PLC E rede DEVICENET
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1. INTRODUÇÃO
Em vista da variedade de aplicações deste equipamento, e considerando
sua distinta diferença com relação aos equipamentos eletromecânicos, deverá
ser verificada a aplicabilidade para cada caso em específico.
As instruções, gráficos e exemplos de configuração que aparecem neste
descritivo têm por finalidade auxiliar no entendimento do texto.
As instruções de programa presentes neste descritivo são as de maior
aplicação, para maiores detalhes deverá ser consultado o manual de instruções
do software aplicativo corresponde ao tipo de CLP. Devido às muitas variáveis
e exigências associadas com qualquer instalação em particular, a Microsis não
assumirá responsabilidade pelo uso real baseado em ilustrações de aplicações.
A cada dia que passa os equipamentos elétricos vão dando lugar aos
microprocessadores. Tanto na vida profissional como na cotidiana estamos
sendo envolvidos por microprocessadores e computadores. Na indústria, estas
máquinas estão sendo empregadas para otimizar os processos, reduzir os
custos e aumentar a produtividade e a qualidade dos produtos, estamos
passando por um momento de automação dos processos ou Automação
Industrial.
Um microprocessador pode por exemplo tomar decisões no controle de uma
maquina, ligá-la, desligá-la, movimentá-la, sinalizar defeitos e até gerar
relatórios operacionais. Mas detrás destas decisões, está a orientação do
microprocessador, pois elas são baseadas em linhas de programação(códigos
de máquina).
2. AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL
Automação Industrial é um conjunto de técnicas destinadas a tornar
automáticos vários processos numa indústria: o comando numérico, os
controladores programáveis, o controle de processos e os sistema CAD/CAM
(computer aided design manufacturing - projetos e manufatura apoiados em
computador).
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2.1 CONTROLADOR PROGRAMÁVEL
Um sistema de controle de estado sólido, com memória programável para
armazenamento de instruções para o controle lógico, pode executar funções
equivalentes as de um painel de relês ou de um sistema de controle analógico.
É ideal para aplicações em sistemas de controle de relês e contatores, os quais
se utilizam principalmente de fiação,dificultando desta forma, o acesso a
possíveis modificações e ampliações do circuito de controle existente. O
controlador programável monitora o estado das entradas e saídas, em resposta
às instruções programadas na memória do usuário, e energiza, desenergizar,
ou faz um controle proporcional das saídas dependendo do resultado
conseguido com as instruções do programa. Na automação industrial, as
máquinas substituem tarefas tipicamente mentais,tais como
memorizações,cálculos e supervisões.
Os controladores programáveis dominam os dispositivos pneumáticos,
hidráulicos, mecânicos e eletromecânicos. Os Controladores Programáveis
substituem a ação do homem como sistema de controle,e podem controlar
grandezas tais como vazão, temperatura, pressão, nível, torque, densidade,
rotação, tensão e corrente elétrica (variáveis de controle).
2.1.1 SLC500 - ALLEN BRADLEY
Família de controladores programáveis para aplicações de pequeno e médio
porte, instruções avançadas de programação, módulos para aplicativos
distintos,comunicação por redes proprietárias (DH +, DH485 , Remote I/O) e
redes abertas Control Net,Device Net e Ethernet.
Antes de se começar a abordagem da família SLC500 alguns conceitos em
Automação Industrial devem ser observados.
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2.2 CONCEITOS INICIAIS: CARACTERÍSTICAS DE UM CLP
Na escolha do CLP alguns aspectos devem ser abordados são eles o tipo de
processador ou CPU, Tipos de Entradas e saídas, possibilidades de
comunicação,versatilidade do software de programação, sistemas de
supervisão e atuação no processo, interfaces homem-máquina existentes e
suporte técnico dado pelo fabricante de CLP.
ESQUEMA GERAL DE UM CLP:
FIGURA 2.1 Unidade central de processamento
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C I R C U I T O S
DE
ENTRADAS
C I R C U I T O S
DE
S AIDAS
UNIDADE CENTRAL DE PROCESSAMENTO
DISPOSITIVOS DE PROGRAMAÇÃO E COMUNICAÇÃO.
MEMÓRIA PROGRAMA E DADOS
FONTE DE ALIMENTAÇÃO
Acoplamento ótico Acoplamento ótico
2.1.1 TIPOS DE CPU'S
Define a memória de programação, recursos avançados de programação,
canais de comunicação existentes e os tempos de execução das instruções e
de varredura das entradas e atualização das saídas (tempo de scan).
A Função da CPU consiste em se ler entradas executar a lógica segundo o
programa aplicativo e acionar ou controlar proporcionalmente as saídas.
MEMÓRIA DO CLP
A memória do CLP divide-se em memória de aplicação, memória do usuário e
programa executável ou memória do sistema.
MEMÓRIA DE APLICAÇÃO.
Onde são armazenados os arquivos de programa ou seja o programa
aplicativo em diagrama Ladder.
Existem dois tipos: Volátil e não volátil.
VOLÁTIL.
Pode ser alterada ou apagada (gravar ou ler), se ocorrer uma queda de
alimentação perde-se o programa, são usadas baterias e capacitores para
resguardar o programa.
O exemplo amplamente utilizado é a memória RAM ( memória de acesso
aleatório ).
NÃO VOLÁTIL.
Possui a mesma flexibilidade da memória RAM e retém o programa mesmo
com a queda da alimentação.
Exemplo: EEPROM (Memória de leitura eletricamente apagável e
programável).
MEMÓRIA DO USUÁRIO.
Constituída de bit's que são localizações discretas dentro da pastilha de silício,
pode ser submetido a tensão, portanto lido como “1” ou não submetido à
tensão lido como “0” .Os dados são padrões de cargas elétricas que
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representam um valor numérico.A cada conjunto de 16 Bit`s denomina-se
palavra, estas palavras possuem uma localização na memória chamada
endereço ou registro. Onde são armazenados valores referentes aos Arquivos
de Dados, que são valores associados ao programa tais como: status de E/S,
valores Pré-selecionados e acumulados de temporizadores e contadores e
outras constantes e variáveis.
PROGRAMA EXECUTÁVEL OU MEMÓRIA DO SISTEMA.
Direciona e realiza as atividades de operação, tais como: Execução do
programa do usuário e coordenação das varreduras das entradas e atualização
das saídas, programada pelo fabricante e não pode ser acessada pela usuário.
CICLO DE OPERAÇÃO.
O ciclo de operação do CLP consiste no modo com que o CLP examina as
instruções do programa , usa o estado armazenado na tabela Imagem das
entradas para determinar se uma saída será ou não energizada. O resultado
é armazenado numa região da memória chamado de tabela imagem das
saídas.
FONTE DE ALIMENTAÇÃO.
Encarregada de fornecer alimentação ao barramento do CLP, em 5VCC ou 24
VCC. Protege os componentes contra picos de tensão, garante a operação
normal com flutuações de 10 à 15%, estas flutuações podem ser provocadas
por quedas na rede, partidas e paradas de equipamentos pesados. Em
condições instáveis de tensão deve-se instalar estabilizador.Suporta perdas
rápidas de alimentação permitindo ao controlador salvar os dados e o
programa do usuário.
Se o painel onde está instalado o CLP for susceptível à interferência
eletromagnética ou ruído elétrico aconselha-se a instalação de um
transformador de isolação.
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VELOCIDADE.
A velocidade que um CLP genérico executa o seu ciclo de operação fica em
torno de 1 à 25 mseg para 1024 instruções do programa aplicativo, cada
instrução possui o seu tempo de processamento. Na soma do tempo total de
processamento ou ciclo de operação devem ser considerados: Tempo para o
dispositivo de campo acionar a entrada,Tempo para o CLP detectar o
sinal,Tempo para a varredura da entrada, Tempo para varredura do programa ,
Tempo para a varredura da saída, Tempo para o acionamento do circuito de
saída ,Tempo para o acionamento do dispositivo de campo, Tempos para os
canais de comunicação.
2.2.2 TIPOS DE ENTRADAS E SAÍDAS
As entradas e saídas podem estar acopladas a CPU, ou, podem ser cartões
para os CLP'S que são divididos em módulos (Modulares).
ENTRADAS.
São denominadas entradas os dispositivos de campo que são conectados ao
CLP como botões,chaves thumbwhell,chaves limite,chaves seletoras,sensores
de proximidade e sensores fotoelétricos.
Os circuitos de entrada filtram os sinais de tensão para classificá-los como
válidos, determinam a validade de um sinal pela sua duração ou seja esperam
para poder confirmar se o sinal é uma ruído elétrico ou uma referência de um
dispositivo de entrada. Este tempo de filtragem varia em torno de 8mseg. mas,
pode ser ajustado através do software de programação. Quanto maior o tempo
de resposta melhor será a filtragem do sinal, um menor tempo de resposta é
usado em aplicações que requerem uma maior velocidade de resposta como
interrupções e contagens.
SAÍDAS.
São exemplos de saídas para o CLP: Solenóides, relês, contatores, partidas de
motores, luzes indicadoras, válvulas e alarmes. As CPU’s utilizam como
circuitos de saída: Relês, Transistores e Triacs.
Os Relês funcionam tanto em CA como CC, resistem à cargas de até 2,5 A e
suportam melhor os picos de tensão pois possuem uma camada de ar entre os
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os seus contatos o que elimina a possibilidade de corrente de fuga. Mas, são
lentos e desgastam com o tempo.
Os Transistores, são silenciosos chaveiam corrente contínua e não tem peças
móveis sujeitas ao desgaste , são rápidos e reduzem o tempo de resposta .
Mas suportam cargas de no máximo 0,5A.
Os Triacs, possuem características semelhantes aos transistores,
diferenciando no aspecto de que os mesmos chaveiam Corrente alternada.
As saídas de estado sólido ( transistores e triacs ) podem ser mais facilmente
danificadas por sobretensão ou sobrecorrente que as à relê.
2.2.3 LIGAÇÕES
Nos cartões de E/S DC deve ser observada a polaridade dos mesmos,
sabendo-se que em sensores do tipo PNP ( + ) são usadas com cartões do
tipo Sink e sensores NPN ( - ) são usados em cartões do tipo source.
LIGAÇÃO PARA CARTÕES DE ENTRADA SINKING:
Quando o dispositivo de campo está ativo ele fornece corrente ao circuito de
entrada. ver figura abaixo:
I I
+
_ I DC .com
FIGURA 2.2 Ligação entrada do cartão
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FONTE DC
DISPOSITI- VO DE CAMPO
CIRCUI_ TO DE ENTRA_DA DC
LIGAÇÃO PARA CARTÕES DE ENTRADA SOURCING:
Quando o dispositivo de campo está ativo a corrente sai dos módulos de
entrada para o dispositivo , ver figura abaixo:
I I
_
+ I VDC
FIGURA 2.3 Ligação entrada do cartão
LIGAÇÃO PARA CARTÕES DE SAÍDA SINK
O dispositivo de campo está conectado no positivo da fonte de alimentação e o
negativo é fechado no módulo de saída do CLP. ver figura abaixo:
VDC
I
+
_
DC COM
FIGURA 2.4 Ligação na saída do cartão
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FONTE DC
FONTE DC
DISPOSITI- VO DE CAMPO
DISPOSITI- VO DE CAMPO
CIRCUI_ TO DE ENTRA_DA DC
CIRCUI_ TO DE SAÍDA DC
LIGAÇÃO PARA CARTÕES DE SAÍDA SOURCE
Quando a saída fornece a corrente da fonte ao dispositivo de campo. ver figura
abaixo: VDC
I
+
_
DC COM
FIGURA 2.5 Ligação na saída do cartão
2.2.4 ENTRADAS E SAÍDAS DIGITAIS
São definidas como sinais discretos em níveis lógicos 1 ou 0, sendo que 1
corresponde a um nível alto de tensão que pode ser 100/120/200/240/24 VAC
(tensão alternada) ou 24 VDC,30-55 VDC (tensão contínua) , 0 corresponde a
um nível baixo de tensão que pode ser Neutro (corrente alternada) ou DC
COMUM ( corrente contínua).
2.2.5 ENTRADAS E SAÍDAS ANALÓGICAS
São definidos como sinais variantes no tempo podem ser : 4 à 20 mA, 0 à 10
volts, -20 à +20mA , -10 à +10 volts. ver figuras abaixo:
v , I V.I
Tempo tempo
Sinais Digitais Sinais analógicos
FIGURA 2.6 Diferença entra sinais digitais e analógicos
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FONTE DC
DISPOSITI- VO DE CAMPO
CIRCUI_ TO DE SAÍDA DC
2.2.6 MODOS DE COMUNICAÇÃO
- Modo de comunicação System.
O CLP está em comunicação com dispositivos do sistema do seu fabricante.
- Modo de comunicação user.
O CLP está em comunicação com equipamentos dedicados.
- Protocolos:
Conjunto de regras, requisitos e procedimentos que devem ser obedecidos
para que se possa transmitir uma informação em uma rede de comunicação de
dados digital, é o idioma utilizado na rede ou seja o dispositivo transmissor
necessita ser compreendido pelo receptor e cada fabricante tem seus próprios
padrões
DF1 :
Protocolo proprietário usado para comunicação ponto - a - ponto (conexão
direta) ou remota através de modens.
Considera-se dois tipos:
DF1 FULL-DUPLEX : Transmissão se dá nas duas direções, recebe-se e
transmite-se simultaneamente.
DF1 HALF-DUPLEX : Transmissão em ambos os sentidos porém não
simultaneamente.
DH485:
Rede "Token Pass" com topologia em barramento, de comprimento de cabo
até 1.219 metros, com Baud rate: 1200, 2400, 9600, 19.200. Possibilidade de
até 32 dispositivos.
Exclusiva para CLP's da família SLC500,Micrologix e dispositivos Homem -
máquina e softwares de supervisão.
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REMOTE I/O :
Rede de entradas, saídas e dispositivos físicos remotos. A quantidade de
dispositivos acoplados na mesma depende da CPU utilizada. A extensão
máxima dos cabos depende da velocidade de transmissão e pode ir até 3000
metros. Presente nos processadores PLC5 e cartão Scanner do SLC500.
DH + :
Rede proprietária da Allen Bradley de maior performance possui uma maior
quantidade de Drivers para comunicação. Possui uma taxa de comunicação de
57,6 Kbps, comprimento do cabo da rede até 3.000 metros e do cabo da rede
secundária 30 metros. Pode-se ter até 64 estações na rede. Presente em
todos os CLP's família 5 e SLC500-5/04.
CONTROL NET :
Este tipo de protocolo garante a opção de meio físico redundante,é uma rede
baseada no modelo "PRODUTOR CONSUMIDOR", possui taxa de 5 Mbps. ,
conexão por cabo coaxial, até 99 estações na rede, distância de 3Km no tronco
principal,usando repetidores pode-se extender em até 30Km, e até 500m no
secundário, é uma rede determinística na qual pode-se Ter dados de I/O e
dados entre CPU's trafegando na mesma rede.
DEVICE NET:
É uma rede complemente aberta de dispositivos de campo, com
possibilidade de cada Scanner poder endereçar até 63 estações, com distância
de até 500m com velocidade de 125K baud. Possui possibilidade de
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interligação de diferentes fornecedores, suporta comunicação produtor
consumidor. Os dados de I/O e configuração trafegam no mesmo meio físico
sem interferências. Neste modelo pode-se trafegar os dados a todos que
necessitam ao mesmo tempo. Baseada no protocolo CAN ( Controller Área
Network ),desenvolvido pela Bosch para industria automobilística,o que garante
a sua robustez em ambientes ruidosos. Pode-se fazer a remoção de nós sem
afetar a integridade da rede, possui sinal e alimentação de 24 VCC no mesmo
cabo. Cabo de rede constituído por dois pares trançados: Um par “sinal” e um
par “alimentação” até 8 A com blindagem.
ETHERNET:
Rede de comunicação de dados local com taxa de comunicação de 10Mbit/s
presente nos controladores da família 5: 5/20E, 5/40E , 5/80E e SLC500 5/05.
