Temporização em Redes Profibus: Configuração do Target Rotation Time e Slot Time, Notas de estudo de Automação

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1 Módulo 5 Temporização de redes Profibus Instrutor Prof. Dr. Dennis Brandão dennis@sc.usp.br

Noções de aplicação de Profibus DP/PA em

projetos de Automação

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• (^) O tempo mínimo de atualização de um escravo (varredura) depende da taxa de comunicação, do número de escravos e da quantidade de E/S.
• (^) O número de mestres tem pouca influência, pois a mensagem de passagem de token é muito curta
• O Target Token Rotation Time, TTR, é escolhido pelo usuário para indicar um tempo de ciclo de varredura adequado, para que a rede comporte também operação de mestres classe II, etc…
• (^) Cada mestre calcula o Token Hold Time, TTH, de acordo com a regra: TTH = TTR –TRR Onde TRR é o tempo passado desde a última recepção do token e a atual.

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• Aumento do Target Rotation Time, ∆TTR
• (^) A ferramenta de configuração normalmente calcula o Target Token Rotation Time, TTR, com base na configuração de mestres e escravos.
• Um ∆TTR permite o usuário aumentar o Target Token Rotation Time para permitir outros mestres serem incluídos na configuração ou na rede.
• (^) Algumas vezes é necessário quando um mestre classe II é utilizado (redes PA).

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• (^) Configuração de Sistemas Multi-Mestre
• (^) Quando se usa uma única ferramenta de configuração para o sistema multimestre, ela em geral ajusta o TTR & Watchdog time para acomodar todos os dispositivos.
• (^) Quando se utilizam diferentes ferramentas de configuração (uma para cada mestre), você deve modificar os fatores de tempo manualmente, isto é:
  • Determinar os TTR’s individuais de cada configuração
  • Adicionar todos os TTR’s para obter um valor global
  • Atualizar o TTR global encontrado em cada configurador
  • (^) Checar se o Watchdog time também foi ajustado!

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• (^) Um mestre envia mensagens de request “fdl_status” para cada endereço nesta faixa. Escravos respondem com o código de “passivos” e mestre como “ativos”.
• (^) Quando uma nova estação ativa está pronta para receber o token, o mestre anterio envia o token a ela e reduz sua faixa de procura de novos mestres.
• (^) Se o token for perdido, por exemplo, quando um mestre que o retêm for desconectado, o mestre remanescente com o mínimo endereço cria um novo token para manter a rede ativa.

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8 G Gap Update Factor 1 to 100 HSA Highest Station Address 2 to 126 Max retry Limit Maximum Retries 0 to 8

• (^) G: o número de rotações de token entre cada envio de “fdl_request”. G=1 indica que a cada token, um fdl_request será enviado. Altos valores para G implicam em demora para a detecção de novos mestres na rede.
• (^) HSA baixos permitem a deteção rápida de mestres. HSA altos são mais adequados para depuração e comissionamento.
• Retry limit: o máximo número de tentativas de request de um mestre antes de desistir. Altos retry limits resultam em redes mis robustas, mas podem esconder problemas! (Recomenda-se Retry limit em 3 @ 1.5Mbit/s).

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11 Baudrate (kBit/s) 9.6 19.2 45.45 93.75 187.5 500 1500 3000 6000 12000 Barramento máximo ( m ) 1200 1200 1200 1200 1000 400 200 100 100 100 Observação:

• Quase todos escravos detectam automaticamente o baudrate
• Alguns escravos não suportam todos os baudrates (por redução de custo ou tecnologia).

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PLC

PLC

12 6 (^93) (^12) (^8) 7 54 10 11 max TSDR ( Largest Station Delay Reponder ) Tempo máximo que o escravo pode levar para começar a responder, entre 60 e 800 TBIT. minTSDR < Resposta < maxTSDR maxTSDR < TSL n 3 2 1 1 2 3 n

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PLC

PLC

12 6 9 3 1 2 4 7 5 8 10 11 min TSDR ( Smallest Station Delay Reponder ) Tempo que o escravo espera antes de responder. Padrão: 11 bit times n 3 2 1 1 2 3 n

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16 Tid = 105 TBit min TSDR = 11 TBit max TSDR = 60 ... 800 TBit

TSDR

Mensagem de Resposta Tid = 105 TBit Mensagem de Requisição Tmensagem

Cálculo do ciclo de uma mensagem DP

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TMC = ( TID + TSDR + Header + I x 11TBit + O x 11TBit ) x Slaves

TMC = Message Cycle Time (em TBit) TID = Idle Time no mestre = tipicamente 105 TBit TSDR = Station Delay Time no escravo = tipicamente 11TBit Header = Cabeçalhos no Request e na Resposta = 198 TBit I = Número de Entradas por escravo O = Número de Saídas por escravo Slaves = Número de escravos

Cálculo do ciclo de uma mensagem DP

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• (^) Se os escravos não possuem entradas, então a resposta ao Data Exchange é um reconhecimento curto. Nestes casos o tempo de ciclo deve ser menor de que o estimado.
• (^) A maioria dos configuradores realiza este cálculo.
• (^) Note que o número de mestres não afeta significativamente o tempo do ciclo das mensagens.

Cálculo do ciclo de uma mensagem DP

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• (^) Min_Slave_Intervall
  • Mínimo tempo permitido entre varreduras sucessivas em um escravo.
  • Este parâmetro é dado no GSD em múltiplos de 100μs (0.1ms). Exemplo: Min_Slave_Intervall = 25 Significa que o tempo de ciclo deve ser maior de 25x0.1ms = 2.5ms.
  • (^) Se o ciclo de mensagens for mais rápido, o mestre deve atrasar sua requisição.
  • (^) O cálculo do tempo de ciclo dado pela fórmula será incorreto se o Min_Slave_Intervall de qualquer escravo na configuração for maior de que o TMC calculado

Cálculo do ciclo de uma mensagem DP