Apostila Curso DeviceNet

Curso Redes Industriais

DeviceNet 

PREFÁCIO: Com o desenvolvimento da informática nos anos 80 e a constante redução dos custos de componentes microcontrolados, possibilitou o inicio dos sistemas com comunicação serial em larga escala mundial aplicados as redes de comunicação dos microcomputadores. Já no inicio dos anos 90 vários protocolos de comunicação digital tentam estabelecer-se no mercado de automação industrial, e de fato vários deles estão em uso controlando processos automáticos e distribuindo informações aos equipamentos de controle. Devido ao fracasso do processo de normalização de um único protocolo, várias associações técnicas foram estabelecidas propondo protocolos abertos onde vários fabricantes poderiam desenvolver produtos oferecendo aos usuários independência na escolha. De fato o protocolo DeviceNet  firmou-se  firmou-se no mercado pela diversidade de produtos oferecidos e também pela excelente solução técnica de uma rede produtorconsumidor que poupa o meio físico das desgastantes trocas de dados inócoas.  A associação de importantes fabricantes mundiais de automação a ODVA ( Open DeviceNet   Vendor Association ) trouxe a confiabilidade e estabilidade que os usuários almejavam.

PREFÁCIO: Com o desenvolvimento da informática nos anos 80 e a constante redução dos custos de componentes microcontrolados, possibilitou o inicio dos sistemas com comunicação serial em larga escala mundial aplicados as redes de comunicação dos microcomputadores. Já no inicio dos anos 90 vários protocolos de comunicação digital tentam estabelecer-se no mercado de automação industrial, e de fato vários deles estão em uso controlando processos automáticos e distribuindo informações aos equipamentos de controle. Devido ao fracasso do processo de normalização de um único protocolo, várias associações técnicas foram estabelecidas propondo protocolos abertos onde vários fabricantes poderiam desenvolver produtos oferecendo aos usuários independência na escolha. De fato o protocolo DeviceNet  firmou-se  firmou-se no mercado pela diversidade de produtos oferecidos e também pela excelente solução técnica de uma rede produtorconsumidor que poupa o meio físico das desgastantes trocas de dados inócoas.  A associação de importantes fabricantes mundiais de automação a ODVA ( Open DeviceNet   Vendor Association ) trouxe a confiabilidade e estabilidade que os usuários almejavam.

ÍNDICE: 1 - Introdução: 1.1 - Conceitos de Redes Industriais 1.2 - Tipos de Comunicação Serial 1.2.1 - Point to Point 1.2.2 - Master / Slave 1.2.3 - Multi Master 1.2.4 - Producer / Consumer 1.3 - Métodos de Comunicação 1.3.1 - Polled Message 1.3.2 - Strobed Message 1.3.3 - Cyclic Message 1.3.4 - Change of State 1.4 - Protocolos de Mercado

1 2 2 2 3 3 4 4 4 5 5 6

2 - Rede DeviceNet : 2.1 - Introdução 2.2 - Meio Físico 2.3 - Topologias 2.3.1 - Branch Line 2.3.2 - Tree 2.3.3 - Line 2.3.4 - Star 2.3.5 - Ring 2.4 - Números de Estações Ativas 2.5 - Número de Redes por PLC 2.5.1 - Memória Disponível 2.5.2 - Rack 2.5.3 - Tempo de Resposta 2.6 - Taxa de Comunicação 2.7 - Cabos DeviceNet  2.7.1 - Composição Cabo Redondo 2.7.2 - Cabo Grosso 2.7.3 - Cabo Fino 2.7.4 - Cabo Flat 2.7.5 - Características dos Cabos 2.8 - Comprimento dos Cabos

7 8 8 8 9 9 10 10 11 12 12 12 12 13 13 14 14 14 14 14 15

3 - Projeto da Rede DeviceNet : 3.1 - Comprimento dos Cabos 3.1.1 - Comprimento do Cabo Grosso 3.1.2 - Comprimento do Cabo Fino 3.1.2.1 - Comprimento das Derivações 3.1.2.2 - Soma das Derivações 3.1.3 - Linha Tronco 3.1.4 - Derivações 3.2 - Queda de Tensão 3.2.1 - Cálculo das Correntes 3.2.2 - Cálculo das Quedas de Tensões 3.2.3 - Tensão nos Equipamentos 3.2.4 - Conclusão 3.3 - Posicionamento da Fonte 3.3.1 - Recalculo das Correntes 3.3.2 - Recalculo das Tensões 3.3.3 - Extensão da Rede 3.3.4 - Múltiplas Fontes de Alimentação 3.4 - Alimentação da Rede 3.4.1 - Fonte de Alimentação 3.4.2 - Distribuidor de Alimentação 3.4.3 - Resistor de Terminação 3.4.4 - Posição do Resistor de Terminação 3.5 - Interoperabilidade 3.5.1 - Distribuidor de Rede 3.5.2 - Layout com Distribuidor de Rede 3.6 - Aterramento da Rede 3.6.1 - Malha de Aterramento 3.6.2 - Entrada dos Cabos nos Equipamentos 3.6.3 - Borne de Dreno 3.6.4 - Isolação do Dreno 3.6.5 - Verificação da Isolação da Blindagem 3.6.6 - Aterramento da Blindagem 3.6.7 - Blindagem com Múltiplas Fontes 3.6.8 - Blindagem dos Instrumentos de Campo

16 16 17 17 17 17 17 18 18 19 21 21 22 22 23 24 24 26 26 26 27 27 28 28 29 30 30 30 30 31 31 31 31

4 - Protocolo: 4.1 - Camadas OSI 4.2 - Protocolo DeviceNet 4.3 - CAN Data Frame 4.4 - Arbitração e Controle 4.5 - Erros de Comunicação 4.6 - Grupos de Mensagens 4.7 - Mensagens

32 33 33 34 35 36 36

5 - Software: 5.1 - Conversor DeviceNet  / RS232 5.2 - Overview RSLinx 5.2.1 - Configurando o Linx para Comunicar com o NetWorx 5.3 - Overview RSNetWorks 5.4 - Instalando EDS 5.4.1 - Instalando o Arquivo de EDS 5.4.2 - Instalando a Ícone 5.5 - Modo On / Off line 5.6 - Scanner DeviceNet  5.6.1 - Scanlist 5.6.2 - Mapeamento de Memória 5.6.2.1 - Mapeamento das Entradas 5.6.2.2 - Mapeamento das Saídas 5.6.2.3 - Endereçamento da Memória 5.7 - Configuração de Equipamentos 5.7.1 - Parâmetros de Comunicação 5.7.2 - Configuração Entradas e Saídas 5.7.3 - Monitoração das Entradas 5.7.4 - Proteção Watch Dog

37 38 39 41 42 42 43 44 45 45 46 46 47 47 48 48 49 50 50

6 - Manutenção: 6.1 - Endereçamento 6.1.1 - Endereçamento via Hardware 6.1.1.1 - Chave Dipswitch 6.1.1.2 - Tabela de Endereços 6.1.2 - Endereçamento via Software 6.2 - Led de Sinalização 6.2.1 - Significado Led Rede 6.3 - Display do Scanner 6.4 - Substituição de Equipamentos 6.5 - Equipamento Faltando 6.6 - Novo Equipamento na Rede 6.6.1- Inclusão de um Novo Equipamento na Rede

51 51 52 52 53 54 54 55 56 56 57 57

Anexos: Anexo I - Termos e Definições (tradução de termos em inglês) Anexo II - Lista de Códigos de Erros Anexo III - Check list para Start Up  DeviceNet  Anexo IV - Troubleshooting Anexo V - ODVA - Open  DeviceNet  Vendor Association

58 60 62 65 68

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1.1 - Conceitos de Redes Industriais:  A automação industrial vem a vários anos tentando substituir o velho padrão de corrente 4-20mA, por um sistema de comunicação serial.  As redes industriais apresentam como grande vantagem a redução significativa de cabos de controle e seus acessórios (bandejamento, leitos, eletrodutos, conectores, painéis, etc) que interligam os elementos de campo ao sistema controlador (PLC).  A redução também é muito significativa no projeto e na instalação, pois com menos cabos, diminui-se o tempo de projeto e dos detalhes de encaminhamento dos cabos. Na instalação inicial o tempo também é reduzido na mesma proporção, pois menos cabos serão lançados e painéis de rearrango não serão mais necessários e menos conexões serão realizadas. Do ponto de vista da manutenção, ganha-se a medida que o sistema fornece mais informações de status e diagnósticos, mas por outro lado requer-se pessoal mais qualificado e treinado para compreender e utilizar os recursos disponíveis.  A figura abaixo ilustra a forma tradicional de interligação dos dispositivos de campo com o seu controlador, em comparação com os dispositivos ligados em rede e distribuídos no campo.

Tradicional:

Cada dispositivo conectado individualmente ao controlador (PLC).

Tendência:

Dispositivos ligados em rede com o controlador (PLC).

Existe também uma tendência de todos os dispositivos serem inteligentes e poderem se comunicar com a rede, principalmente devido a crescente redução dos custos dos componentes microcontrolados. Por outro lado nem sempre a distribuição total da inteligência nos elementos básicos tais como: sensores, chaves, sinaleiros, relés, etc; é interessante; pois pode-se optar por módulos I/O inteligentes que concentram as informações de vários elementos básicos principalmente de I/O digitais reduzindo o tráfico na rede.

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1.4 - Protocolos de Mercado:  Atualmente existe um elevado número de protocolos disponíveis no mercado, sendo que muitos deles são protocolos proprietários, ou seja, foram desenvolvidos por um fabricante e na maioria dos casos somente ele dispõe de equipamentos.

Origem / Destino Mestre - Escravo Profibus DP AS-Interface Interbus - S RIO

Multi-mestre Profibus FMS Modbus Plus LONWorks DH+

Produtos / Consumidor   DeviceNet   ControlNet FieldBus Foundation  Ao contrário destes tipos de protocolos, a rede DeviceNet   faz parte de um grupo denominados protocolos abertos, ou seja, o mesmo está disponível para qualquer  fabricante que se dispuser a desenvolver produtos que atendam a determinadas especificações, sendo que geralmente existe uma organização que determina as regras a serem seguidas, no caso da DeviceNet  esta organização é a ODVA.  A tabela acima apresenta os principais protocolos encontrados atualmente no mercado, mas existem muitos outros que não tem tanta expressão para as redes industriais ou são proprietários. Não existe nenhum protocolo melhor do que outro, mas algum pode ser o mais indicado para uma certa aplicação do que o outro. Como exemplo, o Fieldbus Foundation, não é o mais adequado para pequenas plantas que manipulam mais entradas e saídas digitais, assim como a Rede  AS-Interface não se aplica em processos com muitos sinais analógicos.  A rede DeviceNet  traz uma boa relação custo-beneficio, pois pode manipular tanto sinais on / off como analógicos de sistemas automatizados, e oferece uma gama muito grande de produtos de diversos fabricantes.

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2 - Rede DeviceNet :  A rede DeviceNet   é uma rede de baixo nível que proporciona comunicações utilizando o mesmo meio físico entre equipamentos desde os mais simples, como sensores e atuadores, até os mais complexos, como Controladores Lógicos Programáveis (PLC) e microcomputadores.  A rede DeviceNet   possui o protocolo aberto, tendo um número expressivo de fornecedores de equipamento que adotaram o protocolo.  A ODVA (Open DeviceNet   Vendor Association - www.odva.org), é uma organização independente com objetivo de divulgar, padronizar e difundir a rede DeviceNet  visando seu crescimento mundial.

2.1 - Introdução:  A rede DeviceNet   é baseada no protocolo CAN (Controller Area Network), desenvolvido pela Bosh nos anos 80 originalmente para aplicação automobilística. Posteriormente adaptada ao uso industrial devido ao excelente desempenho alcançado, pois em um automóvel temos todas características críticas que se encontram em uma indústria, como: alta temperatura, umidade, ruídos eletromagnéticos, ao mesmo tempo que necessita de alta velocidade de resposta, e confiabilidade, pois o airbag e o ABS estão diretamente envolvidos com o risco de vidas humanas. O protocolo CAN define uma metodologia MAC (Controle de Acesso ao Meio) e fornece como segurança um checagem CRC (Vistoria Redundante Cíclica), que detecta estruturas alteradas e erros detectados por outros mecanismos do protocolo.  A rede DeviceNet   é muito versátil, sendo utilizado em milhares de produtos fornecidos por vários fabricantes, desde sensores inteligentes até interfaces homem-máquina, suportanto vários tipos de mensagens fazendo com que a rede trabalhe da maneira mais inteligente.

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2.2 - Meio Físico: O meio físico da rede DeviceNet   utiliza dois pares de fios, um deles para a comunicação e o outro para alimentação em corrente contínua dos equipamentos. Os sinais de comunicação utilizam uma técnica de tensão diferencial para reduzir o efeito de indução e ruídos eletromagnéticos. A alimentação em corrente contínua é de 24V, o que prove proteção aos instaladores contra acidentes.

  s   o    t   n   e

  m   u   r    t   s   n    I   e   s   e   r   o   s   n   e    S

2.3 - Topologias: Topologia é o termo adotado para ilustrar a forma de conexão fisica entre os participantes da rede, e exigem vários tipos mas nem todos são aplicáveis a rede DeviceNet .

