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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

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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

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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)

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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

Arquivos GSD

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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

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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