Redes Industriais. Centro de Formação Profissional Orlando Chiarini - CFP / OC Pouso Alegre MG Inst.: Anderson

Transcrição

1 Redes Industriais Centro de Formação Profissional Orlando Chiarini - CFP / OC Pouso Alegre MG Inst.: Anderson

2 Capítulo 2 Meio Físicos A automação no meio produtivo Objetivos: Facilitar os processos produtivos Componentes básicos Sensoriamento Comparação e controle Atuação Automação industrial = sistema otimizado Menor custo Maior quantidade Menor tempo Maior qualidade (precisão)

3 Capítulo 2 A automação industrial possui vários barramentos de campo (incluindo vários protocolos como: CAN OPEN, INTERBUS-S, FIELD BUS FOUNDATION, MODBUS, ASI, PROFIBUS, DEVICENET etc) específicos para a área industrial (em tese estes barramentos se assemelham a barramentos comerciais tipo ethernet, intranet, etc.), mas controlando equipamentos de campo como válvulas, atuadores eletromecânicos, indicadores, e enviando estes sinais a uma central de controle.

4 Capítulo 2 - A automação no meio produtivo Uma contribuição adicional importante dos sistemas de Automação Industrial é a conexão do sistema de supervisão e controle com sistemas corporativos de administração das empresas. Esta conectividade permite o compartilhamento de dados importantes da operação diária dos processos, contribuindo para uma maior agilidade do processo decisório e maior confiabilidade dos dados que suportam as decisões dentro da empresa para assim melhorar a produtividade.

5 Capítulo 2 - A automação no meio produtivo Exemplos

6 Capítulo 2 - A automação no meio produtivo Elementos Primários = Sensoriamento

7 Capítulo 2 - A automação no meio produtivo Em um processo industrial, estas variáveis podem ser associadas a: pressão, temperatura, posição, vazão, velocidade, nível, ph,(potencial hidrogeniônico)

8 Capítulo 2 - A automação no meio produtivo Controlador Lógico Programável - CLP

9 Capítulo 2 - A automação no meio produtivo Elementos atuadores

10 Capítulo 2 - A automação no meio produtivo O sinal elétrico

11 Capítulo 2 - A automação no meio produtivo Interferência Eletro magnética - EMI influência de ruídos na transmissão de informação ou no funcionamento de um circuito. pode ser proposital ou acidental e pode ser de origem natural ou artificial. pode ser radiada (via ar), conduzida (via condutores), induzida ou uma combinação das mesmas. pode ser gerada por centelhamento nas escovas de motores, chaveamento de circuitos de potência, em acionamentos de cargas indutivas e resitivas, acionamentos de relés, chaves, disjuntores, lâmpadas fluorescentes, aquecedores, ignições automotivas, descargas atmosféricas e mesmo as descargas eletrostáticas entre pessoas e equipamentos, aparelhos de microondas, equipamentos de comunicação móvel, etc. para evitar ou minimizar a EMI, destaca-se o aterramento elétrico, a blindagem magnética e elétrica, filtros, isolamento ótico, protetores elétricos, etc...

12 Capítulo 2 A compatibilidade eletromagnética (EMC) é a habilidade de um equipamento funcionar satisfatoriamente sem interferir eletromagneticamente nos equipamentos próximos e ser imune à interferência externa de outros equipamentos e do ambiente.

13 Capítulo 2 Meios de transmissão O meio de transmissão de dados serve para oferecer suporte ao fluxo de dados entre dois pontos. Em ambiente industrial apresenta características e necessidades especiais: ambiente hostil para operação (perturbações eletromagnéticas, elevadas temperaturas, sujeira, vibração, etc.); a troca de informações se dá, na maioria das vezes, entre equipamentos e não entre um operador humano e o equipamento; os tempos de resposta e a segurança dos dados podem ser críticos; uma grande quantidade de equipamentos pode estar conectada na rede, o que torna a questão de custos muito importante.

