Overview da Tecnologia Profibus

Overview da Tecnologia Profibus César Cassiolato Diretor de Marketing, Qualidade, Assistência Técnica, Instalações e Montagens Smar Presidente da Associação Profibus Brasil América Latina Smar Equipamentos Ind. Ltda. ASSOCIAÇÃO PROFIBUS BRASIL / AMÉRICA LATINA 1

Cenário em termos de tecnologias Tipo de controle Controle de Processo Controle Lógico Sensorbus Seriplex ASI INTERBUSLoop Devicebus Device Net SDS Profibus DP LONWorks INTERBUS-S Fieldbus IEC/ISA SP50 Profibus PA HART Foundation Fieldbus bit byte bloco Tipo de Dispositivo Dispositivo Simples Dispositivo Complexo ASSOCIAÇÃO PROFIBUS BRASIL / AMÉRICA LATINA 2

Comunicação Transparente Nível de Fábrica Tempo de ciclo < 1000 ms Ethernet/TCP/IP CNC Router / Firewall Plant Backbone Células ETHERNET Tempo de ciclo < 100 ms VME/PC PLC DCS Nível de Campo PROFIBUS-DP PROFIBUS-PA Tempo de ciclo < 10 ms ASSOCIAÇÃO PROFIBUS BRASIL / AMÉRICA LATINA 3

Técnica de Transmissão Terminação Terminação PROFIBUS usa a topologia de barramento com terminação Assegura a conexão e desconexão de estações (mesmo em áreas intrinsecamente seguras) durante a operação e sem afetar as demais estações São permitidas cinco camadas físicas: RS 485: RS 485 is: IEC 61158-2: Fibra Ótica: Infravermelho: usado para o DP usado para o DP em áreas classificadas (Ex) usado para o PA usado para o DP usado para o DP ASSOCIAÇÃO PROFIBUS BRASIL / AMÉRICA LATINA 4

PROFIBUS DP PROFIBUS Topologias de Rede Fibra ótica DP/PA link OLM OLM DP/PA link PROFIBUS PA OLM ILM Infra-vermelho ILM Repetidor DP/PA link Topologias de Rede: redundante PROFIBUS DP/iS Barreira + Repetidor PROFIBUS PA anel linha estrela Eex / Não-Eex ASSOCIAÇÃO PROFIBUS BRASIL / AMÉRICA LATINA 5

Técnica de Transmissão RS 485 (Profibus DP) Transmissão Assíncrona NRZ Baud rates de 9.6 kbit/s a 12 MBit/s selecionável Par trançado com shield 32 estações por segmento, max. 127 estações Distância dependente do baud rate 12 MBit/s = 100 m; 1.5 MBit/s = 400m; < 187.5 kbit/s = 1000 m Distância expansível até 10Km com o uso de repetidores 9 PIN, D-Sub conector Vale lembrar que os equipamentos PROFIBUS DP não são alimentados pelo barramento. IEC 61158-2 (H1- Profibus PA) Transmissão Síncrona Manchester bi-fase, 31.25 kbit/s, modo corrente Segurança Intrínseca (opcional) e alimentação via barramento (depende do fabricante) Par de cabo trançado com ou sem shield Distância de 1900 m por segmento, expansível até 10Km com o uso de repetidores (até 4) max. 127 estações, 10-32 por segmento (dep. da classificação da área e do consumo dos equipamentos) ASSOCIAÇÃO PROFIBUS BRASIL / AMÉRICA LATINA 6

PROFIBUS-DP Principais catacterísticas: Excelente para substituir extensos cabeamentos entre PLC/SDCD/PC e E/S Muito rápido, transmite 1 kbyte de dado de entrada e saída em menos de 2ms Poderosas ferramentas reduzem os esforços de configuração e manutenção Suportado pelos principais fabricantes de PLCs e SDCDs Vários tipos de produtos, isto é, PLC, SDCD, PC, I/O remoto, Inversores de Frequência, CCMs inteligentes, Válvulas, Encoders Comunicação cíclica e acíclica Comunicação Mono e multi mestres Até 244 bytes de dados de entrada e 244 bytes de saída por estação ASSOCIAÇÃO PROFIBUS BRASIL / AMÉRICA LATINA 7

