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Mdulo 2
Configurao de Redes e Arquivos GSD
Instrutor
Prof. Dr. Dennis Brando
dennis@sc.usp.br
Noes de aplicao de Profibus DP/PA em
projetos de Automao
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A configurao da rede o procedimento de configurar o mestre paracomunicar com seus dispositivos escravos,
A taxa de comunicao escolhida neste estgio,
Sabe-se que erros de comunicao so crticos em altas taxas,
Portanto, uma boa prtica de configurao :
Projetar para a mxima taxa de comunicao possvel
Operar na mnima taxa de comunicao possvel
Desta forma, maximiza-se a margem de segurana a falhas decomunicao que podem ocorrer durante a vida da planta.
Configurao de Redes
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Nvel de funes
Tempo
DP-V0
DP-V1
DP-V2
Modelo de publicao de dados Publisher-Subscriber(s) e ModoIsochronous decomunicao
Extenses:- Sincronismo entre clocks &time stamp- HART on DP- Uploade Download- Redundncia
Comunicao acclica entre PCs/PLCs e dispositivos escravos
Extenses:- Ferramentas de integrao: EDD e FDT- Blocos funcionais portveis (IEC 61131-3)- Comunicao para dispositivos de segurana (PROFIsafe)- Alarmes
Comunicao cclica entre PCs ou PLCs e dispositivos escravos
Extenses:- Ferramenta de integrao: GSD- Diagnstico
Configurao de Redes
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DP-Mestre Classe 1 (DPM1) Controlador que troca dados de E/S ciclicamente com
escravos
Diversos DPM1 so permitidos. Tipicamente so PLCs ou
at PCs.
DP-Mestre Classe 2 (DPM2) Ferramenta de Configurao, Monitoramento ou
Engenharia utilizada na partida do sistema ou para
parametrizar e monitorar escravos.
DP-Escravo Dispositivos perifricos de E/S
Tipicamente so transmissores, atuadores, drivers, vlvulas, e
painis de operao.
Configurao de Redes
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Mestre (Classe 1) Mestre (Classe 2)
Obrigatrios
Data_ExchangeSlave_DiagSet_PrmChk_CfgGlobal_Control
Obrigatrio
Get_Master_Diag
Opcionais
Start_SeqDownload
UploadEnd_SeqAct_Para_BrctAct_Param
ObrigatriosData_Exchange
RD_IndRD_OutpSlave_DiagSet_PrmChk_CfgGet_CfgGlobal_Control Set_Slave_Add (opcional)
Servios Opcionais
Data_ExchangeRD_InpRD_OutpSlave_DiagSet_Prm
Chk_CfgGet_CfgGlobal_ControlSet_Slave_Add
PC/PDA
PLC
Escravo
Configurao de Redes
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Mestre DP (Classe 1)Sistemas Monomestre apresentam tempos de
ciclo muito baixos:
Consistem de:
1 Mestre DP (Classe 1)
1 at max. 125 Escravos DP
Mestre DP (Classe 2) - opcional
Entradas e Sadas Remotas
Escravos DP
PROFIBUS-DP
PLC
Configurao de Redes
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Sistemas multimestre PROFIBUS-DP consistem de:
- Multiplos Mestres (Classe 1 ou 2)- 1 at max. 124 Escravos
- max. 126 devices no mesmo barramentoMestre DP(Classe 2)
Mestre DP(Classe 1)
Mestre DP
(Classe 1)
Entradas e Sadas remotas
PROFIBUS-P
PLC
PROFIBUS - DP
PC
CNC
Escravos DP
Entradas e Sadas remotas
Configurao de Redes
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Em redes multimestre, a passagem do token deve garantir que todosos mestres tenham tempo suficiente para realizar suas tarefas.
O projetista indica o tempo alvo de rotao do token (TTR), levando em
conta as atividades de todos os mestres na rede. As ferramentas de
configurao geralmente calculam este parmetro.