2.3.1 Branch Line: É a configuração básica da rede DeviceNet , onde existe um cabo principal, também chamado de linha tronco, e derivações que podem ser efetuadas por conectores ou caixas de distribuição, utilizando-se cabo de menor secção para as derivações.

Existe um limite no comprimento do cabo tronco, juntamente com um limite pequeno para as derivações e também um limite geral que compreende a soma do comprimento de todas as derivações. Sense

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2.3.2 - Tree:  A topologia em arvore pode ser executada utilizando-se caixas de distribuição onde o troco principal da rede entra e sai, e as derivações são interligadas aos equipamentos.

Não existe um limite para o número de derivações, mas somente um máximo de estações ativas que se comunicam na rede.

2.3.3 - Line: Nada impede que o cabo principal da rede entre e saia dos equipamentos formando uma rede em linha, mas deve-se atentar para o detalhe que na necessidade de substituição de um equipamento causará a interrupção dos outros equipamentos subsequentes.

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2.3.4 - Star: Esta aplicação não é permitida, além do que não tem muita aplicação prática, pois não elimina a conexão de cada equipamento ao PLC

2.3.5 - Ring: Também não é permitida a implementação da rede DeviceNet  em anel, pois a forma de propagação dos sinais digitais na rede necessita de terminadores.

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2.4 - Números de Estações Ativas:  A rede DeviceNet  pode ter 64 equipamentos ativos, que utilizam o barramento para se comunicar, endereçados de 0 a 63. Ressaltamos que este número significa 64 equipamentos com comunicação CAN ligados ao mesmo meio físico. No entanto deve-se observar que as caixas de derivação não ocupam nenhum endereço na rede e os módulos de I/O, muitas vezes independentemente do número de entrada e saídas ocupa somente um endereço.

  s   o    t   n   e

  m   u   r    t   s   n    I   e   s   e   r   o   s   n   e    S

Sugerimos a utilização de no máximo 61 equipamentos e deixar os seguintes endereços livres ao se fazer um novo projeto: • 0 para o scanner; • 62 para a interface microcomputador-rede • 63 para novos equipamentos que venham a ser inclusos Nota: segundo os padrões DeviceNet  os equipamentos novos saem de fábrica com o endereço 63.

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2.5 - Número de Redes por PLC: Quando existe a necessidade da instalação de mais do que 64 estações ativas, pode-se utilizar mais scanners, mas existem os seguintes fatores limitantes:

2.5.1 - Memória disponível: Normalmente é o principal limitante. A maneira como a CPU faz a leitura da rede através do scanner, é variável conforme o fabricante/família do equipamento, porém, basicamente é a memória da CPU um dos limitantes, pois cada equipamento da rede ocupa um espaço da memória, similarmente ao que ocorre com os cartões de I/O convencional;

2.5.2 - Rack: Existem determinados fabricantes que fornecem PLC’s com um rack para um determinado número de cartões, e caso todos os slots estejam ocupados, para expandir há a necessidade de troca/expansão do rack. Outra interface utilizada ao invés do scanner são placas ligadas diretamente ao micro, e neste caso o limitante é o número de slots livres.

2.5.3 - Tempo de Resposta: Quanto maior o número de I/O que o PLC deve fazer a varredura, maior o tempo de processamento das informações, portanto este também é outro limitante, principalmente em processos onde exista a necessidade de velocidade na leitura/processamento/ação. Como foi citado anteriormente, dependendo do método de comunicação do equipamento de campo, são gerados maiores ou menores tempo de varredura, assim como também varia o tamanho do pacote de informações a serem trocados entre equipamento de campo/scanner. Concluímos que não existe regra prática para se determinar o tempo de varredura da rede, devendo prevalecer o bom senso analisando os instrumentos ligados a rede; sinais on/off normalmente não degradam o tempo de resposta, e normalmente não acarretam restrições no número de equipamentos, mas já os instrumentos que tem a comunicação “pesada”, como IHM (Interface Homem-Máquina) e/ou inversores, o número de equipamentos na rede deve ser  reduzido. Sense

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2.6 - Taxa de Comunicação:  A taxa de comunicação é a velocidade com que os dados são transmitidos no barramento da rede, e quanto maior a velocidade, menor é o tempo de varredura da rede, mas em contra partida menor é o comprimento máximo dos cabos. A tabela abaixo apresenta as tres velocidades de transmissão possíveis:

Taxas de Transmissão 125 Kbits / s 250 Kbits / s 500 Kbits / s Na grande maioria das aplicações, a velocidade ideal é de 125 kbit / s pois gera a melhor relação custo/benefício, devido a possibilidade da instalação de mais equipamentos, pois permite o maior comprimento de cabo possível.  A taxa de transmissão pode ser configurada via hardware (chaves dipswitch) ou via software, normalmente da mesma forma que o endereço DeviceNet . Importante: Em uma mesma rede DeviceNet , todos os equipamentos devem estar  configurados para a mesma taxa de comunicação, caso contrário se houver algum equipamento configurado em outra taxa de comunicação provavelmente irá interromper o funcionamento de toda a rede.

2.7 - Cabos DeviceNet : Os cabos para redes DeviceNet  possuem dois pares de fios, um para alimentação 24Vcc e outro para a comunicação digital. São normalizados e possuem especificações rígidas que garantem o funcionamento da rede nos comprimentos pré-estabelecidos.  A especificações determinam também as cores dos condutores, que seguem a tabela abaixo para sua identificação:

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Condutor

Função

VM - vermelho - RD

positivo 24Vcc

BR - branco - WH

comunicação (CAN-H)

DN - dreno

dreno (GND)

 AZ - azul - BL

comunicação (CAN-L)

PR - preto - BK

negativo 24Vcc

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2.7.1 - Composição do Cabo Redondo: O cabo DeviceNet  redondo é composto por um par  de fios de alimentação 24Vcc (VM e PR) envolvido por uma fita de alumínio, e um par de fios para comunicação (BR e AZ) também envolvido por uma fita de alumínio. Existe também um fio de dreno (sem capa plástica), que está eletricamente conectado a malha trançada externa do cabo, que cobre 65% da superfície.

2.7.2 - Cabo Grosso: O cabo DeviceNet   grosso, também conhecido como Trunk Cable, possui um diâmentro externo de 12,5mm, com capa de PVC ou em casos especiais em PU. Observe que devido a formação e o diâmetro externo, o cabo é pouco flexível e dificulta as manobras.

2.7.3 - Cabo Fino: O cabo DeviceNet  fino, também conhecido como Thin or Drop Cable, possui um diâmentro externo de 7mm, com capa de PVC ou em casos especiais em PU. Devido ao menor diâmetro, o cabo fino possui uma manobrabilidade maior, mas ainda requer  alguns cuidados.

2.7.4 - Cabo Flat: O cabo DeviceNet   Flat, possui dimensões de 5,3mm de espessura por 19,3mm de largura e foi desenvolvido para ser utilizado com conectores especiais, que utilizam a técnica de perfuração, onde pinos condutores perfuram a isolação do cabo e conectam-se aos condutores. Nota: os cabos flats não possuem blindagem e nem dreno, e devem ser lançados em leitos de cabos separados dos cabos de potência.

2.7.5 - Características dos Cabos:  A tabela abaixo apresenta as características básicas dos cabos DeviceNet . Tipo do Cabo

Bitola Alimen.

Bitola Dreno

Bitola Comun.

Corrente

Dimensões

Resistência

Cabo Grosso

15 AWG

18 AWG

18 AWG

8A

12,5mm

0,015  /m

Cabo Fino

22 AWG

22 AWG

24 AWG

3A

7,0mm

0,069  /m

Cabo Flat

16 AWG

-

16 AWG

8A

5,3x19,3mm

0,019  /m

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2.8 - Comprimento dos Cabos:  A tabela abaixo apresenta os comprimentos máximos dos cabos em função da taxa de comunicação adotada para a rede, observe que quanto maior o cabo maior sua indutância e capacitância distribuída que atenua o sinais digitais de comunicação: Taxa de Tansmissão

Tipo do Cabo

Função do Cabo

125 Kbits/s

250 Kbits/s

500 Kbits/s

Cabo Grosso

Tronco

500m

250m

100m

Cabo Fino

Tronco

CaboFlat

Tronco

Cabo Fino

Derivação

Cabo Fino

 derivações

100m 380m

200m

75m

6m 156m

78m

39m

Os limites nos comprimentos dos cabos foram tecnicamente determinados e normalizados e devem ser rigorosamente respeitados, para que haja garantia do funcionamento adequado da rede. Se os limites forem extrapolados, a rede pode inicialmente funciona, porém, intermitentemente podem ocorrer quedas na comunicação devido a transitórios e instabilidades devido ao baixo nível no sinal diferencial de comunicação e desta forma devemos tomar o máximo cuidado desde o projeto até a instalação.

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3 - Projeto de Redes DeviceNet :  A instalação de redes sem um pré-projeto, levam a frustantes resultados operacionais, quando funcionam, e muitas vezes de difícil correção, pois normalmente os fundamentos básicos não foram observados.  A rede DeviceNet , bem como as demais redes industriais dependem de um projeto antecipado, onde todas as condições de contorno são avaliadas. Abaixo citamos os principais tópicos que devem ser analisados: Nos próximos itens estaremos avaliando um projeto através de um exemplo prático da instalação de uma rede com monitores de válvulas como um único equipamento de campo para facilitar os cálculos. O monitor de válvulas é um instrumento muito utilizado em rede e possui duas entradas digitais que sinalizam o estado aberto e fechado da válvula e através de uma saída aciona uma válvula solenóide que comanda a abertura da válvula. Estamos supondo que o monitor é alimentado pela rede DeviceNet   e consome 0,5A, mas na prática a avaliação da corrente de consumo deve ser utilizada como o valor real de cada um dos instrumentos presentes na rede.

3.1 - Comprimento dos Cabos: Nos exemplos a seguir estamos considerando que a rede irá operar na taxa de 125KBits/s e os limites dos cabos de acordo com a tabela 2.8:

3.1.1 - Comprimento do Cabo Grosso: No exemplo abaixo totalizou-se 486m o que atende os requisitos para a a velocidade de 125KBits/s (até 500m).

3.1.2 - Comprimento do Cabo Fino: Para o cabo fino deve-se fazer duas avaliações:

3.1.2.1 - Comprimento das Derivações:

  s   o    t   n   e

  m   u   r    t   s   n    I   e   s   e   r   o   s   n   e    S

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Rede DeviceNet 

O comprimento máximo para as derivações é de 6m independentemente da taxa de comunicação selecionada para a rede, o que o nosso exemplo está atendendo.

  s   o    t   n   e

  m   u   r    t   s   n    I   e   s   e   r   o   s   n   e    S

3.1.2.2 - Soma das Derivações: Outro ponto limitante é a soma de todas as derivações, que não deve extrapolar os valores apresentados na tabela 2.8, e no caso do exemplo acima também se enquadra no previsto para a rede de 125KBits/s.

3.1.3 - Linha Tronco:  A linha tronco da rede DeviceNet  pode ser implementada com o cabo grosso com seu comprimento máximo limitado em função da taxa de comunicação, conforme a tabela 2.8, ou ainda pode ser implementada com o cabo fino onde seu comprimento máximo deve ser 100m independentemente da taxa de comunicação. É possível ainda a utilização do cabo flat, mas deve-se evitar seu encaminhamento próximo a outros cabos que possam gerar indução eletromagnética.

3.1.4 - Derivações:  As especificações da rede DeviceNet  não permitem a utilização de cabo grosso nas derivações, mas dependendo do carregamento e comprimento da rede é até possível sua utilização, mas lembramos que a rede estará fora das especificações originais.

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3.2 - Queda de Tensão: Imprescidível na implementação de uma rede DeviceNet  é a avaliação da queda de tensão ao longo da linha, que é ocasionada pela resistência ohmica do cabo submetida a corrente de consumo dos equipamentos alimentados pela rede. Quanto maior o comprimento da rede, maior o número de equipamentos e mais elevado o consumo dos instrumentos de campo, mais elevadas serão as quedas de tensões podendo inclusive não alimentar adequadamente os mais distantes. Outro ponto a considerar é o posicionamento do fonte de alimentação na rede, que quanto mais longe do centro de carga maior será a queda de tensão. Segundo as especificações da rede DeviceNet   admiti-se uma queda de tensão máxima de 4,65V, ou seja, nenhum elemento ativo deve receber uma tensão menor do 19,35V entre os fios VM e PR. Lembramos no entanto, de que na prática a restrição é maior ainda, pois normalmente as cargas ligadas aos módulo de saída on / off normalmente admitem uma variação de 10%, ou seja não poderiam receber tensão menor do que 21,6V.

