REDES INDUSTRIAIS SEMANA 12 PROTOCOLOS INDUSTRIAIS E PREDIAIS

REDES INDUSTRIAIS SEMANA 12 – PROTOCOLOS INDUSTRIAIS E PREDIAIS 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 1

PROTOCOLOS INDUSTRIAIS LAN em ambientes administrativos: redes corporativas n LAN em ambientes industriais: barramentos de campo ou Fieldbus n Os tipos de redes dependem dos protocolos utilizados. n LAN, MAN, WAN n 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 2

Redes Industriais – Barramento de Campo Fieldbus n Surgiram da necessidade de interligar equipamentos usados nos sistemas de automação. n n Compartilha recursos e base de dados que passaram a ser únicas É usual saber a necessidade da taxa de transmissão de bits e dispositivos utilizados para depois especificar o protocolo utilizado. 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 3

Redes Industriais n Requerem n n n Modularidade Confiabilidade Interoperabilidade: capacidade dos sistemas abertos trocarem informações entre eles, mesmo quando fornecidos por fabricantes diferentes. Interconectividade: maneira como os computadores de fabricantes diferentes podem se conectar. Portabilidade: capacidade de um software rodar em plataformas diferentes. Grande desempenho 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 4

Idealização do Fieldbus n n Rede multiponto digital para conectar dispositivos de campo e controle a longa distância por apenas um barramento (dois fios), economizando cabeamento. Em alguns casos permite fazer o controle no local da aquisição, e atuação dos processos, ou seja, no próprio sensor e atuador, minimizando os problemas de comunicação e falhas de equipamentos. 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 5

Histórico do Fieldbus n n n Fabricantes, na maioria americanos passaram a usar o MODBUS da MODICON como padrão. Na Europa, o PROFIBUS da SIEMENS é adotado como padrão. O MODBUS e o PROFIBUS tornam-se abertos por acordos entre os fabricantes europeus. Na década de 1980 a ISA reuniu uma comissão e criou o SP 50 onde o interesse é criar um padrão único mundial. Barrado pelo interesse dos diversos fabricantes. Em 1992, Fisher-Rosemount, YOKOGAWA e Siemens, 3 dos maiores fabricantes de CLP e com protocolos compatíveis do mercado criam o ISP (Interoperable Systems Project). 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 6

Histórico do Fieldbus n n Também em 1992 a Honeywell, Allen-Bradley e outros (facção da SP 50) criam o Worldfip com o mesmo objetivo do ISP. Em 1993 o ISP e o Worldfip foram unificados para criar o Foundation Fieldbus (FF), um padrão que até hoje, apesar das inúmeras aplicações e dos vários fabricantes, está por ser totalmente definido e testado. 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 7

Fieldbus – 3 Categorias n n Nível mais Baixo: redes de dispositivos simples tais como sensores/atuadores em nível de bit (do tipo E/S). Ex. : AS-i, SERIPLEX, INTERBUS-S, PROFIBUS-PA, HART. Nível Médio: redes de controladores (comunicação serial entre dispositivos – CLP) de campo. Ex. : CAN, Lonworks, Device. NET, PROFIBUS-DP. Alto Nível: redes de controladores (mestres) para controles e instrumentação mais sofisticada (inteligentes). Ex. : SP 50 -H 2, Ethernet Industrial, PROFIBUS-FMS. Obs. : Existem integração entre protocolos como com PROFIBUS (PA, DP, FMS) e a integração Ethernet com PROFIBUS (Profinet) 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 8

NÍVEIS DE COMUNICAÇÃO NA AUTOMAÇÃO 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 9

Níveis dos Protocolos Industriais 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 10

Níveis de Redes Industriais 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 11

Tipos de Equipamento em Cada Nível de uma Rede Industrial 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 12

Operação Conjunta: SW Supervisório + Fieldbus + Instrumentos 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 13

Níveis do Protocolo 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 14

Benefícios Econômicos do Fieldbus • Fieldbus permite baixo custo de implantação e manutenção e fácil expansão da rede. • Fácil implementação de um sistema Fieldbus em um sistema de automação já implantado sendo necessário apenas placas de interface e conversores AD/DA. 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 15

