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5-Rede DeviceNet_17985

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w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
 
 
AI 241 / AI 242 
 Redes Industriais 
DeviceNet 
 
 
Prof. Júlio A.P. Azevedo 
 
 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
DeviceNet 
IEC 62026-3 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
• A rede DeviceNet é baseada no protocolo CAN 
(Controller Area Network),desenvolvido pela Bosh nos 
anos 80 originalmente para aplicação automobilística. 
 
• Alto desempenho em relação a: 
Alta temperatura 
Umidade 
Ruídos eletromagnéticos 
 
• Eficiente em relação a: 
Velocidade de resposta 
Confiabilidade 
 
Rede DeviceNet 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
Características 
 
• O protocolo CAN define uma metodologia MAC 
(Controle de Acesso ao Meio) e fornece como 
segurança um checagem CRC (Check Redundante 
Cíclico), que detecta estruturas alteradas e erros 
detectados por outros mecanismos do protocolo. 
• A rede DeviceNet possui o protocolo aberto, tendo um 
número expressivo de fornecedores de equipamento 
que adotaram o protocolo. 
• A ODVA (Open DeviceNet Vendor Association - 
www.odva.org), é uma organização independente com 
objetivo de divulgar, padronizar e difundir a rede 
DeviceNet visando seu crescimento mundial. 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
Não há limites de número de derivações, somente o comprimento do cabo. 
Topologias 
 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
DeviceNet não admite estas topologias. 
Topologias Ring e Star 
 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
Fonte 24Vcc 
Cabo DeviceNet: 
Alimentação 24Vcc: 1 par 
 
 
Sinal Digital CAN: 1 par 
GND: Conectar somente em um único ponto ao terra. 
Meio físico 
 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
CABO GROSSO 
Malha Externa: 
(aterrar em um único ponto da instalação, e não conectar aos devices). 
Dreno: 
Deve ser interligado nos 
bornes de dreno nos devices. 
Par de Alimentação: 
Com blindagem individual que deve 
envolver o máximo possível do cabo. 
Par de Sinal: 
Com blindagem individual que deve 
envolver o máximo possível do cabo. 
Composição do cabo 
 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
CABO FLAT 
CABO GROSSO 
CABO FINO 
Tipos de cabos 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
Conectores 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
Taxa de comunicação 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
Capacidade dos cabos e resistividade 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
Devices endereçados de 0 até 63 (em qualquer ordem) 
• 0 para o scanner 
• 62 para a interface mc-rede 
• 63 para novos equipamentos 
Fonte 24Vcc 
#61 
#25 
#16 #53 
#51 
#2 
Número de estações ativas 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
#62 
#25 
#16 #53 
#51 
Fonte 24Vcc 
#2 
Cabo Grosso: 
Soma:50+15+9+25 +35+35=169m < 500m 
15m 
6m 
6m 
4m 
9m 
35m 
#15 
3m 
Comprimento do cabo grosso 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
35m 
#62 
#25 
#16 #53 
#51 
Fonte 24Vcc 
#2 
6m 
6m 
4m 
Cabo Fino: 
Comprimento < 6m 
Soma:6 + 6 + 6 + 2 + 4+ 3 = 27m < 156m 
15m 9m 
#15 
3m 
Comprimento do cabo fino 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
Pontos importantes em um projeto com 
rede DeviceNet 
• Projeto documentado 
 Topologia 
 Estudo da queda de tensão ao longo da rede 
 Resistores de terminação 
• Instalação no campo 
• Aterramento 
Projeto de rede 
 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
#62 
#25 
#16 #53 
#51 
Fonte 24Vcc 
#2 
6m 
6m 
4m 
15m 9m 
35m 
~ 0mA 
0,5A 
2,5A 
0
,5
A
 
3A 
0,5A 
0,5A 
1
A
 
1
A
 
2A 
Verificar qual a corrente 
que cada trecho está 
submetido, para o 
cálculo da queda de 
tensão ao longo da linha. 
Cálculo das correntes 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
50m x 0,015 
Ω/m 
x 3A = 2,25V 
15m 
6m 
6m 
4m 
9m 
0,5A 
2,5A 
0
,5
A
 
