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Escola Politécnica da USPMBA Engenharia de ProdutosCristiano Rayer Brasil Protocolos de Comunicação
Universidade de São PauloEscola PolitécnicaEngenharia de Sistemas Eletrônicos
PROGRAMA DE PÓS GRADUAÇÃO
Protocolos de Comunicação paraEquipamentos de Refrigeração e
Ar Condicionado
Cristiano Rayer Brasil
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06/05/2004 2Protocolos de Comunicação
PROTOCOLOS de COMUNICAÇÃO
Apresentação:Este trabalho tem como objetivo, fazer umestudo dos diversos protocolos de comuni-cação, dos maiores fabricantes mundiaisde refrigeração e ar condicionado. A maneira como cada protocolo conversacom sistemas de gerenciamento predial e industrial, além de propor idéias para comunicação entre estes protocolos e os diversos gerenciadores.
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06/05/2004 3Protocolos de Comunicação
PROTOCOLOS de COMUNICAÇÃO
As empresas a serem pesquisadas são as seguintes:–YORK INTERNACIONAL LTDA.–CARRIER CORPORATION LTDA–TRANE COMPANY S.A
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06/05/2004 4Protocolos de Comunicação
PROTOCOLOS de COMUNICAÇÃO
Após uma comparação sobre aeficiência dos diversos protocolos usados por estas empresas, será formulado um relatório abrangendo os aspectos positivos, negativos, asvantagens e desvantagens. Por fim,analisar as possíveis formas decomunicação entre estes protocoloscom sistemas de gerenciamentoglobal.
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06/05/2004 5Protocolos de Comunicação
PROTOCOLOS de COMUNICAÇÃO
O O que que é um é um protocoloprotocolo??–– É umÉ um conjuntoconjunto dede regrasregras dede
etiquetasetiquetas ee condutas usados por condutas usados por diplomatasdiplomatas ee chefeschefes dede estado para estado para auxiliáauxiliá--loslos nono trabalhos conjuntostrabalhos conjuntos..
–– É umÉ um conjuntoconjunto dede convenções que convenções que governagoverna a a formaçãoformação e e temporização temporização relativarelativa dede intercâmbiointercâmbio de de mensamensa--gens gens entre dois sistemasentre dois sistemas de de comucomu--nicaçãonicação..
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06/05/2004 6Protocolos de Comunicação
PROTOCOLO de COMUNICAÇÃO
O O queque é umé um protocoloprotocolo dedeComunicaçãoComunicação??
UmUm ProtocoloProtocolo dede ComunicaçãoComunicação é umé umconjuntoconjunto dede regras ou convenções regras ou convenções gorvenamentais para trocagorvenamentais para troca de de inforinfor--mama ção entre sistemas computacionaisção entre sistemas computacionais,,permintindo que eles trabalhem em permintindo que eles trabalhem em conjuntoconjunto..
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06/05/2004 7Protocolos de Comunicação
PROTOCOLOS de COMUNICAÇÃO
Tipos Tipos de de Protocolos Protocolos de de ComunicaçãoComunicação
Protocolos ProprietáriosProtocolos ProprietáriosProtocolos AbertosProtocolos AbertosProtocolos PadrãoProtocolos Padrão
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06/05/2004 8Protocolos de Comunicação
PROTOCOLOS de COMUNICAÇÃO
ProtocolosProtocolos dede Comunicação Comunicação ProprietáriosProprietários
UmUm Protocolo ProprietárioProtocolo Proprietário é umé umdesenvolvido para usodesenvolvido para uso dede uma companiauma compania. É. Éusado para trocausado para troca dede informações entre os informações entre os seus computadores internosseus computadores internos ee os que os que utilizem microproutilizem micropro-- cessadores baseados cessadores baseados neste produtoneste produto. É um. É um produto privadoproduto privado,, não não disponíveldisponível àà outrosoutros. .
Ex.: Johnson ControlsEx.: Johnson Controls MetaysysMetaysys System System ProtocolProtocol
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06/05/2004 9Protocolos de Comunicação
PROTOCOLOS de COMUNICAÇÃO
ProtocolosProtocolos dede Comunicação AbertoComunicação Aberto
UmUm Protocolo AbertoProtocolo Aberto é umé um queque éé desenvolvido desenvolvido por uma empresa para trocapor uma empresa para troca dede informações informações entre seus computadores internosentre seus computadores internos ee os que os que utilizam microprocessadores baseados neste utilizam microprocessadores baseados neste produtoproduto. . É umÉ um produto privadoproduto privado,, masmas éé disponíveldisponível àà outras outras empresas para trocaempresas para troca dede informações entre siinformações entre si..
