Upload
roquete
View
27
Download
1
Embed Size (px)
Citation preview
Módulo 7 SRedes ASI e Sensores
Seminários Técnicos 2003Engenheiros e Projetistas
s
Produtos e Sistemas Industriais,
Prediais e Automação Siemens
Central de Atendimento Siemens
Tel. 0800-119484
e-mail: [email protected]
www.siemens.com.br
Siemens Ltda. As informações aqui contidas correspondem ao estado atualtécnico, e estão sujeitas a alterações sem aviso prévio.
Produzido em mai/03IND2-3/2134-CA
FábricaSão Paulo:Rua Cel. Bento Bicudo, 111Lapa 05069-900Tel. (55 11) 3833-4511Fax (55 11) 3833-4655
VendasBelo Horizonte:Tel. (55 31) 3289-4400Fax (55 31) 3289-4444
Brasília:Tel. (55 61) 348-7600Fax (55 61) 348-7639
Campinas:Tel. (55 19) 3754-6100Fax (55 19) 3754-6111
Curitiba:Tel. (55 41) 360-1171Fax (55 41) 360-1170
Fortaleza:Tel. (55 85) 261-7855Fax (55 85) 244-1650
Porto Alegre:Tel. (55 51) 3358-1818Fax (55 51) 3358-1714
Recife:Tel. (55 81) 3461-6200Fax (55 81) 3461-6276
Rio de Janeiro:Tel. (55 21) 2583-3379Fax (55 21) 2583-3474
Salvador:Tel. (55 71) 340-1421Fax (55 71) 340-1433
São Paulo:Tel. (55 11) 3817-3000Fax (55 11) 3817-3071
s
Sensores e Redes de Sensoriamento – AS interface 1
Módulo 7S
Sensores e Redes de Sensoriamento – AS interface
s
Sensores e Redes de Sensoriamento – AS interface 2
Índice
1. Introdução
1.1. Sensores 031.2. Características fundamentais dos sensores para automação 031.3. Visão geral das famílias de sensores e seus principais tipos 05
2. Sensores Indutivos2.1. Princípio de funcionamento 062.2. Características de resposta 062.3. Zonas livres na montagem em metal 072.4. Características construtivas 072.5 Fatores de redução 082.6. Classes de saídas 2, 3 e 4 condutores 092.7 Configuração de saída do tipo pnp e npn com 3 condutores 092.8. Aplicações 10
3. Sensores Capacitivos3.1. Princípio de funcionamento 113.2. Aspectos construtivos 123.3. Sensores faceados 133.4. Sensores não-faceados 133.5. Características técnicas e aplicações 143.6. Distância de operação 143.7. Fatores de redução 153.8. Classes de saídas 2, 3 e 4 condutores 16
4. Sensores Óticos4.1. Princípios de funcionamento 174.2. Difusão 174.3. Sensores reflexivos 184.4. Sensor reflexivo em um espelho de 3 vias 184.5. Sensores Barreira de luz direta 194.6. Comparação da distância sensora 194.7. Condutores de fibra ótica 204.8. Laser com saída analógica 204.9. Marca cor 214.10. Fenda 214.11. Cor 214.12. Reserva de função 224.13. Função anti-interferência 224.14. Sensibilidade à luz externa 234.15. Configurações de saídas 234.16. Zonas de atuação 234.17. Exemplos de aplicações 24
5. Sensores ultra-sônicos5.1. Princípio de funcionamento 25
5.1.1. Alinhamento angular 265.1.2. Alinhamento angular – Aplicação 265.1.3. Cone sonoro – Ganho em dB 26
5.2. Formas de atuação 275.3. Zonas livres 275.4. Vantagens 275.5. Comparação entre sensores de proximidade ultra-sônicos e óticos 285.6. Materiais e objetos 28
s
Sensores e Redes de Sensoriamento – AS interface 3
5.7. Exemplos de aplicações 295.8. Influências ambientais 305.9. Como especificar um sensor 31
6. Redes de sensoriamento6.1. Introdução 326.2. Topologias e especificações normal e avançada 356.3. Principais características 376.4. Escravo 38
6.4.1. Lado de rede do escravo 386.5. Mestre 39
6.5.1. Estrutura mestre 396.6 Interação mestre/escravos 406.7 Processo de comunicação – mestre 416.8. Troca de dados mestre-escravo 416.9. Interação mestre/escravo 416.10. Campos de dados do mestre 426.11. LES, LAS e LPS 426.12. Estrutura da mensagem do AS-Interface 426.13. Codificação de sinal 436.14. Modulação APM (Alternate Pulse Modulation) 436.15. Medição do reconhecimento de erro 436.16. Funcionamento do mestre AS-Interface 446.17 Os escravos: módulos de I/O, sensores, botoeiras, etc. .. 446.18 Escravos AS-Interface IP67 44
7. AS-Interface Versão 2.17.1. Comparação 467.2. Escravos V2.1: quais as diferenças? 477.3. Escravos A/B: Como isso funciona? 477.4. Versão 2.1 permite qualquer combinação entre escravos padrão e A/B 487.5. Safety work – O princípio 487.6. Exemplo de circuito 50
7.6.1. Monitor com um circuito de segurança 507.6.2 Transmissão de valores analógicos 507.6.3. Transferência de dados com os analógicos 51
7.7. Como dimensionar uma fonte AS-Interface 517.8. Modularidade da AS-Interface 527.9. Operação com repetidor e extensor 537.10. Repetidor 547.11. Benefícios da AS-Interface 547.12. Simplicidade 55
8. Bibliografia 55
s
Sensores e Redes de Sensoriamento – AS interface 4
oscilador ~ ~
amplificador
1. Introdução1.1 Sensores
Sensores são dispositivos construídos para detectar a presença ou passagem de materiais metálicos ou
não metálicos, por proximidade ou aproximação, sem contato físico. Esta detecção é feita pela face sensora
do sensor, que ao serem acionados ativam as entradas do controlador lógico programável, para automação
da planta industrial. Os de operação indireta alteram suas propriedades, como a resistência, a capacitância
ou a indutância, sob ação de uma grandeza, de forma mais ou menos proporcional.
Figura 1.1: Sensor Indutivo de proximidade
1.2. Características Fundamentais dos Sensores para Automação
O sinal de um sensor pode ser usado para detectar e corrigir desvios em sistemas de controle, e nos
instrumentos de medição, que freqüentemente estão associados aos sistemas de controle de malha aberta
(não automáticos), orientando o usuário, sendo caracterizados por:
LinearidadeÉ o grau de proporcionalidade entre o sinal gerado e a grandeza física. Quanto maior, mais fiel é a resposta
do sensor ao estímulo. Os sensores mais usados são os mais lineares, conferindo mais precisão ao sistema
de controle. Os sensores não lineares são usados em faixas limitadas, em que os desvios são aceitáveis, ou
com adaptadores especiais, que corrigem o sinal.
Faixa de atuação
É o intervalo de valores da grandeza em que pode ser usado o sensor, sem destruição ou imprecisão.
s
Sensores e Redes de Sensoriamento – AS interface 5
Histerese
É a distância entre os pontos de comutação do sensor, quando um atuador dele se aproxima e se afasta.
Sensibilidade
É a distância entre a face do sensor e o atuador no instante em que ocorre a comutação. As medidas na
tabela são determinadas para um atuador de chapa de aço quadrada com 1 mm de espessura, cujo lado é
igual ao diâmetro do sensor.
Superfície Ativa
É a superfície através da qual o campo eletro-magnético de alta freqüência se irradia no meio externo. Esta
área é definida pela superfície do núcleo e corresponde aproximadamente à superfície da área externa
deste núcleo.
Fator de correção
Fornece a redução da distância sensora em presença de materiais cujas características apresentam desvios
em relação ao ferro Fé 360 (definido pela ISSO 630).
Freqüência de Comutação
Corresponde à quantidade máxima de comutações por segundo. Baseado nas características operacionais
de cada dispositivo, os transdutores são elementos de campo mais utilizados para controle, enquanto que
os sensores, também elementos de campo, são utilizados mais especificamente em automação de
processos.
Distância SensoraDistância em que aproximando-se o acionador da face sensora, o sensor muda o estado da saída.
Distância Sensora NominalDistância sensora teórica, a qual utiliza um alvo padrão como acionador e não considera as variações
causadas pela industrialização, temperatura de operação e tensão de alimentação. É o valor em que os
sensores de proximidade são especificados.
s
Sensores e Redes de Sensoriamento – AS interface 6
De acordo com a tabela a seguir, é possível ter uma visão geral dos sensores a serem abordados:
1.3 Visão Geral das famílias de sensores e seus principais tipos
Família Tipo Princípio de funcionamento
Indutivos Proximidade Geração de campo eletro-magnético em alta freqüência
Capacitivos Proximidade Geração de campo magnético desenvolvido por oscilador
Difusão
RetroreflexivoÓpticos
Barreira
Transmissão e recepção de luz infravermelha que pode ser
refletida ou interrompida por um objeto a ser detectado
Difusão
Reflexivo
Sensores
Ultra-sônicos
Barreira
Transmissão ou recepção de onda sonora que pode ser
refletida ou interrompida por um objeto a ser detectado
Tabela 1.2: Principais tipos de Sensores
2. Sensores Indutivos
Dispositivos de indução operam segundo o princípio de que havendo um movimento relativo entre um
campo magnético e um condutor, uma corrente poderá ser induzida no condutor. Usualmente, o condutor é
um fio, esse fio é enrolado de tal maneira a produzir uma bobina. Assim que o campo magnético passa pela
bobina, ele induz nessa mesma bobina uma tensão que é proporcional à intensidade do campo magnético,
à velocidade do movimento e ao número de voltas do fio da bobina.
A relutância em circuitos magnéticos é o equivalente à resistência em circuitos elétricos. Um caminho de
baixa relutância é um bom condutor magnético. Como exemplo, se um material ferromagnético é
aproximado de um imã permanente, o campo que circunda o imã aumenta em intensidade, fazendo com
que o fluxo seja redirecionado para passar através do material.
De acordo com a figura a seguir, cada vez que o material magnético se aproxima, o campo deverá ser
alterado, e um pulso de corrente será induzido na bobina.
s
Sensores e Redes de Sensoriamento – AS interface 7
2.1. Princípio de Funcionamento
Geração de um campo eletromagnético de alta freqüência, que é desenvolvido por uma bobina ressonante
instalada na face sensora.
