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Carlos Roberto da Silva Filho, M. Eng.

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1 Carlos Roberto da Silva Filho, M. Eng.
Redes Industriais Carlos Roberto da Silva Filho, M. Eng.

2 Rede AS-i A rede AS-i: Actuator-Sensor-Interface foi inicialmente desenvolvida por um conjunto de empresas alemãs e suíças organizada pela Siemens para ser uma alternativa de rede para interligação de sensores e atuadores discretos. Em 1998 a rede foi padronizada e recebeu o nome EN50295.

3 Rede AS-i

4 Rede AS-I - Benefícios Topologia: Estrutura em árvore.
Meio físico: Cabo não blindado com dois fios para dados e energia. Distância máxima do cabo: 100 m e até 300 m com repetidores. Número de escravos: 31. Número de pontos: Até 4 sensores e 4 atuadores por escravo (máx 31 * 4 = 124 bi direcional, máx 31 * 8 = 248 sinais binários).

5 Rede AS-I - Benefícios Endereçamento: Cada escravo possui um endereço determinado. Mensagens: Inicia com o mestre para um endereço único com resposta do escravo. Taxa de transmissão: 4bits/slave/mensagem. Todos os escravos são chamados um a um pelo mestre e recebem 4 bits de dados. Cada escravo responde imediatamente com 4 bits de dados.

6 Rede AS-I - Benefícios Tempo de ciclo com 31 escravos: 5 ms.
Detecção de erros: As mensagens incorretas são identificadas e retransmitidas. Serviços do mestre: inicializar a rede, identificar os participantes, definição assíncrona dos parâmetros para os escravos, Diagnóstico do barramento e dos escravos, Mensagens de erro para o computador host, Definição de endereços em escravos substituídos.

7 Rede AS-I - Benefícios Operação do mestre: Realiza varredura cíclica de todos os participantes, realiza a transmissão cíclica de dados para o computador host ou para os escravos. Compatibilidade: sensores e atuadores de diferentes fabricantes podem ser conectados a uma interface digital serial padronizada;

8 Rede AS-I – 2.1 As novas funcionalidades na versão 2.1 são:
Ampliação dos escravos de 31 para 62. A capacidade máxima do barramento foi ampliada para I/O, mas o tempo de ciclo passou para 10ms. Um bit adicional no registro de status é utilizado para sinalizar erros de periféricos. A indicação de status de funcionamento dos escravos foi padronizada e ampliada.

9 Rede AS-I – 2.1 O número de profiles de escravos foi ampliado de 15 para 225 com a adição de novos ID codes. Melhor tratamento de sinais analógicos, ampliando o espectro de atuação das redes Asi.

10 Cabeamento

11 Cabeamento

12 Cabeamento

13 Módulo Mestre

14 Módulo Mestre

15 Módulo Escravo

16 Módulo Escravo

17 Módulo Escravo

18 Módulo Escravo

19 Conectividade A rede ASi pode se conectar ao nível de controle principal de duas formas. A primeira forma é a conexão direta, onde o mestre é parte de um PLC ou PC sendo executado dentro dos tempos de ciclos determinados por esses dispositivos; Um mestre ASi pode ser construído por qualquer fabricante uma vez que trata-se de um padrão aberto.

20 Conectividade A segunda maneira de se conectar é através de um acoplador entre uma rede de mais alto nível e a rede ASi. Atualmente existem acopladores para as redes de campo mais importantes como: Profibus, DeviceNet, CAN;

21 Conectividade

22 Conectividade

23 Conectividade

24 Conectividade

25 Conectividade

26 Conectividade

27 Conectividade

28 Conectividade

29 Camada Física É utilizado a modulação por pulsos alternados: Alternating Pulse Modulation (APM). A taxa bruta de transferência de dados na rede AS-i é de 167 kbps e a líquida é de 53.3 kbps com uma eficiência de transferência de 32%. É um método de codificação em banda base como mostra a figura a seguir. Inicialmente os bits de dados e sinal são codificados na codificação Manchester.

30 Camada Física

31 Camada Física

32 Camada Física Esta codificação implica em um deslocamento de fase a cada bit transmitido. O sinal é traduzido em corrente e depois cada subida de corrente irá implicar em um pulso negativo de tensão na rede e cada descida de corrente em um pulso positivo. No receptor os bits são de novo convertidos em pulsos discretos, sem o uso de indutores e o sinal é reconstituído.

33 Camada Física

34 Ciclo de comunicação A comunicação ocorre em 4 etapas:
Pedido do mestre; Pausa do mestre; Resposta do escravo; Pausa do escravo. O tempo de ciclo é < 5 ms.

35 Ciclo de comunicação

36 Frame ASi

37 Exemplos de Mensagens Data Exchange: É o tipo mais comum de mensagem e serve para transferir um padrão de bits para uma saída e no mesmo comando ler a resposta do escravo. Write Parameter: Escreve uma palavra de configuração do comportamento do escravo.

38 Exemplos de Mensagens Definição de Endereço: apaga-se o endereço – Delete_Operating_Address, pois é preciso ter o endereço 0 para poder receber um novo e depois insere endereço – Assign_Address.

39 Exemplos de Mensagens

40 Exemplos de Mensagens

41 Configuração de I/O

42 Configuração de I/O


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