3A 
0,5A 
0,5A 
1
A
 
1
A
 
2A 
I 
F 
J 
C 
E 
G 
Deve-se calcular a queda 
de tensão ao longo da 
linha provocada pela 
corrente de consumo 
sobre a resistência do 
cabo da rede. 
24,00V 
A = 21,75V 
15m x 0,015 
x2,5A = 0,56V 
9m x 0,015 Ω/m 
x2A = 0,27V 
9
5
m
 x
 0
,0
1
5
 Ω
/m
 
x
 1
A
 =
 1
,4
2
V
 
H=19,50
V 
D=20,92V 
B=21,19V 
U (V) = C (m) x  (Ω/m) x I (A) 
Queda de Tensão: Lei de Ohm 
 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 15m 
6m 
6m 
4m 
9m 
0,5A 
2,5A 
0
,5
A
 
3A 
0,5A 
0,5A 
1
A
 
1
A
 
2A 
24,00V 
6m x 0,069 Ω 
x0,5A = 0,21V 
H=19,50V 
D=20,92V 
B=21,19V 
Limite DeviceNet > 24V - 4,65V > 19,35V 
C=20,98V 
E=20,77V 
G=20,77V 
I=19,36V J=19,22V 
4m x 0,069 Ω 
x0,5A = 0,14V 
2m x 0,069 Ω 
x1A = 0,14V 
A = 21,75V 
Somente o Ponto A está 
corretamente alimentado 
acima de 24V -10% (21,6V). 
Tensão nos equipamentos 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
Exercício: No exemplo anterior reposicione a fonte conforme indicado abaixo e recalcule a 
tensão de alimentação de cada escravo. 
~ 0mA 
#62 
#25 
#16 
#53 
#51 
#2 
6m 
6m 
4m 
15m 9m 
3A 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
6m 6m 
4m 
0,5A 
0,5A 
0
,5
A
 
0,5A 
0,5A 
1
A
 
1
A
 
1A 
15m 9m 
3A 
24,00V 
~ 0mA 
A 
E 
B 
C 
D 
F 
G 
H 
I J 
Posicionamento da fonte 
 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
6m 
6m 
4m 
0,5A 
0,5A 
0
,5
A
 
0,5A 
0,5A 
1
A
 
1
A
 
1A 
15m 9m 
3A 
D=24,00V 
A = 23,75V 
15m x 0,015 
Ω 
x0,5A = 0,11V 
9m x 0,015 Ω 
x1A = 0,14V 
9
5
m
 x
 0
,0
1
5
 Ω
 
x
 1
A
 =
 1
,4
2
V
 
B=23,86V H=22,58V 
6m x 0,069 Ω 
x0,5A = 0,21V 
C=23,65V 
E=23,79V 
G=23,79V 
I=22,44V 
J=22,30V 
4m x 0,069 Ω 
x0,5A = 0,14V 
2m x 0,069 Ω 
x1A = 0,14V 
Ganho de 3,08V 
Ganho de 3,08V 
somente posicionando 
a fonte em outro local. 
NÃO adianta 
aumentar a 
capacidade da fonte. 
Posicionamento da fonte 
 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
~ 0mA 
#62 
#25 
#16 #53 
#51 
#2 
6m 
6m 
4m 
0,5A 
0,5A 
0,5A 
1
A
 
1
A
 
15m 9m 
3A 
3
1
0
m
 x
 0
,0
1
5
 Ω
 
x
 1
A
 =
 4
,6
5
V
 
H=19,35V 
I=19,21V 
J=19,07V 
4m x 0,069 Ω 
x0,5A = 0,14V 
2m x 0,069 Ω 
x1A = 0,14V 
Necessidade de Recalculo. 
0,5A 
0
,5
A
 1A 
9m 
Extensão da rede 
 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
6m 
6m 
4m0,5A 
1,5A 
0,5A 
0,5A 
1
A
 1A 
15m 9m 
1A 
I=23,86V 
J=23,72V 
4m x 0,069 Ω 
x0,5A = 0,14V 
2m x 0,069 Ω 
x1A = 0,14V 
Fonte 1 
2A 
~
 0
m
A
 