U devices  21,6V Existem alguns meios para esta avaliação, e o primeiro seria medir as quedas em todos os equipamentos ativos com a rede energizada e todas as cargas ligadas, lembramos que esta não é a melhor forma de se analisar o problema pois as modificações implicam normalmente em mudanças na instalação já realizada. Outros meios como: gráficos, programas de computador estão disponíveis, mas para uma análise precisa sugerimos o cálculo baseado na lei de ohm.

3.2.1 - Cálculo das Correntes: Para se determinar qual o valor de tensão que irá chegar aos equipamentos de campo, primeiramente devemos determinar as correntes nos trechos dos cabos, baseado na corrente de consumo dos equipamentos e pela lei de Kirchoff: “A somatória das correntes que chegam em um nó é igual a somatória das correntes que saem do mesmo”.

  s   o    t   n   e   m   u   r    t   s   n    I   e   s   e   r   o   s   n   e    S

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 Analisando-se os diversos pontos ( nós ) obtemos as correntes descritas abaixo e indicadas na figura anterior: Note que iniciamos o levantamento pelo ponto mais distante da fonte, pois para determinarmos o valor de corrente que deve chegar em cada nó temos que saber  qual o valor de corrente que saí do mesmo. Ponto H: 1,0ANo ponto H temos a soma das correntes consumidas pelos equipamentos com endereço 25 ( J ) e 62 ( I ). Ponto F: 1,5A A corrente que sai ao ponto F, vinda da fonte de alimentação, irá alimentar os equipamentos G, H e I resultando em 1,5A. Ponto D: 2,0A Acrescenta-se ao anterior o consumo do elemento E. Ponto B: 2,5A Neste ponto teremos mais 0,5A do equipamento C. Ponto A: 3,0A Como todos os equipamentos possuem o mesmo consumo, acrescentamos mais 0,5A do monitor do endereço A. Fonte: 3,0A Finalmente o consumo requerido da fonte será de 3,0A. Nota 1: para este cálculo despreza-se a corrente consumida pelo scanner do PLC, pois estes miliamperes são insignificantes para causar algum problema. Nota 2: O valor apresentado do consumo dos monitores de válvulas de 0,5A é um valor didático para simplificar os cálculos, o valor real de uma solenóide “low power” é da orderm de 0,05A.

3.2.2 - Cálculo das Quedas de Tensões: Os cálculos das quedas de tensão serão baseados na Lei de Ohm, aplicada a cabos onde o valor da resistência depende do comprimento do cabo:

U=RxI e R=pxL

U =  x L x I Sendo: U = tensão em Volts R = resistência em Ohms I = corrente em Amperes

e: R = resistência equivalente do cabo em Ohms  = resistividade do cabo utilizado Ohms / Metro L = comprimento do cabo em Metros

 A tabela abaixo apresenta o resultado da formula para queda de tensão no cabo, considerando a resistividade específica de cada modelo:

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Tipo do Cabo

Resistividade do Cabo

Fórmula da Queda de Tensão

Cabo Grosso

0,015  /m

U = 0,015 Lx I ( V )

Cabo Fino

0,069  /m

U = 0,069 Lx I ( V )

Cabo Flat

0,019  /m

U = 0,019 Lx I ( V ) Sense

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 Aplicando-se a fórmula para o nosso exemplo abaixo temos:

Fonte:

Partindo-se da fonte de alimentação com a tensão nominal de 24Vcc, temos nos pontos seguintes:

U A = 21,75V:  A corrente de 3,0A sobre o lance de 50 metros de cabo grosso: U = 0,015 /m x 50m x 3A = 2,25V U A = 24V - 2,25V = 21,75V UB = 21,19V: O trecho AB de 15m está submetido a corrente de 2,5A: U = 0,015 /m x 15m x 2,5A = 0,56V UB = 21,75V - 0,56V = 21,19V UEF = 20,92V: Supomos que a distância E até F é desprezível, então teremos apenas um subtrecho de 9m sumetido a 2,0A: U = 0,015 /m x 9m x 2A = 0,27V UEF = 21,19V - 0,27V = 20,92V UH = 19,50V: No trecho final com 95m e corrente de 1A, temos: U = 0,015 /m x 95m x 1A = 1,42V UH = 20,92V - 1,42V = 19,50V  Apesar dos cálculos acima ainda não representarem a tensão que efetivamente chega aos equipamentos, já podemos verificar que a tensão no fim da linha está muito perto do mínimo requerido (19,35V).

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3.2.3 - Tensão nos Equipamentos:  Analogamente iremos aplicar a mesma Lei de Ohm para as derivações observando que a resistividade do cabo fino das derivações é menor do que a do cabo grosso.

UC = 20,98V:  A derivação da linha tronco até o equipamento C é de 6m: U = 0,069 /m x 6m x 0,5A = 0,21V UC = 21,19V - 0,21V = 20,98V UE = 20,77V:  A queda de tensão nesta derivação será a mesma pois o comprimento também é de 6m e a corrente de 0,5A, portanto: U = 0,069 /m x 6m x 0,5A = 0,21V UE = 20,98V - 0,21V = 20,77V UG = 20,77V: O mesmo acontece com a derivação FG (desprezando-se a distancia entre o trecho DF: U = 0,21V UG = 20,77V UI = 19,36V: No trecho de 2m temos a corrente de 1A: U = 0,069 /m x 2m x 1A = 0,14V UI = 19,50V - 0,14V = 19,36V UJ = 19,22V: No trecho restante de 4m temos somente 0,5A: U = 0,069 /m x 4m x 0,5A = 0,14V UJ = 19,36V - 0,14V = 19,22V

3.2.4 - Conclusão: Desta forma, verificamos que o ponto J apresenta tensão menor do que 19,35V e irá apresentar problemas de alimentação. Observe também que os pontos C, E, G, I e H não acionarão corretamente suas solenóides que admitem uma queda de tensão máxima de 10%, ou seja, funcionam bem com até 21,6V. IMPORTANTE:   não adianta aumentar a capacidade da fonte, que não trará nenhum efeito na queda de tensão na rede, e no nosso exemplo uma fonte de 3A ou 50A não resolveria o problema. 21

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3.3 - Posicionamento da Fonte: Como pudemos verificar no exemplo anterior, quanto maior for o comprimento dos cabos maior será a queda de tensão e uma maneira simples de diminuir  significativamente a queda de tensão é a mudança da fonte de alimentação externa. O ponto ideal para a colocação da fonte de alimentação na rede é o mais próximo possível do centro de carga, ou seja no trecho da rede que mais consome. Normalmente não se deve instalar a fonte junto ao PLC, pois geralmente está localizado longe do primeiro equipamento de campo.

3.3.1 - Recalculo das Correntes: Para melhor visualização iremos a seguir refazer os cálculos das quedas de tensão

reposicionando-se a fonte e os cálculos seguem o mesmo raciocínio adotado: Ponto H: 1,0ANo ponto H temos a soma das correntes consumidas pelos equipamentos J e I, nada mudou. Ponto F: 1,5A A corrente que sai ao ponto F, vinda da fonte de alimentação, irá alimentar os equipamentos G, H e I resultando em 1,5A. Ponto D: 2,0A Acrescenta-se ao anterior o consumo do elemento E, e sem mudanças até este ponto. Ponto B: 1,0A Neste ponto observamos uma redução, através do ponto B passa a corrente somente, dos equipamentos A e C com total de 1A. Ponto A: 0,5A No ponto A, circula somente 0,5A e o trecho até o PLC somente alguns mA que são despreziveis para os nossos cálculos. Note que o valor de corrente fornecido pela fonte não se alterou com relação ao exemplo anterior, porém não temos nenhum trecho da rede com a corrente total de 3A, ao contrário do exemplo anterior. Sense

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3.3.2 - Recalculo das Tensões:

UD = 24,00V: Ponto de entrada da fonte de alimentação. UE = 23,79V: Queda de somente 0,5A do equipamento E no cabo fino de 6m: U = 0,069 /m x 6m x 0,5A = 0,21V UE = 24V - 0,21V = 23,79V UF = 24,00V: Consideremos o trecho DF de comprimento desprezível. UG = 23,79V: Idem ao ponto E. UH = 22,58V: No trecho final com 95m e corrente de 1A, temos: U = 0,015 /m x 95m x 1A = 1,42V UH = 24,00V - 1,42V = 22,58V UI = 22,44V: Onde temos 1A dos equipamento I e J sob o cabo fino de 2m: U = 0,069 /m x 2m x 1A = 0,14V UI = 22,58V - 0,14V = 22,44V UJ = 22,30V: Somente 0,5A do equipamento J no trecho de cabo fino 2m: U = 0,069 /m x 4m x 0,5A = 0,14V UJ = 22,44V - 0,14V = 22,30V UB = 23,86V: Queda de 1A dos equipamentos A e B no trecho BD: U = 0,015 /m x 9m x 1,0A = 0,14V UB = 24V - 0,14V = 23,86V UC = 23,65V: Idem ao ponto E, resultando em: U C = 23,86V - 0,21V = 23,65V U A = 23,74V: Queda de 0,5A do equipamento A no trecho AB: U = 0,015 /m x 15m x 0,5A = 0,12VU A = 23,86V - 0,12V = 23,74V Com esta alteração a tensão mínima da configuração anterior no ponto J de 19,22V passou para 22,30 com um ganho de 3,08V. Um grande número de casos podem ser resolvidos somente com a alteração da posição da fonte de alimentação. Se considerarmos no exemplo anterior, somente a válvula do ponto A estava corretamente alimentada, com tensão maior que 24V -10% ou seja: 21,6V e no exemplo atual todas estão perfeitamente alimentadas, confirmamos que o pré-projeto da rede é de extrema necessidade, pois mudanças depois da instalação pronta pode causar serios transtornos. 23

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3.3.3 - Extensão da Rede: Outro ponto importante são as alterações realizadas depois da instalação concluída, para exemplificar-mos os efeitos sobre a queda de tensão, iremos supor  que o trecho final da rede com os equipamentos I e J foram alterados e serão montados em outro local necessitando uma extensão de 215m:

  s    o   t    n   e     m    u   r   t  s    n   I   e   s   e   r    o   s    n   e    S

Recalculando-se a queda de tensão nestes pontos teremos: UH = 19,35V: No trecho final com 95 mais 215m e corrente de 1A, temos: U = 0,015 /m x 310m x 1A = 4,42V UH = 24,00V - 4,65V = 19,35V UI = 19,21V: Onde temos 1A dos equipamento I e J sob o cabo fino de 2m: U = 0,069 /m x 2m x 1A = 0,14V UI = 19,35V - 0,14V = 19,21V UJ = 19,07V: Somente 0,5A do equipamento J no trecho de cabo fino 2m: U = 0,069 /m x 2m x 0,5A = 0,14V UJ = 19,21V - 0,14V = 19,07V Com esta alteração na rede os equipamentos I e J não irão funcionar, portanto confirmamos que qualquer modificação deve ser criteriosamente estudada para evitar transtornos e retrabalhos.

3.3.4 - Múltiplas Fontes de Alimentação:  A rede DeviceNet   admite ser alimentada por múltiplas fontes de alimentação ao longo da linha tronco e esta prática deve ser adotada para redes longas e com consumo elevado. Outra vantagem da utilização de múltiplas fontes de alimentação é a possibilidade de se utilizar correntes muitos elevadas que podem ser segmentadas em trechos com até 8 Amperes. Na implementação do uso de múltiplas fontes, cada trecho deve ser segmentado, interrompendo-se o fio vermelho, mantendo-se os outros, de forma que cada trecho seja alimentado por uma única fonte. Sense

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Observe que o negativo de todos os trechos não devem ser interrompidos e apenas uma única fonte de alimentação deve estar ligada ao aterramento. Esta técnica será exemplificada a seguir como uma solução para o problema da extensão do cabo da rede:

  s   o    t   n   e   m   u   r    t   s   n    I   e   s   e   r   o   s   n   e    S

  s   o    t   n   e

  m   u   r    t   s   n    I   e   s   e   r   o   s   n   e    S

Observe que a Fonte 1 alimenta o trecho que sai do PLC passando pelos equipamentos A, B, E até o G: U A = 22,50V: Queda de 2A (A+C+E+G) sobre 50m de cabo grosso: U = 0,015 /m x 50m x 2A = 1,50V U A = 24V - 1,50V = 22,50V UC = 21,95V: Queda de 1,5A (C+E+G) sobre 15m de cabo grosso mais queda de 6m com cabo fino sob o consumo do instrumento C: U = 0,015 /m x 15m x 1,5A + 0,069 /m x 6m x 0,5A = 0,55V UC = 22,50V - 0,55V = 21,95V UE = 21,61V: Queda de 1,0A (E+G) sobre 9m de cabo grosso mais queda de 6m com cabo fino sob o consumo do instrumento C: U = 0,015 /m x 9m x 1,0A + 0,069 /m x 6m x 0,5A = 0,34V UE = 21,95V - 0,34V = 21,61V. UG = 21,61V: Idem ao equipamento E pois o trecho DF é desprezível.  A Fonte 2 alimenta os instrumentos I e J. UI = 23,86V: Queda de 1,0A (I+J) sobre 2m de cabo fino: U = 0,069 /m x 2m x 1A = 0,14V UI = 24,00V - 0,14V = 23,86V UJ = 23,72V: Queda de 0,5A (J) sobre 4m de cabo fino: U = 0,069 /m x 4m x 0,5A = 0,14V UJ = 23,86V - 0,14V = 23,72V Conclusão: observamos que as duas fontes assim posicionadas atendem perfeitamente os requisitos, pois todos os equipamentos estão adequadamente alimentados, e o que é melhor, todas as solenóides de saída serão alimentadas dentro da faixa de 10% pois em todos os pontos a tensão é maior que 21,6V. 25

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3.4 - Alimentação da Rede: Segundo as especificações da rede DeviceNet   a alimentação 24Vcc deve ser  estabilizada, estável e com proteções, sendo que a proteção de picos de surge (certificação CE categoria 3 para pulsos de surge), transitórios gerados na rede de corrente alternada que alimenta a fonte de alimentação possam passar para a rede DeviceNet  e causar a queima dos equipamentos.

