Profinet, Devicenet. Prof. Regis Isael

Transcrição

1 Profinet, Devicenet Prof. Regis Isael

2 PROFInet O PROFInet é uma rede padronizada pelo PROFIBUS International de acordo com a IEC e a IEC É uma das quatorze redes de Ethernet industrial. Basicamente, há dois tipos de redes PROFInet: PROFInet IO e PROFInet CBA. O PROFInet IO é utilizado em aplicações em tempo real (rápidas) PROFInet CBA é utilizado em aplicações onde o tempo não é crítico, por exemplo, na conversão para rede PROFIBUS-DP.

3 PROFINET É um padrão aberto baseado no Industrial Ethernet É desenvolvimento da PROFIBUS & PROFINET International (PI) Utiliza padrões TCP/IP e IT É Ethernet em Tempo Real

4 PROFInet Emergiu como resultado da tendência na tecnologia de automação para máquinas reusáveis e modulares em plantas com inteligência distribuída. Suas particularidades atendem pontos-chaves das demandas da tecnologia de automação: Comunicação consistente entre os diversos níveis de gerenciamento desde o campo até os níveis corporativos usando Ethernet. Uma grande quantidade de fabricantes em um protocolo e sistema aberto; Utiliza padrões IT; Integração em sistemas PROFIBUS sem mudanças dos mesmos.

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15 Modelo de migração PROFInet

16 O PROFInet tem três modelos distintos de operação, sendo dois deles para tempo real. O primeiro modelo é baseado na arquitetura TCP/IP pura, utilizando Ethernet na camada 1 e 2, o IP na camada 3 e o TCP ou UDP na camada 4. Essa arquitetura é chamada de Non-real time (Non-RT), pois seu tempo de processamento se aproxima dos 100 ms. A grande aplicação nesse tipo de comunicação é de configuração da rede ou na comunicação com os Proxis, utilizando o PROFInet CBA. Os Proxis são conversores de protocolos (por exemplo, de PROFInet para PROFIBUS-DP ou de PROFInet para HART, FF, etc).

17 PROFInet tem três modelos distintos de operação

18 Proxy PROFInet/PROFIBUS-DP e PROFInet/HART, PROFInet/FF

19 O segundo modelo baseia-se no chamado Soft Real Time (SRT) e caracteriza-se por ser um canal direto entre a camada da Ethernet e a aplicação. Com a eliminação de vários níveis de protocolo, há uma redução no comprimento dos telegramas transmitidos, requerendo menos tempo de transmissão de dados na rede. Neste caso, pode-se utilizar os dois tipos de PROFInet IO e CBA. O terceiro modelo baseia-se no conceito de Isochronous Real Time (IRT), para aplicações em que o tempo de resposta é crítico e deve ser menor do que 1ms. Um exemplo típico de aplicação neste caso é o controle de movimento de robôs, onde o tempo de atualização de dados deve ser curto. Utiliza-se apenas o PROFInet IO para esse caso.

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21 PROFINET IO (RT): Comunicação entre PLC e periferia de campo Leitura / escrita de IO Grande velocidade Grande número de participantes

22 PROFINET IO (RT) Classes de dispositivos Controlador de E/S (IO Controller): Troca de sinais de E/S com os dispositivos no campo Acesso aos sinais de E/S via imagem do processo Dispositivo de E/S (IO Device): O dispositivo de campo alocado ao controlador de E/S Supervisor (IO Supervisor): IHM, estação de engenharia e diagnóstico

23 PROFINET IO (RT) -Comparação de desempenho

24 PROFINET IO (IRT) - áreas de aplicação PROFINET IO (IRT): Motion Control Sincronismo de eixos Sincronismo preciso da troca de dados Grande velocidade

25 DEVICENET DeviceNet é um rede digital, multi-drop para conexão entre sensores, atuadores e sistema de automação industrial em geral. Ela foi desenvolvida para ter máxima flexibilidade entre equipamentos de campo e interoperabilidade entre diferentes vendedores.

26 Apresentado em 1994 originalmente pela Allen- Bradley, o DeviceNet teve sua tecnologia transferida para a ODVA em A ODVA (Open DeviceNet Vendor Association) é uma organização sem fins lucrativos composta por centenas de empresas ao redor do mundo que mantém, divulga e promove o DeviceNet e outras redes baseadas no protocolo CIP (Common Industrial Protocol). Atualmente mais de 300 empresas estão registradas como membros, sendo que mais de 800 oferecem produtos DeviceNet no mundo todo.

27 Devicenet A rede DeviceNet é classificada no nível de rede chamada devicebus, cuja características principais são: alta velocidade, comunicação a nível de byte englobando comunicação com equipamentos discretos e analógicos e alto poder de diagnostico dos devices da rede. A tecnologia DeviceNet é um padrão aberto de automação com objetivo de transportar 2 tipos principais de informação: dados cíclicos de sensores e atuadores, diretamente relacionados ao controle e, dados acíclicos indiretamente relacionados ao controle, como configuração e diagnóstico.

