Comunicações industriais com o CompactRIO: O controlador multipropósito definitivo

 

Esse artigo é parte de uma série que descreve os recursos da plataforma CompactRIOLeia os outros artigos desta série para saber como você pode usar o CompactRIO para simplificar o projeto de sistemas avançados de controle.

 

 

 

Com suporte nativo a protocolos de comunicação industrial muito utilizados, como o PROFINET, OPC UA e EtherCAT, o CompactRIO pode conectar uma grande diversidade de dispositivos, equipamentos e infraestrutura.  Você tem uma aplicação industrial que requer suporte a diversos protocolos?  O CompactRIO é um gateway industrial ideal. Ele pode atuar como tradutor entre qualquer um dos aproximadamente 20 protocolos suportados, e até mesmo protocolos de comunicação, por meio do FPGA.  Veja abaixo uma lista dos protocolos de comunicação industrial suportados pelo CompactRIO.

 

Conectividade

Use o quadro de consulta rápida para encontrar o melhor formato e protocolo para a sua aplicação.

 

 

 

 

 

AS-i

O protocolo Atuador-Sensor-Interface (AS-i) é principalmente usado com dispositivos de dois estados - ligado/desligado. Esse protocolo proporciona uma fiação mais simples, substituindo conexões 1:1 por um único barramento com 31 ou 62 nós A/B. Os nós podem ser um dispositivo simples ou um módulo de E/S.
Saiba mais sobre o BW 3023, interface AS-i Master de 1 canal para o CompactRIO.

 

 

 

Padrões automotivos

No setor automotivo e outras indústrias relacionadas ao transporte, foram desenvolvidos vários padrões para garantir a eficácia dos protocolos de comunicação, formatos de banco de dados, formatos de arquivos e outras questões. A NI oferece ferramentas especificamente criadas para atender a esses padrões e reduzir significativamente o tempo de desenvolvimento.  
Veja alguns dos padrões mais comuns relacionados ao setor de transportes, como o J1939, e como as ferramentas de software da NI trabalham com eles.

 

CAN

O protocolo CAN (Controller Area Network) contém dois protocolos da camada de enlace de dados e diversas opções para a camada física. O CAN é um sistema de barramento serial multimaster com recursos multiponto, utilizado principalmente na indústria automotiva.
Saiba mais sobre o CAN.

 

 

 

 

CAN FD

O CAN FD (CAN com taxa de dados flexível) é um protocolo da camada de enlace de dados criado para atender as exigências da indústria e dos consumidores decorrentes da crescente quantidade de dispositivos eletrônicos e comunicação de dados nos modernos veículos de hoje.
Saiba mais sobre o CAN FD.

 

 

 

CANopen

O CANopen é uma camada de aplicação colocada no topo da camada física do CAN, utilizado em aplicações de automação industrial. Esse protocolo permite o uso de até 127 dispositivos escravo, sendo muitas vezes utilizado com SDOs (Service Data Objects) para a leitura de dados e PDOs (Process Data Objects) para configuração, com o uso de um dicionário objeto.
Conheça melhor os detalhes desse protocolo.

 

 

 

DeviceNet

O DeviceNet é um protocolo industrial mais maduro, gerenciado pela Open DeviceNet Vendors Association (ODVA), comumente encontrado em controladores lógicos programáveis (CLPs) da Rockwell Automation (Allen-Bradley). Diferentemente do Ethernet/IP, que é baseado na camada física do Ethernet, o DeviceNet é baseado na camada física do CAN e proporciona uma maior resistência e interconectividade pela especificação de diversos requisitos, como comprimento de cabos, conectores e taxas de baud.
Conheça as interfaces DeviceNet da Série C e os sistemas PXI e PCI oferecidos pela NI.

 

 

EPICS

O protocolo EPICS (Experimental Physics and Industrial Control System) é um conjunto de ferramentas de software, bibliotecas e aplicações de fonte aberta desenvolvidas colaborativamente e usadas em todo o mundo para a criação de sistemas de software de controle em tempo real para instrumentos científicos tais como aceleradores de partículas, telescópios e outros experimentos científicos de grande porte.
Leia o artigo de introdução ao EPICS, que apresenta a você os conceitos básicos de como trabalhar com esse protocolo e o software LabVIEW.

 

 

EtherCAT

O EtherCAT (Ethernet for Control Automation Technology) é um protocolo de comunicação para redes Ethernet determinística, bastante conhecido na Europa. Publicado como parte da IEC 61158, esse padrão aberto implementa uma arquitetura mestre-escravo com conexões daisy-chain por cabeamento Ethernet padrão, tipicamente em uma topologia de linha. Como um barramento de controle, esse protocolo é específico para E/S determinísticas de alta velocidade para aplicações monoponto, como controle de máquina e movimento.
Saiba como usar o chassi NI 9144 para aumentar a quantidade de E/S em hardware da NI ou sistemas EtherCAT de outros fornecedores.

 

 

EtherNet/IP

O EtherNet/IP é um protocolo Ethernet de tempo real administrado pela ODVA, comumente encontrado em controladores lógicos programáveis (CLPs) da Rockwell Automation (Allen-Bradley). Esse protocolo estabelece comunicação por uma rede Ethernet padrão, usando TCP/IP e UDP/IP padrão em uma arquitetura de rede mestre (scanner) - escravo (adaptador).
Conheça a página da NI sobre comunicações industriais para produtos EtherNet/IP.