Ex.: York International “Ex.: York International “YorkTalkYorkTalk Protocol”Protocol”
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06/05/2004 10Protocolos de Comunicação
PROTOCOLOS de COMUNICAÇÃO
ProtocolosProtocolos dede Comunicação PadrãoComunicação PadrãoUmUm Protocolo PadrãoProtocolo Padrão é umé um protocolo protocolo
abertoaberto,, adaptado paraadaptado para umum padrãopadrão industrial.industrial.Todos os computadores desta empresa que Todos os computadores desta empresa que usam este protocolo são capazesusam este protocolo são capazes dede trocar trocar informaçõesinformações comcom este padrãoeste padrão.As.Asespecificações para protocolos padrãoespecificações para protocolos padrão éénormalmente criada por uma Associaçãonormalmente criada por uma AssociaçãoIndustrialIndustrial para criarem soluções parapara criarem soluções para asasnecessidadesnecessidades dasdas indústrias que indústrias que representamrepresentam,, emem particular.particular.
Ex.: BACNET, Lon WorksEx.: BACNET, Lon Works
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06/05/2004 11Protocolos de Comunicação
PROTOCOLOS de COMUNICAÇÃO
Protocolos:
• BACnet• ASCII• MODBUS• Lon Mark
• York ISN• DF1 Serial• Frick• Metasys
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06/05/2004 12Protocolos de Comunicação
PROTOCOLOS de COMUNICAÇÃO
Fabricantes:• York
International• Allen-Bradley• Andover• Automated Logic• Honeywell• Landis & Gyr
• Johnson Controls• Novar• Siebe• Staefa• Techtrol• Thermal
Management
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06/05/2004 13Protocolos de Comunicação
PROTOCOLOS de COMUNICAÇÃO
Status Status HojeHojeAs As IndústriasIndústrias dede controles estão controles estão experimentandoexperimentando um novoum novo tipotipo dede protocolo protocolo padrão que irão substituir os protocolos padrão que irão substituir os protocolos proprietáriosproprietários. . Os Os últimos Protocolos Padrão lançados foramúltimos Protocolos Padrão lançados foramo Lon Talk,o Lon Talk, desenvolvido peladesenvolvido pela Echelon Echelon Corporations e o BACNET,Corporations e o BACNET, patrocinados pelapatrocinados pelaASHRAE Association.ASHRAE Association.Os Os protocolos foram criados para atender os protocolos foram criados para atender os desejosdesejos dede proprietáriosproprietários dede edifícios em poderedifícios em podersese intercomunicarintercomunicar comcom os vários tiposos vários tipos dedecontroles eletrônicos existentescontroles eletrônicos existentes..
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06/05/2004 14Protocolos de Comunicação
PROTOCOLOS de COMUNICAÇÃO
Lon TalkLon TalkCriado pela Criado pela Echelon Corporation,Echelon Corporation, uma empresa uma empresa privada formada por umaprivada formada por uma joint venturejoint venture entreentre a a Apple Computer,Apple Computer, RolmRolm Corporation e a Motorola Corporation e a Motorola Corporation. Corporation. LonMarkLonMark é umé um consórcioconsórcio dedeempresas empresas ee indivíduos formados pela indivíduos formados pela EchelonEchelonpara auxiliarpara auxiliar nono usouso dodo LonTalkLonTalk. . LonTalkLonTalk temtemuma larga escalauma larga escala dede aplicaçõesaplicações::
Controles prediaisControles prediaisAplicações ResidenciaisAplicações ResidenciaisControleControle dede Processos IndustriaisProcessos IndustriaisIndústriaIndústria dede TransporteTransporte
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06/05/2004 15Protocolos de Comunicação
PROTOCOLOS de COMUNICAÇÃO
BacNetBacNetPatrocinado pelaPatrocinado pela ASHRAE Association, umASHRAE Association, um
consórcio públicoconsórcio público dede indústriasindústrias de HVAC. O de HVAC. O comitêcomitê 135P135P dada ASHRAE,ASHRAE, composto por composto por membrosmembros dasdas empresasempresas de HVAC,de HVAC,engenheirosengenheiros ee consultoresconsultores,, desenvolveramdesenvolveram o o ProtoProto--colocolo BACNET. As BACNET. As aplicaçõesaplicações do do BACNETBACNET sãosão,, somentesomente,, para aplicapara aplica--çõesções dedecontroles prediaiscontroles prediais..
