) qual o número máximo de nós possíveis na rede e qual o número de dispositivos que se consegue gerenciar? 15. Quanto ao controle de acesso ao meio, qual o método utilizado em redes ASI? 16. Qual o comprimento máximo do barramento de uma rede do tipo ASI? 17. Desenhe e especifique cada campo do telegrama de mestre de uma rede ASI. 18. Desenhe e especifique cada campo do telegrama de escravo de uma rede ASI. 19. O desenho abaixo apresenta a comparação entre a codificação Manchester utilizada em redes ethernet e a codificação por pulsos alternados (APM) utilizada em redes industriais ASI

7 Explique: a) O motivo da transição existente no meio do slot de tempo do bit em ambas as tecnologias. b) Por que a tecnologia APM se utiliza da alternância no sinal do pulso. 3. REDES DEVICENET 1. Redes DEVICENET utilizam o conceito de método de comunicação do tipo produto/consumidor. Explique este conceito. 2. O método de acesso consumidor/produtor utilizado em redes DEVICENET pode ser utilizado de quatro modos diferentes. Quais são eles? Explique cada um. 3. O que é um EDS (eletrônic Data Shit)? Qual sua função no processo de configuração de redes DEVICENET? 4. Qual cabo se utiliza em redes DEVICENET? Descreva suas características. 5. Qual o número máximo de dispositivos endereçáveis em uma rede DEVICENET? 6. Marque Verdadeiro ou Falso: ( ) O uso do modelo produtor consumidor diminui a necessidade de banda de passagem da rede. ( ) É impossível implementar o mecanismo de unsolicited message na rede DeviceNet. ( ) I/O messages utilizam identificadores de alta prioridade. ( ) O overhead do processo de fragmentação é de 12,5% independente do número de fragmentos. ( ) O Device Profile de um dispositivo contém ma descrição apenas dos aspectos de conexão física e de comunicação do produto, mas não especifica as funcionalidades da camada de aplicação. ( ) Por se tratar de um protocolo da família CSMA/CD é de se esperar que ocorra um aumento do número de colisões quando a carga na rede aumenta.

8 7. Dada a situação do sistema de esteiras da figura seguinte, determine: a) Qual é o comprimento da linha tronco? b) Existe algum comprimento ilegal de derivação no sistema? c) Qual o comprimento de derivação cumulativa? d) Qual o comprimento máximo dos cabos? e) Qual a taxa máxima de comunicação permitida? 8. O comprimento máximo do cabo grosso, de uma derivação e das derivações acumuladas para uma taxa de comunicação de 250kbps são respectivamente: a) 500 m, 6 m e 156 m b) 250 m, 6 m e 156 m c) 100 m, 100 m e 39 m d) 250 m, 6 m e 78 m

9 9. Examine o projeto abaixo e responda as questões relativas às DERIVAÇÕES: a) O comprimento da derivação cumulativa é: b) Existe algum nó a mais de 6 metros da linha tronco? c) Que taxas de comunicação podem ser usadas nesta rede? 10. Examine o projeto abaixo e responda as questões relativas a DISTÂNCIA MÁXIMA DOS CABOS:

10 a) O comprimento do cabo da derivação 1 (D1) deverá ser considerado no cálculo da distância máxima do Cabo? Justifique sua resposta. b) O comprimento do cabo da derivação 2 (D2) deverá ser considerado no cálculo da distância máxima do Cabo? Justifique sua resposta. c) O comprimento do cabo da derivação 3 (D3) deverá ser considerado no cálculo da distância máxima do Cabo? Justifique sua resposta. 11. Em relação ao posicionamento das fontes de alimentação em uma rede DeviNet, e baseado no diagrama abaixo responda: a) Qual é o Somatório das correntes dos dispositivos da Seção 1? b) Qual é o Somatório das correntes dos dispositivos da Seção 2? c) O comprimento da seção 1 é de 86 metros. Consultando a tabela para 100 metros, determine qual é corrente máxima permitida nesta seção? d) O comprimento da seção 2 é de 158 metros. Consultando a tabela para 160 metros, determine qual é corrente máxima permitida nesta seção? e) Esta rede é operacional? Justifique sua resposta.