Sistemas Supervisórios e Redes Industriais Atividade de Pesquisa

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Avaliação de Pesquisa: Sistemas Supervisórios e Redes Industriais 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1. Cite duas vantagens da utilização das redes industriais em relação aos sistemas tradicionais 
Redução de instalações elétricas; 
Redução do tamanho de painel elétrico; 
Modularização de máquinas e equipamentos; 
Diagnóstico local de falhas; 
Diagnóstico real time em supervisório; 
Flexibilidade na ampliação ou modificação. 
 
2. Qual é a diferença entre uma rede industrial e uma rede de escritório comum? Quando utilizar 
uma ou outra? 
 A rede industrial é probabilística, ou seja, não possui tempo exato para tráfego de informações. 
 A rede comum é utilizada na comunicação computadores, servidores, impressoras e etc.., ou 
seja, ambientes de escritório. 
 
3. Explique detalhadamente como funciona o ciclo de varredura para rede AS-I. Quais são as 
principais partes do ciclo? 
 AS-I tem como característica principal trafegar informações de natureza discreta, ou seja, dados 
provenientes de sensores discretos e de atuadores ON/OFF. Como a maioria das redes industriais 
disponíveis no mercado: 
O mestre faz a varredura das informações de entrada, executa o software de aplicação do usuário e 
atualiza as informações de saída. 
 
 
 
Sistemas Supervisórios e Redes Industriais 
Aluno (a): Alessandro Viana de Araujo Data: 01 / 08 / 21 
Atividade de Pesquisa NOTA: 
ORIENTAÇÕES: 
 Ler atentamente as instruções contidas no documento é de fundamental importância na realização da 
avaliação. 
 Para esta atividade o aluno poderá utilizar-se das ferramentas de pesquisas como: internet, artigos científicos, 
manuais técnicos, livros e literaturas disponibilizadas em nossa biblioteca. 
 Preencha todos os dados referente a sua identificação como: nome completo, data de entrega. 
 As respostas poderão ser de escritas forma manual e/ou digitadas abaixo de cada pergunta. 
 Ao terminar a avaliação o arquivo deverá ser salvo com o nome: "Avaliação de Pesquisa" (nome do aluno). 
 Envie o arquivo pelo sistema em formato digital em pdf ou word. 
Bons Estudos! 
 
 Avaliação de Pesquisa: Sistemas Supervisórios e Redes Industriais 
4. Para que serve a memória RAM do mestre AS-I? E a memória EEPROM? 
 RAM: armazena o estado atual dos I/Os do escravo. 
 EEPROM: armazena informações vitais do escravo, como endereço, IO, ID, parametrização e 
características especiais. 
5. O que significam os parâmetros 10 e 1D gravados nos escravos da rede AS-I? Como eles são 
gravados? 
 O código I/O define a função de cada pino de informação, podendo ser esta entrada ou saída. A 
primeira tabela tem essas possibilidades. Esse código só pode ser acessado ou alterado pelo 
fabricante, sendo necessárias funções específicas para realizar o procedimento. A Tabela 2.3 ilustra os 
tipos de códigos I/O, sendo E = Entrada e S = Saída. D0 a D3 são os portais de entrada ou saída, 
dependendo da configuração desejada pelo fabricante. 
 
 
6. Explique a diferença entre utilizar uma fonte AS-I legítima e uma fonte normal acoplada a um 
expansor de fonte. Quando utilizar uma ou outra configuração? 
 Fonte legítima para rede AS-I: 
Os indutores estão internamente montados na fonte. Esta possui uma potência menor do que uma fonte 
comum (até 3A de fornecimento). 
 
 Fonte comum com um expansor de fonte separado. 
O expansor de fonte serve apenas para desacoplar o sinal AC do DC na rede (isolação), sendo um 
elemento passivo (sem endereço), separado da rede. Internamente, possui apenas as bobinas de 
desacoplamento do sinal. Essa opção provê mais corrente do que a primeira (com fonte legítima AS-I), 
geralmente até 8 A, porém é necessário ter dois elementos separados na rede (fonte e expansor), o que 
pode valorizar o custo de instalação da rede e provocar problemas de manutenção. 
 
 
7. Explique a função de Frame (ou telegrama) de dados: conjunto de bits trafegados na rede para 
identificação, configuração e valor dos Vos do mestre ou dos escravos. 
 A troca de mensagens no Profibus acontece em ciclos e cada pacote de dados é conhecido 
como mensagem ou frame. Cada frame de requisição de dados ou de envio de dados a uma estação 
mestre Profibus está associado a um frame de confirmação ou resposta de uma estação mestre ou 
escrava. 
Os dados podem ser transmitidos em frames de envio ou resposta, sendo que o frame de confirmação 
não contém dados, isto é, somente apresentará em seus campos códigos de reconhecimento do frame 
pela estação. Isto avisa a estação mestre que o escravo irá processar e responder ao mestre em breve. 
 O ciclo de mensagens é somente interrompido quando se tem a transmissão do frame de token 
(este é passado entre as estações mestres em uma ordem numérica ascendente de endereços por 
meio do frame de token e com isto o mestre que o recebe dominará a comunicação por um determinado 
 