Comunicação Mestre e Escravo PLC, SDCD ou PC Industrial 24 V Profibus-PA 31.25 kbit/s Remote I/O Acionamentos Equipamentos PA Sistemas com Mono mestre alcançam tempos de respostas muito curtos Eles consistem de - 1 Mestre DP (Classe 1) - 1 a 125 escravos DP - 1 Mestre DP (Classe 2) - opcional ASSOCIAÇÃO PROFIBUS BRASIL / AMÉRICA LATINA 8

Comunicação Multimestre, passagem do token Vários mestres DP podem acessar os escravos com as funções de leituras PLC / SDCD / PC token token token PC Industrial 24 V Profibus-PA 31.25 kbit/s Remote I/O Drivers Um sistema multi-mestre consiste de: - múltiplos mestres (classe 1 ou 2) - 1 a 124 DP-Slaves no máximo - max. 126 devices em um mesmo bus Equipamentos PA ASSOCIAÇÃO PROFIBUS BRASIL / AMÉRICA LATINA 9

Características do DP A comunicação DP é permanente e cíclica Os dados a serem transmitidos são especificados durante a configuração (troca de dados otimizada) Apenas um mestre pode escrever as saídas (segurança) Dados podem ser lidos pelo controlador e pelo mestre Classe 2 Troca de dados acíclica via funções DPV1 Reconhecimento de alarmes É um sistema fieldbus muito rápido (até 12 MBaud) Distância Hamming HD = 4 HD 4 significa que até 3 falhas de transmissões ao mesmo tempo podem ser detectadas (feito pelo ASICs); ASSOCIAÇÃO PROFIBUS BRASIL / AMÉRICA LATINA 10

Cabo Profibus - DP Cabo Recomendado: Tipo A Impedância (Ω): 135 a 165 Freqüência (MHz) : 3 a 20 Capacitância (pf/m): < 30 Resistência de Loop (Ω/km): <110 Seção (mm²): >= 0.34 ASSOCIAÇÃO PROFIBUS BRASIL / AMÉRICA LATINA 11

PROFIBUS-DP: Distâncias Max. Permitidas Verificação das distâncias máximas permitidas Distâncias limites dependem do tipo do cabo assim como da taxa de comunicação Obs: Distâncias baseadas em velocidade de transmissão para cabo tipo A em RS485 Baud rate (kbit/s) 9.6 19.2 93.75 187.5 500 1500 12000 Comprimento Total (m) ou Segmento (m) 1200 1200 1200 1000 400 200 100 Tronco Máximo (m) 500 500 900 967 380 193.4 100 Spur Máximo (m) 500 500 100 33 20 6.6 0 - Distância Mínima entre slaves deve ser respeitada ASSOCIAÇÃO PROFIBUS BRASIL / AMÉRICA LATINA 12

PROFIBUS-DP: Distâncias com Fibra Ótica Propriedades das fibras óticas Tipo de fibra Vidro - Multimodo Vidro - Monomodo Sintética PCS/HCS Propriedades Média distância, 2 a 3 km Longa distância, > 15 km Longa distância, > 80 km Curta distância, < 500m ASSOCIAÇÃO PROFIBUS BRASIL / AMÉRICA LATINA 13

Detalhes da instalação Terminação(RS485) Cada segmento necessita ser terminado nas duas extremidades; Terminação deve ser energizada todo o tempo; Se possível, usar uma terminação no mestre; A potência para a terminação precisa ser provida pelo equipamento. ASSOCIAÇÃO PROFIBUS BRASIL / AMÉRICA LATINA 14

