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ESTUDO REDE PROFIBUS DP
Olá, me chamo Leonardo, fiz este pequeno estudo para um treinamento que estou preparando para as equipe de manutenções de turno e inspeções da nossa empresa. Espero que possa contribuir também para todos aqueles que tenham interesse no assunto que vamos abordar. Vamos lá ?...
Obs. Primeiramente você sabe o que é Reflexão de sinal? Precisamos aprender o que é,
pois se você quer especializar nesta área, vai ouvir muito sobre isto.
Aproveitando um material do nosso amigo “Cesar Cassiolato”da Vivace Process,
vamos verificar que o reflexão do sinal ocorre quando um sinal é transmitido ao longo de um
meio de transmissão, tal como um cabo de cobre ou fibra óptica e parte da energia do sinal pode ser refletido de volta para sua origem. Isso pode acontecer por imperfeições no cabo, mudança de impedância ao longo da linha de comunicação, falta ou excesso de terminadores , comprimento total além do permitido, etc. Os pontos mais prováveis para reflexões são nas conexões ou junções do cabo, ou ainda em pontos onde se tem violada a curvatura mínima do cabo. Abaixo temos 2 exemplos, o sinal representado no quadro da esquerda seria sem reflexão ou sinal padrão, o sinal da direita seria o sinal com reflexão, nitidamente podemos perceber o ruído gerado na onda. Outra coisa muito importante é saber diferenciar uma conexão derivadora / terminador! Pois bem, pra não ter dúvidas vou dar uma dica, se você se deparar com o conector com apenas um cabo entrando, conforme a figura abaixo à esquerda, este seria um terminador do segmento, portanto a Switch deverá estar ativa. Agora conforme a figura da direita, se no conector você deparar com um cabo entrando e outro saindo, este então será um plug derivador, portanto a switch do conector deverá esta desativado.
Nestes conectores normalmente existem 3 resistores conforme abaixo: E a linha A e B do cabo profibus estarão conectados no resistor de 220 Ohms, como sabemos que teremos que ter uma terminação no inicio e fim de cada segmento, teremos então 2 resistores de 220 Ohms em paralelo, e conforme a associação em paralelo de resistores teremos: Caso você tenha problemas na rede, um dos testes a realizar, seria a verificação de falta ou excesso de terminação no segmento. Então com a utilização de um multímetro, retire os pulgs das interfaces, deixando as extremidades soltas, caso as extremidades estejam com conectores de barramento. Normalmente estes conectores são do tipo DB9, portanto com aparelho na escala de resistência, coloque uma das pontas do aparelho no pino 3 e a outra ponta no pino 8 do conector (DB9), em uma das extremidades, conforme a imagem abaixo: Se a switch dos conectores estiverem na posição “on”, ou seja, terminação ativa, significa que sua medição conforme o cálculo acima deverá esta na faixa de 110 Ohms. Então.. .
mais simples do que realmente é. Não é raro encontrarmos, depois de pronta toda a instalação do barramento, alguma falha elétrica que não permita a operação normal da rede. Lembro-me que em 2009, fomos acionados pela equipe de operação devido à balança de material de ferro ligas, em determinados momentos esta variando o valor do peso no supervisório, sem mesmo esta pesando. Após vários acompanhamentos junto à equipe de instrumentação de balança, observei que quando o carro de movimentação de panela operava, era o momento em que o valor variava, fui à sala elétrica segui o cabo na galeria e me deparei com os cabos profibus da balança passando no mesmo bandejamento do cabo de força do carro. Não fizeram conforme o procedimento e como não acompanhamos, isso gerou um retrabalho. O problema que mais verificamos na área é a parte de conexão conforme abaixo: Faça uma boa Inspeção Visual na rede, pois nem sempre temos em mãos um analisador de rede ( Profitrace ou TS testador profibus). Fatores a serem observados na inspeção visual:
- Verifique se existem curvaturas acentuadas no cabo PROFIBUS que ultrapassem o raio de curvatura mínimo recomendado pelo fabricante. Uma curva muito acentuada no cabo pode esmagá-lo, mudando a sua impedância e facilitando a ocorrência de reflexões, especialmente em altas velocidades de transmissão.
- Assegure que os cabos PROFIBUS para interconexão dos dispositivos apresentem comprimento mínimo de um metro, isto é para que não haja efeito capacitivo entre as estações, nestas condições poderá haver uma soma de capacitâncias de entrada das estações favorecendo as reflexões
- Verifique se o comprimento do segmento de rede está compatível com a velocidade de transmissão escolhida para operação do barramento. Abaixo uma tabela com as velocidades e comprimento. Muito cuidado para não deixar a malha dos cabos expostas , Isto poderá trazer instabilidades na rede, devido esta malha se tornar um antena e poder causa uma reflexão no sinal. O conector quando montado de forma incorreta fica com a malha solta e isso pode não garantir a continuidade do aterramento da malha de aterramento.
