Redes de comunicação

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Redes de comunicação
profibus
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Definição
   Definições de Rede Profibus PROFIBUS (acrônimo de Process Field Bus) é o tipo mais popular sistema de comunicação em rede Fieldbus, sendo que em 2004, estimava-se que existiariam mais de 10 milhões de nós instalados mundialmente. PROFIBUS foi desenvolvido em 1987 como resultado de um projeto de pesquisa alemão envolvendo 21 empresas e institutos de pesquisa. Na Europa, as redes PROFIBUS dominam mais de 60% do mercado de automação industrial. 
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Existem três diferentes versões de PROFIBUS:     * PROFIBUS-FMS (Fieldbus Message Specification)     * PROFIBUS-DP (Decentrallised Periphery)     * PROFIBUS-PA (Process Automation) 
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PROFIBUS foi definida em 1991/1993 na norma DIN 19245, movida em 1996 para EN 50170, e desde 1999 incluída na normas IEC 61158/IEC 61784. O padrão PROFIBUS é mantido, atualizado e comercializado pela PROFIBUS International, uma organização sem fins lucrativos administrada de Karlsruhe na Alemanha. 
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Características
PROFIBUS foi definida em 1991/1993 na norma DIN 19245, movida em 1996 para EN 50170, e desde 1999 incluída na normas IEC 61158/IEC 61784. O padrão PROFIBUS é mantido, atualizado e comercializado pela PROFIBUS International, uma organização sem fins lucrativos administrada de Karlsruhe na Alemanha. 
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realizando funções de aquisição e atuação, assim como a monitoração de processos e estações(IHM s) através de softwares supervisórios.São baseados no padrão ISO/OSI, onde se tem as seguintes camadas: Physical Layer, Communication Stack e User Application, onde podemos citar o gerenciamento de forma abrangente com a aplicação e com advento de modelos baseados em Function Blocks(Blocos Funcionais) mais Device Descriptions( Descrição de Dispositivos, que recentemente foi padronizada de acordo com a IEC, no conceito de EDDL englobando HART, Foundation Fieldbus e Profibus). 
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O Physical Layer (Meio Físico) é definido segundo padrões internacionais( IEC, ISA). Ele recebe mensagens da camada de comunicação (Communication Stack) e as converte em sinais físicos no meio de transmissão fieldbus e vice-versa, incluindo e removendo preâmbulos, delimitadores de começo e fim de mensagens. 
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Meios físicos
* Transferência de dados usando codificação Manchester, com taxa de 31.25k bit/s * Para um sinal de comunicação integro, cada equipamento deve ser alimentado com no mínimo 9 volts. O meio físico H1 permite que se alimente os equipamentos via barramento. O mesmo par de fios que alimenta o equipamento também fornece o sinal de comunicação
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* Transferência de dados usando codificação Manchester, com taxa de 31.25kbit/s * Para um sinal de comunicação integro, cada equipamento deve ser alimentado com no mínimo 9 volts. O meio físico H1 permite que se alimente os equipamentos via barramento. O mesmo par de fios que alimenta o equipamento também fornece o sinal de comunicação
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Topologias
Em termos de topologia podemos ter os seguintes modelos, lembrando que estes exemplos são para uma rede Profibus PA, mas que quanto a rede H1 também valem para a Foundation Fieldbus: estrela(fig.4), barramento(fig.5) e ponto-a-ponto(fig.6). Na prática normalmente tem-se uma topologia mista: 
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Elementos de barramentos
Mestres(Mas ters): são elementos responsáveis pelo controle do barramento.Eles podem ser de duas classes:
Acopladores(Cou plers): são dispositivos utilizados para traduzir as características físicas entre o PROFIBUS DP e o PROFIBUS PA (H1:31,25k bits/s). 
Link devices: São dispositivos utilizados como escravos da rede PROFIBUS DP e mestres da rede PROFIBUS PA (H1:31,25k b t s/s).São utilizados para se conseguir altas velocidades, de até 12Mbits/s no barramento DP. 
Terminador: consiste de um capacitor de 1 μ F e um resistor de 100 Ω conectados em série entre si e em paralelo ao barramento.
 
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    * Deve-se evitar splice, que é qualquer parte da rede que tenha comprimento descontínuo de um meio condutor especificado, por exemplo, remoção de blindagem, troca do diâmetro do fio, conexão a terminais nus, etc.Em redes com comprimento total maior do que 400 m, a somatória de todos os comprimentos de todos os splices não deve ultrapassar 2% do comprimento total e ainda, em comprimentos menores do que 400m, não deve exceder 8m. 
Dicas de instalações
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Conclusão
 Vimos neste artigo vários detalhes da rede Profibus PA em termos de meio físico, dimensionamento e instalação que contribuem fundamentalmente como um todo para o sucesso de um sistema de controle e automação Profibus. 
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Deve-se ter terminadores no barramento, um no início e outro no final.Não deve-se ligar a blindagem ao terminador e sua impedância deve ser 100 Ohms +/-20% entre 7.8 a 39 kHz.Este valor é aproximadamente o valor médio da impedância característica do cabo nas freqüências de trabalho e é escolhido para minimizar as reflexões na linha de transmissão, assim como para converter o sinal em níveis aceitáveis de 750 a 1000 mV.Um detalhe importante quando se tem a topologia em árvore ou estrela é que devemos centralizar o terminador de tal forma a otimizarmos os comprimentos máximos dos spurs, respeitando-se o limite de 120m. 
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fim