Centro Universitrio do Leste de Minas Gerais Unileste-MG Diretoria da rea de Cincias Exatas

Ps Graduao em Tecnologia em Desenvolvimento de Software

Rede ControlNet

Carla Ferreira COELHO Jnia Almeida MATOS

Novembro de 2004

Relatrio TcnicoPortugus

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Rede ControlNetCarla Ferreira COELHO Jnia Almeida MATOS Ps Graduao em Tecnologia em Desenvolvimento de Software Centro Universitrio do Leste de Minas Gerais Unileste-MG Av. Tancredo de A. Neves, 3500 Bairro Universitrio, Coronel Fabriciano - MG - Brasil CEP 35.170-056 Fone: (31) 3846-7912 Fax: (31) 3846-7912

RESUMO Para automatizar sua fbrica de maneira eficiente, necessrio conectar tudo em rede do dispositivo mais simples at a Internet. Muito provavelmente, sua fbrica deve ter vrias redes j instaladas para diversas finalidades. No entanto, como h diversos dispositivos, redes e protocolos, provavelmente voc ter dificuldades em fazer com que todos os seus sistemas falem a mesma lngua. Isso afeta sua produtividade, aumenta os custos e limita sua capacidade de reagir rapidamente a mudanas. Para esse fim, criou-se a rede ControlNet a fim de que essa tecnologia fosse utilizada para fornecer empresa um melhor custo benefcio de acordo com a atuao do mercado existente.

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1 IntroduoA Arquitetura Integrada da Rockwell Automation permite que os fabricantes consolidem essas atividades em um nico sistema coordenado. O resultado o melhor fluxo de informaes que remove filtros complexos e lentos e fornece dados em tempo real aos funcionrios da empresa para que tomem decises de maneira efetiva. A Arquitetura Integrada da Rockwell Automation oferece uma tcnica que propicia retorno imediato para usurios finais e OEMs: Reduza custos de integrao Reduza o tempo de partida Use equipamentos plug & play Teste os equipamentos antes que saiam da fbrica Baixe o custo total de propriedade (menos treinamento, menos peas sobressalentes, manuteno mais eficiente) Localize falhas rapidamente com diagnsticos mais fceis Melhore a qualidade e aumente a produtividade Comunique-se de forma integrada com uma arquitetura habilitada para a informao (RSBizWare, gerenciamento de ativos, etc.) Agora, com a Arquitetura Integrada da Rockwell Automation que oferece o modelo para controle, comunicao e visualizao mais produtivos, e-manufacturing torna-se mais do que uma palavra da moda. A entrada remota do pedido do cliente para a produo e a entrega do produto j uma realidade. A Arquitetura de Rede Aberta NetLinx a estratgia da Rockwell Automation que usa a tecnologia de rede aberta para uma integrao contnua de todos os setores da fbrica. Na arquitetura NetLinx, as redes falam uma mesma lngua e compartilham um conjunto universal de servios de comunicao. Conseqentemente, possvel trocar informaes continuamente com todos os setores da fbrica e, no caso de aplicaes de ebusiness, com a Internet. Criada especificamente para aplicaes industriais, a arquitetura NetLinx oferece a capacidade de controlar, configurar e coletar dados em uma nica rede, simplificando assim as comunicaes em sua fbrica. Tanto as modalidades de comunicao em que o tempo fator fundamental, como E/S e intertravamento, quanto a troca de mensagens so oferecidas sem afetar o desempenho da rede.

