TRABALHO 1 AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL

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STUART DE CARVALHO SILVA R.A. 18757465 
DIFERENÇAS ENTRE AS TECNOLOGIAS PROFINET E PROFIBUS
Profibus é um protocolo digital tradicional baseado na comunicação serial. Já Profinet é um novo protocolo baseado na Ethernet indústria.
A Profinet suporta uma comunicação mais rápida com mais largura de banda, isso significa que a mensagem seria maior que para o Profibus.
PROFINET pode ser usado em instalações com estruturas flexíveis de linha, árvore, estrela e anel, eliminando assim a necessidade de soluções personalizadas de alto custo.
A solução é completamente baseada no padrão ethernet: transmissões com fio e sem fio podem ser facilmente combinadas, portanto, a comunicação WLAN e bluetooth pode ser integrada, inclusive para dados em tempo real.
A topologia de rede segue o desenho da máquina, o que significa que custos de cabeamento são reduzidos e o comissionamento é simplificado. Possíveis expansões na topologia são feitas sem medidas adicionais.
PROFIBUS - A transmissão RS 485 é a tecnologia de transmissão mais utilizada no PROFIBUS, embora a fibra ótica possa ser usada em casos de longas distâncias (maior do que 80Km).
Normalmente se aplica em áreas envolvendo alta taxa de transmissão, instalação simples a um custo baixo. A estrutura do barramento permite a adição e remoção de estações sem influências em outras estações com expansões posteriores sem nenhum efeito em estações que já estão em operação.
Quando o sistema é configurado, apenas uma única taxa de transmissão é selecionada para todos os dispositivos no barramento.
SEGUE A PLANILHA DE SOMPARAÇÕES TÉCNICAS
ENDEREÇAMENTO NA REDE PROFIBUS
O profibus DP suporta até 126 dispositivos mestres ou escravos. O endereçamento é efetuado conforme o tipo de dispositivo, por exemplo:
Inversores de frequência e soft-starters: O endereço profibus é selecionado por meio de um dos parâmetros de configuração do equipamento;
Interfaces remotas: O endereço é configurado por meio de DIP switch diretamente do equipamento;
Controladores: Alguns controladores possuem seu endereço definido pelo software de programação/configuração.
Quanto ao endereçamento, pode-se ter duas arquiteturas a analisar onde fundamentalmente tem-se a transparência dos couplers e a atribuição de endereços aos links devices, conforme pode ver nas figuras 1 e 2.
Figura 1- endereçamento com couplers Figura 2- endereçamento com links
 Note que na figura 2 a capacidade de endereçamento é significante aumentada com a presença dos links, uma vez que são escravos para o DP e mestres do PA.
ENDEREÇAMENTO NO PROFINET
O endereçamento de rede é feito através de um número único de 6 bytes, atrelado à placa de rede de cada computador. Em uma mesma rede não podem haver dois dispositivos com o mesmo número MAC (Media Acess Control). Comparado com o IP, que é um endereço de rede variável e a mudança de uma rede pra outra leva à um IP diferente, o MAC é um número único e invariável. O MAC de um dispositivo é representado como um conjunto de 12 algarismos em hexadecimal. Cada algarismo hexadecimal equivale a um número de 4 bits. O IEEE padronizou os endereços MAC como a figura 2.10. Os 3 primeiros bytes são o endereço OUI que identificam o fabricante da placa de rede. Os 3 últimos bytes são designados pela fabricante e cada placa fabricada por esse fabricante possui um número diferente.
Cada dispositivo de campo tem um nome simbólico que o identifica de forma única em um sistema PROFINET IO. Esse nome é usado para o IO controler aprender o endereço MAC do IO device e lhe atribuir um endereço IP. O protocolo DCP (Dynamic Configuration Protocol) integrado em cada I/O-Device é usado para essa finalidade.
 O endereço IP é atribuído através do protocolo DCP baseado no nome do dispositivo. O DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) é utilizado no mundo todo, como consequência,o padrão PROFINET fornece configurações opcionais de endereçamento via DHCP ou via mecanismos específicos do fabricante. As opções de endereçamento suportadas por um dispositivo de campo são definidas no arquivo GSD.
 Opcionalmente, o nome do I/O-Device também pode ser automaticamente atribuído por meio de uma topologia previamente configurada, baseada na detecção de vizinhança. 
Um I/O-Device PROFINET é endereçado para troca direta de dados através do seu endereço MAC (veja quadro).
	Endereço MAC e OUI (organizationally unique identifier)
 Cada dispositivo PROFINET é endereçado com base em um endereço MAC. Esse endereço é único no mundo. O código da empresa (bits 47 a 24) pode ser obtido gratuitamente através do departamento de padronização da IEEE. Essa parte é chamada de OUI (organizationally unique identifier). O PI oferece endereços MAC para fabricantes de dispositivos que não queiram se filiar a IEEE para obter seu próprio OUI, em outras palavras, um OUI fixo. Esse serviço permite que os membros da PI adquiram Endereços MAC do PI Support Center. O fornecimento pode ser feito em blocos de 4000 endereços. O OUI do PI é 00-0E-CF e é estruturado como se mostra na tabela. O OUI pode ser usado para até 16.777.214 produtos.
	Bits significativos 47 a 24 
	Bits significativos 23 a 0 
	0
	0
	0
	E
	C
	F
	X
	X
	X
	X
	X
	X
	Código da empresa
	OUI Número consecutivo
Camada Física
PROFINET - O IEEE 802.3 define uma série de cabos que podem ser utilizados como meio físico do padrão. Eles incluem cabo coaxial, cabo de par trançado e cabo de fibra ótica. Além disso, existem diferentes padrões de envio de sinais e de diferentes velocidades. Para o padrão original, com velocidade de 1 a 10 Mbps, a tabela especifica os tipos de cabos:
Tabela: Tipos de Cabos
	CABO
	TIPO DE CABO
	VELOCIDADE
	COMPRIMENTO MAX.