A bobina faz parte de um circuito oscilador, que em condição normal (desacionada), gera um sinal senoidal.
Quando um metal aproxima-se do campo, este por correntes de superfície, absorve a energia do campo,
diminuindo a amplitude do sinal gerado no oscilador. Esta diminuição do valor original aciona o estágio de
saída. Os sensores de proximidade indutivos são equipamentos eletrônicos capazes de detectar a
aproximação de peças, componentes, elementos de máquinas, em substituição às tradicionais chaves fim
de curso.
A detecção ocorre sem que haja o contato físico entre o acionador e o sensor, aumentando a vida útil do
sensor por não possuir peças móveis sujeitas a desgastes mecânicos.
2.2. Característica de resposta
BERO não ativado BERO ativado
Objeto metálico
Superfícieativa
Bobina
BERO não ativado BERO ativado
Objeto metálico
Superfícieativa
Bobina
Elemento normalizado
de qualquer direção
Curva característica de resposta
Superfície ativa
BERO
Elemento normalizado
de qualquer direção
Curva característica de resposta
Superfície ativa
BERO
s
Sensores e Redes de Sensoriamento – AS interface 8
2.3. Zonas livres na montagem em metal
Face SensoraÉ a superfície onde emerge o campo eletromagnético
Distância Sensora (S)É a distância em que aproximando-se o acionador da face sensora, o sensor muda o estado da saída.
Distância Sensora Nominal (Sn)É a distância sensora teórica, a qual utiliza um alvo padrão como acionador. É o valor em que os sensores
de proximidade são especificados.
Como utiliza o alvo padrão metálico, a distância sensora nominal informa também a máxima distância que o
sensor pode operar.
2.4. Características Construtivas
Faceados Não faceados
≥ 3 · Sn ≥ 3 · d1
d1
Zona livre
Metal
Metal
≥ 2 · Sn
≥ 3 · Sn ≥ 3 · d1
d1
Zona livre
Metal
Metal
≥ 2 · Sn
s
Sensores e Redes de Sensoriamento – AS interface 9
Distância Sensora Operacional (So)É a distância em que seguramente pode-se operar, considerando-se todas as variações de industrialização,
temperatura e tensão de alimentação.
So = Fr x 0,8 x Sn
2.5. Fatores de Redução
São fatores que devem ser aplicados em função do tipo de sensor e atuador que por sua vez pode ter alta
ou baixa permeabilidade magnética, influenciando na distância de atuação do dispositivo.
Influência do AtuadorA distância sensora operacional varia ainda com o tipo de metal, ou seja, é especificada para o ferro ou aço
e necessita ser multiplicada pelo fator de redução.
HistereseÉ a diferença entre o ponto de acionamento (quando o alvo metálico aproxima-se da face sensora) e o
ponto de desacionamento (quando o alvo afasta-se do sensor).
Este valor é importante, pois garante uma diferença entre o ponto de acionamento e desacionamento,
evitando que em uma possível vibração do sensor ou acionador, a saída oscile.
Elemento padrãonormalizadoST 37
a
aa
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
aMetal
BERO montado embutido BERO montado não embutido
Aço(V2A)
AlumínioLatãoCu
Fator de redução Elemento padrãonormalizadoST 37
Aço(V2A)
Alumínio, BronzeCu
Elemento padrãonormalizadoST 37
a
aa
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
aMetal
BERO montado embutido BERO montado não embutido
Aço(V2A)
AlumínioLatãoCu
Fator de redução Elemento padrãonormalizadoST 37
Aço(V2A)
Alumínio, BronzeCu
s
Sensores e Redes de Sensoriamento – AS interface 10
2.6. Classes de saídas 2, 3 e 4 condutores
2.7. Configuração de saída do tipo pnp e npn com 3 condutores
��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
3 condutores
3 condutores
L+
L-
I
2 condutores
2 condutores
L+
L-
I
4 condutores
4 condutores
L+
L-
I
1 NA
1 NA
1 NA + 1 NF
��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
3 condutores
3 condutores
L+
L-
I
3 condutores
3 condutores
L+
L-
I
2 condutores
2 condutores
L+
L-
I2
condutores2
condutores
L+
L-
I
4 condutores
4 condutores
L+
L-
I4
condutores4
condutores
L+
L-
I
1 NA
1 NA
1 NA + 1 NF
Saída A(L+) - conectando
Saída A(L-) - conectando
Saída A(L+) - conectando
Saída A(L-) - conectando
s
Sensores e Redes de Sensoriamento – AS interface 11
2.8. Aplicações
Posicionar por ex.em máquinas deprodução automáticas,dispositivos de fixação
Alta exatidãode repetição
Alta freqüênciade operação
Atuação semcontato físico
Tempos de operação curtos
Contador por ex. emequipamentos deseleção, esteiras detransporte
Sensor de proximidadepor ex. portões, grades e elevadores
Gerador de pulsospor ex. para monitoramentode repouso, e sentidode rotação
Posicionar por ex.em máquinas deprodução automáticas,dispositivos de fixação
Alta exatidãode repetição
Alta freqüênciade operação
Atuação semcontato físico
Tempos de operação curtos
Contador por ex. emequipamentos deseleção, esteiras detransporte
Sensor de proximidadepor ex. portões, grades e elevadores
Gerador de pulsospor ex. para monitoramentode repouso, e sentidode rotação
s
Sensores e Redes de Sensoriamento – AS interface 12
3. Sensores Capacitivos
A capacitância depende da área das placas A, da constante dielétrica do meio, εr, e da distância entre as
placas, d:
C = εr A / d
Nos sensores Capacitivos podemos variar qualquer destes fatores, sendo mais prático alterar a distância
entre uma placa fixa e uma móvel, ou a área, fazendo uma placa móvel cilíndrica ou em semicírculo (ou
várias paralelas, como no capacitor variável de sintonia) se mover em direção à outra fixa.
A variação na capacitância pode ser convertida num desvio na freqüência de um oscilador, ou num desvio
do equilíbrio (tensão) numa ponte feita com dois capacitores e dois resistores, alimentada com corrente
alternada. O desvio de tensão será inversamente proporcional ao desvio na capacitância, neste caso e,
usando um sensor de distância entre as placas, será proporcional ao deslocamento entre as placas.
Este método é usado em sensores de posição, força e pressão, havendo uma mola ou diafragma circular
suspenso por borda elástica (como o cone de um alto-falante), suportando a placa móvel. Há também o
sensor por diferença de capacitância, que é um capacitor duplo, com duas placas fixas e uma móvel no
centro.
3.1. Princípio de Funcionamento
Baseia-se na geração de um campo elétrico, desenvolvido por um oscilador controlado por capacitor.
O lado sensível de um sensor capacitivo é formado por dois eletrodos metálicos dispostos concentricamente
que se equivalem a um capacitor.
As superfícies dos eletrodos são conectadas em uma ramificação de alimentação de um oscilador de alta-
freqüência sintonizado de tal maneira que não oscilem quando a superfície está livre. Quando um objeto se
aproxima da face ativa do sensor, ele entra no campo elétrico sob a superfície do eletrodo e causa uma
mudança na capacitância do conjunto, ocorrendo uma oscilação com uma amplitude tal que seja detectada
por um circuito e convertida em um comando de chaveamento.
Figura 3.1 – Lados de um Sensor Capacitivo
Detecção de plásticos, madeiras, vidro, pós e líquidos
Eletrodo
Campo elétrico
Objetodielétrico
Detecção de plásticos, madeiras, vidro, pós e líquidos
Eletrodo
Campo elétrico
Objetodielétrico
s
Sensores e Redes de Sensoriamento – AS interface 13
3.2. Aspectos Construtivos
Quando um objeto se aproxima da face ativa do sensor, ele entra no campo elétrico sob a superfície do
eletrodo e causa uma mudança na capacitância do conjunto, ocorrendo uma oscilação com uma amplitude
tal que seja detectada por um circuito e convertida em um comando de chaveamento.
A distância efetiva de atuação depende da constante dielétrica relativa do meio e de seu valor
característico, obtido em tabelas.
Um sensor de proximidade capacitivo é constituído basicamente de um oscilador, cujo capacitor é formado
por 2 eletrodos localizados na face sensora do equipamento.
Sendo εr a constante dielétrica que depende do material do objeto, no ar (εr = 1), a capacitância do
capacitor é Co.
Figura 3.2.a: Capacitor de Proximidade
O objetivo é detectar qualquer material com εr > 2, ou seja, quando um objeto de qualquer material (εr > 2)
estiver próximo à face sensora, ele modifica o valor da capacitância (C1). Esta variação da capacitância
(C1>C0) provoca o acionamento do oscilador; após a formatação, um sinal de saída é liberado, de acordo
com o esquemático:
Figura 3.2.b: Capacitor de Proximidade com elemento a ser detectado
Eletrodo
Campo Elétrico
Ar εr = 1C = C0
Eletrodo
Objeto com εr > 2
C = C1
s
Sensores e Redes de Sensoriamento – AS interface 14
3.3. Sensores Faceados
São modelos cilíndricos (invólucro metálico) ou retangulares (invólucro plástico). Utilizados para a detecção
de materiais isolantes (madeira, plástico, papelão, vidro, etc).
Este tipo é recomendado quando:
• As distâncias de detecção são relativamente pequenas;
• As condições de montagem necessitam que o sensor seja embutido;
• Deve-se efetuar a detecção de um material não condutor através de uma parede que não seja
condutora (exemplo: detecção de vidro através de uma embalagem de papelão).
3.4. Sensores Não – Faceados
São os modelos cilíndricos (invólucro plástico), utilizados para a detecção de materiais condutores (metal,
água, líquidos, etc). Este tipo é recomendado para:
• A detecção de um material condutor a grandes distâncias;
• A detecção de um material condutor através de uma parede isolante;
• A detecção de um material não condutor colocado sobre ou diante de uma peça metálica aterrada.
Perturbações
Eletrodo PrincipalEletrodo de TerraEletrodo de Compensação
Fase SensoraPerturbações
Eletrodo PrincipalEletrodo de TerraEletrodo de Compensação
Fase Sensora
Eletrodo Principal
Fase SensoraTerra
(a)
Eletrodo Principal
Fase SensoraTerra
(a)
s
Sensores e Redes de Sensoriamento – AS interface 15
3.5. Características Técnicas e Aplicações
A distância nominal é definida com uma placa quadrada de aço doce, com 1 mm de espessura, similar à
usada nos sensores indutivos. A dimensão da lateral da placa é igual à dimensão da face sensora.
