REDES 2

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<p>Noções de Redes e</p><p>Protocolos de Comunicação</p><p>Prof. Cléber de Lima</p><p>Técnico de Manutenção Pleno – Instrumentação na Petrobras</p><p>Formação em Eng° de eletrônica e especialista em Automação e Eletrônica Industrial</p><p>Youtuber , nome do meu canal “Elétrica em Realidade Aumentada por Eng° Cléber ⚡”</p><p>Protocolos de Comunicação</p><p>Simplex</p><p>É o modo de transmissão em sentido único ou uniderecional, caracteriza-se em uma ligação na qual os</p><p>dados circulam num só um sentido, ou seja do emissor para o receptor.</p><p>Exemplo: Rádio, TV.</p><p>Half-Duplex</p><p>É o modo de transmissão em sentido duplo em função do tempo, não simultâneo. Assim, com este tipo de</p><p>ligação, cada extremidade da ligação emite por sua vez.</p><p>Exemplo: Nextel, Hub.</p><p>Full-Duplex</p><p>É o modo de transmissão em sentido duplo ou bidirecional simultâneo. Assim, cada extremidade da linha</p><p>pode emitir e receber ao mesmo tempo, o que significa que a banda concorrida está dividida por dois para</p><p>cada sentido de emissão dos dados.</p><p>Exemplo: Celular.</p><p>Noções de Redes e Protocolos de Comunicação – Modos de Transmissão</p><p>Modos de Transmissão</p><p>O modelo Serial conecta sensores, CLPs e supervisórios, além de outros dispositivos e recursos.</p><p>Nele, as informações são enviadas e recebidas “bit a bit”, ou seja, um bit de cada vez. O padrão</p><p>atua de maneira assíncrona, transmitindo dados em uma linha, enquanto recebe-os em outra.</p><p>As comunicações do tipo Serial podem ser encontradas em três formatos: RS-232, RS-422 e</p><p>RS-485.</p><p>• RS-232 – Limitado a conexões ponto-a-ponto entre dispositivos, o RS-232 pode ser utilizado</p><p>em redes curtas de até 15 metros de distância.</p><p>• RS-422 – O padrão utiliza um sinal elétrico diferencial com duas linhas para cada sinal</p><p>recebido ou transmitido. Isto resulta em uma imunidade maior a ruídos e a capacidade de</p><p>ser empregado em redes com maiores distâncias.</p><p>• RS-485 – Versão mais recente do modelo, o padrão RS-485 possui imunidade a ruídos,</p><p>capacidade multiponto e permite criar redes de dispositivos conectados a uma única porta.</p><p>É o mais usado em aplicações industriais e pode ser utilizado em conexões de até 1000</p><p>metros de distância.</p><p>No entanto, assim como muitas tecnologias que foram importantes no cenário industrial até a</p><p>década de 1990, as características dos dispositivos tornaram-se limitadas com a evolução e o</p><p>avanço tecnológicos.</p><p>Noções de Redes e Protocolos de Comunicação – Comunicação Serial</p><p>Como funciona o padrão Serial?</p><p>Noções de Redes e Protocolos de Comunicação – Modulação digital binária</p><p>Noções de Redes e Protocolos de Comunicação – Modulação digital binária</p><p>Noções de Redes e Protocolos de Comunicação – Modulação digital binária</p><p>Noções de Redes e Protocolos de Comunicação – Informação na forma digital</p><p>Noções de Redes e Protocolos de Comunicação – Informação na forma digital</p><p>Noções de Redes e Protocolos de Comunicação – Protocolo Hart</p><p>Hart</p><p>O protocolo foi desenvolvido por volta de 1980 pela Rosemount Inc., como um padrão proprietário para seus equipamentos inteligentes. Em 1986, se tornou um protocolo aberto que, mais</p><p>adiante, passou por revisões de suas especificações, mantendo a compatibilidade com versões anteriores.</p><p>Foi projetado para fazer a comunicação bidirecional de variáveis de processos e informações extras entre instrumentos de campo inteligentes. Em meio à Terceira Revolução Industrial, o padrão</p><p>se popularizou e manteve a sua importância até hoje.</p><p>Funcionamento do protocolo HART</p><p>A tecnologia é baseada no padrão Bell 202 Frequency Shift Keying (FSK) que faz a sobreposição de sinais digitais aos sinais analógicos de 4 a 20 mA. Pode atuar com configurações ponto-a-</p><p>ponto ou multiponto.</p><p>A velocidade de transferência de dados é de 1200 bps (bits por segundo), sem interrupção do sinal analógico, possibilitando que um mestre receba atualizações digitais de um equipamento.</p><p>Deste modo, o protocolo provê, no mínimo, dois canais de comunicação simultâneos: o analógico e o digital.</p><p>Trabalhando juntos, o sinal analógico cumpre seu papel de informar a variável do processo e o sinal digital se sobrepõe a ele para colher dados sobressalentes, como diagnósticos e condições do</p><p>equipamento.</p><p>A comunicação HART é no formato mestre-escravo, feita entre equipamentos que aceitam o padrão, como sensores ou atuadores, e um sistema de controle.</p><p>Cada envio de informações de um escravo HART só começa com o comando de até dois dispositivos mestres (hosts), que podem ser um CLP, um sistema de controle, configuradores, entre</p><p>outros.</p><p>Já o escravo normalmente é algum mecanismo de medição de variáveis ou, ainda, um atuador, que pode ser uma válvula, por exemplo.</p><p>Entre as suas especificações, o protocolo pede que a carga total do loop de corrente seja entre 230 e 1100 Ohms, para garantir uma comunicação confiável.</p><p>Noções de Redes e Protocolos de Comunicação – Protocolo Profibus</p><p>Um dos tipos de redes industriais que mais evoluiu nos últimos anos, a Profibus tem uma abrangência muito grande e diversas ramificações, como a Profibus DP, ótima opção de rede para</p><p>máquinas e equipamentos de médio e grande porte. O Profibus PA é mais voltado para a instrumentação de máquinas e equipamentos da Indústria de Processos Contínuos, transmitindo</p><p>dados de componentes como temperatura ou conversores de sinal.</p><p>O Profibus FMS é uma solução de comunicação que atende as tarefas mais complexas de equipamentos descentralizados e permite a troca de dados entre equipamentos de controle de</p><p>diferentes padrões.</p><p>Profibus DP (Decentralized Peripherals)</p><p>O profibus DP (Periférico Descentralizado) é caracterizado pela alta velocidade de comunicação, que pode chegar a 12Mb/s e com tempo de reação da ordem de 1 a 5 milisegundos, sendo</p><p>adequado para sistemas que exigem alta velocidade de comunicação. Isso, aliado à interoperabilidade de muitos fabricantes de equipamentos e a alta confiabilidade na troca de dados, fez com</p><p>que o protocolo se tornasse referência no chão de fábrica de muitas indústrias.</p><p>Entre os equipamentos que são interligados em profibus DP podemos encontrar:</p><p>• CLP (Controlador Lógico Programável);</p><p>• IHM (Interface Homem Máquina);</p><p>• Interfaces remotas para sinais digitais e analógicos;</p><p>• Inversores de frequência/Soft-starter;</p><p>• Sensores;</p><p>• Válvulas e outros atuadores.