Seção 19
CRIANDO UMA ESTRATÉGIA
FOUNDATION FIELDBUS USANDO O
DF62/DF63
Introdução
Neste capítulo, será mostrada a configuração de uma estratégia Fiedlbus utilizando como bridge o
controlador DF62. Conforme a malha de controle exibida abaixo:
PROJ_DF62
Figura 19. 1- Esquemático do processo para controle de temperatura
O objetivo do processo é controlar a temperatura de saída do produto utilizando vapor para aquecêlo. A temperatura do produto será enviada para o controlador Mestre onde será comparada com o
valor desejado de temperatura.
A saída do Mestre será o set point do controlador Escravo, que enviará um sinal para a válvula,
que, por sua vez, controlará a vazão de vapor para o trocador de calor.
NOTA
Esta estratégia também pode ser realizada utilizando-se o controlador DF63.
19.1
DFI302 - Manual do Usuário – AGO/14 - F
Iniciando uma Área
Passo 1
É possível criar (ou editar) uma área a partir do Studio302. Para isso na interface do Studio302
selecione Areas. Uma janela abrirá listando todas as áreas da base de dados.
Para criar uma nova área, clique dentro da janela Areas com o botão esquerdo do mouse e então
selecione o item New Área.
Figura 19. 2- Criando uma nova área
Outra forma para criar uma nova área é a partir do Syscon. Clique no ícone
na barra de
ferramentas do Studio302, vá para o menu File, item New, ou use o botão New,
ferramentas do Syscon.
, na barra de
Na caixa de diálogo, têm-se as opções de Area. Selecione a opção HSE Area. A figura a seguir
mostra as opções disponíveis no Syscon:
19.2
Criando uma Estratégia Foundation Fieldbus usando o DF62
Figura 19. 3- Opções para criação de áreas no Syscon
Após escolher o tipo da área, será exibida uma janela em que o usuário deve dar um nome para a
nova área.
Figura 19. 4 – Nome da nova área
Atribua o nome da área na caixa Area Name e, então, clique Ok. Para este exemplo, foi escolhido
o nome PROJ_DF62.
Uma nova janela aparecerá. Esta janela contém os ícones:
 Application – Planta Lógica. Nesta seção são inseridas as estratégias de controle.
 Fieldbus Networks – Planta Física. Nesta seção são adicionados os equipamentos e blocos
funcionais.
Figura 19. 5 – Divisões da Área
Projeto da Planta Física
Passo 2
Na janela principal, chamada Proj_DF62, clique no ícone Fieldbus Networks,
, usando o botão
direito do mouse para selecionar o Server e escolha Communication Settings, ou através da
barra de ferramentas, clique sobre a opção CommunicationSettings. A caixa de diálogo para os
ajustes de comunicação abrirá.
19.3
DFI302 - Manual do Usuário – AGO/14 - F
Figura 19. 6 – Escolhendo o Server
Confirme se a opção Smar.HSEOLEServer.0 já está selecionada. Caso contrário, selecione-a e,
depois, clique OK.
Organizando a Janela do Fieldbus
Passo 3
Após escolher o Server para a área, clique sobre o sinal , localizado à esquerda de New Fieldbus.
Aparecerá uma rede HSE com um tag, por exemplo, HSE Network 1*. Clique sobre este item com o
botão direito e escolha a opção Expand. A figura seguinte exibe a rede HSE criada:
Figura 19. 7 – Criação da rede HSE
Para organizar a tela, clique na janela da área. Então, no menu Window da barra de ferramentas
do Syscon selecione a opção Tile.
Adicionando a Bridge
Passo 4
Clicando com o botão direito sobre HSE Network 8, aparecerá uma caixa de diálogo. Clicando
sobre New serão disponibilizadas as opções para escolha de Bridges, Controllers e Devices para a
área. Para o controle proposto, a opção Bridge deverá ser escolhida. A escolha desta opção pode
ser confirmada pela figura seguinte.
* Este número depende se anteriormente a esta área foi criada outra. Conforme novas áreas HSE forem
criadas, este número será incrementado.
