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INTRODUÇÃO O presente trabalho tem como objetivo apresentar os diferentes modelos de protocolos de comunicação que são geralmente encontrados no mercado, estes utilizados no gerenciamento de comunicações diversas, desde monitoramento simples de entrada e saída de veículos numa garagem, ou até mesmo o monitoramento extremamente complexo de uma malha de controle de processo numa planta industrial. Os modelos de protocolos que serão tratados nesta apresentação, dentre muitos outros, é o protocolo ASI e o protocolo INTERBU significados, suas fun e interfaceamento d compreender seu fu u na aplicação em a cs Sv. pe to v ostrar seus ntrole de processo c aç bem como dentro da indústria Dentro dos segmentos industriais, e comum utilizar no processo produtivo, sensores, atuadores e controladores, para o gerenciamento de variáveis que necessitam obter um controle preciso dos diferentes parâmetros que são exigidos para se obter um produto dentro de especificações de qualidade. Em uma unidade de produção é necessário a utilização de um ou vános tipos de protocolos de comunlcação para que haja um sincronismo entre as máquinas e equipamentos para o controle o processo produtivo.

Para que haja um processamento adequado dos diferentes tipos de sinais que são enviados do ambiente físico, este podendo ser através de sensores, controladores, atuadores, transdutores, dentre outros, é necessario a escolha de um protocolo de comunicação que consiga satisfazer a todos os requisitos da malha de controle. Para controlar esse processo, pode ser utilizado o INTERBUS como um protocolo de comunicação, sendo de grande utilização, pois seu processamento é realizado em alta velocidade, permitindo que grandes quantidades de dados sejam transferidos rapidamente ara os nós da rede.

O INTERBUS é um sistema centralizado que necessita de um controlador, geralmente um PLC, para o controle das comunicações com nós escravos na rede de trabalho. Outro tipo de protocolo que diz respeito à comunicação de dados é o ASI, que em português significa Interface Sensor Atuador, tem como objetivo complementar os sistemas de conexão de rede, tornando mais rápido a comunicação entre sensores e atuadores com seus respectivos controladores.

Isso permite uma integração eficiente entre botoeiras e acionadores, além de permitir uma tilização de lógicas de intertravamentos em conjuntos com PLC s e microcomputadores. Pode-se dizer, portanto que as redes industriais são essencialmente sistemas distribuídos que possuem diversos elementos que trabalham de forma simultânea a fim de supervisionar e controlar um determinado processo. Tais elementos (sensores, atuadores, CLP s, CNC s, PC s), necessitam estar interligados e trocando informações de forma rápida e precisa.

IJm ambiente industrial é geralmente hostil, de maneira que os dispositivos e equipamentos pertencentes a uma rede industrial devem ser confiaveis, rápidos e robustos. Assim, para implementar um sistema de controle distribuído baseado em redes e PAGF70F11 confiáveis, rápidos e robustos. Assim, para implementar um sistema de controle distribuído baseado em redes e protocolos de comunicação, há necessidade de verificar o melhor tipo de protocolo que se adéqüe às necessidades de cada usuário. PROTOCOLO INTERBUS.

O INTERBUS é uma rede de trabalho e um protocolo de comunicação de alta velocidade, que permite que grandes quantidades de dados sejam transferidas para os diversos nós da rede. Estes sistemas são centralizados e precisam de um ontrolador mestre, usualmente um PLC, para o controle e transferências das comunica ões com os nos escravos na rede de trabalho. Geralmente s m chão de fábrica e PAGF 11 participante da rede, ou seja, são todos os módulos de entrada e saída que estão ligados ao acoplador de rede que recebe os sinais dos agregados elétricos.

Na rede interbus é possível ligar até 63 módulos no local bus, onde a identificação do módulo é numérica e seqüencial, sendo adicionada a identificação do remate bus. Pode-se citar como exemplo que em uma instalação om 10 “remote bus”, e cada um deles com 5 módulos de entrada/saida, no caso de ocorrer uma falha de sensor na entrada do módulo 4 do remote bus 7, além da rede não parar, haverá uma identificação de PF 7. (falha de periférico), sendo esta uma mensagem de erro que irá indicar o local exato do distúrbio. O “Remate Bus Branch” é o que pode ser definido como uma derivação da rede principal, ou seja, é um recurso de hardware que transforma uma estrutura anel em uma estrutura árvore, sendo possível ramificar a rede Interbus para qualquer direção que se deseje, mantendo uma rede principal.

