O documento descreve como implementar uma rede de controle usando a tecnologia Profibus DP, incluindo a configuração da rede, tipos de dispositivos, endereçamento, arquivos GSD e especificações técnicas.

1. Como Implementar uma Malha de Controle com a Tecnologia Profibus
Teixeira
REDE PROFIBUSREDE PROFIBUS
EUROPEAN
FIELDBUS STANDARD
EN 50170PR
O
C
ESS
M A N U F A C T U R I N G
B
U
ILD
IN
G
www.profibus.com

2. Como Implementar uma Malha de Controle com a Tecnologia Profibus
Teixeira
REDE PROFIBUSREDE PROFIBUS

3. Como Implementar uma Malha de Controle com a Tecnologia Profibus
Teixeira
REDE PROFIBUSREDE PROFIBUS

4. Como Implementar uma Malha de Controle com a Tecnologia Profibus
Teixeira
REDE PROFIBUS - ORIGEMREDE PROFIBUS - ORIGEM
O PROFIBUS foi criado por um consórcio de 4 empresas e 7
universidades, sendo que a variante PROFIBUS FMS foi finalizada
em 1989. Em 1993 já havia sido especificado uma variante mais
simples e rápida, o PROFIBUS DP. O PROFIBUS DP é a solução
high-speed do PROFIBUS. Seu desenvolvimento foi otimizado
especialmente para as comunicações entres os sistemas de
automações e equipamentos descentralizados. Voltada para
sistemas de controle onde se tem destacado o acesso de I/Os
distribuídos. É utilizada em substituição a sistemas convencionais
4 a 20 mA ou HART. Se utiliza do meio físico RS 485 ou fibra óptica.
Requer menos de 2 ms para a transmissão de 1 kbyte de entrada e
saída e é amplamente utilizado em controle com tempo crítico.

5. Como Implementar uma Malha de Controle com a Tecnologia Profibus
Teixeira
REDE PROFIBUSREDE PROFIBUS

6. Como Implementar uma Malha de Controle com a Tecnologia Profibus
Teixeira
REDE PROFIBUSREDE PROFIBUS
CNC
Area
Controller
Ethernet/TCP/IP TCP/IP/Ethernet
PROFIBUS-FMS
PROFIBUS-DP PROFIBUS-PA
Factory
Level
Bus Cycle
Time
< 1000 ms
Cell
Level
Bus Cycle
Time
< 100 ms
Field
Level
Bus Cycle
Time
< 10 ms
PC/VME
VME/PC
PLC DCS

7. Como Implementar uma Malha de Controle com a Tecnologia Profibus
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REDE PROFIBUS – PERFIS DEREDE PROFIBUS – PERFIS DE
COMUNICAÇÃOCOMUNICAÇÃO

8. Como Implementar uma Malha de Controle com a Tecnologia Profibus
Teixeira
REDE PROFIBUS – PERFIS DEREDE PROFIBUS – PERFIS DE
COMUNICAÇÃOCOMUNICAÇÃO

9. Como Implementar uma Malha de Controle com a Tecnologia Profibus
Teixeira
REDE PROFIBUS DP– PERFIlLREDE PROFIBUS DP– PERFIlL
FÍSICOFÍSICO

10. Como Implementar uma Malha de Controle com a Tecnologia Profibus
Teixeira
REDE PROFIBUS DP – TIPOS DEREDE PROFIBUS DP – TIPOS DE
DISPOSITIVOSDISPOSITIVOS

11. Como Implementar uma Malha de Controle com a Tecnologia Profibus
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REDE PROFIBUS DP – TIPOS DEREDE PROFIBUS DP – TIPOS DE
DISPOSITIVOSDISPOSITIVOS
Master
PROFIBUS-DP
PLC
Slave Slave Slave Slave
RS 485 up to 12 MBit/s
PLC

12. Como Implementar uma Malha de Controle com a Tecnologia Profibus
Teixeira
REDE PROFIBUS DPREDE PROFIBUS DP
PROTOCOLO DE ACESSO AO MEIOPROTOCOLO DE ACESSO AO MEIO

13. Como Implementar uma Malha de Controle com a Tecnologia Profibus
Teixeira
REDE PROFIBUS DP – TIPOS DEREDE PROFIBUS DP – TIPOS DE
DISPOSITIVOSDISPOSITIVOS