Uma regulagem nominal da sensibilidade é efetuada em fábrica.
Dependendo da aplicação, um ajuste da sensibilidade poderá ser necessário, dependendo de:
• aumento da sensibilidade para os objetos de fraca influência
• (εr baixo) : papel, papelão, vidro, plástico,
• manutenção ou diminuição da sensibilidade para os objetos de forte influência (εr elevado) : metais,
líquidos.
• Os sensores capacitivos possuem eletrodos de compensação, que permitem eliminar as influências
das variações do meio
• ambiente (umidade, poluição).
Com variações acentuadas do meio ambiente, deve-se tomar a precaução de que o aumento da
sensibilidade não coloque o produto em uma faixa crítica de funcionamento.
O aumento da sensibilidade corresponde a um alongamento da histerese de comutação.
3.6. Distâncias de operação
As distâncias de funcionamento dependem da constante dielétrica εr do material a ser detectado. Quanto
maior for o valor de εr, mais facilmente o material será detectado. A distância de funcionamento depende do
material do objeto a ser detectado:
St = Sn x Fc
St = distância de trabalho,
Sn = distância sensora nominal,
Fc = fator de correção relacionado ao material do objeto a ser detectado.
A tabela a seguir, indica os valores da constante dielétrica dos principais materiais, e respectivos fatores de
correção (Fc) da distância sensora nominal em função do material do objeto a ser detectado.
s
Sensores e Redes de Sensoriamento – AS interface 16
Material εr Fc Material εr Fc
Ar 1 0 Mica 6…7 0,5…0,6
Álcool 24 0,85 Nylon 4…5 0,3…0,4
Araldite 4 0,36 Papel 2…4 0,2…0,3
Acetona 20 0,8 Parafina 2…2,5 0,2
Amoníaco 15…25 0,75…0,8 Plexiglass 3,2 0,3
Madeira seca 2…7 0,2…0,6 Resina de poliéster 2,8…8 0,2…0,6
Madeira úmida 10…30 0,7…0,9 Poliestireno 3 0,3
Borracha 2,5…3 0,3 Porcelana 5…7 0,4…0,5
Cimento (pó) 4 0,35 Leite em pó 3,5...4 0,3...0,4
Cereais 3…5 0,3…0,4 Areia 3...5 0,3...0,4
Água 80 1 Sal 6 0,5
Gasolina 2,2 0,2 Açúcar 3 0,3
Etileno glicol 38 0,95 Teflon 2 0,2
Farinha 2,5…3 0,2…0,3 Vaselina 2...3 0,2...0,3
Óleo 2,2 0,2 Vidro 3...10 0,3...0,7
Mármore 6…7 0,5…0,6
Tabela 3.4.2.a: Valores de εr e seus fatores de correção
3.7. Fatores de redução
Tabela 3.5: Distância de operação em função do material do atuador
s
Sensores e Redes de Sensoriamento – AS interface 17
Interferências eletromagnéticasOs sensores são testados sob interferências eletromagnéticas segundo as exigências da norma IEC 947-5-
2 (descargas eletrostáticas, campo eletromagnético irradiado, transientes rápidos, impulsos de tensão).
Interferências térmicasO desrespeito aos valores indicados nos dados técnicos resulta em desvios na distância sensora, o que
pode comprometer o bom funcionamento dos sensores.
VibraçõesOs sensores são testados conforme a norma IEC-68-2-6.
Influência do aterramentoO aterramento de um objeto de alta condutividade aumenta a distância sensora. Para evitar uma
interferência mútua entre os sensores deve-se respeitar, durante a montagem, as distâncias indicadas nas
precauções de colocação em funcionamento dos produtos.
3.8. Classes de saídas 2, 3 e 4 condutores
��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
3 condutores
3 condutores
L+
L-
K
2 condutores
2 condutores
L+
L-
K
4 condutores
4 condutores
L+
L-
K
1 NA
1 NA
1 NA + 1 NF
��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
3 condutores
3 condutores
L+
L-
K
3 condutores
3 condutores
L+
L-
K
2 condutores
2 condutores
L+
L-
K2
condutores2
condutores
L+
L-
K
4 condutores
4 condutores
L+
L-
K4
condutores4
condutores
L+
L-
K
1 NA
1 NA
1 NA + 1 NF
s
Sensores e Redes de Sensoriamento – AS interface 18
4. Sensores Ópticos
4.1. Princípios de Funcionamento
Baseiam-se na transmissão e recepção de luz infravermelha, que pode ser refletida ou interrompida pelo
objeto a ser detectado.
4.2. DifusãoO transmissor e o receptor são montados na mesma unidade, Sendo que o acionamento da saída ocorre
quando o objeto a ser detectado entra na região de sensibilidade e reflete para o receptor o feixe de luz
emitido pelo transmissor.
Sensor difuso(sensor energético)
Sensor difuso comsupressão de fundo
Sensor reflexivo
Sensor barreira Sensor para condutoresde fibra ótica
Sensor reflexivocom saída analógica
Sensor marca cor Sensor de cores Sensor fenda
Sensor difuso(sensor energético)
Sensor difuso comsupressão de fundo
Sensor reflexivo
Sensor barreira Sensor para condutoresde fibra ótica
Sensor reflexivocom saída analógica
Sensor marca cor Sensor de cores Sensor fenda
Luzinfravermelha
Luzinfravermelha
A luz é refletidadiretamente pelo
objeto
A luz é refletidadiretamente pelo
objeto
Energético
Supressão de Fundo
Luzinfravermelha
Luzinfravermelha
A luz é refletidadiretamente pelo
objeto
A luz é refletidadiretamente pelo
objeto
Energético
Supressão de Fundo
s
Sensores e Redes de Sensoriamento – AS interface 19
4.3. Sensores reflexivos
O transmissor e o receptor são montados em uma única unidade. O feixe de luz chega ao receptor após a
incidência em um espelho e o acionamento da saída ocorre quando o objeto interrompe o feixe.
4.4. Sensor Reflexivo em um espelho de 3 vias
Luz vermelhavisível
Luz vermelhavisível
Espelho de três vias
Espelho de três vias
A luz é refletidapor uma espelho
especial
A luz é refletidapor uma espelho
especial
O feixe de luz é interrompido por
um objeto
O feixe de luz é interrompido por
um objeto
Luz vermelhavisível
Luz vermelhavisível
Espelho de três vias
Espelho de três vias
A luz é refletidapor uma espelho
especial
A luz é refletidapor uma espelho
especial
O feixe de luz é interrompido por
um objeto
O feixe de luz é interrompido por
um objeto
Refletor "normal"
Variação possível+/- 15°
Variação possível+/- 15°
Espelho de 3 viasA luz polarizada do
transmissor é modificada e atravessa o filtro de
polarização do receptor.
A luz polarizada NAO é modificada e o receptor não
pode vê-la.
Refletor "normal"
Variação possível+/- 15°
Variação possível+/- 15°
Espelho de 3 viasA luz polarizada do
transmissor é modificada e atravessa o filtro de
polarização do receptor.
A luz polarizada NAO é modificada e o receptor não
pode vê-la.
s
Sensores e Redes de Sensoriamento – AS interface 20
4.5. Barreira de luz direta
4.6. Comparação da distância sensora
A luz do emissor atinge o receptor
A luz do emissor atinge o receptor
O objeto interrompe esteraio de luz “escuro ligado“O objeto interrompe esteraio de luz “escuro ligado“
A luz do emissor atinge o receptor
A luz do emissor atinge o receptor
O objeto interrompe esteraio de luz “escuro ligado“O objeto interrompe esteraio de luz “escuro ligado“
Sensor com supressão de fundo
Sensor energético
TransiçãoPreto / Branco
100 %40 %
100 %94 %
Sensor com supressão de fundo
Sensor energético
TransiçãoPreto / Branco
100 %40 %
100 %94 %
s
Sensores e Redes de Sensoriamento – AS interface 21
4.7. Condutores de fibra ótica
4.8. Laser com saída analógica
De acordo com as fibras usadas, podem ser usadoscomo sensor difuso ou sensor de barreira
A distância sensora depende da fibra ótica utilizada: fibras óticas de vidro ou de plástico.
De acordo com as fibras usadas, podem ser usadoscomo sensor difuso ou sensor de barreira
A distância sensora depende da fibra ótica utilizada: fibras óticas de vidro ou de plástico.
Um raio laser é refletido no objeto e é direcionado a um diodo especial (PSD).O ponto de encontro depende da distância do objeto.
Resolução 20µm ou 80µm.
0V85 mm45 mm
10V
Um raio laser é refletido no objeto e é direcionado a um diodo especial (PSD).O ponto de encontro depende da distância do objeto.
Resolução 20µm ou 80µm.
0V85 mm45 mm
10V
s
Sensores e Redes de Sensoriamento – AS interface 22
4.9. Marca cor
4.10. Fenda
4.11. Cor
O sensor marca cor reage a diferenças de contraste. De acordo com a aplicação ele transmite luzvermelha ou verde.Ele é um “sensor energético“ especial.
O sensor marca cor reage a diferenças de contraste. De acordo com a aplicação ele transmite luzvermelha ou verde.Ele é um “sensor energético“ especial.
O sensor fenda reage a diferençasde contraste. Ele envia um raio de luz através do objeto e o recebe ao mesmotempo. De acordo com a aplicação eleemite luz verde/vermelha ou infra-vermelha.Ele é um “sensor energético“ especial
O sensor de cor pode reconhecer uma determinada cor. Trabalha com 3 transmissores: vermelho, verde, azul.Pode reconhecer uma cor ou uma graduação de cor. É acionado através de função “Teach-In“.Não reage a diferenças de luminosidade.
s
Sensores e Redes de Sensoriamento – AS interface 23
4.12 Reserva de Função
4.13 Função anti-interferência
Nível recebido
Reserva de funçãoEmissão de luz em excesso
(LED verde)Saída de comutação
(LED amarelo)
Hysterese de ligaçãoReserva de funçãoEmissão de luz em excesso
325µs 325µs325µs 215µs 110µs110µs215µs325µs
Emissor
Receptor
1 ms
Receptor “reconhece“ o impulso de luz
O emissor modula o raio de luz
O receptor avalia o sinal. Se o sinal está correto, a saída é acionada.