19.4
Criando uma Estratégia Foundation Fieldbus usando o DF62
Figura 19. 8 – Inserindo a Bridge para a área
Após inserir uma nova bridge, a janela representada pela figura seguinte será aberta:
Figura 19. 9 – Configurando a Bridge
Escolha o equipamento DF62. Na caixa Device Tag, escreva DF62 ou algum outro tag e clique OK.
IMPORTANTE
É importante ressaltar que nem todos os caracteres são válidos para a atribuição de tags.
Os caracteres válidos são:
A-Z a-z 0-9 # { } [ ] ( )+ Os caracteres inválidos são:
~ ` ! @ # $ % ^ & * = | : ; , . < > ? / ' " \
Voltando à janela HSE Network 8, clicar com o botão direito sobre o símbolo da bridge, DF62, e
selecionar a opção Attributes na janela pop up aberta
19.5
DFI302 - Manual do Usuário – AGO/14 - F
Figura 19. 10 – Configurando os atributos da bridge
Desta forma, é possível visualizar os atributos da bridge e, se necessário, alterar seu tag. Clique
Ok. Veja figura seguinte.
Figura 19. 11 – Atributos da bridge
Adicionando Equipamentos Fieldbus
Passo 5
Após inserir a bridge, deve-se inserir os equipamentos que também são integrantes desta
configuração. Primeiramente, retorne à janela Proj_DF62 e clique com o botão direito sobre a
bridge que foi inserida, DF62. Escolha a opção New Fieldbus para configurar os canais do DF62.
Na figura abaixo pode ser vista a criação dos canais fieldbus:
19.6
Criando uma Estratégia Foundation Fieldbus usando o DF62
Figura 19. 12 – Criando os canais Fieldbus
Após selecionar a opção New Fieldbus, a caixa de diálogo para escolha do tipo e atribuição de
tags aos canais fieldbus será mostrada:
Figura 19. 13 – Atribuindo tags aos canais Fieldbus
Escolha o tipo de fieldbus que será configurado e atribua um tag a ele. Caso o usuário não atribua
um tag específico, será atribuído o tag padrão Fieldbus 1 (este número depende se foi criado outro
canal anteriormente à criação deste). Se o usuário deseja renomear este canal fieldbus, deve clicar
sobre o canal criado com o botão direito do mouse e escolher a opção Expand. Em seguida, a
janela do canal fieldbus será exibida, então deve-se clicar sobre este item com o botão direito do
mouse e selecionar a opção Attributes. Desta forma o usuário poderá renomear o canal fieldbus
criado.
Retornando à janela Proj_DF62, clique com o botão direito do mouse sobre o canal fieldbus criado
e, então, na opção Expand. A figura seguinte exibe o canal criado:
Figura 19. 14 – Criação do canal Fieldbus
Na janela H1_1, clique com o botão direito sobre a opção H1_1NewDevice. Veja na figura
seguinte a inserção do equipamento à rede:
19.7
DFI302 - Manual do Usuário – AGO/14 - F
Figura 19. 15 – Inserindo equipamentos no canal Fieldbus
A caixa de diálogo para escolha e atribuição de tags aos equipamentos será mostrada. Escolha o
fabricante SMAR e, em seguida, o equipamento TT302. Atribua um tag ao equipamento e clique
OK:
Figura 19. 16 – Configurando os Equipamentos Fieldbus
Faça o mesmo procedimento para adicionar um transmissor (LD302) e o conversor (FI302) para a
válvula de controle de vazão.
Depois de terminado o processo de configuração dos dispositivos (ex. de aplicação), o canal H1_1
ficará como mostra a próxima figura:
Figura 19. 17 – Equipamentos presentes no canal Fieldbus
Adicionando os Blocos Funcionais
Passo 6
Agora o usuário poderá adicionar os blocos funcionais. Para adicionar um novo bloco funcional
(FB), clique no sinal de expansão,
, e em seguida sobre o ícone Virtual Field Device (FB VFD)
usando o botão direito do mouse. Selecione o item New Block.