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O protocolo CIP (Common Industrial Protocol) um componente importante da Arquitetura de Rede Aberta NetLinx e oferece os seguintes recursos: servios de controle comum um conjunto padro de servios de mensagem para todas as trs redes na arquitetura NetLinx servios de comunicao comum permitem que voc se conecte e obtenha dados de qualquer rede recursos de roteamento comum reduzem tempo e esforo durante a configurao do sistema, pois no exigem tabelas de roteamento ou lgica adicional para mover dados entre redes. conhecimentos bsicos comuns reduzem o volume de treinamento necessrio quando ocorre mudana para outras redes na arquitetura NetLinx por oferecer recursos e ferramentas de configurao semelhantes. E, como a DeviceNet, a ControlNet e a EtherNet/IP usam o mesmo protocolo e arquitetura, todos os dispositivos podem comunicar-se em uma rede ou at mesmo entre redes sem converso ou programao especial. Escolha o tipo de rede, a mdia e a topologia exigidos pela aplicao e combine redes baseadas em NetLinx sem aumentar a complexidade nem prejudicar o desempenho. Voc pode controlar e configurar dispositivos e tambm obter dados quando e em qualquer ponto do sistema. O resultado um nico sistema projetado especificamente para atender s suas necessidades.

2 Rede ControlNetA rede ControlNet uma rede industrial de camada de controle em tempo real, aberta, que permite o transporte em alta velocidade de dados de E/S e mensagens de dados crticos em termo de tempo, inclusive o carregamento e o descarregamento de dados de programao e de configurao e mensagens peer to peer, em um nico link de mdia fsica.

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Figura 1 - Modelo de Rede ControlNet Determinstica e passveis de repetio, os recursos de controle e de dados de alta velocidade de 5 Mbps da ControlNet aprimoram significativamente o desempenho de E/S e a comunicao peer to peer. A ControlNet fornece a comunicao entre o controlador e dispositivos de E/S, inversores, interfaces de operao, computadores e outros dispositivos, alm de combinar os recursos das redes existentes, como DH+TM e Remote I/O. Sendo uma rede industrializada desde o comeo, a ControlNet foi concebida para executar o controle de fbrica em seu ambiente existente. Originalmente desenvolvida pela Rockwell Automation em 1995, essa tecnologia agora gerenciada pela ControlNet International. As especificaes e o protocolo da rede so abertos, o que significa que os fabricantes no precisam adquirir hardware, software ou direitos de licenciamento da Rockwell Automation para conectar dispositivo a um sistema. As ferramentas para desenvolvedores de produto, como as especificaes e programas de domnio pblico para criar dispositivos alvo ou servidores, j esto disponveis na Web. Atravs da ControlNet International, a ControlNet conta com o apoio mundial de usurios e fabricantes de produtos compatveis com ControlNet, inclusive lderes do setor como a Rockwell Automation, Omron e Cutler-Hammer. Atualmente, h mais de 500.000 ns ControlNet instalados e esse nmero continua a crescer medida que fabricantes de automaes desenvolvem e fornecem interfaces ControlNet para vrios tipos de dispositivos.

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Figura 2 - Arquitetura de rede da Rockwell Automation

2.1 Por que ControlNetDe proprietrio para padro de pblico, a proliferao de redes industriais oferece para os usurios vrios benefcios, mas infelizmente de redes diferentes. Junte isto com o achatamento de arquiteturas e demandas para desempenho mais alto, e voc pode ver, havia uma necessidade por uma automatizao e rede de controle que combinaram os benefcios de vrias redes sobre uma ligao para desempenho de sistema aumentado. Tambm era necessrio uma rede de controle para predizer confiantemente quando sero entregados dados e sero assegurados que tempos de transmisso so constantes e no afetados por dispositivos que conectam, ou partindo, a rede. Estas realidades dirigiram o desenvolvimento de ControlNet em real-tempo, rede de controlar-camada que prov transporte de alta velocidade de dados de I/O tempo-crticos e dados de mensagem, inclusive upload/download de programas e dados de configurao e mensagem de semelhante-para-semelhante, em uma nica ligao fsica. A alta velocidade de ControlNet (5 Mbits/sec) e configurao dos dados transmisso capacidades aumentam desempenho de I/O e comunicaes de semelhante-para-semelhante significativamente.