</p><p>Os dispositivos da rede podem ser classificados de três modos:</p><p>Mestre DP Classe 1</p><p>O mestre DP classe 1 é um controlador central que troca informações com as estações escravas dentro de um ciclo de mensagens especificado. O dispositivo mestre mais comum é o controlador</p><p>lógico programável (CLP).</p><p>Mestre DP classe 2</p><p>Os mestres DP Classe 2 são os programadores, dispositivos de configuração ou sistemas de supervisão. Os mestres classe 2 são utilizados para a configuração da rede, ou para os propósitos de</p><p>operação e monitoria.</p><p>Escravo DP</p><p>Um escravo DP é um dispositivo periférico (dispositivos de E/S, inversor de frequência, IHM, válvula) que coleta informação de entrada e/ou atua sobre o processo com informações oriundas da</p><p>própria rede. A quantidade de informação de entrada e saída depende no tipo de dispositivo. O PROFIBUS permite até 246 bytes de entrada e 246 bytes de saída.</p><p>Noções de Redes e Protocolos de Comunicação – Protocolo Profibus</p><p>Noções de Redes e Protocolos de Comunicação – Protocolo Profibus</p><p>Multimestre</p><p>O profibus DP pode operar no modo multimestre, onde vários mestres estão conectados no barramento. Estes mestres são subsistemas</p><p>independentes, cada um contém um mestre DP classe 1 com seus respectivos escravos DP, ou dispositivos de diagnóstico DP classe 2. Os</p><p>dados das entradas e saídas de todos escravos DP podem ser lidos por todos os mestres, mas somente um mestre previamente configurado</p><p>pode enviar informações para o seu respectivo escravo.</p><p>Endereços</p><p>O profibus DP suporta até 126 disposivos mestres ou escravos. O endereçamento é efetuado conforme o tipo de dispositivo, por</p><p>exemplo:</p><p>• Inversores de frequência e soft-starters: O endereço profibus é selecionado por meio de um dos parâmetros de configuração do equipamento;</p><p>• Interfaces remotas: O endereço é configurado por meio de</p><p>DIP switch diretamente do equipamento;</p><p>• Controladores: Alguns controladores possuem seu endereço definido pelo software de programação/configuração.</p><p>Meio físico</p><p>O protocolo profibus DP utiliza como meio físico o padrão RS-485, e também fibra ótica pode ser utilizada para garantir maior imunidade à interferência</p><p>eletromagnética, para cobrir grandes distâncias e para oferecer maior isolação contra altas tensões. A topologia de barramento do RS-485 permite a adição e remoção</p><p>de dispositivos sem influências em outros dispositivos que já estejam em operação.</p><p>O padrão RS-485 define cada dispositivo da rede como “unidade de carga” , definindo em uma rede o número máximo de 32 unidades. A definição de uma carga</p><p>unitária é como uma resistência de 15 kΩ – ligado a uma fonte -3V ou 5V. Logo a tensão elétrica do barramento é inversamente proporcional à quantidade de unidades</p><p>de carga conectadas à rede. Conclui-se que podemos conectar 32 dispositivos de uma unidade de carga na rede ou conectar 64 dispositivos de ½ unidade de carga na</p><p>rede, ou seja o que define o número máximo de dispositivos no barramento da rede é a característica elétrica dos dispositivos mestres e escravos.</p><p>De acordo com o padrão RS-485 o início e o fim do barramento devem ser ligados com terminadores de rede, que nada mais são que resistores</p><p>de 120Ω ligados entre as duas linhas do barramento. Distâncias de até 1200 metros podem ser atingidas sem o uso de repetidores, sendo que</p><p>com eles a rede pode atingir distâncias maiores. Vale lembrar que um repetidor é reconhecido na rede como uma estação possuindo endereço</p><p>próprio.</p><p>O terminador da rede pode vir montado dentro do próprio dispositivo profibus, sendo</p><p>ativado ou não por um pequeno dip switch próximo ao conector ou borne de ligação</p><p>elétrica do barramento. Ainda podem ser utilizados conectores profibus tipo DB9 com</p><p>terminadores embutidos.</p><p>Noções de Redes e Protocolos de Comunicação – Protocolo Profibus</p><p>Profibus PA (Process Automation)</p><p>O profibus PA (Automação de Processos) é adequado para controle de processos industriais e instrumentação, dispensando o uso de controladores como o CLP (Controlador Lógico</p><p>Programável), pois as funções de controle podem ser exercidas pelos próprios instrumentos ligados à rede.</p><p>É um protocolo de comunicação digital bidirecional com meio físico baseado na IEC 61158-2, onde a comunicação é feita pelos próprios cabos de alimentação, o que simplifica a interligação</p><p>dos instrumentos, sendo que alguns equipamentos podem ter alimentação externa quando necessário. Além disso a rede pode operar em áreas intrinsecamente seguras (com risco de</p><p>explosão), a manutenção e a conexão/desconexão de equipamentos pode ser feita até mesmo durante a operação da rede. O sinal de comunicação utilizado é um sinal AC que varia entre 750</p><p>mV a 1000 mV sobreposto ao sinal DC de alimentação. Logo abaixo vemos a forma de onda típica do barramento.</p><p>A velocidade da rede é de 31,25 Kbit/s, os equipamentos no barramento utilizam a modulação Manchester e devem</p><p>ser conectados em paralelo ao longo do mesmo par de fios. No mesmo barramento podem ser utilizados até 32</p><p>equipamentos de diferentes fabricantes.</p><p>O comprimento máximo da rede é de 1900 metros sem repetidores. Utilizando até 4 repetidores, o comprimento</p><p>máximo pode chegar a 9,5 Km.</p><p>No exemplo abaixo vemos uma simples malha de controle de nível com instrumentos profibus PA. Nesse caso</p><p>temos um transmissor de nível que mede o nível de fluido do tanque e envia essa informação para a válvula de</p><p>controle. Essa, por sua vez, calcula o quanto deve abrir ou fechar para manter o nível do tanque no ponto desejado.</p><p>Noções de Redes e Protocolos de Comunicação – Protocolo Profibus</p><p>Profibus FMS</p><p>Preparado para realizar comunicação entre equipamentos de controle de diferentes padrões como CLPs e DCSs, o Profibus FMS se torna uma solução de comunicação universal capaz de</p><p>atender tarefas mais complexas em equipamentos descentralizados. Proporcionar esta comunicação entre equipamentos inteligentes e sistemas de automação é normalmente usado em nível</p><p>de controle. Para comunicações mestre-mestres (peer-to-peer) tem sido substituída pelo Profinet.</p><p>Profibus ASi</p><p>Rede do “bloco” Profibus criada para atender aplicações entrantes ou máquinas e equipamentos de menor porte, nasceu mais familiarizada com as conexões digitais, evoluindo</p><p>posteriormente para suportar algumas conexões analógicas em suas aplicações. Utilizando cabos de conexão chatos auto regenerativos, é muito utilizada também em aplicações ondes os</p><p>mestres I/O Remoto precisam/podem ser trocados de posição, sem prejuízo à instalação ou à comunicação de dados. Em suas diferentes versões a Rede ASi pode ser utilizada com até 64</p><p>endereços de rede.