19.8
Criando uma Estratégia Foundation Fieldbus usando o DF62
O FB VFD é responsável pelo gerenciamento de dados.
Figura 19. 18 – Selecionando Novos Blocos
A caixa de diálogo Function Block Characterization aparecerá. Na opção Block Type os blocos
funcionais da SMAR podem ser selecionados.
Selecione o bloco desejado na caixa Block Type e, então, atribua um tag na caixa Block Tag. Veja
a seguir a adição do bloco funcional Entrada Analógica (Analog Input).
Figura 19. 19 – Adicionando blocos funcionais
Para este exemplo, os blocos AI, PID e AO serão utilizados para construir a configuração de um
controle em cascata.
NOTA
A partir da versão 6.00 do Syscon, não é necessário configurar os blocos Transducer (TRD),
Resource Block (RES), Diagnostics (DIAG) e Display (DSP), pois estes blocos já estão préinstanciados nos equipamentos.
A configuração do canal com todos os blocos funcionais e equipamentos inseridos é apresentada
na figura seguinte. Para uma melhor representação dos blocos funcionais Transducer, Resource e
Diagnostics foram atribuídos tags específicos a eles.
19.9
DFI302 - Manual do Usuário – AGO/14 - F
Figura 19. 20 – Composição do canal Fieldbus
Agora, poderá ser desenvolvida a área de estratégias Application (Planta Lógica). Primeiramente,
é necessário estabelecer um novo Process Cell.
Criando Novas Process Cells
Passo 7
A Planta Lógica pode ser dividida em várias process cells, de acordo com a planta.
Para criar uma nova, clique com o botão direito do mouse no ícone Application e selecione o item
New Process Cell.
19.10
Criando uma Estratégia Foundation Fieldbus usando o DF62
Figura 19. 21 – Inserindo um Process Cell
A caixa de diálogo para atribuição do tag ao Process Cell será exibida:
Figura 19. 22 –Atribuindo tag ao Process Cell
Se o usuário desejar colocar um nome específico, escreva na caixa de tag e clique OK. Para criar
mais process cells, o procedimento acima deve ser repetido.
Após inserir um Process Cell, a janela Proj_DF62 ficará como pode ser visto a seguir.
Figura 19. 23 – Janela da área com a inserção do Process Cell
NOTA
O usuário deve lembrar-se que a Application é uma divisão virtual. Existe somente para
ajudar a dividir uma planta extensa.
Por exemplo: se a planta tem duas redes, elas poderão chamar-se Process Cells no
Syscon. Uma Application pode conter várias Process Cells, mas um Process Cell não
pode estar em mais de uma Application.
19.11
DFI302 - Manual do Usuário – AGO/14 - F
Criando um Control Module
Passo 8
Prosseguindo com a configuração, agora deve ser criado um Control Module na Application.
Clique no ícone Process Cell_2 usando o botão direito do mouse. Selecione o item Expand.
Figura 19. 24 – Criando um Control Module
Para organizar a tela, clique na janela do Process Cell_2. Então, vá para o menu Window do
Syscon e, então, selecione a opção Tile.
Em seguida, retorne para a janela Process Cell_2. Deve-se clicar sobre o item Process Cell_2 e
com o botão direito do mouse, selecione New Control Module. Veja figura a seguir.
Figura 19. 25 – Criação de um novo Control Module
Aparecerá a caixa de diálogo do New Control Module. Escreva um tag correspondente a
aplicação. Para continuar, clique OK.
Figura 19. 26 – Atribuindo tag ao Control Module
IMPORTANTE
É importante ressaltar que nem todos os caracteres são válidos para a atribuição de tags.
19.12
Criando uma Estratégia Foundation Fieldbus usando o DF62
Inserindo Blocos no Control Module
Passo 9
Agora pode-se inserir os blocos para os equipamentos correspondentes na Planta Lógica. Clique
sobre o item Control Module 2 com o botão direito do mouse e escolha a opção Attach Block,
como mostra a figura seguinte.
Figura 19. 27 – Anexando blocos
A caixa de diálogo do Attach Block será exibida conforme mostrado abaixo.