Esta rede possui grande versatilidade (inúmeros fabricantes à acessão),
grande estabilidade e velocidade de processamento dos dados. Com uma rede
Ethernet você tem recursos de rede quase ilimitados,pois pode maximizar a
comunicação entre a grande variedade de equipamentos oferecidos por vários
fornecedores.
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2.3 COMPARANDO REDES
TABELA 2.1 Vantagens e desvantagens entre redes
1.1.1 - SOFTWARE DE PROGRAMAÇÃO:
Cada tipo de fabricante de CLP possui o seu software de programação, cuja
linguagem de programação pode ser: ladder, CSF(diagrama lógico), ou SFC
(linguagem em Grafcet). Através do qual o usuário desenvolve o seu aplicativo.
Os CLP'S ALLEN BRADLEY utilizam linguagem em ladder e SFC (PLC5),
as instruções lógicas são incorporadas no ladder.
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INTERBUS-S PROFIBUS DEVICE NET
* Todas as interfaces * Interfaces desenvolvidas * Comunicação Produtor-con- desenvolvidas pela pela Bosh,Siemens e Klockner sumidor. Phoenix Contact. Moeler. * Dados de I/O e configuração no * Participantes predo- * Participantes Europeus. mesmo meio físico sem interfe- minante Europeus. * Possui 03 opções de protocolo rência. * Taxa de velocidade * Baixa documentação,desem- * Constituido de uma linha tronco 500Kpbs (2 palavras) penho,alto custo por nó instala- + derivações. * Cada “byte”de da- do. * Remoção de nós sem afetar in-dos adicional requer * Pequeno alcance (100m) a tegridade da rede. um ciclo de rede adi- 12Mbps,Lenta para 24 KM * Até 64 nós endereçados.cional . 9K. * Sinal e alimentação 24VCC no * Usuário necessita * Requer o uso de repetidores mesmo cabo.mapear “manualmen- * Taxas selecionáveis com a dis-te os dispositivos da ASI tancia.rede no CLP. * Baixo custo meio físico. * Terminações de 121 em am- * Sistema Origem- * Fácil de instalar (conectores bos os extremos. destino: apenas um vampiro). * Rede constituida por dois paresmestre. * Alimentação pela rede. trançados. * Dispositivos não * Limitada a dispositivos sim- * Qualquer nó pode acessar o são alimentados pela ples. barramento quando disponível. rede. * Alcance ( 300 m c/repetidores) * Como na Ethernet cada nó tenta * Não se pode remo- * Velocidade ( 167 Kbps ) transmitir quando o barramento ver um dispositivo da * Mestre / Escravo ( apenas 01 está livre ,ao contrario da Ethernet.rede. mestre ) . * Topologia em anel * Não hà limitação quanto a quant.c/ derivações. de dispositivos ,a base de dados de cada um dos 64 dispositvos independe dos demais. * Baseada no protocolo CAN,o que garante uma boa imunidade a ruidos
3. SISTEMAS DE SUPERVISÃO E ATUAÇÃO NO PROCESSO
Basicamente existem dois tipos de sistemas de controle:
SISTEMAS SCADA: Sistemas de Controle e Aquisição de Dados.
Este controle e aquisição de dados pode ser feito por uma interface homem-
máquina ou por um software de supervisão. Se caracterizam por suas unidades
remotas fazerem somente a aquisição dos dados
SDCD : Sistema Digital de Controle Distribuído:
Sistema de controle no qual as suas unidades remotas além de realizarem
aquisição de dados também atuam no processo. O controle da planta fica
distribuído nas diversas etapas.
3.1 INTERFACES HOMEM - MÁQUINA
Dispositivos de controle com os quais é possível monitoração e atuação no
processo e geração de relatórios de Alarmes (Dtam Plus, Panel View - Allen
Bradley).
3.1.1 SLC500
Família de controladores para aplicações na indústria de máquinas e pequenos
e médios processos industriais.
Apresenta-se sobre duas versões: Arquitetura fixa e Arquitetura modular.
Desenvolve-se a seguir uma apresentação das diversas características destes
dois tipos de arquiteturas.
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3.2 ARQUITETURA FIXA: "SHOEBOX"
FIGURA 3.1 Interconexão com PC
Unidade compacta contendo CPU, entradas, saídas e fonte, possui versões
com 20, 30 ou 40 pontos e 24 tipos de combinações diferentes de acordo com
os níveis de tensão de entrada e os tipos de saídas.
TIPOS DE UNIDADES:
1747-L20 : 12E + 8 S
1747-L30 : 18E + 12S
1747-L40 : 24E + 16S
Possui um chassi para expansão com duas ranhuras para que possam ser
acoplados mais dois cartões digitais ou analógicos ou algum módulo de
comunicação compatíveis* (consultar System Overview pg.55).
Velocidade de varredura (Tempo de Scan ) 8ms/K instrução.
Capacidade de Memória : 1k instruções = 4k palavras = 8k bytes. Esta
memória tem backup por capacitor que retém o programa por menos 2
semanas, ainda possui uma bateria opcional e módulos de memória EEPROM
e UVPROM. Canal de comunicação com a rede DH485, mas não há a
possibilidade de enviar dados na mesma, o CLP Fixo somente recebe dados
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UNIDADE FIXA RACK
A2 C/02Cartões
1747 - PIC
de outros processadores. Para a alteração da tabela de dados no mesmo há a
possibilidade de se interligar um dispositivo da família DTAM ao mesmo.
Para se programá-lo utiliza-se o conversor DH485 para RS232, (1747 PIC ).
Nos processadores de 24 Vcc a entrada 0 é configurável como um contador de
frequências de até 8Khz.
Possui uma fonte 24Vcc para o usuário com capacidade de até 200 mA, nos
modelos com alimentação de 110/220 Vca.
Suporta todas as instruções das família SLC 500 exceto PID e MSG.
3.2.1 ARQUITETURA MODULAR
Engloba chassis, fontes, CPU'S, módulos de E/S, módulos de Comunicação,
módulos especiais e cabos para interligação.
FIGURA 3.2 Rack de expansão
3.3 TIPOS DE CHASSIS
Quatro tamanhos: 1746 A4,A7, A10,A13 com respectivamente 4,7,10 e 13
ranhuras.
Cada CPU ou ASB pode endereçar até 30 Slot's (ranhura ou trilho), a CPU ou
ASB ocupa a primeira ranhura do primeiro chassi nos demais chassis a
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FONTEUMA P/CADACHASSI
CPUouASB
MÓDULOS
CABO C7 ou C9
A PARTIR DO 2º CHASSI A 1º RANHURA É UTIL
primeira ranhura é disponível para um módulo de E/S, a ligação entre os
chassis é feita através de um simples cabo paralelo 1747-C7 ou C9 e
quantidade de chassis é limitada a 03 por CPU ou ASB.
3.3.1 FONTES
Existem 4 tipos de fontes para SLC500:
TABELA 3.1 Potência das fontes disponíveis
3.3.2 CPU'S
-Chave Rotativa da CPU:
Permite ao operador localmente alterar o modo de operação do controlador,
existem três modos: Remoto,programação e operação.
Programação PROG: Nesta posição o processador não atualiza os pontos de
E/S e permite alterar a tabela de dados do PLC. O led de PROC fica apagado.
Operação RUN: Nesta posição o processador executa o programa e atualiza os
pontos de E/S e permite-se também alterar a tabela de dados do PLC. O led de
PROC fica verde.
Remoto - REM: Nesta posição o processador permite uma alteração do modo
remotamente através de um terminal de programação.
Remoto Programação- REM PROG. Nesta posição o processador não atualiza
os pontos de E/S e permite alterar a tabela de dados do PLC. O led de PROC
fica apagado.
Remoto Operação REM RUN. Nesta posição o processador atualiza os pontos
de E/S . O led de PROC fica verde.
32
1746-P1
1746-P2
1746-P3
1746-P4
Tensão de Entrada
Correnteem 5 vcc
Corrente em 24 Vcc
Corrente em24Vcc p/Usu
110/220Vca
110/220Vca
24 Vcc
110/220Vca
2,0 A
5,0 A
3,6 A
10 A
0,46 A
0,96 A
0,87 A
2,88A
200 mA
200mA
1A
1746-P5 90-146 Vcc 5 A 0.96A 200 mA
Nota: Os modos de teste são possíveis através do software de programação.
3.3.3 MODELOS DE CPU'S
TABELA 3.2 Configuração básica de uma CPU
33
CÓDIGO DECATÁLAGO
MEMÓRIA
E/S LOCAL
E/S REM.
SCAN TÍP.
Temp.Exec.xic
5/05 5/02 5/03 5/04
1747 - L551 1747 - L552 1747 - L553
16K 32K 64K
960
32 palavras E 32 palavras S
0.9 ms/K
0.37us
1747 - L524
4K
480
32 palavras E 32 palavras S
4.8 ms/K
2.4 us
16K 32K 64K
1747 - L541 1747 - L542 1747 - L543
1747 - L531 1747- L532
8 K 16K
960 960
32 palavras E 32 palavras S
32 palavras E 32 palavras S
1ms/K 0.9 ms/K
0.44us 0.37us
3.3.4 LED'S DE DIAGNÓSTICO:
FIGURA 3.3 Identificação das comunicações das CPU
3.5 MÓDULOS DE ENTRADA E SAÍDA
Recomendações para fiação dos dispositivos de E/S se encontram nos
anexos.
3.5.1MÓDULOS DE E/S DISCRETA
Existem 34 módulos de 4,8,16 ou 32 pontos ou combinados ( Módulos de 4 ou
8 pontos não têm borneira destacável), isolação para placa de fundo de 1500 V
e potência de saída limitada a 1440 VA por módulo.
Módulos de saídas se apresentam sobre três tipos: saídas à relê, à Triac, à
transistor. As saídas à relê podem ser usadas em AC ou DC, a desvantagem
deste tipo de saída é chaveamento mais lento que o triac e a grande vantagem
é uma maior potência e maior qualidade no chaveamento. As Saídas á triac
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PROG
SLC 5/03RUN
FLT
BATT
FORCE
RS232
DH485
RUN REM
ENET
CANAL 1 : Pode ser DH485,DH+,eETHERNET TCP/IP (RJ45).
CANAL 0 : RS232PODE SER DF1 , DH485 ,ASCII
LED'S DE DIAGNÓSTICOO ESTADO DOS LED'S SE ENCONTRAM NOS ANEXOS
garantem um chaveamento mais rápido,mas são usadas somente em corrente
alternada.
As saídas à transistor são aplicadas em sistemas com tensão CC e baixa
potência.
Módulos de 32 pontos de entrada: IB32, IV32; Faixa de operação: 18 à 30 VDC
a 50ºC, 18 a 26,4 VDC à 60ºC. Consumo = 106 mA.
Módulos de 32 pontos de saída: OB32 , OV32: Faixa de operação: 5 à 50 VDC
a 60º C. Consumo = 452 mA.
Módulos de 32 pontos incluem Kit (conector + contatos) para montagem de
cabo (1746 N3), possui também cabo pronto opcional e terminal para
montagem em trilho DIN ( 1746 - C15 + 1492-RCM40).
Códigos de catálago:
* Módulos de Entrada. 1746 - I _ _ _
- A = 100/120 VAC.
- C = 48 VDC I/P
- M = 200/240 VAC.
- N = 24 VAC/VDC(sink).
- B = 24 VDC (sink).
- V = 24 VDC (source).
- TB = 24 VDC (sink),resposta rápida on-0,3 ms/ off-0,5 ms (tempo para
reconhecer o nível lógico).
- G = 5VDC (display TTL)
* Módulos de Saída. 1746 - O_ _ _
- A = 120/240 VAC
- AP12 = 120/240VAC 1A
- B = 24 VDC (source),tensão de operação de 10 à 50 volts.
- BP = 20.4 - 26.4 VDC (source)
- BP8 = 24VDC 2A O/P
- V = 24 VDC (sink)
- VP = 20.4 - 26.4 VDC (sink)
- G = 5 VDC (display)
- W = VAC/VDC (Relê)
- X = VAC/VDC (Relê) individualmente isolados.
35
Módulos Digitais de saída de alta corrente*
- OAP12 = 85 - 265VAC, Corrente por ponto 2A à 30º C , corrente de pico por
ponto: 17A por 25mseg.
- OBP8 = 20,4 - 26,4VDC , 8 pontos tipo sourcing ( 4 comuns ),corrente por
ponto 2A à 60º C , corrente de pico 4 A por 10mseg.
- OAP16 ( sourcing ) e OVP16 ( sinking ) = 20,4 - 26,4 VDC , 16 pontos por
comum / módulo, corrente por ponto: 1,5 A à 30ºC , corrente de pico por ponto
4,0 A por 10mseg.
- OC16 ( sinking ) = 30 - 55VDC 60ºC, 16 pontos por comum.
* Permitem uma maior abrangência de aplicações nas linhas automotivas,
empacotamento, manuseio de materiais pelo fato de controlar diretamente
solenóides, contatores, motores etc.
Com corrente contínua entre 1 e 2 A à 60ºC.
Módulos com proteção por fusível e diagnóstico de fusível queimado. Módulos
de saída AC tem 2 fusíveis removíveis( um para cada comum ) com proteção
contra curtos.
Tempo de desligamento para cargas indutivas com módulos 1746-OBP16 e
OVP-16 foram reduzidos em 70% em relação aos outros módulos.
Módulos Combinados:
1746 - IO4 - 2 entradas 120 Vac / 2 saídas à relê.
1746 - IO8 - 4 entradas 120 Vac / 4 saídas à relê.
1746 - IO12 - 6 entradas 120 Vac / 6 saídas à relê.
3.5.2 MÓDULOS ANALÓGICOS
Existem 7 módulos analógicos com 4 pontos de E/S diferenciais, resolução de
16 bits para as entradas e 14 bits para as saídas.
Todos os módulos possuem isolação para placa de fundo = 500 V
Módulos de entrada
Módulos de entrada para corrente ou tensão selecionáveis por ponto,módulos
para termopar/mV e RTD.
36
NI4 - 4 entradas diferenciais de V/I
NI8 - 8 entradas diferenciais de V/I
NT4 - 4 entradas para termopar.
NR4 RTD - 4 entradas para resistência.
Módulos Combinados
NIO4I - 2 entradas de V/I, 2 saídas de corrente.
NIO4V- 2 entradas de V/I, 2 saídas de tensão.
Módulos de saída
NO4I - 4 saídas de corrente
NO4V- 4 saídas de tensão
SLC FAST ANALOG *
Entradas Analógicas de alta velocidade
FIO4V - Tem saídas de 0-10v
FIO41 - Tem saídas de 0 a 20mA
* Entradas analógicas de alta velocidade ( 7khz , 3dB ), 2 Entradas e 2 saídas ,
outros cartões de entrada analógica são para 10 Hz.
3.5.3 MÓDULOS ESPECIAIS
1746 - HSCE:
É um módulo contador de alta velocidade com 1 canal, frequência de até 50
KHz, possui entradas para encoders de quadratura, pulso + direção ou pulso
up/down. É compatível com SLC 5/02 ou maior.
1746 - DCM:
É um módulo para ligar o SLC á Remote I/O aberta por um CLP 5.
1746 - BAS : MÓDULO BASIC.
Módulo usado para fazer a interface com computadores, modens, impressoras,
balanças e outros equipamentos, é programável em basic, protocolo DF1
incorporado, possui capacidade de cálculo de funções trigonométricas e ponto
flutuante e relógio de tempo real, portas RS 232, 422, 423, 485 e DH485.
Memória de 24KRAM.
37
1747- KE:
É um módulo para interface DF1/DH485. Se conecta ao SLC através do cabo
C13, usado para aplicações SCADA em programação e supervisão.
1747 – DSN:
É um módulo scanner para block I/O.
1770 - KF3 :
Interface DH485 / DF1, conecta o micro a rede DH485 utilizando protocolo
aberto DF1 sem sobrecarregar o micro e sem ocupar um slot no chassi. Usado
para programação e supervisão (SCADA).