</p><p>Redundância</p><p>Para aumentar ainda mais a confiabilidade da rede profibus DP, a mesma pode ser ligada em modo redundante mantendo a comunicação por um cabo caso o outro cabo seja rompido ou</p><p>apresente dificuldade de comunicação.</p><p>Velocidade de comunicação Repetidor ótico Profibus-PA</p><p>Noções de Redes e Protocolos de Comunicação – Protocolo Fieldbus</p><p>Foundation Fieldbus</p><p>É um sistema da comunicação totalmente digital, em série e bidirecional que conecta equipamentos “Fieldbus” tais como sensores, atuadores e controladores. O</p><p>Fieldbus é uma rede local (LAN) para automação e instrumentação de controle de processos, com capacidade de distribuir o controle no campo.</p><p>Ao contrário dos protocolos de rede proprietários, o Fieldbus não pertence à nenhuma empresa, ou é regulado por um único organismo ou nação.</p><p>A tecnologia é controlada pela Fieldbus Foundation uma organização não lucrativa que consiste em mais de 100 dos principais fornecedores e usuários de controle e</p><p>instrumentação do mundo. O Foundation Fieldbus mantém muitas das características operacionais do sistema analógico 4-20 mA, tais como uma interface física</p><p>padronizada da fiação, os dispositivos alimentados por um único par de fios e as opções de segurança intrínseca, mas oferece uma série de benefícios adicionais aos</p><p>usuários.</p><p>Características Técnicas</p><p>Abaixo, podemos conferir as características técnicas do protocolo FOUNDATION fieldbus:</p><p>• Nível de tensão do sinal: 750 a 1000 mV.</p><p>• Camadas utilizadas: Física (Physical Layer), Enlace (Data Link Layer), Aplicação (Application</p><p>Layer) e Interface com o Usuário (User Interface).</p><p>• Velocidade de transmissão utilizada: modo H1 – 31,25 Kbps. modo HSE – 10 Mbps ou 100 Mbps</p><p>• Tipo de codificação: Manchester.</p><p>• Alimentação: cada equipamento na rede deve ser alimentado com no mínimo 9V. Essa</p><p>alimentação pode ser externa ou via barramento.</p><p>• Comprimento máximo do segmento: 1900m sem repetidor (H1) e 100 m (HSE). É permitido o</p><p>uso de até 4 repetidores, o que faz com que a extensão da rede alcance 9,5 km.</p><p>• Número de equipamentos no barramento: até 32. Este número pode variar de acordo com a</p><p>classificação da área, o consumo de corrente nestes equipamentos, as distâncias envolvidas</p><p>entre mestre e escravos e o tipo de cabo utilizado na instalação.</p><p>• Áreas com segurança intrínseca: utilização de até 9 equipamentos em áreas classificadas como</p><p>Grupo IIC e até 23 equipamentos em áreas classificadas como Grupo IIB. Esses valores usam</p><p>como referência uma corrente quiescente de 10 mA.</p><p>• Topologias: barramento, árvore ou estrela.</p><p>Noções de Redes e Protocolos de Comunicação – Protocolo Fieldbus</p><p>No FOUNDATION Fieldbus, tem-se esses equipamentos (sensores, atuadores etc) ligados em rede diretamente com o sistema de supervisão, que gera uma</p><p>significativa redução nos custos com cabeamento, já que não existem mais a necessidade de se ter um par de fios conectando cada equipamento de campo à Estação</p><p>de Controle de Campo e cada estação ao sistema de supervisão.</p><p>• Rápido diagnóstico de falhas em equipamentos de campo, que podem ser detectados antes de se tornarem graves;</p><p>• Função Mestre Backup: distribuição das funções de controle nos equipamentos de campo. Dispensa a necessidade de equipamentos dedicados à tarefas de</p><p>controle;</p><p>• Aumento na robustez do sistema;</p><p>• Custos</p><p>de engenharia reduzidos;</p><p>• Qualidade da informação de um sinal digital é muito melhor do que dos sinais analógicos;</p><p>Meio Físico</p><p>As primeiras versões da norma especificam duas opções para a camada física: H1 e H2. O H1, com taxa de 31,25 Kbits/s é voltado basicamente para equipamentos de</p><p>campo (transmissores, posicionadores de válvula, etc), e pode ser usado em áreas onde é necessária segurança intrínseca (ambientes explosivos). O H2, com taxa de</p><p>1 a 2,5 Mbps, seria utilizado para integrar controladores e equipamentos mais complexos. Devido à rápida evolução tecnológica, o H2 foi substituído pelo HSE, que</p><p>usa Ethernet a 100 Mbps. Assim, para conexão de equipamentos de campo há o FOUNDATION™ Fieldbus H1, com camada física baseada na ISAS50.02-1992 ou</p><p>IEC61158-2:2000. Para conexão entre PLCs, Linking Devices, Gateways e PCs, há o FOUNDATION™ Fieldbus HSE, baseado em Ethernet (IEEE802.3-2000,</p><p>ISO/IEC8802.3-2000).</p><p>Noções de Redes e Protocolos de Comunicação – Protocolo Fieldbus</p><p>Em um segmento H1 operacional, um dispositivo chamado Link Active Scheduler (abreviado LAS) funciona como o dispositivo “mestre” para coordenar todas as</p><p>comunicações da rede, de forma análoga a um policial direcionando o tráfego em um cruzamento rodoviário. O dispositivo LAS pode ser um instrumento de campo comum</p><p>(por exemplo, transmissor, posicionador de válvula) ou pode ser o sistema host (ou seja, a placa de interface do segmento H1 de um DCS). O padrão FF permite um</p><p>dispositivo LAS operacional, com vários dispositivos LAS de backup aguardando para assumir o controle se o LAS primário falhar por qualquer motivo.</p><p>Uma das tarefas do LAS é “obrigar” os vários instrumentos de campo a transmitirem seus dados de controle de processo (variáveis de processo, valores de saída de controle</p><p>PID e outras variáveis essenciais para monitoramento e controle de loop), enquanto os dispositivos respondem imediatamente em resposta a o comando “obrigar dados” do</p><p>LAS. Estas comunicações críticas ocorrem regularmente e, portanto, são chamadas de comunicações programadas ou cíclicas . A comunicação cíclica opera de forma</p><p>“mestre-escravo”, com o LAS atuando como mestre (comandando dispositivos escravos para transmitir dados específicos) e todos os outros dispositivos respondendo apenas</p><p>quando solicitados pelo LAS. Esta forma de comunicação é análoga a um oficial de trânsito direcionando especificamente um veículo de cada vez para passar por um</p><p>cruzamento de maneira prescrita.</p><p>Os períodos de tempo entre essas transmissões críticas em uma rede H1 são usados para o processamento interno do dispositivo (por exemplo, execução do algoritmo PID,</p><p>verificação de diagnóstico) e também para transmissão de dados menos críticos. É durante esses tempos não programados ou acíclicos que os dispositivos são</p><p>sequencialmente permitidos (mas não obrigados) pelo LAS a transmitir dados de menor importância, como pontos de ajuste do operador, atualizações constantes de</p><p>sintonia PID, reconhecimentos de alarmes e mensagens de diagnóstico. Essa forma de comunicação é análoga a um policial de trânsito direcionando uma faixa inteira de</p><p>veículos para entrar no cruzamento à vontade.