Figura 19. 28 – Inserindo blocos no Control Module
Os blocos que podem ser adicionados à aplicação são disponibilizados na caixa Attach Block.
Para o controle proposto, os blocos que deverão ser adicionados aparecerão nesta caixa. Desta
forma, selecione os blocos um a um e, em seguida, clique OK.
No final do processo de Attach Block, a aplicação dos blocos funcionais ficará como mostra a
figura seguinte.
Figura 19. 29 – Blocos inseridos no Control Module
Outra maneira de efetuar este processo é clicar sobre o objeto com o botão esquerdo do mouse e
arrastá-lo até o local desejado.
Pode ser atribuído um novo tag ao Control Module clicando-se com o botão direito e selecionando
Attributes. Para o exemplo proposto será atribuído Estrategia_ProjDF62.
19.13
DFI302 - Manual do Usuário – AGO/14 - F
Configurando a Estratégia de Controle
Passo 10
Agora o usuário está pronto para desenvolver a estratégia de controle.
Primeiro, clique sobre o ícone Estrategia_ProjDF62 usando o botão direito do mouse e selecione o
item Strategy. A janela de estratégia aparecerá, conforme mostra a figura abaixo.
Figura 19. 30 – Janela de Estratégia
Neste momento há 3 ou 4 janelas no Syscon. Minimize a janela H1_1. Para organizar estas
janelas, clique sobre o título da janela Proj_DF62. Na barra de ferramentas, clique sobre o menu
Window e, então, escolha a opção Tile.
Se o usuário não possuir um monitor de vídeo maior que 17", sugere-se que a janela de estratégia
seja minimizada. Deste modo, todas as janelas que pertencem à area poderão ser visualizadas ao
mesmo tempo.
A janela de estratégia oferece muitas possibilidades de desenho. Para saber mais detalhes sobre
as ferramentas de desenho, verifique o manual do Syscon
Adicionando Blocos na Janela Strategy
Passo 11
Os blocos funcionais poderão ser adicionados à janela de estratégia Estrategia_ProjDF62.
Em ordem, clique sobre o primeiro bloco,
, e arraste-o para dentro da janela de
estratégia. Um bloco funcional será criado automaticamente.
A figura seguinte exibe um bloco funcional adicionado à área de estratégia:
Figura 19. 31 – Bloco inserido na área de estratégia
O procedimento de arrastar os blocos para a área de estratégia deve ser repetido para os blocos
AI_LD302, PID_LD302, PID_TT302 e AO_FI302.
19.14
Criando uma Estratégia Foundation Fieldbus usando o DF62
Interligando os Blocos
Passo 12
Existe uma ferramenta para fazer a conexão entre blocos, o botão Link,
ferramentas Strategy.
, na barra de
Aperte este botão na barra de ferramentas e clique sobre o bloco funcional TT302_AI. A caixa de
diálogo para interligação dos parâmetros de entrada e saída dos blocos aparecerá, selecione a
saída do bloco OUT e clique OK, conforme mostra a figura abaixo.
Figura 19. 32 – Interligando os blocos funcionais
Mova o cursor do mouse até o bloco que se deseja fazer a ligação.
O usuário pode também usar o procedimento de link rápido, clicando sobre o bloco funcional com o
botão direito do mouse.
Os links que deverão ser feitos nesta estratégia são:
Links Diretos:
•
OUT(AI_TT302)  IN(PID_TT302)
•
OUT(PID_TT302)  IN(PID_LD302)
•
OUT(PID_LD302)  CAS_IN(AO_FI302)
•
OUT(AI_LD302)  CAS_IN(PID_LD302)
Links de Retorno:
•
BKCAL_OUT(PID_LD302)  CAS_IN(PID_TT302)
•
BKCAL_OUT(AO_FI302)  BKCAL_IN(PID_LD302)
Após a interligação dos parâmetros especificados acima, a janela de estratégia deverá ficar
semelhante à próxima figura.