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Vantagem completa levando do modelo de Produtor/Consumidor, ControlNet permite os controladores mltiplos de controlar I/O no mesmo fio. Isto prov vantagem significante em cima de outras redes que permitem s um controlador de mestre no fio. ControlNet tambm permite multicast de contribuies e dados de semelhante-para-semelhante, enquanto reduzindo trfico assim no fio e desempenho de sistema crescente. ControlNet altamente determinstica e repetvel - exigncias crticas para assegurar, sincronismo e coordenar desempenho de tempo real. Determinismo a habilidade para predizer confiantemente quando sero entregue os dados, e repetio assegura que transmita em tempos constante e no afetada por dispositivos que conectam, ou partindo, a rede. Estas caractersticas so aumentadas mais adiante com usurio I/O selecionvel e controlador que engrenam atualizao cronometra para emparelhar exigncias de aplicao.

2.1.1

ControlNet prov Largura da banda para I/O, real-tempo entregando, mensagem de semelhantepara-semelhante e - programando tudo na mesma ligao; Determinstica, desempenho repetvel para ambos discreto e aplicaes de processo; Controladores mltiplos que controlam I/O na mesma ligao; Todos os dados talvez multicast, inclusive contribuies, produes, e semelhante-para-semelhante, Redundncia de mdia e intrnseca opes seguras; Instalao simples que requer para nenhuma ferramenta especial instalar ou afinar a rede; Acesso de rede de qualquer nodo; Flexibilidade em topologia (nibus, suba em rvore, estrela) e tipos de mdia (persuada, fibra, outro) ;

2.1.2

Como trabalha Acesso de rede controlado por um algoritmo de tempo-fatia chamado Tempo Domnio

Mltiplo Acesso Simultneo (CTDMA) que regula a oportunidade de um nodo para transmitir em cada intervalo de rede. Voc seleciona o comprimento do intervalo de rede selecionando

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um tempo de atualizao de rede (NOZ). Por exemplo, 2ms, 20ms, 50ms, etc. A NOZ mais rpida que voc pode especificar 2 ms. enviada informao que tempo-crtica durante a poro marcada do intervalo de rede. Informao que pode ser entregada sem constrangimentos de tempo (como dados de configurao) enviado durante a parte fora do programa do intervalo de rede. Dados de controle tempo-crtico entregado toda NOZ em um determinstica, moda repetvel. Dados No-tempo-crtico entregado como licenas de tempo fora do programa.

Figura 3 - Como ControlNet trabalha 2.1.3 Onde ControlNet ajusta? Arquiteturas de planta-cho esto aplainando em trs camadas: Informaes estendem em camadas para coleo de dados planta-larga e manuteno de programa. Exemplo: Ethernet Automatizao e Camada de Controle durante real-tempo I/O controlam, enquanto engrenando, e messaging. Exemplo: ControlNet Camada de dispositivo para integrao custo-efetiva de dispositivos de baixofim. Exemplo: DeviceNet, Fundao Fieldbus ControlNet conhece as demandas de real-tempo, aplicaes de velocidade altas automatizao e Camada de Controle para integrao de sistemas de controle complexos como sistemas de passeio coordenados, solde controle, controle de movimento, sistemas de viso, sistemas de controle de grupo complexos, sistemas de controle de processo com exigncias de dados grandes, e sistemas com os controladores mltiplos e interfaces de humano-mquina. ControlNet ideal para sistemas com Controladores PC-baseados mltiplos, PLC-para-PLC e PLC-para-DCS comunicao.

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Figura 4 - Arquitetura de planta

Figura 5 - ControlNet Arquitetura Capacidades ContControlNet permite os controladores mltiplos em uma nica ligao compartilhar contribuies enquanto controlando as prprias produes deles/delas. Controladores tambm podem falar com um ao outro em qualquer possvel combinao com dados engrenando marcados e dados de messaging fora do programa.

2.2 Camada Fsica

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O desempenho custo-efetivo de ControlNet aumentado mais adiante por opes de instalao flexveis, cabo extensamente disponvel, e torneiras simples sem exigncias de espaamento de mnimo. Quad de RG-6 protegem cabo que amplamente barato e usado no cabo indstria de TELEVISO; Torneiras passivas que podem ser instaladas em qualquer lugar no tronco sem exigncias de espaamento de mnimo; Apoio para nibus, estrela, ou topologias de rvore para satisfazer vrias necessidades de aplicao; Redundncia de mdia opcional transparente que permite disponibilidade de sistema mais alta; Apoio para fibra cabo tico.

