Curso Redes Industriais

DeviceNet Com o desenvolvimento da informtica nos anos 80 e a constante reduo doscustos de componentes microcontrolados, possibilitou o inicio dos sistemas comcomunicao serial em larga escala mundial aplicados as redes de comunicaodos microcomputadores.J no inicio dos anos 90 vrios protocolos de comunicao digital tentamestabelecer-se no mercado de automao industrial, e de fato vrios deles estoem uso controlando processos automticos e distribuindo informaes aosequipamentos de controle.Devido ao fracasso do processo de normalizao de um nico protocolo, vriasassociaes tcnicas foram estabelecidas propondo protocolos abertos ondevrios fabricantes poderiam desenvolver produtos oferecendo aos usuriosindependncia na escolha.De fato o protocolo DeviceNet firmou-se no mercado pela diversidade de produtosoferecidos e tambm pela excelente soluo tcnica de uma rede produtor-consumidor que poupa o meio fsico das desgastantes trocas de dados incoas.A associao de importantes fabricantes mundiais de automao a ODVA ( OpenDeviceNet Vendor Association ) trouxe a confiabilidade e estabilidade que osusurios almejavam.

PREFCIO:

1 - Introduo:

1.1 - Conceitos de Redes Industriais 11.2 - Tipos de Comunicao Serial 2

1.2.1 - Point to Point 21.2.2 - Master / Slave 21.2.3 - Multi Master 31.2.4 - Producer / Consumer 3

1.3 - Mtodos de Comunicao 41.3.1 - Polled Message 41.3.2 - Strobed Message 41.3.3 - Cyclic Message 51.3.4 - Change of State 5

1.4 - Protocolos de Mercado 6

2 - Rede DeviceNet:

2.1 - Introduo 72.2 - Meio Fsico 82.3 - Topologias 8

2.3.1 - Branch Line 82.3.2 - Tree 92.3.3 - Line 92.3.4 - Star 102.3.5 - Ring 10

2.4 - Nmeros de Estaes Ativas 112.5 - Nmero de Redes por PLC 12

2.5.1 - Memria Disponvel 122.5.2 - Rack 122.5.3 - Tempo de Resposta 12

2.6 - Taxa de Comunicao 132.7 - Cabos DeviceNet 13

2.7.1 - Composio Cabo Redondo 142.7.2 - Cabo Grosso 142.7.3 - Cabo Fino 142.7.4 - Cabo Flat 142.7.5 - Caractersticas dos Cabos 14

2.8 - Comprimento dos Cabos 15

NDICE:3 - Projeto da Rede DeviceNet:

3.1 - Comprimento dos Cabos 163.1.1 - Comprimento do Cabo Grosso 163.1.2 - Comprimento do Cabo Fino 173.1.2.1 - Comprimento das Derivaes 173.1.2.2 - Soma das Derivaes 173.1.3 - Linha Tronco 173.1.4 - Derivaes 17

3.2 - Queda de Tenso 183.2.1 - Clculo das Correntes 183.2.2 - Clculo das Quedas de Tenses 193.2.3 - Tenso nos Equipamentos 213.2.4 - Concluso 21

3.3 - Posicionamento da Fonte 223.3.1 - Recalculo das Correntes 223.3.2 - Recalculo das Tenses 233.3.3 - Extenso da Rede 243.3.4 - Mltiplas Fontes de Alimentao 24

3.4 - Alimentao da Rede 263.4.1 - Fonte de Alimentao 263.4.2 - Distribuidor de Alimentao 263.4.3 - Resistor de Terminao 273.4.4 - Posio do Resistor de Terminao 27

3.5 - Interoperabilidade 283.5.1 - Distribuidor de Rede 283.5.2 - Layout com Distribuidor de Rede 29

3.6 - Aterramento da Rede3.6.1 - Malha de Aterramento 303.6.2 - Entrada dos Cabos nos Equipamentos 303.6.3 - Borne de Dreno 303.6.4 - Isolao do Dreno 303.6.5 - Verificao da Isolao da Blindagem 313.6.6 - Aterramento da Blindagem 313.6.7 - Blindagem com Mltiplas Fontes 313.6.8 - Blindagem dos Instrumentos de Campo 31

4 - Protocolo:

4.1 - Camadas OSI 324.2 - Protocolo DeviceNet 334.3 - CAN Data Frame 334.4 - Arbitrao e Controle 344.5 - Erros de Comunicao 354.6 - Grupos de Mensagens 364.7 - Mensagens 36

5 - Software:

5.1 - Conversor DeviceNet / RS232 375.2 - Overview RSLinx 38

5.2.1 - Configurando o Linx para Comunicar com o NetWorx 395.3 - Overview RSNetWorks 415.4 - Instalando EDS 42

5.4.1 - Instalando o Arquivo de EDS 425.4.2 - Instalando a cone 43

5.5 - Modo On / Off line 445.6 - Scanner DeviceNet 45

5.6.1 - Scanlist 455.6.2 - Mapeamento de Memria 465.6.2.1 - Mapeamento das Entradas 465.6.2.2 - Mapeamento das Sadas 475.6.2.3 - Endereamento da Memria 47

5.7 - Configurao de Equipamentos 485.7.1 - Parmetros de Comunicao 485.7.2 - Configurao Entradas e Sadas 495.7.3 - Monitorao das Entradas 505.7.4 - Proteo Watch Dog 50

6 - Manuteno:

6.1 - Endereamento 516.1.1 - Endereamento via Hardware 516.1.1.1 - Chave Dipswitch 526.1.1.2 - Tabela de Endereos 526.1.2 - Endereamento via Software 53

6.2 - Led de Sinalizao 546.2.1 - Significado Led Rede 54

6.3 - Display do Scanner 556.4 - Substituio de Equipamentos 566.5 - Equipamento Faltando 566.6 - Novo Equipamento na Rede 57

6.6.1- Incluso de um Novo Equipamento na Rede 57

Anexos:

Anexo I - Termos e Definies (traduo de termos em ingls) 58Anexo II - Lista de Cdigos de Erros 60Anexo III - Check list para Start Up DeviceNet 62Anexo IV - Troubleshooting 65Anexo V - ODVA - Open DeviceNetVendor Association 68

1.1 - Conceitos de Redes Industriais:A automao industrial vem a vrios anos tentando substituir o velho padro de

corrente 4-20mA, por um sistema de comunicao serial.As redes industriais apresentam como grande vantagem a reduo significativa decabos de controle e seus acessrios (bandejamento, leitos, eletrodutos,conectores, painis, etc) que interligam os elementos de campo ao sistemacontrolador (PLC).A reduo tambm muito significativa no projeto e na instalao, pois com menoscabos, diminui-se o tempo de projeto e dos detalhes de encaminhamento doscabos.Na instalao inicial o tempo tambm reduzido na mesma proporo, pois menoscabos sero lanados e painis de rearrango no sero mais necessrios e menosconexes sero realizadas.Do ponto de vista da manuteno, ganha-se a medida que o sistema fornece maisinformaes de status e diagnsticos, mas por outro lado requer-se pessoal maisqualificado e treinado para compreender e utilizar os recursos disponveis.A figura abaixo ilustra a forma tradicional de interligao dos dispositivos de campocom o seu controlador, em comparao com os dispositivos ligados em rede edistribudos no campo.

Existe tambm uma tendncia de todos os dispositivos serem inteligentes epoderem se comunicar com a rede, principalmente devido a crescente reduo doscustos dos componentes microcontrolados.Por outro lado nem sempre a distribuio total da inteligncia nos elementosbsicos tais como: sensores, chaves, sinaleiros, rels, etc; interessante; poispode-se optar por mdulos I/O inteligentes que concentram as informaes devrios elementos bsicos principalmente de I/O digitais reduzindo o trfico na rede.

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Rede DeviceNet

Tendncia:Dispositivos ligados em rede com o

controlador (PLC).Tradicional:

Cada dispositivo conectadoindividualmente ao controlador (PLC).

1.2 - Tipos de Comunicao Serial:Neste tpico apresentaremos uma breve descrio dos tipos de comunicao maiscomuns utilizados em troca de dados serialmente. O tipo de comunicao define aconexo entre os equipamentos e a maneira como feita a troca das informaesno que se diz respeito ao caminho percorrido pelos dados.1.2.1 - Point-to-Point:Na comunicao ponto a ponto a troca de dados feita diretamente entre os doiselementos, sem a necessidade de um gerenciador. Sendo amplamenteempregada em equipamentos autnomos, que normalmente realizam suas tarefassozinhos, mas necessitam de configurao ou dados para manipulao, comoexemplo podemos citar: um computador e o mouse, um inversor de frequncia eseu configurador, transmissor de presso e seu configurador Hart, etc. No exemploabaixo, a comunicao ponto a ponto utilizada por um sensor que envia dadospara um controlador e um analisador.

1.2.2 - Master-Slave:A comunicao Mestre / Escravo, amplamente utilizada, possui um mestre paragerenciar a comunicao, e tem como funo solicitar e receber os dados ecomandos. Os outros participantes da rede conhecidos como escravos, que nuncainiciam uma comunicao e respondem com dados para o mestre, que mantmuma lista de todos os escravos presentes na rede e rotineiramente solicita paracada escravo a troca de dados.Esta forma de comunicao uma das mais utilizadas, mas nem sempre a maisadequada pois como em uma rede industrial controlando mdulos de I/O,messagens repetitivas e desnecessrias poluem o trfico na rede.

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Rede DeviceNet

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1.2.3 - Multi-Master:A rede Multimestre prevista por vrios protocolos de comunicao, mas compouca aplicao em redes industriais. Oferece como vantagem a possibilidade dedois mestres utilizarem o mesmo meio fsico, mas na prtica poucos protocolospermitem a troca de dados de um escravo para os dois mestres, sendo que ocomum neste tipo de configurao cada mestre possuir seu conjunto de escravos.

1.2.4 - Producer-Consumer:As redes Produtor-Consumidor suportam os trs mtodos de comunicaoexpostos anteriormente: ponto-a-ponto, mestre-escravo e multimestre.Do ponto de vista prtico, esta forma de comunicao mais flexvel, poisdependendo da natureza da informao a ser trocada pode-se optar pela formamais adequada, otimizando o barramento no que diz respeito ao trfego.A rede DeviceNet utiliza este conceito e aplica as vrias formas de comunicaodependendo da funo a ser realizada pelos equipamentos.

Outra grande vantagem disponvel na rede Produtor-Consumidor a possibilidadede uma informao ser gerada e distribuda por qualquer equipamento da rede,como aplicao prtica deste principio pode-se observar um configurador da redeque envia parmetros de configurao para um equipamento qualquer da rede.Exemplo: configurao de um inversor de frequncia, definio do tipo de entradaem um mdulo analgico de I/O, etc.

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1.3 - Mtodos de Comunicao:O tipo de comunicao define basicamente os equipamentos que participam datroca de dados, e o mtodo define a forma com que as informaes (messagens)sero trocadas. A rede DeviceNet admite os seguintes mtodos:

1.3.1 - Polled Message:O mestre gera uma mensagem de comando direcionada a um determinado escravo(ponto-a-ponto), transmitindo tambm dentro da mensagem os dados especficospara este escravo, tais como: comando on / off para a sadas de I/O ou dados paraum display, etc. A resposta do escravo direcionada ao mestre e tambm incluiseus dados. O mestre ir gerar uma mensagem para cada escravo configuradocom a comunicao Polled e acolher a resposta de todos.