3.4.1 - Fonte de Alimentação:  A fonte de alimentação para a rede DeviceNet  deve fornecer uma tensão contínua e estabilizada em 24 Vcc independentemente da corrente consumida.  Aconselhamos que a fonte utilizada para alimentar a rede DeviceNet  e / ou os módulos de saídas possuam proteção contra curto circuito, para que uma sobrecorrente não possa colocar em risco o cabo da rede. Caso a fonte de alimentação esteja posicionada longe do seu centro de carga, pode-se elevar um pouco a tensão da rede, corrigindo a queda de tensão excessiva que possa existir no final da linha. Para tanto deve-se verificar a máxima tensão admissível por todos os equipamentos conectados na rede e as cargas conectadas aos módulos que possuem saída e se utilizem da tensão da rede para alimentação dos I/O’s.

3.4.2 - Distribuidor de Alimentação:  A linha CA que serve as fontes de alimentação pode ter outros equipamentos, inclusive de grande porte, tais como: transformadores, motores, inversores de frequência, freios eletromagnéticos, chaves seccionadoras, etc; que em operação normal podem produzir altos picos de tensão transitória inclusive com alta energia, devido as altas correntes sobre as cargas de alta indutância. Caso as fontes de alimentação utilizadas na rede DeviceNet  não possuam proteção adequada irão deixar que os pulsos de alta energia que chegam através da linha Ca possam passar para a linha em CC e poderão danificar os chips da interface CAN dos instrumentos. Aconselhamos utilizar fontes de alimentação ou distribuidores de alimentação que possuam diodos especiais que neutralizam os pulsos de alta energia. Sense

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3.4.3 - Resistores de Terminação: Nos extremos da rede deve-se instalar um resistor de terminação, que possui o objetivo de reduzir possiveis reflexões do sinal na rede, que causa distírbios na comunicação, com constantes e aleatória paradas e eventualmente interrupção total do seu funcionamento. O resistor de terminação deve ser de 121 , mas admite-se o valor comercial mais comum de 120 e sendo a potência dissipada é minima e um resistor de 1/4W estaria adequado.

3.4.2 - Posição do Resistor de Terminação: Os resistores devem ser conectados entre os fios de comunicação ( BR branco e AZ azul ), nos dois extremos da rede, nos pontos entre todos que possuem a maior  distância entre si, ou nas duas caixas de distribuição nos extremos da rede. Uma maneira prática de se verificar se uma determinada rede possui os dois resistores é medir a resistência entre os fios de comunicação azul e branco, obtendo-se 60 , indicaria que os resistores estão presentes na rede, mas não garante que eles estão na posição correnta. SensoreseInstrumentos

  s   o    t   n   e   m   u   r    t   s   n    I   e   s   e   r   o   s   n   e    S

 A figura acima ilustra também a utilização dos distribuidores de alimentação integrando as fontes externas e os resistores de terminação a rede.

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3.5 - Interoperabilidade: Uma grande vantagem da rede DeviceNet   é a habilidade de se ligar/desligar os equipamentos com a rede energizada sem a necessidade de desligar a sua alimentação. Mas deve-se adotar medidas extras com relação a topologia e estrutura de conexão, para que ao se substituir um equipamento não ocorra o desligamento dos subsequentes.

  s   o    t   n   e   m   u   r    t   s   n    I   e   s   e   r   o   s   n   e    S

3.5.1 - Distribuidor de Rede: Para efetuar trocas “a quente” com maior segurança, deve-se utilizar as caixas de derivação, onde liga-se e desliga-se os equipamentos através de conectores “plug-in” que minimizam a probabilidade de curtos entre os fios, que podem interromper o funcionamento da rede e até danificar  permanentemente vários equipamentos. Deve-se prever a substituição de qualquer equipamento ativo sem interromper o funcionamento da rede, portanto a adoção da topologia em linha deve ser adotada com restrições.

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3.5.2 - Layout com Distribuidor de Rede: Já a opção com distribuidores permite a substituição de qualquer elemento ativo sem interromper o funcionamento do restante da rede.

  s   o    t   n   e

  m   u   r    t   s   n    I   e   s   e   r   o   s   n   e    S

  s    o   t    n   e     m    u   r   t   s    n   I  e   s   e   r    o   s    n   e    S

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3.6 - Aterramento da rede: Um dos pontos mais importantes para o bom funcionamento da rede DeviceNet é a blindagem dos cabos, que tem como função básica impedir que fios de força possam gerar ruídos elétricos que interfiram no barramento de comunicação. NOTA: Aconselhamos que os cabo DeviceNet  seja conduzido separadamente dos cabos de potência, e não utilizem o mesmo bandejamento ou eletrodutos.

3.6.1 - Malha de Aterramento: Para que a blindagem possa cumprir sua missão é de extrema importância que dreno seja aterrado somente em um único ponto.

3.6.2 - Entrada dos Cabos nos Equipamentos: O cabo DeviceNet  possui uma blindagem externa em forma de malha, que deve ser  sempre cortada e isolada com fita isolante ou tubo plástico isolador em todas as extremidades em que o cabo for cortado. Deve-se tomar este cuidado na entrada de cabos de todos os equipamentos, principalmente em invólucros metálicos, pois a malha externa do cabo não deve estar ligada a nenhum ponto e nem encostrar em superfícies aterradas.

3.6.3 - Borne de Dreno: Existe ainda um fio de dreno no cabo DeviceNet  , que eletricamente está interligado a malha externa do cabo, e tem como função básica permitir a conexão da malha a bornes terminais. Inclusive todos os equipamentos DeviceNet   possuem um borne para conexão do fio de dreno, que internamente não está conectado a nenhuma parte do circuito eletrônico, e normalmente forma uma blindagem em volta do circuito através de pistas da placa de circuito impresso.

3.6.4 - Isolação do Dreno: Da mesma forma que a blindagem externa, aconselhamos isolar o fio de dreno em todas as suas extremidades com tubos plásticos isoladores, a fim de evitar seu contato com partes metálicas aterradas nos instrumentos. Todos estes cuidados na instalação devem ser  tomados para evitar que a malha ou o fio de dreno sejam aterrados no campo. Sense

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3.6.5 -Verificação da Isolação da Blindagem:  Ao final da instalação deve-se conferir a isolação da malha e dreno em relação ao terra (> 1M).

3.6.6 - Aterramento da Blindagem:  Após este teste o fio dreno deve ser  interligado ao negativo “V-” da rede no borne “-” da fonte de alimentação que energizara a rede. Então ambos “V-” e “-” devem ser ligados ao sistema de aterramento de instrumentação da planta em uma haste independente do aterramento elétrico, mas diferentes hastes podem ser interconectadas por  barramento de equalização de potencial.

3.6.7 - Blindagem Com Múltiplas Fontes: Quando a rede DeviceNet   utiliza duas ou mais fontes, somente uma delas deve estar com o negativo aterrado em uma haste junto com o fio de dreno da rede.

Observe que neste caso as fontes de alimentação não devem ser ligadas em paralelo, interrompa o positivo, para que não exista duas fontes em um trecho . CUIDADO! Repetimos: é de extrema importância que a malha de aterramento es teja aterrada somente em um único ponto junto a fonte de alimentação da rede. Aconselhamos que toda vez que houver  manobras no cabo da rede ou manutenção nos instrumentos, se desligue a conexão do dreno com o negativo da fonte para verificar se a isolação do fio dreno, não está aterrado em qualquer outro ponto da rede, pois as manobras dos cabos muitas vezes podem romper a isolação do cabo conectando a malha a eletrodutos ou calhas aterradas.

3.6.8 - Blindagem Instrumentos Campo:  A extremidade do cabo dos transmissores que chegam aos módulo DeviceNet  deve ser aterradas em um borne de “Malha”. O mesmo cuidado com relação a malha dos transmissores deve ser adotado e jamais devem ser aterradas junto ao instrumento no campo, e aconselhamos isolar a malha com fita isolante na caixa de bornes do transmissor. 31

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4 - Protocolo: Neste capítulo iremos apresentar um breve resumo de como é a construção das mensagens da rede DeviceNet , proporcionando ao leitor conhecimentos básicos de protocolo DeviceNet , habilitando-o caso haja interesse a se aprofundar no assunto através de literaturas especializadas. Como citamos anteriormente, a rede DeviceNet  é baseada no protocolo CAN, que obteve aceitação mundial como um protocolo muito versátil e confiável, além de ser  uma plataforma econômica para troca de dados aplicáveis em sistemas móveis, máquinas, equipamentos técnicos e automação industrial. Baseado na sofisticadas normas de protocolos de alto nível, o protocolo CAN é feito na tecnologia de automação aberta, e compete prosperamente em sistemas de automação distribuídos. Uma das principais razões para o sucesso das tecnologias baseadas no protocolo CAN é a capacidade de comunicação produtor-consumidor para transmissão de dados e capacidade de trabalhar com multi-mestre. Com essas propriedades, o protocolo CAN do ponto de vista técnico é muito atrativo para ser usado em sistemas distribuídos.

4.1 - Camadas OSI: O protocolo CAN pode ser mostrado de acordo com o modelo OSI, como mostramos abaixo:

Layer 7

DeviceNet  Protocol

 Application

Layer 2

CAN Protocol

Data Link

Layer 1

Physical Layer 

Physical

Layer 

Transmission Media

Media

Layer 1:

Responsável por funções como codificação, tempo de bit e sincronização de bit.

Layer 2:

Responsável por funções como arbitração, frame de mensagem e segurança de dados, validação de mensagens, detecção e sinalização de erros e limites de falhas.

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4.2 - Protocolo DeviceNet :  A camada de conexão de dados da DeviceNet   é totalmente definida pela especificação CAN e implementação por seus chips. São definidos dois estados lógicos: recessivo (lógica 1) e dominante (lógica 0). Qualquer nó pode iniciar uma transmissão levando o barramento do estado recessivo, condição sem comunicação,para estado dominante (inicio do frame).  Alguns tipos de frames (messagens) são definidos pelo protocolo CAN: • Data Frame; • Overload Frame ; • Remote Frame; • Error Frame .  A protocolo DeviceNet   utiliza somente o “ data frame”, e os demais frames não foram implementados.

4.3 - CAN Data Frame:  A figura abaixo representa o frame de dados da rede DeviceNet , que em outras palavras é o esqueleto de uma comunicação neste protocolo. A seguir faremos uma breve explanação sobre cada campo desta frame.

1bit 11bits   e   m   a   r    F   a    d   o    i   c    i   n    I

  r   o    d   a   c    i    f    i    t   n   e    d    I

1bit 6bits    t    i    b    R    T    R

  e    l   o   r    t   n   o    C   e    d   o   p   m   a    C

0-8bytes 15bits Campo de DADOS (Variável

   C    R    C   r   o    d   a    i   c   n   e   u   q   e    S

1bit 1bit    C    R    C   e    d   r   o    d   a    t    i   m    i    l   e    D

   k   c    A   e    d    t    i    B

1bit 7bits    k   c    A   e    d   r   o    d   a    t    i   m    i    l   e    D

  e   m   a   r    F   a    d    l   a   n    i    F

3bits   s   e   m   a   r    F   e   r    t   n   e   o   ç   a   p   s    E

Campo de Arbitração

4.3.1 - Inicio da Frame: Todos os elementos da rede CAN são sincronizados na transição de recessivo para dominante deste bit, para obter-se um sincronismo ideal entre todos os nós presentes na rede.

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4.3.2 - Campo de Arbitração: O identificador e o bit RTR (Requisição de Transmissão Remota) formam o campo de arbitração. O campo de arbitração é utilizado para facilitar o acesso ao meio de transmissão. Como a rede DeviceNet  não utiliza o bit RTR ele não é considerado para determinar a prioridade de acesso. Quando um equipamento transmite, ele também monitora (o outro equipamento envolvido na comunicação retorna o bit que recebeu) o que foi enviado para confirmar que é o mesmo bit, isto leva a detecção de transmissões simultâneas. Se um determinado nó transmite um bit recessivo e recebe um bit dominante enquanto estiver enviando o campo de arbitração, ele encerra a transmissão. O vencedor com relação a arbitração entre dois nós transmitindo simultaneamente é o com menor numero nos 11 bits do identificador. O protocolo CAN também define no campo de dados um identificador com 29 bits, porém este tipo não é utilizado na rede DeviceNet .