Figura 6 - ControlNet apia muitas topologias inclusive nibus, rvore, Estrela e combinaes que usam repetidores

Figura 7 - ControlNet usa quad de RG-6 barato protegem cabo. Torneiras de rede provem opes de ascenso flexveis: "Y", "T", reta ou direito terminaram.

2.3 Mdia Fsica e FerramentasUma rede ControlNet tpica consiste em um ou mais dos seguintes componentes: cabos de tronco, taps, repetidoras, terminadores e pontes.

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O cabo de tronco da ControlNet o barramento ou a parte central do sistema. Voc tem a opo de usar cabeamento coaxial ou de fibra. A escolha do cabo baseia-se em fatores ambientais associados a sua aplicao e local de instalao. H vrios tipos de cabo para uso especial que voc pode escolher de acordo com o ambiente em que instalar o cabo. Um conector de cabo ou BNC acopla sees do cabo de tronco s derivaes eltricas. A opo TNC oferece uma verso modular mais resistente de derivaes e conectores para ambientes IP67 ou com forte vibrao. Isso produz um n. Os terminadores so colocados na derivao em cada extremidade de um segmento de cabo. As repetidoras so usadas pra aumentar o nmero de derivaes, estender o comprimento total do segmento ou criar uma configurao em anel, estrela ou rvore (o cabo distribudo em vrias direes a partir de um nico ponto). O nmero de repetidoras e o comprimento total do cabo so limitados com base na topologia da rede.

2.3.1

Recursos e caractersticas exclusivas

Mdia Fsica A mdia redundante aumenta a disponibilidade se um canal se rompe, o outro assume toda a comunicao, e so produzidos diagnsticos que indicam a falha no canal. A mdia coaxial tem baixo custo e ampla disponibilidade; Os conectores BNC simplificam a conexo e a desconexo de dispositivos; Conectores TNC para ambientes de alta vibrao ou IP67; A mdia de fibra aumenta a distncia e imune a rudo.

Repetidoras Permite combinar tipos de mdia (coaxiais e de fibra) para maior flexibilidade; Aumentam a extenso geral (at 20 km); Tamanho pequeno poupa espao; As repetidoras em anel fornecem redundncia de baixo custo.

2.4 Controle Fundamentos da RedeDiscute-se aqui o controle de acesso mdio (MAC) sublayer que protocolam trs redes de controle de candidato: Ethernet fundou redes, ControlNet (um smbolo-nibus fundou rede), e DeviceNet (uma LATA fundou network)1. O sublayer de MAC protocolo que

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descreve como obter acesso rede que responsvel para satisfazer a exigncia de resposta de tempo-critical/real-tempo em cima da rede e para a qualidade e confiana da comunicao entre nodos de rede. A comparao focos nas subcamadas MAC e protocolos. A Ethernet no uma soluo de protocolo completa, mas s a subcamada MAC, considera que ControlNet e DeviceNet so solues de protocolo completas. Uso popular seguindo ns usamos o termo de Ethernet para se referir a Solues de rede completas Ethernet-baseadas.

