PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 1 Érico Nikaido Pedro Cavalcante Redes De Comunicação Para Sistemas De Automação Industrial.

Apresentação em tema: "PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 1 Érico Nikaido Pedro Cavalcante Redes De Comunicação Para Sistemas De Automação Industrial."— Transcrição da apresentação:

1 PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 1 Érico Nikaido Pedro Cavalcante Redes De Comunicação Para Sistemas De Automação Industrial PCS 2038 – Conceitos de Gerais de Automação

2 PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 2 Redes Industriais Permitir interoperabilidade. – Comunicação transparente entre os setores da fábrica. Chão de fábrica até a diretoria da empresa. Gerenciar grande quantidade de informação em real time Melhora nos processos produtivos aumentando eficiência e qualidade

3 PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 3 Foco da Apresentação Abordar alguns temas conhecidos – OSI, Ethernet, etc.. Abordar alguns conceitos novos: AS-I, CAN, HART, MODBUS, DEVICENET, CONTROLNET, MES e PIMS.

4 PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 4 Histórico (I) Sistemas de controle de processos e manufaturas surgiu na década de 1940 baseados em sistemas pneumáticos. Década de 1950 tecnologia de sinais analógicos ganhou impulso. Década de 1960 iniciou-se o emprego em massa de sistemas digitais.

5 PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 5 Histórico (II) Consequências do emprego de sistemas digitais. – Ocorreu o aumento na competitividade nos sistemas de manufatura – Introduziu-se conceitos de qualidade e eficiencia fabril. Criou-se a necessidade de um maior controle de processos industriais por parte da administração e gestão da empresa.

6 PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 6 Histórico (III)

7 PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 7 Redes de Comunicação Industrial Iniciou-se na década de 1950 com a utilização de sinais analógicos. Sinais analógicos substituiram os antigos sistemas pneumáticos. Aumentou a eficiência e diminuiu os custos. Nos anos 1990 surgiu a necessidade da padronização em redes locais.

8 PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 8 Padrão OSI

9 PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 9 Especificações de uma rede Taxa de transmissão Extensão das redes de comunicação – PAN (Personal Area Network) – LAN (Local Area Network) – CAN (Campus Area Network) – MAN (Metropolitan Area Network) – WAN (Wide Area Network) Topologia de rede física

10 PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 10 Pirâmide Hierárquica dos sistemas de manufaturas Nível 5:. Data Warehousing corporativo. Suporte a tomada de decisões Nível 4: ERP Nível 3: Gestão de produção sistemas MES, PIMS, APS, LIMS, etc. Nível 2: SCADA, IHM, APC Nível 1: Controladores Remotos de Sistemas Digitais Distribuidos (SDCDs) Nível 0: Instrumentação.

11 PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 11 Esquema de rede Industrial

12 PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 12 Actuator Sensor Interface Protocolo de rede industrial. Solução de redes para sensores e atuadores. Introduzida no mercado em 1993. Sistema Mestre/Escravo, tendo um mestre por rede. Executa busca de escravos chamando de maneira sequencial.

13 PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 13 Esquema de rede Industrial

14 PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 14 Controller Area Network(CAN) Protocolo desenvolvido inicialmente para industria automotiva passando para aplicações de automação industrial. Aplicações em Real Time Recepção em Multi-Cast Multimestre Detecção e sinalização de erros Retransmissão automática de mensagens corrompidas

15 PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 15 Highway Addressable Remote Transducer Protocolo de comunicação Digital/Analógico (através dos componentes “smart”) Diminui a quantidade necessária de canais de I/O.

16 PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 16 Esquema de rede Industrial

17 PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 17 ModBus Protocolo utilizado em redes Controladores Lógicos Programáveis para aquisição de sinais de instrumentos e comandar atuadores.

18 PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 18 ModBus (I) ModBus(TCP/IP): Comunicação entre SISTEMAS de supervisão e CLPs.

19 PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 19 ModBus (II) ModBus Plus: Comunicação entre CLPs, módulos de E/S, Interface Homem-Máquina, etc.

20 PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 20 ModBus(III) ModBus Padrão: Comunicação dos CLPs com os dispositivos de entrada e saída de dados, relês de proteção, controladores de processos, transdutores, etc.

21 PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 21 Esquema de rede Industrial

22 PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 22 Ethernet Industrial (I) Tempo de resposta não determinístico e não possui alta segurança na transmissão de dados – Não é recomendável utilização em automação industrial. Porém é o protocolo mais difundido(grande escala de produção), logo possui baixo custo. Outras vantagens: – Tecnologia acessível e fácil compreensão. – Plataforma aberta. – Inúmeros equipamentos disponíveis de diversos fabricantes

23 PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 23 Ethernet Industrial (II) Possui variada gama de aplicação industrial. Devido as limitações a Ethernet dificilmente substituirá os barramentos tradicionais. Alto custo para implementar o determinismo.

24 PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 24 DeviceNet – ControlNet – Ethernet

25 PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 25 DeviceNet Usado mais próximos ao dispositivo(baixo nivel) Velocidade de 125kbps-500kbps Baixo custo

26 PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 26 ControlNet Determinístico Performace pode ser repetida Produtor/Consumidor

27 PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 27 Sistemas de Gerencia de Produção Surgiu da necessidade de gerenciar a grande quantidade de informações transmitidas do campo até o controle da empresa. EPS (Enterprise Production Systems) – termo geral que identifica sistemas de gerencia de informação industrial. PIMS(Plant Information Management System) MES(Manufacturing Execution Systems) PIMS e MES atuam como intermediário entre o chão-de- fábrica e os sistemas corporativos de gestão. ERP(Enterprise Resource Planning): Transforma os dados dos processos industriais em informações de negócio

28 PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 28 MES – Manufacturing Execution System Controla todo fluxo produtivo, incluido matéria-prima e disponibilidade de máquinas. Permite saber a capacidade produtiva do chão de fábrica. 2 papeis: controlar e liberar ordens de produção. Constitui um nível intermediário entre o ERP e o chão de fábrica

29 PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 29 PIMS – Plant Information Management System Captura dados de um processo. Unifica dados vindos de diversas fontes. Facilita integração entre o ERP com o chão de fábrica.

30 PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 30 Conclusão Controle e visualização da gerência. Diversos níveis de redes de comunicação. Outros grupos abordaram partes do tema.

31 PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 31 Referências Bibliográficas http://en.wikipedia.org/wiki/AS-Interface http://en.wikipedia.org/wiki/Controller_area_network http://en.wikipedia.org/wiki/ControlNet http://en.wikipedia.org/wiki/DeviceNet http://en.wikipedia.org/wiki/Fieldbus http://en.wikipedia.org/wiki/Highway_Addressable_Remote_Transducer_ Protocol http://en.wikipedia.org/wiki/Modbus http://en.wikipedia.org/wiki/Profibus Redes de Comunicação para Sistemas de Automação Industrial - Thiago Augusto - Monografia de Graduação: http://www.em.ufop.br/cecau/THIAGO%20AUGUSTO.pdf ControlNet Network - Rockwell Automation: http://www.dia.uniroma3.it/autom/Reti_e_Sistemi_Automazione/PDF/Co ntrolNet.pdf