1.3.2 - Strobed Message:O mestre transmite uma mensagem tipo mult-cast para todos os escravosconfigurados como Strobed, alm de um bit de comando para cada um, junto com ainstruo. Os escravos respondem em seguida.

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analgico I/O

a cada 5ms a cada 2000ms

a cada 100ms

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1.4 - Protocolos de Mercado:Atualmente existe um elevado nmero de protocolos disponveis no mercado,sendo que muitos deles so protocolos proprietrios, ou seja, foram desenvolvidospor um fabricante e na maioria dos casos somente ele dispe de equipamentos.

Ao contrrio destes tipos de protocolos, a rede DeviceNet faz parte de um grupodenominados protocolos abertos, ou seja, o mesmo est disponvel para qualquerfabricante que se dispuser a desenvolver produtos que atendam a determinadasespecificaes, sendo que geralmente existe uma organizao que determina asregras a serem seguidas, no caso da DeviceNet esta organizao a ODVA.A tabela acima apresenta os principais protocolos encontrados atualmente nomercado, mas existem muitos outros que no tem tanta expresso para as redesindustriais ou so proprietrios.No existe nenhum protocolo melhor do que outro, mas algum pode ser o maisindicado para uma certa aplicao do que o outro.Como exemplo, o Fieldbus Foundation, no o mais adequado para pequenasplantas que manipulam mais entradas e sadas digitais, assim como a RedeAS-Interface no se aplica em processos com muitos sinais analgicos.A rede DeviceNet traz uma boa relao custo-beneficio, pois pode manipular tantosinais on / off como analgicos de sistemas automatizados, e oferece uma gamamuito grande de produtos de diversos fabricantes.

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Rede DeviceNet

Origem / DestinoMestre - Escravo Multi-mestre

Produtos / Consumidor

Profibus DPAS-InterfaceInterbus - S

RIO

Profibus FMSModbus PlusLONWorks

DH+

DeviceNet ControlNetFieldBus Foundation

2 - Rede DeviceNet:A rede DeviceNet uma rede de baixo nvel que proporciona comunicaesutilizando o mesmo meio fsico entre equipamentos desde os mais simples, comosensores e atuadores, at os mais complexos, como Controladores LgicosProgramveis (PLC) e microcomputadores.A rede DeviceNet possui o protocolo aberto, tendo um nmero expressivo defornecedores de equipamento que adotaram o protocolo.A ODVA (Open DeviceNet Vendor Association - www.odva.org), umaorganizao independente com objetivo de divulgar, padronizar e difundir a redeDeviceNet visando seu crescimento mundial.

2.1 - Introduo:A rede DeviceNet baseada no protocolo CAN (Controller Area Network),desenvolvido pela Bosh nos anos 80 originalmente para aplicao automobilstica.Posteriormente adaptada ao uso industrial devido ao excelente desempenhoalcanado, pois em um automvel temos todas caractersticas crticas que seencontram em uma indstria, como: alta temperatura, umidade, rudoseletromagnticos, ao mesmo tempo que necessita de alta velocidade de resposta, econfiabilidade, pois o airbag e o ABS esto diretamente envolvidos com o risco devidas humanas.O protocolo CAN define uma metodologia MAC (Controle de Acesso ao Meio) efornece como segurana um checagem CRC (Vistoria Redundante Cclica), quedetecta estruturas alteradas e erros detectados por outros mecanismos doprotocolo.A rede DeviceNet muito verstil, sendo utilizado em milhares de produtosfornecidos por vrios fabricantes, desde sensores inteligentes at interfaceshomem-mquina, suportanto vrios tipos de mensagens fazendo com que a redetrabalhe da maneira mais inteligente.

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Rede DeviceNet

2.2 - Meio Fsico:O meio fsico da rede DeviceNet utiliza dois pares de fios, um deles para acomunicao e o outro para alimentao em corrente contnua dos equipamentos.Os sinais de comunicao utilizam uma tcnica de tenso diferencial para reduzir oefeito de induo e rudos eletromagnticos. A alimentao em corrente contnua de 24V, o que prove proteo aos instaladores contra acidentes.

2.3 - Topologias:Topologia o termo adotado para ilustrar a forma de conexo fisica entre osparticipantes da rede, e exigem vrios tipos mas nem todos so aplicveis a redeDeviceNet.

2.3.1 Branch Line: a configurao bsica da rede DeviceNet, onde existe um cabo principal, tambmchamado de linha tronco, e derivaes que podem ser efetuadas por conectores oucaixas de distribuio, utilizando-se cabo de menor seco para as derivaes.

Existe um limite no comprimento do cabo tronco, juntamente com um limitepequeno para as derivaes e tambm um limite geral que compreende a soma docomprimento de todas as derivaes.

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Fonte 24Vcc

Cabo DeviceNet:Alimentao 24Vcc: 1 parSinal Digital CAN: 1 par

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2.3.2 - Tree:A topologia em arvore pode ser executada utilizando-se caixas de distribuio ondeo troco principal da rede entra e sai, e as derivaes so interligadas aosequipamentos.

No existe um limite para o nmero de derivaes, mas somente um mximo deestaes ativas que se comunicam na rede.

2.3.3 - Line:Nada impede que o cabo principal da rede entre e saia dos equipamentos formandouma rede em linha, mas deve-se atentar para o detalhe que na necessidade desubstituio de um equipamento causar a interrupo dos outros equipamentossubsequentes.

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2.3.4 - Star:Esta aplicao no permitida, alm do que no tem muita aplicao prtica, poisno elimina a conexo de cada equipamento ao PLC

2.3.5 - Ring:Tambm no permitida a implementao da rede DeviceNet em anel, pois a formade propagao dos sinais digitais na rede necessita de terminadores.

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2.4 - Nmeros de Estaes Ativas:A rede DeviceNet pode ter 64 equipamentos ativos, que utilizam o barramento parase comunicar, endereados de 0 a 63.Ressaltamos que este nmero significa 64 equipamentos com comunicao CANligados ao mesmo meio fsico.No entanto deve-se observar que as caixas de derivao no ocupam nenhumendereo na rede e os mdulos de I/O, muitas vezes independentemente donmero de entrada e sadas ocupa somente um endereo.

Sugerimos a utilizao de no mximo 61 equipamentos e deixar os seguintesendereos livres ao se fazer um novo projeto:

0 para o scanner; 62 para a interface microcomputador-rede 63 para novos equipamentos que venham a ser inclusos

Nota: segundo os padres DeviceNet os equipamentos novos saem de fbrica como endereo 63.

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(N)

#53 #16

#62#25

#51

Fonte 24Vcc

#2

2.5 - Nmero de Redes por PLC:Quando existe a necessidade da instalao de mais do que 64 estaes ativas,pode-se utilizar mais scanners, mas existem os seguintes fatores limitantes:

2.5.1 - Memria disponvel:Normalmente o principal limitante. A maneira como a CPU faz a leitura da redeatravs do scanner, varivel conforme o fabricante/famlia do equipamento,porm, basicamente a memria da CPU um dos limitantes, pois cadaequipamento da rede ocupa um espao da memria, similarmente ao que ocorrecom os cartes de I/O convencional;2.5.2 - Rack:Existem determinados fabricantes que fornecem PLCs com um rack para umdeterminado nmero de cartes, e caso todos os slots estejam ocupados, paraexpandir h a necessidade de troca/expanso do rack. Outra interface utilizada aoinvs do scanner so placas ligadas diretamente ao micro, e neste caso o limitante o nmero de slots livres.2.5.3 - Tempo de Resposta:Quanto maior o nmero de I/O que o PLC deve fazer a varredura, maior o tempo deprocessamento das informaes, portanto este tambm outro limitante,principalmente em processos onde exista a necessidade de velocidade naleitura/processamento/ao.Como foi citado anteriormente, dependendo do mtodo de comunicao doequipamento de campo, so gerados maiores ou menores tempo de varredura,assim como tambm varia o tamanho do pacote de informaes a serem trocadosentre equipamento de campo/scanner.Conclumos que no existe regra prtica para se determinar o tempo de varredurada rede, devendo prevalecer o bom senso analisando os instrumentos ligados arede; sinais on/off normalmente no degradam o tempo de resposta, enormalmente no acarretam restries no nmero de equipamentos, mas j osinstrumentos que tem a comunicao pesada, como IHM (InterfaceHomem-Mquina) e/ou inversores, o nmero de equipamentos na rede deve serreduzido.

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#30

Red

e1

Red

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2.6 - Taxa de Comunicao:A taxa de comunicao a velocidade com que os dados so transmitidos nobarramento da rede, e quanto maior a velocidade, menor o tempo de varredura darede, mas em contra partida menor o comprimento mximo dos cabos. A tabelaabaixo apresenta as tres velocidades de transmisso possveis:

Taxas de Transmisso

125 Kbits / s

250 Kbits / s

500 Kbits / s

Na grande maioria das aplicaes, a velocidade ideal de 125 kbit / s pois gera amelhor relao custo/benefcio, devido a possibilidade da instalao de maisequipamentos, pois permite o maior comprimento de cabo possvel.A taxa de transmisso pode ser configurada via hardware (chaves dipswitch) ou viasoftware, normalmente da mesma forma que o endereo DeviceNet.Importante: Em uma mesma rede DeviceNet, todos os equipamentos devem estarconfigurados para a mesma taxa de comunicao, caso contrrio se houver algumequipamento configurado em outra taxa de comunicao provavelmente irinterromper o funcionamento de toda a rede.2.7 - Cabos DeviceNet:Os cabos para redes DeviceNet possuem dois pares de fios, um para alimentao24Vcc e outro para a comunicao digital. So normalizados e possuemespecificaes rgidas que garantem o funcionamento da rede nos comprimentospr-estabelecidos.A especificaes determinam tambm as cores dos condutores, que seguem atabela abaixo para sua identificao:

Condutor Funo

VM - vermelho - RD positivo 24Vcc

BR - branco - WH comunicao (CAN-H)DN - dreno dreno (GND)

AZ - azul - BL comunicao (CAN-L)PR - preto - BK negativo 24Vcc

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Rede DeviceNet

2.7.1 - Composio do Cabo Redondo:O cabo DeviceNet redondo composto por um parde fios de alimentao 24Vcc (VM e PR) envolvidopor uma fita de alumnio, e um par de fios paracomunicao (BR e AZ) tambm envolvido por umafita de alumnio.Existe tambm um fio de dreno (sem capa plstica),que est eletricamente conectado a malha tranadaexterna do cabo, que cobre 65% da superfcie.2.7.2 - Cabo Grosso:O cabo DeviceNet grosso, tambm conhecidocomo Trunk Cable, possui um dimentro externode 12,5mm, com capa de PVC ou em casosespeciais em PU. Observe que devido a formaoe o dimetro externo, o cabo pouco flexvel edificulta as manobras.

2.7.3 - Cabo Fino:O cabo DeviceNet fino, tambm conhecido comoThin or Drop Cable, possui um dimentro externode 7mm, com capa de PVC ou em casosespeciais em PU.Devido ao menor dimetro, o cabo fino possuiuma manobrabilidade maior, mas ainda requeralguns cuidados.2.7.4 - Cabo Flat:O cabo DeviceNet Flat, possui dimenses de5,3mm de espessura por 19,3mm de largura e foidesenvolvido para ser utilizado com conectoresespeciais, que utilizam a tcnica de perfurao,onde pinos condutores perfuram a isolao docabo e conectam-se aos condutores.Nota: os cabos flats no possuem blindagem e nem dreno, e devem ser lanadosem leitos de cabos separados dos cabos de potncia.2.7.5 - Caractersticas dos Cabos:A tabela abaixo apresenta as caractersticas bsicas dos cabos DeviceNet.

