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Migração de Tecnologias Clássicas

de Rede

Migração de Tecnologias Clássicas de Rede

- Arquitetura de controle

-Instalação + Configuração

- Custos

- Migração

- Resumo

© EtherCAT Technology Group, 2012

EtherCAT simplifica a arquitetura de controle

Exemplo:

Arquitetura de controle de prensa hidráulica, Schuler AG, Alemanha

Arquitetura de controle de redes clássicas

Desempenho das redes clássicas levam à arquitetura de controle descentralizado

Controladores descentraliza-

dos

„caixa preta“ para controles

de movimento

elétricos e

hidráulicos

Rede

separada

para funções de segurança

PC + PLC + NC





- Custos

- Migração

- Resumo


Questões sobre arquiteturas clássicas de controle

• Diferentes ferramentas de programação e linguagens para PLC, PC, NC, Controle hidráulico + Segurança

– Treinamento complexo e com alto custo para o pessoal de

manutenção

– Diversidade de hardware

– Alto custo para estoque de peças

• Interfaces diferentes e sistemas de rede para diferentes dispositivos

– Altos Custos para implementação, manutenção e

diagnósticos dessas interfaces

• Sem influência no controle “caixa preta” hidráulico

– Processo limitado de otimização de possibilidades

– Sem diferenciação de outros competidores

� Portanto é necessário migrar para um controle uniforme e simplificado

Migração para EtherCAT, Passo 1

Menos Hardware + Software de controle Motion para melhores resultados

Controle de movimento

hidráulico e

elétrico mudado para

o controle

baseado em

PC.

PLC, NC

agora no PC


Migração para o EtherCAT, Passo 2

Arquitetura uniforme de controle, interfaces simples, custos reduzidos

Safety over

EtherCAT

integrado

Somente um barramento

permanece:

EtherCAT


Migração de tecnologias clássicas de rede

- Arquitetura de Controle

- Instalação + Configuração

- Custos

- Migração

- Resumo


Configuração: Sistemas de rede clássicos

1. Seleção + Topologia de acordo com as limitações do sistema

2. Configurar endereço dos nós no dispositivo escravo

3. Selecionar e configurar Baudrate, depende de:- Tamanho da rede + Topologia- Ambiente: EMI- Requisições da aplicação

4. Selecionar arqivos de descrição de dispositivos (GSD, EDS) na ferramenta de configuração

5. Selecionar e Configurar Parâmetros de Comunicação como: - polling cíclico- eventos dirigidos de comunicação- sincronizado ou free run

6. Alocar endereços fisicos e lógicos: Imagem do processo (mapeamento)

7. Otimizar os parâmetros de comunicação para melhor performance da rede.




- Custos

- Migração

- Resumo


Configuration: EtherCAT

1. Seleção + Topologia de acordo com as limitações do sistema

2. Configurar endereço dos nós no dispositivo escravo

3. Selecionar e configurar Baudrate, depende de:- Tamanho da rede + Topologia- Ambiente EMI- Requisições da aplicação

4. Selecionar arqivos de descrição de dispositivos (GSD, EDS) na ferramenta de configuração

5. Selecionar e Configurar Parâmetros de Comunicação como: - polling cíclico- eventos dirigidos de comunicação- sincronizado ou free run

6. Alocar o física ao lógico pela imagem do processo (mapeamento)

7. Otimizar os parâmetros de comunicação para melhor performance da rede.




- Custos

- Migração

- Resumo

© EtherCAT Technology Group, 2009 9

Localização de erro: Sistemas Clássicos de Rede

• Sistemas baseados em CAN: todos os nós checam todos os frames para encontrar bits de erro e flags e consequentemente sinaliza o frame. (Error Frame)

• Profibus: Nós de destino checam os frames

• Ambos fornecem boas detecções mecânicas de erro, mas sem características de localização de erros.

• Além disso, distúrbios eletromagnéticos transitam no barramento de rede…

• Assim: alta dificuldade de encontrar a fonte de erros

M




- Custos

- Migração

- Resumo

© EtherCAT Technology Group, 2009 10

• EtherCAT: todos os nós checam todos os frames bit a bit e sinalizam o frame (sequencia de cheque de frames)

• Mesmo com anéis físicos, os erros são localizados

• Então, o EtherCAT combina boas detecções mecânicas de erro com exelentes características de localizações.