PROFIBUS-DP: Repetidores & Terminadores Repetidores & Terminadores Quando o mestre está localizado no início do barramento com um terminador ativo e o último escravo, o mais distante do mestre, também possui terminador ativo, deve-se atentar para que este último escravo deva permanecer alimentado o tempo todo, pois durante sua manutenção ou reposição, pode haver comunicação termitente com os outros devices. ASSOCIAÇÃO PROFIBUS BRASIL / AMÉRICA LATINA 15

PROFIBUS-DP: Repetidores & Terminadores Repetidores & Terminadores Quando o mestre está localizado no início do barramento com um terminador ativo e se tem repetidores deve-se ter um terminador na chegada e saída do repetidor, sempre que se tem um segmento novo. ASSOCIAÇÃO PROFIBUS BRASIL / AMÉRICA LATINA 16

PROFIBUS-DP: Repetidores & Terminadores Repetidores & Terminadores Quando devido à arquitetura e/ou topologia tem-se algo como a figura, onde se tem o mestre no meio do barramento, deve-se colocar os terminadores no primeiro escravo(o mais a esquerda do mestre) e no último(o mais distante), mantendo-os sempre energizados. Aqui também, durante a manutenção ou reposição, pode haver comunicação intermitente com os outros devices. ASSOCIAÇÃO PROFIBUS BRASIL / AMÉRICA LATINA 17

PROFIBUS-DP: Terminadores Terminadores Verifique a posição de ativação dos terminadores de acordo com o que foi visto anterior e se certifique que apenas dois terminadores estejam ativos. No caso de repetidores, vale o que já vimos anteriormente. Um outro cuidado que se deve tomar é o excesso de terminação; alguns devices possuem terminação on-board. Verifique também se no caso de uma parada se os terminadores possuem energização suficiente. ASSOCIAÇÃO PROFIBUS BRASIL / AMÉRICA LATINA 18

Profibus-DP: Formas de Onda Formas de onda no RS-485, entre o pino 3 e 8 A forma de onda dependerá da taxa de comunicação, sendo um sinal normalmente excursionando entre -7V e +12V. Pode ser encontrado excursões de -9V a +14V ou ainda -8V a +13V, dependendo do driver 485 usado. VODidle tensão diferencial em repouso(sem transmissão ativa) UODlow tensão diferencial na fase negativa UODhigh tensão diferencial na fase positiva UODss nivel máximo de saída, pico-a-pico UTH tensão de limiar do receptor (±0.2V de acordo com a EIA 485 /4/) ASSOCIAÇÃO PROFIBUS BRASIL / AMÉRICA LATINA 19

Profibus-DP: Formas de Onda & Terminadores Ativação do BT na posição indevida Terminação ativa na posição incorreta (fig. da esquerda) e com a terminação correta. Observe que tanto o nível quanto a forma de onda são degradados. O ativação incorreta do terminador causa descasamento de impedância e reflexões do sinal, uma vez que além do terminador ainda tem cabo com sua impendância. ASSOCIAÇÃO PROFIBUS BRASIL / AMÉRICA LATINA 20

Profibus-DP: Formas de Onda & Terminadores Sem Ativação do BT A falta de terminação(esquerda), onde o não casamento de impedância faz com que o cabo Profibus fique susceptível a reflexão de sinal, atuando como uma antena. Na forma de onda à direita, podemos ver a terminação adequada ASSOCIAÇÃO PROFIBUS BRASIL / AMÉRICA LATINA 21

Profibus-DP: Formas de Onda & Terminadores O Tamanho do tronco além dos limites A forma de onda gerada pelo fato de um tamanho de tronco além do permitido (esquerda) e com o tamanho de tronco dentro dos limites(direita). Observe que tanto o nível quanto a forma de onda são degradados e há geração de spiking e ruídos. O tronco além dos limites causa descasamento de impedância e reflexões do sinal ASSOCIAÇÃO PROFIBUS BRASIL / AMÉRICA LATINA 22