4.3.3 - Campo de Controle: Contém dois bits fixos e um campo com comprimento de 4 bits. O comprimento deve ser algum numero entre 0 a 8 representando o numero de bytes no campo de dados. O numero de bytes 0-8 é ideal para equipamentos com pequeno numero de I/O que precisam ser enviados freqüentemente.

4.3.4 - Seqüência de CRC: O campo de CRC é uma palavra de check-up com redundância cíclica usado pelo controlador CAN para detectar erros de frame. Ele é computado pelos bits anteriormente enviados.

4.3.5 - Bit de Ack: Um bit dominante neste campo significa que pelo menos um receptor recebeu a transmissão.

4.3.6 - Final da Frame: Os bits recessivos do final da mensagem encerram o data frame.

4.3.7 - Espaço entre Frames: O espaçamento entre frames é gerado por três bits recessivos (nível lógico 1), condição que é mantida sempre que não houver mensagens sendo transmitidas.

4.4 - Arbitração e Controle: Se dois ou mais nós tentam acessar a rede simultaneamente, o mecanismo de arbitração resolve o conflito causado pela colisão dos dados (determinando um vencedor) sem perda dos bits já transmitidos pelo nó de maior prioridade, pois este possui os bits mais significativos do campo de arbitração em nível lógico dominante.  A rede Ethernet perde em eficiencia, se comparada com a rede CAN, pois no caso de colisão de dados determina-se a retransmissão total do frame, perdendo-se os bits já transmitidos.

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4.5 - Erros de Comunicação: O protocolo CAN utiliza vários tipos de detecção de erros e falhas incluindo CRC e retransmissões automáticas. Estes métodos, que são transparentes para a aplicação, previnem contra erros de comunicação causados principalmente por  pertubações eletromagnéticas. Abaixo exemplificamos os principais erros detectados pela rede DeviceNet :

4.5.1 - CRC Error: O nó transmissor sempre executa uma rotina de cálculos para cada mensagem englobando todos os bits anteriores ao CRC, obtendo um resultado em 15 bits representativo e diferente para cada mensagem, então este valor é enviado no campo CRC do frame transmitido. Equipamento que recebe o frame de dados executa inversamente a mesma sequenciade cálculos, e compara o valor obtido com o valor lido na frame recebida, se os valores forem os mesmos indica que a transmissão foi corretamente recebida, caso contrário ocorre o erro de CRC e então a retransmissão da mensagem é solicitada.

4.5.2 - Ack Error: Quando o nó transmissor chega ao bit de Ack, mantem-o no estado recessivo (nível lógico 1) e se pelo menos um nós da rede receber a mensagem, força o bit de Ack para o nível dominante (nível lógico 0). Como o transmissor não forçou o bit para 0, como ele mesmo monitora também o barramento e descobre que o bit está em 0 indicando que pelos menos um dos nós da rede leu sua mensagem. Caso o transmissor encontre o bit de Ack em nível 1 (recessivo) indica que ninguem leu sua mensagem então providencia imediatamente sua retransmissão.

4.5.3 - Form Error: Ocorre quando qualquer bit do “cabeçalho” ou “rodapé”, bits antes e depois dos dados da mensagem, que conténham um formato não esperado pelo receptor da mensagem.

4.5.4 - Bit 1 Error: Detectado pelo próprio transmissor da mensagem, quando ele envia um bit recessivo e encontra um bit dominante via sua monitoração do barramento, a mensagem então é retransmitida.

4.5.5 - Bit 0 Error:  Analogamente ao anterior, mas com o transmissor enviando um bit dominante e encontra no barramento um bit recessivo.

4.5.6 - Stuff Error: Ocorre sempre que são detectados 6 bits consecutivos com a mesma “polaridade” até o CRC da mensagem, então ela é retransmitida.

35

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4.6 - Grupos de Mensagens:  A seguir iremos expor alguns conceitos para ajudar na compreensão do protocolo DeviceNet : Conexão: Para que um equipamento possa trocar dados com outro, é necessário estabelecer uma conexão, que por sua vez determina o modo e a forma que será efetuada esta troca. Grupos: Para estabelecer uma nova conexão um equipamento solicita um identificador CAN, que são divididos conforme tabela abaixo, sendo que os algoritmos não permitem a duplicação de endereços e define os identificadores de acordo com a prioridade que a informação requer. Grupos de Messagens

Range

0

1

2

3

Grupo 1

000-3FF

Grupo 2

400-5FF

Grupo 3

600-7BF

Source Mac ID

Grupo 4

7C0-7EF

Mensagem ID

Identificador Inválido

7F0-7FF

4

5

6

Source Mac ID

X

8

Mac ID

X

X

9

Mensagem ID

Mens ID

X

7

Mens ID 1

1

10 0

0

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

4.7 - Mensagens: Para a rede DeviceNet  existem dois tipos de mensagens que serão citadas a seguir, sendo basicamente uma para troca de dados (I/O Messages) e outras para configuração e diagnósticos (Explicit Message). I/O Message: São mensagens críticas em tempos e orientadas para troca de dados, geradas para conexão ponto-a-ponto ou multicast, utilizam tipicamente identificadores de alta prioridade. Esta configuração necessita de configuração prévia indicando os objetos de fonte e destino, indicando o produtor e o consumidor da mensagem. Explicit Message: Utilizam comunicação ponto-a-ponto e são responsáveis pela troca de mensagens de configuração e diagnóstico de defeitos. Utilizam normalmente identificadores de baixa prioridade e no campo de dados informa o significado.

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5 - Software: Os softwares mais comuns encontrados nas aplicações DeviceNet   são os da Rockwell Automation, necessários para a configuração do sistema. Lembramos que existem softwares de outros fabricantes, para configuração da rede, e também os software específicos para programação da lógica de intertravamento dos PLC de outros fabricantes ou ainda até de controles baseados em PC.  Abordaremos a configuração da rede com os softwares da Rockwell onde a seguir  apresentamos uma breve descrição dos passos a serem seguidos.

5.1 - Conversor DeviceNet  / RS232: Para se estabelecer a comunicação entre o software de configuração e a rede propriamente dita há a necessidade de um conversor DeviceNet  para RS232, onde utilizaremos o KFD da Rockwell, mostrado na foto a seguir.

No conversor do lado esquerdo conecta-se o cabo serial RS232 que deve ser ligado a serial do microcomputador e no outro um cabo DeviceNet  para ser conectado na rede física. Este conversor possui um chip CAN, portanto ocupa um endereço da rede, e como expusemos anteriormente preferencialmente deve-se utilizar o endereço 62.  A configuração do endereço DeviceNet , assim como os parâmetros de comunicação RS232 será configurado no software gerenciador de comunicação: RSLinx, que é apresentado a seguir. 37

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5.2 - Overview RSLinx: O primeiro passo para se estabelecer a comunicação entre o software configurador  da rede RSNetWorx e a rede física é através do software RSLinx, que estabelece e gerencia a comunicação entre o microcomputador e os equipamentos. O RSLinks permite a comunicação simultânea do software de configuração da rede RSNetWorx e o software de programação da lógica de controle na CPU do PLC, o RSLogix.

 A figura acima ilustra a tela principal do RSLinxs, onde na janela a direita é apresentado um status geral da comunicação, no caso mostra que temos 3 conexões: Ethernet, DeviceNet  e DH-485 (SLC500). Clicando-se na comunicação DeviceNet , a tela a direita apresenta todos os equipamentos encontrados neste canal de comunicação, através dos dispositivos presentes e ativos no lado DeviceNet  do conversor KFD. Caso a comunicação DH-485 for clicada apresenta-se os equipamentos que estão se comunicando, no caso o micro e a CPU do PLC.

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5.2.1 - Configurando o Linx para Comunicar com o NetWorx:  A seguir iremos descrever como configurar a comunicação com o KFD, passo a passo: Passo 1:

Para acessar esta tela, devemos entrar nas propriedades de comunicação do KFD, e o caminho para isto é: Menu “Comunicação” item: “Configure Drivers ...”

Passo 2:

Botão “Add New...” Seleciona-se o drive DeviceNet  Escolhe-se o equipamento KFD.

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Passo 3:

Menu “Comunicação” item: “Configure Drivers ...”

Nesta tela define-se a configuração do KFD, temos: Lado da Rede DeviceNet : Node Address:

Define-se o endereço do KFD na rede DeviceNet .

Data Rate:

Define-se a velocidade de comunicação do KFD com a rede DeviceNet . Lado do Microcomputador RS232:

Port Select:

Define-se a porta de comuicação com o micro “COMs”.

Data Rate:

Define-se o baud rate com o micro Finalmente aciona-se o botão “Close”, para iniciar a comunicação, observe que os leds do KFD, piscam indicando a comunicação.

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5.3 - Overview RSNetworx:  Através do RSNetWorx pode-se configurar o scanner com os equipamentos que participarão da rede além de permitir a configuração e o monitoramento dos equipamentos.

 A janela da esquerda apresenta uma lista com os hardwares disponíveis, ou seja, os equipamentos que tiveram seus arquivos EDS instalados, vários equipamentos da Rockwell Automation vem pré-instalados no software, dos demais fabricantes devem ser instalados posteriormente.  A janela a direita apresenta um layout da rede, que ativando-se o botão “ON LINE” os equipamentos encontrados na rede serão expostos. Os equipamentos com EDS instalados apresentam uma ícone definida pelo fabricante e caso não possua instalação uma ícone de globo ilustra o equipamento. Para a configuração de uma rede nova pode-se encontrar todos os equipamentos na lista de hardware e arrasta-los para a janela de layout, salvando o arquivo e depois fazendo download para o scanner. Outra janela, a de baixo, exibe mensagens de advertências, ou seja: de erros ou outro tipo de passo que não seja usual. Importante: Na configuração do PLC, é necessário habilitar o funcionamento do scanner, setando-se o bit O:1/0, para que saia do modo IDLE.

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5.4 - Instalando EDS:  A sigla EDS vem de “Eletronic Data Sheet”, que em português significa Arquivo de Folha de Dados, e nada mais é do que um arquivo eletrônico que descreve os parâmetros de funcionamento e configuração do equipamento, sendo desenvolvido e distribuído pelo fabricante. O arquivo EDS “ensina” o software de configuração a programar suas características de comunicação no scanner, dentre os parmetros configurados: • tipo de comunicação, • tamanho de memória requerida para os seus dados, • códigos que devem ser enviados ao equipamento para suas configurações: tipo de entrada, tipo de sinal, retardo, etc. • permite ainda a monitoração dos dados trocados Para a instalação do EDS de um novo equipamento deve-se proceder:

5.4.1 - Instalando o Arquivo de EDS: Passo 1:

 Através do menu “Tools..” Escolha a opção: “EDS Wizard...”

Passo 2:

Escolha a opção: “Register an EDS file(s)...”

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5.4.2 - Instalando a Ícone: Podemos também instalar um arquivo com uma ícone para o equipamento: Passo 3:

43

Para completar a instalação siga as instruções das janelas, e quando aparecer a opção “Change Icon” click no botão e direcione para o arquivo “.ico” fornecido pelo fabricante.

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5.5 - Modo On / Off line: O RSNetWorx pode trabalhar tanto em online como em offline com os equipamentos de campo, para trabalhar em offline, a tela padrão é a mostrada no item 5.3, para o modo online é a tela mostrada a seguir.

 Ao entrar no modo online, o software faz “upload”, via o KFD, verificando quais equipamentos estão presentes e compara com a configuração existente no scanner. O software apresenta sinais gráficos conforme a tabela abaixo para identificar o status de alguns equipamentos que não estão conforme o previsto. Match: Se nenhum símbolo for apresentado ao lado da ícone do equipamento, significa que a configuração programada no scanner foi encontrada na rede.

Mismatch: Neste caso as informações de configuração do equipamento da rede não estão iguais ao configurado no scanner. Normalmente são versões de EDS diferentes.

Missing: O equipamento configurado no scanner  não está presente na rede.

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5.6 - Scanner DeviceNet :  A comunicação entre a CPU do PLC e os equipamentos de campo se faz através do cartão scanner que deve ser configurado com todos os equipamentos que fazem parte da rede de campo. Esta configuração também deve indicar qual o tamanho de memória necessária para troca de dados entre o scanner e cada equipamento. Esta reserva de memória para cada equipamento é chamado de Mapeamento de Memória. Para se chegar ao mapeamento, é necessário primeiro se definir a lista de equipamentos que farão parte da rede de campo, chamada de “Scan List”.