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29 Características da rede DeviceNet Topologia baseada em tronco principal com ramificações. O tronco principal deve ser feito com o cabo DeviceNet grosso, e as ramificações com o cabo DeviceNet fino ou chato. Cabos similares podem ser usados desde que suas características elétricas e mecânicas sejam compatíveis com as especificações dos cabos padrão DeviceNet. Permite o uso de repetidores, bridges, roteadores e gateways. Suporta até 64 nós, incluindo o mestre, endereçados de 0 a 63 (MAC ID). Cabo com 2 pares: um para alimentação de 24V e outro para comunicação. Inserção e remoção à quente, sem perturbar a rede. Suporte para equipamentos alimentados pela rede em 24V ou com fonte própria. Uso de conectores abertos ou selados.

30 Características da rede DeviceNet Proteção contra inversão de ligações e curto-circuito. Alta capacidade de corrente na rede (até 16 A). Uso de fontes de alimentação de prateleira. Diversas fontes podem ser usadas na mesma rede atendendo às necessidades da aplicação em termos de carga e comprimento dos cabos. Taxa de comunicação selecionável:125,250 e 500 kbps. Comunicação baseada em conexões de E/S e modelo de pergunta e resposta. Diagnóstico de cada equipamento e da rede. Transporte eficiente de dados de controle discretos e analógicos. Detecção de endereço duplicado na rede. Mecanismo de comunicação extremamente robusto a interferências eletromagnéticas.

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32 Meios físicos Comparação Profibus x Profinet

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34 ControlNet É um protocolo de rede aberta industrial para aplicações de automação industrial, também conhecido como fieldbus. A ControlNet foi anteriormente apoiado por ControlNet International, mas em 2008 o apoio e gestão da ControlNet foi transferido para ODVA, que agora gerencia todos os protocolos na família de protocolo industrial comum (CIP - Common Industrial Protocol).

35 ControlNet As características que definem a ControlNet além de outras redes Fieldbus é o suporte embutido para redundância total de cabos e ao fato de que a comunicação da ControlNet ser estritamente programada e altamente determinista. A ControlNet possibilita carregar e descarregar programas e dados de configuração e trafego de mensagem ponto a ponto. A performance, tanto na forma determinística quanto na repetitiva e atinge a velocidade de 5Mbps.

36 Utilizando as vantagens do modelo produtorconsumidor, a ControlNet permite múltiplos controladores para I/O no mesmo cabo e transmissão múltipla dos dados de entrada e ponto a ponto, reduzindo o trafego no bus e aumentando a performance.

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38 Características técnicas A operação coordenada e sincronizada em tempo real é garantia de performance determinística e repetitiva. Determinismo é a habilidade de prever com segurança quando os dados serão liberados na rede. Repetibilidade é a forma de assegurar tempo de transmissão constante independente da conexão de novos dispositivos na rede ou desconexão.

39 Operação de redundância de meio de transmissão e segurança intrínseca (Áreas Ex).

40 Características Técnicas

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42 Características Técnicas Instalação simples, sem ferramentas especiais. Acesso à rede é feito por qualquer nó. Três tipos de topologia: bus (tronco), árvore e estrela (ou qualquer combinação das três) e anel.

43 Meios de transmissão: coaxial e fibra ótica.

44 A rede suporta até 99 nós e até a velocidade de 5Mbps, com distância de até 1000m para dois TAPs. O comprimento total disponível através do cabo padrão RG-6 depende do número de TAPs neste segmento. Não existe limite mínimo para um segmento de cabo entre dois TAPs. O máximo comprimento disponível entre dois TAPs é de 1000m. Cada TAP adicional na linha tronco, decrementa 16,3m no comprimento total permitido. O número máximo de TAPs permitido em um segmento de linha tronco são 48 TAPs com comprimento máximo de 250m.

45 A rede ControlNet possui o Common Industrial Protocol (CIP) é um componente importante dentro do Open NetLinx arquitetura de rede, e é fornecido com quatro características comuns: Serviços de controle comum - fornece um conjunto padrão de serviços de mensagens para todas as três redes dentro da arquitetura NetLinx (EtherNet, ControlNet e DeviceNet). Serviços de comunicação comum - permite a você se conectar a qualquer rede, configurar e coletar dados a partir de qualquer rede. Capacidades de roteamento comum - economiza tempo e esforço durante a configuração do sistema, pois há tabelas de roteamento ou lógicas adicionais que são necessárias para mover dados entre redes. Base de conhecimento comum - reduz o quantidade de formação necessária quando nos movemos a diferentes redes dentro da arquitetura NetLinx, fornecendo ferramentas de configuração e recursos similares

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