5A1S - Placa CP5412

Redes Locais Para Aplicações Industriais – Relatório da instalação da placa CP 5412

Redes Locais Para Aplicações Industriais

Relatório Instalação da placa CP 5412

Rui Cabral n.º 1547 Ricardo Silva n.º 1841 Henrique Carvalho n.º 1331 - 2000/2001 - Ricardo Silva, Rui Cabral, Henrique Carvalho

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REDE PROFIBUS O nosso trabalho consistiu na instalação e configuração da placa CP 5412 (A2) como dispositivo de controlo de uma rede Profibus.

Além disso foi ainda feito um cabo de ligação entre os diversos autómatos que dispomos e a nossa placa para controlo dos mesmos.

As ligações da rede iriam ser genericamente o que se pode ver na figura abaixo

Antes de fazermos a descrição do trabalho realizado e de todas as configurações efectuadas no software da placa, vamos fazer uma pequena introdução à rede de campo profibus e indicar as suas principais caracteristicas.

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CARACTERÍSTICAS PRINCIPAIS DA REDE DE CAMPO PROFIBUS §

Comunicação Industrial

As Tecnologias da informação (TI) estão cada vez mais a determinar o crescimento das tecnologias de automatização. Elas têm vindo a alterar de uma forma global as estruturas e os fluxos de dados do mundo ofimático e cobrem agora todos os sectores desde o processo à logística e construção da automatização. A capacidade de comunicação dos novos dispositivos e o contínuo e transparente encaminhamento de informação são os componentes indispensáveis orientados ao futuro do conceito de automatização. A comunicação está crescentemente a tornar-se directa e horizontal a nível de campo, e vertical por todos os níveis hierárquicos. Dependendo da aplicação e do seu custo, os sistemas como a Ethernet, PROFIBUS e o AS-Interface, suportam a comunicação industrial e oferecem as condições ideais para a existência de uma rede transparente em todas as áreas do processo de produção.

A nível dos Sensores/Actuadores, os sinais binários dos sensores e actuadores são transmitidos através de uma rede de sensores actuadores. Aqui torna-se importante, a utilização particularmente simples de umatécnica de instalação, através qual, usando um meio físico comum, os - 2000/2001 - Ricardo Silva, Rui Cabral, Henrique Carvalho

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Redes Locais Para Aplicações Industriais – Relatório da instalação da placa CP 5412 dados e a alimentação (24 Volts) são levados até aos dispositivos finais. Os dados são transmitidos ciclicamente. Aqui, a AS-Interface torna-se um sistema de rede satisfatório neste domínio de aplicação.

A nível de campo, os periféricos distribuídos, como Módulos de I/O, transdutores, unidades "drive", válvulas e terminais operadores comunicam com os sistemas de automatização por intermédio de um eficiente sistema de comunicação de tempo real. A transmissão dos dados de processo é efectuada ciclicamente, enquanto alarmes, parâmetros e dados de diagnóstico têm que ser, se necessário, também transmitidos, embora de uma forma acíclica. O PROFIBUS vem de encontro a estas estas exigências e oferece uma solução transparente.

A nível de cela, os controladores programáveis (como PLC’s e IPC’s) comunicam entre si. O fluxo de informação requer grandes pacotes de dados e um grande número de funções poderosas de comunicação.

A integração dos sistemas comunicação das empresas, como as Intranet e a Internet através de TCP/IP e Ethernet tornam-se exigências importantes.

A revolução das TI nas tecnologias de automatização tem reduzido os potenciais custos dos sistemas de processo, e contribuem de uma forma importante, optimizando o uso de recursos.

§

Tecnologia PROFIBUS O PROFIBUS é uma rede de campo aberta, independentemente dos fabricantes, ao alcance

de uma larga variedade de aplicações de manufactura e processos de automatização. A sua independência relativa a fabricantes e a garantia de ser uma rede aberta é assegurada pelas normas internacionais EN 50170 e EN 50254.