19.15
DFI302 - Manual do Usuário – AGO/14 - F
Figura 19. 33 – Interligação entre blocos
Fazendo a Caracterização dos Blocos
Passo 13
Os blocos funcionais que fazem parte da estratégia necessitam ser parametrizados de acordo com
a aplicação pretendida para eles. Desta forma, é necessário fazer a caracterização destes blocos.
A caracterização pode ser feita nos modos offline e online. No modo offline, os parâmetros são
configurados antes que a comunicação entre os equipamentos seja iniciada. A caracterização no
modo online é realizada diretamente nos equipamentos quando a planta já está comunicando.
Para mudar os parâmetros dos blocos funcionais, considere os tópicos seguintes:
1. Na janela de Estratégia
Selecione o bloco que se deseja fazer a caracterização. Clique sobre ele com o botão direito do
mouse e selecione a opção Off Line Characterization, ou clique duas vezes no bloco com o botão
esquerdo do mouse. Na figura seguinte é exibido o bloco que está sendo feita a caracterização
offline:
19.16
Criando uma Estratégia Foundation Fieldbus usando o DF62
Figura 19. 34 – Fazendo a caracterização offline do bloco funcional na janela de estratégia
2. Na janela H1_1
Outro modo de fazer a caracterização offline do bloco funcional é clicando sobre o bloco escolhido
com o botão direito do mouse e, em seguida, selecionando a opção Off Line Characterization,
como pode ser visto na figura abaixo.
Figura 19. 35 – Fazendo a caracterização offline do bloco na janela do canal Fieldbus
19.17
DFI302 - Manual do Usuário – AGO/14 - F
Em ambos os casos, aparecerá a caixa de diálogo de Caracterização do Bloco Funcional:
Figura 19. 36 – Caixa de diálogo para caracterização do bloco funcional
Clique duas vezes no lado direito do parâmetro que se deseja modificar. Uma outra opção é clicar
somente uma vez e depois clicar em Edit para começar a edição do valor do parâmetro. No final da
edição clique End Edit.
Figura 19. 37 – Editando um parâmetro na caixa de caracterização do bloco funcional
19.18
Criando uma Estratégia Foundation Fieldbus usando o DF62
A lista de parâmetros que necessitam ser configurados nesta área é exibida a seguir:
EQUIPAMENTO
TAG
BLOCO
TR
RS
DSP
LD302
LD302_DF62
AI_LD302
PID_LD302
EQUIPAMENTO
TAG
BLOCO
TR
RS
DSP
TT302
TT302_DF62
AI_TT302
PID_TT302
PARÂMETRO
MODE_BLK.Target = AUTO
MODE_BLK.Target = AUTO
MODE_BLK.Target = AUTO
BLOCK_TAG_PARAM_1= FT101_AI
INDEX_RELATIVE_1 = 8
MNEMONIC_1 = VAZAO
ACCESS_1 = MONITORING
ALPHA_NUM_1 = MNEMONIC
DISPLAY_REFRESH = UPDATE DISPLAY
MODE_BLK.Target = AUTO
XD_SCALE.EU_100 = 100
XD_SCALE.EU_0 = 0
XD_SCALE.UNITS_INDEX = inH2O(4ºC)
OUT_SCALE.EU_100 = 100
OUT_SCALE.EU_0 = 0
OUT_SCALE.UNITS_INDEX = %
CHANNEL = 1
L_TYPE = INDIRECT
MODE_BLK.Target = AUTO
PV-SCALE.EU_100 = 100
PV-SCALE.EU_0 = 0
PV-SCALE.UNITS_INDEX = %
OUT_SCALE.EU_100 = 100
OUT_SCALE.EU_0 = 0
OUT_SCALE.UNITS_INDEX = %
GAIN = 0.5
RESET = 1
RATE = 0
PARÂMETRO
MODE_BLK.Target = AUTO
SENSOR_TYPE = PT100IEC
SENSOR_CONNECTION = THREE WIRES
SENSOR_TRANSDUCER_NUMBER = 1