5.6.1 - Scan List:  A janela “Scanlist” é acessada atraves do duplo click na ícone do scanner. Os equipamentos listados no bloco da direita, já fazem parte da lista e os do bloco a

esquerda são os equipamentos disponíveis para serem acrescentados na lista de equipamentos ativos do scanner.  Através das setas pode-se incluir “ > “ ou excluir “ < “ equipamentos no scan list. As setas duplas são para incluir “ >> “ ou excluir todos os equipamentos “ << “. Para incluir equipamentos na lista do scanner eles devem estar presentes na janela on / off line, e se não estiverem, inclua-os primeiro, e não esqueça de fazer  download para o scanner, para que a nova lista seja salva na memória permanente. Veja no Anexo VI os como utilizar as Eletronic Keys, tão importantes para facilitar a manutenção e permitir a atualização de hardware sem nova configuração. 45

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5.6.2 - Mapeamento de Memória: Note que para abrirmos as propriedades do scanner, existem várias pastas, sendo uma delas a do Scanlist e as outras de Input e Output serão utilizadas para fazer o mapeamento da memória.

5.6.2.1 - Mapeamento das Entradas:  A figura abaixo ilustra as entradas já mapeadas, no bloco inferior e os equipamentos inclusos no Scanlist na parte superior, observe que os equipamentos recém inclusos encontram-se com o status de Map em No, indicando que não estão mapeados.

Para se mapear um equipamento selecionado pode-se clicar no botão Automap, mas neste caso não podemos escolher sua posição na memória. Pode-se utilizar o Map definido-se antecipadamente o local de início através do Start Word.  A apresentação gráfica do espaço de memória reservado para cada equipamento é ilustrada através do endereço e do nome de cada elemento, sendo que os espaços em branco não estão sendo utilizados e estão disponíveis para outros. O mapeamento pode ser definido para a memória M File ou para a memória das entradas arquivo I, e o número de bytes utilizados é definido pelo EDS. O botão Unmap está disponível para se eliminar algum equipamento do mapeamento, mas não esqueça de fazer o Download na pasta Scanlist. Sense

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5.6.2.2 - Mapeamento das Saídas: Similar ao anterior a pasta de saída contém o mapeamento de todos os equipamentos que possuem saídas, digitais ou analógicas.

Sua configuração é similar a das entradas, mas lembramos que o espaço reservado é definido no EDS de cada equipamento.

5.6.2.3 - Endereçamento da Memória: Para que o programa de lógica de controle “RSLogix” (ou equivalente) possa acessar os dados do scanner deve-se utilizar o endereço de word da memória M1 para as entradas e M0 para as saídas, conforme ilustra a figura abaixo:

Deve-se antecipadamente saber através do manual do fabricante os dados fornecido pelo equipamento se são em bits, bytes ou words e o significado de cada um deles para a elaboração da lógica de controle. 47

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5.7 - Configuração de Equipamentos: Existem várias configurações dos equipamentos que podem ser acessadas pelo software:

5.7.1 - Parâmetros de Comunicação: Caso o equipamento a ser mapeado não possua EDS ou está com o arquivo desatualizado, pode-se também configurar manualmente as informações de troca

de dados dos equipamentos, bastando inclui-los no Scanlist e depois utilizar o botão “Edit I/O Parameters” para se ter acesso da janela de configuração do equipamento. Deve-se conhecer o tipo de comunicação disponível e o tamanho dos dados trocadas para cada equipamento através do manual do fabricante.

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5.7.2 - Configuração Entradas / Saídas: Pode-se utilizar o EDS, quando disponível, para a configuração específica do equipamento, tais como: tipo de entrada, valor inicial, valor médio, modo de operação, etc. Para acessar a janela de configuração dos equipamentos, no modo on-line dê um duplo clique no equipamento para entrar em suas propriedades, escolhendo a pasta “Parameters”. Estas configurações são muito específicas para cada equipamento e até alguns similares de fabricantes diferentes podem adotar configurações totalmente distintas.

 A figura acima ilustra a configuração do tipo de sinal analógico que será admitido em um módulo de I/O, e utiliza uma lista de opções permitidas pelo hardware do equipamento. Não esqueça de ainda no modo on-line fazer o download para o instrumento, para que este possa armazenar em sua memória a opção escolhida.

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5.7.3 - Monitoração das Entradas:  Através do botão de monitoração, pode-se verificar o estado das entradas, desde que o software esteja funcionando no modo on-line, para que os dados do equipamento possam ser apresentados.

Observe que existe um retardo entre o acionamento das entradas e sua indicação, pois a comunicação utilizada é assíncrona, pois a rede está informando prioritariamente o PLC, e somente quando existe disponibilidade é que as informações chegam ao KFD. Para ver os dados deve-se conhecer o equipamento de campo, portanto vide o manual do fabricante para saber os significados dos bits.

5.7.4 - Proteção Watch Dog: Para as redes DeviceNet o PLC não utiliza a lógica cíclica comum (leitura das entradas, execução da estratégia de controle e atualização da saída), portanto podemos fazer duas observações com relação a este fato. Sendo que a atualização das entradas e principalmente das saídas é efetuado pelo scanner através da rede DeviceNet . Caso ocorra alguma falha de comunicação na rede, poderia ser perigoso manter as saídas energizadas, e para evitar este problema alguns fabricantes fornecem os módulos de saída com uma proteção chamada: “Watch Dog”. Tendo como função desenergizar as saídas se a comunicação com a rede DeviceNet  for  for interrompida por alguns instantes.

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6 - Manutenção:  A manutenção de uma rede DeviceNet  pode ser muito simples ou extremamente complexa e confusa, dependendo de como a rede foi montada. Uma rede com pré-projeto, analisando: topologia, comprimento dos cabos, cálculo de queda de tensão, cálculo de correntes admissíveis, e análise da banda utilizada; determinam estabilidade e funcionabilidade da rede. Caso as premiças anteriores não forem observadas, podem ocorrer problemas de instabilidade com a rede com interrupção de funcionamento aleatoriamente, ou até mesmo nunca entrarem em operação.  As redes bem projetas dificilmente apresentam problemas e são muito estáveis e confiáveis. Mas para o caso de redes onde não foram tomados os cuidados necessários existem softwares e equipamentos de analise para as redes DeviceNet  e fornecem importantes dicas para solução de problemas, onde destacamos: • número de erros por segundo da rede como um todo e de cada endereço, • números de erros acumulados, • Percentagem de utilização da banda de comunicação disponível, • tensão entre negativo e dreno, • tensões entre as linhas de comunicação e a alimentação. O número de erros acumulados por endereço dá uma importante pista de onde pode estar o problema, mas nem sempre é verdade, pois redes com problemas de aterramento podem causar falha de comunicação com algum equipamento que está funcionando perfeitamente.

6.1 - Endereçamento: O endereçamento dos equipamentos pode ser feito por hardware ou software, sendo que o endereço default para os equipamentos novos é 63.

6.1.1 - Endereçamento via Hardware: O endereçamento via hardware normalmente utiliza duas chaves rotativas que diretamente indicam o endereço do equipamento ou podem utilizar chaves dipswitch que utiliza o endereçamento binário. No endereçamento binário os bits significam: Bit 0:

Menos significativo 2 0 = 1, quanto ativo soma-se: +1

Bit 1:

Representa 2 1 = 2, então soma-se: +2

Bit 2:

Representa 2 2 = 4, então soma-se: +4

Bit 3:

Representa 2 3 = 8, então soma-se: +8

Bit 4:

Representa 2 4 = 16, então soma-se: +16

Bit 5: Representa 2 5 = 32, então soma-se: +32 Para se obter o endereço deve-se somar todos os bits ativos, exemplo: 21:

 Ativa-se os bits 0, 2 e 4, para somar: 1+ 4 +16 = 21

10:

 Ativa-se os bits 1 e 3, para somar: 2 + 8 = 10

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6.1.1.1 - Chave Dipswitch:  A dipswitch de endereçamento requer seis chaves para gerar os 64 endereços disponíveis para a rede DeviceNet , e mais duas para gerar as combinações da taxa de velocidade de comunicação, normalmente utilizadas pelos equipamentos, conforme ilustra a figura:

6.1.1.2 Endereços:

Tabela

on guraç o a Baud Rate S7 e S8

p

w tc

8 7 6 5 4 3 2 1 Endereço

DeviceNet ON S1 a S6

125K 0 0 0 0 0 0 0 0 250K 0 1 0 0 0 0 0 1 500K 1 0 0 0 0 0 1 0 ... 125K 11 111111

de

00 01 02      .

     .

.

63

 A tabela a seguir ilustra todas as combinações possíveis para os endereços DeviceNet  utilizando a chave dip. 6     N     E D    S

5    S

4    S

3    S

2    S

1    S

6 N     E D    S

5    S

4    S

3    S

2    S

1    S

00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1

0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1

0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1

0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1

32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1

0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1

0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1

0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1

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0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

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6.1.2 - Endereçamento via Software: No endereçamento via software deve-se utilizar o programa de configuração da rede, RSNetWorx:

Com o equipamento que se deseja alterar presente na rede em modo on-line utilize o menu Tools, opção Node Commissioning. Pelo procedimento acima podemos perceber a necessidade de se disponibilizar o endereço 63, principalmente em redes onde existam equipamentos com endereçamentos feitos via software.

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6.2 - Led de Sinalização: O led de sinalização de rede dos equipamentos, possuem o seu funcionamento normalizado, sendo uma ferramenta importante para detecção de defeitos e normalidade de funcionamento da rede.

6.2.1 - Significado Led de Rede:  A tabela a seguir apresenta o significado do led de rede dos equipamentos de campo;

Led

Cor

Modo

verde

piscando

verde

aceso

vermelho

piscando

vermelho

aceso

Significado tentando fazer uma conexão alocado (presente na lista do scanner) alteração ou endereço duplicado perca de comunicação

 ALOCADO: significa que o equipamento está presente no scanlist e está trocando dados com o scanner.  ALTERAÇÃO quando o endereço for alterado com o equipamento funcionando, o seu led de rede ficará verde e o novo endereço somente será DE ENDEREÇO: efetivado se o instrumento for realocado novamente, ou seja deve-se desenergizar e energizar o equipamento novamente para que o novo endereço seja reconhecido.

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6.3 - Display do Scanner: O scanner do PLC possui um display e outra importante ferramenta para a identificação de defeitos, e rapidamente fornece uma pista com o endereço e um código de erro, que ajuda a solução de problemas. Em condição normal de operação o scanner deve indicar  00 informando que a rede está em funcionamento e todos os equipamentos configurados no scanlist estão operando normalmente. Caso algum problema seja detectado o scanner irá piscar primeiramente com o endereço e em seguida com o código de erro. O Anexo II traz a lista completa dos códigos de erros, mas abaixo informamos os principais erros encontrados na prática:

Erro

Descrição

00

Funcionando perfeitamente

73

Erro de configuração (produc code, vendor, etc)

75

Não presente no scanlist

77

Tamanho de dado diferente com o configurado

78

Equipamento configurado não presente na rede

79

Scanner não consegue transmitir 

80

Scanner no modo ideal (setar o bit de abilitação)

91

Erro de comunicação grave (resetar o PLC)

92

Falha de alimentação na rede

Caso mais de um equipamento esteja com defeito a mesma sequência será repetida, iniciando com o endereço, código de erro, novo endereço, novo código de erro; e assim sucessivamente para todos os equipamentos, e ao final a lista é repetida ciclicamente. Ex.: Caso o display do scanner esteja mostrando a seguinte seqüência: 78,05,78,09. Significa que os equipamentos dos endereços 05 e 09 não estão sendo encontrados na rede (erro 78). 55

Sense

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6.4 - Substituição de Equipamentos: Caso haja alguma dúvida com relação ao funcionamento correto de algum equipamento ligado a rede, e deseja-se substitui-lo, proceda conforme: Passo 1:

retira-se o equipamento com suspeita da rede,

Passo 2:

verifica-se no display do scanner se o código apresentado é o endereço do equipamento retirado da rede seguido do código 78,

Passo 3:

programa-se o endereço da peça antiga na nova,

Passo 4:

insere-se a nova peça na rede e observe que o led verde fica piscando inicialmente e depois ascende constantemente,

Passo 5:

observe que o scanner não deve apresentar o código de erro 78 para este endereço. Nota: caso o problema ainda persistir deve-se procurar em outro ponto, vide a Lista de Troubleshoting no Anexo III. Cuidado: caso o endereço seja ajustado erroneamente e coincidir com o de algum equipamento que esteja funcionando na rede, o led vermelho do último equipamento colocado na rede começará a piscar e ao se reinicializar o sistema, se este equipamento ainda estiver na rede, irá interromper o funcionamento do outro equipamento também.

6.5 - Equipamento Faltando: O scanner DeviceNet  indica a falta de equipamentos através do código de erro 78, seguido do endereço do equipamento que não foi encontrado na rede. Este procedimento é comum durante o processo de partida ou durante a substituição de algum equipamento.

Sense

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6.6 - Novo Equipamento na Rede:  Ao adicionar um novo equipamento na rede ou caso algum equipamento esteja com o led verde piscando, indica que não está configurado no “scan list”. E caso o scanner não indique nenhum erro, 00, confirma que este equipamento não faz parte da rede que encontra-se funcionando normalmente.