Esse tipo de estrutura pode alcançar até 16 sub-derivações, ou seja, da ligação principal deriva-se uma ligação secundária, e dessa ligação secundária uma terciária e assim sucessivamente, até a décima sexta ligação. Na figura abaixo é possível verificar a extensão do cabeamento que pode ser utilizado nesse tipo de comunicação, utilizando somente cabos de cobre para a transmissão dos dados. Figura 1: Remote Bus – Identificação dos trechos de ligação entre acopladores e dispositivos de rede Interbus.

O protocolo Interbus trabalha com cabos de cobre com cinco fios evendo ser conectados do mestre para o prim PAGFd0F11 com cabos de cobre com cinco fios devendo ser conectados do mestre para o primeiro participante ou acoplador e do primeiro para o segundo, assim sucessivamente até o ultimo acoplador, pois a transmissão de sinal é realizada por quatro fios, sendo que todo o sinal transportado tem seu sinal invertido, e o quinto fio sewe como a referência de potencial, que opera em e torno de 2,5 volts.

Os sinais elétricos são convertidos nos módulos eletrônicos em sinais lógicos (bytes), sendo assim transferidos para o Interbus. Todos estes sinais são colocados em série e ransferidos para uma área de memória principal no mestre da rede Interbus, definida como MPM, é nessa área de memória que o programa de controle do processo ira realizar a leitura dos sinais de entrada e escrlta para os sinals de salda.

Após o processo de leitura/escrita realizado, o gerenciador MPM informa ao mestre Interbus, que ele pode iniciar o ciclo de transferência de dados através do princípio “shift register, ou transferência de registro. A figura abaixo mostra a função de um Shift Register para transferência de dados. Figura 2: Shift Register – Responsável pelo reconhecimento dos ódulos na rede e pela transferência de dados entre dispositivo de campo para o mestre Interbus.

Outra característica do Interbus é a possibilidade de comunicação em PCP (Peripherals Communication Protocol), que possibilita integrar dispositivos que necessitam de uma série de parâmetros para a funcionalidade, como inversores de freqüência, conversores de protocolo, módulos de comunicação entre outros, utilizando o recurs inversores de freqüência, conversores de protocolo, módulos de comunicação entre outros, utilizando o recurso do PCP, onde todo o pacote de dados parametrizados é desmontado em equenos pacotes e transferidos aos periféricos dentro da área de memória reservada durante o ciclo de identificação.

Esse recurso é muito prático, pois uma cópia da parametrização fica residente no controlador e nao somente no dispositivo. Pois no caso de existir a necessidade de substituição do dispositivo, ele será automaticamente parametrizado ao ser reconhecido na rede Interbus, não necessitando ser novamente configurado manualmente no local. Outra característica deste protocolo é a possibilidade da troca de informação entre mestres Interbus e mestre AS-i. Essa omunicação pode ser feita para baixo,ou seja, do PLC para os sensores e atuadores, e para cima, do Interbus para uma comunicação mais avançada, como o Profilbus por exemplo.

A isso pode ser denominado como conectividade. Esse protocolo pode trocar informações entre duas redes mestres distintos, trocar informações entre um mestre Interbus e um mestre AS- i ou também trocar informação entre a rede Interbus e a rede Ethernet. pode-se dizer que o Interbus é um protocolo robusto e com aplicações diversas no quesito mídia de transmissão, onde um mesmo projeto, trechos podem se construídos em cabo de cobre, utros em fibra óptica, e outros em comunicação infra-vermelho, além de recursos inerentes ao protocolo que tornam a conexão de módulos simples e menos tendenciosa a erros.

O Interbus é apontado como uma rede de fácil manutenção e q tendenciosa a erros. O Interbus é apontado como uma rede de fácil manutenção e que contribui em muito para a equipe de manutenção que tem buscado soluções com ótimo diagnóstico e fácil manuseio. PROTOCOLO AS-i. O protocolo AS-lnterface, comumente referenciado como AS- i (proveniente de Interface Sensor Atuador, foi desenvolvido or um conjunto de empresas ligadas a setores da automação, através de um consorcio fundado em 1990, denominado ASI consortion.

Uma das principais idéias do projeto AS-i era levar ao nível de sensores e atuadores os benefícios já alcançados nos niveis superiores da hierarquia de automação industrial. Desta forma, a rede AS-i foi concebida para complementar os demais sistemas e tornar mais simples e rápida as conexões dos sensores e atuadores com os seus respectivos controladores. Como ponto de partida para o desenvolvimento do AS i, foi elaborado uma lista de re desenvolvimento de PAGF 7 OFII Baixo tempo e reação e comportamento determinístico; – Volume pequeno de dispositivos usado na conexão de circuitos.