14. Como Implementar uma Malha de Controle com a Tecnologia Profibus
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REDE PROFIBUS DP – TIPOS DEREDE PROFIBUS DP – TIPOS DE
DISPOSITIVOSDISPOSITIVOS

15. Como Implementar uma Malha de Controle com a Tecnologia Profibus
Teixeira
REDE PROFIBUS DP – TIPOS DEREDE PROFIBUS DP – TIPOS DE
DISPOSITIVOSDISPOSITIVOS

16. Como Implementar uma Malha de Controle com a Tecnologia Profibus
Teixeira
REDE PROFIBUS DP – TIPOS DEREDE PROFIBUS DP – TIPOS DE
DISPOSITIVOSDISPOSITIVOS

17. Como Implementar uma Malha de Controle com a Tecnologia Profibus
Teixeira
REDE PROFIBUS DP – TIPOS DEREDE PROFIBUS DP – TIPOS DE
DISPOSITIVOSDISPOSITIVOS

18. Como Implementar uma Malha de Controle com a Tecnologia Profibus
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REDE PROFIBUS DP –REDE PROFIBUS DP –
ARQUITETURAARQUITETURA

19. Como Implementar uma Malha de Controle com a Tecnologia Profibus
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REDE PROFIBUS DP – PERFILREDE PROFIBUS DP – PERFIL
FÍSICO RS 485FÍSICO RS 485

20. Como Implementar uma Malha de Controle com a Tecnologia Profibus
Teixeira
REDE PROFIBUS DP – PERFILREDE PROFIBUS DP – PERFIL
FÍSICO RS 485FÍSICO RS 485
A rede é terminada por um terminador de rede ativo
no início e no fim de cada segmento. Para assegurar
operação sem ocorrência de erros, ambos os
terminadores de rede devem ser sempre
alimentados. Normalmente estes terminadores
encontram-se nos próprios conectores de
barramento ou nos dispositivos de campo.

21. Como Implementar uma Malha de Controle com a Tecnologia Profibus
Teixeira
REDE PROFIBUS DP – PERFILREDE PROFIBUS DP – PERFIL
FÍSICO RS 485FÍSICO RS 485
TERMINADORESTERMINADORES

22. Como Implementar uma Malha de Controle com a Tecnologia Profibus
Teixeira
REDE PROFIBUS DP – PERFILREDE PROFIBUS DP – PERFIL
FÍSICO RS 485FÍSICO RS 485
TERMINADORESTERMINADORES

23. Como Implementar uma Malha de Controle com a Tecnologia Profibus
Teixeira
REDE PROFIBUS DP – PERFILREDE PROFIBUS DP – PERFIL
FÍSICO RS 485FÍSICO RS 485
CABOCABOParâmetros Cabo Tipo A
 Cable Design shielded twisted pair cable
 Surge Impedance 135 ... 165 Ω
 Loop Resistance 110 Ω / km
 Core Diameter 0.64 mm
 Core Cross Section > 0.34 mm²
 Capacitance per unit length < 30 pF / m

24. Como Implementar uma Malha de Controle com a Tecnologia Profibus
Teixeira
REDE PROFIBUS DP – TESTADORREDE PROFIBUS DP – TESTADOR
DE CABOSDE CABOS

25. Como Implementar uma Malha de Controle com a Tecnologia Profibus
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REDE PROFIBUS DP – TESTADORREDE PROFIBUS DP – TESTADOR
DE CABOSDE CABOS

26. Como Implementar uma Malha de Controle com a Tecnologia Profibus
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REDE PROFIBUS DP – PERFILREDE PROFIBUS DP – PERFIL
FÍSICO RS 485FÍSICO RS 485
REPETIDORESREPETIDORES
No caso em que um número superior a 32
estações necessitem ser conectadas ou no caso
que a distância total entre as estações ultrapasse
o limite determinado, devem ser utilizados
repetidores para se interconectar segmentos
diferentes. O comprimento máximo depende da
velocidade de transmissão.