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06/05/2004 16Protocolos de Comunicação
PROTOCOLOS de COMUNICAÇÃO
Comparando os Novos PadrõesComparando os Novos Padrões
OrigemOrigem::
LonTalkLonTalk :: criado por entidade privadacriado por entidade privada
BACNET:BACNET: Desenvolvido por uma associaDesenvolvido por uma associa--ção públicação públicaAsAs especificaçõesespecificações dodo protocoloprotocolo BACNETBACNET só só foram liberadasforam liberadas e,e, JulhoJulho de 1995.de 1995. LonTalk LonTalk precedeuprecedeu o BACNETo BACNET porpor 44 anosanos
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06/05/2004 17Protocolos de Comunicação
PROTOCOLOS de COMUNICAÇÃO
Comparando os Novos PadrõesFocoFoco ::
LonTalk foi desenvolvido para LonTalk foi desenvolvido para todastodas asas indústria que usam indústria que usam computadorescomputadores eemicroprocessadoresmicroprocessadores::
ControleControle dede processos Industriaisprocessos Industriais
ControlesControles dede Prédios ComerciaisPrédios Comerciais
Controles ResidenciaisControles Residenciais
Aplicações na aviaçãoAplicações na aviação
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06/05/2004 18Protocolos de Comunicação
PROTOCOLOS de COMUNICAÇÃO
Comparando os Novos Padrões
FocoFoco ::
BACNETBACNET foi desenvolvido somente foi desenvolvido somente para controles prediaispara controles prediais..
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06/05/2004 19Protocolos de Comunicação
PROTOCOLOS de COMUNICAÇÃO
Comparando os Novos ProtocolosComparando os Novos ProtocolosFocoFoco::
LonTalkLonTalk éé mais definido ou direcionado mais definido ou direcionado parapara ““Plug and PlayPlug and Play”,”, enquantoenquanto o BACNET o BACNET éé mais flexível para trabalharmais flexível para trabalhar comcomequipamentosequipamentos de HVAC.de HVAC.
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06/05/2004 20Protocolos de Comunicação
PROTOCOLOS de COMUNICAÇÃO
Comparando os Novos ProtocolosComparando os Novos ProtocolosTecnicamenteTecnicamente::
LonTalkLonTalk sese comunicacomunica aa baixas velocidades baixas velocidades devidodevido aa quantidade pequenasquantidade pequenas de dados àde dados àtrocartrocar..
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06/05/2004 21Protocolos de Comunicação
PROTOCOLOS de COMUNICAÇÃO
Comparando os Novos ProtocolosComparando os Novos ProtocolosTecnicamenteTecnicamente::
BACNETBACNET permite uma aproximaçãopermite uma aproximação dedesistemassistemas comcom grandes lotesgrandes lotes dedeinformações para trocarinformações para trocar,, por issopor isso,, está está disponíveldisponível àà altas velocidadesaltas velocidades..
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06/05/2004 22Protocolos de Comunicação
PROTOCOLOS de COMUNICAÇÃO
Comparando os Novos ProtocolosComparando os Novos ProtocolosTecnicamenteTecnicamente::
LonTalk tendeLonTalk tende a ser “a ser “Plug and PlayPlug and Play”” por por issoisso,, suporta somente transmissõessuporta somente transmissões com com RS485 e RS232. O BACNET éRS485 e RS232. O BACNET é mais flexívelmais flexívelee permitepermite oo uso em transmissõesuso em transmissões com com Ethernet,Ethernet, ArcnetArcnet, RS485, RS232 e, RS485, RS232 e outros outros padrõespadrões dede transmissãotransmissão dede rederede de dados.de dados.
