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Sistemas Distribuídos E Redes De Computadores Para Controle E Automação Industrial

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA
CENTRO TECNOLÓGICO
DEPARTAMENTO DE AUTOMAÇÃO E SISTEMAS
Das 5331- sistemas distribuídos e
REDES de computadores para
controle e AUTOMAÇÃO industrial
PROF. DR.-ING. MARCELO RICARDO STEMMER
Versão 2001
1
1. Introdução geral.......................................................................................................................5
2. As Redes de Comunicação......................................................................................................5
2.1. INTRODUÇÃO...............................................................................................................5
2.1.1. Histórico das Redes de Comunicação.......................................................................5
2.1.2. Importância das Redes de Comunicação...................................................................6
2.1.3. Extensão e Topologia das Redes de Comunicação...................................................7
2.1.4. Aspectos Arquiteturais das Redes de Comunicação.................................................9
2.2. O MODELO DE REFERÊNCIA OSI............................................................................17
2.2.1. Introdução...............................................................................................................17
2.2.2. A Arquitetura OSI e as Funções das Camadas........................................................17
2.2.3. A Comunicação no RM-OSI...................................................................................22
2.2.4. Os Conceitos do Modelo RM-OSI..........................................................................23
2.3. SERVIÇOS E PROTOCOLOS OSI..............................................................................28
2.3.1. Introdução...............................................................................................................28
2.3.2. A Camada Física.....................................................................................................28
2.3.3. A Camada de Enlace de Dados...............................................................................43
2.3.4. A Camada de Rede..................................................................................................68
2.3.5. A Camada de Transporte.........................................................................................84
2.3.6. A Camada de Sessão.............................................................................................105
2.3.7. A Camada de Apresentação..................................................................................116
2.3.8. A Camada de Aplicação........................................................................................134
2.4. A INTERCONEXÃO DE REDES...............................................................................145
2.4.1. Introdução.............................................................................................................145
2.4.2. Aspectos da conectividade....................................................................................147
2.4.3. A interconexão segundo o modelo OSI................................................................149
2.4.4. As diferentes possibilidades de interconexão.......................................................150
2.4.5. Os Repetidores (Repeaters)...................................................................................151
2.4.6. As pontes (bridges)...............................................................................................153
2.4.7. Os roteadores (routers)..........................................................................................154
2.4.8. As passarelas (gateways).......................................................................................155
2.4.9. Concentradores.....................................................................................................156
3. AS Redes locais industriais.................................................................................................158
3.1. Introdução........................................................................................................................158
3.1.1. As redes e os níveis hierárquicos de integração fabril..............................................159
3.2. redes locais industriais ....................................................................................................162
3.2.1. Motivação..................................................................................................................162
3.2.2. Características básicas das redes industriais.............................................................162
3.2.2.1. Comportamento temporal .................................................................................162
2
3.2.2.2. Confiabilidade....................................................................................................182
3.2.2.3. Requisitos do meio ambiente.............................................................................183
3.2.2.4. Tipo de mensagens e volume de informações....................................................185
3.2.3. Projetos de Padronização de redes industriais..........................................................186
3.2.3.1. Projeto PROWAY..............................................................................................186
3.2.3.2. Projeto IEEE 802 e ISO/IEC 8802.....................................................................186
3.2.3.3. Projeto MAP......................................................................................................203
3.2.3.4. Projeto TOP........................................................................................................203
3.2.3.5. Projeto FIELDBUS............................................................................................204
3.3. O Projeto MAP (Manufacturing Automation Protocol)...................................................205
3.3.1. Introdução.................................................................................................................205
3.3.2. A arquitetura MAP....................................................................................................206
3.3.3. A arquitetura MAP-EPA...........................................................................................208
3.3.4. A arquitetura Mini-MAP...........................................................................................209
3.3.5. Os serviços de mensagem industrial (MMS)............................................................209
3.3.5.1. Os objetos MMS................................................................................................211
3.3.5.2. Os serviços MMS...............................................................................................212
3.4. Redes Fieldbus.................................................................................................................217
3.4.1. Motivações e Requisitos do Fieldbus........................................................................217
3.4.2 A proposta FIP (Factory Instrumentation Protocol)...................................................222
3.4.2.1. Introdução..........................................................................................................223
3.4.2.2. A camada Física ................................................................................................223
3.4.2.3. A camada de Enlace...........................................................................................223
3.4.2.4. A Camada de Aplicação.....................................................................................226
3.4.2.5. Funções de gerenciamento da rede.....................................................................227
3.4.3. A proposta PROFIBUS (PROcess FIeld BUS).........................................................227