Redes Industriais

1. Tipos de Redes Industriais: 5

1.1. Introdução 5

1.2. Definição dos tipos de Fieldbus 6

1.3. Rede CANOpen – Controller Area Network 7

1.3.1. Introdução 7

1.3.2. Características 7

1.3.3. Funcionamento CANOpen 8

1.3.4. Hardware & Software 8

1.4. Rede Ethernet 9

1.4.1. Introdução 9

1.4.2. Características 10

1.4.3. Benefícios em usar a Ethernet 10

1.5. Rede DeviceNet 1

1.5.1. Introdução 1

1.5.2. Características 1

1.5.3. Funcionamento Protocolo DeviceNet 13

1.6. Rede Foudation Fieldbus 14

1.6.1. Introdução 14

1.6.2. Características 15

1.6.3. Benefícios 15

1.7. Rede HART 16

1.7.1. Introdução 16

1.7.2. Características 16

1.7.3. Funcionamento Protocolo HART 17

1.7.4. Benefícios 18

1.8. Rede AS-i 19

1.8.1. Introdução 19

1.8.2. Características 19

1.8.3. Benefícios 20

1.9. Rede PROFIBUS 21

1.9.1. Introdução 21

1.9.2. Características 23

1.9.3. Funcionamento Protocolo PROFIBUS 25

1.9.4. RS 485

1. Tipos de Redes Industriais:

1.1. Introdução

Estas redes utilizam técnicas próprias, neste ambiente um dos aspectos mais importante é a imunidade a interferências. São usadas em ambientes fabris, por exemplo, para controle e automação. O protocolo MAP ("Manufacturing Automation Protocol") é usado neste tipo de redes para ambiente fabril e recorriam à técnica "token-passing" em barramento, atualmente esta tecnologia foi abandonada. A tabela 1.0 mostra os tipos de redes mais usuais aplicados nas indústrias atualmente com seus respectivos tipos de fieldbus.

Redes Industriais Tipo de fieldbus

ASI Sensorbus

WorldFIP Fieldbus CANOpen Devicebus ControlNet Control DeviceNet Devicebus Ethernet Enterprise Interbus-S Sensorbus LonWorks Devicebus

PROFIBUS – DP Devicebus

PROFIBUS – PA Fieldbus Tabela 1.0

Os diversos tipos de redes podem ser aplicados de acordo com os custos de projeto e principalmente com a complexidade do mesmo, o gráfico 1.1 apresenta as redes mais usuais e sua aplicação em cada etapa de complexidade de lógica e sistema:

Gráfico 1.1 2.2. Definição dos tipos de Fieldbus

Sensorbus – A rede de nível mais baixo, geralmente usadas para ligar pequenos sensores, como interruptores. Transmite dados de tamanho pequeno e precisa de processamento mínimo por parte do sensor. Devicebus – A categoria de rede para uso geral que oferece serviços de comunicação para dispositivos mais “espertos” que conseguem realizar múltiplas funções e comunicar informações sobre diagnósticos e funções a realizar e já realizadas. Fieldbus – Suporta uma maior transmissão de dados, mas geralmente a uma menor velocidade e a necessitar de um maior poder de processamento por parte do dispositivo. Algumas tecnologias deste tipo suportam a distribuição de funções de controlo diretamente nos dispositivos. Control – Usado principalmente para comunicação ponto-a-ponto (“peer-to-peer”) entre dispositivos de controlo de alto nível como PLC’s (“Programable Logical Controller”) ou controladores DCS.

Enterprise – É tradicionalmente a espinha dorsal (“backbone”) da rede da companhia, onde são partilhados os dados relativos aos negócios. É predominantemente TCP/IP sobre Ethernet.

1.3. Rede CANOpen – Controller Area Network

Desenvolvido inicialmente por Robert Bosch, para utilização em redes de comunicações em veículos, o CAN veio a ser posteriormente desenvolvido para a aquisição de dados de sensores discretos. O CAN baseia-se nas normas ISO11898 e ISO11519-2, que definem respectivamente a camada de ligação de dados e a propagação de sinais e também a comunicação de dados série a baixa velocidade. O protocolo CAN define a camada física e de enlace do modelo de referência OSI/ISO.

1.3.2. Características

O CANOpen define um sistema flexível em que pode existir um máximo de 110 unidades num projeto com distâncias compreendidas entre 500m e 1Km. Para um barramento de 500m a sua velocidade máxima de transmissão de dados é de 100Kbit/s, podendo atingir 1Mbit/s em barramentos de 50m. Quanto á confiabilidade da transmissão de dados, este protocolo permite que o utilizador defina a prioridade de mensagens, tendo as de maior prioridade uma latência máxima garantida. As funcionalidades de detecção e sinalização de erros encontram-se construídas dentro do protocolo CAN, que se encarrega de retransmitir automaticamente as mensagens corrompidas. Em casos de colisão o CAN utiliza o “bitwise arbitration” e tem um protocolo que utiliza o “NON-Destructive Collision ”.

1.3.3. Funcionamento CANOpen

A comunicação dos dispositivos com o barramento é realizada em modo “Multi-Cast”, que consiste em identificar a mensagem enviada para o barramento com um identificador único de rede (os dispositivos não têm identificadores próprios). Os outros dispositivos que estão à escuta, ao receberem a mensagem, verificam se a mensagem deve ser processada ou não através de um teste de aceitabilidade. O identificador é também responsável pela definição da prioridade da mensagem, ou seja, quanto menor for o seu valor numérico,