2.5 Ethernet (CSMA/CD)Ethernet usa o Portador Acesso de Mltiplo de Senso com Descoberta de Coliso (CSMA/CD) que um mecanismo para solucionar conteno no mdio de comunicao. O protocolo de CSMA/CD especificado no padro de rede IEEE 802. Quando um nodo quiser transmitir, escuta a rede. Se a rede est ocupada, isto, esperase at que a rede fique inativa; caso contrrio transmite imediatamente. Se dois ou mais nodos escutar a rede inativa e decidir transmitir simultaneamente, as mensagens destes nodos transmitido colidiro e as mensagens ficaro corrompidas. Quando se transmiti, um nodo, tambm tem que escutar para descobrir uma coliso de mensagem. Para descobrir uma coliso entre duas ou mais mensagens, o nodo transmitido deixa de transmitir e espera um comprimento fortuito de tempo para tentar novamente sua transmisso. Este tempo fortuito determinado pelo padro Binrio Exponencial Backo (BEB) algoritmo. O tempo antes de tentar novamente fortuitamente escolhido entre 0 e (2i 1) onde i denota o evento de coliso de ith descobriu pelo nodo e uma abertura de tempo o tempo mnimo precisado para uma transmisso de ida-e-volta. Porm, depois que 10 colises foi alcanado, o intervalo xed a um mximo de 1023 aberturas. Depois de 16 colises, o nodo deixa de tentar transmitir e informa fracasso atrs ao microprocessador de nodo. O Dados do pacote Armao possui tamanho que est entre 46 e 1500 bytes. H um mnimo de erro de dados que se classificam segundo o tamanho da exigncia porque os estados standards para armaes vlidas devem ser pelo menos 64 bytes longo, de Endereo de Destino para Checksum (72 bytes inclusive Prembulo e Comeo de Delimiter). Se os dados que repartem de uma armao menos de 46 bytes, o eld de Bloco usado a ll fora a armao para o tamanho mnimo. H duas razes para esta limitao de tamanho mnima:

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Primeiro, faz isto por que fica mais fcil de distinguir armaes vlidas. Quando um transceptor descobre uma coliso, trunca a armao atual por meios de pedaos perdidos e pedaos de armaes freqentemente se aparece no cabo. Segundo impede para um nodo de completar a transmisso de uma armao curta antes de o pedao de rst chegue ao fim distante de cabo onde isto pode colidir com outra armao. Para um 10-Mbps Ethernet com um comprimento de mximo de 2500 m e quatro repetidores, o mnimo permitido para o tempo de armao ou tempo de abertura que de 51.2s que o tempo exigido para transmitir 64 bytes a 10 Mpbs. MAP, PROFIBUS, e ControlNet so exemplos tpicos de token-passing que funciona como um controle de nibus em redes. Estes so deterministicos e transmite em rede porque o tempo de espera de mximo antes de enviar uma mensagem pode ser caracterizada antes do tempo de rotao simblico. O protocolo token bus (IEEE 802.4) permite um linear, multidrop, rvore-shapped, ou segmento de topologia. Os nodos na rede de token bus organizado logicamente em um anel, e, no caso de ControlNet, cada nodo sabe o endereo de seu antecessor e seu sucessor. Durante operao da rede, o nodo com o token transmite armaes de dados(token bus) at que isto corre fora de armaes de dados que possa ser transmitido com o tempo que se segurou aos alcances simblicos do limite. O nodo regenera ento o smbolo e transmite isto a seu sucessor lgico na rede. Se um nodo no tem nenhuma mensagem para enviar, passa o token para o nodo sucessor. O local fsico do sucessor no importante porque o smbolo enviado ao vizinho lgico. Coliso de armaes de dados no podem ocorrer, como s um pode transmitir um nodo de cada vez. O protocolo tambm garante um tempo de mximo entre acessos de rede para cada nodo, e o protocolo tem providncias para regenerar o token se o proprietrio do token deixar de transmitir e no passar o token para seu sucessor. Tambm podem ser acrescentados dinamicamente nodos passagem e podem pedir para ser derrubado do anel lgico. O formato de armao de mensagem de ControlNet tem um total que est em cima de 7 bytes, inclusive prembulo, delimitado de comeo, fonte MAC ID, cheque de redundncia cclico (ou CRC), e delimitao de fim. A Armao de Pacote de Dados, isto Lpacket ou Armao de Pacote de Ligao, pode incluir vrios Lpackets que contm o tamanho, controle, etiqueta, dados, e um indivduo de endereo de destino com tamanho de armao de total entre 0 e 510 bytes. As espcies de eld de tamanho possui um nmero de byte pares (de 3 a 255) contendo em um Lpacket individual. Cada byte par tem que incluir o tamanho, controle, etiqueta, e elds de dados de ligao.