325µs 325µs325µs 215µs 110µs110µs215µs325µs
Emissor
325µs 325µs325µs 215µs 110µs110µs215µs325µs
Emissor
ReceptorReceptor
1 ms1 ms
Receptor “reconhece“ o impulso de luz
O emissor modula o raio de luz
O receptor avalia o sinal. Se o sinal está correto, a saída é acionada.
VANTAGENS:• Quase insensível à luz externa• Sem influências mútuas• Sem instruções de montagem
VANTAGENS:• Quase insensível à luz externa• Sem influências mútuas• Sem instruções de montagem
s
Sensores e Redes de Sensoriamento – AS interface 24
4.14. Sensibilidade à luz externa
4.15. Configurações das Saídas
Quanto à incidência de luz
LIGHT ON - A saída é chaveada quando a PRESENÇA da luz é detectada pelo receptor.
DARK ON - A saída é chaveada quando a AUSÊNCIA de luz é detectada pelo receptor.
4.16. Zonas de Atuação
Especificação: 10.000 Lux (Luz natural)3.000 Lux (luz artificial)
Radiação solar direta 10.000 - 100.000 Lux(meio-dia)Céu nublado 1.000 LuxIluminação interior 300 - 1.000 LuxIluminação de rua 0,5 - 30 Lux
Uma lâmpada incandescente de 100 W gera em 1m de distânciaaprox. 100 Lux. (média)
s
Sensores e Redes de Sensoriamento – AS interface 25
4.17. Exemplos de aplicações
Controle de rasgosno rolo de tearusando um sensordifuso
Contagem de garrafasutilizando um sensordifuso
Controle de rasgosno rolo de tearusando um sensordifuso
Contagem de garrafasutilizando um sensordifuso
Contagem de CI'susando um sensorde fibra ótica
Controle de tampasusando um sensor defibra ótica do tipobarreira
1 7 1 3
Contagem de CI'susando um sensorde fibra ótica
Controle de tampasusando um sensor defibra ótica do tipobarreira
1 7 1 31 7 1 3
Medição do comprimentode rolo em mesa de cortecom um sensor defibra ótica de barreira
Sinalização iminente dofim do rolo usando um sensor difuso
Medição do comprimentode rolo em mesa de cortecom um sensor defibra ótica de barreira
Sinalização iminente dofim do rolo usando um sensor difuso
s
Sensores e Redes de Sensoriamento – AS interface 26
5. Sensores Ultra-sônicos5.1. Princípio de Funcionamento
O sensor emite pulsos cíclicos ultra-sônicos que refletidos por um objeto incidem no receptor, acionando a
saída do sensor.
Definição da faixa de medição.
tEtoImpulso emitido Eco
tEtoImpulso emitido Eco
tEtoImpulso emitido Eco
Início da faixade operação
Final da faixade operação
Distância do objeto
Faixa de mediçãoZonaCega
Início da faixade operação
Final da faixade operação
Distância do objeto
Faixa de mediçãoZonaCega
s
Sensores e Redes de Sensoriamento – AS interface 27
5.1.1. Alinhamento angular
5.1.2. Alinhamento Angular - Aplicação
5.1.3. Cone sonoro – Ganho em dB
+3° -3°
Permitido
Não permitido
+3° -3°
Permitido
Não permitido
+3° -3°
Permitido
Não permitido
3°
Água
Areia
45°
3°
Água
Areia
45°
-40 dB-30 dB
-20 dB-10 dB
0 dB
30°
30°
0°
-3 dB
-40 dB-30 dB
-20 dB-10 dB
0 dB
30°
30°
0°
-3 dB
s
Sensores e Redes de Sensoriamento – AS interface 28
5.2. Formas de Atuação
5.3. Zonas Livres
5.4. Vantagens
• Para detecção de objetos a distâncias determinada
• Detecção de objetos de diferentes materiais, formas e cores
• Detecção de objetos pequenos em longa distância
• Pode ser usado:
- como sensor de proximidade com supressão de fundo
- como barreira de reflexão
- para saída da distância de objeto de forma digital ou analógica
• Funcionamento constante sem manutenção
Sensor de proximidade
O eco é produzido
Barreira de reflexo
O eco de referência não é refletido;São necessários 2 chaveamentos
Sensor de proximidade
O eco é produzido
Barreira de reflexo
O eco de referência não é refletido;São necessários 2 chaveamentos
X Y Distânciasensora X
cmY
cmcm
6 - 13020 - 13040 - 30060 - 600
80 - 1000
> 3> 15> 30> 40> 70
> 6> 30> 60> 80> 150
s
Sensores e Redes de Sensoriamento – AS interface 29
5.5. Comparação entre Sensores de proximidades Ultra-sônicos e Ópticos
5.6. Materiais e Objetos
Ultrasônico
• Ponto de operação independente da superfície de materiais, cor, intensidade de luz e contrastesóticos
• Insensível a poluição, por isso nãonecessita manutenção
• Exatidão > 1 mm
• Freqüência 8 Hz
• Sensível a turbulências atmosféricase temperatura
Ótico
Características típicas
• Ponto de operação dependenteda superfície de materiais, cor, intensidade de luz e contrastesóticos
• Sensível a poluição, por issonecessita manutenção
• Exatidão > 0,25 mm
• Freqüência 1000 Hz
• Insensível a turbulênciasatmosféricas e temperatura
Ultrasônico
• Ponto de operação independente da superfície de materiais, cor, intensidade de luz e contrastesóticos
• Insensível a poluição, por isso nãonecessita manutenção
• Exatidão > 1 mm
• Freqüência 8 Hz
• Sensível a turbulências atmosféricase temperatura
Ótico
Características típicas
• Ponto de operação dependenteda superfície de materiais, cor, intensidade de luz e contrastesóticos
• Sensível a poluição, por issonecessita manutenção
• Exatidão > 0,25 mm
• Freqüência 1000 Hz
• Insensível a turbulênciasatmosféricas e temperatura
Exemplos para objetos
TelhasGarrafasPaletaBlocos de açoPessoasPortasVeículosFogõesPlacas de chumboTransparênciasVidro planoEntulhoEsteirasNíveis líquidosPartes de máquinaPeças de automóveis
Exemplos para materiais
MetalPedraTerraCimentoMadeiraVidroTabacoEsmaltePlástico (transparente e colorido)StyroporRoupasPapelBorrachaKoksLíquido
Exemplos para objetos
TelhasGarrafasPaletaBlocos de açoPessoasPortasVeículosFogõesPlacas de chumboTransparênciasVidro planoEntulhoEsteirasNíveis líquidosPartes de máquinaPeças de automóveis
Exemplos para materiais
MetalPedraTerraCimentoMadeiraVidroTabacoEsmaltePlástico (transparente e colorido)StyroporRoupasPapelBorrachaKoksLíquido
s
Sensores e Redes de Sensoriamento – AS interface 31
Laços de controle para prensasou máquinas de extrusão
Medição de alturase controle de qualidade emcorreias transportadoras
Aplicações com vidroclaro ou objetos transparentesem correias transportadoras
Monitoramento individual devagas em estacionamentos
Laços de controle para prensasou máquinas de extrusão
Medição de alturase controle de qualidade emcorreias transportadoras
Medição de alturase controle de qualidade emcorreias transportadoras
Aplicações com vidroclaro ou objetos transparentesem correias transportadoras
Aplicações com vidroclaro ou objetos transparentesem correias transportadoras
Monitoramento individual devagas em estacionamentos
Deteção do nível de líquidos emrecipientes
Medição do diâmetrodo rolo de papéis, plástico ou produtostêxteis
Monitoramentode rupturas de cabos e cordas
Medição de alturasde tábuas de madeira, vidro, plástico, bóias de metal, etc ...
Deteção do nível de líquidos emrecipientes
Medição do diâmetrodo rolo de papéis, plástico ou produtostêxteis
Monitoramentode rupturas de cabos e cordas
Medição de alturasde tábuas de madeira, vidro, plástico, bóias de metal, etc ...
s
Sensores e Redes de Sensoriamento – AS interface 32
5.8. Influências AmbientaisInsensível a pó, neblina
5.9. Como especificar um sensor
1. Distância sensora SN
2. Tensão de alimentação: VCA / VCC
Tipos de saída: CA
CC PNP
NPN
Saídas: NA, NF ou NANF
4. Material a ser detectado:
- Metal (ferroso, não-ferroso, opaco, translúcido, transparente)
- Não metal
5. Dimensões do alvo:
- Diâmetro
- Final alvo: brilhante / escuro
6. Conexão elétrica: cabo, conector
7. Temperatura de operação ambiente: ºC
8. Ambiente: poeira, óleo, umidade/névoa
9. Detecção cores
- Proteção contra água
- Tipo de Excitação: LO e DO
Temperatura ambiente0,17% / °C Umidade do ar
Movimento do arPressão atmosférica
Temperatura ambiente0,17% / °C Umidade do ar
Movimento do arPressão atmosférica
s
Sensores e Redes de Sensoriamento – AS interface 33
6. Redes de Sensoriamento
6.1. Introdução
Dentro de uma planta automatizada é possível classificar diferentes níveis de automação que caracterizam
as hierarquias do processo de acordo com a funcionalidade específica.
A figura abaixo representa a chamada Pirâmide de Automação com os diferentes níveis de automação
encontrados em uma planta industrial.
Figura 6.1: Pirâmide de Automação – Visão Geral
Na base da pirâmide está envolvido o Controlador Programável atuando sobre máquinas e motores, estes
por sua vez alimentados por inversores, conversores ou sistemas de partida suave.
No topo da pirâmide, a característica marcante é a informatização ligada ao setor corporativo da empresa.
Quanto aos níveis intermediários, é possível fazer uma breve descrição de cada nível:
• Nível 1: É o nível das máquinas, dispositivos e componentes (chão de fábrica), onde a automação é
realizada pelo controlador programável. Ex: Máquinas de Embalagem/Linhas de Montagem/Máquinas de
Formulário.