 

 

 

HART

O protocolo HART é frequentemente visto em instalações que anteriormente utilizavam sinais de 4 mA a 20 mA. Substituindo o controlador e o sensor por um gateway HART e sensores inteligentes HART, é possível capturar informações adicionais. O sinal HART digital superposto ao sinal analógico de 4-20mA fornece informações adicionais, como status do dispositivo, dados de diagnóstico e valores medidos.
Saiba mais sobre o AW 9898, interface HART Master de 4 canais para o CompactRIO.

 

 

LIN

O barramento LIN (Local Interconnect Network) foi desenvolvido para a criação de uma comunicação multiplexada de baixo custo em redes automotivas. O LIN oferece uma comunicação com ótimo custo-benefício em aplicações que não exigem a largura de banda e a versatilidade do CAN.  
Veja uma visão mais detalhada do LIN.

 

MODBUS

O Modbus é um protocolo muito utilizado por inúmeros dispositivos para oferecer comunicação simples, confiável e eficiente em uma ampla variedade de redes modernas. 
Leia no guia de referência do protocolo Modbus uma descrição abrangente do protocolo e de sua implementação com o software LabVIEW, juntamente com padrões de projeto de alto nível muito utilizados.

 

 

 

OPC UA

O OPC UA é um padrão de interoperabilidade que oferece a troca segura e confiável de informações em ambientes de automação industrial e outros setores da indústria. Esse padrão é independente de plataforma e garante um fluxo ininterrupto de informações entre dispositivos de diversos fabricantes.
Visite ni.com/opc para saber mais sobre a tecnologia OPC UA.

 

 

 

Protocolos para concessionárias de energia

  • IEC 61850
  • IEC 60870-5
  • DNP3

 

O padrão IEC 61850 é um conjunto de protocolos abertos baseado em comunicação Ethernet, muito usado em concessionárias elétricas. Os sistemas SCADA utilizam o IEC 61850 para estabelecerem comunicação entre uma estação mestre, unidades terminais remotas (RTUs) e dispositivos eletrônicos inteligentes (IEDs). Targets de tempo real podem ser programados como dispositivos outstation IEC 61850, com funções avançadas como monitoramento da qualidade da energia, medição de fasores e outras análises relacionadas à Smart Grid. O protocolo DNP3 tem sido utilizado nesses tipos de aplicações, sendo um protocolo mais simples e mais similar ao Modbus, que os engenheiros estão substituindo pelo IEC 61850 e, em menor escala, pelo IEC 60870-5.
Veja como os engenheiros estão utilizando produtos NI nas aplicações de Smart Grid.

 

PROFIBUS

O PROFIBUS foi originalmente criado pela Siemens, e agora é administrado pela PROFIBUS International. A camada física do PROFIBUS DP é baseada no RS485. Isso define o limite para a quantidade de dispositivos escravos, que pode ser de até 124.
Veja uma apresentação geral do protocolo PROFIBUS.

 

 

 

PROFINET

O PROFINET é um protocolo criado pela Siemens para a comunicação dos dispositivos Siemens. As principais diferenças entre o PROFINET e o PROFIBUS são a camada física, que é Ethernet, e a quantidade de dispositivos escravos que podem ser conectados à rede. Há três tipos de redes PROFINET: NRT, RT e IRT. O PROFINET IRT é usado para o controle de movimento de baixa latência e alta velocidade. Essas redes não podem fazer interface com PCs, pois são redes fechadas.
Veja os módulos PROFINET para o CompactRIO.

 

 

Serial

Comunicações seriais compreendem RS232, RS485 e RS422. Muitas vezes usado para o controle de instrumentos, o RS232 pode cobrir distâncias de até 15 metros. O RS422 implementa comunicações diferenciais, que oferecem maiores distâncias de comunicação e maior imunidade ao ruído. O RS485 é um desenvolvimento do RS422 que aumenta a quantidade de dispositivos escravos de 10 a 32.   
Saiba mais sobre esses três tipos de interfaces seriais e confira a melhor interface para você no quadro de consulta rápida!

 

TCP/IP

O TCP (Transmission Control Protocol) é um protocolo de comunicação ponto a ponto de alta confiabilidade; os dados são fornecidos de maneira ordenada, sem perdas. Esse é um protocolo baseado em conexão, o que significa que é necessário estabelecer a conexão entre o client e o servidor antes da transferência dos dados.  
Leia o artigo que descreve a comunicação TCP/IP no LabVIEW.

 

UDP

O UDP (User Datagram Protocol) é um protocolo da camada de transporte usado em conexões de baixa latência com tolerância a falhas entre dispositivos ou aplicações. 
Saiba mais sobre o uso desse protocolo no tutorial de comunicações UDP no LabVIEW.

 

 

Próximos passos

Melhore a integração e o desempenho de sua próxima aplicação de comunicações industriais com o CompactRIO:  O controlador multipropósito definitivo.  Saiba mais sobre a plataforma CompactRIO ou leia mais artigos desta série.

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