Tipo do CaboBitola

Alimen.BitolaDreno

BitolaComun.

Corrente Dimenses Resistncia

Cabo Grosso 15 AWG 18 AWG 18 AWG 8A 12,5mm 0,015 /mCabo Fino 22 AWG 22 AWG 24 AWG 3A 7,0mm 0,069 /mCabo Flat 16 AWG - 16 AWG 8A 5,3x19,3mm 0,019 /m

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Rede DeviceNet

2.8 - Comprimento dos Cabos:A tabela abaixo apresenta os comprimentos mximos dos cabos em funo da taxade comunicao adotada para a rede, observe que quanto maior o cabo maior suaindutncia e capacitncia distribuda que atenua o sinais digitais de comunicao:

Tipo do CaboFunodo Cabo

Taxa de Tansmisso

125 Kbits/s 250 Kbits/s 500 Kbits/s

Cabo Grosso Tronco 500m 250m 100mCabo Fino Tronco 100mCaboFlat Tronco 380m 200m 75m

Cabo Fino Derivao 6mCabo Fino

derivaes 156m 78m 39m

Os limites nos comprimentos dos cabos foram tecnicamente determinados enormalizados e devem ser rigorosamente respeitados, para que haja garantia dofuncionamento adequado da rede.Se os limites forem extrapolados, a rede pode inicialmente funciona, porm,intermitentemente podem ocorrer quedas na comunicao devido a transitrios einstabilidades devido ao baixo nvel no sinal diferencial de comunicao e destaforma devemos tomar o mximo cuidado desde o projeto at a instalao.

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Rede DeviceNet

3 - Projeto de Redes DeviceNet:A instalao de redes sem um pr-projeto, levam a frustantes resultadosoperacionais, quando funcionam, e muitas vezes de difcil correo, poisnormalmente os fundamentos bsicos no foram observados.A rede DeviceNet, bem como as demais redes industriais dependem de um projetoantecipado, onde todas as condies de contorno so avaliadas. Abaixo citamos osprincipais tpicos que devem ser analisados:Nos prximos itens estaremos avaliando um projeto atravs de um exemplo prticoda instalao de uma rede com monitores de vlvulas como um nico equipamentode campo para facilitar os clculos.O monitor de vlvulas um instrumento muito utilizado em rede e possui duasentradas digitais que sinalizam o estado aberto e fechado da vlvula e atravs deuma sada aciona uma vlvula solenide que comanda a abertura da vlvula.Estamos supondo que o monitor alimentado pela rede DeviceNet e consome0,5A, mas na prtica a avaliao da corrente de consumo deve ser utilizada como ovalor real de cada um dos instrumentos presentes na rede.3.1 - Comprimento dos Cabos:Nos exemplos a seguir estamos considerando que a rede ir operar na taxa de125KBits/s e os limites dos cabos de acordo com a tabela 2.8:3.1.1 - Comprimento do Cabo Grosso:No exemplo abaixo totalizou-se 486m o que atende os requisitos para a avelocidade de 125KBits/s (at 500m).3.1.2 - Comprimento do Cabo Fino:Para o cabo fino deve-se fazer duas avaliaes:3.1.2.1 - Comprimento das Derivaes:

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Fonte 24Vcc

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25m

35m

Cabo Grosso:

Soma: 50 + 15 + 9 + 25+ 35 + 35 = 169m < 500m

0m

O comprimento mximo para as derivaes de 6m independentemente da taxa decomunicao selecionada para a rede, o que o nosso exemplo est atendendo.

3.1.2.2 - Soma das Derivaes:Outro ponto limitante a soma de todas as derivaes, que no deve extrapolar osvalores apresentados na tabela 2.8, e no caso do exemplo acima tambm seenquadra no previsto para a rede de 125KBits/s.3.1.3 - Linha Tronco:A linha tronco da rede DeviceNet pode ser implementada com o cabo grosso comseu comprimento mximo limitado em funo da taxa de comunicao, conforme atabela 2.8, ou ainda pode ser implementada com o cabo fino onde seu comprimentomximo deve ser 100m independentemente da taxa de comunicao. possvel ainda a utilizao do cabo flat, mas deve-se evitar seu encaminhamentoprximo a outros cabos que possam gerar induo eletromagntica.3.1.4 - Derivaes:As especificaes da rede DeviceNet no permitem a utilizao de cabo grosso nasderivaes, mas dependendo do carregamento e comprimento da rede atpossvel sua utilizao, mas lembramos que a rede estar fora das especificaesoriginais.

18 Sense

Rede DeviceNet

OPE

N

OPE

N

OPE

N

OPE

N

50m

15m

6m

9m

6m

35m

6m

OPE

N

OPE

N

4m

2m

Sen

so

res

eIn

str

um

en

tos

ASI-K

F-30

02/1

10-2

20Vc

aFO

NTE

DE

ALIM

ENTA

O

EMCO

RREN

TECO

NTN

UATI

POCH

AVEA

DA

ON

(F)

Vca

(+) (-)R

EDE

ASI

(N)

#53 #16

#62#25

#51

Fonte 24Vcc

#2

25m

35m

Cabo Fino:Comprimento < 6m

Soma:6 + 6 + 6 + 2 + 4=24m < 156m

3.2 - Queda de Tenso:Imprescidvel na implementao de uma rede DeviceNet a avaliao da queda detenso ao longo da linha, que ocasionada pela resistncia ohmica do cabosubmetida a corrente de consumo dos equipamentos alimentados pela rede.Quanto maior o comprimento da rede, maior o nmero de equipamentos e maiselevado o consumo dos instrumentos de campo, mais elevadas sero as quedas detenses podendo inclusive no alimentar adequadamente os mais distantes. Outroponto a considerar o posicionamento do fonte de alimentao na rede, que quantomais longe do centro de carga maior ser a queda de tenso.Segundo as especificaes da rede DeviceNet admiti-se uma queda de tensomxima de 4,65V, ou seja, nenhum elemento ativo deve receber uma tenso menordo 19,35V entre os fios VM e PR.Lembramos no entanto, de que na prtica a restrio maior ainda, poisnormalmente as cargas ligadas aos mdulo de sada on / off normalmente admitemuma variao de 10%, ou seja no poderiam receber tenso menor do que 21,6V.

U devices 21,6VExistem alguns meios para esta avaliao, e o primeiro seria medir as quedas emtodos os equipamentos ativos com a rede energizada e todas as cargas ligadas,lembramos que esta no a melhor forma de se analisar o problema pois asmodificaes implicam normalmente em mudanas na instalao j realizada.Outros meios como: grficos, programas de computador esto disponveis, maspara uma anlise precisa sugerimos o clculo baseado na lei de ohm.3.2.1 - Clculo das Correntes:Para se determinar qual o valor de tenso que ir chegar aos equipamentos decampo, primeiramente devemos determinar as correntes nos trechos dos cabos,baseado na corrente de consumo dos equipamentos e pela lei de Kirchoff:A somatria das correntes que chegam em um n igual a somatria dascorrentes que saem do mesmo.

Sense 18

Rede DeviceNet

OPE

N

OPE

N

OPE

N

OPE

N

50m

15m

2,5A

0,5A

6m

9m2A

6m0,5A

1A

25+3

5+35

=95m6m

0,5A

OPE

N

~ 0mA

OPE

N

0,5A

4m

2m1A

E

F

A

C

BD

G

H

IJ

Se

ns

ore

se

Ins

tru

me

nto

s

ASI-K

F-30

02/1

10-2

20Vc

aFO

NTE

DE

ALIM

ENTA

O

EMCO

RREN

TECO

NTN

UATI

POCH

AVEA

DA

ON

(F)

Vca

(+) (-)R

EDE

ASI

(N)

3A

#53 #16

#62#25

#51

Fonte 24Vcc

#2

Analisando-se os diversos pontos ( ns ) obtemos as correntes descritas abaixo eindicadas na figura anterior:Note que iniciamos o levantamento pelo ponto mais distante da fonte, pois paradeterminarmos o valor de corrente que deve chegar em cada n temos que saberqual o valor de corrente que sa do mesmo.

Ponto H: 1,0ANo ponto H temos a soma das correntes consumidas pelosequipamentos com endereo 25 ( J ) e 62 ( I ).

Ponto F: 1,5AA corrente que sai ao ponto F, vinda da fonte de alimentao, iralimentar os equipamentos G, H e I resultando em 1,5A.

Ponto D: 2,0AAcrescenta-se ao anterior o consumo do elemento E.Ponto B: 2,5ANeste ponto teremos mais 0,5A do equipamento C.Ponto A: 3,0AComo todos os equipamentos possuem o mesmo consumo,

acrescentamos mais 0,5A do monitor do endereo A.Fonte: 3,0A Finalmente o consumo requerido da fonte ser de 3,0A.

Nota 1: para este clculo despreza-se a corrente consumida pelo scanner do PLC,pois estes miliamperes so insignificantes para causar algum problema.Nota 2: O valor apresentado do consumo dos monitores de vlvulas de 0,5A umvalor didtico para simplificar os clculos, o valor real de uma solenide low power da orderm de 0,05A.3.2.2 - Clculo das Quedas de Tenses:Os clculos das quedas de tenso sero baseados na Lei de Ohm, aplicada acabos onde o valor da resistncia depende do comprimento do cabo:

U = R x I e R = p x L

U = x L x I

A tabela abaixo apresenta o resultado da formula para queda de tenso no cabo,considerando a resistividade especfica de cada modelo:

Tipo doCabo

Resistividadedo Cabo

Frmula daQueda de Tenso

Cabo Grosso 0,015 /m U = 0,015 Lx I ( V )Cabo Fino 0,069 /m U = 0,069 Lx I ( V )Cabo Flat 0,019 /m U = 0,019 Lx I ( V )

19 Sense

Rede DeviceNet

Sendo:U = tenso em VoltsR = resistncia em OhmsI = corrente em Amperes

e:

R = resistncia equivalente do cabo em Ohms = resistividade do cabo utilizado Ohms / MetroL = comprimento do cabo em Metros

Aplicando-se a frmula para o nosso exemplo abaixo temos:

Fonte: Partindo-se da fonte de alimentao com a tenso nominal de24Vcc, temos nos pontos seguintes:

UA = 21,75V: A corrente de 3,0A sobre o lance de 50 metros de cabo grosso:U = 0,015/m x 50m x 3A = 2,25V UA = 24V - 2,25V = 21,75V

UB = 21,19V: O trecho AB de 15m est submetido a corrente de 2,5A:U = 0,015/m x 15m x 2,5A = 0,56V UB = 21,75V - 0,56V = 21,19V

UEF = 20,92V:Supomos que a distncia E at F desprezvel, ento teremosapenas um subtrecho de 9m sumetido a 2,0A:U = 0,015/m x 9m x 2A = 0,27V UEF = 21,19V - 0,27V = 20,92V

UH = 19,50V: No trecho final com 95m e corrente de 1A, temos:U = 0,015/m x 95m x 1A = 1,42V UH = 20,92V - 1,42V = 19,50V

Apesar dos clculos acima ainda no representarem a tenso que efetivamentechega aos equipamentos, j podemos verificar que a tenso no fim da linha estmuito perto do mnimo requerido (19,35V).

