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REDES DE SENSORES

PROTOCOLO ASI

Prof. Ralf Moura, MScPMP, PRINCE2, COBIT, IS20F, ISFS, ITIL, MOF, CTFL, CPRE-FL, MCP

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Actuator Sensor Interface

(AS-i)

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Cenrios Tecnolgicos

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A rede AS-Interface Actuator-Sensor-Interfacefoi inicialmente desenvolvida por um conjunto

de empresas alems e suas capitaneadas

pela Siemens para ser uma alternativa de

rede para interligao de sensores e

atuadores discretos.

Em 1998 a rede foi padronizada e recebeu o

nome EN50295.

ASi - Introduo

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Redes ASi - Membros

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Rede de sensores e atuadores;

Baixo custo;

Opera em ambiente com rudo(eletromagntico);

Opera no nvel mais baixo da automao no

campo.

Redes ASi - Caractersticas

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Princpio mestre-escravo;

At 62 escravos em uma linha;

Cada escravo pode ter at 4 entradas digitais + 4 sadas digitais;

4 bits de parmetros / slave;

Mximo 434 Entradas e Sadas digitais; Possibilidade de I/O analgico;

Endereamento automtico atravs de conexo ao barramento;

Cabo no blindado com 2 fios;

Dados e alimentao no mesmo cabo;

Comprimento mximo da linha de: 100 m (300 m comrepetidor/extensor);

No requer resistor de terminao;

Classe de proteo at IP67, com possibilidades de nveis mais altos;

Tempo de ciclo < 5 ms.

Redes ASi Principais

caractersticas

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Anlise na escolha da rede Industrial

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Topologias

a) Sistemas convencionais; b) Rede AS-i.

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ASi : Mestre Escravo

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Montagem em vrias topologias

Redes ASi : Topologias

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Redes ASi: Integrao

Um mestre ASi pode ser construdo por qualquer fabricante uma vez

que trata-se de um padro aberto.

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Redes ASi : Topologias

Mestre: O mestre pode ser conectado em computadores, que permitem a

programao da lgica de controle atravs de um software para

PC, comunicando com o mestre via RS 485.

Indicados para pequenas instalaes, ou mquinas, onde

apresentam a vantagem de eliminar o controlador programvel(CLP).

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Redes ASi : Topologias

Mestre: O mestre pode ser integrado diretamente em um

carto de PLC o que reduz drasticamente o nmero

de mdulos I/0.

Aplicao em grandes instalaes pois pode-se

montar vrias redes AS-Interface, cada uma comseu carto master.

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Redes ASi - Caractersticas

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Redes ASi - Capacidade da

Rede

Nmero de Esc ravos

A rede AS-Interface verso 2.1 permite at 62 escravos,

mas estes no podem mais possuir 4 entradas e 4 sadas

como na verso 2.0, tendo reduzido seu nmero de sadas,

para o mximo 3 sadas. Tempo de Resposta

Visando se aproveitar as instalaes j existentes da

verso anterior, a nova rede AS-Interface verso 2.1optou

por aumentar os escravos fazendo 2 varreduras, uma para

os endereos A e outra para endereos B, desta formatemos ento o tempo de ciclo dobrado (10 ms).

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Sinais Analgicos O mestre da rede AS-Interface verso 2.1 possui mais

recursos para tratar de

sinais analgicos, mas estes devem ser relativamente lentos,pois a rede utiliza 4

ciclos para a leitura de cada varivel do escravo.

Como cada escravo pode enviar apenas 4 bits porciclo, palavras maiores devem ser divididas e enviadas

em diversos ciclos, at que o envio da mensagem sejacompletado.

Redes ASi Sinais Analgicos

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Redes ASi - Repetidores

Caso o equipamento exija mais de 100 m, pode-se

complementar a fonte por exemplo com

repetidores para cada 100m adicionais at no

mximo 300m;

O repetidor trabalha como amplificador. Os

escravos podem ser conectados a quaisquer

segmentos AS-Interface;

Cada segmento necessita uma fonte separada;

Adicionalmente, o repetidor separa ambos ossegmentos galvanicamente um do outro, sendo

que a seletividade aumenta em caso de curto

circuito.

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O cabo AS-Interface pode ser prolongado com umextensor. Mas no caso de sua utilizao no podemser ligados escravos na primeira parte do ramo.

Por isso, os extensores s so recomendadosquando, por exemplo, uma distncia maior entre o

equipamento e o painel e comando tem que ser superada.

O primeiro trecho no requer uma fonte AS-Interface, pois o expansor retira a alimentao dotrecho seguinte, modula internamente o sinal para

que este chegue ao controlador. Para usar uma mesma fonte para vrias redes,

dever ser usado um expansor em cada rede.