1746 - HSTP1:
Módulo Controlador de motor de passos, fornece controle para um eixo para
aplicações micro-passos. Este módulo de ranhura simples opera com uma
ampla variedade de controladores SLC500 e encoders compatíveis. O usuário
pode programar o módulo para movimentos tanto incrementais quanto
absolutos, dependendo da aplicação, o módulo é programado com o software
de programação do SLC500.
1746 - HS :
O sistema de controle de movimento IMC110 é um módulo de servo
posicionamento de malha fechada mono-eixo que se conecta em uma ranhura
simples do SLC500. Quando utilizado com servo acionadores, motores e
encoders, o IMC110 torna-se componente chave de um eficiente sistema de
controle de movimento de baixo custo. A Linguagem de gerenciamento de
movimento (MML) e a Linguagem Gráfica de Controle de Movimento (GML),
fornecem duas ferramentas de programação offline de fácil uso, as quais
auxiliam na depuração e interface gráfica. O IMC 110 substitui métodos
mecânicos de controle de velocidade e posicionamento de máquinas. O
IMC110 orienta o movimento de um mono-eixo,ou haste,por meio de um
sequenciador pré-programado, enquanto monitora um encoder para
realimentação de posição.
1761 NET- AIC:
38
Módulo Stand Alone responsável pela conexão do CLP Micrologix 1000 na
rede DH485, usado também quando se necessita comunicar o SLC500 5 /04
na rede DH485, pode ser interface de programação para CLP’s conectados
em rede DH485 ou acesso à mesma através de modem.
1747 - SN:
Cria um Link de Remote I/O no SLC500 (5/02 ou maior), funciona em 57.6
Kbps( 3.000m), 115.2Kbps (1.500m) e 230.4 Kbps (750m). Suporta 4 Rack’s
lógicos numerados de 0 à 3. O módulo SN série B realiza funções do tipo
“block transfer” e suporta endereçamento complementar.
TABELA IMAGEM
1747 - SN RACK LÓGICO GRUPO
LOGICO
FIGURA 3.4 Identificação do bit na rack
1747 ASB :
Módulo adaptador de Entradas e saídas remotas, funcionalidade baseada na
serie C do Módulo 1771 - ASB , permite que os processadores SLC & PLC5
controlem módulos da família 1746.
Suporta endereçamento de 1/2, 1 e 2 Slot's e módulos discretos e especiais,
parâmetros de operação configurados através de DIP switches de oito posições
cada. Cada módulo ASB pode controlar até 30 módulos de qualquer tipo
utilizando cabo C7 ou C9 operando a 57.6, 115.2, e 230.4 Kbaud. Suporta I/O
complementar.
39
RACK LOGICO 0
RACK LOGICO 1
RACK LOGICO 2
RACK LOGICO 3
Grupo lógico 1
Grupo lógico 2
Grupo lógico 3
Grupo lógico 4
Grupo lógico 5
Grupo lógico 0
Grupo lógico 6
Grupo lógico 7
16 bits 16 bits
Palavra de Entrada
Palavra de Saída
Através das chaves miniseletoras pode-se definir: número do rack, número do
grupo lógico inicial, velocidade de transmissão, definição de chassis primário
ou complementar, se não estiver sendo utilizado chassi complementar, todos
os módulos 1747- ASB deverão ser configurados como complementar.
Mini Seletoras.
SW1 : Mini seletoras de 0 à 6 , Rack lógico inicial .
7 e 8 , Grupo lógico inicial.
SW2 : Miniseletoras 1,2 - Baud Rate ( velocidade de acordo com o tanto
3 - Chassi primário ou complementar.
4,5,6,7,8 : Total de grupos lógicos.
SW3 : 1 , Saídas permanecem no ultimo estado quando alguma falha
ocorrer.
2 , Reset automático da rede.
3 , Tempo de resposta de comunicação.
4 , Estabelece o ultimo chassi.
5 , 6 : Tipo de endereçamento 1 Slot, 2 Slot , ½ Slot.
7 , Endereçamento Discreto ou Block Transfer ( Módulos especiais
e analógicos ).
OBS: Para maiores informações sobre configuração das mini-seletoras utilize o
manual Remote I/O Adapter Module, publicação: 1747-NU002, cap 4.
1784 KR:
Placa compatível com IBM-PC para colocação do micro na rede DH485
1794 Flex I/O:
Equipamento Allen Bradley que possibilita a alocação das remotas junto ao
processo, economizando cabos para transmissão dos dados. Possibilita a
diminuição do tamanho do painel e do custo de instalação devido ao seu
tamanho reduzido. Montado em trilho DIN é composto de um módulo de
acoplamento de remotas "ASB" que é alimentado em 24 VDC,uma base onde
são instaladas as E/S discretas e analógicas. A cada ASB podem ser
conectados até 8 módulos, devido ao custo do ASB deve-se ligar o máximo de
módulos ao mesmo. Este equipamento tem a possibilidade de se poder trocar
os módulos com a processador energizado.
40
3.6 CONFIGURAÇÕES EM REDE E LIGAÇÕES PONTO A PONTO
A seguir apresentamos algumas configurações típicas da família SLC500.
Os procedimentos para interligação das redes bem como dispositivos se
encontram nos anexos.
3.6.1 PROGRAMAÇÃO PONTO A PONTO ( DF1 FULL DUPLEX)
FIGURA 3.5 Sistema simples de comunicação
41
PIC
RS232
CANAL 0
RS232
COM1COM2
5/03
3.6.2 CONFIGURAÇÃO EM REDE DH485
REDE DH485
DTAM-E DTAM-MICRO DATAM-PLUS SLC FIXO 1747L20 5/03 (Canal 1-DH485)
Canal 0 (RS 232 )
MODEM OU RADIO MODEM
5/02 OU SUPERIOR
SN
REMOTE I/O
ASB + I/O REMOTOS
FIGURA 3.6 Interconectividade de diversas rede.
42
PIC
1747 AIC 1747 AIC 1747 AIC
1747 AIC
PANELVIEW 550 PANELVIEW 900 PANELVEIW 1200 PANELVIEW 1400 VERSÃO R/IO
Cabo CD
Cabo C10
Cabo CP3
Cabo C10
Cabo CR Cabo C10
Cabo C10
Cabo C10
NETAIC
MICROLOGIX1000
Cabo CBLHM02
3.6.3 CONFIGURAÇÃO EM REDE ETHERNET / DH+ / DH485
REDE ETHERNET
PLC5 - 5/40E
REDE DH+
5/04.
1747-AIC
DH485 5/20B.
PANELVIEW 550
5/02 PROCESSOR OU SUPERIOR
COM MÓDULO 1747-SN 1771 ASB + I/O 1771 ( PLC5)
REMOTE I/0
FIGURA 3.7 Interconectividade com rede ethernet
43
NETAIC
5/05
CABO1761 CBL PM02
1761 - NET AIC
SN
Placa NE2000ou Similar.
SUPERVISÓRIO
Cabo CR
Cabo C10
Cabo C10
Cabo CD
Cabo CD
Transciever
3.6.4 CONTROL NET
FIGURA 3.8 Tela da rede control net
3.6.5 DEVICE NET
FIGURA 3.9 Tela da rede device net
44
3.7 ENDEREÇAMENTOS
3.7.1 ENDEREÇOS DE ENTRADAS E SAÍDAS.
Define-se como sendo CHASSI, o compartimento físico. Solta ranhura ou
trilho onde serão conectados os módulos e a CPU (sempre no slot 0). RACK
LÓGICO OU GAVETA ao conjunto de 8 grupos lógicos e um GRUPO LÓGICO
pode conter até 16 terminais de entrada e 16 terminais de saída ( 1 palavra de
entrada e uma palavra de saída ). RACK FÍSICO é o chassi onde serão
encaixados os módulos e CPU.
Considera-se ainda, k = Nº inteiro igual a 1024. Uma palavra é igual a 16 bits.
SLC 500 FIXO:
Os endereços de I/O para o "SHOEBOX" são fixos e dependem do modelo
utilizado por exemplo:
para a L20 : Entradas - I:0/00 à I:0/11
Saídas - O:0/00 à O:0/07
Os endereços encontram-se discriminados no chassi do CLP.
Para se endereçar o chassi de expansão: I:1 /__ ou O:1/__
3.7.2 SLC 500 MODULAR RACK LOCAL
I : 1 / 01
45
Nº SLOT 1 ou 2
NºdoBIT 00 à 15
Tipo I - Entrada O - Saída
Nº SLOT 01 à 30
Nº BIT 00 à 15
3.7.2.1 SLC500 MODULAR : RACK REMOTO.
Para configuração do módulo ASB considera-se 3 tipos de endereçamentos
de 1 slot ( cada slot corresponde a um grupo), 2 slot's (cada 02 Slot's
correspondem a um grupo) e 1/2 Slot (cada 1/2 Slot é um grupo . utilizado em
módulos de 32 pontos).
3.7.2.2 ENDEREÇAMENTO DE 1/2 SLOT
A cada 1/2 Slot contém um grupo lógico.
Este tipo de endereçamento é utilizado com cartões de 32 pontos.
CPU CARTÕES CHASSI - 1771 A4B
0 1 2 3 4 5 6 7 01 23 45 67 01 23 45 67 01 23 45 67
0 1 2 3
FIGURA 3.10 Disposição dos cartões para endereçamento
3.7.2.3 ENDEREÇAMENTO DE 1 SLOT
A cada 1 Slot contém um grupo lógico.
Este tipo de endereçamento é utilizado com cartões de 16 pontos.
CPU CARTÕES CHASSI - 1771 A4B
0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7
FIGURA 3.11 Disposição dos cartões para endereçamento
46
0 1
3.7.2.4 ENDEREÇAMENTO DE 2 SLOT
A cada 2 Slot contém um grupo lógico.
Este tipo de endereçamento é utilizado com cartões de 8 pontos.
CPU CARTÕES CHASSI - 1771 A4B
0 1 2 3 4 5 6 7
Rack 0
FIGURA 3.12 Disposição dos cartões para endereçamento
_______ : ______ ______ _____ / ____ ____
O: Saída Rack Lógico Grupo Bit 00 à 07 / 10 à 17.
I: Entrada
No módulo SN , considera-se dois tipos de endereçamentos. discreto e block
transfer.
FIGURA 3.13 Transferência / comunicação do CPL com imagens de entrada
47
PROCESSADOR SLC
1747 RIO SCANNER
M FILES
I/O IMAGE
.
.
FIGURA 3.14 Mapeamento a memoria
3.8 ARQUIVO “G”
Quando se utiliza o módulo SN deve-se configurar o arquivo G, este é baseado
nos dispositivos que você tem em sua rede remote I/O . Neste arquivo
configura-se o endereço de partida do dispositivo,o tamanho imagem do
dispositivo e o endereço físico do dispositivo no adaptador.
Não pode-se programar o arquivo “G” ON-LINE. Faz-se as mudanças em OFF
LINE e em seguida descarrega-se para ON-LINE Este arquivo consta de 5
palavras:
Word 0 :Setada automaticamente e não pode ser alterada.
Word 1:Endereço Lógico do dispositivo,consiste do rack lógico (0,1,2 ou 3)
e grupo lógico inicial (0,2,4 ou 6 ).
Word 2: Tamanho imagem do dispositivo.
48
SN
ASB
ASB
FONTE
1746 NI4
1746NO4I
M1 : 1 . 101 = 4 M1 : 1.102 =001
MO : 1 .101 = 4 MO : 1 .102 = 052
EXEMPLO:
Word 3: Endereço Lógico do dispositivo utilizando I/O Complementar ,consiste
do rack lógico (0,1,2 ou 3)e grupo lógico inicial (0,2,4 ou 6 ).
Word 4: Tamanho imagem do dispositivo no I/O complementar.
No software RSLogix pode-se configurar automaticamente o arquivo G.
3.9 TIPOS DE ENDEREÇAMENTOS - módulo SN.
Modo Discreto. (Módulos discretos)
e: número do slot do módulo SN.
Modo Block Transfer. ( Módulos Especiais e analógicos )
O módulo RIO SCANNER realiza transferências de block transfer direto e
aloca nos arquivos M0 e M1 do módulo SN.
Para BTW’s o M0 BT Buffer contém dados de controle da BTW e dados da
BTW enquanto que a correspondente M1 BT Buffer contém somente
informações de STATUS da BTW.
Para BTR’s,o M0 BT Buffer contém somente dados de controle da
BTR,enquanto uma correspondente M1 BT Buffer contém informações de
STATUS da BTR e dados da BTR . Os Block Transfer ocorrem
assíncronos as transferências discretas.
49
1 1
1 1 1 1 1
0 1 1 0
1 1 1 0
¼ Rack.
Rack Completo
½ Rack
¾ Rack.
ENTRADAS I : e . 0 até I : e. 31
SAIDAS O : e . 0 atè O : e. 31
Existem um total de 32 Block Transfer de controle e Status no M0 (saídas /
Controle ) e 32 Block Transfer de saídas e controle.
O Buffer de block Transfer consiste de:
* 3 BT, palavras de controle em um buffer de BT no arquivo MO.
* 4 BT, palavras de Status em um Buffer de BT no arquivo M1.
* 64 BT, palavras de BTW no arquivo M0 e 64 palavras de BTR no arquivo
M1.
Usa-se o arquivo M0, buffer de controle de BT para iniciar a block transfer
e o correspondente arquivo M1 para mostrar o Status da Block Transfer.
Os Buffers de BT consistem de 100 palavras nos arquivos M0 e M1 partindo
da palavra 100.
Por exemplo: BT Buffer 1 está no M0:e.100 e M1:e.100 ; o BT Buffer 2
está localizado no M0:e.200 e M1:e.200.
Todos os buffers de block transfer são zerados quando do inicio do ciclo de
ligação do CLP.
3.10 ARQUIVO M0: BLOCK TRANSFER OUTPUT / CONTROL BUFFERS.
Existem 32 Buffer de BT alocados no arquivo M0, estes buffers contém
informações de controle de BTR/BTW e saídas de dados da instrução
BTW.
M0 : e . x 00
e = numero de slot do módulo SN.
x = numero da BT. ( 1 À 32 )
- M0 : e . X 00 => BIT’S DE CONTROLE.
- M0 : e . X 01 => TAMANHO DA BT. 0 À 64.
- M0 : e . X 02 => ENDEREÇO ( RACK,GRUPO,SLOT ).
- M0 : e . X 03 => ATÉ 09 RESERVADO.
- MO : e . 10 ATÈ MO : e X 73 => LOCALIZAÇÃO DOS DADOS.
50
ARQUIVO M1 : BLOCK TRANSFER IMPUT / STATUS BUFFERS.
Existem 32 Buffer de BT alocados no arquivo M1, estes buffers contém
informações de STATUS de BTR/BTW e ENTRADAS de dados da
instrução BTR.
M1 : e . x 00
e = numero de slot do módulo SN.
x = numero da BT. ( 1 À 32 )
- M1 : e . X 00 => BIT’S DE CONTROLE.
- M1 : e . X 01 => TAMANHO DA BT. 0 À 64.
- M1 : e . X 02 => ENDEREÇO ( RACK,GRUPO,SLOT ).
- M1 : e . X 03 => ATÉ 09 RESERVADO.
- M1 : e . 10 ATÈ M1 : e X 73 => LOCALIZAÇÃO DOS DADOS.
( 0 À 63 ).
51
4. INTRODUÇÃO
Primeiro passo ao se conceber uma solução qualquer de automação é
desenhar a arquitetura do sistema, organizado seus elementos vitais: remotas
de aquisição de dados, PLCs, instrumentos, sistema de supervisão, etc. em
torno de redes de comunicação de dados apropriadas. A escolha da arquitetura
irá determinar o sucesso de um sistema em termos de alcançar os seus
objetivos de desempenho, modularidade, expansibilidade etc. As soluções irão
depender das limitações de cada projeto em particular. Existem vários pontos
que o projetista deve verificar ao iniciar o projeto.