</p><p>O padrão Fieldbus divide a funcionalidade do dispositivo de enlace de dados em três grupos distintos, mostrados aqui em ordem crescente de capacidade:</p><p>• Dispositivos básicos (basic)</p><p>• Dispositivos Link Master</p><p>• Dispositivos de ponte(Brigde)</p><p>Um dispositivo Básico é aquele capaz de receber e responder a tokens emitidos pelo dispositivo Link Active Scheduler (LAS). Conforme discutido anteriormente, esses tokens</p><p>podem assumir a forma de mensagens Compel Data (CD) que comandam resposta imediata do dispositivo Básico, ou mensagens Pass Token (PT) que concedem ao</p><p>dispositivo Básico acesso limitado no tempo ao segmento para uso na transmissão de dados. de menor importância.</p><p>Um dispositivo Link Master é aquele que pode ser configurado como LAS para um segmento. Nem todos os dispositivos FF têm essa capacidade, devido à capacidade</p><p>limitada de processamento, memória ou ambos.</p><p>Um dispositivo Bridge conecta vários segmentos H1 para formar uma rede maior. Os instrumentos de campo nunca são dispositivos Bridge – uma Bridge é um dispositivo</p><p>para fins especiais construído com o propósito expresso de unir dois ou mais segmentos de rede H1.</p><p>Noções de Redes e Protocolos de Comunicação – Protocolo MODBUS</p><p>Ao desenvolver e implementar um projeto de automação industrial, não basta escolher os melhores equipamentos. É preciso pensar em todos os processos necessários para que as máquinas</p><p>atuem conforme o desejado — e é diante dessa exigência que surgem os protocolos de comunicação.</p><p>Esses elementos garantem que tudo funcione no esperado e atendem a várias necessidades. Como cada projeto é único, também há opções diferentes para estabelecer essa troca de</p><p>informações. A seguir, veja quais são os protocolos de comunicação mais usados e entenda o papel deles na automação industrial.</p><p>1 – Modbus</p><p>É o protocolo mais adotado. Ele é bastante utilizado para a transferência de dados entre dispositivos e ajuda a estabelecer uma hierarquia, o que o faz funcionar com servos motores. Também é</p><p>ideal para o uso da comunicação sem fio, além de ser considerada uma possibilidade padrão e de ser gratuito.</p><p>O Modbus é um dos protocolos mais utilizados em automação industrial, graças à sua simplicidade e facilidade de implementação, podendo ser utilizado em diversos padrões de meio físico,</p><p>como:</p><p>• RS-232: O padrão RS-232 (Recommendad Standart-232) ou EIA-232 (Electronic Industries Alliance-232) é utilizado apenas em comunicações do</p><p>tipo ponto a ponto, ou seja, só admite dois dispositivos na rede, que no caso do protocolo Modbus representa o mestre e 1 escravo. A velocidade</p><p>máxima desse padrão está em torno de 115Kbps, mas em alguns casos podem ser encontradas taxas um pouco maiores, a distância máxima</p><p>entre os dispositivos da rede está em torno de 30m.</p><p>• RS-485: O padrão RS-485 (Recommendad Standart-485) ou EIA-485 (Electronic Industries Alliance-485) é muito utilizado na indústria e sem</p><p>dúvida é um dos padrões mais utilizados pelo protocolo Modbus. Esse padrão permite trabalhar com taxas de comunicação que podem chegar a</p><p>12Mbps e em alguns casos até 50Mbps, vale lembrar que quanto maior o comprimento da rede menor será a velocidade de comunicação, a</p><p>distância máxima da rede está em torno de 1200m, e o número máximo de dispositivos no barramento da rede é de 32.</p><p>• Ethernet TCP/IP (MODBUS TCP): O padrão Ethernet no protocolo Modbus possui algumas variações, podendo chegar a 100Mbps ou até 10Gbps.</p><p>A distância máxima pode variar de 100m até próximo de 200m dependendo do tipo de cabo utilizado e das condições de instalação do mesmo.</p><p>Em alguns casos é possível utilizar redes em fibra ótica, fato que permite alcançar distâncias maiores e melhores taxas de comunicação, bem como</p><p>utilizar comunicação wireless.</p><p>Noções de Redes e Protocolos de Comunicação – Protocolo MODBUS</p><p>Na figura ao lado vemos um exemplo de rede com o protocolo Modbus, com um gateway fazendo a conexão entre os dois tipos de Modbus,</p><p>o serial em RS-485 e o TCP/IP em ethernet. No mercado ainda existe a opção do gateway Modbus wireless.</p><p>O mestre da rede, que nesse caso é um CLP (Controlador Lógico Programável) envia e recebe dados dos escravos, que são posteriormente</p><p>um inversor de frequência, uma IHM (Interface Homem Máquina), um controlador de temperatura e uma interface de I/O remota Modbus.</p><p>A estação mestre inicia a comunicação solicitando que os escravos enviem seus dados. Os</p><p>escravos, por sua vez, recebem a requisição do mestre e retornam os dados solicitados. Os dados</p><p>transmitidos podem ser discretos ou numéricos, ou seja, é possível enviar valores numéricos</p><p>como temperatura e pressão ou enviar um bit para ligar e desligar um motor. Na figura a seguir</p><p>podemos observar como é constituído o quadro de mensagens no protocolo Modbus.</p><p>Ao utilizar o meio físico Ethernet o protocolo MODBUS opera com o mecanismo de controle de</p><p>acesso CSMA-CD, que é próprio da rede Ethernet,</p><p>com mensagens no modelo cliente-servidor.</p><p>Modos de transmissão</p><p>Na especificação do protocolo Modbus estão definidos dois modos de transmissão:</p><p>• ASCII;</p><p>• RTU;</p><p>• TCP.</p><p>Os modos definem a forma como são transmitidos os bytes da mensagem, e como a informação da mensagem será empacotada na mensagem e descompactada. Não é possível utilizar os dois</p><p>modos de transmissão na mesma rede. O modo de transmissão pode ser selecionado com outros parâmetros da porta de comunicação serial, mas existem equipamentos que não permitem</p><p>essa seleção, pois possuem modo de transmissão fixo, como por exemplo alguns CLP’s e inversores de frequência que utilizam o modo RTU por padrão.</p><p>Endereços</p><p>Ao todo o protocolo Modbus possui 256 endereços onde:</p><p>• 0 – (Zero) é o endereço de Broadcast, quando o mestre envia uma mensagem para o endereço zero, todos os escravos recebem a mensagem;</p><p>• 1 até 247 -Endereços disponíveis para os escravos;</p><p>• 248 até 255 Endereços reservados.</p><p>O mestre não possui endereço, somente os escravos devem possuir endereço definido.</p><p>Noções de Redes e Protocolos de Comunicação – Protocolo MODBUS</p><p>Código da Função</p><p>É onde o mestre especifica o tipo de serviço ou função solicitada ao escravo (leitura, escrita, etc). No protocolo Modbus, cada função é utilizada para acessar um tipo específico de dado.