PROFIBUS-DP: Shield & Aterramento Shield O shield (a malha, assim como a lâmina de alumínio) deve ser conectado ao terra funcional do sistema em todos os conectores DP do cabo, de tal forma a proporcionar uma ampla área de conexão com a superfície condutiva aterrada. Onde se tem um diferencial de tensão entre os pontos de aterramento recomenda-se passar junto ao cabeamento uma linha de equalização de potencial (às vezes a própria calha metálica pode ser usada ou um cabo AWG 10-12). ASSOCIAÇÃO PROFIBUS BRASIL / AMÉRICA LATINA 23

PROFIBUS-DP: Shield & Aterramento Aterramento Quanto ao aterramento, recomenda-se agrupar circuitos e equipamentos com características semelhantes de ruído em distribuição série e unir estes pontos em uma referência paralela. Recomenda-se aterrar as calhas e bandejamentos. Um erro comum é o uso de terra de proteção como terra de sinal.lembre-se que este terra é muito ruidoso e pode apresentar alta impedância. É interessante o uso de malhas de aterramento pois apresentam baixa impedância. Condutores comuns com altas freqüências apresentam a desvantagem de terem alta impedância. Deve-se evitar os loops de correntes. O sistema de aterramento deve ser visto como um circuito que favorece o fluxo de corrente sob a menor indutância possível. Em áreas classificadas, consulte sempre as normas reguladoras ASSOCIAÇÃO PROFIBUS BRASIL / AMÉRICA LATINA 24

Profibus-DP: Instalações Mecânicas Instalações Mecâncias Verifique para cada equipamento, caixa de distribuição, caixa de junção, etc, se a classificação IP está adequada e ainda se a vedação de cabos e roscas estão adequadas, assim como, se os prensa-cabos estão adequados e vedados, etc. Além disso, verifique a rigidez das conexões elétricas e acabamentos das conexões, acabamento do shield, do aterramento, etc. ASSOCIAÇÃO PROFIBUS BRASIL / AMÉRICA LATINA 25

Configuração Aberta Configuração do Sistema PLC / SDCD / PC (Mestre Classe 1) PROFIBUS Ferramenta de configuração (Mestre Classe 2) Device Data Base Files GSD-file PROFIBUS - DP Field device M I/O Sensor Drive Transmitter Field device ASSOCIAÇÃO PROFIBUS BRASIL / AMÉRICA LATINA 26

PROFIBUS - PA Process Fieldbus Process Automation É um protocolo de comunicação dedicado à Automação de Processos e otimizado para equipamentos de campo. Transmissores, Válvulas, Atuadores, Conversores, etc. Interligados e alimentados via barramento fieldbus. Cada equipamento de campo possui um endereço físico e único no barramento. Possibilidades de uso em áreas classificadas (Zonas 0, 1, e 2) em modo Intrinsecamente Seguro (Ex ia/ib). ASSOCIAÇÃO PROFIBUS BRASIL / AMÉRICA LATINA 27

Características Baseado no PROFIBUS-DP e transmissão IEC 61158-2 Interoperabilidade e intercambialidade devido ao perfil PROFIBUS-PA Blocos Funcioanis Diagnósticos disponíveis nos instrumentos, facilitando a manutenção Baixo consumo de energia Distância até 1900m por segmento, sem repetidores ASSOCIAÇÃO PROFIBUS BRASIL / AMÉRICA LATINA 28

Características Baude rate: 31.25 kbit/s Sinal de comunicação: codificação Manchester com a modulação de corrente Topologia: Barramento, árvore/estrela, ponto-a-ponto Alimentação: via barramento ou externa, 9-32Vdc em áreas não intrinsecamente seguras ASSOCIAÇÃO PROFIBUS BRASIL / AMÉRICA LATINA 29

H1-31.25 kbit/s Modo Tensão I (ma) Equipamento Profibus 10 ~ 25 15 ~ 20 ma Idle Transmitindo Terminador C é dimensionado para 31.25 kbit/s Zeq= 50 Ω ( 31.25 KHz ) 100 Ohm 100 Ohm V = 50 Ω x 20mA = 1000 mv FONTE ALIM. C C V (volt) Rede Profibus 9 ~ 32 0.75 ~ 1 Vpp Obs: como opção, um dos terminadores pode ter derivação central aterrada para evitar acúmulo de tensão na rede Profibus. ASSOCIAÇÃO PROFIBUS BRASIL / AMÉRICA LATINA 30