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06/05/2004 23Protocolos de Comunicação
PROTOCOLOS de COMUNICAÇÃO
Comparando os Novos ProtocolosComparando os Novos ProtocolosTecnicamenteTecnicamente::
LonTalk põeLonTalk põe ““OO MundoMundo”” dentrodentro de um de um micromicro--chip,chip, enquantoenquanto o BACNET éo BACNET é mais mais flexívelflexível ee suporta todos os tipossuporta todos os tipos dedemicroprocessadoresmicroprocessadores..(286, 386, 486, Pentium e(286, 386, 486, Pentium e outrosoutros))
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06/05/2004 24Protocolos de Comunicação
PROTOCOLOS de COMUNICAÇÃO
Comparando os Novos ProtocolosComparando os Novos ProtocolosEconomiaEconomia::
LonTalkLonTalk comcom seuseu “Single Chip Does All” e “Single Chip Does All” e comcom baixas velocidadesbaixas velocidades dede comunicaçãocomunicação,,podepode serser muito mais viável para controlar muito mais viável para controlar dispositivosdispositivos dede controles menorescontroles menores..
Ex.: VAV Box,Ex.: VAV Box, BombasBombas dede calorcalor..
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06/05/2004 25Protocolos de Comunicação
PROTOCOLOS de COMUNICAÇÃO
Comparando os Novos ProtocolosComparando os Novos ProtocolosEconomiaEconomia::
BACNET comBACNET com sua alta flexibilidadesua alta flexibilidade,, tendetendea sera ser mais caramais cara nono controlecontrole dededispositivosdispositivos dede pequeno portepequeno porte..
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06/05/2004 26Protocolos de Comunicação
PROTOCOLOS de COMUNICAÇÃO
Carrier Corporation• Possui um software próprio de
gerenciamento predial (Carrier Confort Network – CCN);
• Utiliza somente o protocolo BACnet;• Um módulo pode suportar até 15
controladores com 24 canais cada;• Faz conversão para a rede Ethernet
usando placas RS485/RS232;• Possui um modelo diferente de placa
para cada tipo de equipamento.
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06/05/2004 27Protocolos de Comunicação
PROTOCOLOS de COMUNICAÇÃO
Trane Corporation• Possui um software próprio de
gerenciamento predial;• Utiliza somente o protocolo BACnet;• Um módulo pode suportar até 10
controladores com 24 canais cada;• Faz conversão para a rede Ethernet
usando placas RS485/RS232;• Possui um modelo diferente de placa
para cada tipo de equipamento.
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06/05/2004 28Protocolos de Comunicação
PROTOCOLOS de COMUNICAÇÃO
York International• Não possui um software próprio de
gerencia-mento predial;• Utiliza diversos protocolos. Tem
possibilidade de comunicação com todos os sistemas existentes no mercado, sem a necessidade de adquirir um protocolo específico;
• Possui módulos que suportam de 5 à 14 canais de 24 canais cada;
• Possui um padrão de placa para seus equipamentos, sendo necessário somente a troca da Epron, para alterar o protocolo;
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06/05/2004 29Protocolos de Comunicação
PROTOCOLOS de COMUNICAÇÃO
York International• Faz conversão com a rede Ethernet em duas
opções, RS485/RS232 ou RS485;• A partir de 1995, lançou um modelo único
de placa de controle para todos os seus modelos de equipamentos.
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06/05/2004 30Protocolos de Comunicação
PROTOCOLOS de COMUNICAÇÃO
Comparativo
FABRICANTE PROTOCOLO VELOCIDADE CONVERSOR SOFTWARE PRÓP.TRANE BACnet 9600 bps RS232/RS485 SIMCARRIER BACnet 9600 bps RS232/RS485 SIMYORK BACnet 9600 bps RS485 NÃOYORK YORK ISN 1200/4800 bps RS232/RS485YORK ASCII 1200 bps RS232YORK MODBUS 4800 bps RS232YORK LON MARK 4800 bps RS232/RS485YORK N2 OPEN 4800 bps RS232/RS485
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06/05/2004 31Protocolos de Comunicação
PROTOCOLOS de COMUNICAÇÃO
ComparativoCarrier e Trane levam vantagem quando os cliente optam por adquirir um sistema completo de gernciamento predial, pois possuem softwares próprios;A York leva vantagem, pois possui equipamentos munidos de placas eletrônicas, que podem trabalhar com qualquer tipo de protocolo,facilitando a integração de seus equipamentos em qualquer controlador predial.