O PROFIBUS permite a comunicação entre dispositivos de diferentes fabricantes, sem qualquer ajustamento especial. Pode ser usado em aplicações de tempo real que requerem alta velocidade e em tarefas de comunicação complexas. Através do seu contínuo desenvolvimento técnico, torna-se no sistema de comunicação industrial preparado para o futuro.

Oferece protocolos funcionais de comunicação (Perfis de Comunicação): DP e FMS. Dependendo da aplicação, encontram-se disponíveis as tecnologias de transmissão (Perfis Físicos): RS-485, IEC 1158-2 ou fibras ópticas.

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Redes Locais Para Aplicações Industriais – Relatório da instalação da placa CP 5412 Com o intuito de continuar o seu desenvolvimento técnico, existe uma organização dos utilizadores do PROFIBUS que está constantemente a trabalhar na implementação de conceitos universais para a integração vertical com base no TCP/IP. Os perfis de aplicação definem as opções de protocolo e a tecnologia de transmissão requeridas individualmente ao diferentes tipos de dispositivo . Estes perfis definem também um comportamento dos dispositivos, independente dos fabricantes.

§

Características básicas O PROFIBUS define as características técnicas de um sistema de rede de campo com as quais

cada um dos controladores programáveis distribuídos podem ser ligados, desde o nível de campo até ao nível de célula. O PROFIBUS é um sistema com múltiplos mestres, permitindo a operação comum de vários sistemas de automatização, engenharia ou visualização, com periféricos distribuídos numa rede. No PROFIBUS distinguem-se os seguintes tipos de dispositivo: Dispositivos Mestre - determinam a comunicação de dados na rede. Um mestre pode enviar mensagens sem um pedido externo quando tem o direito de acesso à rede ("token"). Assim, designa-se de mestre uma estação activa.

Dispositivos Escravo - são periféricos (dispositivos de I/O, válvulas, "drivers" e transdutores).

Não têm direitos de acesso à rede e só podem receber mensagens conhecidas, ou enviar mensagens para o mestre quando solicitados para esse fim. Designam-se escravos as estações passivas. Uma vez que apenas requerem uma pequena parte do protocolo da rede, a sua implementação é particularmente económica.

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A

INSTALAÇÃO PARA A PLACA

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Exigências de hardware

CP 5412 (A2)

A CP 5412 (A2) é uma placa compatível para IBM AT - PCs/PGs e requer um slot ISA de 16 bits para a sua instalação.

§

Registo de configuração Usando o registo de configuração todos os valores requeridos para operar o módulo são

carregados no CP pelo software. O registro de configuração ocupa quatro endereços na área de Entrada/Saída do PC. Os quatro endereços ocupados são configurados utilizando o DIP switch. A Figura seguinte mostra a posição do DIP switch no módulo.

§

DIP Switch DIP Switch

....

Conector de teste

Conector SINEC L2 LED

Fig. 1.1 – Layout da placa CP 5412 (A2).

O conector representado na Fig. 1.1 é para propósitos de teste e não deve ser usado de forma alguma.

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Configuração do DIP Switch A Fig. 1.2 mostra o DIP switch no módulo CP 5412 (A2). A configuração standard para o DIP

switch é " 0000 ".

DIP Switch Switch a 1 Switch a 0 1234

~

Fig. 1.2 – Switch de configuração

§

Área de Entrada/Saída O quadro seguinte mostra a correspondência entre a configuração do switch e a área de

Entrada/Saída: Configuração do Switch Área de memória 12 3 4 (hex) 0000 240-243 0001 244-247 0010 248-24B 0011 24C-24F 0100 280-283 0101 284-287 0110 288-28B 0111 28C-28F 1000 300-303 1001 304-307 1010 308-30B 1011 30C-30F 1100 390-393 1101 394-397 1110 398-39B 1111 39C-39F Nota importante: A área de Entrada/Saída seleccionada não pode estar a ser usada por mais nenhum dispositivo.