Profibus-PA: Sinais em função do BT ASSOCIAÇÃO PROFIBUS BRASIL / AMÉRICA LATINA 31

Características Permite no máximo 32 equipamentos (non- Ex ) por segmento, num total de 126 equipamentos Aproximadamente 9 equipamentos (Explosion Group IIC) Aproximadamente 23 equipamentos (Explosion Group IIB) Cabeamento máximo de 1900m, sem repetidores Permite 4 repetidores: distâncias até 10Km. Spur max de 120m/spur. ASSOCIAÇÃO PROFIBUS BRASIL / AMÉRICA LATINA 32

Elementos da Rede PROFIBUS Mestres: Possui dois tipos de mestres: Classe 1: responsável pelas operações cíclicas (leitura/escrita) e controle das malhas abertas e fechadas do sistema de controle/automação (PLC). Classe 2: responsável pelos acessos acíclicos dos parâmetros e funções dos equipamentos PA (estação de engenharia ou estação de operação: PDM). Obs: - os mestres trabalham com o meio físico RS485 ou fibra ótica (até 12 Mbits/s quando são utilizados os DP/PA Links + Couplers ou SK2/SK3 da P+F para os segmentos em Profibus PA) - os equipamentos de campo são somente escravos. ASSOCIAÇÃO PROFIBUS BRASIL / AMÉRICA LATINA 33

Elementos da Rede PROFIBUS Couplers: São dispositivos utilizados para traduzir as características físicas entre o PROFIBUS DP (RS485) e o PROFIBUS PA (H1:31,25kbits/s) São transparentes para os mestres (não possuem endereço no barramento Profibus DP) Atendem aplicações de segurança intrínseca (Ex) e (Non-Ex), definindo e limitando o número máximo de equipamentos em cada segmento PA. O número máximo de devices depende da somatória das correntes dos devices no segmento e distâncias envolvidas no cabeamento. São alimentados com 24 Vdc. Exemplos: Couplers Pepperl+Fuchs (93.75 kbits/s SK2:12Mbits/s) e Siemens (45.45 kbits/s). ASSOCIAÇÃO PROFIBUS BRASIL / AMÉRICA LATINA 34

Elementos da Rede PROFIBUS Couplers Existe um diagrama de conexões ASSOCIAÇÃO PROFIBUS BRASIL / AMÉRICA LATINA 35

Elementos da Rede PROFIBUS Links: São dispositivos utilizados como escravos da rede PROFIBUS DP (RS485 até 12Mbits/s) e mestre da rede PROFIBUS PA (H1:31,25kbits/s). Possuem endereço físico no barramento Profibus DP. Permitem taxas de até 12Mbits/s no barramento Profibus DP. Permitem que sejam acoplados até 5 couplers, com um número máximo de dispositivos de 64, dependendo do número de slots (Function Blocks) ocupados pos cada instrumento e/ou atuador Exemplo: IM157 - Siemens ASSOCIAÇÃO PROFIBUS BRASIL / AMÉRICA LATINA 36

Elementos da Rede PROFIBUS Links Fonte de Alimentação 24 VDC IM 157 DP/PA Coupler 1 DP/PA Coupler 2 ASSOCIAÇÃO PROFIBUS BRASIL / AMÉRICA LATINA 37 Link Device: IM157

Elementos da Rede PROFIBUS Terminadores: Shunt do sinal de corrente: o sinal de comunicação é transmitido como corrente mas recebido como tensão. O terminador faz esta conversão.um sinal de 750 a 1000 mv estará presente na rede de comunicação. Proteção contra reflexão do sinal de comunicação: deve ser colocado nas duas terminações do barramento, um no final e outro geralmente no coupler. Terminador : um resistor de 100 Ohms em série com um capacitor de 1 uf. Exemplos: BT302(Smar); SplitConnect Terminator (Siemens) BT302 Bus terminator ASSOCIAÇÃO PROFIBUS BRASIL / AMÉRICA LATINA 38

