A CAMADA DE LINK DE DADOS (DATA LINK LAYER)

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A utilização de equipamentos Devicenet dispostos em um kit didático é uma forma de melhorar o treinamento na utilização de protocolos de comunicação industriais, pois possibilita um maior aprofundamento na rede Devicenet e uma melhor prática na utilização deste e tudo isso será possível com o kit Devicenet desenvolvido.

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1.1 OBJETIVO

Apresentar o projeto e a construção de um módulo com tecnologia de comunicação industrial Devicenet. Este módulo irá se tornar um kit para fins didáticos, a ser utilizado para o ensino e treinamento de redes industriais, abordando aspectos práticos de instalação, configuração e manutenção de redes Devicenet. Para implementação desse kit serão utilizados os equipamentos disponíveis na escola: um Controlador Lógico Programável, um módulo remoto de entradas e saídas digitais, um inversor de freqüência e uma Interface Homem Máquina, que serão montados em uma estrutura de alumínio.

1.2 ESTRUTURA DO TRABALHO

Este trabalho está dividido em quatro capítulos, sendo que no primeiro capítulo apresenta-se a introdução, o objetivo e a estrutura do trabalho. No segundo capítulo apresenta-se a revisão da literatura sobre a rede Devicenet. Posteriormente serão apresentados os recursos utilizados no ensino prático na área técnica.

No quarto capítulo apresentam-se os materiais e métodos utilizados para a montagem estrutural do kit e para a programação dos equipamentos e da rede. A seguir serão apresentados os recursos e as possibilidades de uso do kit pelos alunos.

Na sequência apresentam-se as discussões e conclusão do trabalho, e por último, são apresentadas as referências bibliográficas utilizadas para elaboração do trabalho

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2 A REDE DEVICENET

Devicenet é uma rede digital, multi-drop para conexão entre sensores, atuadores e sistema de automação industrial em geral. Ela foi desenvolvida para ter máxima flexibilidade entre equipamentos de campo e interoperabilidade entre diferentes vendedores.

A empresa SMAR, relata que este padrão fora apresentado em 1994 originalmente pela Allen-Bradley, o Devicenet teve sua tecnologia transferida para a ODVA em 1995. A ODVA (Open Devicenet Vendor Association) é uma organização sem fins lucrativos compostos por centenas de empresas ao redor do mundo que mantém, divulga e promove o Devicenet e outras redes baseadas no protocolo CIP (Common Industrial Protocol). Atualmente mais de 300 empresas estão registradas como membros, sendo que mais de 800 oferecem produtos Devicenet no mundo todo.

A rede Devicenet é classificada no nível de rede chamada devicebus, cujas características principais são: alta velocidade, comunicação em nível de byte englobando comunicação com equipamentos discretos e analógicos e alto poder de diagnóstico dos devices. A Figura 1 apresenta o posicionamento do padrão em relação aos cenários tecnológicos.

Figura 1: Cenários Tecnológicos.

[pic 1]

Fonte: http://www.smar.com/brasil/devicenet.asp.

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O padrão Devicenet apresenta como benefícios: a eliminação dos custos associados às conexões e ás práticas tradicionais de cabeamento feito ponto a ponto, permite que os usuários usem sistemas de diagnósticos dos dispositivos. Permite também que os usuários configurem vários produtos em tempo real; e ainda possibilita substituir dispositivos em uma rede ativa. Melhora o desempenho geral do sistema, pois Devicenet possui opções baseadas em eventos ou em configurações.

A tecnologia Devicenet é um padrão aberto de automação com objetivo de transportar dois tipos principais de informação: dados cíclicos de sensores e atuadores, diretamente relacionados ao controle e, dados acíclicos indiretamente relacionados ao controle, como configuração e diagnóstico.

Os dados cíclicos representam informações trocadas periodicamente entre o equipamento de campo e o controlador. Por outro lado, os acíclicos são informações trocadas eventualmente durante configuração ou diagnóstico do equipamento de campo.

A camada física e de acesso da rede Devicenet é baseada na tecnologia CAN (Controller Area Network) e as camadas superiores no protocolo CIP, que define uma arquitetura baseada em objetos e conexões entre eles.

O CAN originalmente foi desenvolvido pela BOSCH para o mercado de automóvel Europeu para substituir os caros chicotes de cabo por um cabo em rede de baixo custo. Como resultado, o CAN tem resposta rápida e confiabilidade alta para aplicações principalmente na área automobilística.

O padrão Devicenet é uma das três tecnologias abertas e padronizadas de rede, cuja camada de aplicação usa o CIP (Common Application Layer). Ao lado de ControlNet e EtherNet/IP, possuem uma estrutura comum de objetos, ou seja, ele é independente do meio físico e da camada de enlace de dados. Essa camada de aplicação padronizada, aliada a interfaces de hardware e software abertas, constitui uma plataforma de conexão universal entre componentes em um sistema de automação, desde o chão-de-fábrica até o nível da internet. A Figura 2 apresenta o modelo OSI.

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Um nó Devicenet é então modelado por um conjunto de objetos CIP, os quais encapsulam dados e serviços e determinam assim seu comportamento. Tendo dois objetivos principais: o transporte de dados de controle dos dispositivos de I/O, e o transporte de informações de configuração e diagnóstico do sistema que esta sendo controlado.

Uma rede Devicenet pode conter até 64 dispositivos, onde cada dispositivo ocupa um nó na rede, endereçados de 0 a 63. Qualquer um destes pode ser utilizado. Não há qualquer restrição, embora se deva evitar o endereço 63, pois este costuma ser utilizado para fins de comissionamento. Todo nó do Devicenet possui um arquivo de configuração associado, chamado EDS (Electronic Data Sheet).