</p><p>Código da função Descrição</p><p>1 Leitura de bloco de bits do tipo coil(saída discreta).</p><p>2 Leitura de bloco de bits do tipo entradas discretas.</p><p>3 Leitura de bloco de registradores do tipo holding.</p><p>4 Leitura de bloco de registradores do tipo input.</p><p>5 Escrita em um único bit do tipo coil(saída discreta).</p><p>6 Escrita em um único registrador do tipo holding.</p><p>7 Ler o conteúdo de 8 estados de exceção.</p><p>8 Prover uma série de testes para verificação da comunicação e erro</p><p>internos.</p><p>11 Modbus: Obter o contador de eventos.</p><p>12 Modbus: Obter um relatório de eventos.</p><p>15 Escrita em bloco de bits do tipo coil(saída discreta).</p><p>16 Escrita em bloco de registradores do tipo holding.</p><p>17 Ler algumas informações do dispositivo.</p><p>20 Ler informações de um arquivo.</p><p>21 Escrever informações em um arquivo.</p><p>22 Modificar o conteúdo de registradores de espera através de</p><p>operações lógicas.</p><p>23 Combina ler e escrever em registradores numa única transação.</p><p>24 Ler o conteúdo da fila FIFO de registradores.</p><p>43 Identificação do modelo do dispositivo.</p><p>Modo de transmissão ASCII</p><p>Quando os equipamentos são configurados para se comunicarem em uma rede Modbus usando ASCII</p><p>(American Standard Code for Information Interchange), cada byte em uma mensagem é enviado como dois</p><p>caracteres ASCII. Apesar de gerar mensagens legíveis pela tabela ASCII esse modo consome mais recursos</p><p>da rede. A principal vantagem dessa modalidade é que permite que os intervalos de tempo sejam cerca de</p><p>um segundo para correr entre os caracteres sem causar erro.</p><p>Os dispositivos monitoram constantemente a rede para o início de uma mensagem. Quando uma</p><p>mensagem é iniciada pelo mestre, todos os dispositivos da rede decodificam o campo de endereço para</p><p>determinar qual escravo deve receber a mensagem. O inicio de uma mensagem é reconhecido pelo</p><p>caractere (:) “dois pontos”.</p><p>O formato para cada byte em modo ASCII é:</p><p>• Codificação do sistema: Hexadecimal, caracteres ASCII 0-9, A-F, um caractere hexadecimal contido em</p><p>cada caractere ASCII da mensagem;</p><p>• Bits por Byte:</p><p>1 bit de início</p><p>7 bits de dados, bit menos significativo primeiro</p><p>1 bit para paridade par / ímpar, ou sem bit de paridade</p><p>1 bit de parada, se a paridade é usado; 2 bits se sem paridade</p><p>• 16 bits Campo Erro check : Longitudinal Redundancy Check (LRC)</p><p>Intervalos de até um segundo podem decorrer entre caracteres dentro da mensagem. Se ocorrer um</p><p>intervalo maior, o dispositivo receptor assume que ocorreu um erro. O campo de checagem de erros é</p><p>baseado no método LRC (Longitudinal Redundancy Check).</p><p>Noções de Redes e Protocolos de Comunicação – Protocolo MODBUS</p><p>Modbus – Modo de transmissão RTU (Remote Terminal Unit)</p><p>No modo RTU (Remote Terminal Unit), cada mensagem de 8 bits contém dois caracteres hexadecimais de 4 bits. A principal vantagem desse modo é que sua maior densidade de caracteres</p><p>permite um melhor processamento de dados do que o modo ASCII para o mesmo baudrate (velocidade de comunicação). Cada mensagem deve ser transmitida em um fluxo contínuo de</p><p>caracteres.</p><p>No modo RTU não existe um caractere específico que indique o início ou o fim de um telegrama. A indicação de quando uma nova mensagem começa ou quando ela termina é feita pela</p><p>ausência de transmissão de dados na rede, por um tempo mínimo de 3,5 vezes o tempo de transmissão de um byte de dados. Sendo assim, caso um telegrama tenha iniciado após a</p><p>decorrência desse tempo mínimo, os elementos da rede irão assumir que o primeiro caractere recebido representa o início de um novo telegrama. E da mesma forma, os elementos da rede</p><p>irão assumir que o telegrama chegou ao fim quando, recebidos os bytes do telegrama, este tempo decorra novamente.</p><p>Se durante a transmissão de um telegrama o tempo entre os bytes for maior que este tempo mínimo, o telegrama será considerado inválido, pois o controlador irá descartar os bytes já</p><p>recebidos e montará um novo telegrama com os bytes que estiverem sendo transmitidos. O tempo para transmitir uma palavra do quadro varia de 573us para taxas de comunicação acima de</p><p>19200bits/s e 9 ms para a taxa de 1200bits/s.</p><p>O campo de checagem de erros é baseado no método CRC (Cyclical Redundancy Checking).</p><p>Modbus TCP</p><p>Modbus TCP é uma implementação do protocolo Modbus baseado em TCP/IP. Utiliza a pilha TCP/IP para comunicação e adiciona ao quadro Modbus um cabeçalho específico chamado MBAP</p><p>(MODBUS Application Protocol). O modelo de mensagem Modbus TCP/IP fica da seguinte forma:</p><p>O cabeçalho MBAP tem tamanho de 7 bytes, e é composto pelos seguintes campos:</p><p>• Transaction identifier: usado para identificação da resposta para a transação (2 bytes);</p><p>• Protocol identifier: 0 (zero) indica Modbus (2 bytes);</p><p>• Length: contagem de todos os próximos bytes (2 bytes);</p><p>• Unit identifier: utilizado para identificar o escravo remoto em uma rede Modbus RTU (1 byte).</p><p>Modbus TCP não acrescenta ao quadro um campo de checagem de erros, entretanto o frame ethernet já utiliza CRC-32 tornando desnecessário outro campo de checagem. O cliente Modbus</p><p>TCP deve iniciar uma conexão TCP com o servidor a fim de enviar as requisições. A porta TCP 502 é a porta padrão para conexão com servidores Modbus TCP.</p><p>Noções de Redes e Protocolos de Comunicação – Protocolo MODBUS</p><p>Como Funciona o Protocolo Modbus?</p><p>O Modbus é transmitido sobre redes seriais que conectam dispositivos e sua configuração mais simples seria um</p><p>cabo serial conectando portas seriais de dois dispositivos (Master e Slave).</p><p>Os dados são enviados em uma série de uns e zeros (1’s e 0’s) chamado bits(em hexadecimal), onde cada bit é</p><p>enviado como um voltagem onde os 0’s são voltagens positivas e os 1’s voltagens negativas. Os bits são</p><p>enviados muito rapidamente e uma transmissão típica pode atingir a velocidade de 9600 baud (bits por</p><p>segundo).</p><p>Como os Dados são Armazenados no Modbus?</p><p>As informações são armazenadas no dispositivo Slave em quatro tabelas diferentes onde duas tabelas</p><p>armazenam valores discretos on/off (bobinas) e outras duas tabelas armazenam valores numéricos</p><p>(registros).</p><p>Entenda duas tabelas para cada tipo devido ao fato de que uma tabela é apenas leitura (read-only) e</p><p>outra tabela é leitura-escrita (read-write) e independente do tipo de tabela, elas possuem as mesmas</p><p>características.