O melhor é estabelecer um check list de pontos importantes a serem
verificados:
Quantas são as áreas de processo ?
Quais as distâncias entre as áreas ?
Qual o lay out da instalação industrial ?
Haverá uma sala de controle centralizada ou apenas púlpitos de comando
locais ?
Existe necessidade de um sistema de backup ? A que nível ?
Quais são as condições ambientais ?
Existe campo magnético intenso nas proximidades ? Existe interferência
eletromagnética ?
O cliente está familiarizado com novas tecnologia de redes de campo para
instrumentação, sensores e acionamentos ?
Existem sites fora da área industrial que devam ser conectados à planta ?
Escritório central, centros de distribuição, unidades remotas como britagens
móveis, instalações portuárias, etc. ?
Quais as necessidades dos dispositivos em termos da velocidade de
transmissão de dados ?
Qual a capacidade de expansão dos módulos prevista para os próximos anos ?
Existe preferência quanto ao atendimento aos padrões internacionais ou
preferência por redes proprietárias ?
Uma das arquiteturas mais praticadas é a que define duas hierarquias de
redes: uma rede de informação e uma rede de controle.
52
4.1 REDE DE INFORMAÇÃO
O nível mais alto dentro de uma arquitetura é representado pela rede de
informação. Em grandes corporações é natural a escolha de um backbone de
grande capacidade para interligação dos sistemas de ERP (Enterprise
Resource Planning), Supply Chain (gerenciamento da cadeia de suprimentos),
e EPS (Enterprise Production Systems). Este backbone pode ser representado
pela rede ATM ou GigaEthernet ou mesmo por uma Ethernet 100-BaseT,
utilizando como meio de transmissão cabo par trançado nível 5. Esta última
rede vem assegurando uma conquista de espaço crescente no segmento
industrial, devido à sua simplicidade e baixo custo.
4.1.1 REDE DE CONTROLE
Interliga os sistemas industriais de nível 2 ou sistemas SCADA aos sistemas de
nível 1 representados por CLPs e remotas de aquisição de dados. Também
alguns equipamentos de nível 3 como sistemas PIMS e MES podem estar
ligados a este barramento. Até dois anos atrás o padrão mais utilizado era o
Ethernet 10Base-T. Hoje o padrão mais recomendado é o Ethernet 100Base-T.
Quase todos os grandes fabricantes de equipamentos de automação já
possuem este padrão implementado.
53
FIGURA 4.1 Arquitetura de uma rede de duas camadas – Unifilar
As estações clientes se comunicam com seus servidores através da rede de
informação. As estações Servidores se comunicam com os CLPs através da
rede de controle. Do ponto de vista de segurança, é interessante isolar o
tráfego de controle do tráfego de informação através de equipamentos de rede.
Hoje o equipamento mais utilizado para este fim é o switch Ethernet e o padrão
mais utilizado é o 100Base- T. Além de evitar os problemas de divisão de
banda, típico da arquitetura barramento, o switch segmenta a rede. O switch
assegura a criação de uma rede Ethernet livre de colisões. Esta nova
concepção de rede é denominada de rede Ethernet Industrial.
54
FIGURA 4.2 Arquitetura de uma rede de duas camadas (figura incluindo
equipamentos de rede)
4.2 EQUIPAMENTOS DE INTEGRAÇÃO DE REDES
Repetidor (Repeater): Dispositivo não inteligente que simplesmente copia
dados de uma rede para outra, fazendo que as duas redes se comportem
logicamente como uma rede única. São usados para satisfazer restrições
quanto ao comprimento do cabo, por exemplo.
Distribuidores de conexão (Hubs): Servem para conectar os equipamentos que
compõem uma LAN. Os equipamentos interligados a um hub pertencem a um
mesmo segmento de rede, isto é os usuários do hub dividem a largura da
banda. Se tivermos 10 usuários em um segmento de 100Mbps, cada usuário
usufruirá em média de 10Mbps de banda de passagem. Cada hub possui de 4
a 24 portas 10Base-T com conectores RJ-45.
Ponte (Bridge): Segmenta uma rede local em sub-redes com o objetivo de
reduzir tráfego ou converter diferentes padrões de camadas de enlace
(Ethernet para Token Ring por exemplo)
Roteador (Router) Usado para interligar duas redes que possuem a mesma
camada de transporte, mas camadas de rede diferentes. Os roteadores
55
decidem sobre qual caminho o tráfego de informações (controle e dados) deve
seguir.
Comporta (Gateway) Usado para dar acesso à rede a um dispositivo não OSI.
Switch. São os dispositivos de mais amplo espectro de utilização, para
segmentar a rede a baixo custo, sem necessidade de roteamento. Sua maior
limitação está em não permitir broadcasting entre segmentos.
FIGURA 4.3 Outras formas de representação dos equipamentos de rede
FIGURA 4.4 Conexão entre redes
56
FIGURA 4.5 Uso de gateway
4.3 ARQUITETURA DE REDE ÚNICA
As redes de controle e informação também podem estar fundidas em uma rede
única. Esta topologia apresenta os seguintes inconvenientes:
O tráfego na rede de controle é de natureza diversa do tráfego na rede de
informação, caracterizando-se por mensagens curtas e muito freqüentes. O
tráfego da rede de informação é em geral representado por arquivos maiores
transmitidos com baixa frequência. Os requisitos de performance e segurança
das duas redes também são diferentes. Embora este tipo de topologia seja
muito utilizado, a topologia anterior é mais recomendada por segmentar cada
tipo de tráfego.
FIGURA 4.6- Barramento único
57
4.4 REDES PROPRIETÁRIAS
Apesar da rede Ethernet ser hoje a preferida da área industrial muitas redes
proprietárias de concepção mais antigas são ainda muito usadas. Por exemplo
a rede DH+ (Data Highway plus) da Rockwell.
FIGURA 4.7 Exemplo de rede proprietária de nível 1: Remote IO da Rockwell
4.5 ARQUITETURA DE UM SDCD
Os SDCDs tradicionais se caracterizavam por um elevado nível de
redundância: redundância de servidores, redundância de rede de comunicação
de dados, de cartões de entrada e saída, etc. Além disso, possui sofisticados
algoritmos de diagnóstico, que permitem localizar o cartão defeituoso a partir
da console de operação. OS cartões de E/S com defeito podem ser trocados a
quente.
58
FIGURA 4.8 Configuração de um SDCD
4.5.1SISTEMAS HÍBRIDOS
Atualmente os SDCDs têm um sucesso peso leve. Conhecido como sistema
híbrido, este novo sistema alia a versatilidade e performance de um SDCD com
o baixo custo de uma solução SCADA + CLP. São exemplos desta classe de
sistema o INDUSTRIALIT (OPERATEIT/ CONTROLIT) da ABB, o Plant Web da
Emerson e o PSC7 da Siemens.
FIGURA 4.9 Sistema híbrido da ABB com rede Profibus redundante
59
4.5.2 REQUISITOS DESEJADOS PARA A ARQUITETURA
Ao se fazer um projeto de automação, estamos interessados em requisitos de
desempenho tais como:
4.5.2.1 REDES DE SENSORES E COMANDOS
1. Baixo tempo de varredura para leitura cíclica de todos os dispositivos em
rede.
2. Determinismo no tempo.
3. Exigência para algumas aplicações de uma rede com topologia em anel com
elf-healing ou outro tipo de redundância, de tal forma que um cabo partido não
interrompa todo o circuito.
4. Capacidade de comandar vários dispositivos sincronamente (multicasting,
bbroadcasting).
5. Capacidade de expansão futura.
6. Obediência a padrões internacionais (padrão aberto).
7. Facilidade de aquisição de instrumentos de múltiplas fontes.
8. Possibilidade de utilização de meio óptico para uso externo, fora das salas
elétricas.
9. Disponibilidade de sensores/atuadores do tipo desejado na aplicação dentro
da tensão desejada (média tensão/ baixa tensão).
No caso de uma aplicação de CCM inteligente, o número máximo de nós
suportados e o tempo máximo de resposta são quesitos de máxima
importância.
4.5.2.2 REDES DE DADOS (INFORMAÇÃO E CONTROLE)
1. Padrão internacional e de fato (Ethernet 100Base-T é a melhor referência).
2. Alto desempenho medido pela velocidade de transmissão.
3. Capacidade de expansão futura
4. Possibilidade de uso de fibra ótica
5. Possibilidade de adição de redundância.
60
4.6 REDES DE CAMPO
Os CLPs são usados para ler os sensores discretos ou digitais e os valores dos
instrumentos analógicos. Caso uma rede digital não seja usada, os sinais de
campo serão conectados aos cartões de entrada e saída dos CLPs. Os sinais
discretos são codificados na faixa de 0 a 24VCC ou 0-110VAC ou 0-220VAC.
Já os sinais analógicos são geralmente codificados na faixa de 0 a 20 mA ou
de 0-10V.
Redes digitais:
Outra alternativa é o uso de uma rede digital de instrumentos e sensores. Este
tipo de rede atende pelo nome genérico de fieldbus ou barramento de campo.
Na verdade, devemos dividir estes tipos de rede em 3 tipos diferentes:
Redes de sensores ou Sensorbus - são redes apropriadas para interligar
sensores e atuadores discretos tais como chaves limites (limit switches),
contatores, desviadores, etc. São exemplos de rede Sensorbus: ASI da
Siemens, Seriplex, CAN e LonWorks.
Redes de Dispositivos ou Devicebus - são redes capazes de interligar
dispositivos mais genéricos como CLPs, outras remotas de aquisição de dados
e controle, conversores AC/DC, relés de medição inteligentes, etc.
Exemplos: Profibus-DP, DeviceNet, Interbus-S, SDS, LonWorks, CAN,
ControlNet, ModbusPlus.
Redes de instrumentação ou fieldbus - São redes concebidas para integrar
instrumentos analógicos no ambiente industrial, como transmissores de vazão,
pressão, temperatura, etc, válvulas de controle, etc.
Exemplos:
IECSP50-H1, HART, WorldFIP, Profibus-PA.
Padronização internacional
Hoje o standard Fieldbus está padronizando 8 famílias de redes:
Tipo Nome Comercial
1 Fieldbus (mesmo que ANS/ISA S50.01)
2 ControlNet
3 Profibus
4 P-NET
61
5 Fieldbus Foundation HSE
6 SwiftNet
7 WorldFIP
8 Interbus
Existe forte tendência de todas estas redes venham a utilizar a Ethernet como
plataforma básica num futuro próximo e que adotem forte orientação a objetos
através de blocos de função padrões.
FIGURA 4.10 Tipos de redes de campo segundo ARC
4.6.1 FAIXA DE APLICAÇÃO DE REDES
FIGURA 4.11 Faixa de atuação das redes de campo segundo ARC
62
O quadro a seguir compara as principais redes de campo quanto às suas
características fundamentais.
FIGURA 4.12 Arquitetura de sistema de automação mostrando redes de
instrumentos Fieldbus.
FIGURA 4.13 Uso de Redes de Instrumentos de Campo – Foundation Fieldbus
63
O tempo de resposta da rede depende de vários fatores, entre eles: a
velocidade de transmissão dos dados, que pode ser função do comprimento da
rede, do número de nodos instalados, do tamanho e natureza dos bloco de
dados, etc. Os fabricantes oferecem gráficos e tabelas que nos permitem
estudar o desempenho de uma rede para uma determinada aplicação.
Exemplo:
O gráfico abaixo mostra o desempenho de um anel ou segmento da rede
Modbus Plus. Para se obter um tempo de resposta inferior a 200 ms, para
transmissão de 400 registros por transação, o número máximo de dispositivos
na rede deve ser 12. Qual o número máximo de dispositivos para a
transmissão de 150 registros por transação, com o mesmo tempo de resposta?
FIGURA 4.14 Desempenho da rede Modbus Plus
64
FIGURA 4.15 Arquitetura típica de uma rede de automação de múltiplas
camadas
TABELA 4.1 Comparação das redes de campo:
65
5. CONCEITOS DE REDES INDUSTRIAIS
A automação industrial vem a vários anos tentando substituir o velho padrão de
corrente 4-20mA, por um sistema de comunicação serial. As redes industriais
apresentam como grande vantagem a redução significativa de cabos de
controle e seus acessórios (bandejamento, leitos, eletrodutos, conectores,
painéis, etc) que interligam os elementos de campo ao sistema
controlador (PLC). A redução também é muito significativa no projeto e na
instalação, pois com menos cabos, diminui-se o tempo de projeto e dos
detalhes de encaminhamento dos cabos. Na instalação inicial o tempo também
é reduzido na mesma proporção, pois menos cabos serão lançados e painéis
de rearranjo não serão mais necessários e menos conexões serão realizadas.
Do ponto de vista da manutenção, ganha-se a medida que o sistema fornece
mais informações de status e diagnósticos, mas por outro lado requer-se
pessoal mais qualificado e treinado para compreender e utilizar os recursos
disponíveis.
66
A figura abaixo ilustra a forma tradicional de interligação dos dispositivos de
campo com o seu controlador, em comparação com os dispositivos ligados em
rede e distribuídos no campo.
FIGURA 5.1 Menor quantidade de cabos nos PLC’s em rede
Tradicional :
Cada dispositivo conectado individualmente ao controlador
Tendência:
Dispositivos ligados em rede com o controlador
Existe também uma tendência de todos os dispositivos serem inteligentes e
poderem se comunicar com a rede, principalmente devido a crescente redução
dos custos dos componentes microcontrolados.
Por outro lado nem sempre a distribuição total da inteligência nos elementos
básicos tais como: sensores, chaves, sinaleiros, relés, etc; é interessante; pois
pode-se optar por módulos I/O inteligentes que concentram as informações de
vários elementos básicos principalmente de I/O digitais reduzindo o tráfico na
rede.
5.1 TIPOS DE COMUNICAÇÃO SERIAL
Neste tópico apresentaremos uma breve descrição dos tipos de comunicação
mais comuns utilizados em troca de dados serialmente. O tipo de comunicação
define a conexão entre os equipamentos e a maneira como é feita a troca das
informações no que se diz respeito ao caminho percorrido pelos dados.
67
5.1.1- POINT-TO-POINT
Na comunicação ponto a ponto a troca de dados é feita diretamente entre os
dois elementos, sem a necessidade de um “gerenciador”. Sendo amplamente
empregada em equipamentos autônomos, que normalmente realizam suas
tarefas sozinhos, mas necessitam de configuração ou dados para manipulação,
como exemplo podemos citar: um computador e o mouse, um inversor de
frequência e seu configurador, transmissor de pressão e seu configurador Hart,
etc. No exemplo abaixo, a comunicação ponto a ponto é utilizada por um
sensor que envia dados para um controlador e um analisador.
FIGURA 5.2 Ligação ponto a ponto
5.1.2 MASTER-SLAVE
A comunicação Mestre / Escravo, amplamente utilizada, possui um mestre para
gerenciar a comunicação, e tem como função solicitar e receber os dados e
comandos. Os outros participantes da rede conhecidos como escravos, que
nunca iniciam uma comunicação e respondem com dados para o mestre, que
mantém uma lista de todos os escravos presentes na rede e rotineiramente
solicita para cada escravo a troca de dados.
Esta forma de comunicação é uma das mais utilizadas, mas nem sempre é a
mais adequada pois como em uma rede industrial controlando módulos de I/O,
mensagens repetitivas e desnecessárias poluem o tráfico na rede.
68
fiFIGURA 5.3 Ligação mestre/escravo
5.1.3 MULTI-MASTER
A rede Multimestre é prevista por vários protocolos de comunicação, mas com
pouca aplicação em redes industriais. Oferece como vantagem a possibilidade
de dois mestres utilizarem o mesmo meio físico, mas na prática poucos
protocolos permitem a troca de dados de um escravo para os dois mestres,
sendo que o comum neste tipo de configuração é cada mestre possuir seu
conjunto de escravos.