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O protocolo de ControlNet adota um mecanismo de smbolo-transcurso implcito e nomeia um MAC ID sem igual (de 1 a 99) para cada nodo. Como smbolo-passando nibus em geral, o nodo com o smbolo podem enviar dados; porm, no h nenhum real transcurso simblico ao redor da rede. Ao invs, cada nodo monitora a fonte que MAC ID de cada armao de mensagem recebeu. Ao fim de uma armao de mensagem, cada nodo fixa um registro de smbolo implcito para a fonte recebida MAC ID + 1. Se o registro simblico implcito igual ao prprio MAC ID do nodo que nodo pode transmitir mensagens agora. Todos os nodos tm o mesmo valor nos registros simblicos implcitos deles/delas, colises prevenindo no mdio. Se um nodo no tiver nenhum dado para enviar, h pouco envia uma mensagem com um eld de Lpacket vazio, chamou uma armao nula. O comprimento de um ciclo, chamou o Tempo de Atualizao de Rede (NOZ) em ControlNet ou Smbolo Tempo de rotao (TRT) em geral, dividido em trs partes principais: marcado, fora do programa, e guardband, durante a parte marcada de uma NOZ, pode cada nodo transmita tempo-critical/scheduled dados obtendo o smbolo implcito de 0 para S. Durante a parte fora do programa de uma NOZ, cada nodo de 0 para partes de U a oportunidade para transmitir dados no-tempo-crticos em uma moda de redondo-pisco-depeito-ruivo at que a durao fora do programa alocada expirado. Quando o tempo de guardband alcanado, todos os nodos deixam de transmitir, e s o nodo com mais baixo MAC ID, chamou o moderador, pode transmitir uma mensagem de manuteno, chamado a armao moderador dentro da qual realiza a sincronizao de todos os cronmetros de cada nodo e publicando de parmetros de ligao crticos como NOZ, tempo de nodo, S, U, etc. Se a armao moderador no ouvida para duas Nozes sucessivas, o nodo com o mais baixo, MAC ID comear a transmitir a armao moderador no guardband da terceira NOZ. Alm disso, se um nodo moderador nota que outro nodo tem um mais baixo MAC ID que seu prprio, cancela seu papel moderador imediatamente.

2.6 VantagemO protocolo token bus um protocolo que determina e que prov excelente processamento e eficincia de cargas de rede altas. Durante operao de rede, o token bus pode somar nodos dinamicamente para que possa remover nodos da rede. Isto contrasta com caso de anel de smbolo onde os nodos formam um anel fisicamente e no podem ser somados

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ou removeram dinamicamente segmentos Marcados e fora do programa por cada ciclo de NOZ fazem ControlNet satisfatrio para mensagens tempo-crticas e non-tempo-crticas.

2.7 Desvantagem

Embora o protocolo de token bus eficiente e deterministico a rede alta descargas, a baixo trac de canal seu desempenho no pode emparelhar isso de protocolos de conteno. Em geral, quando h muitos nodos em um anel lgico, uma porcentagem grande da rede o tempo usado para passar o token bus entre nodos quando trac de dados estiver claro.

2.8 Comunicao de Produtor/ConsumidorAs capacidades de redes tradicionais no podem satisfazer as demandas j-crescentes para produtividade mais alta e maior desempenho de sistema, enquanto provendo para comunicao repetvel e previsvel entre dispositivos. Taxas de bauds mais altas e maior eficincia de protocolo, s, no so bastante para afrontar o desafio. De uma aproximao de estado-de-o-arte precisada para a tecnologia bsica de como uma rede administra comunicaes com dispositivos conectados (nodos). ControlNet est baseado em uma soluo inovadora em tecnologia de rede aberta: o modelo de Produtor/Consumidor. Ao contrrio seus antecessores, o Produtor/Consumidor modelam licenas todos os nodos na rede acessar os mesmos dados simultaneamente de uma nica fonte. No final das contas, este modelo prov: Maior desempenho de sistema para produtividade mais alta; Eficincia aumentada porque dados precisa s ser produzido uma vez, embora o nmero de consumidores; Sincronizao precisa porque dados chega ao mesmo tempo a cada nodo.