Ao receber o token, o mestre verifica qual o tempo disponvel para
comunicao de acordo com a frmula:
TTH = TTR TRR
Onde:TTH = Token Hold Time (Max tempo que o mestre pode reter o
token)
TTR = Target Token Rotation Time (Configurado pelo usurio)
TRR = Real Token Rotation Time (Tempo entre a ltima recepo
do token e a atual)
Configurao Profibus
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O Profibus adota um mtodo hbrido de comunicao:
Passagem de token entre os mestres,
Pergunta - Resposta entre mestres e escravos,
Mestres (estaes ativas):
Controlam a comunicao durante um tempo limitado (tempo de
reteno do token),
Escravos (estaes passivas)
Somente respondem aos mestres,
Nunca controlam a comunicao.
Configurao Profibus
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Ferramenta de
Configurao
CLP
PROFIBUS-DP/PA
Arquivos GSD
Configurao de Redes
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Arquivos GSD
Todos os dispositivos Profibus devem ter um arquivo GSD
Os arquivos GSD informam sobre cada escravo:
Nmero de identificao nico (emitido pela PI)
Este nmero composto por 4 caracteres hexadecimais (ex.
802D) Taxas de comunicao suportadas, tamanho de E/S, etc...
Significado das informaes de diagnstico,
Tipos de mdulos disponveis para dispositivos modulares,
Opes de parametrizao para dispositivos e mdulos.
Os arquivos GSD so textuais (formato ASCII),
Todos os configuradores Profibus devem ler os arquivos GSD.
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Arquivos GSD
Os arquivos GSD so criados pelos fabricantes,
So arquivos genricos escritos em qualquer idioma (geralmente
em Ingls ou Alemo),
Os arquivos em idiomas especficos em geral so fornecidos com
uma extenso diferente: *.GSE: idioma ingls
*.GSI: idioma italiano
*.GSG: idioma alemo
Os nomes dos arquivos so de 8 caracteres, os 4 primeirosrepresentam o fabricante e os 4 ltimos o Profibus ID Number em
hexadecimal:
SIEM8027.GSD Siemens, arquivo genrico para o ID 8027
WAGOB760.GSE Wago, arquivo em ingls para o ID B760
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Arquivos GSD
Os arquivos GSD so fornecidos no site da ProfibusInternacional, onde tambm se encontra o software GSD Editor
(acesso livre)
www.profibus.com
Diretamente pelos sites dos fabricantes
Ou por uma busca no Google
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Configurao Profibus
Os escravos Profibus so modulares,
H certa confuso quanto a numerao:
Normalmente os mdulos so numerados a partir de 1,
Entretanto, encontram-se escravos com mdulos a partir do 0.
Os termos slot e identifier so os mais usados
Mdulo 1 mdulos 2 ... n
Identifier 0 identifiers 1 ... n-1
Slot 0/1 slots 1/2 ...
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PROFIBUS-DP, 12 Mbit/s
DP/PA Link
PROFIBUS-PA
Fabricante A Fabricante B
Fabricante C
Arquivo deparametrizaodo aparelhocomunicao
GSD31.25 kbit/s
Perfil PAespecfico
fabricante
Fabricante X Fabricante Y
Arquivo dedescrio doinstrumentoparam. funo
EDD/DTM
* (PA)
Configurao Profibus
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GSD_Revision=1Vendor_Name="SENSE ELETRONICA LTDA"
Model_Name="DP-KDM-2EP-2SC"Revision="V1.0"
Ident_Number=0x07FAProtocol_Ident=0Station_Type=0Hardware_Release="A1.0"Software_Release="Z1.0"
9.6_supp=1
19.2_supp=145.45_supp=193.75_supp=1187.5_supp=1500_supp=11.5M_supp=13M_supp=06M_supp=012M_supp=0
MaxTsdr_9.6=60MaxTsdr_19.2=60MaxTsdr_45.45=250MaxTsdr_93.75=60MaxTsdr_187.5=60MaxTsdr_500=100MaxTsdr_1.5M=150 MaxTsdr_3M=250MaxTsdr_6M=450 MaxTsdr_12M=800
Arquivos GSD
Definies Obrigatrias Gerais para
Escravos
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Module="MASTER" 0x21,0x11 ;2 Byte Out, 2 Byte In
EndModule
Module="MASTER + 1 KDE-4EP" 0x21,0x11 ;2 Byte Out, 2Byte In
EndModule
Arquivos GSD
Definies de E/S (Mdulos):
Usurio seleciona uma das possveis configuraes de
parmetros cclicos.