Interromper 
o positivo: 
Fonte 2 
C=22,06V 
E=21,92V 
G=21,92V 
A = 22,5V 
Cada trecho com a sua fonte de 
alimentação. 
Múltiplas fontes 
 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
6m 
6m 
4m 
0,5A 
1,5A 
0,5A 
0,5A 
1
A
 1A 
15m 9m 
1A 
I=23,86V 
J=23,72V 
4m x 0,069 Ω 
x0,5A = 0,14V 
2m x 0,069 Ω 
x1A = 0,14V 
Fonte 1 
2A ~
 0
m
A
 
Interromper 
o positivo: 
Fonte 2 
C=23,45V 
E=23,31V 
G=23,31V 
A = 24V 
A mudança da fonte acrescentou 1,39V 
Fontes no campo 
 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
6m 
6m 
4m 
15m 9m 
Fonte 1 
Fonte 2 
Distribuidor de alimentação 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
6m 
6m 
4m 
15m 9m 
Fonte 1 
Fonte 2 
Distribuidor de rede 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
Pontos importantes em um projeto com 
rede DeviceNet 
• Projeto documentado 
 Topologia 
 Estudo da queda de tensão ao longo da rede 
 Resistores de terminação 
• Instalação no campo 
• Aterramento 
Projeto de rede 
 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
6m 
4m 
15m 9m 
Fonte 
1 
Fonte 
2 
6m 
Resistor Terminação: 
121Ω 
1/4 W 
Resistor de Terminação 
 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
6m 
4m 
15m 9m 
Fonte 1 
Fonte 2 
120Ω 
120Ω 
Ultimo derivador ou na 
extremidade cabo grosso. 
Resistor de Terminação 
 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
Pontos importantes em um projeto com 
rede DeviceNet 
• Projeto documentado 
 Topologia 
 Estudo da queda de tensão ao longo da rede 
 Resistores de terminação 
• Instalação no campo 
• Aterramento 
Projeto de rede 
 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
Fonte 24Vcc 
() 
() 
Verificar se o negativo e o dreno estão isolados do aterramento 
da planta antes de interliga-los. 
Aterramento da rede 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
6m 
6m 
4m 
15m 9m 
Fonte 1 
Fonte 2 
• Aterrar somente uma fonte, de preferência no centro da rede. 
• Aterrar somente em 1 Ponto 
Aterramento da rede 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
#62 
#25 
#16 #53 
#51 
#2 
Interoperabilidade - Topologia 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
Permite a troca e inclusão de equipamentos com a rede energizada 
#62 
#25 
#16 
#53 
#51 #2 
Uso de Derivador: Interoperabilidade 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
PLC com porta DeviceNet 
#31 
#16 
#23 
SLC 5/03 
ALLEN-BRADLEY 
Rede ASI 
No 1 
Rede DNet 
Rede ASI 
No 2 
Gateways 
AS-Interface 
DeviceNet 
#16 
#23 
SLC 5/03 
ALLEN-BRADLEY 
Fonte ASI 
Fonte ASI 
Gateway ASI / DeviceNet 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
Indutivo 
Unikon 
Fonte 24Vcc 
Foto-elétrico 
VF 
Indutivos M18 e M30 
Indutivo Pentakon 
Sensores em Rede 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
Módulos de Campo MD com terminal ou conector M12 Fonte 24Vcc 
Módulos de Painel 
KD com terminal 
Botoeira 
Rede com Módulos E/S 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
Mestre / Escravo 
ALLEN-BRADLEY
7 8 9
4 5 6
1 2 3
. 0 -
<-----------------'
<
-
-
 
F1
F6
F2
F7
F3
F8
F4
F9
F5
F1
0
Pa ne lView 5 5 0
< >
^
v
Multimestre 
ALLEN-BRADLEY
7 8 9
4 5 6
1 2 3
. 0 -
<-----------------'
<
-
-
 
F1
F6
F2
F7
F3
F8
F4
F9
F5
F1
0
Pa ne lView 5 5 0
< >
^
v
Tipos de comunicação 
 Origem / Destino 
 Multimestre Mestre / Escravo 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
– ação sincronizada entre os nós é muito difícil uma vez que os dados chegam aos nós em 
momentos diferentes 
– desperdício de recursos em função da repetição dos mesmos dados quando apenas o destino é 
diferente 
Tipos de comunicação 
Mestre / Escravo 
ALLEN-BRADLEY
7 8 9
4 5 6
1 2 3
. 0 -
<-----------------'
<
-
-
 
