Universidade Federal do Rio Grande do Sul
Instituto de Informática
CMP159 – Sistemas de Tempo Real
Profs: Carlos Eduardo Pereira e João Netto
Protocolo Foundation Fieldbus
Alessandra Antunes Vargas
Sumário






Contextualização
Características do protocolo
Vantagens
Transmissão de informações
Conclusões
Bibliografia
CMP 158
Protocolo Foundation Fiedlbus
2
Hierarquia de redes industriais
 Computador central:
 escalonamento da
produção da planta
 monitoramento
estatístico
 Padrão Ethernet operando
com o protocolo TCP/IP
CMP 158
Protocolo Foundation Fiedlbus
3
Hierarquia de redes industriais
 Rede central localizada na
planta:
 PLCs, DCSc e PCs.
 A informação trafega em
tempo real para garantir a
atualização dos dados nos
softwares que realizam a
supervisão da aplicação.
CMP 158
Protocolo Foundation Fiedlbus
4
Hierarquia de redes industriais
 Nível de controle discreto
 Ligações físicas da rede ou o
nível de I/O.
 Conecta os equipamentos de
baixo nível entre as partes
físicas e de controle.
 sensores discretos,
contatores e blocos de I/O.
CMP 158
Protocolo Foundation Fiedlbus
5
Classificação das redes
industriais
CMP 158
Protocolo Foundation Fiedlbus
6
Definição
FIELDBUS é um sistema de comunicação
digital bidirecional que permite a interligação
em
rede
de
múltiplos
instrumentos
diretamente no campo, realizando funções de
controle e monitoração de processo e
estações de operação (IHM) através de
softwares supervisórios.
CMP 158
Protocolo Foundation Fiedlbus
7
Fieldbus Foundation




A Fieldbus Foundation é uma organização dedicada a
um padrão único, internacional e interoperável de
barramento de “chão”
Estabelecido em Setembro de 1994 pela união da
WorldFIP North America e do Interoperable Systems
Project (ISP).
Sem fins lucrativos com mais de 350 fornecedores e
usuários finais nas áreas de controle de processo e
automação de produção
Contribuições no desenvolvimento dos padrões do
fieldbus de IEC/ISA.
CMP 158
Protocolo Foundation Fiedlbus
8
Características do Foundation
Fieldbus
Modelo em camadas da comunicação:
 O stack de comunicação corresponde às camadas 2 e 7 do modelo OSI.
CMP 158
Protocolo Foundation Fiedlbus
9
Características do Foundation
Fieldbus

Camada 7 (de)codifica os comandos da camada do usuário
 Fieldbus Access Sublayer (FAS)


Virtual Communication Relationships
Fieldbus Message Specification
CMP 158
Protocolo Foundation Fiedlbus
10

Camada 2 (Data Link Layer - DLL)


CMP 158
Controla a transmissão das mensagens
para camada 1
Gerencia o acesso ao barramento através
de um escalonador de barramento
determinístico centralizado: Link Active
Scheduler (LAS).
Protocolo Foundation Fiedlbus
11
Características do Foundation
Fieldbus





Dispositivos FF: instrumentos inteligentes
Meio físico IEC 1158-2 e Fast Ethernet
Arbitrador de acesso (LAS – escalonador de conexão
ativa)
Publisher/subscriber
Dados periódicos


Dados aperiódicos


LAS invoca dados previamente escalonados
Passagem de permissão
Manutenção da lista de dispositivos ativos, ativação
de nó e sincronização de dispositivos
CMP 158
Protocolo Foundation Fiedlbus
12
Vantagens







Sistemas abertos
Capacidade de expansão e configuração
Manutenção proativa: minimizar tempos de
parada
Conectividade e facilidade de acesso às
informações
Flexibilidade
Confiabilidade: auto-diagnose, detecção de
defeitos, fácil implementação de redundância
Interoperabilidade
CMP 158
Protocolo Foundation Fiedlbus
13
Transmissão escalonada
 Tarefas de tempos críticos.
 O escalonador é criado pelo
operador do sistema durante a
configuração
 O LAS envia periodicamente
em broadcast um sinal de
sincronização – TD: Time
Distribution => sistema
determinístico
 Método Publisher/Subscriber
CMP 158
Protocolo Foundation Fiedlbus
14
Transmissão não escalonada




Restrita aos intervalos entre
transmissões escalonadas
LAS passa o token (Pass
Token - PT) a cada dispositivo
da Live List para que enviem
as mensagens
LAS mantém a Live List
atualizada através do
comando Probe Node – PN
LAS envia a Live List a todos
dispostivos
CMP 158
Protocolo Foundation Fiedlbus
15
Conclusões



Garantia de tempo para processos com
restrições temporais
Execução de processos sem restrições
temporais
Melhor utilização da base de tempo
CMP 158
Protocolo Foundation Fiedlbus
16
Bibliografia


http://www.fieldbus.org
Foundation Fieldbus Technical
Information – Samson AG
CMP 158
Protocolo Foundation Fiedlbus
17