Benefícios de Performance do Fieldbus n Vantagens de customização e de obtenção de informações de mais baixo nível, devido: n n 5/21/2021 Utilização de sistemas abertos. Instrumentação de ponta no caso de redes novas. Transmissão apenas de forma digital. Redundância na rede. REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 16

Principais Protocolos Industriais e Prediais Disponíveis no Mercado 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 17

Protocolo HART n n n HART - Highway Addressable Remote Transducer Protocol Lançado pela Rosemount em 1980 Logo depois, em 1993, foi formada a Hart Coomunication Foundation , pois o protocolo foi tornado aberto. Hoje mais de 2/3 dos instrumentos inteligentes de comunicação de dados usam o protocolo HART. Usa dois modos de comunicação: comunicação digital e o tradicional 4 -20 m. A analógicos usados por equipamentos de instrumentação tradicional. 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 18

www. hartcomm. org 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 19

Comunicação Analógica + Digital • Há vários anos, a comunicação de campo padrão usada pelos equipamentos de controle de processos tem sido o sinal analógico de corrente, o miliampére (m. A). • Na maioria das aplicações, esse sinal de corrente varia dentro da faixa de 4 -20 m. A proporcionalmente à variável de processo representada. • Virtualmente todos os sistemas de controle de processos de plantas usam esse padrão internacional para transmitir a informação da variável de processo. 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 20

Comunicação Digital + Sinal Analógico Simultâneo 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 21

Instrumento Inteligente HART CHIP HART SENSOR A D u. P D 4 ~ 20 m. A A Híbrido (Analógico+ Digital) 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 22

O HART sobrepõe o sinal de comunicação digital ao sinal de corrente 4 a 20 m. A 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 23

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• O Protocolo HART® possibilita a comunicação digital bidirecional em instrumentos de campo inteligentes sem interferir no sinal analógico de 4 -20 m. A. • Tanto o sinal analógico 4 -20 m. A como o sinal digital de comunicação HART®, podem ser transmitidos simultaneamente na mesma fiação. • A variável primária e a informação do sinal de controle podem ser transmitidos pelo 4 - 20 m. A, se desejado, enquanto que as medições adicionais, parâmetros de processo, configuração do instrumento, calibração e as informações de diagnóstico são disponibilizadas na mesma fiação e ao mesmo tempo. • Ao contrário das demais tecnologias de comunicação digitais “abertas” para instrumentação de processos, o HART® é compatível com os sistemas existentes. 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 25

Protocolo HART n n n Foi desenvolvido para configuração remota e diagnóstico. Para que eu pudesse via um computador trabalhar no loop e configurar/parametrizar um instrumento. O protocolo é Mestre-Escravo em 98% das aplicações. O direito de acesso ao meio consiste de um token que passa entre os dispositivos conectando-os ao canal. A camada de aplicação define os comandos, respostas, os dados digitais e o estado das informações apoiadas pelo protocolo. 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 26

Protocolo HART Topologia ponto-a-ponto: simultâneo analógico e digital e ponto-a-ponto somente digital. n Cadeia Multidrop – somente digital n O SDCD é ligado com 1 par de fios para cada instrumento no ponto a ponto. n 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 27

Arquitetura convencional ponto a ponto 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 28

Modo Multidrop HART n n n Os dispositivos trocam seus dados e valores medidos digitalmente, somente via protocolo HART (frequencia). A corrente serve apenas para alimentar os dispositivos a 2 fios a 4 m. A. Até 15 dispositivos podem ser conectados em paralelo através de um par de fios. O comprimento do cabo depende de características do produto/cabo individualmente. O mestre distingue o dispositivo de campo através de seu endereço que varia de 1 a 15. Válvulas de controle não podem ser utilizadas no modo multidrop pois os sinais de controle para válvulas são transmitidos no padrão 4 a 20 m. A. 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 29

