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PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 1 Protocolos em automação Henrique Copelli Zambon Thiago Koji Masuki PCS 2038 – Conceitos.

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1 PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de Protocolos em automação Henrique Copelli Zambon Thiago Koji Masuki PCS 2038 – Conceitos Gerais de Automação

2 PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de Agenda Protocolos em automação Automação de processo Profibus Fieldbus Automação predial BACnet ZigBee Automação veicular Controller Area Network Vehicle Area Network Conclusões Bibliografia

3 PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de Protocolo

4 PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de Desenvolvimento de protocolos

5 PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de Base instalada

6 PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de Protocolos em automação Processos Predial Veicular Residencial

7 PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de Protocolos em automação de processos

8 PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de Profibus

9 PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de Profibus Padrão aberto, mantido e constantemente atualizado pela Profibus International Estima-se: Mais de 20 milhões de nós instalados no mundo; Mais de 2800 produtos e mais de 2000 fornecedores, atendendo às mais diversas necessidades de aplicações; Mais de 1000 plantas com tecnologia Profibus-PA. Centro de Competência em PROFIBUS (PCC) localizado na Escola de Engenharia de São Carlos-USP. Único PCC da américa latina.

10 PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de Fieldbus

11 PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de Fieldbus

12 PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de Automação predial HVAC Aquecimento Ventilação Ar condicionado Iluminação Controle de acesso Detecção de incêndio

13 PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de Protocolos em automação predial 1-Wire C-BUS DSI Dynet Idranet LonTalk xAP

14 PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de BACnet Protocolo de comunicação Automatismos prediais Sistemas de controle Desenvolvimento iniciado em 1987 pelo SPC (Standard Project Committee) Certificação ASHRAE, ANSI e ISO Sob manutenção da ASHRAE

15 PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de Devices Dispositivos Mensagens de descoberta Who-Is; I-Am; Who-Has; I-Have Objects Interfaces e capacidades Entradas e saídas digitais e analógicas Calendário e eventos Notificação BACnet

16 PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de ZigBee Conjunto de protocolos de comunicação de baixo consumo Certificação IEEE Utilizam radio-frequência Características Baixa taxa de transferência Baixo consumo energético Comunicação segura Baixo custo

17 PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de Arquitetura de malha Coordinator (ZC) Raíz da rede Ligação entre redes Armazenamento de informações sobre a rede Router (ZR) Transmissão de dados entre dispositivos End device (ZED) Comunicação exclusiva com o nó-pai ZigBee

18 PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de Automação automotiva Carburação eletrônica ABS Controle e supervisão Temperatura Pressão Ajustes automáticos Espelhos retrovisores Banco do motorista Direção assistida Piloto automático Estacionamento

19 PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de Protocolos em automação veicular J1939 Keyword Protocol 2000 VAN DC-BUS IDB-1394 SMARTwireX J1708

20 PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de CAN – Controller Area Network Desenvolvido pela Bosch em 1984 Certificação ISO Topologia em barramento ou estrela Taxa de transmissão de 125kbps a 1Mbps Até 64 nós Codificação NRZ (Non Return to Zero) Baixo custo

21 PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de VAN – Vehicle Area Network Normalizada em 1990 na França pelo Bureau de Normalisation de l'Automobile Adotado pela Citroen/Peugeot e Renault Topologia de barramento Taxa de transmissão de 100kbps a 250kbps Até 16 nós Codificação Manchester

22 PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de Conclusão Existem diversos diferentes protocolos de comunicação para diferentes áreas de automação. Cada protocolo possui características específicas que fazem com que eles se ajustem adequadamente ao processo. Cada processo deve ser analisado e estudado, a fim de encontrar a melhor opção para a escolha do protocolo de comunicação que será utilizado. Essa escolha será crítica no andamento e implementação do projeto.

23 PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de Bibliografia [1] Viegas, R., Valentim, R. A. M., Texeira, D. G., Guedes, L. F., "Analisys of Protocols to Ethernet Automation Networks", Lab of Comput. & Autom. Eng., Fed. Univ. of Rio Grande do Norte, Natal, 2007 [2] Goh, H. L., Tan, K. K., Huang, S., de Silva, C. W., "Development of Bluewave: A Wireless Protocol for Industrial Automation", Dept. of Electr. & Comput. Eng., Nat. Univ. of Singapore, 2006 [3] Gutierrez, R. M. V., Pan, S. S. K., "Complexo eletrônico: automação do controle industrial", BNDES Setorial, Rio de Janeiro, n.28, p , set [4] Bushby, S. T., "BACnet(TM): a standard communication infrastructure for intelligent buildings", National Institute of Standards and Technology, Building and Fire Research Lab., Building Env. Division, Gaitherburg, MD 20899, USA, 1998 [5] Stemmer, M. R., "Redes Locais Industriaus", Departamento de Automação e Sistemas, Universidade Federal de Santa Catarica, 2009 [6] Navet, N., "Controller Area Network", University of Mulhouse, França, 1998 [7] Fredriksson, L. B., "CAN for critical embedded automotive networks", Kvaser AB, Kinnahult, 2002 [8] Zucatto, F. L., Biscassi, C. A., Monsignore, F., Fidélix, F., Coutinho, S., Rocha, M. L., ZigBee for Building Control Wireless Sensor Networks, Eng. Sch. Of São Carlos, Univ. of São Paulo,


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