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FENG – ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO

Rede Industrial e Tecnologias de ControleRedes Industriais Semestre 02/2015

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.


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.


Rede Token Ring

Master #0

Slave #1 Slave #2


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


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.



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.



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.



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.



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.



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.



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.



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.


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.


Arquitetura Aberta

RS485 integrado (ModBus RTU)

DeviceNet™

EtherNet/IP™

Profinet – menos os dispositivos Switches e Proxys.

PROFIBUS DP™

ControlNet ™,

Bluetooth®

ModbusTCP/IP

Fieldbus Foundation

...


Industrial Control Networks – pre 2000


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)


…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)


The Wireless NetworkEnabling powerful use cases

AP

WGB

WGB

Access Point (AP)

Workgroup Bridge (WGB)


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


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