Modo Multidrop - HART 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 30

Pontos Fortes e Fracos do HART n n n n Posso perder o HART (frequência) e o meu sistema de controle continua a funcionar (4 -20 m. A) Distância no ponto a ponto – dependendo somente da Lei de Ohm. Saio com 24 V e o meu instrumento funciona com 18 V (queda de até 6 V). Custo do instrumento mais barato que o fieldbus. Dependendo do port do projeto. Posso escolher: pto a pto ou rede. Simples é pto-a-pto (4 a 20 m. A) para projeto e manutenção. Com 4 a 20 eu continuo operando e com HART mantenho a configuração/diagnose. Exige pessoal com menor capacitação (multiteste) 5/21/2021 n n n Velocidade: para monitoração de controle. Custo: infra-estrutura para 1 cabo para cada instrumento. Ex. : 30. 000 instrumentos exigem 30. 000 pares. No Field. Bus seriam 3000 pares. Em geral não é usado com rede. Velocidade baixa e custo alto. Para sair de projetos HART e ir para protocolos Digitais a equipe deve encarar desafios. HART é mais voltado para plantas de processo e pessoas mais conservadoras. REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 31

MODBUS n n n A princípio era um protocolo proprietário criado pela MODICON em 1978 visando o uso em seus próprios dispositivos. Atualmente a MODICON autorizou seu uso por um grande número de fabricantes passando a ser um protocolo aberto. O MODIBUS é baseado no modelo mestre-escravo. O mestre e os escravos estão ligados sobre uma rede bidirecional do tipo barramento. Todos os escravos recebem questões do mestre porém sómente o escravo endereçado responde ao mestre. É possível haver 1 mestre e 247 escravos (endereços de 1 a 247) 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 32

MODBUS n n n n Em 1990 a Schneider lançou a versão Mod. Bus/TCP que usa a Ethernet. Organização : http: //modbus-ida. org/ Alimentação de 5 Volts DC As estações podem ser endereçadas por software ou por chaves Distância máxima 400 m ( com FO até 3. 300 m ) Em geral liga instrumentos a 4 fios. Muito pouco a 2 fios. Um para energia e 1 para comunicação. Já foi desenvolvido com a idéia de rede. 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 33

MODBUS n n n Usa 1 par de fios de comunicação com terminadores nas extremidades (trabalham com energia) O Mod. Bus possui o nível físico RS 485 (até 32 estações Mestre e Escravo) mais popular ou RS 422, RS 423, RS 442. Começa em 1200 bps e chega até 56 kbps. Conforme o tipo de Mod. Bus os quadros possuem formato de comandos diferentes. Endereça Mestre e Escravo por chave ou software. Distância máxima do Mestre até o último escravo de 400 m (sem repetidor), com FO até 3300 m. 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 34

MODBUS 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 35

Topologia a 2 fios 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 36

Exemplo de Rede Mod. Bus 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 37

Protocolo Mestre-Escravo 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 38

Comunicação em uma rede MODBUS 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 39

Modelo de Aquisição/Resposta usado no MODBUS 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 40

Modelo de Aquisição/Resposta usado no MODBUS 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 41

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Modos de Mensagem n O formato dos quadros de comunicação entre Mestre e Escravos pode ser feito nos modos: n n MODBUS ASCII (American Standard Code for Information Interchange) -transmite dados codificados em caracteres ASCII de 7 bits. Mensagens legíveis porém consome mais recursos de rede. MODBUS RTU (Remote Terminal Unit) – Os dados são transmitidos em formato binário de 8 bits. Cada byte contém 2 caracteres hexadecimais de 4 bits cada. 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 43

Formato do Quadro usado no MODBUS-RTU 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 44

