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Migração de Tecnologias Clássicas de Rede
- Arquitetura de controle
-Instalação + Configuração
- Custos
- Migração
- Resumo
© EtherCAT Technology Group, 2012
EtherCAT simplifica a arquitetura de controle
Exemplo:
Arquitetura de controle de prensa hidráulica, Schuler AG, Alemanha
Arquitetura de controle de redes clássicas
Desempenho das redes clássicas levam à arquitetura de controle descentralizado
Controladores descentraliza-
dos
„caixa preta“ para controles
de movimento
elétricos e
hidráulicos
Rede
separada
para funções de segurança
PC + PLC + NC
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Migração de Tecnologias Clássicas de Rede
- Arquitetura de controle
-Instalação + Configuração
- Custos
- Migração
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Questões sobre arquiteturas clássicas de controle
• 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
Migração para EtherCAT, Passo 1
Menos Hardware + Software de controle Motion para melhores resultados
Controle de movimento
hidráulico e
elétrico mudado para
o controle
baseado em
PC.
PLC, NC
agora no PC
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Migração para o EtherCAT, Passo 2
Arquitetura uniforme de controle, interfaces simples, custos reduzidos
Safety over
EtherCAT
integrado
Somente um barramento
permanece:
EtherCAT
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Migração de tecnologias clássicas de rede
- Arquitetura de Controle
- Instalação + Configuração
- Custos
- Migração
- Resumo
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Configuração: Sistemas de rede clássicos
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 performance da rede.
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- Arquitetura de Controle
- Instalação + Configuração
- Custos
- Migração
- Resumo
© EtherCAT Technology Group, 2012
Configuration: EtherCAT
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 performance da rede.
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- Custos
- Migração
- Resumo
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Localização de erro: Sistemas Clássicos de Rede
• 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.
• Além disso, distúrbios eletromagnéticos transitam no barramento de rede…
• Assim: alta dificuldade de encontrar a fonte de erros
M
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- Resumo
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• 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.
• 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
Localização de erro: EtherCAT
M
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Custos: EtherCAT vs Sistemas Clássicos de Rede
EtherCAT é o único Sistema Ethernet Industrial que pretende igualar ou minimizar os custos de rede.
TCO (Total Cost of Ownership):
• Custos de Dispositivos
• Custos de Infraestrutura
• Custos de Engenharia
• Custos de Instalação
• Custos de Manutenção
• Custos de Licença
• …
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Dispositivos + Infraestrutura: Comparação de Custos
Exemplo:
(Produtos Beckhoff)
• PLC (CX1000)
• 10 Remotas de rede
• 400 ED / 400 SD
• 100 m de cabo
• 11 Conectores de rede (Fieldbus)
• 21 Conectores de rede (EtherCAT)
• Acopladores de rede compactos e econômicos
I/O
PLC
Mestre de Rede
Acoplador de rede
PLC
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Exemplo Preço Lista* Diferença
100 % -
121,5 % + 21,5 %
123,7 % + 23,7 %
121,9 % + 21,9 %
Device + Infrastructure Cost Comparison
143,7 % + 43,7 %
E somente para referência:
Profinet RT / Ethernet/IP: switches not taken into account
* Beckhoff Price List 01/2009
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EtherCAT: no HW mestre
Acoplador de rede e Entradas e Saídas Digitais: Somente um controlador
Escravo
Conector direto simples
Cartão Mestre/Scanner
Acoplador de Rede com CPU e extensão local
Conectores tipo T
Porque uma diferença de preço tão significante?
6%
2%
12%
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Migração de redes clássicas para EtherCAT
PLC
NC
Fieldbus E/S Fieldbus E/SMestre De rede
Fieldbus E/S
Mestre De rede
Drive
Drive
Drive
Drive
Controlador
especial
Sensor
Sensor
Sensor
Especial
• 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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- Custos
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Migração de redes clássicas para EtherCAT
PLC
NC
EtherCAT E/S EtherCAT E/S EtherCAT E/S
Drive
Drive
Drive
Drive
Controlador
Especial
Sensor
Sensor
Sensor
Especial
• 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
Mestre de rede Mestre de Rede
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Migração de redes clássicas para EtherCAT
PLC
NC
EtherCAT E/S EtherCAT E/S EtherCAT E/S
Drive
Drive
Drive
Drive
Controladores
Especiais
Sensor
Sensor
Sensor
Especial
• No próximo passo, mais dispositivos
são movidos para a rede EtherCAT
Mestre de rede
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- Migração
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Migração de redes clássicas para EtherCAT
PLC
NC
EtherCAT I/O EtherCAT I/O EtherCAT I/O
Drive
Drive
Drive
Drive
Special
PurposeController
Sensor
Sensor
Special
Sensor
• Finalmente não é mais necessário
o mestre de rede
PLC
NC
EtherCAT E/S EtherCAT E/S
Drive
Drive
Drive
Drive
Controladores
Especiais
Sensor
Sensor
Sensor
Especial
Mestre de rede
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- Custos
- Migração
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Migração de redes clássicas para EtherCAT
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
EtherCAT
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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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