6.6.1 - Inclusão de um Novo Equipamento na Rede: Siga os passos abaixo para incluir um novo equipamento na rede:

Equipamentos encontrados na rede em modo on-line e disponíveis para serem incluidos no scanlist.

Equipament os que compõem o scanlist gravado no scanner 

Passo 1: Passo 2:

entre no RSNetWork on-line com o KFD

Passo 3:

utilize a seta > para incluir o novo equipamento no scanlist,

Passo 4:

siga os passos para o mapeamento do novo equipamento, conforme descrito no item 5.6.2,

Passo 5:

faça o download da nova configuração para o scanner.

57

duplo click na ícone do scanner,

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Anexo I - Termos e Definições:

Trunk Line Linha Tronco Drop Line Derivação Device Equipamento Node Nó Thick Cable Cabo Grosso Thin Cable Cabo Fino

Cabo entre os dois terminadores da rede que pode ser do tipo cabo grosso, fino ou flat.

Flat Cable Cabo Chato Scanlist Lista de Equipamentos Pont-to-Point Ponto-a-Ponto Multi-Master  Multi-Mestre Producer-Consumer  Produto-Consumidor 

Cabo utilizado somente para linhas tronco, com 5,3mm de altura.

Polled Message Mensagem Polled Strobed Message Mensagem Strobed Cyclic Message Mensagem Cíclica Change of State Message

Método de comunicação entre equipamentos de rede ( vide pag. 04 )

Mensagem de mudança de estado

Cabo tipo fino ou flat que conecta os equipamentos de campo aos módulos derivadores. Equipamento de campo que posui um endereço na rede DeviceNet . Endereço do equipamento de campo na rede DeviceNet . Cabo para rede DeviceNet   usado para linhas tronco, com diâmetro externo de 12,2mm. Cabo para rede DeviceNet   usado para linhas tronco e derivações, com diâmetro externo de 6,9mm.

Lista de equipamentos ativos na rede DeviceNet , disponíveis para mapeamento ou já mapeados. Tipo de mensagens entre equipamentos de rede ( vide pag. 02 ) Tipo de troca de mensagens entre equipamentos de rede ( vide pag. 03 ) Tipo de troca de mensagens entre equipamentos de rede ( vide pag. 03 )

Método de comunicação entre equipamentos de rede ( vide pag. 04 ) Método de comunicação entre equipamentos de rede ( vide pag. 05 ) Método de comunicação entre equipamentos de rede ( vide pag. 05 )

CAN (Controller Area Network) Protocolo de rede ( vide Pag. 07 ) CAN (Rede de Controle de Area ) .

Metodologia protocolo CAN ( vide pag. 07 ) MAC (Controle de acesso ao Meio) . Checagem de erros protocolo CAN ( vide pag. 07 ) CRC (Vistoria Cíclica Redunhante) Sense

58

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Anexo II - Lista de Códigos de Erros:

Erro:

Descrição:

Ação a ser tomada:

70

Falha no módulo no check de endereço duplicado

Mude o endereço do canal do módulo, o endereço selecionado está em uso neste canal

71

Dados ilegais na tabela do scan list (numero do nó do equipamento com falha piscará alternadamente com este numero de falha)

Reconfigure a tabela do scan list e remova possíveis dados ilegais

72

Escravo parou de comunicar (numero do nó do equipamento com falha piscará alternadamente com este numero de falha)

Inspecione o equipamento de campo e verifique as conexões

73

O padrão dos parâmetros do equipamento não é o mesmo da tabela de entrada. (numero do nó do equipamento com falha piscará alternadamente com este numero de falha)

Verifique se o equipamento que está com este erro tenha os mesmos parâmetros do equipamento da configuração. (vendor, product code, product type).

74

Data overrun detectado na porta

Modifique sua configuração e verifique por  dados inválidos.

75

Não há scan list no módulo

Carregue um scan list

76

Não foi detectado tráfico na rede e/ou módulo

Nenhuma. Quando for conectado algum equipamento ou requerido uma comunicação, o módulo “escutará” a requisição automaticamente

77

Dados retornados não é o esperado pela configuração do scanner. (numero do nó do equipamento com falha piscará alternadamente com este numero de falha)

Reconfigure seu módulo e mude o endereçamento.

78

Escravo do scan list não existe (numero do  Adicione o escravo a rede, ou delete-o do nó do equipamento com falha piscará scan list alternadamente com este numero de falha) Módulo teve falha ao transmitir mensagem

Tenha certeza de que o modulo esteja conectado a rede, check os interrompidos e velocidade do equipamento

80

Modulo está em modo IDLE

Nenhuma

81

Modulo está em modo de falha

Nenhuma

82

Detectado erros em seqüência de mensagens de I/O fragmentado do equipamento. (numero do nó do equipamento com falha piscará alternadamente com este numero de falha)

Check a configuração do scanner e do escravo e verifique que o tamanho dos dados de entrada e saídas para este equipamento são corretos

83

Escravo está retornando mensagens com Check a configuração do scanner e do erros quando o scanner tenta comunicar  escravo com ele. (numero do nó do equipamento com falha piscará alternadamente com este numero de falha)

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59

Sense

Rede DeviceNet 

Erro:

Descrição:

Ação a ser tomada:

Modulo está inicializando canal DeviceNet 

Nenhuma. Este código de erro apagará ao se inicializar todos os escravos, caso persista resete o PLC

85

Tamanho dos dados recebidos é maior que o esperado

Check a configuração do scanner e do escravo e verifique o tamanho dos dados nos dois equipamentos

86

Equipamento está gerando estado IDLE enquanto o scanner está em RUN

Check a configuração do equipamento e status do nó escravo

87

Disponível para alocação. Scanner ainda não foi alocado pelo mestre, ou modo de escravo está habilitado mas o scanner não está habilitado em um mestre

Monitore o scanner para verificar se o código de erros é apagado quando o escravo detectar o mestre. Se o erro persistir, check o modo de configuração do scanner.

88

Este não é um erro. Ao energizar ou resetar  Nenhuma o módulo, é mostrado todos 14 segmentos no endereço do nó e LEDs de status

90

Porta de comunicação desabilitada pelo usuário

Reconfigure seu módulo. Check o bit desabilitado no registrador de comando do módulo

91

Detectado estado de Bus-off. A porta de comunicação está detectando erros de comunicação

Check as conexões e integridade dos cabos de comunicação. Check também escravos com falha ou possíveis interferências na fonte.

92

Sem tensão na porta de comunicação

Verifique a fonte e se está chegando tensão na porta de comunicação

Update da memória Flash em progresso

Nenhuma. Não desconecte o módulo enquanto a aplicação Flash estiver em progresso. Você perderá qualquer dado existente na memória do módulo

97

Módulo parado por comando do usuário

Nenhuma

98

Falha de firmware irrecuperável

Substitua seu módulo

99

Falha de hardware irrecuperável

Substitua seu módulo

E9

Perda da configuração não-volatil

Faça um novo download da configuração

84

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Sense

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Rede DeviceNet 

Anexo III - Check List para Start Up:

Neste item faremos uma lista de check up para partida de sistemas que utilizem Redes DeviceNet . Para tanto consideraremos que se tenha um projeto da rede e que todos os cálculos necessários foram feitos.

A3-1 - Verificação de terminadores: Com a rede desligada meça a resistência entre CANH (fio branco) e CANL (fio azul) que deve ser aproximadamente 60 , valor das duas resistências de terminação de 120 em paralelo. Note que este teste serve para verificar se o numero de terminações está correto, porém não testa se a posição está correta, para isto deve-se ter em mãos um projeto da rede onde se define os pontos a serem colocados os terminadores. Este teste é muito útil, pois é muito mais comum do que se pensa a instalação de um numero incorreto de terminadores, o que causa funcionamento irregular da rede.

A3-2 - Aterramento: Item importantíssimo em uma rede digital, para isto a ligação correta deve seguir a seguinte regra: "A rede DeviceNet   deve ser aterrada em um único ponto, preferencialmente onde entra a alimentação da rede, e neste ponto deve ser ligado o fio shield no negativo da fonte, caso haja mais de uma fonte, esta ligação deve ser  feita somente no ponto de aterramento". O ideal é que se tenha um terra exclusivo para instrumentação, caso o mesmo não esteja disponível utilize o terra comum.  A figura a seguir ilustra uma ligação típica de terra.

Como foi citado anteriormente, a rede DeviceNet  deve ser aterrada somente em um único ponto, e um teste a ser feito para verificação deste item é abrir o aterramento e medir a resistência entre o fio preto (V-) e o fio nu (shield), que deve ser da casa de Megaohms. Caso o resultado desta operação de zero ohms, significa que existem outros pontos aterrados, neste caso verifique se os fios de shield estão corretamente instalados com o tubo contrátil e a blindagem do cabo também isolada. 61

Sense

Rede DeviceNet 

 Após feitos os testes acima, com um multimetro meça em vários pontos da rede o diferencial de tensão entre shield e V-, com o positivo do multimetro no shield e o negativo no V-, esta tensão deve ter os valores da tabela abaixo:

Tensão dreno / V-

Ideal

Aceitável

Minimo

-4,0V

-5,0V

Máximo

0,3V

1,0V

Caso exista algum ponto com valores que não estejam dentro deste intervalo, alguns testes podem ser feitos, como segue: • Verifique se o shield e V- estão conectados um no outro e a rede esteja aterrada na fonte; • Verifique se não há trechos do fio shield abertos e/ou em curto; Nota: Com a rede aterrada junto a fonte e conectada neste ponto ao V-, a tensão de shield será sempre zero ou negativa com relação ao V- devido ao offset causado pela queda de tensão no fio preto do V-.

A3-3 - Teste de Tensão:  Alguns equipamentos ligados a saídas de caixas de I/O não possuem o mesmo range de tensão para funcionar comparado aos equipamentos DeviceNet , portanto para verificar se o sistema foi bem dimensionado (Vide capitulo de calculo da queda de tensão) um teste a ser feito é acionar TODAS as saídas - caso com maior queda de tensão - e ir acionando saída por saída para verificar se não há falhas no acionamento de cargas, caso haja falhas, estude a mudança de local da fonte ou inclusão de uma nova fonte.

Sense

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Rede DeviceNet 

A3-4 - Conclusão: Estes três pontos relatados acima são essenciais para o funcionamento da rede, e são possíveis de se verificar sem a necessidade de instrumentos específicos. Existem alguns instrumentos para checagem de redes DeviceNet   que são muito úteis, tanto para manutenções corretivas como para manutenções preventivas, como exemplo o DeviceNet  Alert, fabricado pela SST, verifica os pontos: Taxa erros: O equipamento verifica se esta havendo erros de comunicação, mostrando taxa instantânea, taxa mínima, taxa máxima e acumulativo de erros, e caso esteja ocorrendo erros indica em quais equipamentos estão os erros, ajudando por onde começar a verificação. Neste item a verificação é geral, não importando o ponto onde o equipamento esteja ligado; Tráfico:

Verifica e informa qual a porcentagem da banda está sendo utilizada. Esta informação é também muito importante, pois se a banda utilizada for muito alta, pode haver congestionamento de informações na rede, gerando atraso na atualização dos dados na CPU do PLC, e esta informação também é geral, não importando em qual ponto o instrumento esteja ligado, pois fornece a utilização geral e também por equipamento, permitindo ao usuário verificar  quais instrumentos estão utilizando maior banda;

Tensão:

 A partir deste item são verificações locais, ou seja, o instrumento mede o valor de tensão no ponto que o instrumento está ligado, dando parâmetros como maior e menor valor de tensão, valor  pico-a-pico instantâneo, máximo e mínimo e status destes valores.

Tensão Também analisa se o valor de shield local está dentro dos parâmetros aceitáveis, conforme mostrado no item 2 acima; do shield: Tensão de Como a rede DeviceNet  trabalha com diferencial de tensões, este item mostra o offset da tensão, que tem sua faixa de trabalho e caso modo estiver fora dela pode gerar erros; comum: Diferencial de A rede DeviceNet  é uma rede digital, portanto trabalha com sinais de bit zero e um, e no protocolo CAN isto é feito através do tensão recessivo e diferencial de tensão entre CANH e CANL (fios branco e azul), e dominante: este parâmetro fornece informações de como está o valor destes diferenciais; Tensões de Caso o parâmetro acima apresente distúrbios, através destes parâmetros facilita a correção do problema mostrando se o erro no CAN_H e diferencial está localizado em um dos fios de CANH ou CANL. CAN_L: Pelo citado acima, podemos perceber a facilidade que se obtêm tendo uma ferramenta desta em mãos para se trabalhar com este tipo de rede. Apesar dos testes possíveis a serem feitos utilizando somente multimetros como os citados acima ajudar bastante, a checagem total da rede se obtêm através do instrumento, e quando o mesmo apresentar nenhuma irregularidade, pode-se garantir a total estabilidade do sistema. 63

Sense

Rede DeviceNet 

Anexo IV - Troubleshooting DeviceNet :

Siga os procedimentos abaixo em caso de problemas com a rede DeviceNet , principalmente quando se tratar de uma rede nova.