	10Base2 
10Base5
10BaseT
10BaseF
1Base5 
	 Coaxial 
Coaxial 
Par trançado 
Fibra ótica 
Par trançado 
	 10 Mbps 
 10 Mbps
10 Mbps 
10 Mbps 
1 Mbps 
	185m
500m
100m
2000m 
500m
As principais funções e serviços realizados por essa camada são:
· Entrega símbolo-por-símbolo ou bit-por-bit;
· Provê uma interface ao meio de transmissão, incluindo;
· Especificação mecânica dos conectores elétricos e cabos;
· Especificação elétrica do nível da força e impedância do sinal de transmissão;
· Interface do sinal de rádio (Wi-Fi), como frequência de alocação do espectro eletromagnético, força do sinal, largura da banda, etc.
· Especificação da radiação infravermelha sobre fibras óticas.
· Modulação;
· Codificação da linha;
· Sincronização dos bits em uma comunicação serial síncrona;
· Comunicação serial assíncrona:
· Sinalização de início e fim;
· controle de fluxo.
· Comutação de circuitos;
· Multiplexação;
· Detecção de portadora e detecção de colisão, (utilizado por alguns protocolos de acessos múltiplos na camada de enlace);
· Filtragem de equalização, sequências de treinamento, modelagem de pulsos e outros processamentos de sinal de sinais físicos;
· Correção de erro antecipada;
· Intercalação de bits.
A camada física também está preocupada com:
· Taxa de bits;
· Configuração de linha ponto-a-ponto, multiponto ou ponto-a-multiponto;
· Topologia de rede física;
· Comunicação serial ou paralela;
· Modo de transmissão simplex, half duplex ou full duplex;
· Autonegociação.
PROFIBUS - 
· Provê conexões elétricas e mecânicas para a rede (cabos e conectores)
· Normas de cabeamento EIA\TIA, cabos metálicos, fibra óptica e interface de rede: ex. Cabo par trançado de rede ou interface de rede conhecida como NIC.
· HUB – Equipamento que faz a transmissão dos pulsos elétricos em broadcast
Tipos de cabos principais 
· Cabo metálico
· Coaxial
· Par trançado
· Fibras óticas
· Ondas de rádio (eletromagnéticas) 
Principais funções e serviços da camada física
· Entrega bit a bit ou símbolo a símbolo
· Especificação mecânica de conectores elétricos e cabos
· Especificação elétrica de níveis de sinal de linha de transmissão e impedância
· Interfaces de rádio alocação de frequência do espectro eletromagnético 
· Modulação e multiplexação de sinais 
· Controle de fluxo e sinalização start-stopPROFINET - Vantagens
Um só cabo. Com sua comunicação integrada, baseada em Ethernet, PROFINET satisfaz uma ampla gama de requisitos, desde atribuições de parâmetros com grande quantidade de dados até trocas de dados de I/O extremamente rápidas. PROFINET permite automação em tempo real ao mesmo tempo em que proporciona uma interface direta ao nível de TI.
Rede flexível. O PROFINET é 100% compatível com Ethernet de acordo com as normas IEEE e se adapta às aplicações industriais graças às suas topologias flexíveis em linha, anel, estrela e árvore e soluções por cabo ou fibra óptica. PROFINET não requer soluções personalizadas de alto custo e permite também comunicação sem fio com WLAN e Bluetooth
Disponibilidade. O PROFINET integra automaticamente soluções de redundância e conceitos de diagnósticos inteligentes. A transmissão acíclica de dados de diagnóstico fornece importantes informações do estado da rede e dos dispositivos, incluindo uma visualização da topologia de rede. Os conceitos de redundância de meio físico e de sistema aumentam significativamente a disponibilidade da aplicação.
Segurança funcional. Atecnologia comprovada de segurança PROFISAFE do PROFIBUS também está disponível para o PROFINET. A habilidade para usar o mesmo cabo para comunicação comum e comunicação relacionada com segurança funcional traz economia em dispositivos, engenharia e configuração.
Desvantagens
Ausência de interoperabilidade pela falta da camada de aplicação (por si só, apresenta definições apenas para as camadas 1 e 2 do modelo ISO); 
Falta de determinismo e tempo de resposta insuficiente para algumas aplicações; 
Dificuldades de sincronismo a nível de ms; 
Falta de solução para segurança intrínseca
PROFIBUS - Vantagens
Os benefícios da utilização das redes Profibus foram muitos e podemos destacar a facilidade da instalação dos grandes sistemas de comando e controle, diminuindo tempo de instalação em plantas novas, a facilidade de elaboração de lógicas em sistemas padronizados com blocos de comunicação, as informações adicionais dos dispositivos e instrumentos para configuração e gerenciamento de ativos on-line, simplicidade, robustez e informação, alavancaram as aplicações Profibus no setor.
Tem como vantagem, ser um dos padrões mais amplamente aceito internacionalmente. Bastante difundido na Europa, popular na América do Norte, e Sul e em partes da África e Ásia. Profibus pode lidar com grandes quantidades de dados à alta velocidade e serve as necessidades de grandes instalações. As versões DP, FMS e PA juntas endereçam a maioria das aplicações de automação.
Desvantagens - A desvantagem dessa rede é a sobrecarga de transmissão de mensagens, para pequenas quantidades de dados, sem alimentação no barramento, e sensivelmente mais caro que algumas outras concorrentes.