Configuração de Redes e Arquivos GSD em Profibus DP/PA: Taxas, Extensões e Módulos, Notas de estudo de Automação

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1 Módulo 2 Configuração de Redes e Arquivos GSD Instrutor Prof. Dr. Dennis Brandão dennis@sc.usp.br

Noções de aplicação de Profibus DP/PA em

projetos de Automação

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• A configuração da rede é o procedimento de configurar o mestre para

comunicar com seus dispositivos escravos,

• A taxa de comunicação é escolhida neste estágio,

• Sabe-se que erros de comunicação são críticos em altas taxas,

• Portanto, uma boa prática de configuração é:

Projetar para a máxima taxa de comunicação possível

Operar na mínima taxa de comunicação possível

• Desta forma, maximiza-se a margem de segurança a falhas de

comunicação que podem ocorrer durante a vida da planta.

Configuração de Redes

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• DP-Mestre Classe 1 (DPM1)

• (^) Controlador que troca dados de E/S ciclicamente com

escravos

• (^) Diversos DPM1 são permitidos. Tipicamente são PLCs ou

até PCs.

• DP-Mestre Classe 2 (DPM2)

• (^) Ferramenta de Configuração, Monitoramento ou

Engenharia utilizada na partida do sistema ou para

parametrizar e monitorar escravos.

• DP-Escravo

• (^) Dispositivos periféricos de E/S
• (^) Tipicamente são transmissores, atuadores, drivers, válvulas, e

painéis de operação.

Configuração de Redes

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Mestre (Classe 1) Mestre (Classe 2)

Obrigatórios Data_Exchange Slave_Diag Set_Prm Chk_Cfg Global_Control Obrigatório Get_Master_Diag Opcionais Start_Seq Download Upload End_Seq Act_Para_Brct Act_Param Obrigatórios Data_Exchange RD_Ind RD_Outp Slave_Diag Set_Prm Chk_Cfg Get_Cfg Global_Control Set_Slave_Add (opcional) Serviços Opcionais Data_Exchange RD_Inp RD_Outp Slave_Diag Set_Prm Chk_Cfg Get_Cfg Global_Control Set_Slave_Add PC/PDA

PLC

Escravo

Configuração de Redes

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Sistemas multimestre PROFIBUS-DP consistem de:

• Multiplos Mestres (Classe 1 ou 2)
• 1 até max. 124 Escravos
• max. 126 devices no mesmo barramento Mestre DP (Classe 2) Mestre DP (Classe 1) Mestre DP (Classe 1) Entradas e Saídas remotas

PROFIBUS-P

PLC

PROFIBUS - DP

PC

CNC

Escravos DP

Entradas e Saídas remotas

Configuração de Redes

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• Em redes multimestre, a passagem do token deve garantir que todos

os mestres tenham tempo suficiente para realizar suas tarefas.

• O projetista indica o tempo alvo de rotação do token (TTR), levando em

conta as atividades de todos os mestres na rede. As ferramentas de

configuração geralmente calculam este parâmetro.

• Ao receber o token, o mestre verifica qual o tempo disponível para

comunicação de acordo com a fórmula:

T

TH

= T

TR

– T

RR

Onde:

TTH = Token Hold Time (Max tempo que o mestre pode reter o

token)

TTR = Target Token Rotation Time (Configurado pelo usuário)

TRR = Real Token Rotation Time (Tempo entre a última recepção

do token e a atual)

Configuração Profibus

10 Ferramenta de Configuração

Configuração do Sistema

CLP

PROFIBUS-DP/PA

Arquivos GSD

Configuração de Redes

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Arquivos GSD

Todos os dispositivos Profibus devem ter um arquivo GSD

Os arquivos GSD informam sobre cada escravo:

• Número de identificação único (emitido pela PI)

Este número é composto por 4 caracteres hexadecimais (ex.

802D)

• Taxas de comunicação suportadas, tamanho de E/S, etc...

• Significado das informações de diagnóstico,

• Tipos de módulos disponíveis para dispositivos modulares,

• Opções de parametrização para dispositivos e módulos.

Os arquivos GSD são textuais (formato ASCII),

Todos os configuradores Profibus devem ler os arquivos GSD.

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Arquivos GSD

• Os arquivos GSD são fornecidos no site da Profibus

Internacional, onde também se encontra o software GSD Editor

(acesso livre)

www.profibus.com

• Diretamente pelos sites dos fabricantes

• Ou por uma busca no Google

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Configuração Profibus

• Os escravos Profibus são modulares,

• Há certa confusão quanto a numeração:

• Normalmente os módulos são numerados a partir de 1,

• Entretanto, encontram-se escravos com módulos a partir do 0.

• Os termos “slot” e “identifier” são os mais usados

Módulo 1 módulos 2 ... n

Identifier 0 identifiers 1 ... n-

Slot 0/1 slots 1/ ...

16 GSD_Revision = Vendor_Name ="SENSE ELETRONICA LTDA" Model_Name ="DP-KDM-2EP-2SC" Revision ="V1.0" Ident_Number =0x07FA Protocol_Ident = Station_Type = Hardware_Release ="A1.0" Software_Release ="Z1.0" 9.6_supp = 19.2_supp = 45.45_supp = 93.75_supp = 187.5_supp = 500_supp = 1.5M_supp = 3M_supp = 6M_supp = 12M_supp = MaxTsdr_9.6 = MaxTsdr_19.2 = MaxTsdr_45.45 = MaxTsdr_93.75 = MaxTsdr_187.5 = MaxTsdr_500 = MaxTsdr_1.5M =150 MaxTsdr_3M = MaxTsdr_6M =450 MaxTsdr_12M =

Arquivos GSD

Definições Obrigatórias Gerais para

Escravos

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Module="MASTER" 0x21,0x11 ;2 Byte Out, 2 Byte In

EndModule

Module="MASTER + 1 KDE-4EP" 0x21,0x11 ;2 Byte Out, 2

Byte In

EndModule

Arquivos GSD

Definições de E/S (Módulos):

• Usuário seleciona uma das possíveis configurações de

parâmetros cíclicos.

• Internamente, cada “possível configuração” cíclica para cada

function block é associada a um identifier byte.

• Identifier Byte - é um byte ou uma string de bytes

representando uma string de dados de entrada e/ou de saída

cíclica.

• Contém toda a informação do parâmetro cíclico como

length,data_type,etc.

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O Profibus é um protocolo baseado em byte, ou seja, todos os

dados são enviados em bytes (1 Byte = 8 Bits),

Entretanto, alguns fabricantes possuem módulos E/S de menos de

1 byte,

Considere um escravo com módulos de 2 entradas digitais

Podemos selecionar vários destes módulos na aplicação, mas não

seria eficiente alocar 1 byte para cada um destes módulos,

A saída é utilizar “módulos virtuais”, que representam os módulos

reais porém seus bits são colocados dentro do byte do módulo

anterior.

No arquivo GSD, os módulos virtuais são indicados por um asterisco

“*” antes do nome.

Arquivos GSD

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Como exemplo, considere um escravo modular com 6 módulos de 2

entradas digitais cada e 3 módulos de 4 saídas digitais:

Resultado: 2 bytes de entrada e 2 bytes de saída alocados

Primeiro byte completo O próximo módulo deve ser real I byte alocado 2 bits usados Os bits do módulo virtual são colocados no byte anterior

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