Redes ASi - Extensores

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Redes ASi - Endereamento

Os endereos de todos os escravos participantes tem

que ser programados antes do funcionamento da rede

AS-Interface . Isto pode ser feito atravs do mestre da

rede ou atravs de um aparelho endereador. Os endereos podem ser configurados de 1 a 31 (ou

de 1A a 31A e 1B a 31B no caso da especificao AS-

Interface 2.1). Um escravo novo, ainda no

endereado, tem o endereo 0, ele tambm reconhecido pelo mestre como novo e ainda no

endereado, neste caso o escravo ainda no estar

integrado na rede AS-Interface.

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Redes ASi - Endereamento via

endereador

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Redes ASi - Endereamento via gateway

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Modulao de pulsos alternados

(APM)

- O sinal de modulao sobreposto ao sinal de

alimentao,

- o processo de transmisso

simples e barato est integrado noescravo,

- O sinal concentrado em uma

banda estreita para no ser

afetado por interferncia

eletromagntica induzida no cabo

(que no possui blindagem).

- A corrente de transmisso

gerada em conjunto com indutores

presentes na linha.

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Redes ASi Ciclo de Barramento

O ciclo de barramento formado por quatro fases:1. Pedido do mestre2. Pausa do mestre3. Resposta do escravo

4. Pausa do escravo

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MESTRE ST Start bit SB Control Bit: 0: dado ou parmetro 1: comando A4..A0 Endereo do

escravo (5 bits) I4..I0 Informao a ser

transferida (5bits) PB Bit de Paridade par EB Bit final

Redes ASi - Estrutura da

Mensagem ESCRAVO

ST Start bit

I0..I3 Informao a sertransferida (4 bits)

PB Bit de Paridade par

EB Bit final

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Fonte de Alimentao ASi

Para que a modulao APMpossa funcionar a fonte dealimentao possui um conjunto

de indutores e fornece tensocontnua de 24 a 31,6Vcc sendoainda protegida contrasobrecarga e com proteocontra curto circuito permitindo

a drenagem de at 2A.

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Redes ASi

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Redes ASi - Cabos

O cabo amarelo e perfilado, padro da AS-Interface,tornou-se um tipo de marca registrada. Ele possui

uma seo geometricamente determinada e

transmite ao mesmo tempo dados e energia auxiliar

para os sensores. Para os atuadores necessria uma tenso auxiliar

alimentada adicionalmente (24VCC).

Para se poder utilizar a mesma tcnica de instalao

para os atuadores, foram especificados cabos com

as mesmas caractersticas, mas de outra cor. Desta

forma, o cabo para a energia auxiliar 24VCC um

cabo perfilado preto.

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Redes ASi Cabo Flat

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Redes ASi Cabo Flat

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Redes ASi - Perfurao

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Redes ASi - Instalao

Cabo plano mecanicamente codificado

- Dois fios para dados e alimentao;

Conectores tipo piercing

- Simples e seguro- Classe de proteo IP67;

Escravos diretamente conectados;- sensores, atuadores

- vlvulas, etc...

EscravoConectores piercing

Cabo flatmecanicamente

codificado

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Redes ASi - Conexes

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Redes ASi - Conexes

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Para instalaes comrequisitos especiais (alta

flexibilidade, aplicaesde robtica, etc.)

A prova de toro

Redes ASi - Cabo Redondo

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Redes ASi - Conexo com

outras redes

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Redes ASi - Conexo com outras

redes

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Redes AS-i-Monitoramento de rede

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ASi - OSI

Camadas Caractersticas ASi

Aplicao Mensagens, ciclos, endereamento automtico, etc...

Apresentao

Sesso

Transporte

Rede

Enlace Frame, Bit de inicio, bit de fim, deteco de erros

Fsica Cabos, alimentao, APM

E l d d

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Exemplos de comandos

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Programador Manual

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Permite mudana de endereos dos escravos AS-I

Verificao de entradas e acionamento de sadas dos escravos para teste

Mudana e visualizao de Parmetros

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Acessrios

Derivadores

Conectores M12

Conectores com cabo

Bases com vampiro

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Exemplos de Aplicaes

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Exemplos de Aplicaes

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Exemplos de Aplicaes

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Apostila do Prof. Constantino Seixas Filho / UFMG Departamento de Engenharia

Eletrnica;

Apresentao: As International Association;

Fundamentos de Redes Industriais e Aplicaes Johny de Freitas Borges;

http://as-interface.net ALBUQUERQUE, Pedro Urbano Braga de; Redes Industriais: aplicaes em sistemas

digitais de controle distribudo. So Paulo2ed. : Ensino Profissional:2009.

Bibliografia

http://as-interface.net/http://as-interface.net/http://as-interface.net/