</p><p>A requisição do Master para o exemplo acima ficará da seguinte forma:</p><p>11 03 006B 0003 7687, onde:</p><p>•11: É o endereço do Slave (11hex = 17)</p><p>•03: Código de Função 03 = ler registo de saída analógica</p><p>•006B: O endereço de dados do primeiro registro requisitado (006B hex = 107,</p><p>+ 40001 de offset = 40108)</p><p>•0003: O número total de registros requisitados (ler 3 registos de 40108 a</p><p>40110);</p><p>•7687: o CRC (cyclic redundancy check) para checagem de erro.</p><p>Assim que o dispositivo com o endereço 17 receber a mensagem do Master,</p><p>ele</p><p>responderá com a seguinte mensagem:</p><p>11 03 06 AE41 5642 4340 49AD, onde:</p><p>•11: É o endereço do Slave (11hex = 17)</p><p>•03: Código de Função 03 = ler registo de saída analógica</p><p>•06: O número de bytes de dados contidos na mensagem (3 registros x 2 bytes cada =</p><p>6 bytes)</p><p>•AE41: O dado armazenado no registro 40108</p><p>•5642: O dado armazenado no registro 40109</p><p>•4340: O dado armazenado no registro 40110</p><p>•49AD: o CRC (cyclic redundancy check) para checagem de erro.</p><p>Imagine dois dispositivos interligados por uma rede serial que se comunicam em Modbus. Em determinado momento, o Master precisa acessar os dispositivo Slave</p><p>com endereço 17 e ler os valores de registro de saída analógica armazenados entre os endereços 40108 a 40110.</p><p>Exemplo de Comando e Requisição Modbus</p><p>Noções de Redes e Protocolos de Comunicação – Protocolo TCP / IP</p><p>O que é protocolo TCP/IP?</p><p>O IP e o TCP são dois protocolos diferentes da rede de computadores. O IP é o “CPF” dos computadores, sigla para Internet Protocol, ou seja, protocolo de internet. É o principal protocolo de</p><p>comunicação responsável tanto pelos formatos quanto pelas regras de troca de dados e mensagens entre computadores de uma ou várias redes conectadas à internet.</p><p>Ele é um rótulo composto por números atribuídos a um dispositivo conectado à rede. Cada dispositivo possui um endereço IP que o identifica, permitindo que ele se comunique e troque dados</p><p>com outros dispositivos conectados.</p><p>Já o Transmission Control Protocol (TCP) é responsável pela entrega de dados assim que o endereço IP for encontrado. Antes de transmitir os dados, o TCP estabelece uma conexão entre uma</p><p>origem e um destino, que permanece ativa até o início da comunicação.</p><p>Em seguida, ele divide grandes quantidades de dados em pacotes menores. Basicamente, o TCP é um padrão de comunicação que permite que programas, aplicativos e dispositivos de</p><p>computação troquem mensagens em uma rede.</p><p>É possível separar IP e TCP em conceitos diferentes, mas isso não faz sentido, pois eles funcionam juntos. Dessa forma, o significado de protocolo TCP/IP nada mais é que um grupo de</p><p>protocolos de comunicação cujo objetivo é entregar pacotes de dados entre dispositivos de origem e destino, usando informações de endereço.</p><p>Para ficar mais simples de entender, pense o seguinte: o IP é o número do seu telefone, enquanto o TCP é a tecnologia que permite que o telefone toque quando alguém liga para você. Os dois</p><p>protocolos são frequentemente usados juntos e dependem um do outro para que os dados tenham um destino e cheguem com segurança, razão pela qual o processo é regularmente referido</p><p>como TCP/IP.</p><p>Noções de Redes e Protocolos de Comunicação – Protocolo TCP / IP</p><p>Como o protocolo TCP/IP funciona?</p><p>O protocolo TCP/IP foi desenvolvido pelo Departamento de Defesa dos Estados Unidos com objetivo de facilitar a transmissão de dados (segura e precisa) entre dispositivos. Para realizar esse</p><p>trajeto, a pilha de protocolos TCP/IP divide as mensagens em pacotes, evitando o reenvio da mensagem inteira caso haja algum imprevisto nesse trajeto.</p><p>Esse pacote de mensagens (dados da mensagem original) deve passar por quatro camadas antes de ser recebido pelo dispositivo de destino: camada de datalink, camada de internet ou rede,</p><p>camada de transporte e camada de aplicação.</p><p>Ao receber o pacote, o TCP/IP passa pelas camadas na ordem reversa para colocar a mensagem de volta no formato original. O protocolo divide a mensagem em camadas para manter o</p><p>processo padronizado, sem que os fornecedores de hardware e software tenham que tentar gerenciá-lo sozinhos.</p><p>Além de enviar e receber pacotes de dados, o TCP lida com a transmissão de quaisquer pacotes perdidos e gerencia o controle de fluxo, com o objetivo de garantir que todos os pacotes cheguem</p><p>onde devem.</p><p>A camada TCP do servidor divide a mensagem em pacotes, enumera-os e encaminha-os para a camada IP, que transporta cada pacote para o servidor de e-mail de destino. Quando os pacotes</p><p>chegam, eles são devolvidos à camada TCP para serem remontados no formato de mensagem original e devolvidos ao servidor de e-mail, que entrega a mensagem na caixa de entrada do</p><p>usuário.</p><p>Para estabelecer uma conexão entre dispositivo e servidor, o protocolo TCP/IP usa um handshake (aperto de mão) de três vias. O dispositivo e o servidor devem sincronizar e reconhecer os</p><p>pacotes antes do início da comunicação, então eles podem negociar, separar e transferir conexões.</p><p>É importante ressaltar que cada pacote pode seguir uma rota diferente entre o computador de origem e o de destino, dependendo se a rota original usada está congestionada ou indisponível.</p><p>Camada de datalink</p><p>Também conhecida por camada de interface de rede ou camada física, é responsável por lidar com as partes físicas de envio e do recebimento de dados usando o cabo Ethernet, a rede sem fio, a</p><p>placa de interface de rede, o driver de dispositivo no computador e assim por diante.</p><p>Camada de internet</p><p>A camada de internet ou camada de rede controla o movimento dos pacotes pela rede.</p><p>Camada de transporte</p><p>A camada de transporte é o local em que a mágica do protocolo TCP/IP acontece. Ela fornece uma conexão confiável de dados entre dois dispositivos, divide-os em pacotes, confirma os pacotes</p><p>que recebeu do outro dispositivo e garante que o segundo dispositivo reconheça-os.</p><p>Camada de aplicação</p><p>Esta camada é composta por um grupo de aplicativos que requerem comunicação de rede. É com essa camada que o usuário normalmente interage, como e-mail e mensagens.</p><p>Noções de Redes e Protocolos de Comunicação – Protocolo TCP / IP</p><p>Endereço IP</p><p>O endereço IP são números que identificam seu computador em uma rede. Inicialmente você pode imaginar o IP como um número de telefone. O IP é compostos por quatro bytes e a convenção</p><p>de escrita dos números é chamada de "notação decimal pontuada". Por convenção, cada interface (placa usada p/ rede) do computador ou roteador tem um endereço IP. Também é permitido</p><p>que o mesmo endereço IP seja usado em mais de uma interface de uma mesma máquina mas normalmente cada interface tem seu próprio endereço IP.