Qual Cabo Profibus PA Utilizar? Tipo de Cabo: Par trançado 1x2, 2x2 ou 1x4 com shield Diâmetro do Cabo: maior que 0.34 mm2 ( AWG 22 ) Impedância: 35 a 165 Ohm nas frequências de 3 à 20 MHz Capacitância do Cabo: Menor que 30 pf por metro ASSOCIAÇÃO PROFIBUS BRASIL / AMÉRICA LATINA 39

PROFIBUS-PA: Spur & Devices Quantidade Verifique o comprimento dos spurs. A quantidade de Equipamentos PA(deve ser considerado os repetidores quando houver) devem estar de acordo com a tabela 5. Em áreas classificadas o spur máximo é de 30m Total de Equipamentos PA por segmento coupler DP/PA Comprimento do Spur (m) com 01 equip. Comprimento do Spur (m) com 02 equip. Comprimento do Spur (m) com 03 equip. Comprimento do Spur (m) com 04 equip. Comprimento considerando a quantidade máxima de spurs (m) 1-12 120 90 60 30 12 x 120 =1440 13-14 90 60 30 1 14 x 90 = 1260 15-18 60 30 1 1 18 x 60 = 1080 19-24 30 1 1 1 24 x 30 = 720 25-32 1 1 1 1 1 x 32 = 32 ASSOCIAÇÃO PROFIBUS BRASIL / AMÉRICA LATINA 40

PROFIBUS-PA: Dimensionamento em função do cabo, distâncias, equipamentos Dimensionando a rede PA ISeg = Σ IBN + IFDE + IFREE Sendo que ISeg < I C Onde : ISeg = corrente no segmento PA Σ IBN = somatória das correntes quiescentes de todos os equipamentos no segmento PA IFDE = corrente adicional em caso de fallha, normalmente desprezível IFREE = corrente de folga, útil em caso de expansão ou troca de fabricante, recomendado 20 ma IC = corrente drenada pelo coupler ASSOCIAÇÃO PROFIBUS BRASIL / AMÉRICA LATINA 41

Endereçamento do sistema PROFIBUS Couplers 1 PROFIBUS DP 24V Mestre PLC / SDCD / PC PROFIBUS-DP 45.45 kbit/s ou 93.75 kbit/s 24V PROFIBUS-PA 31.25 kbit/s COUPLER DP/PA 2 Escravos 3 4 ASSOCIAÇÃO PROFIBUS BRASIL / AMÉRICA LATINA 42

Endereçamento do sistema PROFIBUS Links 1 PROFIBUS DP Mestres PLC / SDCD / PC PROFIBUS-DP até 12 Mbit/s 2 PROFIBUS-PA 31.25 kbit/s 24V 1 24V DP/PA LINK COUPLER 1 3 Max. 5 DP/PA Couplers por link IM157 2 Escravos 3 2 Max. 35 equipamentos por link IM157 - Ex Max. 64 equipamentos por link IM157 - Non-Ex ASSOCIAÇÃO PROFIBUS BRASIL / AMÉRICA LATINA 43

Topologia: Estrela ASSOCIAÇÃO PROFIBUS BRASIL / AMÉRICA LATINA 44

Topologia: Barramento ASSOCIAÇÃO PROFIBUS BRASIL / AMÉRICA LATINA 45

Topologia: Ponto-a-ponto ASSOCIAÇÃO PROFIBUS BRASIL / AMÉRICA LATINA 46

O que devemos ter em uma rede PROFIBUS-PA? Placa de comunicação PROFIBUS-DP no microcomputador (Mestre Classe 2) Software de configuração e diagnóstico de dispositivos de campo PROFIBUS- PA (Simatic PDM(Siemens), FieldCare(E+H, Metso), Pactware(Vega/Outros), ProfibusView(Smar), AssetView(Smar), SmartVision(ABB), etc ) DP/PA Coupler ou DP/PA Link + Coupler ou High Speed Couplers Controlador Lógico Programável, SDCD ou PC como Mestre Classe 1 Terminadores de rede Dispositivos de campo (transmissores, posicionadores de válvulas, etc) PROFIBUS-PA ASSOCIAÇÃO PROFIBUS BRASIL / AMÉRICA LATINA 47