Figura 8 - Produtor/Consumidor 2.8.1 O Modelo de Comunicao "Novo"

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Mais velha comunicao de rede modela usa "Fonte/Destino" ou modelos de comunicao de ponto-para-ponto. Fonte/Destino desperdia largura da banda como dados deve ser enviado tempos mltiplos quando s o destino diferente. Tambm, sincronizao entre nodos muito difcil como dados chega a um momento diferente a cada nodo. Com Produtor/Consumidor, o dados tem um identificador sem igual. Usando este modelo, nodos mltiplos podem consumir os mesmos dados ao mesmo tempo de um nico produtor, enquanto resultando em uso mais eficiente de largura da banda. Tambm, podem ser sincronizados nodos facilmente. Exemplo: Comunique o tempo-de-dia atual para um quarto de vinte (20) as pessoas.

2.8.1.1 Modelo Fonte/Destino Uma pessoa ("fonte") fala para cada pessoa ("destinos") no quarto, um de cada vez, o tempo-de-dia atual (dados). Ineficincias Transmisso de Dados de excesso - algumas pessoas podem escolher escutar; outros podem escolher ignorar. Inexatides de dados - Tempo passar durante transmisses mltiplas, enquanto chegando a um acordo preciso de dados. Flutuaes de determinismo - O comprimento de tempo para entregar dados dependente no nmero das pessoas no quarto. 2.8.1.2 Modelo Produtor/Consumidor Uma pessoa (o "Produtor") fala para TODAS as pessoas (os "Consumidores") no quarto ao mesmo tempo o tempo-de-dia atual (dados).

Altamente Eficiente Economia de Transmisso de Dados - Nenhum esforo perdido que entrega dados a esses que no se preocupam. Dados precisos - Nenhum ajuste para dados precisados desde que todo o mundo recebeu os dados ao mesmo tempo. Determinstica - Comprimento de tempo para entregar dados independente do nmero das pessoas no quarto.16

3 Exemplo de ProjetoQuando a equipe de gerenciamento da Rover decidiu investir em novas linhas de pintura, os sistemas de controle e automao da Rockwell Automation foram especificamente solicitados pelos especialistas na Durr, em Warwick. A ControlNet foi usada para fornecer s instalaes a mais moderna tecnologia e manter os custos de instalao em nvel mnimo. O sistema completo era uma instalao flexvel capaz de pintar uma grande variedade de modelos de veculos, grandes e pequenos. O projeto modular e a infra-estrutura de cabeamento da ControlNet proporcionaram nveis mensurveis de economia em instalao e hardware. O processo de pintura proporciona o acabamento completo da carroceria em um processo altamente automatizado, em menos de 6 horas. Ele inclui preparao da carroceria e vedao de costura, cobertura de primer, revestimento de base e revestimento transparente de dois componentes. Cada revestimento curado em forno com jatos de ar e um processo de espanador de plumas, para assegurar que todas as partculas de poeira sejam removidas antes da prxima estao de pintura. Uma rea final para inspeo da qualidade da pintura assegura que cada carroceria seja cuidadosamente verificada antes de passar ao setor de montagem.

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Figura 9 - Exemplo de aplicao da ControlNet no setor automotivo.

4 Estudo de CasoNesta seo, ns temos parmetros de rede crticos, e ento estuda dois casos de sistemas de controle transmitidos em rede: um sistema de rede de controle com 10 nodos, cada um com 8 bytes de dados para enviar todo perodo, e um SAE veculo exemplo com 53 nodos. Matlab4 usado para simular a subcamada do protocolo MAC das trs redes de controle. A rede transmite parmetros como o nmero de nodos, os perodos de mensagem, e tamanhos de mensagem podem ser especificadas dentro do modelo de simulao. Em nosso estudo, estes parmetros de rede so constantes. A simulao de registros de programa e o histrico de tempo de cada mensagem calculado com estatsticas de desempenho de rede vista por mensagens na rede, o eficiente e utilizao da rede, e o nmero de mensagens ao trmino das que permanecem ausentes com o execuo da simulao.