F1
F6
F2
F7
F3
F8
F4
F9
F5
F1
0
Pa ne lView 5 5 0
< >
^
v
w
w
w
.i
n
at
el
.b
r 
w
w
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Tipos de comunicação 
Produtor / Consumidor 
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v
Do ponto de vista prático, esta forma de comunicação é mais flexível, pois dependendo da 
natureza da informação a ser trocada pode-se optar pela forma mais adequada, otimizando o 
barramento no que diz respeito ao tráfego. 
A rede DeviceNet utiliza este conceito e aplica as várias formas de comunicação dependendo 
da função a ser realizada pelos equipamentos. 
Outra grande vantagem disponível na rede Produtor-Consumidor é a possibilidade de uma 
informação ser gerada e distribuída por qualquer equipamento da rede. 
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Tipos de comunicação 
Produtor / Consumidor 
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v
• I/O: tipo de telegrama síncrono dedicado à movimentação de dados prioritários 
entre um produtor e um ou mais consumidores. Dividem-se de acordo com o método 
de troca de dados que podem ser: 
• Polled 
• Bit Strobe 
• Cíclico 
• Mudança de estado 
 
• Explicit: tipo de telegrama de uso geral e não prioritário. Utilizado principalmente 
em tarefas assíncronas tais como parametrização e configuração do equipamento. 
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Polled: método de comunicação em que o mestre envia um 
telegrama a cada um dos escravos da sua lista (scan list). Assim que 
recebe a solicitação, o escravo responde prontamente a solicitação 
do mestre. Este processo é repetido até que todos sejam 
consultados, reiniciando o ciclo. 
Tipos de comunicação 
Polled Message 
ALLEN-BRADLEY
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Bit Strobe 
ALLEN-BRADLEY
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v
Tipos de comunicação 
Produtor / Consumidor 
Bit-strobe: método de comunicação onde o mestre envia para 
a rede um telegrama contendo 8 bytes de dados. Cada bit 
destes 8 bytes representa um escravo que, seendereçado, 
responde de acordo com o programado. 
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Mudança de Estado 
Digital I/O 
ALLEN-BRADLEY
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v
Tipos de comunicação 
Produtor / Consumidor 
Change of State: método de comunicação onde a troca de dados entre 
mestre e escravo ocorre apenas quando houver mudanças nos valores 
monitorados/controlados, até um certo limite de tempo. Quando este 
limite é atingido, a transmissão e recepção ocorrerão mesmo que não 
tenha havido alterações. A configuração desta variável de tempo é feita no 
programa de configuração da rede. 
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Tipos de comunicação 
Produtor / Consumidor 
Analógico I/O 
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v
Cíclico 
a cada 100ms 
a cada 0,5s 
a cada 5ms 
Cyclic: outro método de comunicação muito semelhante ao anterior. A única 
diferença fica por conta da produção e consumo de mensagens. Neste tipo, toda 
troca de dados ocorre em intervalos regulares de tempo, independente de terem 
sido alterados ou não. Este período também é ajustado no software de 
configuração de rede. 
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Profibus FMS 
Modbus Plus 
LONWorks 
DH+ 
Profibus DP 
ASI 
Interbus-S 
RIO 
DeviceNet ControlNet 
Foundation Fieldbus 
Redes de mercado 
 Origem / Destino 
 Multimestre Mestre / Escravo 
Produtor / Consumidor 
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CAN Data Frame 
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r São definidos dois estados lógicos: 
 Recessivo (1) 
 Dominante (0) 
Qualquer nó pode iniciar uma transmissão levando o barramento 
do estado recessivo, condição sem comunicação, para o estado 
dominante (início do frame). 
 