• Nível 2: Este nível se caracteriza quando algum tipo de supervisão está associado ao processo. É o
nível onde se encontram Sistemas Supervisórios e IHM’s (Interfaces Homem Máquina), normalmente
interligados em redes de comunicação. Ex: Máquina Automatizada para linha de engarrafamento e
processos de batelada.
s
Sensores e Redes de Sensoriamento – AS interface 34
• Nível 3: Este nível permite o controle do processo produtivo da planta. Normalmente é constituído por
bancos de dados com informações dos índices de qualidade da produção, relatórios e estatísticas de
processo, índice de produtividade, etc. Ex: Avaliação e controle de qualidade em processo químico ou
alimentício.
• Nível 4: Este é o nível responsável pela programação e planejamento dos elementos constituintes da
fábrica, realizando o controle de suprimentos e sendo responsável pela manutenção da qualidade. Ex:
Acompanhamento de suprimentos e estoques em função do planejamento produtivo da indústria.
• Nível 5: Finalmente este nível é o responsável pelo planejamento dos recursos da empresa, onde se
encontram os softwares responsáveis pela gestão de vendas e gestão financeira. Aqui são realizados a
decisão e o gerenciamento de todo o sistema. Ex: Indústrias de Fermentação: sistema produtivo de
fabricação de bebidas em conjunto com soluções de gestão empresarial.
Da análise da Pirâmide de Automação, chega-se a conclusão que as plantas devem possuir seus níveis
funcionais cada vez mais interconectados, buscando um fluxo de dados tanto entre camadas de mesmo
nível (fluxo horizontal) quanto níveis diferentes (fluxo vertical). O fluxo vertical visa integrar níveis diferentes,
dentro de uma visão sistêmica.
Uma das maneiras de iniciar esse processo de sinergia entre as camadas que compõem a operação é
iniciar a integração pelo nível 1 (operacional), onde se encontram os dispositivos e componentes da
operação propriamente dita. Os sinais de processo gerados neste nível operacional são convertidos em
elétricos e transmitidos aos controladores programáveis por meio dos sensores e transdutores. Deve-se
observar que estes são sinais elétricos originários de operações físicas dos elementos do “chão de fábrica”.
De posse desses sinais elétricos, faz-se necessário interconectar os elementos em uma rede de
comunicação. Essa comunicação é feita geralmente utilizando a abordagem clássica da filosofia “mestre-
escravo”, em que uma estação “mestre” controla o fluxo de informações com as estações “escravas”
dispostas ao longo da planta.
A presença de uma estrutura física para troca de informações (meio físico) torna possível essa
movimentação de dados, ou seja, uma rede de comunicação dedicada à conexão dos elementos sensores
e transdutores dispostos ao longo da planta, no nível operacional.
Além da estrutura física, um padrão de comunicação também é requerido, de maneira a gerenciar a troca de
“pacotes” de informações.
Diante disto, o uso de soluções envolvendo ASI (Actuator Sensor Interface – Interface para Sensores e
Atuadores) é uma das mais tradicionais aplicações dentro do nível 1 ou “chão de fábrica”.
A rede AS-Interface existe desde 1994, com a qual sinais analógicos e digitais juntos ao processo e à
máquina podem ser transmitidos de forma digital.
A AS-Interface é uma interface universal entre os sinais de comando e os sensores / atuadores dos níveis
de chão-de-fábrica. Não faz muito tempo que a pressão para redução de custos na automação exigiu uma
s
Sensores e Redes de Sensoriamento – AS interface 35
mudança estrutural. O que alavancou esta mudança foram os imensos custos provocados pela instalação
dos cabos que tinham que ser usados para a conexão do nível de campo aos equipamentos de automação
(normalmente controladores lógicos programáveis), pois cada um dos atuadores ou sensores tinha que ser
conectado com o comando central e sua respectiva alimentação. Isso não provocava somente custos altos
de montagem, mas também de cablagem, bem como um maior número de falhas e consequentemente,
menor confiabilidade do sistema.
A análise termo-a-termo do conceito AS-Interface (Interface Sensor Atuador) define a sua aplicação técnica,
referindo-se a uma interface simplificada voltada à conexão de sensores e atuadores, no ambiente
operacional caracterizando aplicações para as chamadas redes de sensoriamento.
Dois aspectos técnicos são responsáveis pela aplicação de tal tecnologia:
• o emprego de controladores e CPU’s (Unidade Central de Processamento) permitiram o uso de
dispositivos digitais e uma forte descentralização dos sistemas instalados. Onde monitores (interfaces) e
teclados possuem elevada importância nas soluções apresentadas. Assim sistemas descentralizados e
com certo grau de “inteligência” necessitam de um aumento de capacidade na comunicação entre
unidades de controle e elementos periféricos, de maneira a atingir um bom desempenho.
• O uso da tecnologia de via de dados digital está substituindo os cabos paralelos usados na comunicação
entre controles e dispositivos digitais por um cabo único, gerando uma grande economia principalmente
em hardware e periféricos.
O conjunto de cabos em árvore, usado na arquitetura de comunicação tradicional, de acordo com a figura a
seguir, é uma solução de elevado preço na instalação e manutenção dos equipamentos.
Rede Convencional Rede AS-Interface
s
Sensores e Redes de Sensoriamento – AS interface 36
6.2. Topologias e especificações normal e avançada
A topologia de uma rede AS-Interface pode ser escolhida, permitindo que a configuração da rede se adapte
melhor à aplicação, às necessidades do local e pode ser do tipo estrela, anel ou em linha (barramento). Os
“escravos” podem estar localizados tanto em linha (dispostos na rede) ou em grupos. Resistores de
terminação (fim de linha) não são necessários.
As possíveis topologias são mostradas a seguir:
Figura 6.2.a: Ponto-a-ponto Figura 6.2.b: Barramento
Figura 6.2.c: Anel Figura 6.2.d: Árvore
A rede AS-Interface pode ser montada como instalações elétricas usuais. Por ser robusta não há nenhuma
restrição quanto a estrutura (topologia de rede).
Os módulos AS-Interface podem ser instalados em forma linear, estrela, árvore ou anel.
Em um sistema AS-Interface normal pode-se conectar no máximo 31 escravos sendo que cada escravo
pode ter até quatro entradas e quatro saídas (no total até 124 bits de entrada e 124 de saída).
Em um sistema AS-Interface segundo a especificação avançada, pode-se conectar até 62 escravos A/B.
Estes têm no máximo quatro entradas e três saídas (isto é, até 248 bits para entradas e 186 para saídas
dentro de um sistema AS-Interface).
Mestreponto a ponto
linha (barramento) Mestre
árvore Mestreanel Mestre
s
Sensores e Redes de Sensoriamento – AS interface 37
O ASI é um sistema de interconexão entre redes, não proprietário e padronizado, voltado à conexão de
sensores, atuadores e outros equipamentos atuando no nível operacional da planta.
A figura a seguir dá uma visão geral da aplicação de tal tecnologia e seus elementos básicos constituintes:
Figura 6.2.e.: Visão geral do emprego de uma solução AS-Interface
Os sinais provindos do processo (planta) são normalmente transmitidos para um sistema de controle,
através de uma grande quantidade de cabos (fios) paralelos que se originaram dos elementos dispostos na
planta. Isto significa que, cada dispositivo está individualmente conectado a uma placa de entrada/saída
através de um fio ou cabo dedicado.
A solução envolvendo ASI possibilita retirar essa fiação e colocar em seu lugar um cabo de dois fios (não
blindado), possibilitando assim, tanto o envio de informações (dados) quanto controle de energia para os
dispositivos.
Para tal, faz-se necessário que uma estação “mestre” se comunique com os nós (escravos) espalhados pela
planta, utilizando o meio que suporte ASI enquanto uma fonte de energia, também dedicada, fornece
energia necessária para os elementos dispostos na rede, interconectando e alimentando os dispositivos. O
cabo de comunicação ASI é instalado como qualquer outro cabo de comunicação padrão existente no
mercado. Caso seja necessário, novos pontos podem ser anexados e instalados. Essa versatilidade permite
trabalhar com diferentes topologias de rede (árvore, estrela, anel, etc). Não se faz necessário o uso de
blindagem nos cabos e resistores de terminação de linha
Uma solução ASI pode ser uma solução independente ou pode estar associada a outra solução de rede,
fortalecendo assim o conceito de interconectividade, exemplo, a figura 1.5:
s
Sensores e Redes de Sensoriamento – AS interface 38
Figura 6.2.f: Implementação de uma solução As-Interface com periféricos
6.3. Principais Características
As principais características envolvidas na solução AS-Interface são apresentadas a seguir:
• os componentes da rede conseguem se interagir entre si em um conceito de interoperabilidade, por
exemplo, cada escravo da rede consegue trabalhar em conjunto com outro escravo.
Este conceito é mantido, independente, das mudanças ou extensões que venham a ocorrer no sistema.
• AS-Interface é uma solução que envolve um único “mestre” por rede com varredura cíclica, a qual varre
todos os “escravos” utilizando os endereços de rede.
• Todos os pacotes de dados envolvidos na troca de informações são pequenos, de estrutura simplificada
e têm um comprimento fixo. Os bits de dados são trocados entre o “mestre” e cada “escravo”, de
maneira individual, durante um ciclo de varredura.
• O cabo utilizado não é blindado e é formado por 2 fios os quais transferem dados e alimentação. Embora
não tenha uma blindagem, a integridade dos dados é garantida, mesmo em ambientes agressivos por
mecanismos de controle da taxa de erros no envio das informações.
s
Sensores e Redes de Sensoriamento – AS interface 39
6.4. “Escravo”
Escravos são, no fundo, módulos de E/S descentralizados do controlador programável (CLP).
O escravo AS-Interface reconhece os bits de dados enviados pelo mestre e envia de volta os seus próprios.
Em um módulo AS-Interface padrão pode-se pendurar, de cada vez, até quatro sensores e quatro atuadores
binários. Fala-se de um escravo inteligente quando o chip do AS-Interface está integrado no sensor ou
atuador.
Escravos AS-Interface existem tanto em módulos digitais, analógicos e pneumáticos, como também em
componentes inteligentes, como por exemplo: partidas de motores, sinalizadores coluna ou botoeiras.
Com os módulos pneumáticos pode-se comandar cilindros pneumáticos simples ou de ação dupla. Isto não
economiza somente em cablagem, mas também em canaletas.