27. Como Implementar uma Malha de Controle com a Tecnologia Profibus
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REDE PROFIBUS DP – PERFILREDE PROFIBUS DP – PERFIL
FÍSICO RS 485FÍSICO RS 485
DISTÂNCIAS MÁXIMASDISTÂNCIAS MÁXIMAS
TAXAS DE COMUNICAÇÃOTAXAS DE COMUNICAÇÃO

28. Como Implementar uma Malha de Controle com a Tecnologia Profibus
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REDE PROFIBUS DP – PERFILREDE PROFIBUS DP – PERFIL
FÍSICO ÓPTICOFÍSICO ÓPTICO

29. Como Implementar uma Malha de Controle com a Tecnologia Profibus
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REDE PROFIBUS DP – TOPOLOGIASREDE PROFIBUS DP – TOPOLOGIAS

30. Como Implementar uma Malha de Controle com a Tecnologia Profibus
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REDE PROFIBUS DP – TOPOLOGIASREDE PROFIBUS DP – TOPOLOGIAS

31. Como Implementar uma Malha de Controle com a Tecnologia Profibus
Teixeira
REDE PROFIBUS DP –REDE PROFIBUS DP –
CONECTORESCONECTORES

32. Como Implementar uma Malha de Controle com a Tecnologia Profibus
Teixeira
REDE PROFIBUS DP – SINALREDE PROFIBUS DP – SINAL
ELÉTRICOELÉTRICO

33. Como Implementar uma Malha de Controle com a Tecnologia Profibus
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REDE PROFIBUSREDE PROFIBUS
PERFIL DE COMUNICAÇÃO DPPERFIL DE COMUNICAÇÃO DP

34. Como Implementar uma Malha de Controle com a Tecnologia Profibus
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REDE PROFIBUS DPREDE PROFIBUS DP
CONFIGURAÇÃO DO SISTEMACONFIGURAÇÃO DO SISTEMA

35. Como Implementar uma Malha de Controle com a Tecnologia Profibus
Teixeira
REDE PROFIBUS DP – TIPOS DEREDE PROFIBUS DP – TIPOS DE
DISPOSITIVOSDISPOSITIVOS

36. Como Implementar uma Malha de Controle com a Tecnologia Profibus
Teixeira
REDE PROFIBUS - PERFIL DEREDE PROFIBUS - PERFIL DE
COMUNICAÇÃO DPCOMUNICAÇÃO DP

37. Como Implementar uma Malha de Controle com a Tecnologia Profibus
Teixeira
REDE PROFIBUS - PERFIL DEREDE PROFIBUS - PERFIL DE
COMUNICAÇÃO DPCOMUNICAÇÃO DP

38. Como Implementar uma Malha de Controle com a Tecnologia Profibus
Teixeira
REDE PROFIBUS DP –REDE PROFIBUS DP –
ENDEREÇAMENTOENDEREÇAMENTOPara enviar os dados, o PROFIBUS assume que
os escravos são constituídos como blocos
físicos, ou podem ser estruturados interiormente
em unidades de função lógicas (simplesmente
denominados por módulos). Este modelo é
também usado pelas funções básicas DP para a
transmissão cíclica de dados, onde cada módulo
possui um número constante de bytes de
entradas e/ou saídas que são transmitidos num
telegrama fixo de dados dos usuários.

39. Como Implementar uma Malha de Controle com a Tecnologia Profibus
Teixeira
REDE PROFIBUS DP –REDE PROFIBUS DP –
ENDEREÇAMENTOENDEREÇAMENTO
No procedimento de endereçamento (entrada,
saída ou combinação de ambos), todos os
identificadores perfazem na sua totalidade a
configuração de um escravo que é conferido por
um dispositivo DPM1 quando o sistema inicia o
seu funcionamento.

40. Como Implementar uma Malha de Controle com a Tecnologia Profibus
Teixeira
REDE PROFIBUS DP –REDE PROFIBUS DP –
ENDEREÇAMENTOENDEREÇAMENTO

41. Como Implementar uma Malha de Controle com a Tecnologia Profibus
Teixeira
REDE PROFIBUS DP – ARQUIVOSREDE PROFIBUS DP – ARQUIVOS
GSDGSD
As características de comunicação de um
dispositivo PROFIBUS são definidas na forma de
uma folha d dados eletrônica do dispositivo (GSD).
Os arquivos GSD devem ser fornecidos pelo
fabricante dos dispositivos.