FIGURA 5.4 Ligação multi mestre
5.1.4 PRODUCER-CONSUMER
As redes Produtor-Consumidor suportam os três métodos de comunicação
expostos anteriormente: ponto-a-ponto, mestre-escravo e multimestre. Do
ponto de vista prático, esta forma de comunicação é mais flexível, pois
69
dependendo da natureza da informação a ser trocada pode-se optar pela forma
mais adequada, otimizando o barramento no que diz respeito ao trafego. A
rede DeviceNet utiliza este conceito e aplica as várias formas de comunicação
dependendo da função a ser realizada pelos equipamentos. Outra grande
vantagem disponível na rede Produtor-Consumidor é a possibilidade de uma
informação ser gerada e distribuída por qualquer equipamento da rede, como
aplicação prática deste principio pode-se observar um configurador da rede que
envia parâmetros de configuração para um equipamento qualquer da rede.
Exemplo: configuração de um inversor de frequência, definição do tipo de
entrada em um módulo analógico de I/O, etc.
^FIGURA 5.5 Ligação Produtor consumidor
5.2 MÉTODOS DE COMUNICAÇÃO
O tipo de comunicação define basicamente os equipamentos que participam da
troca de dados, e o método define a forma com que as informações
(mensagens) serão trocadas. A rede DeviceNet admite os seguintes métodos:
FIGURA 5.6 Troca de informações com os equipamentos
70
5.2.1 POLLED MESSAGE
O mestre gera uma mensagem de comando direcionada a um determinado
escravo (ponto-a-ponto), transmitindo também dentro da mensagem os dados
específicos para este escravo, tais como: comando on / off para a saídas de I/O
ou dados para um display, etc. A resposta do escravo é direcionada ao mestre
e também inclui seus dados. O mestre irá gerar uma mensagem para cada
escravo configurado com a comunicação Polled e acolherá a resposta de
todos.
FIGURA 5.7 Comunicação Polled message
5.2.2 STROBED MESSAGE
O mestre transmite uma mensagem tipo mult-cast para todos os escravos
configurados como Strobed, além de um bit de comando para cada um, junto
com a instrução. Os escravos respondem em seguida.
FIGURA 5.8 Comunicação strobed message
71
5.2.3 CYCLIC MESSAGE
Tanto o mestre como os escravos podem gerar uma mensagem cíclica, a
intervalos de tempo pré-estabelecidos, com o comando ou dado a ser enviado.
Pode ser aplicado para sinais mais lentos como medição de temperatura, onde
a leitura do dado duas vezes por segundo, traz o mesmo efeito prático do que a
temperatura ser lida dezenas de vezes por segundo.
FIGURA 5.9 comunicação cyclic message
5.2.4 CHANGE OF STATE MESSAGE
A comunicação change of state ou mudança de estado, é uma das mais
eficientes para leitura de entradas digitais, as mensagens são transmitidas da
mesma maneira que a cíclica, só que geradas a partir de uma alteração de I/O.
Na maioria das aplicações com sinais on / off de: sensores de proximidades,
chaves fim de curso, contatos auxiliares e botoeiras, enviariam sinais somente
quando houvesse alteração, reduzindo o tráfico da rede com mensagens iguais
e repetidas dezenas de vezes por segundo.
O protocolo prevê ainda que se após alguns milisegundos quando não houver
alteração das entradas, uma nova mensagem é enviada ao scanner para
identificar que o equipamento de campo continua funcionando na rede. Este
tipo de comunicação é especialmente indicada para redes com muitos sinais,
visando reduzir o tempo de scan da rede.
72
FIGURA 5.10 Comunicação change of state message
73
6- REDE DEVICENET
A rede DeviceNet é uma rede de baixo nível que proporciona comunicações
utilizando o mesmo meio físico entre equipamentos desde os mais simples,
como sensores e atuadores, até os mais complexos, como Controladores
Lógicos Programáveis (PLC) e microcomputadores.
A rede DeviceNet possui o protocolo aberto, tendo um número expressivo de
fornecedores de equipamento que adotaram o protocolo. A ODVA (Open
DeviceNet Vendor Association - www.odva.org), é uma organização
independente com objetivo de divulgar, padronizar e difundir a rede DeviceNet
visando seu crescimento mundial.
A rede DeviceNet é baseada no protocolo CAN (Controller Area Network),
desenvolvido pela Bosh nos anos 80 originalmente para aplicação
automobilística. Posteriormente adaptada ao uso industrial devido ao excelente
desempenho alcançado, pois em um automóvel temos todas características
críticas que se encontram em uma indústria, como: alta temperatura, umidade,
ruídos eletromagnéticos, ao mesmo tempo que necessita de alta velocidade de
resposta, e confiabilidade, pois o airbag e o ABS estão diretamente envolvidos
com o risco de vidas humanas.
O protocolo CAN define uma metodologia MAC (Controle de Acesso ao Meio) e
fornece como segurança um checagem CRC (Vistoria Redundante Cíclica),
que detecta estruturas alteradas e erros detectados por outros mecanismos do
protocolo. A rede DeviceNet é muito versátil, sendo utilizado em milhares de
produtos fornecidos por vários fabricantes, desde sensores inteligentes até
interfaces homem-máquina, suportanto vários tipos de mensagens fazendo
com que a rede trabalhe da maneira mais inteligente.
6.1 MEIO FÍSICO
O meio físico da rede DeviceNet utiliza dois pares de fios, um deles para a
comunicação e o outro para alimentação em corrente contínua dos
equipamentos.
Os sinais de comunicação utilizam uma técnica de tensão diferencial para
reduzir o efeito de indução e ruídos eletromagnéticos. A alimentação em
74
corrente contínua é de 24V, o que prove proteção aos instaladores contra
acidentes.
FIGURA 6.1 Conexão da fonte na rede
6.2 TOPOLOGIAS
Topologia é o termo adotado para ilustrar a forma de conexão física entre os
participantes da rede, e exigem vários tipos mas nem todos são aplicáveis a
rede
6.2.1BRANCH LINE
É a configuração básica da rede DeviceNet, onde existe um cabo principal,
também chamado de linha tronco, e derivações que podem ser efetuadas por
conectores ou caixas de distribuição, utilizando-se cabo de menor secção para
as derivações.
FIGURA 6.2 Conexão da rede em modo branch line
75
Existe um limite no comprimento do cabo tronco, juntamente com um limite
pequeno para as derivações e também um limite geral que compreende a
soma do comprimento de todas as derivações.
6.2.1.1 TREE
A topologia em arvore pode ser executada utilizando-se caixas de distribuição
onde o troco principal da rede entra e sai, e as derivações são interligadas aos
equipamentos.
FIGURA 6.3 Conexão de rede em modo tree
Não existe um limite para o número de derivações, mas somente um máximo
de estações ativas que se comunicam na rede.
6.2.1.3 LINE
Nada impede que o cabo principal da rede entre e saia dos equipamentos
formando uma rede em linha, mas deve-se atentar para o detalhe que na
necessidade de substituição de um equipamento causará a interrupção dos
outros equipamentos subsequentes.
76
FIGURA 6.4 Conexão da rede em modo line
6.1.2.4 STAR
Esta aplicação não é permitida, além do que não tem muita aplicação prática,
pois não elimina a conexão de cada equipamento ao PLC
FIGURA 6.5 Conexão da rede em modo star
6.1.2.5 RING
Também não é permitida a implementação da rede DeviceNet em anel, pois a
forma de propagação dos sinais digitais na rede necessita de terminadores.
77
FIGURA 6.6 Conexão da rede em modo ring
6.1.2.6 NÚMEROS DE ESTAÇÕES ATIVAS
A rede DeviceNet pode ter 64 equipamentos ativos, que utilizam o barramento
para se comunicar, endereçados de 0 a 63.
Ressaltamos que este número significa 64 equipamentos com comunicação
CAN ligados ao mesmo meio físico.
No entanto deve-se observar que as caixas de derivação não ocupam nenhum
endereço na rede e os módulos de I/O, muitas vezes independentemente do
número de entrada e saídas ocupa somente um endereço.
FIGURA 6.7 Endereçamento de nos da rede
Sugerimos a utilização de no máximo 61 equipamentos e deixar os seguintes
endereços livres ao se fazer um novo projeto:
• 0 para o scanner;
• 62 para a interface microcomputador-rede
78
• 63 para novos equipamentos que venham a ser inclusos
Nota: segundo os padrões DeviceNet os equipamentos novos saem de fábrica
com o endereço 63.
6.2 NÚMERO DE REDES POR PLC
Quando existe a necessidade da instalação de mais do que 64 estações ativas,
pode-se utilizar mais scanners, mas existem os seguintes fatores limitantes:
FIGURA 6.8 Divisão de instrumentos entre redes
6.2.1 MEMÓRIA DISPONÍVEL
Normalmente é o principal limitante. A maneira como a CPU faz a leitura da
rede através do scanner, é variável conforme o fabricante/família do
equipamento, porém, basicamente é a memória da CPU um dos limitantes,
pois cada equipamento da rede ocupa um espaço da memória, similarmente ao
que ocorre com os cartões de I/O convencional;
6.2.2 RACK
Existem determinados fabricantes que fornecem PLC’s com um rack para um
determinado número de cartões, e caso todos os slots estejam ocupados, para
expandir há a necessidade de troca/expansão do rack. Outra interface utilizada
ao invés do scanner são placas ligadas diretamente ao micro, e neste caso o
limitante é o número de slots livres.
79
6.2.3 TEMPO DE RESPOSTA
Quanto maior o número de I/O que o PLC deve fazer a varredura, maior o
tempo de processamento das informações, portanto este também é outro
limitante, principalmente em processos onde exista a necessidade de
velocidade na leitura/processamento/ação. Como foi citado anteriormente,
dependendo do método de comunicação do equipamento de campo, são
gerados maiores ou menores tempo de varredura, assim como também varia o
tamanho do pacote de informações a serem trocados entre equipamento de
campo/scanner. Concluímos que não existe regra prática para se determinar o
tempo de varredura da rede, devendo prevalecer o bom senso analisando os
instrumentos ligados a rede; sinais on/off normalmente não degradam o tempo
de resposta, e normalmente não acarretam restrições no número de
equipamentos, mas já os instrumentos que tem a comunicação “pesada”, como
IHM (Interface Homem-Máquina) e/ou inversores, o número de equipamentos
na rede deve ser reduzido.
6.2.4 TAXA DE COMUNICAÇÃO
A taxa de comunicação é a velocidade com que os dados são transmitidos no
barramento da rede, e quanto maior a velocidade, menor é o tempo de
varredura da rede, mas em contra partida menor é o comprimento máximo dos
cabos. A tabela abaixo apresenta as três velocidades de transmissão
possíveis:
Na grande maioria das aplicações, a velocidade ideal é de 125 kbit / s pois gera
a melhor relação custo/benefício, devido a possibilidade da instalação de mais
80
equipamentos, pois permite o maior comprimento de cabo possível. A taxa de
transmissão pode ser configurada via hardware (chaves dipswitch) ou via
software, normalmente da mesma forma que o endereço DeviceNet.
Importante: Em uma mesma rede DeviceNet, todos os equipamentos devem
estar configurados para a mesma taxa de comunicação, caso contrário se
houver algum equipamento configurado em outra taxa de comunicação
provavelmente irá interromper o funcionamento de toda a rede.
6.3 CABOS DEVICENET
Os cabos para redes DeviceNet possuem dois pares de fios, um para
alimentação 24Vcc e outro para a comunicação digital. São normalizados e
possuem especificações rígidas que garantem o funcionamento da rede nos
comprimentos pré-estabelecidos. A especificações determinam também as
cores dos condutores, que seguem a tabela abaixo para sua identificação:
6.3.1 COMPOSIÇÃO DO CABO REDONDO
O cabo DeviceNet redondo é composto por um par de fios de alimentação
24Vcc (VM e PR) envolvido por uma fita de alumínio, e um par de fios para
comunicação (BR e AZ) também envolvido por uma fita de alumínio. Existe
também um fio de dreno (sem capa plástica), que está eletricamente conectado
a malha trançada externa do cabo, que cobre 65% da superfície.
81
FIGURA 6.9 Cabo device net
6.3.2 CABO GROSSO
O cabo DeviceNet grosso, também conhecido como Trunk Cable, possui um
diâmetro externo de 12,5mm, com caa de PVC ou em casos especiais em PU.
Observe que devido a formação e o diâmetro externo, o cabo é pouco flexível e
dificulta as manobras.
FIGURA 6.10 Cabo device net utilizado na linha tronco
6.3.3 CABO FINO
O cabo DeviceNet fino, também conhecido como Thin or Drop Cable, possui
um diâmetro externo de 7mm, com capa de PVC ou em casos especiais em
PU. Devido ao menor diâmetro, o cabo fino possui uma manobrabilidade maior,
mas ainda requer alguns cuidados.
FIGURA 6.11 Cabo device net utilizado nas derivações
82
6.3.4 CABO FLAT
O cabo DeviceNet Flat, possui dimensões de 5,3mm de espessura por 19,3mm
de largura e foi desenvolvido para ser utilizado com conectores especiais, que
utilizam a técnica de perfuração, onde pinos condutores perfuram a isolação do
cabo e conectam-se aos condutores. Nota: os cabos flats não possuem
blindagem e nem dreno, e devem ser lançados em leitos de cabos separados
dos cabos de potência.
FIGURA 6.12 Cabo device net ( cabo flat)
2.7.5 - Características dos Cabos:
A tabela abaixo apresenta as características básicas dos cabos DeviceNet.
TABELA 6.1 Características dos cabos device net.
6.3.5 COMPRIMENTO DOS CABOS
A tabela abaixo apresenta os comprimentos máximos dos cabos em função da
taxa de comunicação adotada para a rede, observe que quanto maior o cabo
maior sua indutância e capacitância distribuída que atenua o sinais digitais de
comunicação:
83
TABELA 6.2 Taxa de transmissão x Comprimento
Os limites nos comprimentos dos cabos foram tecnicamente determinados e
normalizados e devem ser rigorosamente respeitados, para que haja garantia
do funcionamento adequado da rede. Se os limites forem extrapolados, a rede
pode inicialmente funciona, porém, intermitentemente podem ocorrer quedas
na comunicação devido a transitórios e instabilidades devido ao baixo nível no
sinal diferencial de comunicação e desta forma devemos tomar o máximo
cuidado desde o projeto até a instalação.
7 PROJETO DE REDES DEVICENET
A instalação de redes sem um pré-projeto, levam a frustrantes resultados
operacionais, quando funcionam, e muitas vezes de difícil correção, pois
normalmente os fundamentos básicos não foram observados.
A rede DeviceNet, bem como as demais redes industriais dependem de um
projeto antecipado, onde todas as condições de contorno são avaliadas. Abaixo
citamos os principais tópicos que devem ser analisados:
Nos próximos itens estaremos avaliando um projeto através de um exemplo
prático da instalação de uma rede com monitores de válvulas como um único
equipamento de campo para facilitar os cálculos. O monitor de válvulas é um
instrumento muito utilizado em rede e possui duas entradas digitais que
sinalizam o estado aberto e fechado da válvula e através de uma saída aciona
uma válvula solenóide que comanda a abertura da válvula. Estamos supondo
que o monitor é alimentado pela rede DeviceNet e consome 0,5A, mas na
84
prática a avaliação da corrente de consumo deve ser utilizada como o valor real
de cada um dos instrumentos presentes na rede.
7.1 COMPRIMENTO DOS CABO
Nos exemplos a seguir estamos considerando que a rede irá operar na taxa de
125KBits/s e os limites dos cabos de acordo com a tabela 6.1
7.1.1 COMPRIMENTO DO CABO GROSSO
No exemplo abaixo totalizou-se 486m o que atende os requisitos para a
velocidade de 125KBits/s (até 500m).
7.1.2 COMPRIMENTO DO CABO FINO
Para o cabo fino deve-se fazer duas avaliações:
7.1.2.1 COMPRIMENTO DAS DERIVAÇÕES
FIGURA 7.1 Comprimento a linha tronco
O comprimento máximo para as derivações é de 6m independentemente da
taxa de comunicação selecionada para a rede, o que o nosso exemplo está
atendendo.
