a rede profibus dp

7/24/2019 A Rede Profibus DP

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A Rede Profibus DP

Na edio anterior, iniciamos uma srie de quatro de artigos sobre redes da Organizao PROFIBUS,cujas rinciais redes suortadas so PROFIBUS !P, PROFIBUS P" e PROFInet# Naque$a edio,%izemos uma abordagem gera$ da Organizao PROFIBUS# Nesta, ana$isaremos com mais deta$&es arimeira das tr's redes suortadas( PROFIBUS !P

Osmar Brune

Aplicaes de Profibus DP

)sta rede tem sido a$icada rincia$mente na *rea de manu%atura na ind+stria automobi$stica, debebidas e outras# -as sua articiao na ind+stria de rocessos tambm tem crescido, or e.em$o, naind+stria qumica e etroqumica# )m ind+strias de rocesso onde segurana intrnseca e.igida /*reasc$assi%icadas or risco de e.$oso0, ode1se uti$izar a rede PROFIBUS P", que ser* objeto do r2.imoartigo desta srie#

Meios Fsicos de Transmisso

).istem duas ossibi$idades de meios %sicos ara PROFIBUS !P(

1e$trico em adro RS13451%ibra 2tica#

"$m disso, ser* ana$isada a redund6ncia de meios %sicos#

Meio Fsico RS-48 em Topolo!ia de "arramen#o

7uando este meio %sico uti$izado, de8e ser emregada uma too$ogia de barramento, mostrada na fi!ura $%

F.1 Topologia de Barramento para um Segmento RS-485

Um cabo PROFIBUS tio " /ro.o na %igura 9, e na r*tica tambm norma$mente %ornecido na cor ro.a0ossui as caractersticas resumidas na#abela $#

T.1 Caractersticas de um cabo PRF!B"S tipo #.

:onsiderando a uti$izao de um cabo tio ", a#abela &mostra a 8e$ocidade de transmisso /baudrate0em %uno do comrimento do segmento /do cabo ro.o mostrado na %igura 90#
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T.$ Baudrate % Comprimento.

:ada segmento RS1345 ode ter at ;< equiamentos, entre mestres, escra8os e reetidores#:onsiderando que uma rede PROFIBUS ode ter at 9es /entre mestres e escra8os0, de8emser emregados reetidores ara quebrar a rede em di8ersos segmentos RS1345, cada um de$es com nom*.imo ;< equiamentos# Os reetidores odem ser e$tricos /RS1345 ara RS13450 ou 2ticos /RS1345ara %ibra 2tica0#

Na insta$ao de uma rede PROFIBUS !P em meio %sico RS1345, as seguintes recomenda>es de8em

ser seguidas, como i$ustra a fi!ura &(

1nas duas e.tremidades da rede de8em ser uti$izados terminadores ati8os /com a$imentao em ?P @ A5? e !N! @ C ?0 ara e8itar rob$emas de re%$e.o e receo 1es+ria de dados, quando nen&umaestao esti8er transmitindo na $in&a#1aterramento da b$indagem do cabo em cada estao1encamin&amento dos cabos $onge de cabos de energia#

F.$ Fia&'o e termina&'o para um segmento RS-485.

Meio Fsico '#ico

O uso de %ibra 2tica recomend*8e$ em di8ersas situa>es(

1ara inter$igar *reas distantes entre si, sem reduzir o baudrate como aconteceria com um cabo RS1345/8er tabe$a es PROFIBUS /mestres e escra8os0 8'm equiadas com conectores RS1345# Omeio %sico 2tico gera$mente uma a$ternati8a ara unir di%erentes segmentos RS1345 que estejam em*reas di%erentes# Uma estratgia %reqEentemente uti$izada criar equenos segmentos RS1345 dentro deum arm*rio e$trico, sa$a ou rdio, de re%er'ncia com comrimento de cabo at 9CC metros araossibi$itar a$tos baudrates /; -bs, 8er tabe$a


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F.( "so de repetidores )ticos simples.

Uma caracterstica adiciona$ do meio %sico 2tico a uti$izao de reetidores 2ticos que odem ser

$igados na %orma de ane$, ro8endo uma to$er6ncia a %a$&a adiciona$, ois ode1se erder uma %ibra doane$ sem descontinuar a comunicao# I$ustra1se quatro segmentos RS1345 $igados oticamente entre sina %orma de ane$ na fi!ura 4%Para tanto, os reetidores 2ticos de8em ter < canais 2ticos, e um dosreetidores de8e ser con%igurado como gerenciador do ane$ /abrir ou %ec&ar o ane$, em %uno de testescc$icos de integridade das %ibras0#

F.4 "so de repetidores )ticos duplos e an*is )ticos.