Devido à concepção de projeto e à própria filosofia de implementação da AS-Interface, o “escravo” é
concebido como um elemento compacto e pequeno, com boa relação custo / benefício, possuindo alta
integrabilidade. Independente de como o “escravo” tenha sido construído, é sempre importante observar
que o acoplador precisa ser uma estrutura física e não-lógica.
Conforme visto anteriormente, dependendo da especificação normal ou avançada do tipo de rede os
“escravos” poderão ser:
• Padrão: com 4 entradas e 4 saídas, em um total de até 31 unidades por rede.
• Tipo A/B: com 4 entradas e 3 saídas, em um total de até 62 unidades por rede.
6.4.1. Lado de Rede do “Escravo”
Cada “escravo” deve se comunicar sem problemas com o “mestre” e não deve interferir com a comunicação
entre outros “escravos” e o “mestre”.
Os terminais de operação do “escravo” devem atuar em uma faixa de tensão da ordem de 26,5 a 31,6 VDC.
O “escravo”, neste ponto, pode drenar corrente da rede e fornecer a seus próprios componentes internos e
à conexão sensor e/ou atuador.
É de responsabilidade do usuário, durante a concepção da solução que a energia total requerida pelos
“escravos” não suplante a energia disponibilizada pelo circuito.
Nas junções eletromecânicas, é possível e permitido conectar e desconectar os “escravos” durante a
operação. O “escravo” não necessita corrente elevada no momento de contato e troca de dados com outros
“escravos”, caracterizando uma rede de comunicação de dados que drena baixa corrente.
A AS-Interface opera sem um sistema de aterramento e para prevenir distorções de sinal e suprimir
interferências, é considerado que as impedâncias dispersas para a “terra” sejam simétricas e que
s
Sensores e Redes de Sensoriamento – AS interface 40
contenham certos limites de valores que não sejam excedidos. Isto deve ser levado em consideração no
momento de desenvolvimento de certos módulos, facilitando a vida do usuário quanto às restrições na
conexão dos elementos da rede.
6.5. “Mestre”
O Mestre da AS-Interface forma uma conexão com redes superiores. Ele organiza através de atividade
própria o trânsito de dados no cabo AS-Interface e os disponibiliza se necessário a um sistema bus num
nível superior.
Paralelamente à consulta dos sinais, o mestre transmite também parâmetros a cada um dos participantes,
controla a rede continuamente e realiza diagnósticos.
Ao contrário de sistemas de barramentos de comunicação de dados complexos, a AS-Interface é quase
completamente capaz de se autoconfigurar. O usuário não precisa configurar nada, como por exemplo:
direito à entrada, taxa de dados, tipo de telegrama, etc.
O mestre executa automaticamente todas as funções que são necessárias para o funcionamento correto da
AS-Interface.
Além disso, ele possibilita o auto-diagnóstico do sistema. Ele reconhece as falhas em qualquer ponto da
rede, indica o tipo de falha e pode ainda determinar em que escravo ocorreu o problema.
O “mestre” possibilita a interface entre o sistema de transmissão e o controle, de acordo com a figura a
seguir, onde se verifica que todas as entradas / saídas são mapeadas com 4 bits pelo escravo, somando-se
a isso, o “mestre” oferece possibilidades para diagnóstico de possíveis problemas que ocorram na rede.
A configuração da rede é continuamente monitorada e comparada com configurações armazenadas. Por
exemplo, se um “escravo” falha, ele pode ser trocado rapidamente e o “mestre” automaticamente fornece o
seu endereçamento.
6.5.1. Estrutura “Mestre”
A especificação do “mestre” é composta por 4 camadas principais, as quais são responsáveis pelo
encaminhamento da mensagem pelo cabo de comunicação até a estação de controle. De acordo com a
figura a seguir, é possível ter uma idéia da localização dessas camadas:
s
Sensores e Redes de Sensoriamento – AS interface 41
Estação
Interface da Estação Interface para o controle
Controle de Execução Funções Mestre, Controle de Seqüência, Endereçamento Automático
Controle de Transmissão Transferência de Mensagem, Proteção de Dados
Transferência Física Envio, Recebimento, Monitoramento de Tensão
Uma importante tarefa das camadas é a manipulação de erros ou operações anormais, não permitindo que
estas informações sejam transmitidas para endereços de rede incorretos.
Características básicas do funcionamento do”Mestre”:
Leitura e Escrita cíclica para todos os Escravos lendo as entradas/escrevendo nas saídas.
Operação Padrão.
• Comunicação com as Entradas e Saídas
Operação Extendida
• Com blocos de funções e/ou chamada de funções no Mestre (por exemplo, para configurar escravos).
• Pré-planejamento deve considerar a configuraçãoMonitoramento de escravos e fonte AS-Interface.
6.6. Interação Mestre / Escravos
Input data
Outputdata
EscravosMestre AS-i
Programa
Input data
Outputdata
CPU
1
2
3
...
Input dataInput data
Outputdata
Outputdata
EscravosMestre AS-i
Programa
Input data
Outputdata
CPU
1
2
3
...
s
Sensores e Redes de Sensoriamento – AS interface 42
6.7. Processo de Comunicação - Mestre
6.8. Troca de Dados Mestre-Escravo
6.9. Interação mestre-escravo
requisição1resposta
requisição2resposta
requisição3resposta ...
chamada de parâmetroXresposta
Chamada de diagnóstico?
???Mestre Escravos
ciclomax. 5ms
Pausa-Mestre 0 I1I3 I2 I0 PB 1
EBST
0 A3 PB 1SB A4 I3 I0I2 I1A2 I4A1 A0
ST EB
Dado de entradaDado de entrada
Saída de dadosSaída de dados
Requisição do mestre Resposta do escravo
Escravo
Mestre AS-Interface
Dado deSaída
1100
Dado deEntrada
0110
Dado deSaída
1100
Dado deSaída
1100
Dado deEntrada
0110
Dado deEntrada
0110 0110
011
0
Entradas
Saídasrequisição
resposta
s
Sensores e Redes de Sensoriamento – AS interface 43
6.10. Campos de Dados do Mestre
6.11. LES, LAS, LPS
O mestre controla três listas internas (Tabelas):
• LRS ... Lista de escravos reconhecidos
• LAS ... Lista de escravos ativos
• LCS ... Lista de escravos configurados
Atualização da lista pelo escravo:
• Endereço do Escravo
• Perfil do Escravo (Código I/O e de ID)
6.12. Estrutura da mensagem do AS-Interface
LCS(interna)
LAS(interna)
LRS(interna)
Dado deEntrada
Dado deSaída
CLP, PC
opcional
Escravos
Mestre
4E 4E 2E2A
4A .... .... .... ....
LCS(interna)
LCS(interna)
LAS(interna)
LAS(interna)
LRS(interna)
LRS(interna)
Dado deEntradaDado deEntrada
Dado deSaída
Dado deSaída
CLP, PC
opcional
Escravos
Mestre
4E 4E 2E2A
4A .... .... .... ....
0 A3 PB 1SB A4 I3 I0I2 I1A2 I4A1 A0 0 I1I3 I2 I0 PB 1
Requisição do mestre Pausa do Mestre Resposta do Mestre
Pausa-escravo
ST EB EBST
ST Start bit, sempre "0"SB Bit de Controle
0... Dado-/Parâmetro-/pedido de Endereço1... Comando call
A4...A0 Endereço do escravo requisitado (5 Bit)I4 Bit de Informação
0...Pedido de Dado1...Pedido de Parâmetro
I3...I0 Dado-/Bits de Parâmetroameter (4 Bits)PB Bit de ParidadeEB Stop bit, sempre "1"
ST Start bit, sempre "0"I3...I0 Bits de Dado/ParâmetroPB Bit de ParidadeEB Stop bit, sempre "1"
0 A3 PB 1SB A4 I3 I0I2 I1A2 I4A1 A0 0 I1I3 I2 I0 PB 1
Requisição do mestre Pausa do Mestre Resposta do Mestre
Pausa-escravo
ST EB EBST
ST Start bit, sempre "0"SB Bit de Controle
0... Dado-/Parâmetro-/pedido de Endereço1... Comando call
A4...A0 Endereço do escravo requisitado (5 Bit)I4 Bit de Informação
0...Pedido de Dado1...Pedido de Parâmetro
I3...I0 Dado-/Bits de Parâmetroameter (4 Bits)PB Bit de ParidadeEB Stop bit, sempre "1"
ST Start bit, sempre "0"I3...I0 Bits de Dado/ParâmetroPB Bit de ParidadeEB Stop bit, sempre "1"
s
Sensores e Redes de Sensoriamento – AS interface 44
6.13. Codificação de Sinal
6.14. Modulação APM (Alternate Pulse Modulation)
O Sinal não possui componente DC
• Isso é um requisito quando dados e energia são transmitidos em um único cabo
Permite espectro de banda em freqüência
• Reduz reflexões no fim do cabo
Aumenta os impulsos (2 por Bit)
• Sincronização é feita mais fácil
• Redundância resulta em efetivo reconhecimento de erro
6.15. Medição do reconhecimento de erro
Start bit: Impulso Negativo
Alternância: Troca de polaridade depois de cada impulso
Pausa de Impulso: Sempre no início de um comprimento definido entre dois pulsos
Dados: Um pulso na segunda metade do bit
Checagem de Paridade: Soma de todos os pulsos positivos é par
End bit: Impulso positivo
Interrogation length: Nenhum impulso diretamente após o end bit
Bit Nr. 1 2 3 4 5 6
0 0 00 1 1Sinal
CodificaçãoManchester II
Modulação APM
s
Sensores e Redes de Sensoriamento – AS interface 45
6.16. Funcionamento do Mestre AS-Interface
6.17. Os Escravos: módulos de I/O, sensores, botoeiras, etc.
6.18. Escravo AS-Interface IP67: por que usar cabos perfilados?
LRS(interna)
Testatodo escravo
na AS-i
ListaMapeada LCS
(interna)
Compara
LAS(interna)
AtivadoOK
ErroErro de Configuração
não ativado
Mestre (internamente)Usuário
LRS(interna)
Testatodo escravo
na AS-i
ListaMapeada LCS
(interna)
Compara
LAS(interna)
AtivadoOK
ErroErro de Configuração
não ativado
Mestre (internamente)Usuário
UauxUauxUauxUaux
MóduloDistribuidor
MóduloDistribuidor
MóduloDistribuidor
BotoeiraBotoeira
Módulo de E/SMódulo de E/S
Chave de PartidaChave de Partida
MestreAS-InterfaceMestreAS-Interface Fonte
AS-InterfaceFonteAS-Interface
SinalizadorColunaSinalizadorColuna
Sensor comAS-InterfaceIntegrado
Sensor comAS-InterfaceIntegrado
CLPCLP
����������������
����������������
eletrônica mecânica
����������������
����������������
eletrônica mecânica
����������������
����������������
eletrônica mecânica
s
Sensores e Redes de Sensoriamento – AS interface 46
Auto programação dos endereços dos escravos, no caso de uma troca de um módulo defeituoso.Cabo deComunicação
O cabo amarelo e perfilado, padrão da AS-Interface, tornou-se um tipo de marca registrada. Ele possui uma
seção geometricamente determinada e transmite ao mesmo tempo dados e energia auxiliar para os
sensores.