85
FIGURA 7.2 Comprimento da linha de derivações.
7.1.2.2 SOMA DAS DERIVAÇÕES
Outro ponto limitante é a soma de todas as derivações, que não deve
extrapolar os valores apresentados na tabela 2.8, e no caso do exemplo acima
também se enquadra no previsto para a rede de 125KBits/s.
7.1.3 LINHA TRONCO
A linha tronco da rede DeviceNet pode ser implementada com o cabo grosso
com seu comprimento máximo limitado em função da taxa de comunicação,
conforme a tabela 2.8, ou ainda pode ser implementada com o cabo fino onde
seu comprimento máximo deve ser 100m independentemente da taxa de
comunicação. É possível ainda a utilização do cabo flat, mas deve-se evitar seu
encaminhamento próximo a outros cabos que possam gerar indução
eletromagnética.
7.1.4 DERIVAÇÕES
As especificações da rede DeviceNet não permitem a utilização de cabo grosso
nas derivações, mas dependendo do carregamento e comprimento da rede é
86
até possível sua utilização, mas lembramos que a rede estará fora das
especificações originais.24m < 156m
7.2 QUEDA DE TENSÃO
Imprescindível na implementação de uma rede DeviceNet é a avaliação da
queda de tensão ao longo da linha, que é ocasionada pela resistência ôhmica
do cabo submetida a corrente de consumo dos equipamentos alimentados pela
rede. Quanto maior o comprimento da rede, maior o número de equipamentos
e mais elevado o consumo dos instrumentos de campo, mais elevadas serão
as quedas de tensões podendo inclusive não alimentar adequadamente os
mais distantes. Outro ponto a considerar é o posicionamento do fonte de
alimentação na rede, que quanto mais longe do centro de carga maior será a
queda de tensão. Segundo as especificações da rede DeviceNet admiti-se uma
queda de tensão máxima de 4,65V, ou seja, nenhum elemento ativo deve
receber uma tensão menor do 19,35V entre os fios VM e PR. Lembramos no
entanto, de que na prática a restrição é maior ainda, pois normalmente as
cargas ligadas aos módulo de saída on / off normalmente admitem uma
variação de 10%, ou seja não poderiam receber tensão menor do que 21,6V.
Existem alguns meios para esta avaliação, e o primeiro seria medir as quedas
em todos os equipamentos ativos com a rede energizada e todas as cargas
ligadas, lembramos que esta não é a melhor forma de se analisar o problema
pois as modificações implicam normalmente em mudanças na instalação já
realizada. Outros meios como: gráficos, programas de computador estão
disponíveis, mas para uma análise precisa sugerimos o cálculo baseado na lei
de ohm.
7.2.1 CÁLCULO DAS CORRENTES
Para se determinar qual o valor de tensão que irá chegar aos equipamentos de
campo, primeiramente devemos determinar as correntes nos trechos dos
cabos, baseado na corrente de consumo dos equipamentos e pela lei de
Kirchoff: “A somatória das correntes que chegam em um nó é igual a somatória
das correntes que saem do mesmo”.
87
FIGURA 7.3 Verificação das correntes nos trechos da rede
Analisando-se os diversos pontos ( nós ) obtemos as correntes descritas
abaixo e indicadas na figura anterior:
Note que iniciamos o levantamento pelo ponto mais distante da fonte, pois para
determinarmos o valor de corrente que deve chegar em cada nó temos que
saber qual o valor de corrente que saí do mesmo.
Ponto H: 1,0 A No ponto H temos a soma das correntes consumidas pelos
equipamentos com endereço 25 ( J ) e 62 ( I ).
Ponto F: 1,5ª A corrente que sai ao ponto F, vinda da fonte de alimentação, irá
alimentar os equipamentos G, H e I resultando em 1,5A.
Ponto D: 2,0A Acrescenta-se ao anterior o consumo do elemento E.
Ponto B: 2,5ª Neste ponto teremos mais 0,5A do equipamento C.
Ponto A: 3,0A Como todos os equipamentos possuem o mesmo consumo,
acrescentamos mais 0,5A do monitor do endereço A.
Fonte: 3,0 A Finalmente o consumo requerido da fonte será de 3,0A.
Nota 1: para este cálculo despreza-se a corrente consumida pelo scanner do
PLC, pois estes miliamperes são insignificantes para causar algum problema.
Nota 2: O valor apresentado do consumo dos monitores de válvulas de 0,5A é
um valor didático para simplificar os cálculos, o valor real de uma solenóide
“low power” é da orderm de 0,05A.
88
7.2.2 - CÁLCULO DAS QUEDAS DE TENSÕES
Os cálculos das quedas de tensão serão baseados na Lei de Ohm, aplicada a
cabos onde o valor da resistência depende do comprimento do cabo:
Sendo:
U = tensão em Volts
R = resistência em Ohms
I = corrente em Amperes
R = resistência equivalente do cabo em Ohms
r = resistividade do cabo utilizado Ohms / Metro
L = comprimento do cabo em Metros
A tabela abaixo apresenta o resultado da formula para queda de tensão no
cabo, considerando a resistividade específica de cada modelo:
TABELA 7.1 Resistividade do cabo device net.
Aplicando-se a fórmula para o nosso exemplo abaixo temos:
89
FIGURA 7.4 Calculo das quedas de tensão.
Partindo-se da fonte de alimentação com a tensão nominal de 24Vcc, temos
nos pontos seguintes:
UA = 21,75V: A corrente de 3,0A sobre o lance de 50 metros de cabo grosso:
U = 0,015W/m x 50m x 3A = 2,25V \UA = 24V - 2,25V = 21,75V
UB = 21,19V: O trecho AB de 15m está submetido a corrente de 2,5A:
U = 0,015W/m x 15m x 2,5A = 0,56V \UB = 21,75V - 0,56V = 21,19V
UEF = 20,92V:Supomos que a distância E até F é desprezível, então teremos
apenas um subtrecho de 9m submetido a 2,0A:
U = 0,015W/m x 9m x 2A = 0,27V \UEF = 21,19V - 0,27V = 20,92V
UH = 19,50V: No trecho final com 95m e corrente de 1A, temos:
U = 0,015W/m x 95m x 1A = 1,42V \UH = 20,92V - 1,42V = 19,50V
Apesar dos cálculos acima ainda não representarem a tensão que efetivamente
chega aos equipamentos, já podemos verificar que a tensão no fim da linha
está muito perto do mínimo requerido (19,35V).
3.2.3 - Tensão nos Equipamentos:
Analogamente iremos aplicar a mesma Lei de Ohm para as derivações
observando que a resistividade do cabo fino das derivações é menor do que a
do cabo grosso.
90
FIGURA 7.5 Queda de tensão ao longo do cabo
A derivação da linha tronco até o equipamento C é de 6m:
U = 0,069W/m x 6m x 0,5A = 0,21V \UC = 21,19V - 0,21V = 20,98V
UE = 20,77V: A queda de tensão nesta derivação será a mesma pois o
comprimento também é de 6m e a corrente de 0,5A, portanto:
U = 0,069W/m x 6m x 0,5A = 0,21V \UE = 20,98V - 0,21V = 20,77V
UG = 20,77V: O mesmo acontece com a derivação FG (desprezando-se a
distancia entre o trecho DF: U = 0,21V \UG = 20,77V
UI = 19,36V: No trecho de 2m temos a corrente de 1A:
U = 0,069W/m x 2m x 1A = 0,14V \UI = 19,50V - 0,14V = 19,36V
UJ = 19,22V: No trecho restante de 4m temos somente 0,5A:
U = 0,069W/m x 4m x 0,5A = 0,14V \UJ = 19,36V - 0,14V = 19,22V
Desta forma, verificamos que o ponto J apresenta tensão menor do que 19,35V
e irá apresentar problemas de alimentação. Observe também que os pontos C,
E, G, I e H não acionarão corretamente suas solenóides que admitem uma
queda de tensão máxima de 10%, ou seja, funcionam bem com até 21,6V.
IMPORTANTE: não adianta aumentar a capacidade da fonte, que não trará
nenhum efeito na queda de tensão na rede, e no nosso exemplo uma fonte de
3A ou 50A não resolveria o problema.
91
7.3 POSICIONAMENTO DA FONTE
Como pudemos verificar no exemplo anterior, quanto maior for o comprimento
dos cabos maior será a queda de tensão e uma maneira simples de diminuir
significativamente a queda de tensão é a mudança da fonte de alimentação
externa. O ponto ideal para a colocação da fonte de alimentação na rede é o
mais próximo possível do centro de carga, ou seja no trecho da rede que mais
consome.
Normalmente não se deve instalar a fonte junto ao PLC, pois geralmente está
localizado longe do primeiro equipamento de campo.
3.3.1 RECALCULO DAS CORRENTES
Para melhor visualização iremos a seguir refazer os cálculos das quedas de
tensão
FIGURA 7.6 Calculo das correntes nos trechos da rede.
reposicionando-se a fonte e os cálculos seguem o mesmo raciocínio adotado:
Ponto H: 1,0A No ponto H temos a soma das correntes consumidas pelos
equipamentos J e I, nada mudou.
Ponto F: 1,5A A corrente que sai ao ponto F, vinda da fonte de alimentação, irá
alimentar os equipamentos G, H e I resultando em 1,5A.
92
Ponto D: 2,0A Acrescenta-se ao anterior o consumo do elemento E, e sem
mudanças até este ponto.
Ponto B: 1,0A Neste ponto observamos uma redução, através do ponto B
passa a corrente somente, dos equipamentos A e C com total de 1A.
Ponto A: 0,5A No ponto A, circula somente 0,5A e o trecho até o PLC somente
alguns mA que são desprezíveis para os nossos cálculos. Note que o valor de
corrente fornecido pela fonte não se alterou com relação ao exemplo anterior,
porém não temos nenhum trecho da rede com a corrente total de 3A, ao
contrário do exemplo anterior.
7.3.2 RECALCULO DAS TENSÕES
FIGURA 7.7 Tensão uniforme em todo o circuito.
Ponto de entrada da fonte de alimentação.
UE = 23,79V: Queda de somente 0,5A do equipamento E no cabo fino de 6m:
U = 0,069W/m x 6m x 0,5A = 0,21V \UE = 24V - 0,21V = 23,79V
UF = 24,00V: Consideremos o trecho DF de comprimento desprezível.
UG = 23,79V: Idem ao ponto E.
UH = 22,58V: No trecho final com 95m e corrente de 1A, temos:
U = 0,015W/m x 95m x 1A = 1,42V \UH = 24,00V - 1,42V = 22,58V
UI = 22,44V: Onde temos 1A dos equipamento I e J sob o cabo fino de 2m:
U = 0,069W/m x 2m x 1A = 0,14V \UI = 22,58V - 0,14V = 22,44V
93
UJ = 22,30V: Somente 0,5A do equipamento J no trecho de cabo fino 2m:
U = 0,069W/m x 4m x 0,5A = 0,14V \UJ = 22,44V - 0,14V = 22,30V
UB = 23,86V: Queda de 1A dos equipamentos A e B no trecho BD:
U = 0,015W/m x 9m x 1,0A = 0,14V \UB = 24V - 0,14V = 23,86V
UC = 23,65V: Idem ao ponto E, resultando em: UC = 23,86V - 0,21V = 23,65V
UA = 23,74V: Queda de 0,5A do equipamento A no trecho AB:
U = 0,015W/m x 15m x 0,5A = 0,12V\UA = 23,86V - 0,12V = 23,74V
Com esta alteração a tensão mínima da configuração anterior no ponto J de
19,22V passou para 22,30 com um ganho de 3,08V. Um grande número de
casos podem ser resolvidos somente com a alteração da posição da fonte de
alimentação. Se considerarmos no exemplo anterior, somente a válvula do
ponto A estava corretamente alimentada, com tensão maior que 24V -10% ou
seja: 21,6V e no exemplo atual todas estão perfeitamente alimentadas,
confirmamos que o pré-projeto da rede é de extrema necessidade, pois
mudanças depois da instalação pronta pode causar sérios transtornos.
3.3.3 EXTENSÃO DA REDE
Outro ponto importante são as alterações realizadas depois da instalação
concluída, para exemplificarmos os efeitos sobre a queda de tensão, iremos
supor que o trecho final da rede com os equipamentos I e J foram alterados e
serão montados em outro local necessitando uma extensão de 215m:
FIGURA 7.8 Aumento no comprimento dos cabos.
94
Recalculando-se a queda de tensão nestes pontos teremos:
UH = 19,35V: No trecho final com 95 mais 215m e corrente de 1A, temos:
U = 0,015W/m x 310m x 1A = 4,42V \UH = 24,00V - 4,65V = 19,35V
UI = 19,21V: Onde temos 1A dos equipamento I e J sob o cabo fino de 2m:
U = 0,069W/m x 2m x 1A = 0,14V \UI = 19,35V - 0,14V = 19,21V
UJ = 19,07V: Somente 0,5A do equipamento J no trecho de cabo fino 2m:
U = 0,069W/m x 2m x 0,5A = 0,14V \UJ = 19,21V - 0,14V = 19,07V
Com esta alteração na rede os equipamentos I e J não irão funcionar, portanto
confirmamos que qualquer modificação deve ser criteriosamente estudada para
evitar transtornos e retrabalhos.
7.3.4 MÚLTIPLAS FONTES DE ALIMENTAÇÃO
A rede DeviceNet admite ser alimentada por múltiplas fontes de alimentação ao
longo da linha tronco e esta prática deve ser adotada para redes longas e com
consumo elevado. Outra vantagem da utilização de múltiplas fontes de
alimentação é a possibilidade de se utilizar correntes muitos elevadas que
podem ser segmentadas em trechos com até 8 Amperes.
Na implementação do uso de múltiplas fontes, cada trecho deve ser
segmentado, interrompendo-se o fio vermelho, mantendo-se os outros, de
forma que cada trecho seja alimentado por uma única fonte. Observe que o
negativo de todos os trechos não devem ser interrompidos e apenas uma única
fonte de alimentação deve estar ligada ao aterramento. Esta técnica será
exemplificada a seguir como uma solução para o problema da extensão do
cabo da rede
:
95
FIGURA 7.9 Distribuição de fonte ao longo da rede.
Observe que a Fonte 1 alimenta o trecho que sai do PLC passando pelos
equipamentos A, B, E até o G:
UA = 22,50V: Queda de 2A (A+C+E+G) sobre 50m de cabo grosso:
U = 0,015W/m x 50m x 2A = 1,50V \UA = 24V - 1,50V = 22,50V
UC = 21,95V: Queda de 1,5A (C+E+G) sobre 15m de cabo grosso mais queda
de 6m com cabo fino sob o consumo do instrumento C:
U = 0,015W/m x 15m x 1,5A + 0,069W/m x 6m x 0,5A = 0,55V
\UC = 22,50V - 0,55V = 21,95V
UE = 21,61V: Queda de 1,0A (E+G) sobre 9m de cabo grosso mais queda de
6m com cabo fino sob o consumo do instrumento C:
U = 0,015W/m x 9m x 1,0A + 0,069W/m x 6m x 0,5A = 0,34V
\UE = 21,95V - 0,34V = 21,61V.
UG = 21,61V: Idem ao equipamento E pois o trecho DF é desprezível. A Fonte
2 alimenta os instrumentos I e J.
UI = 23,86V: Queda de 1,0A (I+J) sobre 2m de cabo fino:
U = 0,069W/m x 2m x 1A = 0,14V \UI = 24,00V - 0,14V = 23,86V
UJ = 23,72V: Queda de 0,5A (J) sobre 4m de cabo fino:
U = 0,069W/m x 4m x 0,5A = 0,14V \UJ = 23,86V - 0,14V = 23,72V
Conclusão: observamos que as duas fontes assim posicionadas atendem
perfeitamente os requisitos, pois todos os equipamentos estão adequadamente
alimentados, e o que é melhor, todas as solenóides de saída serão alimentadas
dentro da faixa de 10% pois em todos os pontos a tensão é maior que 21,6V.