A4.1 - Problemas Relacionados ao Projeto da Rede:  A rede DeviceNet   não irá funcionar adequadamente se as regras de projeto da instalação não forem seguidas. Mesmo que inicialmente a rede tenha funcionado, posteriormente poderão ocorrer anomalias de operação devido a um projeto incorreto. Observe os itens: • percorra a rede em campo tentando observar o layout atual, • conte o número de nós (deve ser: <64 incluindo o scanner e o KFD), • meça o comprimento total do cabo principal da rede, para cabo grosso: < 100m para 500Kbit/s, 250m para 250Kbit/s ou 156m para 125Kbit/s • verifique se não existe nenhuma derivação com cabo fino maior que 6m, • confira a soma de todas as derivações do cabo fino são menores que: • 39m para 500Kbit/s, 78m para 250Kbit/s ou 500m para 125Kbit/s • verifique se existe os dois resistores de terminação 120   montados nas extremidades da rede: um no scanner e outro no derivador mais distante. • verifique se a malha de aterramento está aterrada somente em um único ponto da rede, de preferência junto ao scanner. • o terminal negativo da rede fio preto também deve ser aterrado em um único ponto junto com a malha da rede. • confira a integridade do aterramento, remova a conexão da malha e do negativo do terra e verifique a impedância em relação ao sistema de aterramento que deve ser maior que 10M . • confira se a impedância da malha de terra para o negativo da fonte que deve ser  maior que 1M . • verifique se existe baixa impedância entre os fios de comunicação da rede fios branco e azul para positivo vermelho e para o negativo preto. • verifique também se a seção do cabo que liga a malha e o negativo da rede (fio preto) ao sistema de aterramento, pois deve ser o menor comprimento possível e com seção mínima adequada.

A4.2 - Problemas Relacionados a Fonte de Alimentação: verifique se houve projeto de distribuição de fontes de alimentação, confira se nos pontos mais distantes a tensão da rede DeviceNet  (entre os fios vermelho e preto) é maior que 20V, • É importante lembrar que a queda de tensão ao longo da linha varia com o aumento de carga, ou seja deve ser medir a queda de tensão com todos os elementos de saída que consomem da rede ligados, • observe que os equipamentos ligados a saídas digitais a transistor, que não estão utilizando fonte de alimentação local (fonte externa), serão energizados com praticamente a mesma tensão da rede DeviceNet , • CUIDADO!: no caso deste módulo de saída receber 20V na rede DeviceNet , muito provavelmente não acionaria um válvula solenóide low power  • •

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Rede DeviceNet 

normalmente utilizada nos sistemas de rede, pois estas válvulas possuem alimentação mínima de 24V -10% ou seja:21,6V, • Verifique também a corrente máxima nos cabos que não deve passar de 8A para o cabo grosso e 3A para o cabo fino.

A4.3 - Problemas Relacionados a Fiação e sua Conexões: verifique se as malhas de aterramento nas caixas de distribuição e nos instrumentos de campo estão isoladas de qualquer contato com partes aterradas e se estão cortadas rente a capa cinza do cabo DeviceNet  e se estão isoladas com fita isolante ou termo-contrátil, • aconselhamos também a isolar o condutor de dreno com termo contrátil para evitar seu aterramento indesejável e curto-circuitos com outras partes energizadas, • aconselhamos também a utilização de terminais pré-isolados (ponteira) nas pontas dos fios a fim de evitar que algum dos capilares que compõem os fios possam provocar um curto-circuito, para tanto aconselhamos utilizar as ponteiras Phoenix: • Cabo DeviceNet   Grosso: vermelho, preto e dreno: ponteira preta, fios de comunicação branco e azul: ponteira dupla branca. • Cabo DeviceNet  Fino: todos os fios ponteira branca. • verifique se os parafusos dos conectores estão bem apertados puxando levemente os fios, • verifique se os prensa-cabos estão adequadamente apertados e se estão dimensionados corretamente para o cabo utilizado, puxando levemente os fios e observando se escorregam, • sacuda os conectores procurando pôr problemas intermitentes, • verifique se os cabos não estão forçando os conectores e tampas das caixas e se entram no invólucro de forma que líquidos possam escorrer pôr eles e penetrar  nas conexões, • verifique se os cabos estão com uma separação mínima de alguns centímetros e cabos de potências, principalmente de: motores, inversores de freqüência, reles, contactores e solenóides. •

A4.4 - Problemas Verificados no Scanner DeviceNet : · verifique se o scanner indica algum código de erro seguido do número do nó, e em caso positivo acompanhe o problema seguindo as instruções do manual do scanner, • verifique o scan list e compare com os componentes efetivamente presente na rede. • caso o scanner não estiver comunicando-se com a rede (bus off) reinicialize a alimentação 24Vcc da rede e o scanner.

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Rede DeviceNet 

A4.5 - Problemas nos Equipamentos de Campo DeviceNet  (nós): O led de rede (bicolor) dos equipamentos é o primeiro ponto a ser verificado e pode informar as seguintes situações:

A4.5.1 - Led Verde Piscado: Significa que o equipamento não está alocado (não presente no scan list) no scanner DeviceNet . • confira se o equipamento realmente não está listado no scan list, • verifique se o scanner não está em bus off, • verifique se não está ocorrendo time out.

 A4.5.2 - Led Vermelho Aceso: Significa que o equipamento não está conseguindo se comunicar com a DeviceNet . • verifique se ocorreu falta de alimentação em outros nós, • verifique se os outros nós não estão desconectados, •  verifique se o baud rate do equipamento é o mesmo da rede toda, • verifique o scanner, se está em bus off, se estiver reset a rede e o scanner, se o problema persistir, verifique: · se o equipamento não está defeituoso, · confirmar seu baud rate, · se a topologia da rede está correta, · problemas de conexão, · scanner defeituoso, · problemas de alimentação, · problemas de aterramento, · problemas de indução de ruídos elétricos

A4.5.3 - Led Vermelho Piscado: Durante a energização da rede indica que dois nós estão com o mesmo endereço, caso contrário verifique: • verifique o baud rate do equipamento, • se persistir substitua o equipamento, • se o problema ainda persistir, substitua o distribuidor, • verifique a topologia e pôr último verifique com o osciloscópio entre os fios da alimentação vermelho e preto se existe ruídos elétricos.

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Rede DeviceNet 

Anexo V - ODVA Open DeviceNet  Vendor Association:

 A organização ODVA (Open DeviceNet   Vendor Association) é uma organização independente que rege e gerencia as especificações da rede DeviceNet . Promovendo o crescimento mundial da rede DeviceNet , a ODVA trabalha diretamente com fabricantes, usuários finais e distribuidores para ajudar a estabelecer a reputação da rede DeviceNet  como a melhor escolha para redes de comunicação com protocolo aberto para automação industrial. Podemos citar algumas atividades da ODVA: • SIGs (Supports Special Interest Groups), que é um grupo que desenvolve os detalhes das especificações; • administra testes de conformidade e oferece uma série de ferramentes de auto-testes para auxilio durante o desenvolvimento de produtos; • promove seminários e cursos de treinamento para desenvolvedores de produtos, integradores de sistemas e usuários finais; • fornece ferramentas para desenvolver e auxilia na resolução de problemas com DeviceNet ; • publica o catálogo de produtos DeviceNet ; • gerar o vendor ID para os fabricantes  A ODVA tem escritórios em vários cidades do mundo para dar suporte e promover  a DeviceNet  internacionalmente.

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Rede DeviceNet 

Anexo VI - Atualização de Versões -  Electronic Keys Existe um recurso na configuração do scanner chamado Eletronic Keys , que tem a função de verificar se os parametros do equipamento utilizado são exatamente iguais aos armazenados no scanner, durante a configuração (mapeamento) inicial. Os dados do fabricante que são verificados são: •  Vendor ID: Código ODVA do fabricante; •  Product Type: Tipo de Produto; •  Product Code: Código do Produto; •  Major Revision: Índice de Maior Revisão; •  Minor Revision: Índice de Menor Revisão. Equipamentos de diversos fabricantes, ou versões diferentes de um mesmo produto, podem ser utilizados sem a necessidade de alterações na configuração armazenada no scanner, caso os produtos possuam os mesmos parâmetros: •  Tipo de comunicação: Change of state, polled, etc.. •  Número de Bytes de Rx •  Número de Bytes de Tx Dois produtos diferentes mas com os mesmos parametros básicos acima mencionados, trocam a mesma quantidade de informação e da mesma forma, portanto estão aptos a serem substituidos um pelo outro, no entanto deve-se desativar as Eletronic Keys , conforme descrito a seguir:  Através do software de configuração da rede, o RSNetWorx, na tela de configuração, selecione o scanner e clique com o botão direito do mouse e selecione as propriedades:

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Rede DeviceNet 

Pode-se observar na tela do scanlist que ao lado direito na parte inferior a sub-janela dos Eletronic Keys , válido para cada produto apresentado no Scanlist, para desabilitar-los deve-se seguir os seguintes passos: • 1. O programa deve estar trabalhando em offline; • 2. Seleciona-se o Equipamento que deve ter estes parâmetros desabilitados;

3. Desabilite as Eletronic Keys , eliminando a verificação do: • fabricante, • e/ou tipo de produto, • e/ou código do produto, • e principalmente indices de revisões. 4. Repita os passos 2 e 3 para todos os equipamentos que deseja-se liberar as Eletronic Keys . 5. Não esqueça de salvar a nova configuração no scanner efetuando um download; IMPORTANTE:  aconselhamos utilizar este procedimento para todos os módulos de E/S evitando que futuras atualizações dos produtos sejam intepretadas como equipamentos diferentes. CUIDADO:  indicamos manter as Eletronic Keys   somente para produtos que requeram configurações complexas e necessáriamente um profissional habilitado deve fazer a substituição. 69

Sense

Rede DeviceNet 

Anexo VII - Comunicação da Rede DeviceNet  através da CPU Comunicação Sem a Interface 232/DeviceNet:  A comunicação da rede DeviceNet   sem a necessidade de utilizar a interface 232/DeviceNet é feita utilizando a porta serial da CPU do Controlador Lógico Programável (PLC), permitindo a visualização em tempo real do endereçamento da rede possibilitando sua configuração, somente com os softwares Linx V 2.20 ou superior e Logix V4.0, A seguir iremos descrever como configurar a comunicação sem o KFD, passo a passo: Passo 1:

Considerando que a comunicação entre o Linx e o PLC já tenha sido estabelecida (on-line). No menu “ Controlador ”  Acesse o item “Configuração E/S”

Passo 2:

Com todos os módulos do PLC configurados Selecione o Módulo Scanner que está sendo utilizado na rede.

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Rede DeviceNet 

Passo 3:

 Acesse o item “Conf. Avançadas”

Passo 4:

 Altere os valores correspondentes ao endereço de memória M0 e M1 para o valor de 361, conforme:

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Rede DeviceNet 

Passo 5:

No software Linx acesse as propriedades de comunicação e o caminho para isto é: Menu “Communications” no item: “Configure Drivers...”

Passo 6:

Seleciona-se o drive “DeviceNet Drivers” . Botão “Add New...”

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Rede DeviceNet 

Passo 7:

Selecione a opção “Allen-Bradley 1747-SDNPT”

Passo 8:

Configure a Porta Serial e o Driver de Comunicação.

Nesta tela define-se a configuração onde será feita a comunicação, temos: Porta e Driver de Comunicação: Tanto na configuração da porta como o driver de comunicação devem ser os mesmos que estão sendo utilizados pela CPU do Controlador Lógico Programável (PLC). 73

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Rede DeviceNet 

Rua: Tuiuti , 1237 - Tatuapé - São Paulo - S.P. - Tel: 11 6942-0222 Fax: 11 6941-5192

Agradecimentos Este trabalho foi materializado graças a Sense Eletrônica Ltda, que entendendo a necessidade de divulgação da tecnologia viabilizou sua realização.

Esclarecimentos: Esta obra foi elaborada com a finalidade de esclarecer conceitos técnicos, sem qualquer menção legal ou de responsabilidade técnica pelos projetos. O trabalho foi realizado baseados nas recomentações ODVA e na experiência adquirida nos últimos anos com a instalação de diversos projetos bem sucedidos.

Referências: Cable Guide: ODVA ( Open DeviceNet  Vendor Association ) DeviceNet  Cable System: Planing and Installation Manual - Allen Bradley

Autor: Ricardo Rossit Engenheiro eletrônico, gerente de engenharia de aplicações da Sense e responsável pela implantação de diversas redes industriais no mercado.

Colaborador Especial: Marco A. Padovan Engenheiro eletrônico especializado em redes industriais, responsável pelo suporte técnico da Sense para o setor de redes.

Ilustração:  Anderson Melchiori Cauê Monteiro de Souza

Editoração: Patricia Magalhães Ivoglo

Direitos: Está proibida a reprodução total ou parcial deste manual sem a prévia autorização legal, ficando os infratores sujeito a penalidade de lei.

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