FENG – ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO
Rede Industrial e Tecnologias de ControleRedes Industriais Semestre 02/2015
Engenharia de Controle e Automação
FENG – ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO
Sistema de Controle Baseado e PC versus Controladores Industriais
Formas de apresentação:
Um PC com rede de dispositivos I/O;
Um módulo coprocessador tipo PLC ou PAC
instalado em PC;
Um módulo coprocessador tipo PC instalado em um
PAC
Um PLC ou PAC de arquitetura aberta.
FENG – ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO
Rede Token Ring
O padrão 802.5 foi desenvolvido pelo IEEE especialmente para redes Token Ring, usando a topologia física tronco ou
estrela e a topologia lógica anel.
Os dispositivos em uma rede Token Ring usam um token (código interno que serve como sinal) para estabelecer qual deles
pode transmitir. Se um dispositivo não precisa transmitir nada, ele passa o token livre para a estação de trabalho seguinte e
assim sucessivamente até encontrar um dispositivo que precisa transmitir algo.
Os dados trafegam de um dispositivo transmissor para cada nó da rede. Cada um dos outros dispositivos da rede examina o
endereço no pacote de dados e, sendo o destinatário, guarda uma cópia dos dados e passa o original adiante. Se não for o
destinatário, ele os envia para o dispositivo seguinte da rede. Quando o dispositivo transmissor recebe de volta a cópia de seu
primeiro pacote de dados, ele reconhece que deve parar de transmitir e passa o token livre para o próximo dispositivo.
Para evitar colisões de pacote, as topologias Token Ring asseguram que somente um dispositivo pode enviar informações
pela rede em um dado instante. O método usado para assegurar que isto ocorra é o pacote de token. Somente o nó que tem o
controle do pacote de token pode enviar informações pela rede.
FENG – ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO
Rede Token Ring
Master #0
Slave #1 Slave #2
FENG – ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO
Tecnologia Frame Relay
O Frame Relay é uma tecnologia de chaveamento baseada em pacotes que foi desenvolvida para resolver
problemas de comunicação que outros protocolos não conseguiram: a necessidade cada vez maior de altas
velocidades (64...2048Mbps), maior eficiência em largura de banda e aumento da inteligência dos dispositivos de
rede de modo a reduzir o processamento do protocolo.
O Frame Relay é independente de protocolo, ele aceita dados de diferentes protocolos
As informações são enviadas em pacotes, conhecidos como frames, através da rede. Cada frame contém todas as
informações necessárias para encaminhá-lo para o destino correto. Desse modo, cada ponto pode se comunicar
com muitos destinos diferentes usando uma única linha de acesso à rede.
Cabeçalho Dado Terminal
FENG – ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO
MMS (Manufacturing Message Specification)
O MMS é um sistema de mensagens padronizado internacionalmente pelo ISO 9506 para a troca
de dados em “tempo real” e controle de supervisão entre dispositivos conectados na rede e/ou
aplicações de computador e/ou controladores.
FENG – ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO
MMS (Manufacturing Message Specification)
Definições para a especificação do protocolo MMS:
Seqüência de mensagens através da rede;
Formato (especificação) das mensagens;
Interação das camadas do MMS com as camadas do Modelo OSI.
FENG – ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO
MMS (Manufacturing Message Specification)
Definições para a especificação do serviço MMS:
VMD (Virtual Manufacturing Device);
Serviços (mensagens) realizados entre nós da rede;
Atributos e parâmetros associados com o VMD e os serviços.
FENG – ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO
MMS (Manufacturing Message Specification)
O modo de operação do MMS é independente do tipo de aplicação e do tipo de dispositivo
utilizado. O MMS fornece serviços de comunicação em tempo real no modo ponto-a-ponto
para os dispositivos de rede.
O MMS suporta a implementação de diversos enlaces de comunicação, entre elas Ethernet,
Token bus, RS232C, OSI, TCP/IP, MiniMap, FAIS, e pode fazer conexão com muitos outros
tipos de sistemas através de bridges, roteadores e gateways.
FENG – ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO
MMS (Manufacturing Message Specification)
Modo de funcionamento:
Os serviços MMS são usados para estabelecer e/ou terminar conexões e para o tratamento de erros entre dois nós MMS. Duas aplicações MMS estabelecem uma conexão usando o serviço de inicialização. Este processo consiste na permuta de alguns parâmetros e a negociação de outros.
Após a conexão ser estabelecida, cada nó pode assumir a condição de servidor ou cliente, independente de qual iniciou a conexão.
