Migração de Tecnologias Clássicas de Rede

Migração de Tecnologias Clássicas
de Rede
EtherCAT simplifica a arquitetura de controle
Migração de
Tecnologias Clássicas
de Rede
- Arquitetura de controle
Exemplo:
Arquitetura de controle de prensa hidráulica, Schuler AG,
Alemanha
-Instalação +
Configuração
- Custos
- Migração
- Resumo
© EtherCAT Technology Group, 2012
Arquitetura de controle de redes clássicas
Desempenho das redes clássicas levam à arquitetura de controle
descentralizado
Controladores
descentralizados
„caixa preta“
para controles
de movimento
elétricos e
hidráulicos
PC + PLC + NC
Rede
separada
para funções
de segurança
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Questões sobre arquiteturas clássicas de controle
Migração de
Tecnologias Clássicas
de Rede
- Arquitetura de controle
-Instalação +
Configuração
- Custos
- Migração
- Resumo
• Diferentes ferramentas de programação e linguagens
para PLC, PC, NC, Controle hidráulico + Segurança
– Treinamento complexo e com alto custo para o pessoal de
manutenção
–
Diversidade de hardware
–
Alto custo para estoque de peças
• Interfaces diferentes e sistemas de rede para diferentes
dispositivos
– Altos Custos para implementação, manutenção e
diagnósticos dessas interfaces
• Sem influência no controle “caixa preta” hidráulico
– Processo limitado de otimização de possibilidades
– Sem diferenciação de outros competidores
Portanto é necessário migrar para um controle
uniforme e simplificado
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Migração para EtherCAT, Passo 1
Menos Hardware + Software de controle Motion para melhores resultados
PLC, NC
agora no PC
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Controle de
movimento
hidráulico e
elétrico
mudado para
o controle
baseado em
PC.
Migração para o EtherCAT, Passo 2
Arquitetura uniforme de controle, interfaces simples, custos reduzidos
Somente um
barramento
permanece:
EtherCAT
Safety over
EtherCAT
integrado
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Configuração: Sistemas de rede clássicos
Migração de tecnologias
clássicas de rede
- Arquitetura de Controle
- Instalação +
Configuração
- Custos
- Migração
- Resumo
1. Seleção + Topologia de acordo com as limitações do
sistema
2. Configurar endereço dos nós no dispositivo escravo
3. Selecionar e configurar Baudrate, depende de:
- Tamanho da rede + Topologia
- Ambiente: EMI
- Requisições da aplicação
4. Selecionar arqivos de descrição de dispositivos (GSD,
EDS) na ferramenta de configuração
5. Selecionar e Configurar Parâmetros de Comunicação
como:
- polling cíclico
- eventos dirigidos de comunicação
- sincronizado ou free run
6. Alocar endereços fisicos e lógicos: Imagem do processo
(mapeamento)
7. Otimizar os parâmetros de comunicação para melhor
© EtherCAT Technology Group, 2012
performance da rede.
Configuration: EtherCAT
Migração de tecnologias
clássicas de rede
- Arquitetura de Controle
- Instalação +
Configuração
- Custos
- Migração
- Resumo
1. Seleção + Topologia de acordo com as limitações do
sistema
2. Configurar endereço dos nós no dispositivo escravo
3. Selecionar e configurar Baudrate, depende de:
- Tamanho da rede + Topologia
- Ambiente EMI
- Requisições da aplicação
4. Selecionar arqivos de descrição de dispositivos (GSD,
EDS) na ferramenta de configuração
5. Selecionar e Configurar Parâmetros de Comunicação
como:
- polling cíclico
- eventos dirigidos de comunicação
- sincronizado ou free run
6. Alocar o física ao lógico pela imagem do processo
(mapeamento)
7. Otimizar os parâmetros de comunicação para melhor
© EtherCAT Technology Group, 2012
performance da rede.
Localização de erro: Sistemas Clássicos de Rede
Migração de tecnologias
clássicas de rede
•
- Arquitetura de Controle
- Instalação +
Configuração
- Custos
•
•
- Migração
- Resumo
Sistemas baseados em CAN: todos os nós checam todos
os frames para encontrar bits de erro e flags e
consequentemente sinaliza o frame. (Error Frame)
Profibus: Nós de destino checam os frames
Ambos fornecem boas detecções mecânicas de erro, mas
sem características de localização de erros.
M
•
•
Além disso, distúrbios eletromagnéticos transitam no
barramento de rede…
Assim: alta dificuldade de encontrar a fonte de erros
© EtherCAT Technology Group, 2009
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Localização de erro: EtherCAT
Migração de tecnologias
clássicas de rede
- Arquitetura de Controle
- Instalação +
Configuração
•
•
•
- Custos
EtherCAT: todos os nós checam todos os frames bit a bit e
sinalizam o frame (sequencia de cheque de frames)
Mesmo com anéis físicos, os erros são localizados
Então, o EtherCAT combina boas detecções mecânicas de
erro com exelentes características de localizações.
- Migração
- Resumo
M
•
•
Além disso, os disturbios eletromagnéticos desaparecem
após o nó seguinte, já que o próprio sinal é gerado do
zero.
Assim: é muito simples de achar a fonte de erros do
barramento
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Custos: EtherCAT vs Sistemas Clássicos de Rede
Migração de tecnologias
clássicas de rede
- Arquitetura de Controle
EtherCAT é o único Sistema Ethernet Industrial que
pretende igualar ou minimizar os custos de rede.