Modos de Mensagem n n n O modo RTU é chamado de Mod. Bus-B ou Mod. Bus Binário e é o modo preferencial. O Mod. Bus Plus e o Mod. Bus/TCP são outras variações do protocolo MODBUS/TCP (sobre Ethernet) – Dados encapsulados no formato binário em quadros para a utilização do meio físico Ethernet. O mecanismo MAC é o CSMA/CD e as estações utilizam o modelo Cliente-Servidor. n n Permite muito mais endereços de RS-485 O uso de múltiplos Mestres Velocidade de Transmissão na ordem de Gbps. MODBUS Plus – versão ainda mantida sob o domínio da Schneider Electric e só pode ser implantada sob licença deste fabricante. Possui vários recursos adicionais. 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 45

Modos de Mensagem 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 46

Formato do Frame usado no MODBUS/TCP 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 47

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Pontos Fortes e Fracos do Mod. Bus n n Simples – fácil trabalhar Infra estrutura simples (rede Mod. Bus mais simples que a Ethernet) Opção de trabalhar com TCP/IP Aplicação indicada: Pequena troca de dados. 5/21/2021 n n Velocidade, se eu tenho necessidade de velocidade maior. Existência de várias versões. Distância pequena (alcanço) sem repetidor. Conectar no máximo 32 equipamentos (RS 485) REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 50

Tipos de Controles Controle Lógico Controle de Processo Protocolos Digitais de Comunicação • Sensorbus – Baixo Custo, Alta Velocidade, Comunicação a nível de Bit (push buttons, limit switches, etc. ) – Instrumentos Multiplexados em um único nó – Pequeno em tamanho (distância) SENSORBUS Equipamentos Simples 5/21/2021 Equipamentos Complexos Tipos de Equipamentos REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 51

Tipos de Controles Controle Lógico Controle de Processo Protocolos Digitais de Comunicação • Devicebus – Alta Velocidade, Comunicação a nível de Byte, Equipamentos Discretos Complexos – Pode suportar variáveis analógicas e comunicação peerto-peer DEVICEBUS SENSORBUS Equipamentos Simples 5/21/2021 Equipamentos Complexos Tipos de Equipamentos REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 52

Protocolos Digitais de Comunicação Tipos de Controles Controle Lógico Controle de Processo • Fieldbus – – – Digital replacement of 4 -20 m. A signals Power and signal on 2 -wires Supports Intrinsic Safety FIELDBUS DEVICEBUS SENSORBUS Equipamentos Simples 5/21/2021 Equipamentos Complexos Tipos de Equipamentos REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 53

Tipos de Controles Controle Lógico Controle de Processo Protocolos Digitais de Comunicação FIELDBUS DEVICEBUS - Profibus PA SENSORBUS - CAN - Device. Net - Lon. Works - Profibus DP - Interbus - ASI - Lon. Works - Seriplex Equipamentos Simples 5/21/2021 - Foundation Fieldbus Equipamentos Complexos REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI Tipos de Equipamentos 54

Controle de Processo & Diagnosticos Variáveis de Processo Mapa de aplicações típicas Diagnosticos e Controle Contínuo & Batch Packaging, CCM Controle Lógico Discretos Manufatura, Packaging Complex Devices Simple Devices 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 55

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Plantas de Processo - Considerações n n Plantas de Processo usam controle de pressão, vazão, temperatura, botoeiras, válvulas, sensores. Equipamentos simples: botoeiras e válvulas. Complexidade Média: CPM inteligente que mede e monitora o desempenho de seus indicadores. Ex. : Cálculo do vlume Equipamento mais complexo: instrumento de controle de processo e instrumentação. 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 57

Tipos de Medição n n n n n Um instrumento é um dispositivo utilizado para medir, indicar, transmitir ou controlar grandezas de sistemas físicos. Conjunto de variáveis medidas: pressão, temperatura, nível, densidade, viscosidade, p. H, corrente elétrica, tensão elétrica, indutância, capacitância, frequência, vazão, volume, etc. Sinais de Saída do instrumento que mediu do tipo analógicos: n Tensão: 1 -5 V 0 -10 V Corrente: 0 -20 m. A 4 -20 m. A 8 -40 m. A n Pneumáticos: 3 -15 PSI 20 -100 k. Pa 6 -30 PSI Sinais Digitais: transmitidos por protocolos do tipo n MODBUS, Profibus n Protocolo HART Protocolo SMART Fieldbus Controle de Processos n Elétrica, Mecânica, Computação: Mecatrônica Controle de Processos Sistema de controle (definição): Interconexão de componentes formando uma configuração que fornece um desempenho desejado. U(s) Entrada de referência (set-point); Y(s) Saída do sistema; G(s) - Planta. Sistema de controle em malha fechada: O sinal de saída é realimentado na entrada e o controlador processa o erro E(s) e atua no sinal de entrada da planta U(s). 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 58