Sense 20

Rede DeviceNet

OPE

N

OPE

N

OPE

N

OPE

N

OPE

N

OPE

N

B = 21,19VH =H = 19,50V

A = 21,75V

D =D = 20,92V

0,5A

4m

50m

15m

2,5A

0,5A6m

9m

2A

6m0,5A

9m x 0,015x2A = 0,27V 1A 2m

95m

x0,

015

x1A

=1,

42V

1A95

m

6m0,5A15m x 0,015

x2,5A = 0,56V3A50m x 0,015x3A =2,25V

E

F

C

G

IJ

24,00V

3.2.3 - Tenso nos Equipamentos:Analogamente iremos aplicar a mesma Lei de Ohm para as derivaes observandoque a resistividade do cabo fino das derivaes menor do que a do cabo grosso.

UC = 20,98V: A derivao da linha tronco at o equipamento C de 6m:U = 0,069/m x 6m x 0,5A = 0,21V UC = 21,19V - 0,21V = 20,98V

UE = 20,77V: A queda de tenso nesta derivao ser a mesma pois ocomprimento tambm de 6m e a corrente de 0,5A, portanto:U = 0,069/m x 6m x 0,5A = 0,21V UE = 20,98V - 0,21V = 20,77V

UG = 20,77V: O mesmo acontece com a derivao FG (desprezando-se adistancia entre o trecho DF: U = 0,21V UG = 20,77V

UI = 19,36V: No trecho de 2m temos a corrente de 1A:U = 0,069/m x 2m x 1A = 0,14V UI = 19,50V - 0,14V = 19,36V

UJ = 19,22V: No trecho restante de 4m temos somente 0,5A:U = 0,069/m x 4m x 0,5A = 0,14V UJ = 19,36V - 0,14V = 19,22V

3.2.4 - Concluso:Desta forma, verificamos que o ponto J apresenta tenso menor do que 19,35V e irapresentar problemas de alimentao.Observe tambm que os pontos C, E, G, I e H no acionaro corretamente suassolenides que admitem uma queda de tenso mxima de 10%, ou seja, funcionambem com at 21,6V.

IMPORTANTE: no adianta aumentar a capacidade da fonte, que no trarnenhum efeito na queda de tenso na rede, e no nosso exemplo uma fonte de 3Aou 50A no resolveria o problema.21 Sense

Rede DeviceNet

OPE

N

OPE

N

OPE

N

OPE

N

OPE

N

OPE

N

2m x 0,069x1A = 0,14V

I = 19,36VC =C = 20,98V

B = 21,19V

E = 20,77VG = 20,77V

H =H = 19,50VA = 21,75V

Limite DeviceNet > 24V - 4,65V > 19,35V

D =D = 20,92V

4m x 0,069x0,5A = 0,14V6m x 0,069

x0,5A = 0,21V

0,5A

4m

50m

15m

2,5A

0,5A6m

9m

2A

6m0,5A

J = 19,22V

1A 2m

1A95

m

6m0,5A

Somente o Ponto A estcorrentamente alimentado

acima de 24V - 10% (21,6V)

24,00V

3A

3.3 - Posicionamento da Fonte:Como pudemos verificar no exemplo anterior, quanto maior for o comprimento doscabos maior ser a queda de tenso e uma maneira simples de diminuirsignificativamente a queda de tenso a mudana da fonte de alimentao externa.O ponto ideal para a colocao da fonte de alimentao na rede o mais prximopossvel do centro de carga, ou seja no trecho da rede que mais consome.Normalmente no se deve instalar a fonte junto ao PLC, pois geralmente estlocalizado longe do primeiro equipamento de campo.3.3.1 - Recalculo das Correntes:Para melhor visualizao iremos a seguir refazer os clculos das quedas de tenso

reposicionando-se a fonte e os clculos seguem o mesmo raciocnio adotado:

Ponto H: 1,0ANo ponto H temos a soma das correntes consumidas pelosequipamentos J e I, nada mudou.

Ponto F: 1,5AA corrente que sai ao ponto F, vinda da fonte de alimentao, iralimentar os equipamentos G, H e I resultando em 1,5A.

Ponto D: 2,0AAcrescenta-se ao anterior o consumo do elemento E, e semmudanas at este ponto.

Ponto B: 1,0ANeste ponto observamos uma reduo, atravs do ponto B passa acorrente somente, dos equipamentos A e C com total de 1A.

Ponto A: 0,5ANo ponto A, circula somente 0,5A e o trecho at o PLC somentealguns mA que so despreziveis para os nossos clculos.

Note que o valor de corrente fornecido pela fonte no se alterou com relao aoexemplo anterior, porm no temos nenhum trecho da rede com a corrente total de3A, ao contrrio do exemplo anterior.

Sense 22

Rede DeviceNet

OPE

N

OPE

N

OPE

N

OPE

N

50m

15m

0,5A

0,5A

6m

9m1A

6m0,5A

1A

95m

3A

6m

0,5A

OPE

N

24,00V

~ 0mA

OPE

N

0,5A

4m

2m1A

E

F

A

C

BD

G

H

IJ

3.3.2 - Recalculo das Tenses:

UD = 24,00V: Ponto de entrada da fonte de alimentao.UE = 23,79V: Queda de somente 0,5A do equipamento E no cabo fino de 6m:

U = 0,069/m x 6m x 0,5A = 0,21V UE = 24V - 0,21V = 23,79VUF = 24,00V: Consideremos o trecho DF de comprimento desprezvel.UG = 23,79V: Idem ao ponto E.UH = 22,58V: No trecho final com 95m e corrente de 1A, temos:

U = 0,015/m x 95m x 1A = 1,42V UH = 24,00V - 1,42V = 22,58VUI = 22,44V: Onde temos 1A dos equipamento I e J sob o cabo fino de 2m:

U = 0,069/m x 2m x 1A = 0,14V UI = 22,58V - 0,14V = 22,44VUJ = 22,30V: Somente 0,5A do equipamento J no trecho de cabo fino 2m:

U = 0,069/m x 4m x 0,5A = 0,14V UJ = 22,44V - 0,14V = 22,30VUB = 23,86V: Queda de 1A dos equipamentos A e B no trecho BD:

U = 0,015/m x 9m x 1,0A = 0,14V UB = 24V - 0,14V = 23,86VUC = 23,65V: Idem ao ponto E, resultando em: UC = 23,86V - 0,21V = 23,65VUA = 23,74V: Queda de 0,5A do equipamento A no trecho AB:

U = 0,015/m x 15m x 0,5A = 0,12VUA = 23,86V - 0,12V = 23,74VCom esta alterao a tenso mnima da configurao anterior no ponto J de 19,22Vpassou para 22,30 com um ganho de 3,08V. Um grande nmero de casos podemser resolvidos somente com a alterao da posio da fonte de alimentao.Se considerarmos no exemplo anterior, somente a vlvula do ponto A estavacorretamente alimentada, com tenso maior que 24V -10% ou seja: 21,6V e noexemplo atual todas esto perfeitamente alimentadas, confirmamos que opr-projeto da rede de extrema necessidade, pois mudanas depois da instalaopronta pode causar serios transtornos.23 Sense

Rede DeviceNet

OPE

N

OPE

N

OPE

N

OPE

N

OPE

N

OPE

N

Sense Eletrnica Ltda

2m x 0,069x1A = 0,14V

I = 22,44VC =C = 23,65V

B = 23,86V

E = 23,79VG = 23,79V

H =H = 22,58VA = 23,75V

Ganho de3,22V

D =D = 24,00V

4m x 0,069x0,5A = 0,14V

6m x 0,069x0,5A = 0,21V

0,5A

4m

50m

15m

0,5A

0,5A6m

9m

1A

6m0,5A 9m x 0,015

x1A = 0,14V

J = 22,30V

1A 2m95

mx

0,01

5x1

A=

1,42

V

1A95

m

3A

6m0,5A15m x 0,015

x0,5A = 0,11V

032001 1 DeviceNet

Ganho de 3,22Vsomente posicionandoa fonte em outro local

No adianta aumentara capacidade da fonte.

3.3.3 - Extenso da Rede:Outro ponto importante so as alteraes realizadas depois da instalaoconcluda, para exemplificar-mos os efeitos sobre a queda de tenso, iremos suporque o trecho final da rede com os equipamentos I e J foram alterados e seromontados em outro local necessitando uma extenso de 215m:

Recalculando-se a queda de tenso nestes pontos teremos:UH = 19,35V: No trecho final com 95 mais 215m e corrente de 1A, temos:

U = 0,015/m x 310m x 1A = 4,42V UH = 24,00V - 4,65V = 19,35VUI = 19,21V: Onde temos 1A dos equipamento I e J sob o cabo fino de 2m:

U = 0,069/m x 2m x 1A = 0,14V UI = 19,35V - 0,14V = 19,21VUJ = 19,07V: Somente 0,5A do equipamento J no trecho de cabo fino 2m:

U = 0,069/m x 2m x 0,5A = 0,14V UJ = 19,21V - 0,14V = 19,07VCom esta alterao na rede os equipamentos I e J no iro funcionar, portantoconfirmamos que qualquer modificao deve ser criteriosamente estudada paraevitar transtornos e retrabalhos.

3.3.4 - Mltiplas Fontes de Alimentao:A rede DeviceNet admite ser alimentada por mltiplas fontes de alimentao aolongo da linha tronco e esta prtica deve ser adotada para redes longas e comconsumo elevado.Outra vantagem da utilizao de mltiplas fontes de alimentao a possibilidadede se utilizar correntes muitos elevadas que podem ser segmentadas em trechoscom at 8 Amperes.Na implementao do uso de mltiplas fontes, cada trecho deve ser segmentado,interrompendo-se o fio vermelho, mantendo-se os outros, de forma que cada trechoseja alimentado por uma nica fonte.

Sense 24

Rede DeviceNet

OPE

N

OPE

N

OPE

N

OPE

N

#5350

m

15m

2,5A

0,5A

6m

9m2A

6m0,5A

310m

x0,

015

x1A

=4,

65V

1A

95m

+ 215

m=

310m

3A

6m0,5A

SensoreseInstrumentos

ASI-KF-3002/110-220VcaFONTEDEALIMENTAOEMCORRENTECONTNUA

TIPOCHAVEADA

ON(F)

Vca

(+)

(-)REDEASI(N)

#2

#51

OPE

N4m x 0,069x0,5A = 0,14V

J = 19,07V

#25

#16

~ 0mA

OPE

N#62

0,5A

4m

I = 19,21V

H=

H=

19,3

5V

2m1A

2m x 0,069x1A = 0,14V

Observe que o negativo de todos os trechos no devem ser interrompidos e apenasuma nica fonte de alimentao deve estar ligada ao aterramento.Esta tcnica ser exemplificada a seguir como uma soluo para o problema daextenso do cabo da rede:

Observe que a Fonte 1 alimenta o trecho que sai do PLC passando pelosequipamentos A, B, E at o G:

UA = 22,50V: Queda de 2A (A+C+E+G) sobre 50m de cabo grosso:U = 0,015/m x 50m x 2A = 1,50V UA = 24V - 1,50V = 22,50V

UC = 21,95V: Queda de 1,5A (C+E+G) sobre 15m de cabo grosso maisqueda de 6m com cabo fino sob o consumo do instrumento C:U = 0,015/m x 15m x 1,5A + 0,069/m x 6m x 0,5A = 0,55VUC = 22,50V - 0,55V = 21,95V

UE = 21,61V: Queda de 1,0A (E+G) sobre 9m de cabo grosso maisqueda de 6m com cabo fino sob o consumo do instrumento C:U = 0,015/m x 9m x 1,0A + 0,069/m x 6m x 0,5A = 0,34VUE = 21,95V - 0,34V = 21,61V.

