Tecnologia PROFIBUS

Universidade de Brasília

Faculdade de Tecnologia

Departamento de Engenharia Elétrica

Controle para Automação

Prof:. Geonany Araújo Borges

Tecnologia

PROFIBUS

Alunos: Diogo Mendonça 01/13026

Fernando Santos Ferreira 00/11550

Thyago Antônio de Moraes 01/29208

Brasília, 09 de junho de 2005

1. Comunicação Industrial

A tecnologia da informação tem sido determinante no desenvolvimento da tecnologia da automação, alterou hierarquias e estruturas no ambiente dos escritórios e chega agora ao ambiente industrial nos seus mais diversos setores, desde as indústrias de processo e manufatura até prédios e sistemas logísticos. A capacidade de comunicação entre dispositivos e o uso de mecanismos padronizados, abertos e transparentes são componentes indispensáveis do conceito de automação de hoje. A comunicação vem se expandindo rapidamente no sentido horizontal nos níveis inferiores (field level), assim como no sentido vertical integrando todos os níveis hierárquicos. De acordo com as características da aplicação e do custo máximo a ser atingido, uma combinação gradual de diferentes sistemas de comunicação, tais como Ethernet, PROFIBUS e AS-Interface, oferece as condições ideais de redes abertas em processos industriais.

No nível de campo, a periferia distribuída, tais como módulos de E/S, transdutores, cionamentos (drives), válvulas e painéis de operação, comunicam-se com sistemas de automação via um eficiente sistema de comunicação em tempo real, o PROFIBUS DP ou PA. A transmissão de dados do processo é efetuada ciclicamente, enquanto alarmes, parâmetros e diagnósticos são transmitidos aciclicamente, somente quando necessário.

No nível de célula, os controladores programáveis, tais como CLP’s e PC’s comunicam-se uns com os outros, o que requer grandes pacotes de dados e um grande número de funções poderosas de comunicação. Além disto, uma integração eficiente aos sistemas de comunicação corporativos existentes, tais como: Intranet, Internet e Ethernet é um requisito absolutamente mandatório, o que o PROFIBUS FMS e o PROFINet podem suprir.

Figura 1 – Comunicação Industrial

2. Tecnologia Profibus

O PROFIBUS é um padrão aberto de rede de comunicação industrial, utilizado em um amplo espectro de aplicações em automação da manufatura, de processos e predial. Sua total independência de fabricantes e sua padronização são garantidas pelas normas EN50170 e EN50254. Com o PROFIBUS, dispositivos de diferentes fabricantes podem comunicar-se sem a necessidade de qualquer adaptação na interface.

O PROFIBUS pode ser usado tanto em aplicações com transmissão de dados em alta velocidade como em tarefas complexas e extensas de comunicação. Oferece diferentes protocolos de comunicação (Communication Profile): DP e FMS.

De acordo com a aplicação, pode-se utilizar como meio de transmissão (Physical Profile) qualquer um dos seguintes padrões: RS-485, IEC 61158-2 ou Fibra Ótica. O Perfil da Aplicação (Aplication Profile) define as opções do protocolo e da tecnologia de transmissão requerida nas respectivas áreas de aplicação e para os vários tipos de dispositivos. Estes perfis também definem o comportamento do dispositivo.

Figura 2 – PROFIBUS e Ethernet

Perfil de Comunicação (Communication Profile):

O perfil de comunicação PROFIBUS define como os dados serão transmitidos serialmente através do meio de comunicação.

• PROFIBUS-DP - Periferia Descentralizada (Decentralized Periphery): O DP é o perfil mais freqüentemente utilizado. Otimizado para alta velocidade e conexão de baixo custo, foi projetado especialmente para a comunicação entre sistemas de controle de automação e seus respectivos I/O’s distribuídos a nível de dispositivo. O PROFIBUS-DP pode ser usado para substituir a transmissão de sinal em 24 V em sistemas de automação de manufatura assim como para a transmissão de sinais de 4 a 20 mA ou HART em sistemas de automação de processo.

• PROFIBUS-FMS (Fieldbus Message Specification): O PROFIBUS-FMS é o perfil de comunicação universal para tarefas de comunicação complexas. FMS oferece muitas funções sofisticadas de comunicação entre dispositivos inteligentes. No futuro, com o uso do TCP/IP no nível de célula, o FMS terá um papel menos significativo.

Figura 3 – Estrutura da Tecnologia PROFIBUS

Perfil Físico (Physical Profile)

A aplicação de um sistema de comunicação industrial é amplamente influenciada pela escolha do meio de transmissão disponível. Assim sendo, aos requisitos de uso genérico, tais como alta confiabilidade de transmissão, grandes distâncias a serem cobertas e alta velocidade de transmissão, soma-se as exigências específicas da área automação de processos tais como operação em área classificada, transmissão de dados e alimentação no mesmo meio físico, etc. Partindo-se do princípio de que não é possível atender a todos estes requisitos com um único meio de transmissão, existem atualmente três tipos físicos de comunicação disponíveis no PROFIBUS:

• RS-485: para uso universal, em especial em sistemas de automação da manufatura;

• IEC 61158-2: para aplicações em sistemas de automação em controle de processo;

• Fibra Ótica: para aplicações em sistemas que demandam grande imunidade à interferências e

grandes distâncias.

Atualmente, estão sendo feitos desenvolvimentos para uso de componentes comerciais de 10 e 100 Mbit/s como camada física para PROFIBUS. Links e acopladores