</p><p>As Redes do Protocolo Internet são sequências contínuas de endereços IP's. Todos os endereços dentro da rede tem um número de dígitos dentro dos endereços em comum. A porção dos</p><p>endereços que são comuns entre todos os endereços de uma rede são chamados de porção da rede. Os dígitos restantes são chamados de porção dos hosts. O número de bits que são</p><p>compartilhados por todos os endereços dentro da rede são chamados de netmask (máscara da rede) e o papel da netmask é determinar quais endereços pertencem ou não a rede. Por exemplo,</p><p>considere o seguinte:</p><p>Qualquer endereço que é finalizado em zero em sua netmask, revelará o endereço da rede que pertence. O endereço e rede é então sempre o menor endereço numérico dentro da escalas de</p><p>endereços da rede e sempre possui a porção host dos endereços codificada como zeros.</p><p>O endereço de broadcast é um endereço especial que cada computador em uma rede "escuta" em adição a seu próprio endereço. Este é um endereço onde os datagramas enviados são</p><p>recebidos por todos os computadores da rede. Certos tipos de dados como informações de roteamento e mensagens de alerta são transmitidos para o endereço broadcast, assim todo</p><p>computador na rede pode recebe-las simultaneamente.</p><p>Existe dois padrões normalmente usados para especificar o endereço de broadcast. O mais amplamente aceito é para usar o endereço mais alto da rede como endereço broadcast. No exemplo</p><p>acima este seria 192.168.110.255. Por algumas razões outros sites tem adotado a convenção de usar o endereço de rede como o endereço broadcast. Na prática não importa muito se usar este</p><p>endereço, mas você deve ter certeza que todo computador na rede esteja configurado para escutar o mesmo endereço broadcast.</p><p>Noções de Redes e Protocolos de Comunicação – Outros Protocolos</p><p>EthernetIP</p><p>Um dos protocolos de rede mais jovens e modernos disponíveis no mercado. O EtherNet/IP que é também conhecido como “Ethernet Industrial Protocol”, o padrão começou a ser</p><p>desenvolvido na década de 1990 pela associação de fabricantes e fornecedores de tecnologia industrial ControlNet, atualmente controlado pela ODVA. Com suporte a troca de mensagens em</p><p>tempo real, este modelo foi construído sobre o já mencionado TCP para ser utilizado no controle de processos e em aplicações de automação industrial. Junto com o Profinet, o EtherNet/IP é</p><p>um dos protocolos baseados em Ethernet mais utilizados no mundo, sendo um dos líderes no mercado norte-americano.</p><p>O EtherNet/IP utiliza todas as sete camadas do modelo OSI, é baseado no “Protocolo de Informação e Controle” (CIP) e oferece um sistema que entrega dados via Ethernet desde o “chão-</p><p>de-fábrica” até a rede corporativa. Através dele, fica mais fácil compartilhar as informações dos dispositivos da indústria, como sensores e drivers, com os servidores e controladores da rede. A</p><p>alta velocidade de conexão do protocolo também contribui para o funcionamento das atividades realizadas por ele. O protocolo EtherNet/IP é de fácil configuração e necessita apenas do EDS</p><p>(Electronic Data Sheets) para adicionar à programação. Ele também pode ser utilizado em aplicações complexas, de alta velocidade, como sistemas de movimentação, e em locais onde há</p><p>suporte à topologias de rede, como estrela e anel.</p><p>Econômico, o EtherNet/IP suporta a conexão entre vários computadores e conecta diferentes dispositivos, justamente por lidar com grandes quantidades de dados. O protocolo também</p><p>permite o controle de entrada e saída de informações através da troca de mensagens em tempo crítico e conexão com a Interface Homem Máquina. Com ele, os usuários podem configurar os</p><p>dispositivos e programas, além de executar possíveis diagnósticos de dispositivos e redes.</p><p>As evoluções técnicas e tecnológicas contribuíram para o avanço dos protocolos, que passaram a suportar informações de gestão e controle e possibilitar a obtenção de informações, graças</p><p>à conexão de baixo custo e robusta infraestrutura dos equipamentos.</p><p>PROFINET</p><p>Com essa evolução tecnológica, houve o surgimento do terceiro protocolo que você precisa conhecer, o PROFINET, que nada mais é do que a evolução natural da rede PROFIBUS, conhecida</p><p>por facilitar a velocidade da comunicação entre os dispositivos. Desenvolvido e controlado pela PI (PROFIBUS and PROFINET International), o protocolo é um dos mais usados no mundo,</p><p>principalmente no continente Europeu, e propicia a troca de um grande volume de dados utilizando o mesmo padrão elétrico adotado pelas redes Ethernet tradicionais.</p><p>Ou seja, o PROFINET é um protocolo totalmente compatível com o padrão Ethernet já existente. Essa consolidação abriu um leque de soluções para automação, graças à sua alta capacidade</p><p>de se comunicar com dados e do uso da alta velocidade com o padrão aberto.</p><p>Com o uso do padrão, é possível construir uma comunicação transparente entre o gerenciamento, a supervisão, o controle e os dispositivos de campo, tudo isso respeitando os requisitos de</p><p>desempenho peculiares a cada um dos equipamentos de automação industrial. Assim como o Profibus, o Profinet é amplamente utilizado na indústria de processos, podendo ser encontrado</p><p>no chão de fábrica, em transdutores, transmissores e demais dispositivos.</p><p>Padronizado pela Associação PROFIBUS Internacional, o PROFINET oferece suporte para as redes de Ethernet Industrial e divide-se em três categorias: IO, CBA e IRT. Duas delas funcionam</p><p>em tempo real, enquanto outra ocorre em tempo não-real.</p><p>O PROFINET IO se baseia na arquitetura TCP/IP pura e usa Ethernet nas camadas 1 e 2. Essa arquitetura possui um tempo de processamento que se aproxima dos 100ms, ocorrendo em</p><p>tempo não-real. A grande aplicação deste tipo de comunicação é de configuração da rede ou na comunicação com os proxis, que são conversores de um determinado protocolo em outro.</p><p>Já o PROFINET CBA se baseia no SRT, ou seja, Soft Real Time, e é caracterizado por ser um canal que interliga a camada da Ethernet à aplicação. Com a eliminação de diversos níveis de</p><p>protocolo, existe uma redução no cumprimento das mensagens transmitidas, o que reflete em um menor tempo de transmissão de dados na rede.</p><p>Por fim, o PROFINET IRT significa “Icochronous Real Time”, ou seja, é aplicado em tempo real em sistemas nos quais o tempo de resposta é crítico e deve ser menor que 1 ms.