Conheça tudo sobre automação industrial através dos melhores artigos técnicos, apostilas e tutoriais online. Encontre vagas em automação industrial.

O Protocolo Profibus (Parte IV)

Oi pessoal, tudo bem?

Continuando nossa série de artigos sobre o Profibus DP, neste post vou falar sobre as camadas de Enlace e de Usuário deste protocolo. São nessas camadas que são gerados e distribuídos os telegramas de mensagens. Então, neste post, vocês verão sobre endereçamento das estações, o significados dos bits dos telegramas e os tipos e formatos dos telegramas. E no próximo post, será apresentado o procedimento de transmissão dos telegramas.

O texto deste artigo não é de minha autoria. O autor é o professor do IFSP-Sertãozinho, Eduardo André Mossin, e o texto é parte de sua tese de doutorado.

Então… vamos lá.

Camadas de Enlace e de Usuário

Neste item são descritos os aspectos da camada de enlace e de usuário. Outros detalhes sobre este assunto poderão ser encontrados em [1].

A rede Profibus DP é uma rede do tipo multidrop, assíncrona, half duplex e utiliza a comunicação do tipo passagem de token (Token Passing) e mestre-escravo. O mecanismo de passagem de token permite a aplicação de múltiplos mestres em uma mesma rede compartilhando o acesso. Somente o mestre pode iniciar a comunicação na rede. Os escravos comunicam somente para responder requisições do mestre. A rede Profibus DP permite a operação permanente com mais de um mestre, desde que configurados individualmente e de maneira adequada nas restrições da norma.

O número máximo de estações em uma rede Profibus DP é 126. Assim, a faixa de endereços disponível para uso vai de 0 a 125. Os endereços 126 e 127 são de uso especial, sendo o 126 utilizado como valor padrão para estações não endereçadas entrarem na comunicação e o endereço 127 (0x7F) reservado para comandos de broadcast.

Para a comunicação entre cada estação, o protocolo define alguns telegramas. Cada telegrama é formado por um conjunto de caracteres, no qual cada caractere é formado por 11 bits, sendo apenas 8 deles utilizados como dado. Este é o padrão UART e os três bits extras são utilizados para fornecer uma sinalização de início e fim de transmissão de cada caractere (2 bits) e um bit de paridade par utilizado para conferição da integridade da comunicação no receptor. A Figura 1 apresenta um exemplo deste caractere.

Figura 1 - Caractere Profibus DP
Figura 1 – Caractere Profibus DP

Nota-se que antes do bit de início, tem-se o estado de linha desocupada (IDLE) da comunicação que é representado pelo nível de tensão 1. Antes de terminar a transmissão do caractere (bit de fim), tem-se o bit de paridade. O receptor avalia a paridade a cada byte recebido. Caso a paridade avaliada não tenha o mesmo valor que o bit de paridade, o telegrama inteiro será descartado (não somente o caractere). Um telegrama é constituído por um ou mais caracteres e não são permitidos períodos de linha desocupada dentro da transmissão de um telegrama. Assim, o início de um telegrama com mais de um caractere é exemplificado na Figura 2:

Figura 2 – Telegrama contendo os bytes 68H e 27H em sequência
Figura 2 – Telegrama contendo os bytes 68H e 27H em sequência.
FONTE: [2]

Tipos e formato dos telegramas

Um telegrama é composto por 1 a 255 caracteres. Existem alguns tipos de telegramas definidos por [1]. A diferenciação entre os tipos é realizada pelo cabeçalho do telegrama (primeiro caractere), onde cada um dos tipos possui um valor diferente.

Os telegramas são especificados de acordo com a natureza do campo de dados:

  • Telegramas de tamanho fixo sem campo de dados;
  • Telegrama de resposta curta ou reconhecimento;
  • Telegrama com campo de dados de tamanho variável;
  • Telegrama de token.

A Tabela 1 apresenta um resumo dos tipos de telegramas e aplicações:

Tabela 1 – Tipos de Telegramas Profibus DP
Tabela 1 – Tipos de Telegramas Profibus DP
FONTE: [2]

O tamanho máximo de um telegrama são 255 caracteres. O valor do LE (ou LEr) varia de 0 a 249. O LE compreende a quantidade de bytes do campo DATA_UNIT além do DA, SA e o FC. Portanto o tamanho máximo do campo DATA_UNIT é de 246 bytes. O DATA_UNIT é a porção do telegrama destinada à carga útil de dados (payload).

Embora os campos de endereço suportem valores entre 0 e 255 (1 byte), somente os 7 bits menos significativos são utilizados efetivamente para o endereçamento das estações (Figura 3), permitindo o endereçamento de até 127 estações (0 a 126). O endereço 127 conforme explicado anteriormente é reservado ao broadcast.

Figura 3 - Campos de endereço e uso do bit mais significativo como extensão
Figura 3 – Campos de endereço e uso do bit mais significativo como extensão.
FONTE: [2]

Bom pessoal,vocês viram neste post alguns detalhes sobre os telegramas de mensagens. No próximo post, vou falar sobre como é o procedimento de transmissão desses telegramas. Só para lembrar, tudo isto acontece dentro das camadas de Enlace e Usuário.

Até mais!!!

Referencias Bibliográficas:

[1] NORMATIVE PARTS OF PROFIBUS FMS, DP AND PA. (1998): according to the European Standard EN50170. v.2. Edition 1.0.
[2] TORRES, R. V. (2011). Simulador de redes Profibus DP dedicado à ferramenta de diagnostico. Dissertação (Qualificação de Mestrado). Escola de Engenharia de São Carlos, USP.
[3] MOSSIN, E. (2012). Diagnóstico Automático de Redes Profibus. Tese (Doutorado). Escola de Engenharia de São Carlos, USP.

Informações adicionais sobre Eduardo André Mossin:

Currículo Lattes:
http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do metodo=apresentar&id=K4774437D5

Blog:
http://emossin.blogspot.com.br

Deixe uma resposta

Seu endereço de email não será publicado.

8 Comentários
  1. Raimundo Pena Diz

    Olá,
    Muito bons seus artigos..

  2. Rafaela Souza Diz

    Muito obrigada Raimundo.

  3. JAIR Diz

    COLEGA ,DÁ UM JEITO DE COLOCAR OPÇÃO PRA DOWNLOAD DO MATERIAL.
    TÕ INICIANDO NA PROFISSÃO DE AUTOMAÇÃO E NÃO TENHO INTERNET EM CASA…BAIXO OS CONTEUDOS AQUI NA LAN HOUSE PRA LER E ESTUDAR EM CASA!

    OBRIGADO

    MUITO BOM SEUS ARTIGOS

    1. Rafaela Souza Diz

      Oi Jair,

      Vou mandar o material para seu email.

      Obrigada pelo comentário.

  4. Marconde Francisco Diz

    Show de bola, os seus artigos, sou Eletricista Industrial III, tenho formação técnica em instrumentação e automação,e estou paralelamente executando atuando junto com a instrumentação.

    1. Rafaela Souza Diz

      Oi Marconde,

      Q bom q está gostando.

      Obrigada

  5. MKleber Diz

    Olá, seu artigos são um achado na net, gostaria se possivel vc poderia enviar para meu e-mail como instalar e monitorar supervisorio, desde ja muito obrigado

  6. Raphaela Diz

    Olá, preciso fazer um seminário e falar sobre os telegramas da comunicação Fieldbus Fundations. Posso utilizar essa na apresentação, tendo em vista, que Profibus DP é uma subdivisão de Fieldbus? Pois não consigo encontrar o telegrama FF em lugar algum.