Integração entre os segmentos PROFIBUS-PA e PROFIBUS-DP GSD (device master data) file: arquivo txt com detalhes de revisão de hardware e software, bus timing do equipamento PA e informações sobre troca de dados cíclicos. Deve ser um para cada tipo equipamento. DD (Device Description) para o Simatic PDM : arquivo ddl com a descrição de todos os parâmetros de todos os blocos funcionais e métodos (calibração) e menus operacionais. DTMs (Device Type Manager) para sistemas FDT: AssetView, SmartVision, FieldCare, Pactware ASSOCIAÇÃO PROFIBUS BRASIL / AMÉRICA LATINA 48

Arquivo GSD para um instrumento Profibus PA #Profibus_DP GSD_Revision = 2 Vendor_Name = "SMAR" Model_Name= "LD303" Revision= "1.0" Ident_Number= 0x0895 Protocol_Ident= 0 Station_Type= 0 Bitmap_Device = "Src0895n" FMS_supp= 0 Hardware_Release= "3.0" Software_Release= "1.17" 31.25_supp= 1 45.45_supp= 1 93.75_supp= 1 187.5_supp= 1 MaxTsdr_31.25= 100 MaxTsdr_45.45= 250 MaxTsdr_93.75= 1000 MaxTsdr_187.5= 1000 Redundancy= 0 Repeater_Ctrl_Sig= 0 24V_Pins= 0 Freeze_Mode_supp= 0 Sync_Mode_supp= 0 Auto_Baud_supp= 0 Set_Slave_Add_supp= 1 Min_Slave_Intervall= 250 Modular_Station= 1 Max_Module= 2 Max_Input_Len= 10 Max_Output_Len= 2 Max_Data_Len= 12 Max_Diag_Data_Len= 14 Slave_Family= 12 User_Prm_Data_Len= 0 ; ;Modules for Analog Input Module = "Analog Input (short) " 0x94 EndModule Module = "Analog Input (long) " 0x42, 0x84, 0x08, 0x05 EndModule ; ;Module for Totalizer Module = "Total " 0x41, 0x84, 0x85 EndModule Module = "Total_Settot " 0xC1, 0x80, 0x84, 0x85 EndModule Module = "Total_Settot_Modetot " 0xC1, 0x81,0x84, 0x85 EndModule ; ;Empty module Module = "EMPTY_MODULE" 0x00 EndModule ASSOCIAÇÃO PROFIBUS BRASIL / AMÉRICA LATINA 49

Analog Input Block ASSOCIAÇÃO PROFIBUS BRASIL / AMÉRICA LATINA 50

Analog Output Block ASSOCIAÇÃO PROFIBUS BRASIL / AMÉRICA LATINA 51

Totalizer Block ASSOCIAÇÃO PROFIBUS BRASIL / AMÉRICA LATINA 52

Valores medidos e Status da medição (qualidade) Measured variable IEEE Floating Point Format (4 Byte) Status Byte 00......= bad 01......= uncertain 10......= good.... = Sub status...... 00 = Limits o.k....... 01 = low limit...... 10 = high limit Parâmetrose variáveis de medição Comunicação cíclica Byte de status PROFIBUS PA provê alta resolução das variáveis de processos. Todas variáveis de processos possuem um byte de status. A avaliação do byte de status permite a validação da medição e pode ser usada como diagnóstico online. ASSOCIAÇÃO PROFIBUS BRASIL / AMÉRICA LATINA 53