Categorias de Protocolos n n n Primeira Categoria, Categoria de Bus (Sensorbus) – protocolos de baixo custo, alta velocidade, comunicação a nível de bit. Ex. : porta aberta=0, porta fechada=1. Segunda Categoria (Device Bus) – válvulas, botoeiras até COM inteligentes. Comunicação a nível de byte. Consigo ter noção de que a comunicação digital está correta. Usa detecção de erro. Consigo informar algumas variáveis analógicas. Trabalha com vários bytes. Terceira Categoria (Fieldbus) – hoje em dia qualquer protocolo digital é chamado fieldbus. Protocolos voltados para equipamentos mais complexos. Trabalha a nível de dados. 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 59

Categorias de Protocolos n No Brasil, a maioria das aplicações estão na: 1ª Categoria – ASi (bit) n 2ª Categoria – CAN (byte), Interbus (Porto de Paranaguá). O CAN pode ser usado no carro para ler os sensores (ASTRA, FIAT) n 3ª Categoria: Fieldbus Foundation, Profibus PA. Monitora e controla variáveis analógicas. n 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 60

Padronização de Protocolos n Protocolos abertos (não são proprietários) – Existe uma fundação que coordena e tem vários fabricantes. n n Pode ser escrito via normas. De país: ABNT, DIN, ISA, etc. Ex. : ASi, Device. Net, Profibus PA não são protocolos mundiais. Mundial: IEC (Comissão de Eletrotécnica Internacional – sede em Bruxelas. EX. : IEC 61158, norma mundial de protocolo, engloba FF, Profibus, Control. Net (antigo), Profibus-DP, P-Net (? ), Interbus-S, Swilt. Net (? ), World. FIP (França). Obs – Profibus DP e Device. Net são praticamente iguais. Só que Profibus DP é mundial e Device. Net não é. 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 61

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Sensors Analyzer Gas chro. PROFIBUS – PA Single loop controller FOUNDATION Fieldbus Remote I/O Barcode Inverter Flow meter Thermometer Pressure gage CAN (Device Net) Micro-inverter Control valve PROFIBUS – DP Encoder Motor starter Contactor Solenoid Photo switch Proximity switch Limit switch ASI bit byte data

Protocolo ASi www. as-interface. com 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 64

Equipamentos Industriais ASi 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 65

O que é AS-interface? É um simples sistema de rede desenvolvido para a monitoração e controle de sinais digitais e analógicos no nível de campo. n Trabalha com apenas um par de fios, onde são transmitidos os dados e a alimentação para os equipamentos. n 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 66