• Além disso, os disturbios eletromagnéticos desaparecem após o nó seguinte, já que o próprio sinal é gerado do zero.

• Assim: é muito simples de achar a fonte de erros do barramento

Localização de erro: EtherCAT

M




- Custos

- Migração

- Resumo


Custos: EtherCAT vs Sistemas Clássicos de Rede

EtherCAT é o único Sistema Ethernet Industrial que pretende igualar ou minimizar os custos de rede.

TCO (Total Cost of Ownership):

• Custos de Dispositivos

• Custos de Infraestrutura

• Custos de Engenharia

• Custos de Instalação

• Custos de Manutenção

• Custos de Licença

• …




- Custos

- Migração

- Resumo


Dispositivos + Infraestrutura: Comparação de Custos

Exemplo:

(Produtos Beckhoff)

• PLC (CX1000)

• 10 Remotas de rede

• 400 ED / 400 SD

• 100 m de cabo

• 11 Conectores de rede (Fieldbus)

• 21 Conectores de rede (EtherCAT)

• Acopladores de rede compactos e econômicos

I/O

PLC

Mestre de Rede

Acoplador de rede

PLC




- Custos

- Migração

- Resumo


Exemplo Preço Lista* Diferença

100 % -

121,5 % + 21,5 %

123,7 % + 23,7 %

121,9 % + 21,9 %

Device + Infrastructure Cost Comparison

143,7 % + 43,7 %

E somente para referência:

Profinet RT / Ethernet/IP: switches not taken into account

* Beckhoff Price List 01/2009

Fie

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CPU

RAM

Flash

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Drive

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EtherCAT: no HW mestre

Acoplador de rede e Entradas e Saídas Digitais: Somente um controlador

Escravo

Conector direto simples

Cartão Mestre/Scanner

Acoplador de Rede com CPU e extensão local

Conectores tipo T

Porque uma diferença de preço tão significante?

6%

2%

12%





- Custos

- Migração

- Resumo


Migração de redes clássicas para EtherCAT

PLC

NC

Fieldbus E/S Fieldbus E/SMestre De rede

Fieldbus E/S

Mestre De rede

Drive

Drive

Drive

Drive

Controlador

especial

Sensor

Sensor

Sensor

Especial

• Mudar a arquitetura inteira de uma vez, as vezes,

é muito arriscado

• Algumas vezes as redes são usadas para integrar controladores ou sensores especiais, que contém

um know-how particular do fabricante de

máquinas ou do integrador de sistemas – o investimento desses dispositivos deve ser

protegido.




- Custos

- Migração

- Resumo



PLC

NC

EtherCAT E/S EtherCAT E/S EtherCAT E/S

Drive

Drive

Drive

Drive

Controlador

Especial

Sensor

Sensor

Sensor

Especial

• A rede EtherCAT é rápida o suficiente para

substituir sistemas clássicos de rede

• Assim o EtherCAT e os Gateways de rede não apresentam gargalos de desempenho

• Eles ajudam a proteger investimentos e

fornecem um caminho de suave migração

Mestre de rede Mestre de Rede




- Custos

- Migração

- Resumo



PLC

NC

EtherCAT E/S EtherCAT E/S EtherCAT E/S

Drive

Drive

Drive

Drive

Controladores

Especiais

Sensor

Sensor

Sensor

Especial

• No próximo passo, mais dispositivos

são movidos para a rede EtherCAT

Mestre de rede




- Custos

- Migração

- Resumo



PLC

NC

EtherCAT I/O EtherCAT I/O EtherCAT I/O

Drive

Drive

Drive

Drive

Special

PurposeController

Sensor

Sensor

Special

Sensor

• Finalmente não é mais necessário

o mestre de rede

PLC

NC

EtherCAT E/S EtherCAT E/S

Drive

Drive

Drive

Drive

Controladores

Especiais

Sensor

Sensor

Sensor

Especial

Mestre de rede




- Custos

- Migração

- Resumo



Gateways não somente fornecem uma migração suave, eles têm outras vantagens, tais como:

• Sem slots no sistema de controle (IPC or PLC)

• Capacidade de expansão, no entando, máxima

EtherCAT




- Custos

- Migração

- Resumo


Resumo

• EtherCAT permite arquiteturas de controle simplificadas

• Instalação e configuração também são simplificadas

• EtherCAT atende ou até mesmo corta custos de instalação

• A migração de sistemas clássicos de rede é mais suave.

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