Redund)ncia de Meio Fsico* +scra,os e Mes#res

" rede PROFIBUS !P 8em sendo uti$izada em a$ica>es crticas, onde to$er6ncia a %a$&as umae.ig'ncia /e.em$o( $ata%ormas de e.$orao de etr2$eo0# " redund6ncia tem sido emregada araobter esta to$er6ncia a %a$&as#

"fi!ura aresenta uma arquitetura tica %ormada or um contro$ador rogram*8e$ redundante, $igado aesta>es de )S remoto redundantes, atra8s de uma rede PROFIBUS redundante# -ostra1se tambma$gumas esta>es remotas sim$es $igadas em rede PROFIBUS sim$es, admitidas em sub1sistemasmenos crticos de uma a$icao crtica# Neste caso, um equiamento esecia$ /G0 uti$izado arainter$igar a rede sim$es /S0 Hs redes redundantes /" e B0#
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F.5 Sistema redundante.

"s seguintes obser8a>es odem ser %eitas na %igura 5(

).istem duas rede PROFIBUS indeendentes, denominadas " e B, onde se inter$igam disositi8osmestres ou escra8os com suorte H redund6ncia PROFIBUS# :ada uma destas redes, na %igura 5, umsegmento e$trico RS1345# No entanto, oss8e$ criar redes maiores comostas de 8*rios segmentosRS1345 unidos oticamente entre si, na %orma sim$es como mostra a %igura ;, ou no %eitio de ane$ comomostra a %igura 3# Na %orma de ane$, consegue1se uma to$er6ncia a %a$&as ainda maior#

)ncontra1se i$ustrada tambm uma rede sim$es /S0, destinada a escra8os PROFIBUS sem suorte Hredund6ncia# O c&a8eador /G0 conecta a rede S ou H rede ", ou H rede B# Se o G esti8er conectando arede S H rede ", e a rede " %a$&ar, o mesmo comuta autom*tica e raidamente ara conectar a rede S Hrede B# )ste c&a8eamento de8e ser mais r*ido do que o temo de Jatc&1dogK da rede PROFIBUS, queser* discutido osteriormente#

Os contro$adores rogram*8eis centrais /:P9 e :P


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" comunicao ocorre simu$taneamente nas redes " e B# O mestre da rede " escre8e sadas ear6metros nas cabeas da rede ", e $' entradas e diagn2sticos das cabeas da rede ", enquanto omesmo acontece na rede B# No entanto, considerando que somente uma das cabeas de uma remotaest* ati8a /" ou B0, as sadas recebidas do mestre e$a cabea reser8a no so reassadas ara osm2du$os de sada, e as entradas recebidas da cabea reser8a e$o mestre no so consideradas#

Funes Tpicas de omunicao do Pro#ocolo DP ./

" comunicao entre um mestre e seus escra8os PROFIBUS !P na 8erso !P ?C tem 3 %un>esrinciais a$m de outras secund*rias(

9#)scrita nas sadas nos escra8os /at


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somente o mestre inicia as comunica>es, %azendo requisi>es que de8em ser resondidas e$o escra8oendereado# como numa sa$a de au$a /dos 8e$&os temos c$aro###0 onde somente o ro%essor %a$a8a, eum a$uno s2 resondia ao ro%essor quando indagado#

No entanto, ode &a8er di8ersos mestres em uma mesma rede PROFIBUS !P, sendo que cada um de$esgerencia um gruo de escra8os# Neste caso, necess*ria uma disci$ina de acesso ao meio %sico ara

os di8ersos mestres transmitirem suas requisi>es# )sta disci$ina se c&ama toen1ring, e consiste em daruma %atia de temo ara que cada mestre se comunique com seus resecti8os escra8os# Se no&ou8esse ta$ disci$ina, 8*rios mestres oderiam transmitir simu$taneamente no meio %sico comum, e amistura das mensagens seria um rudo incomreens8e$ /como 8*rias essoas %a$ando ao mesmo temo0#

" necessidade do toen1ring degrada a er%ormance da rede PROFIBUS em re$ao Hque$a mostrada na%igura =, no entanto, de %orma ouco signi%icati8a#

imortante ressa$tar que a metodo$ogia toen1ring determinstica, o que e.tremamente imortanteem uma rede de comunicao industria$# )m outras a$a8ras, considerando as caractersticas da rede/baudrate, n+mero de mestres, escra8os e a$guns outros ar6metros0, oss8e$ determinar o maiortemo que um mestre ter* de eserar ara gan&ar acesso ao meio %sico#

