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Rede Industrial e Tecnologias de Controle Redes Industriais Semestre 02/2015

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Rede Industrial e Tecnologias de Controle

Redes Industriais Semestre 02/2015 Engenharia de Controle e Automação

(2)

FENG – ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO

Sistema de Controle Baseado e PC versus

Controladores Industriais

 Formas de apresentação:

 Um PC com rede de dispositivos I/O;

 Um módulo coprocessador tipo PLC ou PAC

instalado em PC;

 Um módulo coprocessador tipo PC instalado em um

PAC

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Rede Token Ring

 O padrão 802.5 foi desenvolvido pelo IEEE especialmente para redes Token Ring, usando a topologia física tronco ou estrela e a topologia lógica anel.

 Os dispositivos em uma rede Token Ring usam um token (código interno que serve como sinal) para estabelecer qual deles

pode transmitir. Se um dispositivo não precisa transmitir nada, ele passa o token livre para a estação de trabalho seguinte e assim sucessivamente até encontrar um dispositivo que precisa transmitir algo.

 Os dados trafegam de um dispositivo transmissor para cada nó da rede. Cada um dos outros dispositivos da rede examina o

endereço no pacote de dados e, sendo o destinatário, guarda uma cópia dos dados e passa o original adiante. Se não for o destinatário, ele os envia para o dispositivo seguinte da rede. Quando o dispositivo transmissor recebe de volta a cópia de seu primeiro pacote de dados, ele reconhece que deve parar de transmitir e passa o token livre para o próximo dispositivo.

 Para evitar colisões de pacote, as topologias Token Ring asseguram que somente um dispositivo pode enviar informações

pela rede em um dado instante. O método usado para assegurar que isto ocorra é o pacote de token. Somente o nó que tem o controle do pacote de token pode enviar informações pela rede.

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FENG – ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO

Rede Token Ring

Master #0

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Tecnologia Frame Relay

 O Frame Relay é uma tecnologia de chaveamento baseada em pacotes que foi desenvolvida para resolver problemas de comunicação que outros protocolos não conseguiram: a necessidade cada vez maior de altas

velocidades (64...2048Mbps), maior eficiência em largura de banda e aumento da inteligência dos dispositivos de rede de modo a reduzir o processamento do protocolo.

 O Frame Relay é independente de protocolo, ele aceita dados de diferentes protocolos

 As informações são enviadas em pacotes, conhecidos como frames, através da rede. Cada frame contém todas as informações necessárias para encaminhá-lo para o destino correto. Desse modo, cada ponto pode se comunicar com muitos destinos diferentes usando uma única linha de acesso à rede.

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FENG – ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO

MMS (Manufacturing Message Specification)

O MMS é um sistema de mensagens padronizado internacionalmente pelo ISO 9506 para a troca

de dados em “tempo real” e controle de supervisão entre dispositivos conectados na rede e/ou

aplicações de computador e/ou controladores.

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MMS (Manufacturing Message Specification)

Definições para a especificação do protocolo MMS:

Seqüência de mensagens através da rede;

Formato (especificação) das mensagens;

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FENG – ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO

MMS (Manufacturing Message Specification)

Definições para a especificação do serviço MMS:

VMD (Virtual Manufacturing Device);

Serviços (mensagens) realizados entre nós da rede;

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MMS (Manufacturing Message Specification)

O modo de operação do MMS é independente do tipo de aplicação e do tipo de dispositivo

utilizado. O MMS fornece serviços de comunicação em tempo real no modo ponto-a-ponto

para os dispositivos de rede.

O MMS suporta a implementação de diversos enlaces de comunicação, entre elas Ethernet,

Token bus, RS232C, OSI, TCP/IP, MiniMap, FAIS, e pode fazer conexão com muitos outros

tipos de sistemas através de bridges, roteadores e gateways.

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FENG – ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO

MMS (Manufacturing Message Specification)

Modo de funcionamento:

Os serviços MMS são usados para estabelecer e/ou terminar conexões e para o tratamento de erros

entre dois nós MMS. Duas aplicações MMS estabelecem uma conexão usando o serviço de

inicialização. Este processo consiste na permuta de alguns parâmetros e a negociação de outros.