Internamente, cada possvel configurao cclica para cada
function block associada a um identifier byte.
Identifier Byte - um byte ou uma string de bytes
representando uma string de dados de entrada e/ou de sada
cclica.
Contm toda a informao do parmetro cclico como
length,data_type,etc.
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Exemplos de
Identifier bytes
de algunsMdulos em
Profibus PA
(E/S dos
Function Blocks)
FB Parameter Identifier B te Extended Identifier format
AI OUT 0x94 0x42,0x84,0x08,0x05AO SP 0xA4 0x82,0x84,0x08,0x05
SP /
READBACK /
POS_D
0x96,0xA4 0xC6,0x84,0x86,0x08,0x05,0x08
,0x05,0x05, 0x05
SP /
CHECK_BACK
0x92,0xA4 0xC3,0x84,0x82,0x08,0x05,0x0
A
SP /
READBACK /
POS_D /CHECK_BACK
0x99,0xA4 0xC7,0x84,0x89,0x08,0x05,0x08
,0x05,0x05, 0x05, 0x0A
RCAS_IN /
RCAS_OUT
0xB4 0xC4,0x84,0x84,0x08,0x05,0
x08,0x05
RCAS_IN /
RCAS_OUT /
CHECK_BACK
0x97,0xA4 0xC5,0x84,0x87,0x08,0x05,0x08
,0x05,0x0A
SP / READBACK /
RCAS_IN /RCAS_OUT /
POS_D/
CHECK_BACK
0x9E,0xA9 0xCB,0x89,0x8E,0x08,0x05,0x0
8,0x05,0x08,0x05,0x08,0x05,0x05,0x05,0x0A
TOT TOTAL - 0x41,0x84,0x85,
TOTAL / SETTOT - 0xC1, 0x80, 0x84, 0x85
TOTAL / SETTOT
/ MODETOT
- 0xC1, 0x81, 0x84, 0x85
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Como exemplo, considere um escravo modular com 6 mdulos de 2entradas digitais cada e 3 mdulos de 4 sadas digitais:
Resultado: 2 bytes de entrada e 2 bytes de sada alocados
Primeirobyte
completoO prximo
mdulodeve ser real
I byte alocado2 bits usados
Os bits do mdulovirtual so colocadosno byte anterior
Arquivos GSD
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Alguns fabricantes usam os mdulos para dar opes de operao do
escravo.
Exemplo: vrios modos de operao possveis, mas apenas um pode
ser utilizado.
Mdulos
disponveis
Mdulo
configurado
O escravo
opera de
acordo com
a opo 3
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Profibus DP
A comunicao permanente e cclica
Os dados transmitidos so definidos na fase de configurao
Apenas 1 mestre pode escrever nas sadas de um escravo
Dados podem ser lidos por um mestre de controle (classe 1) ou
por uma estao de engenharia (mestre classe 2)
Transmisso acclica de dados pelas funes DP-V1
At 244 bytes de dados de entrada e de sada por estao
Rede muito rpida (at 12 Mbit/s)
Todos os escravos possuem mesma prioridade de troca de dados
Resumo Profibus
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Comunicao entre Mestres e Escravos
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