- Instalação +
Configuração
TCO (Total Cost of Ownership):
- Custos
• Custos de Dispositivos
- Migração
- Resumo
• Custos de Infraestrutura
• Custos de Engenharia
• Custos de Instalação
• Custos de Manutenção
• Custos de Licença
•…
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Dispositivos + Infraestrutura: Comparação de Custos
Migração de tecnologias
clássicas de rede
- Arquitetura de Controle
- Instalação +
Configuração
Exemplo:
(Produtos Beckhoff)
• PLC (CX1000)
- Custos
- Migração
- Resumo
PLC
Mestre de
Rede
• 10 Remotas de rede
• 400 ED / 400 SD
Acoplado
r de rede
• 100 m de cabo
• 11 Conectores de rede
(Fieldbus)
• 21 Conectores de rede
(EtherCAT)
• Acopladores de rede
compactos e
econômicos
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PLC
I/O
Device + Infrastructure Cost Comparison
Migração de
Tecnologias Clássicas
de Rede
Exemplo
Preço Lista*
Diferença
100 %
-
121,5 %
+ 21,5 %
123,7 %
+ 23,7 %
121,9 %
+ 21,9 %
143,7 %
+ 43,7 %
- Arquitetura de controle
-Instalação +
Configuração
- Custos
- Migração
- Resumo
E somente para referência:
Profinet RT / Ethernet/IP: switches not taken into account
* Beckhoff Price List 01/2009
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Porque uma diferença de preço tão significante?
Cartão Mestre/Scanner
EtherCAT: no HW mestre
12%
EtherCAT
Controller
CPU
Master for Local
Extension Bus
Fieldbus
Controller
Driver
RAM
EtherCAT
Controller
Acoplador de Rede com CPU e
extensão local
Acoplador de rede e
Entradas e Saídas Digitais:
Somente um controlador
Escravo
Driver
6%
Flash
Conectores tipo T
Conector direto simples
2%
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Migração de redes clássicas para EtherCAT
Migração de tecnologias
clássicas de rede
NC
Mestre
De rede
- Resumo
Fieldbus E/S
Sensor
Drive
- Migração
Fieldbus E/S
Drive
- Custos
PLC
Drive
- Instalação +
Configuração
Mestre
De rede
Drive
- Arquitetura de Controle
Fieldbus E/S
• Mudar a arquitetura inteira de uma vez, as vezes,
é muito arriscado
• Algumas vezes as redes são usadas para integrar
controladores ou sensores especiais, que contém
um know-how particular do fabricante de
máquinas ou do integrador de sistemas – o
investimento desses dispositivos deve ser
protegido.
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Controlador
especial
Sensor
Sensor
Especial
Migração de redes clássicas para EtherCAT
Mestre de rede
Migração de tecnologias
clássicas de rede
NC
EtherCAT E/S
Sensor
Drive
- Migração
- Resumo
Drive
- Custos
EtherCAT E/S
PLC
Drive
- Instalação +
Configuração
Drive
- Arquitetura de Controle
EtherCAT E/S
Mestre de Rede
• A rede EtherCAT é rápida o suficiente para
substituir sistemas clássicos de rede
• Assim o EtherCAT e os Gateways de rede não
apresentam gargalos de desempenho
• Eles ajudam a proteger investimentos e
fornecem um caminho de suave migração
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Controlador
Especial
Sensor
Sensor
Especial
Migração de redes clássicas para EtherCAT
Mestre de rede
Migração de tecnologias
clássicas de rede
NC
EtherCAT E/S
Sensor
Drive
- Migração
- Resumo
Drive
- Custos
EtherCAT E/S
PLC
Drive
- Instalação +
Configuração
Drive
- Arquitetura de Controle
EtherCAT E/S
• No próximo passo, mais dispositivos
são movidos para a rede EtherCAT
Controladores
Especiais
Sensor
Sensor
Especial
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Migração de redes clássicas para EtherCAT
Mestre de rede
Migração de tecnologias
clássicas de rede
NC
EtherCAT I/O
Sensor
Drive
- Migração
- Resumo
Drive
- Custos
EtherCAT
EtherCAT E/S
I/O
PLC
Drive
- Instalação +
Configuração
Drive
- Arquitetura de Controle
EtherCAT
EtherCAT E/S
I/O
• Finalmente não é mais necessário
o mestre de rede
Special
Controladores
Purpose
Especiais
Controller
Sensor
Special
Sensor
Especial
Sensor
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Migração de redes clássicas para EtherCAT
Migração de tecnologias
clássicas de rede
- Arquitetura de Controle
- Instalação +
Configuração
Gateways não somente fornecem uma migração suave, eles
têm outras vantagens, tais como:
• Sem slots no sistema de controle (IPC or PLC)
• Capacidade de expansão, no entando, máxima
- Custos
- Migração
- Resumo
EtherCAT
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Resumo
Migração de tecnologias
clássicas de rede
- Arquitetura de Controle
- Instalação +
Configuração
- Custos
- Migração
- Resumo
• EtherCAT permite
arquiteturas de controle
simplificadas
• Instalação e
configuração também
são simplificadas
• EtherCAT atende ou até
mesmo corta custos de
instalação
• A migração de sistemas
clássicos de rede é
mais suave.
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