Cenários Tecnológicos 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 67

n n n n n n n ABB AIRTEC Allen-Bradley American Microsystems Andras Steuerungssysteme Asco Joucomatic AUCOTEC Austria Mikro Systeme Baco Balluf Baumer Bihl + Wiedemann Brad Harrison /H. F. Vogel Bürkert Carinthian Tech Research Crouzet Datalogic Dr. -Ing. Hans Jürgen Melhardt Egemin NV Elasta Elektro-Apparatebau Olten Endress + Hauser ENTRELEC-SCHIELE Fachhochschule Solothurn Fachhochschule Vorarlberg Festo Franz Binder 5/21/2021 ¾Friedrich Lütze ¾Fuji Electric ¾GE Fanuc. ¾Gebauer & Griller ¾GEMÜ ¾Gossen-Metrawatt ¾Hans Bernstein ¾Harting ¾Hilscher ¾Hörbiger-Origa ¾Idec Izumi Corp. ¾ifm electronic ¾IMI Norgren Limited ¾IMI Norgren-Herion Fluidtronic ¾Institut für Informationstechnik im ¾J. Auer ¾K. A. Schmersal ¾Karl Lumberg ¾Kuhnke ¾Lachmann & Rink ¾Leuze electronic ¾Mitsubishi Electric ¾MLS Lanny ¾Moeller ¾Murrelektronik ¾Omron Electronics ¾Ositech PTY Ltd. ¾Pepperl + Fuchs ¾Phoenix Contact ¾Pilz ¾Power Controls Iberica S. L. ¾Pulsotronic ¾R. Stahl Schaltgeräte ¾RECHNER ¾Hirschmann ¾Robert Bosch ¾Schneider Electric ¾Sense Electronica Ltda ¾SEW-EURODRIVE ¾Sick ¾Siemens ¾Sirena S. p. A. ¾SMC Pneumatik ¾Steinbeis ¾Toyoda Machine Works Ltd. ¾Trox Technik ¾Turck ¾VCOM ¾VEGA ¾Visolux-Elektronik ¾Weidmüller ¾WERMA Signaltechnik ¾Wiechers & Partner REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 68

Análise na escolha da rede Industrial 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 69

a) Sistemas convencionais; b) Rede AS-i. 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 70

Interligação da rede AS-i com outras redes digitais. 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 71

REDE AS-INTERFACE 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 72

Viabilidade econômica do sistema AS-i. 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 73

Princípio de Operação • A rede AS-i possui um mestre (gateway/ master) que é responsável pela monitoração de todos os escravos. • Cada escravo possui um endereço, desta forma, se algum dos escravos entrar em falha, seu endereço será automaticamente indicado pelo mestre. 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 74

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UMA ÚNICA REDE AS-I PODE CONECTAR ATÉ 62 ESCRAVOS! Com 248 entradas e 248 saídas! 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 77

ÁRVORE ESTRELA Master LINHA COM RAMIFICAÇÕES 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI LINHA 78

O master chama os escravos com endereço A e depois B Controle Tempo de ciclo: 20 ms (dependendo da configuração) Master Solicitação do Master Escravos A Escravos B Escravo 1 A Escravo 2 A Escravo 3 A Escravo 1 B Escravo 2 B Escravo 3 B Resposta do Escravo 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 79

Componentes da rede AS-i • • • n n Masters/ Gateways Os Masters e Gateways são os “mestres” da rede AS-I. Eles são os responsáveis pelo controle e monitoração de toda a rede AS-I MASTER – É capaz de fazer todo o controle da rede AS-I, funcionando como um “Mini-PLC” GATEWAY – Monitora a rede AS-I e faz a interface com um protocolo de comunicação superior 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 80

Gateways com interface para: • Profibus • Modbus/ TCP • Modbus RTU • CANOpen • Device. Net • Ethernet/ IP • Profinet Master com interface Serial RS-232/ RS-485 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 81

Arquitetura – Rede AS-i com Gateway AS-i/ Profibus DP PLC - Profibus Gateway AS-i/Profibus Rede AS-i 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 82

Componentes da rede AS-i • • Fonte AS-i As fontes AS-i são responsáveis pela alimentação da rede AS-i, dentre outras funções. Através do seu circuito e método de construção, ela permite que a rede trabalhe com alimentação e troca de dados no mesmo par de fios. 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 83

Fontes de Tensão ASI • • • Correntes de até 8 A Entrada em 24 VDC ou 115/230 VAC Modelos com grau de proteção IP 65 (poeira e jato de água) 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 84

Componentes da rede AS-i n n n Módulo I/O – são necessários para que sensores e atuadores comuns, que não possuem o chip AS-i integrado, possam ser utilizados na rede AS-i. Módulos para montagem em campo (IP 67) e em painel (IP 20) Entradas Digitais para contato seco, sensores PNP, NPN, NAMUR, 2 fios DC. Entradas e saídas analógicas (4… 20 m. A, 0… 20 m. A e 0… 10 V) Saídas digitais à relé e transistor Detecção de falhas na saída 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 85