UG = 21,61V: Idem ao equipamento E pois o trecho DF desprezvel.A Fonte 2 alimenta os instrumentos I e J.

UI = 23,86V: Queda de 1,0A (I+J) sobre 2m de cabo fino:U = 0,069/m x 2m x 1A = 0,14V UI = 24,00V - 0,14V = 23,86V

UJ = 23,72V: Queda de 0,5A (J) sobre 4m de cabo fino:U = 0,069/m x 4m x 0,5A = 0,14V UJ = 23,86V - 0,14V = 23,72V

Concluso: observamos que as duas fontes assim posicionadas atendemperfeitamente os requisitos, pois todos os equipamentos esto adequadamentealimentados, e o que melhor, todas as solenides de sada sero alimentadasdentro da faixa de 10% pois em todos os pontos a tenso maior que 21,6V.

25 Sense

Rede DeviceNet

OPE

N

OPE

N

OPE

N

OPE

N

50m

15m

1,5A

0,5A

6m

9m1A

6m

~0m

A

310m

6m0,5A

OPE

N

OPE

N

0,5A

4m

2m1A

Sen

so

res

eIn

str

um

en

tos

ASI-K

F-30

02/1

10-2

20Vc

aFO

NTE

DE

ALIM

ENTA

O

EMCO

RREN

TECO

NTN

UATI

POCH

AVEA

DA

ON

(F)

Vca

(+) (-)R

EDE

ASI

(N)

2A

Fonte 1

2m x 0,069x1A = 0,14V

I = 23,86V

C =C = 22,06V

E = 21,92V G = 21,92V

A = 22,5V

4m x 0,069x0,5A = 0,14V

J = 23,72V

Sen

so

res

eIn

str

um

en

tos

ASI-K

F-30

02/1

10-2

20Vc

aFO

NTE

DE

ALIM

ENTA

O

EMCO

RREN

TECO

NTN

UATI

POCH

AVEA

DA

ON

(F)

Vca

(+) (-)R

EDE

ASI

(N)

1A

Fonte 2

Interrompero positivo

3.4 - Alimentao da Rede:Segundo as especificaes da rede DeviceNet a alimentao 24Vcc deve serestabilizada, estvel e com protees, sendo que a proteo de picos de surge(certificao CE categoria 3 para pulsos de surge), transitrios gerados na rede decorrente alternada que alimenta a fonte de alimentao possam passar para a redeDeviceNet e causar a queima dos equipamentos.3.4.1 - Fonte de Alimentao:A fonte de alimentao para a rede DeviceNetdeve fornecer uma tenso contnua eestabilizada em 24 Vcc independentemente dacorrente consumida.Aconselhamos que a fonte utilizada paraalimentar a rede DeviceNet e / ou os mdulosde sadas possuam proteo contra curtocircuito, para que uma sobrecorrente nopossa colocar em risco o cabo da rede.Caso a fonte de alimentao estejaposicionada longe do seu centro de carga,pode-se elevar um pouco a tenso da rede,corrigindo a queda de tenso excessiva quepossa existir no final da linha. Para tantodeve-se verificar a mxima tenso admissvelpor todos os equipamentos conectados narede e as cargas conectadas aos mdulos quepossuem sada e se utilizem da tenso da redepara alimentao dos I/Os.3.4.2 - Distribuidor de Alimentao:A linha CA que serve as fontes de alimentaopode ter outros equipamentos, inclusive degrande porte, tais como: transformadores,motores, inversores de frequncia, freioseletromagnticos, chaves seccionadoras, etc;que em operao normal podem produzir altospicos de tenso transitria inclusive com altaenergia, devido as altas correntes sobre ascargas de alta indutncia.Caso as fontes de alimentao utilizadas narede DeviceNet no possuam proteoadequada iro deixar que os pulsos de altaenergia que chegam atravs da linha Capossam passar para a linha em CC e poderodanificar os chips da interface CAN dosinstrumentos. Aconselhamos utilizar fontes dealimentao ou distribuidores de alimentaoque possuam diodos especiais que neutralizamos pulsos de alta energia.

Sense 26

Rede DeviceNet

3.4.3 - Resistores de Terminao:Nos extremos da rede deve-se instalar umresistor de terminao, que possui o objetivode reduzir possiveis reflexes do sinal narede, que causa distrbios na comunicao,com constantes e aleatria paradas eeventualmente interrupo total do seufuncionamento.O resistor de terminao deve ser de 121,mas admite-se o valor comercial mais comumde 120 e sendo a potncia dissipada minima e um resistor de 1/4W estariaadequado.3.4.2 - Posio do Resistor de Terminao:Os resistores devem ser conectados entre os fios de comunicao ( BR branco e AZazul ), nos dois extremos da rede, nos pontos entre todos que possuem a maiordistncia entre si, ou nas duas caixas de distribuio nos extremos da rede.Uma maneira prtica de se verificar se uma determinada rede possui os doisresistores medir a resistncia entre os fios de comunicao azul e branco,obtendo-se 60, indicaria que os resistores esto presentes na rede, mas nogarante que eles esto na posio correnta.

A figura acima ilustra tambm a utilizao dos distribuidores de alimentaointegrando as fontes externas e os resistores de terminao a rede.

27 Sense

Rede DeviceNet

121

1/4W

OPE

N

OPE

N

OPE

N

OPE

N

50m

15m

6m

9m

6m

310m

OPE

N

OPE

N

4m

2m

Sensores e Instrumentos

ASI-KF-3002/110-220VcaFONTE DE ALIMENTAO EM CORRENTE CONTNUA

TIPO CHAVEADA

ON(F)

Vca

(+)

(-)REDE ASI (N) Fonte 1

120

Se

ns

ore

se

Ins

tru

me

nto

s

ASI-K

F-30

02/1

10-2

20Vc

aFO

NTE

DE

ALIM

ENTA

O

EMCO

RREN

TECO

NTN

UATI

POCH

AVEA

DA

ON

(F)

Vca

(+) (-)R

EDE

ASI

(N)

Fonte 2Plug para

Endereador

6-

5

+E24 45

ASIREDE

I/O= h - ID= h

ASI+

ASI-

1112

10

REDE

E-4

77 E3

98

--

8

E-3E-1

E-2

11-

+E4 10

ASI-MD-4EP-VTMDULO DE 4 ENTRADAS

1E11

-

2 32

ENTRADAS PNP

+

ENTRADAS PNP

+

Sensores e Instrumentos

Plug

para

Ende

rea

dor

6-

5

+E2

44 5

ASI

RED

E

I/O=

h-

ID=

h

ASI+

ASI-

11 1210

RED

EE-4

77

E3

98

--

8

E-3

E-1

E-2

11-+

E410

ASI-M

D-4E

P-VT

MD

ULO

DE4

ENTR

ADAS

1E1

1

-

232

ENTR

ADAS

PNP

+

ENTR

ADAS

PNP

+

Se

ns

ore

se

InIns

tru

me

nto

s

120

3.5 - Interoperabilidade:Uma grande vantagem da rede DeviceNet a habilidade de se ligar/desligar osequipamentos com a rede energizada sem a necessidade de desligar a suaalimentao.Mas deve-se adotar medidas extras com relao a topologia e estrutura deconexo, para que ao se substituir um equipamento no ocorra o desligamento dossubsequentes.

3.5.1 - Distribuidor de Rede:Para efetuar trocas a quente commaior segurana, deve-se utilizar ascaixas de derivao, onde liga-se edesliga-se os equipamentos atravsde conectores plug-in que minimizama probabilidade de curtos entre os fios,que podem interromper ofuncionamento da rede e at danificarpermanentemente vriosequipamentos.Deve-se prever a substituio dequalquer equipamento ativo seminterromper o funcionamento da rede,portanto a adoo da topologia emlinha deve ser adotada com restries.

Sense 28

Rede DeviceNet

OPE

N

OPE

N

OPE

N

OPE

N

OPE

N

OPE

N

Se

ns

ore

se

Ins

tru

me

nto

s

ASI-K

F-30

02/1

10-2

20Vc

aFO

NTE

DE

ALIM

ENTA

O

EMCO

RREN

TECO

NTN

UATI

POCH

AVEA

DA

ON

(F)

Vca

(+) (-)R

EDE

ASI

(N)

#53 #16

#62#25

#51

#2

3.5.2 - Layout com Distribuidor de Rede:J a opo com distribuidores permite a substituio de qualquer elemento ativosem interromper o funcionamento do restante da rede.

29 Sense

Rede DeviceNet

OPE

N

OPE

N

OPE

N

OPE

N

50m

15m

6m

9m

6m

310m

OPE

N

OPE

N

4m

2m

SensoreseInstrumentos

ASI-KF-3002/110-220VcaFONTEDEALIMENTAOEMCORRENTECONTNUA

TIPOCHAVEADA

ON(F)

Vca

(+)

(-)REDEASI(N)

Fonte 1

Sen

so

res

eIn

str

um

en

tos

ASI-K

F-30

02/1

10-2

20Vc

aFO

NTE

DE

ALIM

ENTA

O

EMCO

RREN

TECO

NTN

UATI

POCH

AVEA

DA

ON

(F)

Vca

(+) (-)R

EDE

ASI

(N)

Fonte 2

PlugparaEndereador

6 -5

+E2 44

5

ASIREDE

I/O= h-ID=h

ASI+

ASI-

1112

10

REDE

E-4

7 7E3

98

--

8

E-3 E-1

E-2

11-

+E410

ASI-MD-4EP-VTMDULODE4ENTRADAS

1 E1 1

-

232

ENTRADASPNP

+

ENTRADASPNP

+

SensoreseInInstrumentos

Plug

para

Ende

rea

dor

6-

5

+E2

44 5

ASI

RED

E

I/O=

h-

ID=

h

ASI+

ASI-

11 1210

RED

EE-4

77

E3

98

--

8

E-3

E-1

E-2

11-+

E410

ASI-M

D-4E

P-VT

MD

ULO

DE4

ENTR

ADAS

1E1

1

-

232

ENTR

ADAS

PNP

+

ENTR

ADAS

PNP

+

Se

ns

ore

se

In Ins

tru

me

nto

s

PlugparaEndereador

6 -5

+E2 44

5

ASIREDE

I/O= h-ID=h

ASI+

ASI-

1112

10

REDE

E-4

7 7E3

98

--

8

E-3 E-1

E-2

11-

+E410

ASI-MD-4EP-VTMDULODE4ENTRADAS

1 E1 1

-

232

ENTRADASPNP

+

ENTRADASPNP

+

SensoreseInstrumentos

PlugparaEndereador

6 -5

+E2 44

5

ASIREDE

I/O= h-ID=h

ASI+

ASI-

1112

10

REDE

E-4

7 7E3

98

--

8

E-3 E-1

E-2

11-

+E410

ASI-MD-4EP-VTMDULODE4ENTRADAS

1 E1 1

-

232

ENTRADASPNP

+

ENTRADASPNP

+

SensoreseInstrumentos

6mENTRADAS PNP

DN-MD-4EP-4ST-VTMDULO DE 4 ENTRADAS E 4 SADAS A TRANSISTOR

Sensores e Instrumentos

E-1

E-2

E-3

E-4

S-1

S-2

S-3

S-4

E1

E2

E3

E4

++

+

+

+

+

+

+

2

5

8

11

--

--

--

--

--

--

--

--

1

4

7

10

2

5

8

11

1

4

7

10

3

6

9

12

V

+

V

+

C

N

H

C

N

H

G

N

D

G

N

D

C

N

L

C

N

L

V

-

V

-

F

E

+

F

E

-

REDEDEVICENET

REDEDEVICENET

FONTEEXTERNA

Configurao daAlimentao de Entrada/Sada

E

X

T

.