)m contraosio a isto, e.istem redes que uti$izam mtodos estatsticos de contro$e de acesso ao meio,onde o temo de esera e$o acesso ao meio no ode ser $imitado /deende de mtodos randQmicos, eum mestre azarado oderia eserar ara semre teoricamente, embora a robabi$idade de que istoacontea seja bai.a0# Um e.em$o de ta$ mtodo o :S-":! /:arrier Sense -u$ti$e "ccess Jit&:o$ision !etect0, uti$izado na rede )t&ernet# Neste caso, um mestre s2 %a$a quando sentir que &* si$'nciona rede# )ntretanto, outros mestres odem estar eserando e$o si$'ncio, e comearem a transmitir aomesmo temo, gerando uma co$iso# )sta co$iso detectada e$os mestres, todos 8o$tam a %icar emsi$'ncio, e tentam transmitir no8amente a2s um temo estabe$ecido randomicamente# !e8ido a estetemo randQmico, no se ode garantir que um mestre azarado /que sorteie a$tos temos randQmicos0consiga acesso ao meio num temo m*.imo determin*8e$#

Mes#res lasse $ e lasse &

Um mestre c$asse 9 %az comunicao cc$ica com os escra8os ara escrita de sadas e $eitura deentradas, con%orme descrito anteriormente, com e8entuais $eituras de diagn2stico e arametriza>es# Ume.em$o tico um contro$ador rogram*8e$# Ou seja, o mestre c$asse 9 contm as %un>es b*sicasnecess*rias ara um sistema de automao#

-estres c$asse < so uti$izados ara %un>es de engen&aria, manuteno e ca$ibrao# )$es no recisamestar conectados ermanentemente H rede#

Protoco$o !P ?9 e !P ?es estendidas#

" rincia$ no8idade do rotoco$o !P ?9 a caacidade de comunica>es acc$icas, em ara$e$o com ascomunica>es cc$icas do !P ?C, mas com rioridade menor# Isto ermite, or e.em$o, %azerarametriza>es de escra8os durante a oerao, e no somente na energizao# Uma das 8antagensdisso u$traassar o $imite m*.imo de dados de )S trans%eridos cic$icamente or escra8o /m*.imo


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intermediao do mestre#

Modo is2crono3 ermite que todos mestres e escra8os da rede sincronizem a>es de contro$e /ore.em$o, osicionamentos recisos0 com erros menores do que um microssegundo#

Acer#o de rel2!io3 ermite que mestres e escra8os ten&am seus re$2gios internos sincronizados com

erro menor do que 9 mi$issegundo, ara a datao de e8entos# Isto muito imortante, or e.em$o, araa organizao crono$2gica de e8entos caturados em esta>es distintas da rede#

upload e donload3ermite a carga ou descarga de qua$quer quantidade de dados de esta>es da rede,or e.em$o, $eitura de e8entos, atua$iza>es de rogramas de umescra8o inte$igente, e outras %un>es#

Ar5ui,os 6SD3 7a,e para a n#eroperabilidade

odo mestre ou escra8o PROFIBUS !P ossui um arqui8o te.to em %ormato adro /S!0 de%inido e$oOrganizao PROFIBUS, que de%ine as caractersticas do disositi8o /quantidade e %ormato dos dados deentrada e sada, diagn2sticos e ar6metros, e outras caractersticas0#

)ste arqui8o acoman&a o disositi8o na 8enda, e tiicamente tambm ode ser %aci$mente obtido no sitedo %abricante 8ia Internet# Os rogramas de con%igurao de rede PROFIBUS, gera$mente construdosara cada mestre, uti$izam os arqui8os S! deste mestre e dos escra8os da rede /indeendente do%abricante0 ara imortar as caractersticas dos disositi8os# Os arqui8os S!, ortanto, ossibi$itam ainteroerabi$idade entre disositi8os de 8*rios %abricantes#

Remo#as ompac#as e Modulares

Remotas comactas ossuem uma estrutura de )S %i.a, isto , uma quantidade %i.a de ontos de )S#Remotas modu$ares odem ser e.andidas em m2du$os# No caso de remotas modu$ares, cada um dosm2du$os de%inido no arqui8o S! da mesma#

" fi!ura 9mostra um e.em$o de remota modu$ar, %ormado or uma cabea remota /o inter%ace decomunicao escra8o PROFIBUS !P0 com %onte embutida /H esquerda0 e de di8ersos m2du$os de )S Hdireita da cabea#

F. , /0emplo de Remota odular.

oncluses

)ste artigo o segundo de uma srie de quatro artigos sobre as rinciais redes suortadas e$aOrganizao PROFIBUS# Os r2.imos dois artigos abordaro, resecti8amente, as redes PROFIBUS P"e PROFInet#

"iblio!rafia

JJJ#ro%ibus#com
http://www.mecatronicaatual.com.br/files/image/profibus_figura_07.jpg


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Origina$mente ub$icado na re8ista -ecatrQnica "tua$ 1 N9T 1 SetC3

a rede profibus dp

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