FENG – ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO
MMS (Manufacturing Message Specification)
Vantagens:
Menor custo de instalação e operação dos sistemas de automação
Interação: é a habilidade das aplicações de rede trocarem dados de processo e de controle entre si, sem necessidade de adequações extras.
Independência do desenvolvedor da aplicação.
Conectividade de rede e da função realizada.
Independência do acesso de dados: é a habilidade da aplicação obter a informação solicitada de modo a realizar plenamente a função.
FENG – ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO
MMS (Manufacturing Message Specification)
A maior parte dos protocolos de comunicação fornecem somente o básico: um mecanismo para
transmitir uma seqüência de bytes ( a mensagem) através da rede. O MMS, adicionalmente a esta
função básica, proporciona definição da estrutura e hierarquia para as mensagens, o que
aumenta significativamente a possibilidade de interação entre aplicações independentes.
FENG – ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO
MMS (Manufacturing Message Specification)
Gerenciador de eventos:
O gerenciador de eventos do MMS fornece uma arquitetura para acessar e gerenciar a rede com respeito a eventos como exemplo evento de alarmes da aplicação. As definições são apresentadas através do estado de um evento, quem notifica a ocorrência do evento e qual ação o VMD (Virtual Manufacturing Device) deve realizar.
FENG – ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO
Arquitetura Aberta
O IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) define arquitetura aberta como uma especificação de serviços
que providencia a estrutura de interconexão e define a interface de interação entre componentes.
Operacionalidade plena: padronização da semântica de dados, modelos de comportamento, comunicação e
mecanismos de interação.
Portabilidade: habilidade dos componentes do sistema para operar em plataformas diferentes.
Escalabilidade: habilidade de aumentar ou diminuir a funcionabilidade de um dispositivo na rede.
Intercambialidade: habilidade de substituir um componente por outro em função da capacidade, segurança ou
performance.
O conjunto de especificações IEEE/NIST é o primeiro passo para a solução dos problemas na criação de um sistema
de arquitetura totalmente aberta.
FENG – ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO
Arquitetura Aberta
RS485 integrado (ModBus RTU)
DeviceNet™
EtherNet/IP™
Profinet – menos os dispositivos Switches e Proxys.
PROFIBUS DP™
ControlNet ™,
Bluetooth®
ModbusTCP/IP
Fieldbus Foundation
...
FENG – ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO
Industrial Control Networks – pre 2000
FENG – ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO
Permite que a informação trafegue por toda a arquitetura de
controle
Dispositivos em didiferentes protocolos de comunicação podem
trocar mensagens entre si
De um simples PC habilita o usuário a acessar diferentes redes
permitindo vantagens:
Identificar e configurar todos os dispositivos
Programar todos os dispositivos de controle
Coletar informações de diferentes dispositivos
Monitorar o estado de qualquer dispositivo
Permite o compartilhamento de informações
I/O monitorado de multiplos dispositivos
17
Industrial Control Networks – cerca 2004
FENG – ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO 18
Configure
Control
EtherNet/IP
ControlNet
DeviceNet
Industrial Control Networks – cerca 2006
Collect
Wireless Access Point (AP)
FENG – ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO 19
…for direct connection and real-time controlof devices to controllers
… to connect HMI to controllers and devices
… to provide real-time controller-to-controller interlocking
…to connect business system to the control system
… to gain remote access over corporate net or the internet
…to distribute or increase the amount of I/O for real-time control
…to provide messaging between controllers
… to program, configure, &monitor the system
Industrial Control Networks – 2009+
Wireless
Access
Point (AP)
FENG – ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO 20
The Wireless NetworkEnabling powerful use cases
AP
WGB
WGB
Access Point (AP)
Workgroup Bridge (WGB)
FENG – ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO 21
Palavras Chave
Wireless Access Point (AP)
Device that allows wireless devices to connect to a wired network using WiFi
Workgroup Bridge (WGB)
Provides ability to connect several wired clients with a single wireless bridge by learning MAC addresses of its wired clients on the Ethernet interface and reports them to the Access Point
“Cisco-Unified” Network
Wireless network consisting of Lightweight Access Points (LWAP) managed centrally by a Wireless LAN Controller (WLC)
Autonomous Network
Wireless network enabled by individually managed (autonomous) APs
IEEE 802.11 a/b/g/n
MAC & PHY specifications for implementing WLAN in 2.4 & 5 GHz bands
Multiple-Input/Multiple-Output (MIMO)
The use of multiple antennas, at both the transmitter and receiver, to improve communication performance
FENG – ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO
Perguntas?
Top Related