Foundation Fieldbus. Curso: Téc. Automação Professor: Regis Isael

Transcrição

1 Foundation Fieldbus Curso: Téc. Automação Professor: Regis Isael

2 Foundation Fieldbus O Foundation Fieldbus é um sistema da comunicação totalmente digital, em série e bidirecional que conecta equipamentos Fieldbus tais como sensores, atuadores e controladores. O fieldbus é uma rede local (LAN) para automação e instrumentação de controle de processos, com capacidade de distribuir o controle no campo. Ao contrário dos protocolos de rede proprietários, o Fieldbus não pertence à nenhuma empresa, ou é regulado por um único organismo ou nação.

3 Foundation Fieldbus A tecnologia é controlada pela Fieldbus Foundation uma organização não lucrativa que consiste em mais de 100 dos principais fornecedores e usuários de controle e instrumentação do mundo. O Foundation Fieldbus mantém muitas das características operacionais do sistema analógico 4-20 ma, tais como uma interface física padronizada da fiação, os dispositivos alimentados por um único par de fios e as opções de segurança intrínseca, mas oferece uma série de benefícios adicionais aos usuários.

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5 Benefícios Interoperabilidade Dados de Processo Mais Completos Vista expandida do processo Melhor Segurança Da Planta Manutenção Proativa Mais Fácil Redução de Custos de fiação e de Manutenção

6 Foundation Fieldbus permite o acesso a muitas variáveis, não só relativas ao processo, mas também do diagnóstico dos sensores e atuadores, dos componentes eletrônicos, degradação de performance, entre outras. Além disso, há outras características marcantes: Segurança intrínseca para uso em áreas perigosas, com alimentação e comunicação pelo mesmo par de fios; Topologia em barramento ou em árvore, com suporte a múltiplos mestres no barramento de comunicação; Comportamento previsível (determinístico), mesmo com redundância m vários níveis; Distribuição das funções de controle entre os equipamentos (controle distribuído); Interfaces padronizadas entre os equipamentos, o que facilita a interoperabilidade; Modelamento de aplicações usando linguagem de blocos funcionais.

7 Breve histórico Proposta inicial pela Robert Bosch em 1986 como rede automotiva Primeiro chip comercial feito pela Intel em 1987 Normatizado ISO11898 : full CAN ISO11519 : basic CAN

8 Caraterísticas básicas Topologia em barramento Meio físico: par trançado Aplicação típica: 40m a 1Mb/s, podendo chegar a 1km a velocidades menores Velocidade de transferência tipica de 40kbytes/s Máxima latência de 120us a 1Mb/s para mensagem de alta prioridade Controle de acesso ao meio por CSMA/CA+AMP (Carrier Sense Multiple Access/Colision Avoidance+Arbitration on Message Priority) Multi-master Limite teóricode 2032; normalmente usa-se menos de 64.

9 Áreas de Aplicação do CAN Veículos (marítmo, aéreo, terrestre) carros de passeio, off-road, trens, sistema de semáforo (trens e carros), eletrônica marítma, máquinas agrícolas, helicópteros, transporte público. Sistema de Controle Industrial controle de planta, de maquinário, robôs, sistema de supervisão. Automação Predial controle de elevadores, ar condicionado, iluminação. Aplicações Específicas sistemas médicos, telescópios, simuladores de vôo, satélites artificiais, entre outros

10 Características do CAN Protocolo Digital e Comunicação Serial Síncrono Conceitos baseados na técnica CSMA/CD with NDA (Carrier Sense Multiple Access /Collision Detection) Priorização de Mensagens Grande Flexibilidade de Configuração Recepção Multicast Garantia de Consistência dos Dados Detecção/Sinalização de erros Retransmissão Automática de Mensagens Corrompidas

11 O CAN foi dividido em duas camadas, obedecendo o modelo OSI/ISSO: Data Link Layer Logical Link Control (LLC) Medium Access Control (MAC) Physical Layer

12 Camadas do Protocolo CAN Modelo OSI/ISO Modelo OSI/ISO Camada Física - Physical Layer Codificação / Decodificação dos Bits Temporização dos Bits Sincronização

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14 Tecnologia AS-i Em 1990, na Alemanha, um consórcio de empresas bem sucedidas elaborou um sistema de barramento para redes de sensores e atuadores, denominado Actuator Sensor Interface (AS-Interface ou na sua forma abreviada AS-i). Esse sistema surgiu para atender a alguns requisitos definidos a partir da experiência de seus membros fundadores e para suprir o mercado cujo nível hierárquico é orientado a bit. Desta forma, a rede AS-i foi concebida para complementar os demais sistemas e tornar mais simples e rápida as conexões entre sensores e atuadores com os seus respectivos controladores.

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16 Benefícios Um sistema industrial formado por redes AS-i é considerado como o mais econômico e ideal para comunicação entre atuadores e sensores. Os benefícios da utilização de uma rede AS-i vão desde economias de hardware até o comissionamento de uma rede AS-i propriamente dita.

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18 Simplicidade Uma rede AS-i é muito simples, pois requer apenas um único cabo para conectar módulos de entradas e saídas de quaisquer fabricantes. Usuários de uma rede AS-i não precisam ter profundos conhecimentos em sistema industriais ou protocolos de comunicação. Diferentemente de outras redes digitais, a rede AS-i não precisa de terminadores e de arquivos de descrição de equipamentos. A simplicidade é seu ponto forte.

19 Desempenho Sistemas AS-i são eficazes e incrivelmente rápidos, o que os tornam aptos a substituírem sistemas grandes e com altos custos. Existem mestres AS-i, especialmente, desenvolvidos para comunicarem com sistemas legados de controle e promoverem uma suave integração entre as tecnologias existentes. O melhor de tudo é que isto é realizado de forma simples e confiável.

20 Flexibilidade A expansibilidade é muito fácil apenas conecte um módulo, enderece-o e, então, conecte o cabo da rede. Verifique se LED de alimentação está ligado e, então, você já está liberado para a conexão do próximo módulo. A rede AS-i suporta qualquer topologia de cabeamento: estrela, barramento, árvore, anelar ou qualquer outra configuração com até 100 metros de cabo. Ou, então, com a adição de repetidores é possível expandir o sistema até 300 metros. A rede AS-i é de fácil instalação, pois não há necessidade de terminadores nos pontos finais.

21 Custo Redes AS-i tipicamente reduzem o custo de cabeamento e instalação em torno de 50% em comparação com outras redes convencionais. A utilização de um único cabo para conexão com equipamentos discretos reduz a necessidade de gabinete, conduítes e bandejas. As economias geradas na utilização da rede podem ser realmente significantes, pois a utilização de poucos cabos diminui os custos de instalação, comissionamento e, por ser uma rede simples, as horas de engenharia.

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29 Estrutura do protocolo Protocolo Hart

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