Após a conexão ser estabelecida, cada nó pode assumir a condição de servidor ou cliente,

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MMS (Manufacturing Message Specification)

Vantagens:

Menor custo de instalação e operação dos sistemas de automação

Interação: é a habilidade das aplicações de rede trocarem dados de processo e de controle entre si,

sem necessidade de adequações extras.

Independência do desenvolvedor da aplicação.

Conectividade de rede e da função realizada.

Independência do acesso de dados: é a habilidade da aplicação obter a informação solicitada de

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FENG – ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO

MMS (Manufacturing Message Specification)

A maior parte dos protocolos de comunicação fornecem somente o básico: um mecanismo para

transmitir uma seqüência de bytes ( a mensagem) através da rede. O MMS, adicionalmente a esta

função básica, proporciona definição da estrutura e hierarquia para as mensagens, o que

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MMS (Manufacturing Message Specification)

Gerenciador de eventos:

O gerenciador de eventos do MMS fornece uma arquitetura para acessar e gerenciar a rede com

respeito a eventos como exemplo evento de alarmes da aplicação. As definições são apresentadas

através do estado de um evento, quem notifica a ocorrência do evento e qual ação o VMD (Virtual

Manufacturing Device) deve realizar.

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FENG – ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO

Arquitetura Aberta

 O IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) define arquitetura aberta como uma especificação de serviços que providencia a estrutura de interconexão e define a interface de interação entre componentes.

 Operacionalidade plena: padronização da semântica de dados, modelos de comportamento, comunicação e mecanismos de interação.

 Portabilidade: habilidade dos componentes do sistema para operar em plataformas diferentes.

 Escalabilidade: habilidade de aumentar ou diminuir a funcionabilidade de um dispositivo na rede.

 Intercambialidade: habilidade de substituir um componente por outro em função da capacidade, segurança ou performance.

 O conjunto de especificações IEEE/NIST é o primeiro passo para a solução dos problemas na criação de um sistema de arquitetura totalmente aberta.

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Arquitetura Aberta

 RS485 integrado (ModBus RTU)

 DeviceNet™

 EtherNet/IP™

 Profinet – menos os dispositivos Switches e Proxys.

 PROFIBUS DP™  ControlNet ™,  Bluetooth®  ModbusTCP/IP  Fieldbus Foundation  ...

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FENG – ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO

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 Permite que a informação trafegue por toda a arquitetura de controle

 Dispositivos em didiferentes protocolos de comunicação podem

trocar mensagens entre si

 De um simples PC habilita o usuário a acessar diferentes redes

permitindo vantagens:

 Identificar e configurar todos os dispositivos  Programar todos os dispositivos de controle  Coletar informações de diferentes dispositivos  Monitorar o estado de qualquer dispositivo

 Permite o compartilhamento de informações

I/O monitorado de multiplos dispositivos

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FENG – ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO 18 Configure Control EtherNet/IP ControlNet DeviceNet

Industrial Control Networks – cerca 2006

Collect Wireless Access Point (AP)

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…for direct connection and real-time control … to connect HMI to controllers and devices

… to provide real-time

controller-to-controller interlocking …to connect business system

to the control system

… to gain remote access

over corporate net or the internet

…to distribute or increase the amount of I/O for real-time control

…to provide messaging between controllers

… to program, configure, & monitor the system

Industrial Control Networks – 2009+

Wireless Access Point (AP)

(20)

FENG – ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO 20

The Wireless Network

Enabling powerful use cases

AP

WGB WGB

Access Point (AP)

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Palavras Chave

Wireless Access Point (AP)

 Device that allows wireless devices to connect to a wired network using WiFi

Workgroup Bridge (WGB)

 Provides ability to connect several wired clients with a single wireless bridge by learning MAC addresses of its wired

clients on the Ethernet interface and reports them to the Access Point

“Cisco-Unified” Network

Wireless network consisting of Lightweight Access Points (LWAP) managed centrally by a Wireless LAN

Controller (WLC)

Autonomous Network

Wireless network enabled by individually managed (autonomous) APs

IEEE 802.11 a/b/g/n

MAC & PHY specifications for implementing WLAN in 2.4 & 5 GHz bands

Multiple-Input/Multiple-Output (MIMO)

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FENG – ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO

Perguntas?

Referências

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