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06/05/2004 32Protocolos de Comunicação
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06/05/2004 33Protocolos de Comunicação
INTEGRAÇÃO COM QUANTUM
QUANTUM 01YORK
QUANTUM 02YORK
QUANTUM 03YORK
QUANTUM 04 YORK
INTEGRADOR
PROTOCOLOSMODBUS
ALLEN BRADLEY DF1 FRICK YORK ISN
CONTROLE DE OUTRAS
VARIAVEIS NA PLANTA DEREFRIGEÇÃO
ATÉ 99QUANTUM ‘S
CLP CLIENTE / INTEGRADORCONTROLE DA PLANTA
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06/05/2004 34Protocolos de Comunicação
INTEGRAÇÃO COM O UNISAB II
UNISAB II 01YORK
UNISAB II 02YORK
UNISAB II 03YORK
UNISAB II 04YORK
PROTOCOLO FECHADO DANBUS
P/ OUTROSUNISAB II
ATÉ 14
COMSAB IIYORK
PROTOCOLO ASCII
INTEGRADORCLP CLIENTE / INTEGRADOR
CONTROLE DA PLANTA
CONTROLE DE OUTRAS
VARIAVEIS NA PLANTA DEREFRIGEÇÃO
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06/05/2004 35Protocolos de Comunicação
INTEGRAÇÃO COM O UNISAB II
UNISAB II 01YORK
UNISAB II 02YORK
UNISAB II 03YORK
UNISAB II 04YORK
PROTOCOLO FECHADO DANBUS
P/ OUTROSUNISAB II
ATÉ 14
COMSAB IIYORK
PROTOCOLO ASCII
INTEGRADORCLP CLIENTE / INTEGRADOR
CONTROLE DA PLANTA
CONTROLE DE OUTRAS
VARIAVEIS NA PLANTA DEREFRIGEÇÃO
MSM E MPC
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06/05/2004 36Protocolos de Comunicação
INTEGRAÇÃO COM O UNISAB II
UNISAB II 01YORK
UNISAB II 02YORK
UNISAB II 03YORK
UNISAB II 04YORK
PROTOCOLO FECHADO DANBUS
P/ OUTROSUNISAB II
ATÉ 14
COMSAB IIYORK
PROTOCOLO ASCII
INTEGRADORCLP CLIENTE / INTEGRADOR
CONTROLE DA PLANTA
CONTROLE DE OUTRAS
VARIAVEIS NA PLANTA DEREFRIGEÇÃO
MSM E MPC
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06/05/2004 37Protocolos de Comunicação
INTEGRAÇÃO CONTROLADOR YORK (OPTIVIEW / YCAL / YCAS ETC...) COM PROTOCOLO MODBUS
MICROGATEWAY 03MODBUS
YORK
INTEGRADOR
CHILLER 01YORK
CHILLER 02YORK
CHILLER 03YORK
CHILLER 04YORK
MICROGATEWAY 04MODBUS
YORK
MICROGATEWAY 01MODBUS
YORK
MICROGATEWAY 02MODBUS
YORK
ATÉ 98YORK”S
PROTOCOLO MODBUS
CLP CLIENTE / INTEGRADORCONTROLE DA PLANTA / BOMBAS
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06/05/2004 38Protocolos de Comunicação
INTEGRAÇÃO CONTROLADOR YORK (OPTIVIEW / YCAL / YCAS ETC...) COM PROTOCOLO BACNET
BACNETYORKPROTOCOLO BACNET
CHILLER 01YORK
CHILLER 02YORK
CHILLER 03YORK
MICROGATEWAY 01BACNET
YORK
MICROGATEWAY 02BACNET
YORK
MICROGATEWAY 03BACNET
YORK
CHILLER 04YORK
MICROGATEWAY 04BACNET
YORK
ATÉ 98YORK”S
CLP CLIENTE / INTEGRADORCONTROLE DA PLANTA / BOMBASINTEGRADOR
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06/05/2004 39Protocolos de Comunicação
PROTOCOLOS de COMUNICAÇÃO
ConclusãoHoje os equipamentos de ar condicionado possuem uma padronização muito grande. Os componentes, as tecnologias são muito semelhantes.O que faz com que as empresas ganhem concor-rencias são os detalhes. Se o projeto prevê uma automação predial, vários fatores podem definir que irá vender seu equipamento.Dificilmente os fabricantes de equipamentos de ar condicionadoconseguem vender seus pacotes de automação, devido a auto-mação predial controla muitos equipamentos, além do sistema de ar. Entre estas empresas, podemos destacar a York por possuir protocolos que podem trocar dados com qualquer um existente no mercado.
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