Análise do período de aquisição de uma variável de processo através de uma rede PROFIBUS DP: Comparação entre caso real e simulado

Abstract

The PROFIBUS (Process Field Bus) DP is the most popular field bus communication used in the worldwide industry. Many factors contribute for its popularity: protocol simplicity and flexibility in baud rate, cable length and number of equipments by network. This flexibility causes huge acquisition time and reaction time variations for different network setups. This work shows an analog process variable acquisition time measurement in a real network and presents simulation network software that may used to plan different network configurations verifying acquisition time variations. I. INTRODUÇÃONa aplicação do controle digital, o tempo de aquisição de uma determinada variável tem grande importância para o sistema de controle. Quando o sistema usado é o CLP (Controlador Lógico-Programável) tradicional, este tempo é representado pelo próprio ciclo de scan do CLP, pois o momento da aquisição é realizado logo antes da execução do programa e os instrumentos analógicos fornecem entradas com atraso considerado desprezível em relação ao ciclo de scan.Quando os instrumentos são instalados através do uso de redes, as variáveis podem apresentar um tempo de aquisição significativo em relação ao ciclo de scan do CLP. Nestes casos, para usufruir dos benefícios propiciados pelo uso de redes muitas vezes é necessário fazer um estudo da topologia e da velocidade usadas a fim de que o tempo de aquisição não seja tão grande que inviabilize requisitos de tempo de reação. Fig. 1. Ilustração que mostra o momento da aquisição de cada escravorepresentada por T1 a T4.A rede Profibus DP é do tipo mestre-escravo, portanto, apenas estações do tipo mestre podem iniciar a comunicação. A temporização de uma rede Profibus DP é configurável e esta também depende das restrições dos escravos, definidas nos arquivos de descrição dos mesmos (GSD).O período de aquisição de uma determinada variável em uma rede Profibus DP depende da freqüência da comunicação do mestre com aquela estação passiva (escravo). Este período de aquisição pode ser determinado por 2 fatores:• Taxa de comunicação da rede; • Numero de estações passivas (escravos) presentes na rede;A taxa de comunicação determina o tempo do bit time que será o menor intervalo de variação entre 1 e 0 (baud rate). A taxa de comunicação de uma rede Profibus DP pode ser configurada entre 9,6Kbps a 12.000Kbps, embora esta taxa seja limitada por :• Tamanho (extensão de cabo) da rede Profibus DP; • Taxa máxima de comunicação suportada pelo escravo mais lento; Fig. 2. Diagrama de dependência do período de aquisição em relação a outras variáveis referentes à configuração da rede. O período de aquisição de uma determinada variável pode ser medido na prática, em uma rede já instalada, através 2010 9th IEEE/IAS International Conference on Industry Applications -INDUSCON 2010 -978-1-4244-8010-4/10/$26.00 ©2010 IEEE