Protocolo DeviceNet na Indústria

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DISCIPLINA DE REDES INDUSTRIAIS DE 
COMUNICAÇÕES
Protocolo DeviceNet
Profa. Rebeca Catunda
 Introdução
A rede DeviceNet é uma rede industrial que interliga equipamentos desde
os mais simples até os mais complexos:
• Módulos de I/O
• Sensores e atuadores
• Encoders
• CLPs
• Microcomputadores
 História:
• É baseada no protocolo CAN (Controller Area Network), desenvolvido pela
Bosch nos anos 80, para aplicação na indústria automobilística.
• A rede DeviceNet foi desenvolvida em 1990 pela companhia Allen-Bradley
(atualmente pertence a Rockwell Automation).
• O protocolo DeviceNet é aberto, sendo grande o número de fornecedores e
usuários, de diferentes tipos de marcas e equipamentos.
• Hoje, a rede DeviceNet é regulamentada pela organização ODVA (Open
DeviceNet Vendor Association) é uma organização independente de
fabricantes com objetivo de divulgar, padronizar e difundir a rede.
• A rede Devicenet, como segue a CAN, tem baixo custo, resposta rápida,
confiabilidade alta para aplicações.
Pirâmide de Automação Industrial
Cenário de Protocolos
 Rede Tipo Devicebus:
• Alta Velocidade.
• Dados em formato de bytes
• Podem cobrir distâncias de até 500 m.
• Comunicação com equipamentos discretos e analógicos.
• Possuem os mesmos requisitos temporais das rede Sensorbus,
porém podem manipular mais equipamentos e dados.
• Exemplos: Device-Net e Profibus DP.
 Aplicações:
É uma rede digital, multi-drop para conexão entre sensores, atuadores e
sistema de automação industrial em geral.
• Troca de informações;
• Comunicação de Dispositivos de segurança;
• Controle de entrada/saída de redes.
Sensores digitais e analógicos, IHM, Dispositivos remotos de I/O, dispositivos 
para acionamentos, proteção e controle de Motores, drives AC.
 Características:
• A Devicenet é uma rede que possui uma linha tronco de onde derivam as
drop lines. Essas derivações não podem ficar mais do que 6 metros de
distância do tronco.
• É possível a conexão de até 64 nós.
• O principal mecanismo de comunicação é peer-to-peer (ponto a ponto) com
prioridade.
• O esquema de arbitragem é herdado do protocolo CAN e se realiza bit a bit.
• A transferência de dados se dá segundo o modelo produtor/consumidor,
onde não existe o conceito de mestre, ou seja, o dado é identificado pelo
seu conteúdo. Qualquer nó pode iniciar o processo de transmissão.
• Alto poder de diagnóstico, ou seja, consegue detectar erros na rede.
 Topologia
• Barramentos separados de par trançado para a distribuição de sinal e de
alimentação (24V CC), ambos no mesmo cabo e 8 A.
• Inserção e remoção de dispositivos, sem necessidade de desconectar a
alimentação da rede.
• Uso de terminadores de 121 Ohms em cada fim de linha que reduzem o
ruído elétrico.
• Permite conexão de múltiplas fontes de alimentação
Barramento
Linha
Árvore
Algumas regras devem ser obedecidas para que o sistema de cabos seja
operacional:
A distância máxima entre dispositivos em uma derivação ramificada para
a linha tronco não pode ser maior que 6 m
A distância entre dois pontos quaisquer na rede não pode exceder a
distância máxima dos cabos permitida para a taxa de comunicação e tipo
de cabo utilizado conforme a tabela 1
A distância se refere a distância entre dois dispositivos ou resistores de
terminação.
Tabela 1
Exemplo 1: Cálculo da derivação cumulativa
Exemplo 1: Cálculo da derivação cumulativa
O comprimento da derivação cumulativa é:
(4+1+1+4) + 2 + (3+2+3+3) + 3 + 5 + 4 = 35 m
Exemplo 2: Cálculo da distância máxima dos cabos
Exemplo 2: Cálculo da distância máxima dos cabos
Derivação 1: Não é considerada porque seu comprimento é menor que
a distância da linha tronco para o resistor de terminação (1,5 m).
Derivação 2: É considerada, já que 5 > 1,5 + 1,5.
Derivação 3: Não é considerada.
Distância máxima dos cabos = (5 m + 50 m + 12 m) = 67 metros
Arbitragem
Modelo de rede
• Utiliza paradigma Produtor/Consumidor que suporta vários
modelos de rede.
• O Dado é identificado pelo seu conteúdo.
• A mensagem não necessita explicitar endereço da fonte e destino
dos dados.
• Também não existe o conceito de mestre.
• Qualquer nó pode iniciar um processo de transmissão.
• Este modelo permite gerar todos os demais modos.
Mestre/Escravo
• O PLC ou scanner possui a função de mestre e realiza um polling dos
dispositivos escravos
• Os escravos só respondem quando são perguntados
• Neste sistema o mestre é fixo e existe apenas um mestre por rede
Ponto a ponto
• Redes ponto a ponto não possuem um mestre fixo
• Cada nó tem o direito de gerar mensagens para a rede, quando de posse
de um token
• O mecanismo de passagem de token pode ser definido por um
mecanismo de prioridades.
Mudança de estado do dado
• Ao invés de ter um mestre realizando a leitura cíclica de cada dado, os
dispositivos de campo enviam os dados ao mestre quando houver
variação de um valor em uma variável.
• O dispositivo envia uma mensagem quando um dado variou ou quando
o sistema ficar sem se comunicar por um dado período de tempo.
• Assim, sabe-se se o dispositivo está ativo.
Mudança de estado do dado
Produção cíclica de dados
• Os dispositivos de campo atualizam o mestre periodicamente em bases
de tempo fixas.
• O modo de operação: mudança de estado e produção cíclica são
configuráveis nó a nó.
• Nestes dois últimos tipos de mensagens o consumidor deve enviar uma
ACK ao produtor.
• Para gerenciar o envio de mensagens de múltiplos consumidores, o ACK
handler object deve ser utilizado.
Produção cíclica de dados
Obrigada!