A partir de 1998, a rede AS-i foi padronizada pela norma EM 50295, sendo considerada uma solução simples em redes industriais e aplicada ao nível mais baixo de automação. A rede AS pertence a categoria de Sensor Bus, tendo como foco a utilização de dispositivos discretos e uma alternativa simples de rede para interligação de sensores e atuadores através de um barramento de dois fios, fornecendo aos elementos periféricos como transmissão de dados o diagnóstico de todo o sistema. A figura abaixo apresenta os níveis diferenciados para redes de automação.

Figura 3: N[veis de redes para automação. A rede AS-i é do tipo mestre-escravo, que apresenta um dispositivo mestre, capaz de controlar toda a rede, realizando um polling cíclico em todos os outros dispositivos presentes na rede, denominados de escravos. O mestre AS-i realiza várias tarefas, como inicialização da rede, identificação dos escravos, diagnóstico dos escravos e de dados transferidos, além disso, geralmente se comunica a um controlador (PLC ou PC), para receber a configuração de controle da rede AS-i, reportar erros, ndereçar escravos substitu[dos, entre outras tarefas.

O tempo máximo de ciclo para uma rede AS-i é de 5 ms, mesmo estando a rede repleta, com 31 dispositivos. Isto permite uma integração eficiente entre botoeiras e acionadores, além de lógicas de intertravamento. Os escravos são dispositivos passwos, isto é, só podem ter acesso a rede quando o mestre faz uma requisição são dispositivos passivos, isto é, só podem ter acesso a rede quando o mestre faz uma requisição para ele e a transferência de dados de escravo para escravo só é possível via mestre.

Aos escravos podem podem estar conectados até quatro sensores quatro atuadores, que terão os seus valores lidos/escritos ciclicamente pelo mestre. Existem também escravos que trabalham com valores analógicos, mas estes precisam de quatro ciclos de rede para que uma leitura/escrita se complete. As principais características do protocolo AS- nterface é apresentada a seguir: Transferência de dados Mestre escravo com polling cíclico. Endereçamento Os escravos recebem um endereço enviado pelo mestre ou um terminal de configuração.

Estrutura da rede Barramento, anel, estrela, ou árvore. Meio físico Dois cabos nao trançados e nem blindados para ados e energia (24V DC), tipicamente até 200mA por escravo e 8A por rede. Comprimento de cabo Máximo 100m. Maiores distâncias podem ser obtidas com repetidores. Não é necessário nenhum tipo de terminador. Número de escravos 31 escravos. Número de sensores e atuadores4 sensores e 4 atuadores por escravos. Máximo de 248 participantes binários por rede. Tempo de ciclo 5ms para uma rede completa, com 31 escravos.

Cada escravo pode utilizar até 1 50ps do tempo da rede por ciclo. Os dados transmitidos são limitado a 4 bits por escravos que podem ser trocados a cada ciclo. Mensagens longas podem ser ransmitidas dividindo-as em vários ciclos. Modulação Emprega uma modulação por pulsos alternados conhecida como APM (Alternating Pulse Modulation) e basead PAGF40F11 Emprega uma modulação por pulsos alternados conhecida como APM (Alternating Pulse Modulation) e baseada no código Manchester.

Taxa de transferência A taxa de transferência no AS-i é de 1 67kbit/s, resultando em 6ps como o tempo gasto de transmissão de um bit (tempo de bit). Para a comunicação dos dados é necessário a utilização de cabos específicos para que sejam transferidos todos os sinais de comando. A rede AS-i utiliza um cabo especial não blindado e perfilado para evitar a inversão de polaridade. É composto de dois fios e transporta simultaneamente dados e alimentação para os elementos de rede.

Este cabo é comumente conhecido como “Yellow flat cable”. Para aplicações que demandam potência maior, existem versões especiais indicadas por cores, como o cabo preto “Black flat cable”, fornecendo até 30V, e o vermelho “red flat cable”, fornecendo até 230VAC. Figura 4: Formatos de cabos AS-i e sua conexão rápida. A conexão do cabo AS-i é rápida, feita geralmente através de onectores “vampiros” que perfuram o isolante do cabo e estabelecem o contato com os fios internos.

Na retirada das tomadas, em caso de modificação da fiação, o cabo retorna ao seu aspecto origina, pois o seu isolante é auto-regenerativo. Na figura abaixo é apresentado a forma de conexão do cabeamento Figura 5: Conexões do cabo AS-i. A troca de dados entre mestre e escravo no AS-i sempre consiste de um chamado do mestre, seguido por uma pausa e uma posterior resposta do escravo, também seguida de uma pausa. A pausa do mestre tem que ser mantida e checada pelo escravo depois de rec