Lista de Exercícios AV2 2

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Lista de Exercício AV2. 
 
1- Com o advento dos sensores inteligentes na década de 80, os fabricantes começam a 
vislumbrar a possibilidade de interligar os sensores por um único par de fios, 
diminuindo consideravelmente a quantidade de cabos. Vários fabricantes começaram 
a desenvolver soluções proprietárias que, por falta de um padrão consistente, 
surgiram várias soluções que não conversavam entre si, não havia a interoperabilidade 
entre as soluções. Foi quando um grupo de empresas e clientes com expertise no 
assunto, resolveram criar uma rede (fieldbus) padrão, para a comunicação e o controle 
dos instrumentos. A partir de iniciativas como esta, vários padrões foram elaborados 
para diversas áreas, seja no setor elétrico com a IEC 61850 ou para a área industrial 
com a IEC 61158. Na área industrial surgiram inicialmente 8 padrões de protocolos, 
cada um destinado a atender uma determinada necessidade do chão de fábrica. 
Baseado na IEC 61158, marque a alternativa que possui os protocolos que atendem às 
exigências de aplicações que precisam de segurança intrínseca. 
a. Profbus DP, ASI e DeviceNet. 
b. Ethernet IP, ProfNet e Profbus PA. 
c. Hart, ASI e Profbus DP 
d. Profibus PA, Foundation Fieldbus H1 e ProfNet. 
e. Foundation Fieldbus H1 e Profibus PA. 
 
2- Com o advento dos sensores inteligentes na década de 80, os fabricantes começam a 
vislumbrar a possibilidade de interligar os sensores por um único par de fios, 
diminuindo consideravelmente a quantidade de cabos. Vários fabricantes começaram 
a desenvolver soluções proprietárias que, por falta de um padrão consistente, 
surgiram várias soluções que não conversavam entre si, não havia a interoperabilidade 
entre as soluções. Foi quando um grupo de empresas e clientes com expertise no 
assunto, resolveram criar uma rede (fieldbus) padrão, para a comunicação e o controle 
dos instrumentos. A partir de iniciativas como esta, vários padrões foram elaborados 
para diversas áreas, seja no setor elétrico com a IEC 61850 ou para a área industrial 
com a IEC 61158. Na área industrial surgiram inicialmente 8 padrões de protocolos, 
cada um destinado a atender uma determinada necessidade do chão de fábrica. 
Baseado na IEC 61158, marque a alternativa que possui os protocolos que atendem às 
aplicações a nível de controle de processos e realizam as transmissões dos dados em 
blocos. 
a. Profbus DP, ASI e DeviceNet. 
b. Asi, ProfNet e Profbus PA. 
c. Hart, ProfNet e Profbus DP 
d. Profibus PA, Foundation Fieldbus H1 e Hart. 
e. Foundation Fieldbus H1, Profibus PA, Devicenet. 
3- Com o advento dos sensores inteligentes na década de 80, os fabricantes começam a 
vislumbrar a possibilidade de interligar os sensores por um único par de fios, 
diminuindo consideravelmente a quantidade de cabos. Vários fabricantes começaram 
a desenvolver soluções proprietárias que, por falta de um padrão consistente, 
surgiram várias soluções que não conversavam entre si, não havia a interoperabilidade 
entre as soluções. Foi quando um grupo de empresas e clientes com expertise no 
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assunto, resolveram criar uma rede (fieldbus) padrão, para a comunicação e o controle 
dos instrumentos. A partir de iniciativas como esta, vários padrões foram elaborados 
para diversas áreas, seja no setor elétrico com a IEC 61850 ou para a área industrial 
com a IEC 61158. Na área industrial surgiram inicialmente 8 padrões de protocolos, 
cada um destinado a atender uma determinada necessidade do chão de fábrica. 
Baseado na IEC 61158, marque a alternativa que possui os protocolos que atendem às 
aplicações a nível de transmissão acima de 90 MHz. 
a. Profbus DP, ASI e DeviceNet. 
b. Ethernet IP, ProfNet e Foundation Fieldbus HSE. 
c. Hart, ProfNet e Profbus DP 
d. Profibus PA, Foundation Fieldbus H1 e Hart. 
e. Foundation Fieldbus H1, Profibus PA, Devicenet. 
4- Numa planta fabril automatizada, em que é utilizado o padrão 4-20 mA para envio de 
informações e o controle dos dispositivos no chão de fábrica, será implementada 
uma nova tecnologia de comunicação e controle dos instrumentos, no entanto, a 
escolha precisa atender às seguintes restrições: 
• A solução precisa aproveitar a infraestrutura de comunicação de 4-20 mA que já 
está instalada na planta de produção. 
• agilidade e facilidade na migração de tecnologias; 
• utilização do cabeamento existente na planta; 
• diagnóstico e manutenção proativa; 
• suporte técnico oferecido pela maioria dos fornecedores de instrumentação. 
 