Para os atuadores é necessária uma tensão auxiliar alimentada adicionalmente (24VCC).
Para se poder utilizar a mesma técnica de instalação para os atuadores, foram especificados cabos com as
mesmas características, mas de outra cor. Desta forma, o cabo para a energia auxiliar 24VCC é um cabo
perfilado preto.
O isolamento dos condutores é composto normalmente por uma borracha (EPDM).
Para aplicações com exigências maiores podem se utilizar cabos com outras composições químicas como:
TPE perfilado (elastômero termoplástico) ou PUR perfilado (poliuretano).
Como condutor de transmissão podem ser utilizados também cabos redondos com sistema de condução
duplo sem condutor PE.
Uma blindagem do condutor não é necessária em função da técnica de transmissão empregada.
O chamado cabo padrão amarelo ou “YELLOW CABLE” é o mais simples componente e talvez o mais vital
para o sistema AS-Interface, sendo constituído por 2 fios. Este cabo tem a capacidade de transmitir ao
mesmo tempo dados e energia para os “escravos” conectados e atuadores.
Figura 6.18.a: Yellow Cable: configuração e método de conexão
O cabo amarelo ou “YELLOW CABLE” como é conhecido é um cabo achatado com dois isolados entre si,
com as seguintes características:
• Dois fios dispostos ao longo de um cabo achatado.
• Tamanho externo total de 8 por 4 mm2.
• Seção transversal do fio de 2 por 1,5 mm2.
• Proteção de polaridade reversa.
s
Sensores e Redes de Sensoriamento – AS interface 47
• Não-blindado.
• Padrão DIN VDE 0295 Classe 6
• Código de cores: Azul (-) e Marrom (+).
A seção de corte do fio é de 1,5 mm2, no entanto, uma tensão de corte de 3V no final do cabo permanece
dentro da faixa de tolerância de tensão sensível para atuadores onde a corrente de 2 A é usada até uma
distância máxima de 100m.
Figura 6.18.b: Cabo de Comunicação – Vista em corte
7. AS-Interface Versão 2.17.1. Comparação
Versão 2.0 Versão 2.1
Número de escravos Máx. 31 Máx. 62
Número de E/S 124E + 124S 248E + 186S
Transmissão Dados e energia até 7A Dados e energia até 7A
Meio físico Cabo não blindado 2x1,5 mm2 Cabo não blindado 2x1,5 mm2
Máx. Ciclo 5 ms 10 ms
Manuseio de dados analógicos Com bloco de função Integrado no mestre
Número de dados analógicos 16 bytes para dados digitais e
analógicos
248 bytes para dados analógicos
possíveis
Método de acesso Mestre / Escravos Mestre / Escravos
Comprimento máximo do cabo 100m, extensão com repetidor até
500m
100m, extensão com repetidor até
500m
s
Sensores e Redes de Sensoriamento – AS interface 48
7.2. Escravos v 2.1: quais são as diferenças?
7.3. Escravos A/B: Como isso funciona?
endereço: 1A
E EEE
SSS
endereço: 1B
E EEE
SSS
endereço: 1A
E EEE
SSS
endereço: 1B
E EEE
SSS
endereço: 1A
E EEE
SSS
endereço: 1B
E EEE
SSS
Versão 2.0: 1 endereço / escravo
(Máx. 4E/4S)
endereço: 1
E EEE
S SSS
endereço: 1
E EEE
S SSS
E EEE
S SSS
Versão 2.1:2 Escravos porendereço comum: Escravos A e B!
(Máx. 4E/3S)
A B
1) chama todos osescravos A e padrão
Escravo 1A Escravo 2A Escravo 31A Escravo 1B
Escravo 1B Escravo 31A Escravo 2A Escravo 1A
Escravo 2B
Escravo 2B
Resposta de todos osescravos A e padrão
2) chama todos osescravos B e padrão
Resposta de todos osescravos B e padrão
1) chama todos osescravos A e padrão
Escravo 1A Escravo 2A Escravo 31A Escravo 1B
Escravo 1B Escravo 31A Escravo 2A Escravo 1A
Escravo 2B
Escravo 2B
Resposta de todos osescravos A e padrão
2) chama todos osescravos B e padrão
Resposta de todos osescravos B e padrão
Para escravos padrão o tempo de ciclo continua 5 ms!!!
Chamada 1. Ciclo = max. 5ms:- todos os escravos padrão- todos os escravos A- todos os escravos B (se não existir o correspondente escravo A, ou seja, por ex., o 5A não está na rede mas o 5B está)
Chamada 2. Ciclo = max. 10ms:- todos os escravos padrão- todos os escravos B (se o correspondenteestá presente na rede)- todos os escravos A (se o correspondenteB está presente)
s
Sensores e Redes de Sensoriamento – AS interface 49
7.4. Versão 2.1 permite qualquer combinação entre escravos padrão e A/B
7.5. Safety at Work – O Princípio
Slave 1 Slave 2 Slave 31Slave 3
Slave 1A Slave 2 Slave 31BSlave 3A
Slave 1A Slave 2A Slave 31ASlave 2B
Funcionamento Misturado
Somente escravos padrão
.......
.......
.......
Somente escravos A/B
Slave 1 Slave 2 Slave 31Slave 3
Slave 1A Slave 2 Slave 31BSlave 3A
Slave 1A Slave 2A Slave 31ASlave 2B
Funcionamento Misturado
Somente escravos padrão
.......
.......
.......
Somente escravos A/B
Slave 1 Slave 2 Slave 31Slave 3
Slave 1A Slave 2 Slave 31BSlave 3A
Slave 1A Slave 2A Slave 31ASlave 2B
Funcionamento Misturado
Somente escravos padrão
.......
.......
.......
Somente escravos A/B
Análise de sinal do Escravo Seguro pelo Monitor de Segur.Análise de sinal do Escravo Seguro pelo Monitor de Segur.Informação do Mestre (via transferência normal de E/S)Informação do Mestre (via transferência normal de E/S)
CLP e Mestre padrão
������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������
Monitor de Segurança Escravo Seguro
EscravoPadrão
EscravoPadrão
EscravoPadrão
s
Sensores e Redes de Sensoriamento – AS interface 50
Escravo Seguro
13753186
13753186
. . . . .
Monitor
1
4n
Tabela de códigos dosescravos seguros
n
Comparação do código:
0 1 0 0Ciclo :
5835
10127
45835
10127
45835
10127
45835
127
123456780 1 0 11 0 0 00 0 1 10 1 0 11 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1
Cód. Ok = sistema ligado
10
EscravoSeguro
13753186
13753186
. . . . .
Monitor
1
4583510127
n
Tabela de Códigos dosescravos seguros
n
0 0 0 0
Comparação do Código:Cód. ñ Ok = Sistema desliga!Comparação do Código:Cód. ñ Ok = Sistema desliga!Comparação do Código:Cód. ñ Ok = Sistema desliga!
4
0 1 0 0
0
...
s
Sensores e Redes de Sensoriamento – AS interface 51
7.6. Exemplo de Circuito:7.6.1. Monitor com um circuito de segurança
7.6.2. Transmissão de valores analógicos
CLP Mestrev2.1
Módulo Analógico
Sinal Analógico
Valor Digital
DA
Transmissão de valores analógicoscompletos para o
CLP
Módulo de AI:Sensores à correnteSensores à tensãoSensores de Temperatura
Saída à corrente
Módulo de AO:Saída à tensão
CLP Mestrev2.1
Módulo Analógico
Sinal Analógico
Valor Digital
DA
Transmissão de valores analógicoscompletos para o
CLP
Módulo de AI:Sensores à correnteSensores à tensãoSensores de Temperatura
Saída à corrente
Módulo de AO:Saída à tensão
s
Sensores e Redes de Sensoriamento – AS interface 52
7.6.3 Transferência de dados com os analógicos: o que acontece com tempos?
Transferência de dados de acordo com o perfil analógico 7.1/7.2: versão 2.0
Transferência de dados de acordo com o perfil analógico 7.3/7.4: versão 2.1
7.7. Como dimensionar uma fonte AS-Interface?
1) Módulos AS-i (< 40 mA cada um)
2) Sensores a serem utilizados em cada entrada
- sensores indutivos (~ 40 mA cada)
- sensores ópticos (~ 90 mA cada)
3) Consumo do Mestre AS-i (< 40 mA)
Exemplo: 120E / 90S
- 30 módulos de 4E/3S + mestre - consumo total = 31 x 40= 1,2A
- 100 sensores indutivos - consumo total = 100 x 40 = 4A
- 20 sensores ópticos - consumo total = 20 x 90 = 1,8A
(Atenção - limite de corrente por módulo, normalmente < 250 mA!)
- Fator de Serviço: 0,5 < F < 1,0 - verificar sempre se os sensores podem estar atuados simultaneamente
(dado do cliente!)
- E as Saídas??? - Fonte Auxiliar: normalmente em 24VCC!
Dimens. similar da fonte (alimentação do atuador via cabo preto)
MóduloAnalógico
����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
AS-Interfacemestre
Doze ciclos dePrograma com SFC
(System FunctionCall)
Seis ciclosAS-Interface,
com 5msmáx. cada
CPU
�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
AS-Interfacemestre
HUM ciclo dePrograma com SFC
(System FunctionCall)
Sete ciclosAS-Interface,
com 5 msmáx. cada
CPU MóduloAnalógico
s
Sensores e Redes de Sensoriamento – AS interface 53
7.8. Modularidade da AS-Interface
O emprego de soluções modulares tem se tornado a característica principal de aplicações utilizando
AS-Interface.