F

O

N

T

E

D

N

REDE

S113

14

S215

16

S317

18

S419

20

SADAS

DeviceNet

3.6 - Aterramento da rede:Um dos pontos mais importantes para o bom funcionamento da rede DeviceNet ablindagem dos cabos, que tem como funo bsica impedir que fios de forapossam gerar rudos eltricos que interfiram no barramento de comunicao.NOTA: Aconselhamos que os caboDeviceNet seja conduzidoseparadamente dos cabos depotncia, e no utilizem o mesmobandejamento ou eletrodutos.3.6.1 - Malha de Aterramento:Para que a blindagem possa cumprirsua misso de extremaimportncia que dreno seja aterradosomente em um nico ponto.

3.6.2 - Entrada dos Cabos nos Equipamentos:O cabo DeviceNet possui uma blindagemexterna em forma de malha, que deve sersempre cortada e isolada com fita isolante outubo plstico isolador em todas asextremidades em que o cabo for cortado.Deve-se tomar este cuidado na entrada de cabosde todos os equipamentos, principalmente eminvlucros metlicos, pois a malha externa docabo no deve estar ligada a nenhum ponto enem encostrar em superfcies aterradas.3.6.3 - Borne de Dreno:Existe ainda um fio de dreno no cabo DeviceNet , queeletricamente est interligado a malha externa do cabo, etem como funo bsica permitir a conexo da malha abornes terminais.Inclusive todos os equipamentos DeviceNet possuem umborne para conexo do fio de dreno, que internamente noest conectado a nenhuma parte do circuito eletrnico, e normalmente forma umablindagem em volta do circuito atravs de pistas da placa de circuito impresso.3.6.4 - Isolao do Dreno:Da mesma forma que a blindagem externa,aconselhamos isolar o fio de dreno em todasas suas extremidades com tubos plsticosisoladores, a fim de evitar seu contato compartes metlicas aterradas nos instrumentos.Todos estes cuidados na instalao devem sertomados para evitar que a malha ou o fio dedreno sejam aterrados no campo.

Sense 30

Rede DeviceNet

PRAZMALHABRVM

SSCCAANNNNEERRDeviceNet

V+Fonte de Alimentao

da Rede DeviceNet

GND

V-

3.6.5 -Verificao da Isolao daBlindagem:Ao final da instalao deve-se conferir aisolao da malha e dreno em relao aoterra (> 1M).3.6.6 - Aterramento daBlindagem:Aps este teste o fio dreno deve serinterligado ao negativo V- da rede noborne - da fonte de alimentao queenergizara a rede. Ento ambos V- e -devem ser ligados ao sistema deaterramento de instrumentao da plantaem uma haste independente doaterramento eltrico, mas diferenteshastes podem ser interconectadas porbarramento de equalizao de potencial.3.6.7 - Blindagem Com Mltiplas Fontes:Quando a rede DeviceNet utiliza duas ou mais fontes, somente uma delas deveestar com o negativo aterrado em uma haste junto com o fio de dreno da rede.

Observe que neste caso as fontes de alimentao no devem ser ligadas emparalelo, interrompa o positivo, para que no exista duas fontes em um trecho .CUIDADO! Repetimos: de extrema importncia que a malha de aterramento esteja aterrada somenteem um nico ponto junto a fonte de alimentao da rede. Aconselhamos que toda vez que houvermanobras no cabo da rede ou manuteno nos instrumentos, se desligue a conexo do dreno com onegativo da fonte para verificar se a isolao do fio dreno, no est aterrado em qualquer outro ponto darede, pois as manobras dos cabos muitas vezes podem romper a isolao do cabo conectando a malhaa eletrodutos ou calhas aterradas.

3.6.8 - Blindagem Instrumentos Campo:A extremidade do cabo dos transmissores quechegam aos mdulo DeviceNet deve ser aterradasem um borne de Malha. O mesmo cuidado comrelao a malha dos transmissores deve ser adotadoe jamais devem ser aterradas junto ao instrumento nocampo, e aconselhamos isolar a malha com fitaisolante na caixa de bornes do transmissor.

31 Sense

Rede DeviceNet

PRAZMALHABRVM

SCANNERDeviceNet

V+

GND

V-Fonte de Alimentao

da Rede DeviceNet

AterramentoEltrico

AterramentoInstrumentao

PRAZMALHABRVM

SCANNERDeviceNet

V+

GND

V-Fonte de Alimentao

da Rede DeviceNet

PRAZMALHABRVM

V+Fonte de Alimentao

do Trecho 2

V-

TRECHO 2TRECHO 1 InterromperV+

V+

GND

V-Fonte de Alimentao

da Rede DeviceNet

4 - Protocolo:Neste captulo iremos apresentar um breve resumo de como a construo dasmensagens da rede DeviceNet, proporcionando ao leitor conhecimentos bsicosde protocolo DeviceNet, habilitando-o caso haja interesse a se aprofundar noassunto atravs de literaturas especializadas.Como citamos anteriormente, a rede DeviceNet baseada no protocolo CAN, queobteve aceitao mundial como um protocolo muito verstil e confivel, alm de seruma plataforma econmica para troca de dados aplicveis em sistemas mveis,mquinas, equipamentos tcnicos e automao industrial.Baseado na sofisticadas normas de protocolos de alto nvel, o protocolo CAN feitona tecnologia de automao aberta, e compete prosperamente em sistemas deautomao distribudos.Uma das principais razes para o sucesso das tecnologias baseadas no protocoloCAN a capacidade de comunicao produtor-consumidor para transmisso dedados e capacidade de trabalhar com multi-mestre. Com essas propriedades, oprotocolo CAN do ponto de vista tcnico muito atrativo para ser usado emsistemas distribudos.

4.1 - Camadas OSI:O protocolo CAN pode ser mostrado de acordo com o modelo OSI, comomostramos abaixo:

Layer 1: Responsvel por funes como codificao, tempo de bit esincronizao de bit.

Layer 2: Responsvel por funes como arbitrao, frame de mensagem esegurana de dados, validao de mensagens, deteco esinalizao de erros e limites de falhas.

Sense 32

Rede DeviceNet

DeviceNet Protocol

CAN Protocol

Physical Layer

Transmission Media

Layer 7

Layer 2

Layer 1

Layer

Application

Data Link

Physical

Media

4.2 - Protocolo DeviceNet:A camada de conexo de dados da DeviceNet totalmente definida pelaespecificao CAN e implementao por seus chips.So definidos dois estados lgicos: recessivo (lgica 1) e dominante (lgica 0).Qualquer n pode iniciar uma transmisso levando o barramento do estadorecessivo, condio sem comunicao,para estado dominante (inicio do frame).Alguns tipos de frames (messagens) so definidos pelo protocolo CAN:

Data Frame; Overload Frame; Remote Frame; Error Frame.

A protocolo DeviceNet utiliza somente o data frame, e os demais frames noforam implementados.

4.3 - CAN Data Frame:A figura abaixo representa o frame de dados da rede DeviceNet, que em outraspalavras o esqueleto de uma comunicao neste protocolo. A seguir faremos umabreve explanao sobre cada campo desta frame.

4.3.1 - Inicio da Frame:Todos os elementos da rede CAN so sincronizados na transio de recessivo paradominante deste bit, para obter-se um sincronismo ideal entre todos os nspresentes na rede.

33 Sense

Rede DeviceNet

1bit 11bits 1bit 6bits 0-8bytes 15bits 1bit 1bit 1bit 7bits 3bits

I

n

i

c

i

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e

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C

R

CCampode

DADOS

(Varivel

Campo de Arbitrao

4.3.2 - Campo de Arbitrao:O identificador e o bit RTR (Requisio de Transmisso Remota) formam o campode arbitrao. O campo de arbitrao utilizado para facilitar o acesso ao meio detransmisso. Como a rede DeviceNet no utiliza o bit RTR ele no consideradopara determinar a prioridade de acesso. Quando um equipamento transmite, eletambm monitora (o outro equipamento envolvido na comunicao retorna o bit querecebeu) o que foi enviado para confirmar que o mesmo bit, isto leva a detecode transmisses simultneas.Se um determinado n transmite um bit recessivo e recebe um bit dominanteenquanto estiver enviando o campo de arbitrao, ele encerra a transmisso. Ovencedor com relao a arbitrao entre dois ns transmitindo simultaneamente ocom menor numero nos 11 bits do identificador. O protocolo CAN tambm define nocampo de dados um identificador com 29 bits, porm este tipo no utilizado narede DeviceNet.

4.3.3 - Campo de Controle:Contm dois bits fixos e um campo com comprimento de 4 bits. O comprimentodeve ser algum numero entre 0 a 8 representando o numero de bytes no campo dedados. O numero de bytes 0-8 ideal para equipamentos com pequeno numero deI/O que precisam ser enviados freqentemente.4.3.4 - Seqncia de CRC:O campo de CRC uma palavra de check-up com redundncia cclica usado pelocontrolador CAN para detectar erros de frame. Ele computado pelos bitsanteriormente enviados.

4.3.5 - Bit de Ack:Um bit dominante neste campo significa que pelo menos um receptor recebeu atransmisso.4.3.6 - Final da Frame:Os bits recessivos do final da mensagem encerram o data frame.4.3.7 - Espao entre Frames:O espaamento entre frames gerado por trs bits recessivos (nvel lgico 1),condio que mantida sempre que no houver mensagens sendo transmitidas.4.4 - Arbitrao e Controle:Se dois ou mais ns tentam acessar a rede simultaneamente, o mecanismo dearbitrao resolve o conflito causado pela coliso dos dados (determinando umvencedor) sem perda dos bits j transmitidos pelo n de maior prioridade, pois estepossui os bits mais significativos do campo de arbitrao em nvel lgico dominante.A rede Ethernet perde em eficiencia, se comparada com a rede CAN, pois no casode coliso de dados determina-se a retransmisso total do frame, perdendo-se osbits j transmitidos.

Sense 34

Rede DeviceNet

4.5 - Erros de Comunicao:O protocolo CAN utiliza vrios tipos de deteco de erros e falhas incluindo CRC eretransmisses automticas. Estes mtodos, que so transparentes para aaplicao, previnem contra erros de comunicao causados principalmente porpertubaes eletromagnticas. Abaixo exemplificamos os principais errosdetectados pela rede DeviceNet:4.5.1 - CRC Error:O n transmissor sempre executa uma rotina de clculos para cada mensagemenglobando todos os bits anteriores ao CRC, obtendo um resultado em 15 bitsrepresentativo e diferente para cada mensagem, ento este valor enviado nocampo CRC do frame transmitido.Equipamento que recebe o frame de dados executa inversamente a mesmasequenciade clculos, e compara o valor obtido com o valor lido na frame recebida,se os valores forem os mesmos indica que a transmisso foi corretamente recebida,caso contrrio ocorre o erro de CRC e ento a retransmisso da mensagem solicitada.