Dentre as várias tecnologias de redes industriais abaixo, a que atende a todos os 
requisitos apresentados é a 
a. Hart 
b. DeviceNet 
c. Profibus PA 
d. Profibus DP 
e. Foundation Fieldbus H1 
5- Em uma refinaria do interior do estado do Pará, existem vários processos que são 
controlados por uma tecnologia digital que aproveitou os recursos de cabos utilizados 
no padrão de 4 a 20mA. Atualmente devido as exigências do mercado e necessidade 
de aumento de produção, houve a necessidade de buscar novas soluções para o 
controle dos processos. Os requisitos para a aquisição da solução devem atender aos 
seguintes critérios: 
a. Velocidade de transmissão. 
b. Cabeamento que suporte transmissão de vários dispositivos em rede, 
possibilitando as medições e comandos neste mesmo cabo. 
c. Possibilite eliminar os CLPs existentes em campo, realizando o controle no 
próprio atuador, ou seja, caso o atuador seja uma válvula ela teria os recursos 
de configuração de um PID incorporado. 
d. A mesma tecnologia precisa atender aos requisitos de áreas intrínsecas (com 
possibilidade de explosões). 
Dentre as várias tecnologias de redes industriais descritas a seguir, marque a que 
atende a todos os requisitos: 
a. Hart 
b. DeviceNet 
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c. Profibus 
d. ASI 
e. Foundation Fieldbus 
 
6- Inicialmente, os processos eram controlados localmente seja via dispositivos 
mecânicos ou via dispositivos eletrônicos. Com o passar dos tempos houve 
necessidade de retirar os operadores do chão de fábrica, seja para diminuir os custos 
operacionais ou para aumentar a segurança, desta forma surgiram as redes industriais. 
As redes industriais viabilizaram o controle e supervisão remoto dos das maquinas, a 
coleta dos dados de medição local e envio para os sistemas de gestão empresarial. No 
início sem padrões de protocolos de redes, foram definidos diversos tipos de redes 
que geraram muitos problemas de comunicação. Com o passar dos tempos 
especialistas foram criando padrões que atendem à determinados tipos de aplicações, 
atualmente dependendo do tipo de topologia, velocidade de transmissão dos dados, 
tipos de dispositivos que vão ser conectar entre outros, são classificadas como 
Sensorbus, Devicebus, Fieldbus ou Databus, conforme faixa de classificação de 
aplicações de redes apresentada na figura 1. 
 
 
Figura 1, Classificação das redes quanto a sua aplicação. 
É consenso que não existe uma rede certa ou errada, mas sim, uma rede mais apropriada para 
uma determinada aplicação. Com relação a classificação das redes de comunicação para 
automação, avalie as afirmações a seguir: 
I. As redes Sensorbus são de baixo custo, utilizadas para comunicação de 
sensores e atuadores a nível de controle discreto, contemplam distancias de 
no máximo 600 m. 
II. As redes Devicebus conectam dispositivos como CLP, controladores, sistemas 
de medição inteligentes, drivers e outros dispositivos que se comunicam por 
dados em formato de bloco de dados. 
III. As redes Fieldbus conectam dispositivos microprocessados e podem transmitir 
vários tipos de dados: discretos, analógicos, parâmetros, programas e 
informações de usuários. 
IV. As redes Fieldbus são apropriadas somente para aplicaçõesde processos 
distribuídos porque possuem alta taxa de transmissão de dados. 
V. Algumas redes a nível de Fieldbus são indicadas em aplicações que exigem 
segurança intrínsecas, como por exemplo a Foundation Fieldbus H1 e a 
Profbus PA. 
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São corretas apenas as afirmativas: 
 