14 Capítulo 2 Meios de transmissão Parâmetros de análise: facilidade de instalação custo taxa de transmissão distância de alcance Imunidade à EMI Fios ou pares condutores Rádio transmissão Fibra óptica

15 Capítulo 2 Meios de transmissão Par trançado Características : - Fácil instalação - Flexível - Barato - Taxa de transmissão: baixa - poucos Mbps - Cabo curto (máximo de 100 metros) - Interferência eletromagnética

16 Capítulo 2 Meios de transmissão Cabo Coaxial Características: - Instalação mais difícil - custo mais alto - Taxa de transmissão: média - dezenas de Mbps - Cabo mais longo (até 500 metros) - Boa imunidade à Interferência eletromagnética

17 Capítulo 2 Meios de transmissão Fibra óptica Características : -Instalação média dificuldade - custo alto - Taxa de transmissão: alta - dezenas de Gbps - Cabo longo (ordem de Km) - Toalmente Imune à Interferência eletromagnética

18 Capítulo 2 Fibra óptica

19 Capítulo 2 Rádio frequencia Wire less Características : - Instalação simples - custo baixo - Taxa de transmissão: média - dezenas de Mbps - Alcance médio (centenas de m) - Média imunidade a Interferência eletromagnética

20 Capítulo 2 Transmissão de dados Para uma transmissão eficiente de dados, deve-se considerar um conjunto de recursos e regras que permitem a transmissão de informações de um ponto a outro numa rede de comunicação.

21 Capítulo 2 Transmissão de dados Sentido da transmissão: Simplex Half-duplex Full-duplex Modos de transmissão: Paralela Serial Síncrona Assíncrona Codificação de bits (1) e (0): Níveis de tensão 5V(bit 1) e 0V(bit 0) 12V(bit 1) e -12V(bit 0) Entre 3V e 12V(bit 1) e entre -3V e -12V(bit 0)

22 Capítulo 2 Transmissão de dados Modulação: consiste em fazer com que um parâmetro da onda portadora mude de valor de acordo com a variação do sinal modulante, que é a informação que se deseja transmitir. Modulação em amplitude (AM) Modulação em frequência (FM) Modulação em fase (PM)

23 Capítulo 2 Transmissão de dados Modulações por chaveamento Modulação por chaveamento de amplitude (ASK) Modulação por chaveamento de frequência(fsk) Modulação por chaveamento de fase (PSK)

24 Capítulo 2 Transmissão de dados Taxa de transmissão A taxa de transmissão de um canal ou meio físico é a quantidade de bits que este meio consegue transmitir por segundo. Esta taxa pode ser expressa em bps (bits per second) - ou Kbps, Mbps ou Gbps. A taxa de transmissão entre dois computadores depende de vários fatores tais como as características dos cabos utilizados, a quantidade de tráfego de mensagens provenientes dos vários nós da rede, a utilização de largura de banda para transmissão de um só ou vários fluxos de mensagens ao mesmo tempo.

25 Capítulo 2 Interfaces industriais RS232 Padrão normalizado pela EIA(Electronic Industries Association) na década de 60; especifica as tensões, temporizações, funções dos sinais e as conexões mecânicas; Sistema desbalanceado sinal trafegado está referenciado ao terra no positivo e negativo; Taxa de transmissão máxima = 19,2Kbps. Distância máxima = 16 metros;

26 Capítulo 2 Interfaces industriais RS485 Capacidade de 32 unidades de carga; Sistema diferencial (balanceado) sinal trafegado é a diferença das tensões dos dois condutores do par trançado; Taxa de transmissão máxima = 10 Mbps; Distância máxima = 1200 metros;

27 Capítulo 2 Interfaces industriais Quadro comparativo

28 Capítulo 2 Interfaces industriais CAN CAN = Control Area Network; Criado e normalizado pela Bosh na década de 80 (ISO IS ); Sistema balanceado referenciado ao terra no positivo e no negativo (o sinal trafegado é a diferença entre CANH e CANL); Distância máxima = 500 metros (para 125Kbps); Taxa de transmissão máxima = Até 1Mbps (mais comum até 500Kbps).

29 CAN Capítulo 2

30 Capítulo 2 Manchester/APM A codificação Manchester/APM é um código de linha que tenta manter a integridade da informação; Evita uma sequência longa do mesmo bit e com isso evita a perda de sincronismo. Consiste em substituir do sinal NRZ(não retorna a zero) o bit 0 por 10 e 1 por 01 ; O sinal codificado é modulado em APM (Alternate Pulse Modulation), onde o sinal digital é convertido em variações de fase de um sinal analógico; Taxa de transmissão típica = 31,25 Kbps (podendo chegar até 167,5 Kbps); Distância = depende do cabo utilizado (pode chegar até 1900 metros no Foundation Fieldbus); Transmitido sobre um sinal DC (rede com apenas 2 fios). Utilizado na rede AS-i com até 62 escravos.

31 Capítulo 2 Manchester/APM

32 ghg Capítulo 2

33 ghg Capítulo 2

34 Eletricidade

35