4.5.2 - Ack Error:Quando o n transmissor chega ao bit de Ack, mantem-o no estado recessivo (nvellgico 1) e se pelo menos um ns da rede receber a mensagem, fora o bit de Ackpara o nvel dominante (nvel lgico 0).Como o transmissor no forou o bit para 0, como ele mesmo monitora tambm obarramento e descobre que o bit est em 0 indicando que pelos menos um dos nsda rede leu sua mensagem.Caso o transmissor encontre o bit de Ack em nvel 1 (recessivo) indica que ninguemleu sua mensagem ento providencia imediatamente sua retransmisso.4.5.3 - Form Error:Ocorre quando qualquer bit do cabealho ou rodap, bits antes e depois dosdados da mensagem, que contnham um formato no esperado pelo receptor damensagem.4.5.4 - Bit 1 Error:Detectado pelo prprio transmissor da mensagem, quando ele envia um bitrecessivo e encontra um bit dominante via sua monitorao do barramento, amensagem ento retransmitida.4.5.5 - Bit 0 Error:Analogamente ao anterior, mas com o transmissor enviando um bit dominante eencontra no barramento um bit recessivo.

4.5.6 - Stuff Error:Ocorre sempre que so detectados 6 bits consecutivos com a mesma polaridadeat o CRC da mensagem, ento ela retransmitida.

35 Sense

Rede DeviceNet

4.6 - Grupos de Mensagens:A seguir iremos expor alguns conceitos para ajudar na compreenso do protocoloDeviceNet:

Conexo:Para que um equipamento possa trocar dados com outro, necessrio estabelecer uma conexo, que por sua vez determina omodo e a forma que ser efetuada esta troca.

Grupos:Para estabelecer uma nova conexo um equipamento solicita umidentificador CAN, que so divididos conforme tabela abaixo, sendoque os algoritmos no permitem a duplicao de endereos e defineos identificadores de acordo com a prioridade que a informaorequer.

Grupos de Messagens Range 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10Grupo 1 000-3FF Source Mac ID Mensagem ID 0Grupo 2 400-5FF Mens ID Mac ID 0 1Grupo 3 600-7BF Source Mac ID Mens ID 1 1Grupo 4 7C0-7EF Mensagem ID 1 1 1 1 1

Identificador Invlido 7F0-7FF X X X X 1 1 1 1 1 1 1

4.7 - Mensagens:Para a rede DeviceNet existem dois tipos de mensagens que sero citadas a seguir,sendo basicamente uma para troca de dados (I/O Messages) e outras paraconfigurao e diagnsticos (Explicit Message).

I/O Message:So mensagens crticas em tempos e orientadas para troca dedados, geradas para conexo ponto-a-ponto ou multicast, utilizamtipicamente identificadores de alta prioridade. Esta configuraonecessita de configurao prvia indicando os objetos de fonte edestino, indicando o produtor e o consumidor da mensagem.

Explicit Message:Utilizam comunicao ponto-a-ponto e so responsveis pela trocade mensagens de configurao e diagnstico de defeitos. Utilizamnormalmente identificadores de baixa prioridade e no campo dedados informa o significado.

Sense 36

Rede DeviceNet

5 - Software:Os softwares mais comuns encontrados nas aplicaes DeviceNet so os daRockwell Automation, necessrios para a configurao do sistema.Lembramos que existem softwares de outros fabricantes, para configurao darede, e tambm os software especficos para programao da lgica deintertravamento dos PLC de outros fabricantes ou ainda at de controles baseadosem PC.Abordaremos a configurao da rede com os softwares da Rockwell onde a seguirapresentamos uma breve descrio dos passos a serem seguidos.

5.1 - Conversor DeviceNet / RS232:Para se estabelecer a comunicao entre o software de configurao e a redepropriamente dita h a necessidade de um conversor DeviceNet para RS232, ondeutilizaremos o KFD da Rockwell, mostrado na foto a seguir.

No conversor do lado esquerdo conecta-se o cabo serial RS232 que deve ser ligadoa serial do microcomputador e no outro um cabo DeviceNet para ser conectado narede fsica.Este conversor possui um chip CAN, portanto ocupa um endereo da rede, e comoexpusemos anteriormente preferencialmente deve-se utilizar o endereo 62.A configurao do endereo DeviceNet, assim como os parmetros decomunicao RS232 ser configurado no software gerenciador de comunicao:RSLinx, que apresentado a seguir.

37 Sense

Rede DeviceNet

5.2 - Overview RSLinx:O primeiro passo para se estabelecer a comunicao entre o software configuradorda rede RSNetWorx e a rede fsica atravs do software RSLinx, que estabelece egerencia a comunicao entre o microcomputador e os equipamentos.O RSLinks permite a comunicao simultnea do software de configurao da redeRSNetWorx e o software de programao da lgica de controle na CPU do PLC, oRSLogix.

A figura acima ilustra a tela principal do RSLinxs, onde na janela a direita apresentado um status geral da comunicao, no caso mostra que temos 3conexes: Ethernet, DeviceNet e DH-485 (SLC500).Clicando-se na comunicao DeviceNet, a tela a direita apresenta todos osequipamentos encontrados neste canal de comunicao, atravs dos dispositivospresentes e ativos no lado DeviceNet do conversor KFD.Caso a comunicao DH-485 for clicada apresenta-se os equipamentos que estose comunicando, no caso o micro e a CPU do PLC.

Sense 38

Rede DeviceNet

5.2.1 - Configurando o Linx para Comunicar com o NetWorx:A seguir iremos descrever como configurar a comunicao com o KFD, passo apasso:

Passo 1: Para acessar esta tela, devemos entrar nas propriedades decomunicao do KFD, e o caminho para isto :Menu Comunicao item: Configure Drivers ...

Passo 2: Boto Add New...Seleciona-se o drive DeviceNetEscolhe-se o equipamento KFD.

39 Sense

Rede DeviceNet

Passo 3: Menu Comunicao item: Configure Drivers ...

Nesta tela define-se a configurao do KFD, temos:Lado da Rede DeviceNet:

Node Address: Define-se o endereo do KFD na rede DeviceNet.Data Rate: Define-se a velocidade de comunicao do KFD

com a rede DeviceNet.

Lado do Microcomputador RS232:Port Select: Define-se a porta de comuicao com o micro COMs.Data Rate: Define-se o baud rate com o micro

Finalmente aciona-se o boto Close, para iniciar a comunicao,observe que os leds do KFD, piscam indicando a comunicao.

Sense 40

Rede DeviceNet

5.3 - Overview RSNetworx:Atravs do RSNetWorx pode-se configurar o scanner com os equipamentos queparticiparo da rede alm de permitir a configurao e o monitoramento dosequipamentos.

A janela da esquerda apresenta uma lista com os hardwares disponveis, ou seja,os equipamentos que tiveram seus arquivos EDS instalados, vrios equipamentosda Rockwell Automation vem pr-instalados no software, dos demais fabricantesdevem ser instalados posteriormente.A janela a direita apresenta um layout da rede, que ativando-se o boto ON LINEos equipamentos encontrados na rede sero expostos.Os equipamentos com EDS instalados apresentam uma cone definida pelofabricante e caso no possua instalao uma cone de globo ilustra o equipamento.Para a configurao de uma rede nova pode-se encontrar todos os equipamentosna lista de hardware e arrasta-los para a janela de layout, salvando o arquivo edepois fazendo download para o scanner.Outra janela, a de baixo, exibe mensagens de advertncias, ou seja: de erros ououtro tipo de passo que no seja usual.Importante: Na configurao do PLC, necessrio habilitar o funcionamento doscanner, setando-se o bit O:1/0, para que saia do modo IDLE.

41 Sense

Rede DeviceNet

5.4 - Instalando EDS:A sigla EDS vem de Eletronic Data Sheet, que em portugus significa Arquivo deFolha de Dados, e nada mais do que um arquivo eletrnico que descreve osparmetros de funcionamento e configurao do equipamento, sendo desenvolvidoe distribudo pelo fabricante.O arquivo EDS ensina o software de configurao a programar suascaractersticas de comunicao no scanner, dentre os parmetros configurados:

tipo de comunicao, tamanho de memria requerida para os seus dados, cdigos que devem ser enviados ao equipamento para suas configuraes:

tipo de entrada, tipo de sinal, retardo, etc. permite ainda a monitorao dos dados trocados

Para a instalao do EDS de um novo equipamento deve-se proceder:5.4.1 - Instalando o Arquivo de EDS:

Passo 1: Atravs do menu Tools..Escolha a opo: EDS Wizard...

Passo 2: Escolha a opo: Register an EDS file(s)...

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5.4.2 - Instalando a cone:Podemos tambm instalar um arquivo com uma cone para o equipamento:

Passo 3: Para completar a instalao siga as instrues das janelas, equando aparecer a opo Change Icon click no boto e direcionepara o arquivo .ico fornecido pelo fabricante.

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5.5 - Modo On / Off line:O RSNetWorx pode trabalhar tanto em online como em offline com osequipamentos de campo, para trabalhar em offline, a tela padro a mostrada noitem 5.3, para o modo online a tela mostrada a seguir.

Ao entrar no modo online, o software faz upload, via o KFD, verificando quaisequipamentos esto presentes e compara com a configurao existente noscanner. O software apresenta sinais grficos conforme a tabela abaixo paraidentificar o status de alguns equipamentos que no esto conforme o previsto.Match:Se nenhum smbolo for apresentado aolado da cone do equipamento, significaque a configurao programada noscanner foi encontrada na rede.Mismatch:Neste caso as informaes deconfigurao do equipamento da redeno esto iguais ao configurado noscanner.Normalmente so verses de EDSdiferentes.Missing:O equipamento configurado no scannerno est presente na rede.

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5.6 - Scanner DeviceNet:A comunicao entre a CPU do PLC e os equipamentos de campo se faz atravs docarto scanner que deve ser configurado com todos os equipamentos que fazemparte da rede de campo. Esta configurao tambm deve indicar qual o tamanho dememria necessria para troca de dados entre o scanner e cada equipamento.Esta reserva de memria para cada equipamento chamado de Mapeamento deMemria. Para se chegar ao mapeamento, necessrio primeiro se definir a lista deequipamentos que faro parte da rede de campo, chamada de Scan List.5.6.1 - Scan List:A janela Scanlist acessada atraves do duplo click na cone do scanner.Os equipamentos listados no bloco da direita, j fazem parte da lista e os do bloco a

esquerda so os equipamentos disponveis para serem acrescentados na lista deequipamentos ativos do scanner.Atravs das setas pode-se incluir > ou excluir < equipamentos no scan list. Assetas duplas so para incluir >> ou excluir todos os equipamentos

5.6.2 - Mapeamento de Memria:Note que para abrirmos as propriedades do scanner, existem vrias pastas, sendouma delas a do Scanlist e as outras de Input e Output sero utilizadas para fazer omapeamento da memria.5.6.2.1 - Mapeamento das Entradas:A figura abaixo ilustra as entradas j mapeadas, no bloco inferior e osequipamentos inclusos no Scanlist na parte superior, observe que os equipamentosrecm inclusos encontram-se com o status de Map em No, indicando que no estomapeados.

Para se mapear um equipamento selecionado pode-se clicar no boto Automap,mas neste caso no podemos escolher sua posio na memria. Pode-se utilizar oMap definido-se antecipadamente o local de incio atravs do Start Word.A apresentao grfica do espao de memria reservado para cada equipamento ilustrada atravs do endereo e do nome de cada elemento, sendo que os espaosem branco no esto sendo utilizados e esto disponveis para outros.O mapeamento pode ser definido para a memria M File ou para a memria dasentradas arquivo I, e o nmero de bytes utilizados definido pelo EDS.O boto Unmap est disponvel para se eliminar algum equipamento domapeamento, mas no esquea de fazer o Download na pasta Scanlist.