 Avaliação de Pesquisa: Sistemas Supervisórios e Redes Industriais 
tempo) e pela transmissão de dados sem confirmação, necessária para mensagens broadcast. Em 
ambos os casos não há confirmação. 
 Todas as estações, exceto a que detém o token, monitoram todas as requisições e confirmam 
ou respondem somente quando são endereçadas. A confirmação ou resposta retornará em um tempo 
predefinido, o slot time (máximo tempo que o mestre irá esperar por uma resposta do escravo). Caso 
contrário, a requisição será repetida. A estação que não confirmar ou responder depois de um certo 
número de tentativas (retries) será listada como “não operacional” pela estação mestre. 
 Se um escravo detecta um erro de transmissão ao receber um pedido do mestre, ele 
simplesmente não responde e depois de esperar um slot time, o mestre enviará novamente o pedido 
(retry). Da mesma forma se o mestre detectar uma falha na resposta do escravo, também enviará 
novamente o pedido. O número de vezes que o mestre tentará sucesso na comunicação com o escravo 
dependerá da taxa de comunicação: 
 
 9.6 kbits/s a 1.5 Mbits/s – retry = 1 
 3.0 Mbits/s – retry = 2 
 6.0 Mbits/s – retry = 3 
 12.0 Mbits/s – retry = 4 
 
Após esgotar todos os retries, o mestre marca o escravo, indicando um problema e faz 
o log out dele. Nos ciclos subsequentes, se o mestre conseguir sucesso, realizará a 
sequência do startup novamente (4 ciclos para trocar dados novamente). 
 
8. Quais são as principais tecnologias aplicadas no conceito de 14.0? 
 Gestão de ativos e de desempenho: 
É nítido que a implantação de sensores de baixo custo sem fio e com conectividade fácil à nuvem (além 
de outros tipos de redes), juntamente com uma análise bem-feita dos dados, melhorará o desempenho 
de ativos, pois essas ferramentas permitem que os dados sejam facilmente obtidos a partir do campo e 
convertidos em informações manipuláveis em tempo real. 
 
 Manufatura aditiva: 
É o termo genérico usado para descrever o processo de manufatura por meio do qual operam diversas 
ferramentas, como a impressora 3D. Trata-se de um processo mecânico no qual diversas camadas de 
material são progressivamente sobrepostas uma à outra com o objetivo de formar um objeto, 
geralmente tendo como base um modelo digital. 
 
 Prospecção de dados ou mineração de dados (também conhecida pelo termo inglês data 
mining): 
É o processo de explorar grandes quantidades de dados à procura de padrões consistentes, como 
regras de associação ou sequências temporais para detectar relacionamentos sistemáticos entre 
variáveis, detectando, dessa maneira, novos subconjuntos de dados. 
 
 Protocolos de interconexão entre as redes industriais e as redes de comunicação: 
Com a finalidade de conectar as redes de automação industrial às redes de comunicação comerciais 
(redes de TI), dois protocolos estão despontando como os mais utilizados no momento: MQTT 
(Message Queue Telemetry Transport) e OPC UA (Unified Architecture). Ambos os protocolos são 
padrões de interoperabilidade para a troca de dados segura e confiável no espaço de automação 
industrial e em outras indústrias. São plataformas independentesque garantem o fluxo de informação 
contínuo entre os dispositivos de diversos fornecedores. 
 
 Cloud Computing: 
Computação em nuvem. Conceito sobre armazenagem e manipulação de informações que estão 
guardadas em um local ciberfísico. 
 
9. Explique a diferença entre as versões de rede PROFINET 10 e CBA. Onde e quando utilizar uma 
ou outra? 
 PROFINET IO (Input/Output), é utilizado em aplicações em tempo real (rápidas). 
 
 PROFINET CBA (Component Based Automation), é usado em aplicações em que o tempo não 
é crítico, por exemplo, na conversão de PROFINET para rede PROFIBUS DP. 
 
 
 
 Avaliação de Pesquisa: Sistemas Supervisórios e Redes Industriais 
10. Qual é a finalidade do arquivo GSDML? Onde ele deve ser instalado? 
 
 O PROFINET IO é na realidade uma extensão do protocolo PROFIBUS DP. Ele opera 
diretamente com os elementos de campo, realizando leituras de sensores, atualizações dos sinais de 
saída e controle de diagnósticos da rede. A rede Ethernet Industrial PROFINET IO descreve um modelo 
de dispositivo que é baseado em características essenciais do PROFIBUS DP, incluindo canais para 
cada elemento alocado na rede. As características dos dispositivos de campo são descritas via arquivo 
GSD (General Specification Default) em uma base XML (Extensible Markup Language). O arquivo 
GSDML (GSD em uma base de programação XML) acompanha todos os elementos da rede 
PROFINET IO e descreve as principais características de cada um deles. Ele deve ser fornecido pelo 
fabricante do equipamento.