A) I e III. B) I, II e IV. C) I, II e III. D) I, IV e V. E) I, III e V. 
7- O barramento CAN é um protocolo de comunicação desenvolvido inicialmente pela 
Bosch, em 1986, para aplicações automotivas e que vem sendo utilizado em sistemas 
de automação industrial. CAN é baseado em uma arquitetura multimestre: Todos os 
controladores têm direitos iguais e funcionalidade de mestre. A grande vantagem é 
que cada controlador tem livre acesso ao meio de transmissão, sendo capaz de 
enviar uma mensagem sempre que necessário ou em resposta a um evento. 
Obviamente colisões podem ocorrer e devem ser contornadas. O controle de acesso 
ao meio é realizado por meio do CSMA/CR (Carrier Sense Multiple 
Access/Collision Resolution) as vezes também chamado de CSMA/CD + AMP 
(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection and Arbitration on Message 
Priority). Sempre que ocorre uma colisão entre duas ou mais mensagens, a de mais 
alta prioridade terá o acesso ao meio físico assegurado e prosseguirá a transmissão. 
A figura 2 demonstra um processo de arbitragem em execução em uma rede CAN, 
neste caso 3 sinais provenientes de 3 computadores instalados em uma mesma rede 
estão solicitando o envio de seus dados via barramento CAN. Baseado nos 
fundamentos da rede CAN marque a resposta que descreve o resultado da 
arbitragem, para os 3 sinais apresentados a seguir. 
Sin 1 
 
Sin 2 
 
Sin 3 
 1 2 3 4 5 6 7 8 9 
Figura 2. Execução do esquema de arbitragem segundo CSMA/CR da rede CAN. 
a) O SIN1 passa para o modo de escuta a partir da fase 6. 
b) O SIM3 passa para o modo de escuta a partir da fase 7, o SIM2 passa para o modo 
de escuta a partir da fase 6 e o SIM 1 é o ganhador da arbitragem. 
c) O SIN 2 passa para o modo de escuta a partir da fase 8, o SIM1 passa para o modo 
de escuta a partir da fase 9 e o SIM3 é o sinal ganhador da arbitragem. 
d) O SIM3 passa para o modo de escuta a partir da fase 6, o SIM2 passa para o modo 
de escuta a partir da fase 6 e o SIM 1 é o ganhador da arbitragem. 
e) O SIM 1 entra em modo de escuta a partir da fase 7, o SIM3 passa para o modo de 
escuta a partir da fase 6 e o SIM2 á o ganhador da arbitragem. 
 
8- Baseado no posicionamento dos nós na rede devicenet, avalie se a rede 
apresentada na figura 3 funcionaria adequadamente com uma fonte de tensão é 
de 24V e 4A. Caso a rede apresente alguma falha, faça as alterações para corrigir e 
implemente o novo projeto. 
 