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5.6.2.2 - Mapeamento das Sadas:Similar ao anterior a pasta de sada contm o mapeamento de todos osequipamentos que possuem sadas, digitais ou analgicas.

Sua configurao similar a das entradas, mas lembramos que o espao reservado definido no EDS de cada equipamento.5.6.2.3 - Endereamento da Memria:Para que o programa de lgica de controle RSLogix (ou equivalente) possaacessar os dados do scanner deve-se utilizar o endereo de word da memria M1para as entradas e M0 para as sadas, conforme ilustra a figura abaixo:

Deve-se antecipadamente saber atravs do manual do fabricante os dadosfornecido pelo equipamento se so em bits, bytes ou words e o significado de cadaum deles para a elaborao da lgica de controle.47 Sense

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M1:1.13

M1:1.12

M1:1.110

1

M1:1.11

M0:1.13

0M0:1.11

1

M0:1.11

2

0

3

5.7 - Configurao de Equipamentos:Existem vrias configuraes dos equipamentos que podem ser acessadas pelosoftware:

5.7.1 - Parmetros de Comunicao:Caso o equipamento a ser mapeado no possua EDS ou est com o arquivodesatualizado, pode-se tambm configurar manualmente as informaes de troca

de dados dos equipamentos, bastando inclui-los no Scanlist e depois utilizar oboto Edit I/O Parameters para se ter acesso da janela de configurao doequipamento.Deve-se conhecer o tipo de comunicao disponvel e o tamanho dos dadostrocadas para cada equipamento atravs do manual do fabricante.

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5.7.2 - Configurao Entradas / Sadas:Pode-se utilizar o EDS, quando disponvel, para a configurao especfica doequipamento, tais como: tipo de entrada, valor inicial, valor mdio, modo deoperao, etc.Para acessar a janela de configurao dos equipamentos, no modo on-line d umduplo clique no equipamento para entrar em suas propriedades, escolhendo apasta Parameters.Estas configuraes so muito especficas para cada equipamento e at algunssimilares de fabricantes diferentes podem adotar configuraes totalmentedistintas.

A figura acima ilustra a configurao do tipo de sinal analgico que ser admitidoem um mdulo de I/O, e utiliza uma lista de opes permitidas pelo hardware doequipamento.No esquea de ainda no modo on-line fazer o download para o instrumento, paraque este possa armazenar em sua memria a opo escolhida.

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5.7.3 - Monitorao das Entradas:Atravs do boto de monitorao, pode-se verificar o estado das entradas, desdeque o software esteja funcionando no modo on-line, para que os dados doequipamento possam ser apresentados.

Observe que existe um retardo entre o acionamento das entradas e sua indicao,pois a comunicao utilizada assncrona, pois a rede est informandoprioritariamente o PLC, e somente quando existe disponibilidade que asinformaes chegam ao KFD.Para ver os dados deve-se conhecer o equipamento de campo, portanto vide omanual do fabricante para saber os significados dos bits.5.7.4 - Proteo Watch Dog:Para as redes DeviceNet o PLC no utiliza a lgica cclica comum (leitura dasentradas, execuo da estratgia de controle e atualizao da sada), portantopodemos fazer duas observaes com relao a este fato.Sendo que a atualizao das entradas e principalmente das sadas efetuado peloscanner atravs da rede DeviceNet.Caso ocorra alguma falha de comunicao na rede, poderia ser perigoso manter assadas energizadas, e para evitar este problema alguns fabricantes fornecem osmdulos de sada com uma proteo chamada: Watch Dog.Tendo como funo desenergizar as sadas se a comunicao com a redeDeviceNet for interrompida por alguns instantes.

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6 - Manuteno:A manuteno de uma rede DeviceNet pode ser muito simples ou extremamentecomplexa e confusa, dependendo de como a rede foi montada.Uma rede com pr-projeto, analisando: topologia, comprimento dos cabos, clculode queda de tenso, clculo de correntes admissveis, e anlise da banda utilizada;determinam estabilidade e funcionabilidade da rede.Caso as premias anteriores no forem observadas, podem ocorrer problemas deinstabilidade com a rede com interrupo de funcionamento aleatoriamente, ou atmesmo nunca entrarem em operao.As redes bem projetas dificilmente apresentam problemas e so muito estveis econfiveis.Mas para o caso de redes onde no foram tomados os cuidados necessriosexistem softwares e equipamentos de analise para as redes DeviceNet e fornecemimportantes dicas para soluo de problemas, onde destacamos:

nmero de erros por segundo da rede como um todo e de cada endereo, nmeros de erros acumulados, Percentagem de utilizao da banda de comunicao disponvel, tenso entre negativo e dreno, tenses entre as linhas de comunicao e a alimentao.

O nmero de erros acumulados por endereo d uma importante pista de ondepode estar o problema, mas nem sempre verdade, pois redes com problemas deaterramento podem causar falha de comunicao com algum equipamento queest funcionando perfeitamente.6.1 - Endereamento:O endereamento dos equipamentos pode ser feito por hardware ou software,sendo que o endereo default para os equipamentos novos 63.6.1.1 - Endereamento via Hardware:O endereamento via hardware normalmente utiliza duas chaves rotativas quediretamente indicam o endereo do equipamento ou podem utilizar chavesdipswitch que utiliza o endereamento binrio. No endereamento binrio os bitssignificam:

Bit 0: Menos significativo 20 = 1, quanto ativo soma-se: +1Bit 1: Representa 21 = 2, ento soma-se: +2Bit 2: Representa 22 = 4, ento soma-se: +4Bit 3: Representa 23 = 8, ento soma-se: +8Bit 4: Representa 24 = 16, ento soma-se: +16Bit 5: Representa 25 = 32, ento soma-se: +32

Para se obter o endereo deve-se somar todos os bits ativos, exemplo:21: Ativa-se os bits 0, 2 e 4, para somar: 1+ 4 +16 = 2110: Ativa-se os bits 1 e 3, para somar: 2 + 8 = 10

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6.1.1.1 - Chave Dipswitch:A dipswitch de endereamentorequer seis chaves para gerar os 64endereos disponveis para a redeDeviceNet, e mais duas para gerar ascombinaes da taxa de velocidadede comunicao, normalmenteutilizadas pelos equipamentos,conforme ilustra a figura:

6.1.1.2 - Tabela deEndereos:A tabela a seguir ilustra todas as combinaes possveis para os endereosDeviceNet utilizando a chave dip.

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8 7 6 5 4 3 2 1

ON

125K250K500K125K

0 00 11 011

0 00 10 2

EndereoDeviceNetS1 a S6

BaudRate

S7 e S8

Configurao da Dip Switch

0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 10 0 0 0 1 0

1 1 1 1 1 1. . . ...

6 3

EN D S6

S5

S4

S3

S2

S1

EN D S6

S5

S4

S3

S2

S1

00 0 0 0 0 0 0 32 1 0 0 0 0 001 0 0 0 0 0 1 33 1 0 0 0 0 102 0 0 0 0 1 0 34 1 0 0 0 1 003 0 0 0 0 1 1 35 1 0 0 0 1 104 0 0 0 1 0 0 36 1 0 0 1 0 005 0 0 0 1 0 1 37 1 0 0 1 0 106 0 0 0 1 1 0 38 1 0 0 1 1 007 0 0 0 1 1 1 39 1 0 0 1 1 108 0 0 1 0 0 0 40 1 0 1 0 0 009 0 0 1 0 0 1 41 1 0 1 0 0 110 0 0 1 0 1 0 42 1 0 1 0 1 011 0 0 1 0 1 1 43 1 0 1 0 1 112 0 0 1 1 0 0 44 1 0 1 1 0 013 0 0 1 1 0 1 45 1 0 1 1 0 114 0 0 1 1 1 0 46 1 0 1 1 1 015 0 0 1 1 1 1 47 1 0 1 1 1 116 0 1 0 0 0 0 48 1 1 0 0 0 017 0 1 0 0 0 1 49 1 1 0 0 0 118 0 1 0 0 1 0 50 1 1 0 0 1 019 0 1 0 0 1 1 51 1 1 0 0 1 120 0 1 0 1 0 0 52 1 1 0 1 0 021 0 1 0 1 0 1 53 1 1 0 1 0 122 0 1 0 1 1 0 54 1 1 0 1 1 023 0 1 0 1 1 1 55 1 1 0 1 1 124 0 1 1 0 0 0 56 1 1 1 0 0 025 0 1 1 0 0 1 57 1 1 1 0 0 126 0 1 1 0 1 0 58 1 1 1 0 1 027 0 1 1 0 1 1 59 1 1 1 0 1 128 0 1 1 1 0 0 60 1 1 1 1 0 029 0 1 1 1 0 1 61 1 1 1 1 0 130 0 1 1 1 1 0 62 1 1 1 1 1 031 0 1 1 1 1 1 63 1 1 1 1 1 1

6.1.2 - Endereamento via Software:No endereamento via software deve-se utilizar o programa de configurao darede, RSNetWorx:

Com o equipamento que se deseja alterar presente na rede em modo on-line utilizeo menu Tools, opo Node Commissioning.Pelo procedimento acima podemos perceber a necessidade de se disponibilizar oendereo 63, principalmente em redes onde existam equipamentos comendereamentos feitos via software.

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6.2 - Led de Sinalizao:O led de sinalizao de rede dos equipamentos, possuem o seu funcionamentonormalizado, sendo uma ferramenta importante para deteco de defeitos enormalidade de funcionamento da rede.

6.2.1 - Significado Led de Rede:A tabela a seguir apresenta o significado do led de rede dos equipamentos decampo;

Led Cor Modo Significado

verde piscando tentando fazer uma conexo

verde aceso alocado (presente na lista do scanner)vermelho piscando alterao ou endereo duplicado

vermelho aceso perca de comunicao

ALOCADO: significa que o equipamento est presente no scanlist e esttrocando dados com o scanner.

ALTERAODEENDEREO:

quando o endereo for alterado com o equipamento funcionando, oseu led de rede ficar verde e o novo endereo somente serefetivado se o instrumento for realocado novamente, ou sejadeve-se desenergizar e energizar o equipamento novamente paraque o novo endereo seja reconhecido.

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6.3 - Display do Scanner:O scanner do PLC possui um displaye outra importante ferramenta para aidentificao de defeitos, erapidamente fornece uma pista como endereo e um cdigo de erro, queajuda a soluo de problemas.

Em condio normal de operao oscanner deve indicar 00 informandoque a rede est em funcionamento etodos os equipamentos configuradosno scanlist esto operandonormalmente.

Caso algum problema seja detectado o scanner ir piscar primeiramente com oendereo e em seguida com o cdigo de erro.O Anexo II traz a lista completa dos cdigos de erros, mas abaixo informamos osprincipais erros encontrados na prtica:

Erro Descrio

00 Funcionando perfeitamente

73 Erro de configurao (produc code, vendor, etc)75 No presente no scanlist

77 Tamanho de dado diferente com o configurado

78 Equipamento configurado no presente na rede

79 Scanner no consegue transmitir

80 Scanner no modo ideal (setar o bit de abilitao)91 Erro de comunicao grave (resetar o PLC)92 Falha de alimentao na rede

Caso mais de um equipamento esteja com defeito a mesma sequncia serrepetida, iniciando com o endereo, cdigo de erro, novo endereo, novo cdigo deerro; e assim sucessivamente para todos os equipamentos, e ao final a lista repetida ciclicamente.Ex.: Caso o display do scanner esteja mostr