42. Como Implementar uma Malha de Controle com a Tecnologia Profibus
Teixeira
REDE PROFIBUS DP – ARQUIVOSREDE PROFIBUS DP – ARQUIVOS
GSDGSD
#Profibus_DP
GSD_Revision = 2
Vendor_Name = "SMAR"
Model_Name= ”FY303"
Revision= "1.0"
Ident_Number= 0x0897
Protocol_Ident= 0
Station_Type= 0
Bitmap_Device = "Src0897n"
FMS_supp= 0
Hardware_Release= "3.0"
Software_Release= "1.17"
31.25_supp= 1
45.45_supp= 1
93.75_supp= 1
187.5_supp= 1
MaxTsdr_31.25= 100
MaxTsdr_45.45= 250
MaxTsdr_93.75= 1000
MaxTsdr_187.5= 1000
Redundancy= 0
Repeater_Ctrl_Sig= 0
24V_Pins= 0
Freeze_Mode_supp= 0
Sync_Mode_supp= 0
Auto_Baud_supp= 0
Set_Slave_Add_supp= 1
Min_Slave_Intervall= 250
Modular_Station= 1
Max_Module= 1
Max_Input_Len= 15
Max_Output_Len= 10
Max_Data_Len= 25
Max_Diag_Data_Len= 14
Slave_Family= 12
User_Prm_Data_Len= 0
;
;Modules for Analog Output Block
;
Module = "eSP ” 0x82, 0x84, 0x08, 0x05
EndModule
;
Module = " SP ” 0xA4
EndModule
;
Module = "eSP + RB + POS_D " 0xC6, 0x84, 0x86, 0x08, 0x05, 0x08, 0x05, 0x05, 0x05
EndModule
;
Module = "eSP + CHECKBACK " 0xC3, 0x84, 0x82, 0x08, 0x05, 0x0A
EndModule
;
Module = "eSP + RB + POS_D + CB " 0xC7, 0x84, 0x89, 0x08, 0x05, 0x08, 0x05, 0x05,
0x05, 0x0A
EndModule
;
Module = "eRCAS_IN + RCAS_OUT "
0xC4, 0x84, 0x84, 0x08, 0x05, 0x08, 0x05
EndModule
;
Module = " RCAS_IN + RCAS_OUT " 0xB4
EndModule
;
Module = "eRCAS_IN + RCAS_OUT + CB ” 0xC5, 0x84, 0x87, 0x08, 0x05, 0x08, 0x05,
0x0A
EndModule
;
Module = "eSP+RB+RCASIN+RCASOUT+POS_D+CB"
0xCB,0x89,0x8E,0x08,0x05,0x08,0x05,0x08,0x05,0x08,0x05,0x05,0x05,0x0A
EndModule

43. Como Implementar uma Malha de Controle com a Tecnologia Profibus
Teixeira
REDE PROFIBUS DP – ARQUIVOSREDE PROFIBUS DP – ARQUIVOS
GSDGSD

44. Como Implementar uma Malha de Controle com a Tecnologia Profibus
Teixeira
REDE PROFIBUS DP – ARQUIVOSREDE PROFIBUS DP – ARQUIVOS
GSDGSD

45. Como Implementar uma Malha de Controle com a Tecnologia Profibus
Teixeira
REDE PROFIBUS DP – ARQUIVOSREDE PROFIBUS DP – ARQUIVOS
GSDGSDPROFIBUS
configuration tool
System configuration
Electronic Device Data Sheets (GSD-files)
PLC
PROFIBUS
GSD GSD GSD GSD GSD GSD
PLC

46. Como Implementar uma Malha de Controle com a Tecnologia Profibus
Teixeira
REDE PROFIBUS DP – VERSÕESREDE PROFIBUS DP – VERSÕES
Atualmente existem três versões do PROFIBUS DP: DP-V0 (1993), DP-V1
(1997) e DP-V2 (2002).

47. Como Implementar uma Malha de Controle com a Tecnologia Profibus
Teixeira
REDE PROFIBUS DP – VERSÕESREDE PROFIBUS DP – VERSÕES
DP-V0DP-V0
O DP-V0 provê funcionalidades básicas do DP,
incluindo a troca de dados cíclicos entre estações,
módulos e canais e diagnósticos. Nesta versão um
mestre DP lê e escreve ciclicamente em seu
escravos e normalmente com tempo de ciclos em
torno de 10 ms. Funções de diagnósticos facilitam a
localização de falhas e são transmitidas ciclamente.