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Para operao de rede de controle, o tipo de conexo de mensagem deve ser especificado. Praticamente, h trs tipos de conexes de mensagem: strobe, poll, e mudana de estado (COS)/cyclic. Em uma conexo strobe, o dispositivo de mestre radiodifunde uma mensagem de strobed para cada grupo de dispositivos e estes dispositivos responde com a condio atual deles. Neste caso, todo as redes so considerados dispositivos que provam informao nova ao mesmo tempo. A demora de tempo entre provar ao dispositivo de fonte e receber ao dispositivo de destino so a soma do tempo de transmisso e o tempo de espera ao nodo de fonte. Em uma conexo de votao, o mestre envia mensagens individuais aos dispositivos recebidos votos e pedidos atualiza as informao deles. Dispositivos s respondem com sinais novos depois que eles recebem uma mensagem de votao. COS/cyclic so dispositivos que enviam mensagens quando o estado dele mudado (COS) ou periodicamente (cclico). Embora COS/cyclic parece muito apropriado dos sistemas de controle tradicionais aponte de veja, strobe e poll geralmente usada em redes de controle industriais. Baseado nestes tipos de diferentes conexes de mensagem, ns consideramos trs polticas. A poltica de rst que ns chamamos o \ zero poltica libertando", assume que todo nodo tenta enviar sua mensagem de rst a t = 0 e envia para uma mensagem nova todo perodo. Este tipo de situao acontece quando o sistema comea a ter procedimentos de mensagens ou quando h um pedido strobe do mestre. Isto , a segunda poltica o \ acaso que liberta poltica", assume um tempo de comeo fortuito por cada nodo; cada nodo ainda envia uma mensagem nova todo perodo. A possvel situao para esta poltica libertando o COS ou messaging cclico onde nenhum pre-horrio terminado. Na terceira poltica, chamou \ marcado poltica libertando", o tempo comeo-enviando programado para acontecer (para a extenso possvel) quando a rede est disponvel ao nodo; isto acontece em uma conexo recebida votos. Alm de variar a poltica de liberao, ns mudamos tambm o perodo de cada nodo para demonstrar o eect de carga de trac na rede. Para cada poltica e perodo, calcula-se as demoras de tempo comuns destes dez nodos e a utilizao das trs redes de controle de diferentes; ns tambm registramos o nmero de unsent e fracasso ou mensagens descartadas de cada rede. Para redes ControlNet e DeviceNet, pode ser explicitamente a demora de tempo de mximo determinado. Para Ethernet, pode ser computado o valor esperado da demora de tempo usando o Algoritmo de BEB uma vez a poltica libertando conhecida.

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5 ConclusoAs Redes Devicebus transmitem dados no formato de bytes, podendo conter pacotes de informao discreta, analgica ou uma mistura delas, possui alta performance orientada para a distribuio dos dispositivos de controle e seus perifricos. Este tipo de rede mantm os mesmos requisitos de transferncia rpida das redes sensorbus, conseguindo porm, gerenciar um nmero maior de equipamentos e dados, podendo cobrir distncias de at 500 metros.

RefernciasFeng-Li Lian1, James R. Moyne2, and Dawn M. Tilbury1. Performance Evaluation of Control Networks: Ethernet, ControlNet, and DeviceNet www.umich.edu acessado em 18/11/2004. TANENBAUM, Andrew S. Redes de Computadores. Rio de Janeiro: Campus, 1997. 923p. ControlNet International, Ltd 1997-2003. www.controlnet.org acessado em 26/11/2004. Rockwell Automation, Inc. 2005. http://literature.rockwellautomation.com/idc/groups/literature/documents/br/cnet-br001_-ptp.pdf acessado em 27/10/2004.

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