</p><p>Noções de Redes e Protocolos de Comunicação – Outros Protocolos</p><p>Noções de Redes e Protocolos de Comunicação – Exercícios</p><p>Noções de Redes e Protocolos de Comunicação – Exercícios</p><p>Noções de Redes e Protocolos de Comunicação – Exercícios</p><p>Noções de Redes e Protocolos de Comunicação – Exercícios</p><p>Meio físico</p><p>O protocolo profibus DP utiliza como meio físico o padrão RS-485, e também fibra ótica pode ser utilizada para garantir maior imunidade à</p><p>interferência eletromagnética, para cobrir grandes distâncias e para oferecer maior isolação contra altas tensões. A topologia de barramento do</p><p>RS-485 permite a adição e remoção de dispositivos sem influências em outros dispositivos que já estejam em operação.</p><p>Noções de Redes e Protocolos de Comunicação – Exercícios</p><p>Noções de Redes e Protocolos de Comunicação – Exercícios</p><p>• Profibus DP (nível de célula) - opção de rede para máquinas e equipamentos de médio e grande porte.</p><p>• Profibus PA (nível de campo/dispositivo) -é mais voltado para a instrumentação de máquinas e equipamentos da Indústria de Processos Contínuos,</p><p>transmitindo dados de componentes como temperatura ou conversores de sinal.</p><p>• Profibus FMS (nível de controle) - solução de comunicação que atende as tarefas mais complexas de equipamentos descentralizados e permite a troca de</p><p>dados entre equipamentos de controle de diferentes padrões.</p><p>Noções de Redes e Protocolos de Comunicação – Exercícios</p><p>Noções de Redes e Protocolos de Comunicação – Exercícios</p><p>O Fieldbus é uma rede local (LAN) para automação e</p><p>instrumentação de controle de processos, com capacidade de</p><p>distribuir o controle no campo.</p><p>Noções de Redes e Protocolos de Comunicação – Exercícios</p><p>Noções de Redes e Protocolos de Comunicação – Exercícios</p><p>• Velocidade de transmissão utilizada: modo H1 – 31,25 Kbps.</p><p>modo HSE – 10 Mbps ou 100 Mbps</p><p>Noções de Redes e Protocolos de Comunicação – Exercícios</p><p>Noções de Redes e Protocolos de Comunicação – Exercícios</p><p>Noções de Redes e Protocolos de Comunicação – Exercícios</p><p>Noções de Redes e Protocolos de Comunicação – Exercícios</p><p>O padrão FF divide a funcionalidade do dispositivo de enlace de dados em três grupos distintos, mostrados aqui em ordem crescente de capacidade:</p><p>• Dispositivos básicos (basic)</p><p>• Dispositivos Link Master</p><p>• Dispositivos de ponte(Brigde)</p><p>Um dispositivo Básico é aquele capaz de receber e responder a tokens emitidos pelo dispositivo Link Active Scheduler (LAS). Conforme discutido</p><p>anteriormente, esses tokens podem assumir a forma de mensagens Compel Data (CD) que comandam resposta imediata do dispositivo Básico, ou</p><p>mensagens Pass Token (PT) que concedem ao dispositivo Básico acesso limitado no tempo ao segmento para uso na transmissão de dados. de menor</p><p>importância.</p><p>Um dispositivo Link Master é aquele que pode ser configurado como LAS para um segmento. Nem todos os dispositivos FF têm essa capacidade, devido à</p><p>capacidade limitada de processamento, memória ou ambos.</p><p>Um dispositivo Bridge conecta vários segmentos H1 para formar uma rede maior. Os instrumentos de campo nunca são dispositivos Bridge – uma Bridge</p><p>é um dispositivo para fins especiais construído com o propósito expresso de unir dois ou mais segmentos de rede H1.</p><p>Noções de Redes e Protocolos de Comunicação – Exercícios</p><p>Noções de Redes e Protocolos de Comunicação – Exercícios</p><p>Noções de Redes e Protocolos de Comunicação – Exercícios</p><p>Noções de Redes e Protocolos de Comunicação – Exercícios</p><p>Noções de Redes e Protocolos de Comunicação – Exercícios</p><p>Noções de Redes e Protocolos de Comunicação – Exercícios</p><p>Noções de Redes e Protocolos de Comunicação – Exercícios</p><p>Noções de Redes e Protocolos de Comunicação – Exercícios</p><p>Noções de Redes</p><p>e Protocolos de Comunicação – Exercícios</p><p>Noções de Redes e Protocolos de Comunicação – Exercícios</p><p>Noções de Redes e Protocolos de Comunicação – Exercícios</p><p>Noções de Redes e Protocolos de Comunicação – Exercícios</p><p>Endereço: 40001</p><p>0000.0000.0000.0001</p><p>Código da</p><p>função</p><p>Descrição</p><p>1 Leitura de bloco de bits do tipo coil(saída discreta).</p><p>2 Leitura de bloco de bits do tipo entradas discretas.</p><p>3 Leitura de bloco de registradores do tipo holding.</p><p>4 Leitura de bloco de registradores do tipo input.</p><p>5 Escrita em um único bit do tipo coil(saída discreta).</p><p>6 Escrita em um único registrador do tipo holding.</p><p>7 Ler o conteúdo de 8 estados de exceção.</p><p>8 Prover uma série de testes para verificação da</p><p>comunicação e erro internos.</p><p>11 Modbus: Obter o contador de eventos.</p><p>12 Modbus: Obter um relatório de eventos.</p><p>15 Escrita em bloco de bits do tipo coil(saída discreta).</p><p>16 Escrita em bloco de registradores do tipo holding.</p><p>17 Ler algumas informações do dispositivo.</p><p>20 Ler informações de um arquivo.</p><p>21 Escrever informações em um arquivo.</p><p>22 Modificar o conteúdo de registradores de espera</p><p>através de operações lógicas.</p><p>23 Combina ler e escrever em registradores numa única</p><p>transação.</p><p>24 Ler o conteúdo da fila FIFO de registradores.</p><p>43 Identificação do modelo do dispositivo.</p><p>Size (HI) Size (LO)</p><p>Noções de Redes e Protocolos de Comunicação – Exercícios</p><p>End. Inicial</p><p>0000 0000 0011 1010</p><p>HI LO</p><p>N° Registros</p><p>0000 0000 0000 0001</p><p>HI LO</p><p>= 58</p><p>= 1</p><p>40059</p><p>Resposta</p><p>0000 0000 0010 1010</p><p>HI LO</p><p>= 42</p><p>Noções de Redes e Protocolos de Comunicação – Exercícios</p><p>End. escravo</p><p>Função</p><p>End. Inicial</p><p>0000 0000 0110 1011</p><p>HI LO</p><p>N° Registros</p><p>0000 0000 0000 0011</p><p>HI LO</p><p>= 107</p><p>= 3</p><p>108, 109 e 110</p><p>Retorno</p><p>0000 0010 0010 1011</p><p>HI LO</p><p>= 555</p><p>Retorno</p><p>0000 0000 0110 0011</p><p>HI LO</p><p>= 99</p><p>Retorno</p><p>0000 0000 0000 0000</p><p>HI LO</p><p>Noções de Redes e Protocolos de Comunicação – Exercícios</p><p>Noções de Redes e Protocolos de Comunicação – Exercícios</p><p>Noções de Redes e Protocolos de Comunicação – Exercícios</p><p>Resolução da Prova TRANSPETRO 2018 - AUTOMAÇÃO</p><p>Máscara: 255.255.248.0</p><p>Máscara: 1111.1111|1111.1111|1111.1000|0000.0000</p><p>Inversão: 0000.0000|0000.0000|0000.0111|1111.1111</p><p>Máscara invertida: 0.0.7.255</p><p>Endereço IP</p><p>Mascara invertida</p><p>Endereço de broadcast = + +</p><p>140.38.88.0</p><p>0.0.7.255</p><p>140.38.95.255</p><p>OBRIGADO</p>