 
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Figura 3. 
9- Historicamente a falta de padrões em qualquer setor geram diversas soluções 
particulares que posteriormente acarretam em sérios problemas de integração. Um 
bom exemplo desta falta de padrão pode ser visto na área metrológica, onde foram 
empregados grandes esforços na definição de um padrão internacional “Sistema 
Internacional de Medidas”. Em outras áreas como na indústria, vários padrões têm 
sido desenvolvidos com o intuito de diminuir custos e aumentar a produtividade no 
desenvolvimento das soluções, um bom exemplo é a norma IEC 61131 que 
estabeleceu 5 padrões de linguagens para CLP possibilitando a portabilidade de 
programas em dispositivos de fabricantes diferentes. Em geral os investimentos são 
altos, mas os resultados na construção de padrões evitam muitos transtornos. No 
setor elétrico não foi diferente, no início com Thomas Édson e George Westinghouse 
que culminou no padrão de tensão alternada e recentemente com a fusão dos grupos 
de trabalhos EG10, WG11 e WG12 foi fundado o Comitê Técnico TC57 da IEC 
(composto por mais de 60 membros em vários países), dando origem em 2004 à 
norma IEC-61850. Esta norma possibilitou a substituição de várias normas e padrões 
que eram utilizados em subestações e centros de controle. Sobre a norma IEC 61850 
analise as afirmações descritas a seguir: 
a. A norma IEC 61850 foi criada para padronizar as interfaces de medições de 
sinais elétricos realizados pelas IED (Dispositivo Eletrônico Inteligente). 
b. A norma IEC 61850 foi criada para padronizar as comunicações entre as IED 
(Dispositivo Eletrônico Inteligente) das subestações, facilitando a 
comunicação entre IEDs de fabricantes diferentes. A norma IEC 61850 
suporta completamente todas as funções de automação de subestações que 
compreendem controle, proteção e monitoramento. 
c. A norma IEC 61850 foi criada para padronizar os protocolos de comunicações 
em áreas que necessitam de seguranças intrinsecamente seguras. 
d. A norma IEC 61850 foi criada para padronizar os procedimentos de montagem 
e configuração dos equipamentos de subestações. 
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e. A norma IEC 61850 foi criada para padronizar os protocolos de comunicação 
industriais, utilizados no chão de fábrica. 
10- Historicamente a falta de padrões em qualquer setor geram diversas soluções 
particulares que posteriormente acarretam em sérios problemas de integração. Um 
bom exemplo desta falta de padrão pode ser visto na área metrológica, onde foram 
empregados grandes esforços na definição de um padrão internacional “Sistema 
Internacional de Medidas”. Em outras áreas como na indústria, vários padrões têm 
sido desenvolvidos com o intuito de diminuir custos e aumentar a produtividade no 
desenvolvimento das soluções, um bom exemplo é a norma IEC 61131 que 
estabeleceu 5 padrões de linguagens para CLP possibilitando a portabilidade de 
programas em dispositivos de fabricantes diferentes. Em geral os investimentos são 
altos, mas os resultados na construção de padrões evitam muitos transtornos. No 
setor elétrico não foi diferente, no início com Thomas Édson e George Westinghouse 
que culminou no padrão de tensão alternada e recentemente com a fusão dos grupos 
de trabalhos EG10, WG11 e WG12 foi fundado o Comitê Técnico TC57 da IEC 
(composto por mais de 60 membros em vários países), dando origem em 2004 à 
norma IEC-61850. Esta norma possibilitou a substituição de várias normas e padrões 
que eram utilizados em subestações e centros de controle. Sobre a norma IEC 61850 
analise as afirmações descritas a seguir: 
a. A norma IEC 61850 padronizou a forma como as IED (Dispositivo Eletrônico 
Inteligente) devem comunicar-se, ou seja, possibilitou que houvesse a 
interoperabilidade* entre as IEDs de fabricantes diferentes. 
b. A norma IEC 61850 foi criada para padronizar as comunicações entre as IED 
(Dispositivo Eletrônico Inteligente) das subestações, facilitando a 
comunicação entre IEDs de fabricantes diferentes. No entanto, a norma IEC 
61850 não suporta completamente todas as funções de automação de 
subestações que compreendem controle, proteção e monitoramento. 
c. A norma IEC 61850 foi criada para padronizar os protocolos de comunicações 
em áreas que necessitam de seguranças intrinsecamente seguras. 
d. A norma IEC 61850 foi criada para padronizar os procedimentos de montagem 
e configuração dos equipamentos de subestações. 
e. A norma IEC 61850 foi criada para padronizar os protocolos de comunicação 
industriais, utilizados no chão de fábrica. 
 
* Interoperabilidade é a habilidade de dois ou mais IEDs de mesmo ou de diferentes 
fabricantes trocarem informações e usarem esta informação de forma cooperativa. 
 
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