“APRENDENDO PROFIBUS”
História:
Introdução:
Profibus é hoje um dos Standards de rede mais empregados no mundo. Esta rede foi concebida a partir de 1987 em uma iniciativa conjunta de fabricantes, usuários e do governo alemão. A rede está padronizada através da norma DIN 19245 incorporada na norma europeia Cenelec EN 50170.
A rede Profibus é na verdade uma família de três redes ou communication profiles no jargão Profibus:
1º Profibus DP (Distributed Peripherals):
Esta rede é especializada na comunicação entre sistemas de automação e periféricos distribuídos.
2º Profibus FMS (Fieldbus Message Specification):
É uma rede de grande capacidade para comunicação de dispositivos
Inteligentes tais como computadores, CLPs ou outros sistemas inteligentes que impõem alta demanda de transmissão de dados. FMS vem perdendo espaço para a rede Ethernet TCP/IP.
3º Profibus PA (Process Automation):
É uma rede para a interligação de instrumentos analógicos de campo tais como transmissores de pressão, vazão, temperatura, etc. Esta rede possui uma grande fatia do mercado de barramentos de campo geralmente chamados de fieldbus.
Características gerais:
Profibus é uma rede multimestres. A especificação fieldbus distingue dois tipos de dispositivos:
Dispositivo Mestre:
Um mestre é capaz de enviar mensagem independente de solicitações externas quando tiver a posse do token. São também chamados de estações ativas.
Dispositivos Escravos:
Não possuem direito de acesso ao barramento e podem apenas confirmar o recebimento de mensagens ou responder a uma mensagem enviada por um mestre. São também chamadas de estações passivas. Sua implementação é mais simples e barata que a dos mestres.
Características do nível físico:
Existem atualmente três physical profiles que definem os métodos de
Transmissão disponível para o Profibus:
1º RS-485 para aplicações gerais da automação da manufatura.
2º IEC 1158-2 para uso na automação de processos
3º Fibra ótica para maior imunidade a ruído e maiores distâncias
Existem pesquisas para se usar o Profibus sobre uma rede Ethernet 10Mbps ou 100 Mbps.
O protocolo DP utiliza as camadas 1 e 2 e a camada de usuário. Esta
Arquitetura otimizada assegura uma transmissão de dados eficiente e rápida. A suíte FMS possui apenas as camadas 1, 2 e 7. A camada 7 corresponde ao Fieldbus Message Specification (FMS).
Profibus-pa:
A rede Fieldbus PA é uma rede para interligar válvulas, transmissores depressão diferencial, etc., portanto geralmente dispositivos escravos. A alimentação dos dispositivos pode se dar pela própria rede. Caso se deseje interligar esta rede de baixa velocidade a uma rede de alta velocidade (DP) ou a um CLP, deve-se utilizar um acoplador.
O protocolo é muito simples, o que facilita a interoperabilidade.
A distribuição do controle depende sempre de um mestre externo. O mestre deve ler as PVs dos transmissores, executar os algoritmos de controle e definir a abertura da válvula de controle.
A Profibus PA permite ligar 32 dispositivos por segmento sem segurança intrínseca (IS) ou até 9 dispositivos com segurança intrínseca (Eex ia/ib).
Os dispositivos podem ser conectados e desconectados para manutenção com a rede em operação, mesmo quando operando em áreas classificadas.
A rede Profibus-Pa obedece ao padrão IEC 1158-2 que utiliza como meio de transmissão um par trançado blindado, e apresenta a velocidade de 31.25 kbit/s.
Este padrão de nível físico é o mesmo da rede H1 da Foundation Fieldbus.
Ele permite alimentar os dispositivos diretamente, usando o barramento de dois fios e apresenta segurança intrínseca. Esta rede pode ser usada em áreas classificadas e atende ao modelo FISCO (Fieldbus Intrinsically Safe Concept) definido pelo Federal Physical Technical Institute da Alemanha.
Os princípios fundamentais são:
Cada segmento deve ter uma única fonte de potência: a fonte de
Alimentação.
Nenhuma potência é alimentada no barramento quando a estação está
Enviando dados.
Cada dispositivo de campo consume uma potência fixa conhecida em
Regime.
Os dispositivos de campo funcionam como consumidores passivos de
Corrente.
A terminação passiva de linha é realizada nos dois extremos da linha.
Topologia linear, árvore e estrela são permitidas.
O consumo de corrente em regime permanente é de 10 mA. O nó que envia
dados devem sobrepor uma modulação de +/- 9 mA à corrente básica.
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Profibus-pa - interface de comunicação
"PROTOCOLO DE COMUNICAÇÃO PROFIBUS-PA"
A SMAR, empresa que atua na área de instrumentação industrial, lançou no mercado (outubro/2012) a interface PBI-plus, um conversor inteligente de comunicação entre instrumentos com protocolo profibus-pa.
Nasceram a partir da necessidade de interfacear instrumentos dessa tecnologia, é conectada através de uma porta USB do computador (notebook, desktop), com isso dando mais facilidade para trabalhos em laboratórios e em campo (área), a PBI-plus conecta com facilidade em transmissores, controladores, sensores, atuadores, conversores, etc. de qualquer fabricante.
A interface é uma ferramenta onde pode ser conectada direto no instrumento (usando a opção local) ou em rede (usando a opção network), na opção "LOCAL" a interface energiza o instrumento sem necessidade de uma fonte externa, alimentada apenas pela porta USB, na opção "NETWORK" é necessário uma fonte de energia externa (a própria rede), nessa opção comunica com instrumento já conectado em uma rede seja em start up ou operacional.
A opção "LOCAL" da interface é muito usada para testes em laboratório de instrumentação, como calibração e/ou verificação de instrumentos, a opção "NETWORK" pode ser usada para os mesmos testes executado em laboratórios, só que em campo, também é muito usada para executar simulações em instrumentos já montado em campo e ligado na rede profibus-pa.
Por ser uma ferramenta leve e robusta, pode ser usada em campo para testes diverso sem problemas, basta conectar em um notebook (pela porta USB).
Para conectar a interface e comunicar com o instrumento é necessário um software, existe vários, por exemplo:
O assetview standalone e o profibus view, ambos da SMAR, o assetview standalone é adquirido junto com a interface, existe também o pactware, da empresa VEGA, um software que se encontra para download no site da empresa e não necessita de licença.
Particularmente uso o pactware, por ser mais rápido e mais leve, de interface amigável é ótimo para aula, meus alunos entendem com facilidade quando uso esse software.
Comentário: Lembro quando a empresa onde trabalho adquiriu a interface PBI-plus, dois funcionário foi escolhida para o treinamento, e fui um dos escolhidos, desde então me empenhei muito, e junto com meu amigo e parceiro de trabalho descobrimos muitas coisas que não se aprende em manual ou em cursos, coisas que postarei aqui para que todos saibam, pois adoro compartilhar meus conhecimentos.