A alimentação das entradas dos módulos pode ser feita através da própria alimentação fornecida pela rede AS-I (Cabo Amarelo) ou através de uma alimentação auxiliar convencional de 24 Vdc (Cabo Preto) 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 86

Módulos de I/O • Montagem sem ferramentas • Conexão M 12 de metal • Classe de Proteção IP 67 • Fixação em trilho DIN ou direto no campo 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 87

Trilho DIN - Em chapa de aço com 1, 0 mm de espessura, bicromatizado, auxilia na fixação de componentes elétricos. 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 88

Travamento rápido SPEEDCON M 12 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 89

IP 67 – protejido contra poeira e efeitos de imersão temporária em água. n n 5/21/2021 Conectores circulares com grau de proteção IP 67, padrão M 8 com 3 e 4 pólos e M 12 com 3, 4 ou 5 pólos, para sensores e atuadores, com contato a ouro (0. 25 µm), conexao à mola e à parafuso, reto ou angular, todo plástico, shieldado ou com rosca metálica. Podendo ser fornecido já injetado com o cabo em poliuretano nos seguintes padrões: M 8 com 3 e 4 pólos e M 12 com 3, 4, 5 e 8 pólos. REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 90

Rede AS-i - Transportadora de Latinhas (sensores) 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 91

Módulos de I/O • Grau de proteção IP 68/ IP 69 K • Ideal para aplicações onde existam processos de limpeza • Indicação visual de falhas nas saídas • Instalação em qualquer posição, devido ao seu formato arredondado 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 92

Módulos de I/O • Módulo compacto para aplicações descentralizadas • 1 entrada e 1 saída por módulo • Montagem em espaços reduzidos • Grau de proteção IP 68/ IP 69 K (poeira e imersão contínua em água) 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 93

Sensores Inteligentes AS-i • Utilização direto na rede AS-I, pois possuem chip AS-I integrado • Não necessitam de Módulos I/O • São vistos como um nó da rede 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 94

Sensor ou atuador com AS-i embutido. 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 95

Módulo 2 E/2 S para sensores/atuadores convencionais. 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 96

Sensores Indutivos para Monitoramento de válvulas ON/OFF §Sensor Indutivo Duplo § Trabalha em conjunto com ativador acoplado ao eixo da válvula § Indicação visual de aberto/ fechado através dos leds dos sensores §Fixação no padrão universal NAMUR (30 x 80 mm ou 30 x 130 mm) §Saída para solenóides de baixa potência (máx. 26, 4 V/ 2, 5 W) § Alimentação do sensor e da solenóide através da rede AS-i 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 97

Repetidores/Terminadores n n Repetidores n Extensão de rede até 100 metros n Máximo de 2 repetidores em série em um único segmento. n Devem trabalhar em conjunto com uma fonte AS-i Terminadores n Otimização e balanceamento do sinal na rede AS-i n Permite a extensão da rede até 200 metros 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 98

Rede com Repetidores 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 99

Rede com Terminador 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 100

Combinação Repetidores/Terminadores 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 101

Cabos AS-i Cabo Chato - Conexão tipo Vampiro 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 102

Vista do corte frontal do cabo AS-i 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 103

Cabo AS-i – Imagens Ampliadas 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 104

Cabo AS-i Conexão com cabo redondo: § Cabo simples com dois condutores de Ø 1, 5 mm² sem necessidade de shield 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 105

Cabos circulares sem blindagem 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 106

Cabos padrões do barramento AS-i 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 107

a) Acoplamento do módulo ao barramento; b) Pinos de perfuração 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 108

Programador Manual • Permite mudança de endereços dos escravos AS-I • Verificação de entradas e acionamento de saídas dos escravos para teste • Mudança e visualização de Parâmetros 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 109

Acessórios n Derivadores n Conectores M 12 n Conectores com cabo n Bases com “vampiro” 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 110

Exemplos de Aplicações 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 111

Exemplos de Aplicações 5/21/2021 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI 112