48. Como Implementar uma Malha de Controle com a Tecnologia Profibus
Teixeira
REDE PROFIBUS DP – VERSÕESREDE PROFIBUS DP – VERSÕES
DP-V1DP-V1
AO DP-V1 provê funcionalidades mais avançadas do DP,
principalmente em termos de automação de processos, em
particular a comunicação de dados acíclicos utilizada na
parametrização, operação, visualização, supervisão dos
equipamentos de campo em conjunto com a comunicação
cíclica. A comunicação acíclica é executada em paralelo à
comunicação cíclica, porém com prioridade inferior. O
mestre classe 1 detém o token ao comunicar-se com os seus
escravos e no final do seu tempo de domínio do token,
disponibiliza o mesmo ao mestre classe 2. O mestre classe 1
também pode executar troca de dados acíclicos com os seus
escravos.

49. Como Implementar uma Malha de Controle com a Tecnologia Profibus
Teixeira
REDE PROFIBUS DP – VERSÕESREDE PROFIBUS DP – VERSÕES
DP-V1DP-V1
As funções DP estendidas possibilitam funções
acíclicas de leitura e escrita e reconhecimento de
interrupção que podem ser executadas
paralelamente e independentes da transmissão
cíclica de dados. Isto permite que o usuário faça
acessos acíclicos dos parâmetros (via mestre classe
2) e que valores de medida de um escravo possam
ser acessados por estações de supervisão e de
diagnósticos.

50. Como Implementar uma Malha de Controle com a Tecnologia Profibus
Teixeira
REDE PROFIBUS DP – VERSÕESREDE PROFIBUS DP – VERSÕES
DP-V1DP-V1
Atualmente estas funções estendidas são
amplamente usadas em operação online dos
equipamentos de campo PA pelas estações de
engenharia (por exemplo, via SIMATIC PDM). Esta
transmissão tem uma prioridade mais baixa do que
a transferência cíclica de dados (que exige alta
velocidade e alta prioridade para o controle)

51. Como Implementar uma Malha de Controle com a Tecnologia Profibus
Teixeira
REDE PROFIBUS DP – VERSÕESREDE PROFIBUS DP – VERSÕES
DP-V2DP-V2
O DP-V2 prôve funcionalidades mais sofisticadas,
principalmente em termos de tecnologia de drives e
sistemas de segurança, assim como comunicação
entre escravos, modo isócrono e gerenciamento de
clock. A comunicação escravo-escravo elimina o
overhead causado pela necessidade de um mestre
no sistema, sendo que um escravo pode agir como
um Publicador e a resposta do escravo pode ser
direcionada aos demais escravos que agem como
Consumidores.

52. Como Implementar uma Malha de Controle com a Tecnologia Profibus
Teixeira
REDE PROFIBUS DP – VERSÕESREDE PROFIBUS DP – VERSÕES
DP-V2DP-V2
Isto pode reduzir em até 90% o tempo de resposta,
dando mais flexibilidade às aplicações críticas em
tempo. O modo isócrono permite a sincronização de
clock entre mestres e escravos, dando um maior
controle no gerenciamento de mensagens no
barramento, onde este gerenciamento tem a função
real-time controlando tempos e sincronizando
estações, facilitando o sincronismo de eventos.

53. Como Implementar uma Malha de Controle com a Tecnologia Profibus
Teixeira
REDE PROFIBUS DP – VERSÕESREDE PROFIBUS DP – VERSÕES
DP-V2DP-V2

54. Como Implementar uma Malha de Controle com a Tecnologia Profibus
Teixeira
REDE PROFIBUS DP – EXEMPLO DEREDE PROFIBUS DP – EXEMPLO DE
APLICAÇÕESAPLICAÇÕES

55. Como Implementar uma Malha de Controle com a Tecnologia Profibus
Teixeira
REDE PROFIBUS DP – EXEMPLO DEREDE PROFIBUS DP – EXEMPLO DE
APLICAÇÕESAPLICAÇÕES
Ex-e
Profibus
for NON FF devices
Control Network
control room
workstation
Profibus DP at 1,500 kBd
IS
Zone 1
Zone 2
IS
4-20mA +
Hart