96
7.4 ALIMENTAÇÃO DA REDE
Segundo as especificações da rede DeviceNet a alimentação 24Vcc deve ser
estabilizada, estável e com proteções, sendo que a proteção de picos de surge
(certificação CE categoria 3 para pulsos de surge), transitórios gerados na rede
de corrente alternada que alimenta a fonte de alimentação possam passar para
a rede DeviceNet e causar a queima dos equipamentos.
3.4.1 - Fonte de Alimentação:
A fonte de alimentação para a rede DeviceNet deve fornecer uma tensão
contínua e estabilizada em 24 Vcc independentemente da corrente consumida.
Aconselhamos que a fonte utilizada para alimentar a rede DeviceNet e / ou os
módulos de saídas possuam proteção contra curto circuito, para que uma
sobrecorrente não possa colocar em risco o cabo da rede.
Caso a fonte de alimentação esteja posicionada longe do seu centro de carga,
pode-se elevar um pouco a tensão da rede, corrigindo a queda de tensão
excessiva que possa existir no final da linha. Para tanto deve-se verificar a
máxima tensão admissível por todos os equipamentos conectados na rede e as
cargas conectadas aos módulos que possuem saída e se utilizem da tensão da
rede para alimentação dos I/O’s.
FIGURA 7.10 Fonte de tensão.
7.4.2 DISTRIBUIDOR DE ALIMENTAÇÃO
A linha CA que serve as fontes de alimentação pode ter outros equipamentos,
inclusive de grande porte, tais como: transformadores, motores, inversores de
97
frequência, freios eletromagnéticos, chaves seccionadoras, etc; que em
operação normal podem produzir altos picos de tensão transitória inclusive com
alta energia, devido as altas correntes sobre as cargas de alta indutância.
Caso as fontes de alimentação utilizadas na rede DeviceNet não possuam
proteção adequada irão deixar que os pulsos de alta energia que chegam
através da linha Ca possam passar para a linha em CC e poderão danificar os
chips da interface CAN dos instrumentos. Aconselhamos utilizar fontes de
alimentação ou distribuidores de alimentação que possuam diodos especiais
que neutralizam os pulsos de alta energia.
FIGURA 7.11 Distribuidor de tensão
3.4.3 RESISTORES DE TERMINAÇÃO
Nos extremos da rede deve-se instalar um resistor de terminação, que possui o
objetivo de reduzir possíveis reflexões do sinal na rede, que causa distúrbios
na comunicação, com constantes e aleatórias paradas e eventualmente
interrupção total do seu funcionamento. O resistor de terminação deve ser de
121W, mas admite-se o valor comercial mais comum de 120W e sendo a
potência dissipada é mínima e um resistor de 1/4W estaria adequado.
FIGURA 7.12 Resistor utilizado na rede.
98
7.4.2 POSIÇÃO DO RESISTOR DE TERMINAÇÃO
Os resistores devem ser conectados entre os fios de comunicação ( BR branco
e AZ azul ), nos dois extremos da rede, nos pontos entre todos que possuem a
maior distância entre si, ou nas duas caixas de distribuição nos extremos da
rede. Uma maneira prática de se verificar se uma determinada rede possui os
dois resistores é medir a resistência entre os fios de comunicação azul e
branco, obtendo-se 60W, indicaria que os resistores estão presentes na rede,
mas não garante que eles estão na posição correta.
FIGURA 7.13 Posicionamento de resistor na rede.
A figura acima ilustra também a utilização dos distribuidores de alimentação
integrando as fontes externas e os resistores de terminação a rede.
7.5 INTEROPERABILIDADE
Uma grande vantagem da rede DeviceNet é a habilidade de se ligar/desligar os
equipamentos com a rede energizada sem a necessidade de desligar a sua
alimentação. Mas deve-se adotar medidas extras com relação a topologia e
estrutura de conexão, para que ao se substituir um equipamento não ocorra o
desligamento dos subsequentes.
99
FIGURA 7.14 Equipamento não interfere na rede.
7.5.1 DISTRIBUIDOR DE REDE
Para efetuar trocas “a quente” com maior segurança, deve-se utilizar as caixas
de derivação, onde liga-se e desliga-se os equipamentos através de conectores
“plug-in” que minimizam a probabilidade de curtos entre os fios, que podem
interromper o funcionamento da rede e até danificar permanentemente vários
equipamentos. Deve-se prever a substituição de qualquer equipamento ativo
sem interromper o funcionamento da rede, portanto a adoção da topologia em
linha deve ser adotada com restrições.
FIGURA 7.15 Distribuidor de rede
100
7.5.2 LAYOUT COM DISTRIBUIDOR DE REDE
Já a opção com distribuidores permite a substituição de qualquer elemento
ativo sem interromper o funcionamento do restante da rede.
FIGURA 7.16 Distribuidor de rede fazendo as conexões com os instrumentos
7.6 ATERRAMENTO DA REDE
Um dos pontos mais importantes para o bom funcionamento da rede DeviceNet
é a blindagem dos cabos, que tem como função básica impedir que fios de
força possam gerar ruídos elétricos que interfiram no barramento de
comunicação.
NOTA: Aconselhamos que os cabo DeviceNet seja conduzido separadamente
dos cabos de potência, e não utilizem o mesmo bandejamento ou eletrodutos.
FIGURA 7.17 Correto aterramento da fonte.
101
7.6.1 MALHA DE ATERRAMENTO
Para que a blindagem possa cumprir sua missão é de extrema importância que
dreno seja aterrado somente em um único ponto.
7.6.2 ENTRADA DOS CABOS NOS EQUIPAMENTOS
O cabo DeviceNet possui uma blindagem externa em forma de malha, que
deve ser sempre cortada e isolada com fita isolante ou tubo plástico isolador
em todas as extremidades em que o cabo for cortado. Deve-se tomar este
cuidado na entrada de cabos de todos os equipamentos, principalmente em
invólucros metálicos, pois a malha externa do cabo não deve estar ligada a
nenhum ponto e nem encostar em superfícies aterradas.
FIGURA 7.18 Malha encostando na carcaça.
7.6.3 BORNE DE DRENO
Existe ainda um fio de dreno no cabo DeviceNet , que eletricamente está
interligado a malha externa do cabo, e tem como função básica permitir a
conexão da malha a bornes terminais. Inclusive todos os equipamentos
DeviceNet possuem um borne para conexão do fio de dreno, que internamente
não está conectado a nenhuma parte do circuito eletrônico, e normalmente
forma uma blindagem em volta do circuito através de pistas da placa de circuito
impresso
102
FIGURA 7.19 No detalhe o fio dreno.
7.6.4 ISOLAÇÃO DO DRENO
Da mesma forma que a blindagem externa, aconselhamos isolar o fio de dreno
em todas as suas extremidades com tubos plásticos isoladores, a fim de evitar
seu contato com partes metálicas aterradas nos instrumentos.
Todos estes cuidados na instalação devem ser tomados para evitar que a
malha ou o fio de dreno sejam aterrados no campo.
FIGURA 7.20 Correto posicionamento dos cabos de entrada.
7.6.5 VERIFICAÇÃO DA ISOLAÇÃO DA BLINDAGEM
Ao final da instalação deve-se conferir a isolação da malha e dreno em relação
ao terra (> 1MW)
.
103
FIGURA 7.21 Teste de isolação.
7.6.6 ATERRAMENTO DA BLINDAGEM
Após este teste o fio dreno deve ser interligado ao negativo “V-” da rede no
borne “-” da fonte de alimentação que energizara a rede. Então ambos “V-” e “-”
devem ser ligados ao sistema de aterramento de instrumentação da planta em
uma haste independente do aterramento elétrico, mas diferentes hastes podem
ser interconectadas por barramento de equalização de potencial.
FIGURA 7.22 Sempre que possível utilizar o aterramento de instrumentos
7.6.7 BLINDAGEM COM MÚLTIPLAS FONTES
Quando a rede DeviceNet utiliza duas ou mais fontes, somente uma delas deve
estar com o negativo aterrado em uma haste junto com o fio de dreno da rede.
104
FIGURA 7.23 Interromper o positivo da fonte.
Observe que neste caso as fontes de alimentação não devem ser ligadas em
paralelo, interrompa o positivo, para que não exista duas fontes em um trecho .
CUIDADO! Repetimos: é de extrema importância que a malha de aterramento
esteja aterrada somente em um único ponto junto a fonte de alimentação da
rede. Aconselhamos que toda vez que houver manobras no cabo da rede ou
manutenção nos instrumentos, se desligue a conexão do dreno com o negativo
da fonte para verificar se a isolação do fio dreno, não está aterrado em
qualquer outro ponto da rede, pois as manobras dos cabos muitas vezes
podem romper a isolação do cabo conectando a malha a eletrodutos ou calhas
aterradas.
7.6.8 BLINDAGEM INSTRUMENTOS CAMPO
A extremidade do cabo dos transmissores que chegam aos módulo DeviceNet
deve ser aterradas em um borne de “Malha”. O mesmo cuidado com relação a
malha dos transmissores deve ser adotado e jamais devem ser aterradas junto
ao instrumento no campo, e aconselhamos isolar a malha com fita isolante na
caixa de bornes do transmissor.
FIGURA 7.24 Ligação interna no instrumento.
105
8.MANUTENÇÃO
A manutenção de uma rede DeviceNet pode ser muito simples ou
extremamente complexa e confusa, dependendo de como a rede foi montada.
Uma rede com pré-projeto, analisando: topologia, comprimento dos cabos,
cálculo de queda de tensão, cálculo de correntes admissíveis, e análise da
banda utilizada; determinam estabilidade e funcionabilidade da rede.
Caso as premissas anteriores não forem observadas, podem ocorrer
problemas de instabilidade com a rede com interrupção de funcionamento
aleatoriamente, ou até mesmo nunca entrarem em operação. As redes bem
projetas dificilmente apresentam problemas e são muito estáveis e confiáveis.
Mas para o caso de redes onde não foram tomados os cuidados necessários
existem softwares e equipamentos de analise para as redes DeviceNet e
fornecem importantes dicas para solução de problemas, onde destacamos:
• número de erros por segundo da rede como um todo e de cada endereço,
• números de erros acumulados,
• Percentagem de utilização da banda de comunicação disponível,
• tensão entre negativo e dreno,
• tensões entre as linhas de comunicação e a alimentação.
O número de erros acumulados por endereço dá uma importante pista de onde
pode estar o problema, mas nem sempre é verdade, pois redes com problemas
de aterramento podem causar falha de comunicação com algum equipamento
que está funcionando perfeitamente.
8.1 ENDEREÇAMENTO
O endereçamento dos equipamentos pode ser feito por hardware ou software,
sendo que o endereço default para os equipamentos novos é 63.
8.1.1 ENDEREÇAMENTO VIA HARDWARE
O endereçamento via hardware normalmente utiliza duas chaves rotativas que
diretamente indicam o endereço do equipamento ou podem utilizar chaves
106
dipswitch que utiliza o endereçamento binário. No endereçamento binário os
bits significam:
Bit 0: Menos significativo 20 = 1, quanto ativo soma-se: +1
Bit 1: Representa 21 = 2, então soma-se: +2
Bit 2: Representa 22 = 4, então soma-se: +4
Bit 3: Representa 23 = 8, então soma-se: +8
Bit 4: Representa 24 = 16, então soma-se: +16
Bit 5: Representa 25 = 32, então soma-se: +32
Para se obter o endereço deve-se somar todos os bits ativos, exemplo:
21: Ativa-se os bits 0, 2 e 4, para somar: 1+ 4 +16 = 21
10: Ativa-se os bits 1 e 3, para somar: 2 + 8 = 10
8.1.1.1 CHAVE DIPSWITCH
A dipswitch de endereçamento requer seis chaves para gerar os 64 endereços
disponíveis para a rede DeviceNet, e mais duas para gerar as combinações da
taxa de velocidade de comunicação, normalmente utilizadas pelos
equipamentos, conforme ilustra a figura:
FIGURA 8.1 Configuração das dip switch
.
8.1.1.2 TABELA DE ENDEREÇOS
A tabela a seguir ilustra todas as combinações possíveis para os endereços
DeviceNet utilizando a chave dip.
107
TABELA 8.1 Configuração dos endereços
8.2 LED DE SINALIZAÇÃO
O led de sinalização de rede dos equipamentos, possuem o seu funcionamento
normalizado, sendo uma ferramenta importante para detecção de defeitos e
normalidade de funcionamento da rede
108
.
FIGURA 8.2 Localização dos led’s do distribuidor.
8.2.1 SIGNIFICADO LED DE REDE
A tabela a seguir apresenta o significado do led de rede dos equipamentos de
campo;
TABELA 8.2 Identificação pelos estados do led.
ALOCADO: significa que o equipamento está presente no scanlist e está
trocando dados com o scanner.
ALTERAÇÃO DE ENDEREÇO: quando o endereço for alterado com o
equipamento funcionando, o seu led de rede ficará verde e o novo endereço
somente será efetivado se o instrumento for realocado novamente, ou seja
deve-se desenergizar e energizar o equipamento novamente para que o novo
endereço seja reconhecido.
109
8.3 - DISPLAY DO SCANNER
O scanner do PLC possui um display e outra importante ferramenta para a
identificação de defeitos, e rapidamente fornece uma pista com o endereço e
um código de erro, que ajuda a solução de problemas. Em condição normal de
operação o scanner deve indicar 00 informando que a rede está em
funcionamento e todos os equipamentos configurados no scanlist estão
operando normalmente.
FIGURA 8.3 Indicação no scanner.
Caso algum problema seja detectado o scanner irá piscar primeiramente com o
endereço e em seguida com o código de erro. O Anexo II traz a lista completa
dos códigos de erros, mas abaixo informamos os principais erros encontrados
na prática:
110
TABELA 8.3 Erros comuns no scanner.
Caso mais de um equipamento esteja com defeito a mesma sequência será
repetida, iniciando com o endereço, código de erro, novo endereço, novo
código de erro; e assim sucessivamente para todos os equipamentos, e ao final
a lista é repetida ciclicamente.
Ex.: Caso o display do scanner esteja mostrando a seguinte seqüência:
78,05,78,09. Significa que os equipamentos dos endereços 05 e 09 não estão
sendo encontrados na rede (erro 78).
8.4 SUBSTITUIÇÃO DE EQUIPAMENTOS
Caso haja alguma dúvida com relação ao funcionamento correto de algum
equipamento ligado a rede, e deseja-se substituí-lo, proceda conforme:
Passo 1: retira-se o equipamento com suspeita da rede,
Passo 2: verifica-se no display do scanner se o código apresentado é o
endereço do equipamento retirado da rede seguido do código 78,
Passo 3: programa-se o endereço da peça antiga na nova,
111
Passo 4: insere-se a nova peça na rede e observe que o led verde fica
piscando inicialmente e depois ascende constantemente,
Passo 5: observe que o scanner não deve apresentar o código de erro 78 para
este endereço.
Cuidado: caso o endereço seja ajustado erroneamente e coincidir com o de
algum equipamento que esteja funcionando na rede, o led vermelho do último
equipamento colocado na rede começará a piscar e ao se reinicializar o
sistema, se este equipamento ainda estiver na rede, irá interromper o
funcionamento do outro equipamento também.
8.5 EQUIPAMENTO FALTANDO
O scanner DeviceNet indica a falta de equipamentos através do código de erro
78, seguido do endereço do equipamento que não foi encontrado na rede. Este
procedimento é comum durante o processo de partida ou durante a
substituição de algum equipamento.
FIGURA 8.4 Indicação no scanner.
112
CONCLUSÃO
O técnico hoje, não só trabalha realizando comandos elétricos e executando
algumas atividades pertinentes a profissão. Se o técnico não entende como
funciona uma rede de PLC, não consegue identificar um bit (endereçamento),
identificar possíveis problemas em uma rede (device net) ou mesmo em um
CLP, não terá muitas escolhas onde trabalhar. As empresas em geral estão
investindo muito na automatização do processo e exige que seus
colaboradores tenham no mínimo conhecimento básico sobre PLC e redes
industriais. Dentre as redes que estão sendo muito utilizadas na atualidade, a
Device net é uma das que oferecem melhor plataforma de trabalho.