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Dados técnicos 2

1

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Componentes do circuito ♦ (1) Microprocessador ♦ (2) Comunicação ASIC Configurações de memória ♦ Dynamic RAM ♦ Dual port RAM Conectores ♦ (3) Ligação ao PC ♦ (4) Ligação SINEC L2 Alimentação Consumo Protecção Temperaturas ♦ De trabalho ♦ Armazenamento Classe de humidade relativamente ao DIN 40 040 Design ♦ Formato ♦ Dimensões (mm) ♦ Peso (kg) Taxa de transmissão

NEC PD 70236 (V53A) ASPC2.

1 Mbyte 64 Kbytes ISA Sub-conector D,DB9 fêmea + 5V ± 5% 0,8A (a +5V) IP 00 ⇔ DIN 40 050 0ºC a +55ºC -20 a + 70 F(max. 95% a 25ºC) Placa de circuito impresso com uma ligação ISA 107×15×15,24 0,2 9.6 a 12000 Kbits

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Pormenor da ligação SINEC L2 e LED

Pormenor do microprocessador NEC PD 70236 (V53A)

Pormenor do DIP Switch

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Condições adicionais Para trabalhar no módulo com o software, é necessária uma área livre de memória de 64

Kbytes.

O CP 5412 (A2) usa um dos seguintes interrupts:

Número possível de interrupts

5

10

11

12

15

Estas colocações só são feitas quando estiver a placa o o respectivo software instalado.

§

Instalação de hardware Ao instalar o módulo, tem que se ter a em atenção evitar descargas electrostáticas em

dispositivos electrostáticos sensíveis (ESD).

Deve-se ter a certeza que o PC/PG está desligado antes de abrir a caixa do computador ao inserir ou remover o módulo.

Ligação da placa

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Configuração no programa Depois da instalação da placa e para que ela possa funcionar correctamente é necessário

efectuar as configurações de áreas de memória e IRQ’s.

Para isto, foi utilizado o programa que acompanha a placa.

Como podemos ver figuras acima, a placa foi instalada no IRQ5 ocupando a área de memória 0240-0243. Com estas configurações ficou pronta a controlar os autómatos, mas para isso é necessário fazer um cabo de ligação entre a placa e os autómatos.

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Cabo de interligação Para ligação dos vários autómatos à placa foi feito um cabo com adaptadores PROFIBUS.

Ligação de uma ficha adaptadora

Cabo de interligação

Adaptador de ligação à placa - 2000/2001 - Ricardo Silva, Rui Cabral, Henrique Carvalho

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Redes Locais Para Aplicações Industriais – Relatório da instalação da placa CP 5412 Depois de feito o cabo vamos utilizar o programa de comunicação master/slave COM/PROFIBUS.

Como podemos ver na figura abaixo foi feita a simulação de controlo de vários autómatos.

O programa COM PROFIBUS é um interface gráfico que permite a configuração das E/S do PROFIBUS. Também pode ser usado para introduzir parametros para uma operação DP e/ou FMS com os processadores (por exemplo: CP5412(A2)), de modo a podermos ligar o PC/Master ao PROFIBUS.

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INDICE Rede Profibus............................................................................................................................ 1 Características principais da rede de campo Profibus ................................................................... 3 §

Comunicação Industrial .................................................................................................. 3

§

Tecnologia PROFIBUS................................................................................................... 4

§

Características básicas .................................................................................................. 5

A instalação para a placa CP 5412 (A2)....................................................................................... 6 §

Exigências de hardware ................................................................................................. 6

§

Registo de configuração ................................................................................................. 6

§

DIP Switch .................................................................................................................... 6

§

Configuração do DIP Switch ........................................................................................... 7

§

Área de Entrada/Saída................................................................................................... 7

§

Dados técnicos.............................................................................................................. 8

§

Condições adicionais ................................................................................................... 10

§

Instalação de hardware ................................................................................................ 10

§

Configuração no programa ........................................................................................... 11

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Cabo de interligação .................................................................................................... 12

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