Redesindustriaisaula 1 111009105240 Phpapp01

Vagner S. [email protected]

@vsvasconcelos

1Redes Industriais

Programa

Modbus

Serial

Ethernet

RTU

ASCII

Modbus/TCPHART

AS-i

CAN

Foundation Fieldbus

ProfibusDP

PA

Ethernet Industrial

Rev-0

RedesIndustriais

Definição

Comunicação

Barramento Serial

Digital

Multiponto

Bidirecional(Full Duplex)

Equipamentos deSupervisão

Controle Industrial

Instrumentação

2

RedesIndustriais

Objetivo:

Informações:

Transferirinformação

EntrePontos

EntreSistemas

Variáveis de

Processo

Temperatura

Pressão

ConsumoEnergia

PeçasProduzidas

Produtividade

3

Pass Transp/h

Variáveisde Processo

IndustriasProcesso

IndustriasManufatura

Refinarias

Açúcar & Álcool

Papel & Celulose

Automobilística

Metalúrgicas

Metroferroviária

4

Petroquímica

Histórico

Anos 40:

Anos 60:

Sinais de pressão 3 ~ 15 psi

5

Anos 80:

Sinais elétricos 4 ~ 20 mA

Sensores Inteligentes

Controle Digital

Anos 70: Computador e Controle Central

Ano 2000: IEC 611588 protocolos

Histórico 6

7Sistemas Centralizados e Distribuídos

Controlador

E/S E/S E/S E/S

Controlador

E/S

E/S

E/S

E/S

Sistemas Centralizados Barramento de Campo

8Sistemas Centralizados e Distribuídos

Controlador

E/S

E/S

E/S

Barramento de CampoDistribuído

Monitoramento

E/S E/S E/S E/S

Controlador

9Sistemas Centralizados e Distribuídos

Controlador

E/SE/S

E/S

E/S

Sistema de ControleDistribuído

MonitoramentoControlador

Controlador

E/S

Controlador

E/S

E/S

E/S

Monitoramento

GTW

GTW

10

VantagensRedes

Industriais

ReduçãoCusto de fiação

Custo de Instalação

Acesso remotoConfiguração

Diagnóstico

Dispositivos maisinteligentes

Auto-Diagnóstico

NovasFuncionali-dades

N1: Dispositivos de Campo

N2: Controle

N3: Supervisão

N4:

N5:

GerenciamentoCorporativo

Planta (Processo Controlado)

Gerenciamentoda Planta

11Pirâmide de Automação

N1: Dispositivos de Campo

N2: Controle

N3: Supervisão

N4:

GerenciamentoCorporativo

Planta (Processo Controlado)

Gerenciamentoda Planta

Sensores

Atuadores

CLP

SoftPLC

CNC

SDCD

N1: Dispositivos de Campo

N2: Controle

SCADAIHM

N3: Supervisão

N4:

N5:MRPIIMESPIMS

MPS

ERP

12Pirâmide de Automação

Sensores/Atuadores

CLP's/SDCD's/CNC's

SCADA'S/IHM'S

MES/PIMS/MRPII/MPS

ERP'S

13Fluxo de Dados

Sensores/Atuadores

CLP's/SDCD's/CNC's

SCADA'S/IHM'S

MES/PIMS/MRPII/MPS

ERP'S

Rede Fast Ethernet - 100 Mbit/s

N5

N4

N3

N2

N1

14

FieldBus

FieldBus

DeviceBus

Co

ntr

ole

de

Pro

ces

so

Co

ntr

ole

Ló

gic

o

Tipos de Redes de Campo

SensorBus

Ethernet

Equipamentos Simples Equipamentos Complexos

Bit Byte Bloco

15

16Faixa de Aplicação de redes Industriais

SensorBus

Interligar Sensores e Atuadores discretos

Exemplos

AS-Interface (AS-i)

CAN

17

Bits

Tempo de resposta: ms

Distâncias: < 200 m

DeviceBus

Interligar Dispositivos genéricos

Exemplos

Profibus-DP

DeviceNet

18

Bytes

Tempo de resposta: dezenas ms

Distâncias: milhares metros

FieldBus

Interligar Instrumentação Analógica

Exemplos

Profibus-PA

Foundation Fieldbus-H1

19

Mensagens

Tempo de resposta: centena ms

Distâncias: < 10Km

DataBus

Interligar redes corporativas

Exemplos

Ethernet TCP/IP

20

Arquivos

Tempo de resposta: segundos

Distâncias: dezenas Km

CNC IHM

CLP

ServidorSCADA

ClienteSCADA

ClienteSCADAHistórico

MES MRPII PIMS ERP

21

Robô

Exemplo Arquitetura

CNCGTW

Exemplo Arquitetura 22

23

TopologiaRede

Anel(Ring)

Barramento(Bus)

Estrela

ANEL

Workstation

IBM Compatible

Mac II

Workstation

IBM PS/2

Terminal

Copy machine

BARRAMENTO

Workstation IBM Compatible Mac II

Terminal Copy machine

ModemModem

Workstation IBM Compatible Mac II

Workstation

IBM PS/2Terminal Copy machine

24

TopologiaRede

Daisy-chain

25

MecanismosComunicação

Mestre/Escravo(Master/Slave)

Cliente/Servidor(Client/Server)

Produtor/Consumidor(Publisher/Subscriber)

Mestre/Escravo

Mono Mestre

26

Mestre/Escravo

Multi Mestre

27

Cliente/Servidor 28

Produtor/Consumidor 29

30

Acessoao

Barramento(troca dados)

CSMA/CDCarrier Sense Multiple accesswith Collision Detection

Polling(varredura)

Token Passing

Report by Exception(Mensagem não Solicitada)

Time Division Multiple Access

Ring

http://www.ece.cmu.edu/~koopman/protsrvy/protsrvy.html

Bus

Mudança Estado(Change of State)

Integridade

Cíclica

CSMA/CD 31

Polling (Varredura) 32

Cíclica 33

Token Ring 34

Token Bus 35

Report by Exception 36

Time Division Multiple Access (TDMA) 37

Referências 38

ENGENHARIA DE AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL - 2ª EDIÇÃOMORAES, CICERO COUTO DECASTRUCCI, PLÍNIO DE LAURO

REDES INDUSTRIAIS PARA AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL:AS-I, PROFIBUS E PROFINET

ALEXANDRE BARATELLA LUGLIMAX MAURO DIAS SANTOS

Notas de Aulas: Filho, Constantino Seixas. Disponível em http://www.delt.ufmg.br/~seixas/, acessado em julho de 2011