A rede Device net oferece aos usuários grandes benefícios, pois concilia todas
as características de uma rede industrial com baixo custo de instalação e
diagnóstico remoto, e tem a programação similar ao do PLC convencional,
nãotrazendo nenhuma dificuldade, além de oferecer uma gama muito grande
de fabricantes de equipamentos.
Nas indústrias é cada vez maior a tendência das mesmas seguirem essa lógica
de rede (device net), pois, o volume ocupado pelos cabos é menor, a
manutenção geralmente é facilitada, aquisição de dados (que no sistema antigo
era inviável) entre outros.
Outro ponto muito importante é observar a importância de termos um projeto
bem feito e principalmente uma instalação de acordo com os requisitos que
uma rede industrial necessita, sendo que observado estes pontos o usuário
não terá nenhum tipo de problema na utilização desta tecnologia.
113
BIBLIOGRAFIA
Manual do curso básico de CLP – SIEMENS
Manual do curso de CLP SLC 500 - ALLEN BRADLEY
Curso de redes industriais Device net - Sense Instrumentos
Filho; Constantino Seixas . UFMG Sistema de arquitetura de rede e
automação. Arquivo pdf
Ribeiro;Marco Antônio. Automação Industrial. 4ª edição. Bahia:Salvador
1999. 498p.
Coelho; Marcelo.Redes de comunicação industrial.CEFET/SP.São
Paulo;:São Paulo.2008.85p.
114
ANEXO I - TERMOS E DEFINIÇÕES
Trunk Line
Linha Tronco: Cabo entre os dois terminadores da rede que pode ser do tipo
cabo grosso, fino ou flat.
Drop Line
Derivação: Cabo tipo fino ou flat que conecta os equipamentos de campo aos
módulos derivadores.
Device
Equipamento: Equipamento de campo que possui um endereço na rede
DeviceNet.
Node
Nó: Endereço do equipamento de campo na rede DeviceNet.
Thick Cable
Cabo Grosso: Cabo para rede DeviceNet usado para linhas tronco, com
diâmetro externo de 12,2mm.
Thin Cable
Cabo Fino: Cabo para rede DeviceNet usado para linhas tronco e derivações,
com diâmetro externo de 6,9mm.
Flat Cable
Cabo Chato: Cabo utilizado somente para linhas tronco, com 5,3mm de altura.
Scanlist
Lista de Equipamentos: Lista de equipamentos ativos na rede DeviceNet,
disponíveis para mapeamento ou já mapeados.
Pont-to-Point
Ponto-a-Ponto: Tipo de mensagens entre equipamentos de rede Multi-Master
Multi-Mestre
Tipo de troca de mensagens entre equipamentos de rede
Producer-Consumer
Produto-Consumidor: Tipo de troca de mensagens entre equipamentos de rede
Polled Message
Mensagem Polled: Método de comunicação entre equipamentos de rede.
Strobed Message
Mensagem Strobed: Método de comunicação entre equipamentos de rede.
Cyclic Message
115
Mensagem Cíclica: Método de comunicação entre equipamentos de rede.
Change of State Message
Mensagem de mudança de estado: Método de comunicação entre
equipamentos de rede
CAN (Controller Area Network)
CAN (Rede de Controle de Área): Protocolo de rede.
MAC
(Controle de acesso ao Meio) Metodologia protocolo CAN .
CRC
(Vistoria Cíclica Redundante) Checagem de erros protocolo CAN.
116
ANEXO II - LISTA DE CÓDIGOS DE ERROS
117
118
ANEXO III - CHECK LIST PARA START UP
Neste item faremos uma lista de check up para partida de sistemas que
utilizem Redes DeviceNet. Para tanto consideraremos que se tenha um projeto
da rede e que todos os cálculos necessários foram feitos.
A3-1 - Verificação de terminadores:
Com a rede desligada meça a resistência entre CANH (fio branco) e CANL (fio
azul) que deve ser aproximadamente 60W, valor das duas resistências de
terminação de 120W em paralelo. Note que este teste serve para verificar se o
numero de terminações está correto, porém não testa se a posição está
correta, para isto deve-se ter em mãos um projeto da rede onde se define os
pontos a serem colocados os terminadores. Este teste é muito útil, pois é muito
mais comum do que se pensa a instalação de um numero incorreto de
terminadores, o que causa funcionamento irregular da rede.
A3-2 - Aterramento:
Item importantíssimo em uma rede digital, para isto a ligação correta deve
seguir a seguinte regra: "A rede DeviceNet deve ser aterrada em um único
ponto, preferencialmente onde entra a alimentação da rede, e neste ponto deve
ser ligado o fio shield no negativo da fonte, caso haja mais de uma fonte, esta
ligação deve ser feita somente no ponto de aterramento". O ideal é que se
tenha um terra exclusivo para instrumentação, caso o mesmo não esteja
disponível utilize o terra comum. A figura a seguir ilustra uma ligação típica de
terra.
119
Como foi citado anteriormente, a rede DeviceNet deve ser aterrada somente
em um único ponto, e um teste a ser feito para verificação deste item é abrir o
aterramento e medir a resistência entre o fio preto (V-) e o fio nu (shield), que
deve ser da casa de Megaohms. Caso o resultado desta operação de zero
ohms, significa que existem outros pontos aterrados, neste caso verifique se os
fios de shield estão corretamente instalados com o tubo contrátil e a blindagem
do cabo também isolada.
Após feitos os testes acima, com um multimetro meça em vários pontos da
rede o diferencial de tensão entre shield e V-, com o positivo do multimetro no
shield e o negativo no V-, esta tensão deve ter os valores da tabela abaixo:
Caso exista algum ponto com valores que não estejam dentro deste intervalo,
alguns testes podem ser feitos, como segue:
• Verifique se o shield e V- estão conectados um no outro e a rede esteja
aterrada na fonte;
• Verifique se não há trechos do fio shield abertos e/ou em curto;
120
Nota: Com a rede aterrada junto a fonte e conectada neste ponto ao V-, a
tensão de shield será sempre zero ou negativa com relação ao V- devido ao
offset causado pela queda de tensão no fio preto do V-.
A3-3 - Teste de Tensão:
Alguns equipamentos ligados a saídas de caixas de I/O não possuem o mesmo
range de tensão para funcionar comparado aos equipamentos DeviceNet,
portanto para verificar se o sistema foi bem dimensionado (Vide capitulo de
calculo da queda de tensão) um teste a ser feito é acionar TODAS as saídas -
caso com maior queda de tensão - e ir acionando saída por saída para verificar
se não há falhas no acionamento de cargas, caso haja falhas, estude a
mudança de local da fonte ou inclusão de uma nova fonte.
A3-4 - Conclusão:
Estes três pontos relatados acima são essenciais para o funcionamento da
rede, e são possíveis de se verificar sem a necessidade de instrumentos
específicos. Existem alguns instrumentos para checagem de redes DeviceNet
que são muito úteis, tanto para manutenções corretivas como para
manutenções preventivas, como exemplo o DeviceNet Alert, fabricado pela
SST, verifica os pontos:
Taxa erros: O equipamento verifica se esta havendo erros de comunicação,
mostrando taxa instantânea, taxa mínima, taxa máxima e acumulativo de erros,
e caso esteja ocorrendo erros indica em quais equipamentos estão os erros,
ajudando por onde começar a verificação. Neste item a verificação é geral, não
importando o ponto onde o equipamento esteja ligado;
Tráfico: Verifica e informa qual a porcentagem da banda está sendo utilizada.
Esta informação é também muito importante, pois se a banda utilizada for muito
alta, pode haver congestionamento de informações na rede, gerando atraso na
atualização dos dados na CPU do PLC, e esta informação também é geral, não
importando em qual ponto o instrumento esteja ligado, pois fornece a utilização
geral e também por equipamento, permitindo ao usuário verificar quais
instrumentos estão utilizando maior banda;
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Tensão: A partir deste item são verificações locais, ou seja, o instrumento
mede o valor de tensão no ponto que o instrumento está ligado, dando
parâmetros como maior e menor valor de tensão, valor pico-a-pico instantâneo,
máximo e mínimo e status destes valores.
Tensão do shield: Também analisa se o valor de shield local está dentro dos
parâmetros aceitáveis, conforme mostrado no item 2 acima;
Tensão de modo comum: Como a rede DeviceNet trabalha com diferencial de
tensões, este item mostra o offset da tensão, que tem sua faixa de trabalho e
caso estiver fora dela pode gerar erros;
Diferencial de tensão recessivo e dominante: A rede DeviceNet é uma rede
digital, portanto trabalha com sinais de bit zero e um, e no protocolo CAN isto é
feito através do diferencial de tensão entre CANH e CANL (fios branco e azul),
e este parâmetro fornece informações de como está o valor destes diferenciais;
Tensões de CAN_H e CAN_L: Caso o parâmetro acima apresente distúrbios,
através destes parâmetros facilita a correção do problema mostrando se o erro
no diferencial está localizado em um dos fios de CANH ou CANL.
Pelo citado acima, podemos perceber a facilidade que se obtêm tendo uma
ferramenta desta em mãos para se trabalhar com este tipo de rede. Apesar dos
testes possíveis a serem feitos utilizando somente multímetros como os citados
acima ajudar bastante, a checagem total da rede se obtêm através do
instrumento, e quando o mesmo apresentar nenhuma irregularidade, pode-se
garantir a total estabilidade do sistema.
Anexo IV – Resolvendo problemas na DeviceNet:
Siga os procedimentos abaixo em caso de problemas com a rede DeviceNet,
principalmente quando se tratar de uma rede nova.
A4.1 - Problemas Relacionados ao Projeto da Rede:
A rede DeviceNet não irá funcionar adequadamente se as regras de projeto da
instalação não forem seguidas. Mesmo que inicialmente a rede tenha
funcionado, posteriormente poderão ocorrer anomalias de operação devido a
um projeto incorreto. Observe os itens:
• percorra a rede em campo tentando observar o layout atual,
• conte o número de nós (deve ser: <64 incluindo o scanner e o KFD),
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• meça o comprimento total do cabo principal da rede, para cabo grosso:
< 100m para 500Kbit/s, 250m para 250Kbit/s ou 156m para 125Kbit/s
• verifique se não existe nenhuma derivação com cabo fino maior que 6m,
• confira a soma de todas as derivações do cabo fino são menores que:
• 39m para 500Kbit/s, 78m para 250Kbit/s ou 500m para 125Kbit/s
• verifique se existe os dois resistores de terminação 120W montados nas
extremidades da rede: um no scanner e outro no derivador mais distante.
• verifique se a malha de aterramento está aterrada somente em um único
ponto da rede, de preferência junto ao scanner.
• o terminal negativo da rede fio preto também deve ser aterrado em um único
ponto junto com a malha da rede.
• confira a integridade do aterramento, remova a conexão da malha e do
negativo do terra e verifique a impedância em relação ao sistema de
aterramento que deve ser maior que 10MW.
• confira se a impedância da malha de terra para o negativo da fonte que deve
ser maior que 1MW.
• verifique se existe baixa impedância entre os fios de comunicação da rede
fios branco e azul para positivo vermelho e para o negativo preto.
• verifique também se a seção do cabo que liga a malha e o negativo da rede
(fio preto) ao sistema de aterramento, pois deve ser o menor comprimento
possível e com seção mínima adequada.
A4.2 - Problemas Relacionados a Fonte de Alimentação:
• verifique se houve projeto de distribuição de fontes de alimentação,
• confira se nos pontos mais distantes a tensão da rede DeviceNet (entre os
fios vermelho e preto) é maior que 20V,
• É importante lembrar que a queda de tensão ao longo da linha varia com o
aumento de carga, ou seja deve ser medir a queda de tensão com todos os
elementos de saída que consomem da rede ligados,
• observe que os equipamentos ligados a saídas digitais a transistor, que não
estão utilizando fonte de alimentação local (fonte externa), serão energizados
com praticamente a mesma tensão da rede DeviceNet,
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• CUIDADO!: no caso deste módulo de saída receber 20V na rede DeviceNet,
muito provavelmente não acionaria um válvula solenóide low power
normalmente utilizada nos sistemas de rede, pois estas válvulas possuem
alimentação mínima de 24V -10% ou seja:21,6V,
• Verifique também a corrente máxima nos cabos que não deve passar de 8A
para o cabo grosso e 3A para o cabo fino.
A4.3 - Problemas Relacionados a Fiação e sua Conexões:
• verifique se as malhas de aterramento nas caixas de distribuição e nos
instrumentos de campo estão isoladas de qualquer contato com partes
aterradas e se estão cortadas rente a capa cinza do cabo DeviceNet e se estão
isoladas com fita isolante ou termo-contrátil,
• aconselhamos também a isolar o condutor de dreno com termo contrátil para
evitar seu aterramento indesejável e curto-circuitos com outras partes
energizadas,
• aconselhamos também a utilização de terminais pré-isolados (ponteira) nas
pontas dos fios a fim de evitar que algum dos capilares que compõem os fios
possam provocar um curto-circuito, para tanto aconselhamos utilizar as
ponteiras Phoenix:
• Cabo DeviceNet Grosso: vermelho, preto e dreno: ponteira preta, fios de
comunicação branco e azul: ponteira dupla branca.
• Cabo DeviceNet Fino: todos os fios ponteira branca.
• verifique se os parafusos dos conectores estão bem apertados puxando
levemente os fios,
• verifique se os prensa-cabos estão adequadamente apertados e se estão
dimensionados corretamente para o cabo utilizado, puxando levemente os fios
e observando se escorregam,
• sacuda os conectores procurando pôr problemas intermitentes,
• verifique se os cabos não estão forçando os conectores e tampas das caixas
e se entram no invólucro de forma que líquidos possam escorrer pôr eles e
penetrar nas conexões,
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• verifique se os cabos estão com uma separação mínima de alguns
centímetros e cabos de potências, principalmente de: motores, inversores de
frequência, reles, contatores e solenóides.
A4.4 - Problemas Verificados no Scanner DeviceNet:
· verifique se o scanner indica algum código de erro seguido do número do nó,
e em caso positivo acompanhe o problema seguindo as instruções do manual
do scanner,
• verifique o scan list e compare com os componentes efetivamente presente
na rede.
• caso o scanner não estiver comunicando-se com a rede (bus off) reinicialize a
alimentação 24Vcc da rede e o scanner.
A4.5 - Problemas nos Equipamentos de Campo DeviceNet (nós):
O led de rede (bicolor) dos equipamentos é o primeiro ponto a ser verificado e
pode informar as seguintes situações:
A4.5.1 - Led Verde Piscado:
Significa que o equipamento não está alocado (não presente no scan list) no
scanner DeviceNet.
• confira se o equipamento realmente não está listado no scan list,
• verifique se o scanner não está em bus off,
• verifique se não está ocorrendo time out.
A4.5.2 - Led Vermelho Aceso:
Significa que o equipamento não está conseguindo se comunicar com a
DeviceNet.
• verifique se ocorreu falta de alimentação em outros nós,
• verifique se os outros nós não estão desconectados,
• verifique se o baud rate do equipamento é o mesmo da rede toda,
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• verifique o scanner, se está em bus off, se estiver reset a rede e o scanner, se
o problema persistir, verifique:
· se o equipamento não está defeituoso,
· confirmar seu baud rate,
· se a topologia da rede está correta,
· problemas de conexão,
· scanner defeituoso,
· problemas de alimentação,
· problemas de aterramento,
· problemas de indução de ruídos elétricos
A4.5.3 - Led Vermelho Piscado:
Durante a energização da rede indica que dois nós estão com o mesmo
endereço, caso contrário verifique:
• verifique o baud rate do equipamento,
• se persistir substitua o equipamento,
• se o problema ainda persistir, substitua o distribuidor,
• verifique a topologia e pôr último verifique com o osciloscópio entre os fios da
alimentação vermelho e preto se existe ruídos elétricos.
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