- Se a blindagem do cabo puder ser vista fora do conector PROFIBUS, então a fiação do conector deverá ser refeita. Abaixo exemplo de blindagem sem contato com o conector.
- Assegure que a blindagem do cabo PROFIBUS esteja fazendo contato com a parte metálica interna existente na carcaça do conector.
- Verifique se a blindagem e dispositivo estão aterrados nas extremidades do segmento de rede.
- Assegure que todos dispositivos estejam energizados.
- Caso seja utilizado algum dispositivo PROFIBUS que não tenha detecção automática da velocidade da rede, assegurar que esteja configurado para a velocidade de transmissão escolhida para o barramento.
- Verifique o endereçamento de cada dispositivo PROFIBUS existente na rede. Geralmente o endereçamento dos Mestres é realizado via software e o endereçamento dos Escravos através de dip switches. Confira com o endereçamento especificado no projeto da rede PROFIBUS. Agora vamos analisar alguns tipos de ondas geradas por um osciloscópio, os exemplos abaixo foram geradas por um testador Profitrace. As imagens abaixo foi tirado de um trabalho do colega Rodrigo Borges, que tem um canal no youtube. Tipos de ondas Tipo de onda 1 - É o tipo padrão em uma rede gerada no profitrace, ( analisador de rede),normalmente este será o sinal que verificará com um analisador, quando não tiver anormalidades.
Tipo Tipo de onda 4- esse tipo de onda apresenta Possibilidades de problemas com conectores ou curvatura acentuada, cabos passados em galeria sem acompanhamento, devido técnico não respeitar a curvatura mínima, dobrando e esmagando o cabo, o que leva na alteração da impedância, facilitando a ocorrência de reflexões, principalmente em altas velocidades. Também verificar o shield do conector. Tipo 4 Tipo de onda 5- Este tipo de onda Indica que sua interface profibus poderá está com problemas no nó de rede, lembre-se poder ser, já tive que trocar um nó em uma remota mas
que não apresentou muitas variações só percebi devido ao nível de sinal no barra graphice após conferir os conectores, cabos e shield. Tipo 6 - Tipo de onda 6- Verificando o sinal na onda diferencial, aparentemente o sinal esta muito certinho, mas Olhando o sinal separado (A e B) verificamos que no inicio existe uma flutuação no sinal, que pode ser provocado pela falta de aterramento, estamos falando de aterramento e não terminação. Verificar se a malha esta aterrada. Tipo 6 Tipode onda 7- A onda abaixo indica possibilidades de falta de terminadores, conforme já falamos no início cada segmento deverá ter uma terminação no inicio e outro no fim, exemplo
Tipo 8 Tipo de onda 9- Esta onda indica problemas com interferência eletromagnética, normalmente cabos de rede passando com cabos de força, caso precise passar cabos de rede em mesmo bandejamento, utilizar tubo flexível que ajuda atenuar a possibilidades de interferências. Verifique também o aterramento. Tipo 9
Tipo de onda 10- Aparentemente parece uma onda ideal , o sinal profibus não normalmente não é tão certinho assim, mesmo em segmentos curtos quanto mais longos. Verifique a impedância deste segmento, pode ser que tenha um excesso de terminação ativa. Tipo 10 Tipo de onda 11- Esta onda indica a possibilidade de existir 2 nós com mesmo endereço, tenha muito cuidado na hora de trocar alguma interface, não esquecer de verificar o endereço , normalmente ele é configurado por meio de DIP switch diretamente do equipamento. Alguns controladores possuem seu endereço definido pelo software de programação/configuração.
Um exemplo que utilizamos: Desde já agradeço a minha equipe ( EMP ACIARIA 1 E 2) que sempre esteve ao meu lado, pelas conquistas que alcançamos juntos, por todas as dificuldades que conseguimos superar. Trabalhar em equipe é ter várias pessoas diferentes lutando por um objetivo igual e comum. E para que o trabalho tenha bons resultados, é fundamental que cada um dos membros da equipe dê o seu melhor. LEONARDO FABRÍCIO MEDEIROS LEMOS Leofabri337@gmail.com https://www.linkedin.com/in/leonardo-fabr%C3%ADcio-medeiros-lemos- 26433437