Diagrama de Bloco: PROFIBUS PA x 4-20 ma PROFIBUS DP Sensor Device Genérico PA DP/PA-Link A D µp PA- Interface PROFIBUS PA PROFIBUS DP Device Genérico 4-20mA Remote I/O A D µp D A 4 to 20 ma D A ASSOCIAÇÃO PROFIBUS BRASIL / AMÉRICA LATINA 54

Comunicação bidirecional multivariável PROFIBUS DP DP/PA-Link Transmissor de Densidade Concentração PROFIBUS PA PROFIBUS DP Remote I/O 4 a 20 ma Muitos equipamentos podem medir mais do que uma grandeza, podem receber e enviar valores aos controladores (PLC / SDCD / PC): Concentração(Brix), Densidade(Kg/m3), Temperatura(C) Medidor de vazão(4-20ma) Totalização de vazão com entrada de reset Totalização de vazão direta com entrada de reset Totalização de vazão reversa com entrada de reset Temperatura etc ASSOCIAÇÃO PROFIBUS BRASIL / AMÉRICA LATINA 55

Diagnóstico online cíclico em instrumentos PROFIBUS PA e via mestre classe 2 Sensor Transmissor de Temperatura PROFIBUS DP DP/PA-Link Diagnósticos online são trocados ciclicamente com o mestre classe 1 permitindo identificar a falha instantaneamente. PROFIBUS PA Sensor failure PROFIBUS DP Remote I/O > 20 ma or < 4 ma No 4-20mA uma falha pode ser detectada se a corrente sair desta faixa de 4-20mA, porém o usuário não consegue diferenciar entre uma falha de sensor e outra falha qualquer. ASSOCIAÇÃO PROFIBUS BRASIL / AMÉRICA LATINA 56

Diagnóstico online cíclico em instrumentos PROFIBUS PA Valve positioner PROFIBUS DP DP/PA-Link PROFIBUS PA Um posicionador de válvula não consegue posicionar corretamente se por exemplo, falta ar ou der um problema Diagnósticos Online via Profibus PA permite se gerar uma alarme indicando a falha e assim pode-se tomar a ação de correção facilmente. Falta de ar PROFIBUS DP Remote I/O 4 to 20 ma No posicionado 4-20mA a falha só poderá ser reconhecida com saídas de alarmes adicionais. ASSOCIAÇÃO PROFIBUS BRASIL / AMÉRICA LATINA 57

Blocos Funcionais e Fail Safe Falha de Sensor AI IFS Iniciar Falha Segura Bad Falha de Sensor Boa Cascata IFS Iniciar Falha Segura PID Boa Cascata FSA Falha Segura Ativa AO Fail Safe Value: 50% Fail Safe Time: 3 s ASSOCIAÇÃO PROFIBUS BRASIL / AMÉRICA LATINA 58

Integração em sistemas PROFIBUS - DP ASSOCIAÇÃO PROFIBUS BRASIL / AMÉRICA LATINA 59

Adicionando um escravo ASSOCIAÇÃO PROFIBUS BRASIL / AMÉRICA LATINA 60

Adicionando um escravo ASSOCIAÇÃO PROFIBUS BRASIL / AMÉRICA LATINA 61

Configurando ciclicamente o equipamento PA ASSOCIAÇÃO PROFIBUS BRASIL / AMÉRICA LATINA 62

Mapeando Módulos para Blocos Funcionais ASSOCIAÇÃO PROFIBUS BRASIL / AMÉRICA LATINA 63

Rede Profibus ASSOCIAÇÃO PROFIBUS BRASIL / AMÉRICA LATINA 64

Estratégia de Controle ASSOCIAÇÃO PROFIBUS BRASIL / AMÉRICA LATINA 65

Live List Profibus ASSOCIAÇÃO PROFIBUS BRASIL / AMÉRICA LATINA 66

Obrigado César Cassiolato cesarcass@smar.com.br Smar Equipamentos Ind. Ltda. ASSOCIAÇÃO PROFIBUS BRASIL / AMÉRICA LATINA 67