1 bit 11 bit 1 bit 6 bit 0-8 bytes 15 bit 1 bit 1 bit 1 bit 7 bit 3 bit 
CAN Data Frame 
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Campo de Arbitração 
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 1 bit 11 bit 1 bit 6 bit 0-8 bytes 15 bit 1 bit 1 bit 1 bit 7 bit 3 bit 
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(variável 
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Frame de Dados 
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 Campo 
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(variável 
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Frame de Dados 
CAN Data Frame 
Início do Frame: 
Todos os elementos da rede CAN são sincronizados na transição de recessivo para 
dominante deste bit, para obter-se um sincronismo ideal entre todos os nós presentes na 
rede. 
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Campo de Arbitração 
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Frame de Dados 
CAN Data Frame 
Campo de Arbitração: 
Em uma rede CAN, qualquer elemento da rede pode tentar transmitir um frame para a rede 
em um determinado instante. Caso dois ou mais elementos tentem acessar a rede ao 
mesmo tempo, conseguirá transmitir aquele que enviar a mensagem mais prioritária. A 
prioridade da mensagem é definida pelo identificador do frame CAN, quanto menor o valor 
deste identificador, maior a prioridade da mensagem. 
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Arbitração e Controle 
Arbitragem: 
• Um nó só transmite quando o meio estiver livre 
• Cada nó transmite e escuta o meio, bit a bit 
• Bits dominantes “0” sobrescrevem bits recessivos “1”. 
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Campo de Arbitração 
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Frame de Dados 
CAN Data Frame 
Campo de controle e Campo de dados: 
6 bits sendo que 2 bits são fixos e 4 bits definem o tamanho do campo de controle. 
(SOF) 
Início 
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Frame 
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Frame de Dados 
CAN Data Frame 
Sequência de CRC: 
Sequência de verificação de erros computada pelos bits anteriores. 
(SOF) 
Início 
do 
Frame 
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Frame de Dados 
CAN Data Frame 
Bit de Ack: 
Nó transmissor envia Ack em recessivo (nível 1), o nó receptor força o bit para dominante 
(nível 0). 
O nó transmissor monitora se este bit foi forçado ou não para “0” indicando a confirmação 
da recepção. 
(SOF) 
Início 
do 
Frame 
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(variável 
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Frame de Dados 
CAN Data Frame 
Final do frame: 
Os bits recessivos do final da mensagem encerram o data frame. 
Espaço entre os frames: 
O espaçamento entre frames é gerado por três bits recessivos (nível lógico 1), 
condição que é mantida sempre que não houver mensagens sendo transmitidas. 
(SOF) 
Início 
do 
Frame 
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Mensagens DeviceNet 
Para a rede DeviceNet existem dois tipos de mensagens sendo basicamente um para troca 
de dados (I/O Messages) e outro para configuração e diagnósticos (Explicit Message). 
 
• I/O Message: 
São mensagens críticas em tempos e orientadas para troca de dados, geradas para conexão 
ponto-a-ponto ou multicast, utilizam tipicamente identificadores de alta prioridade. Esta 
configuração necessita de configuração prévia indicando os objetos de fonte e destino, 
indicando o produtor e o consumidor da mensagem. 
 
• Explicit Message: 
Utilizam comunicação ponto-a-ponto e são responsáveis pela troca de mensagens de 
configuração e diagnóstico de defeitos. Utilizam normalmente identificadores de baixa 
prioridade e no campo de dados informa o significado. 
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Pontos importantes em um projeto com 
rede DeviceNet 
• Projeto documentado 
 Topologia 
 Estudo da queda de tensão ao longo da rede 
 Resistores de terminação 
• Instalação no campo 
• Aterramento 
Projeto de rede 
 
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Conexão 
 
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Software da Rockwell que permite a comunicação entre um micro computador e o PLC. 
RS Links 
 
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Hardware Disponível Devices da Rede 
Histórico 
RS NetWorx 
 
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Programação Ladder 
 
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Manutenção - Endereçamento 
 
1 1 1 1 1 1 6 dips 
 
20 
+1 
+2 +4
 +8 
+16 
+32 = 63 
 0 0 0 0 0 0 = 00 
 0 1 0 1 0 0 = 10 
 1 0 1 0 0 1 = 37 
 1 1 1 1 1 1 = 63 
BAUD RATE: 
 0 0 125Kbps 
 0 1 250Kbps 
 1 0 500Kbps 
 1 1 125Kbps 
ENDEREÇO: 
1 1 2 dips 
 
21 
 
22 
 
23 
 
24 
 
25 
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.b
r 
 Erros de comunicação geral/escravos; 
 Porcentagem da banda utilizada geral/escravos; 
Tensão local (min, máx, p-p e p-pmáx.); 
Common Mode (Offset); 
 Tensão Shield; 
 Tensão diferencial entre CAN_H e CAN_L para nível “0” e “1”; 
 DeviceNet Alert 
 Aparelho mede os seguintes parâmetros: 
Verificação de Rede

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