Cada módulo é composto de duas partes: a parte inferior chamada de módulo de acoplamento oferece uma
grande facilidade de instalação no momento de formação de novas redes. A parte superior, chamada de
módulo do usuário, contém as funções de “escravo” para a rede.
Entre elas, existe uma interface eletro-mecânica padronizada, a chamada EMI, que tem como função
simplificar a instalação de novos módulos, garantindo flexibilidade na inclusão de novas conexões de rede.
A figura, a seguir, exemplifica as possíveis conexões dos elementos em rede:
Figura 7.8.a: Construção de uma rede AS-Interface com módulos de conexão
Da figura acima, é interessante observar que a construção de toda a rede As-Interface foi realizada por meio
da interconexão de módulos, onde o cabo de conexão é formado por apenas dois fios. Os módulos de
acoplamento são mostrados em a e b, bem como outras possibilidades de conexão.
Dentro deste contexto, fica a pergunta de como uma rede pode ser ampliada para assumir novos sensores /
atuadores (“escravos”).
Essas ampliações pedem a colocação de repetidores, cuja função é amplificar sinais permitindo alcance de
até 500 m e, extensores, cuja função é simplesmente permitir extensão da rede até 100 m.
Critérios para um correto uso de repetidores e extensores devem ser obedecidos, de acordo com as figuras
a seguir:
s
Sensores e Redes de Sensoriamento – AS interface 54
Figura 7.8.b: Modularidade com emprego de repetidores
Figura 7.8.c: Modularidade com emprego de repetidores e extensores
7.9. Operação com Repetidor e Extensor
..Repetidor
21 3 4 5 6
L1
N
ASI+
ASI-
SIEMENSPOWER SUPPLY
AS I +
AS I -
Sc h irm
Schirm
21 3 4 5 6
L1
N
ASI+
ASI-
SIEMENSPOWER SUPPLY
AS I +
AS I -
Sc h irm
Schirm
����������������������...
máx. 100m Repetidor
21 3 4 5 6
L1
N
ASI+
ASI-
SIEMENSPOWER SUPPLY
AS I +
AS I -
Sc h irm
Schirm
Fonte
21 3 456L1N
ASI+ASI-
SIEMENSPOWER SUPPLYASI +ASI -Schirm
Schir m
21 3 4 56L1N
AS I+AS I-
SIEMENSPOWER SUPPLYASI +ASI -Schi rm
Schi rm
21 3 4 5 6L 1N
A SI+A SI-
SIEMENSPO WER SUP PLYASI +ASI -Schi rm
Schir m
21 3 4 5 6L 1N
A SI+A SI-
SIEMENSPO WER SU PPLYASI +ASI -Schi rm
Schir m ...Fonte
Repetidor
21 3 4 5 6
L1
N
ASI+
ASI-
SIEMENSPOWER SUPPLY
AS I +
AS I -
Sc h irm
Schirm
21 3 4 5 6
L1
N
ASI+
ASI-
SIEMENSPOWER SUPPLY
AS I +
AS I -
Sc h irm
Schirm
����������������������...
máx. 100m Repetidor
21 3 4 5 6
L1
N
ASI+
ASI-
SIEMENSPOWER SUPPLY
AS I +
AS I -
Sc h irm
Schirm
Fonte
21 3 456L1N
ASI+ASI-
SIEMENSPOWER SUPPLYASI +ASI -Schirm
Schir m
21 3 456L1N
ASI+ASI-
SIEMENSPOWER SUPPLYASI +ASI -Schirm
Schir m
21 3 4 56L1N
AS I+AS I-
SIEMENSPOWER SUPPLYASI +ASI -Schi rm
Schi rm
21 3 4 56L1N
AS I+AS I-
SIEMENSPOWER SUPPLYASI +ASI -Schi rm
Schi rm
21 3 4 5 6L 1N
A SI+A SI-
SIEMENSPO WER SUP PLYASI +ASI -Schi rm
Schir m
21 3 4 5 6L 1N
A SI+A SI-
SIEMENSPO WER SUP PLYASI +ASI -Schi rm
Schir m
21 3 4 5 6L 1N
A SI+A SI-
SIEMENSPO WER SU PPLYASI +ASI -Schi rm
Schir m
21 3 4 5 6L 1N
A SI+A SI-
SIEMENSPO WER SU PPLYASI +ASI -Schi rm
Schir m ...Fonte
Fonte
Extensor������������
21 3 4 5 6
L1
N
ASI+
ASI-
SIEMENSPOWER SUPPLY
ASI +
ASI -
S chi rm
Schirm
21 345 6L1N
ASI+ASI-
SIEMENSPOWER SUPPLYASI +ASI -Schi rm
Schir m
21 3 4 56L1
N
AS I+AS I-
SIEMENSPOWER SUPPLYASI +ASI -Schi rm
Schi rm
21 34 5 6L1
N
AS I+AS I-
SIEMENSPOWER SUPPLYASI +ASI -Schirm
Schi rm
máx. 100m
máx. 100m
Fonte
Extensor������������
21 3 4 5 6
L1
N
ASI+
ASI-
SIEMENSPOWER SUPPLY
ASI +
ASI -
S chi rm
Schirm
21 345 6L1N
ASI+ASI-
SIEMENSPOWER SUPPLYASI +ASI -Schi rm
Schir m
21 345 6L1N
ASI+ASI-
SIEMENSPOWER SUPPLYASI +ASI -Schi rm
Schir m
21 3 4 56L1
N
AS I+AS I-
SIEMENSPOWER SUPPLYASI +ASI -Schi rm
Schi rm
21 3 4 56L1
N
AS I+AS I-
SIEMENSPOWER SUPPLYASI +ASI -Schi rm
Schi rm
21 34 5 6L1
N
AS I+AS I-
SIEMENSPOWER SUPPLYASI +ASI -Schirm
Schi rm
21 34 5 6L1
N
AS I+AS I-
SIEMENSPOWER SUPPLYASI +ASI -Schirm
Schi rm
máx. 100m
máx. 100m
s
Sensores e Redes de Sensoriamento – AS interface 55
7.10. Repetidor
• Permite extensão do cabo por mais 100m (pode-se chegar até 500m)
• Escravos podem ser instalados em ambos os lados do repetidor
• As Fontes AS-Interface são necessárias em ambos os lados do repetidor
• Isolação galvânica para os dois cabos (dois lados)
• Mesma construção de um módulo de aplicação IP67
• Mestre pode ser instalado até 100m de distância do segmento AS-Interface
• Escravos podem ser instalados somente nos 100m seguintes (saída do extensor)
• Nenhuma fonte é necessária entre o mestre e o extensor
• Não faz isolação galvânica dos dois segmentos
• Instalados em módulos
7.11. Benefícios da AS-Interface
Comparativo de Custos:
Técnica Convencional x AS-Interface
���������������������������������������������������
������������������������������������
Custos anteriormente:100%
26,2%
Comparativo de Custos CLPCLPCablagemCablagemMontagem de CabosMontagem de CabosE/S Distribuídas:MaterialE/S Distribuídas:MaterialE/S Distribuídas:MontagemE/S Distribuídas:MontagemE/S - CablagemE/S - Cablagem
E/S - Cablagem:MontagemE/S - Cablagem:MontagemSensoresSensores
Convencional
s
Sensores e Redes de Sensoriamento – AS interface 56
7.12. Simplicidade
• Endereçamento de escravos via Endereçador
• Botão no master possibilita configuração automática: reconhecimento automático dos escravos já
endereçados
• O modo de operação pode ser definido como Protegido: Transfere a configuração do sistema como
obrigatória
• Integração de sinais fail-safe via bus de campo
usando CLP padrão
Se um escravo falha:
• Mestre reconhece uma falha e marca o endereço do escravo
• Um escravo em falha tem que ser trocado, e na troca o mestre escreve o endereço necessário
automaticamente para o novo escravo idêntico (requisitos de manutenção reduzidos)
• Garantia de uma construção Simples fácil instalação e operação
• Transferência de dados e energia num único cabo economia nos custos de fiação e instalação
• Alta segurança na operação via monitoramento contínuo dos escravos conectados
• Simples e fácil comissionamento e manutenção
8. Bibliografia
[1] Kriesel, Werner R.; Madelung, Otto W. The Actuator – Sensor – Interface for Automation.
Editora Hanser, 2a Edição revisada e expandida, 1999.
[2] Webb, John; Greshock, Kevin. Industrial Control Electronics.
Editora Merrill Publishing Company, 1992.
[3] Moraes, Cícero Couto de; Castrucci, Plínio. Engenharia de Automação Industrial.Editora LTC, 2001
Módulo 7 SRedes ASI e Sensores
Seminários Técnicos 2003Engenheiros e Projetistas
s
Produtos e Sistemas Industriais,
Prediais e Automação Siemens
Central de Atendimento Siemens
Tel. 0800-119484
e-mail: [email protected]
www.siemens.com.br
Siemens Ltda. As informações aqui contidas correspondem ao estado atualtécnico, e estão sujeitas a alterações sem aviso prévio.
Produzido em mai/03IND2-3/2134-CA
FábricaSão Paulo:Rua Cel. Bento Bicudo, 111Lapa 05069-900Tel. (55 11) 3833-4511Fax (55 11) 3833-4655
VendasBelo Horizonte:Tel. (55 31) 3289-4400Fax (55 31) 3289-4444
Brasília:Tel. (55 61) 348-7600Fax (55 61) 348-7639
Campinas:Tel. (55 19) 3754-6100Fax (55 19) 3754-6111
Curitiba:Tel. (55 41) 360-1171Fax (55 41) 360-1170
Fortaleza:Tel. (55 85) 261-7855Fax (55 85) 244-1650
Porto Alegre:Tel. (55 51) 3358-1818Fax (55 51) 3358-1714
Recife:Tel. (55 81) 3461-6200Fax (55 81) 3461-6276
Rio de Janeiro:Tel. (55 21) 2583-3379Fax (55 21) 2583-3474
Salvador:Tel. (55 71) 340-1421Fax (55 71) 340-1433
São Paulo:Tel. (55 11) 3817-3000Fax (55 11) 3817-3071