MODE_BLK.Target = AUTO
MODE_BLK.Target = AUTO
BLOCK_TAG_PARAM_1 = TT100_AI
INDEX_RELATIVE_1 = 8
MNEMONIC_1 = TEMP
ACCESS_1 = MONITORING
ALPHA_NUM_1 = MNEMONIC
DISPLAY_REFRESH = UPDATE DISPLAY
MODE_BLK.Target = AUTO
XD_SCALE.EU_100 = 500
XD_SCALE.EU_0 = 0
XD_SCALE.UNITS_INDEX = ºC
OUT_SCALE.EU_100 = 100
OUT_SCALE.EU_0 = 0
OUT_SCALE.UNITS_INDEX = %
CHANNEL = 1
L_TYPE = INDIRECT
MODE_BLK.Target = AUTO
PV_SCALE.EU_100 = 100
PV_SCALE.EU_0 = 0
PV_SCALE.UNITS_INDEX = %
SP = 50
GAIN = 0.5
RESET = 1
RATE = 0
19.19
DFI302 - Manual do Usuário – AGO/14 - F
EQUIPAMENTO
TAG
BLOCO
TR
RS
DSP
FI302
FI302_DF62
AO_FI302
PARÂMETRO
MODE_BLK.Target = AUTO
TERMINAL_NUMBER = 1
MODE_BLK.Target = AUTO
MODE_BLK.Target = AUTO
BLOCK_TAG_PARAM_1 = FCV102_AO
INDEX_RELATIVE_1 = 9
MNEMONIC_1 = VALVULA
ACCESS_1 = MONITORING
ALPHA_NUM_1 = MNEMONIC
DISPLAY_REFRESH = UPDATE DISPLAY
MODE_BLK.Target = AUTO
PV_SCALE.EU_100 = 100
PV_SCALE.EU_0 = 0
PV_SCALE.UNITS_INDEX = %
XD_SCALE.EU_100 = 20
XD_SCALE.EU_0 = 4
XD_SCALE.UNITS_INDEX = mA
Após a configuração dos parâmetros, o usuário pode iniciar a comunicação com os equipamentos.
É necessário fazer o comissionamento dos equipamentos para que os tags, IDs e endereços de
cada equipamento sejam atribuídos adequadamente. Se este procedimento não for realizado, o
Syscon detectará o equipamento não-comissionado e o download deste equipamento será
abortado. Finalizado o comissionamento dos equipamentos, pode-se iniciar o processo de
download. O processo de download pode ser feito, por exemplo, retornando à janela Proj_DF62,
, e com o botão direito do mouse, selecionar a
clicando sobre o ícone Fieldbus Networks,
opção Download. Para maiores detalhes sobre comissionamento e os possíveis tipos de
downloads, deve-se referir ao manual do Syscon.
19.20
Criando uma Estratégia Foundation Fieldbus usando o DF62
Macrocyle do canal H1
O macrocycle de cada canal é dependente da configuração, mas pode ser estimado através de
dados como número de links, dispositivos de campo e número de blocos. Os exemplos a seguir
ilustram melhor este cálculo.
Dados para a configuração 1, com tráfego alto:




50 objects links na rede H1 (30 ms por link)
8 dispositivos de campo por canal
4 blocos funcionais por dispositivo
Supervisão de uma dynamic view por bloco
Tempo de Background
Para o “background traffic”, que é o tempo usado para supervisão e mensagens assíncronas, é
necessário pelo menos 960 ms (8*4 = 32 views, 30 ms para cada uma). Já para o “foreground
traffic”, tempo utilizado para links e controle, precisa-se de pelo menos 1500 ms (50 links e 30 ms
cada um). Desta forma, o macrocycle mínimo é 2460 ms. Entretanto, é usual a adição de uma
margem de segurança de 20%, gerando um macrocycle de 3 s. Assim, o número de dynamic views
por segundo é 10 (32 views/ 3 s) e o tempo de publish/subscribe é de 3 s (igual ao macrocycle).
Dados para a configuração 2, com tráfego baixo:




4 object links na rede H1 (30 ms por link)
8 dispositivos de campo por canal
2 blocos funcionais por dispositivo
Supervisão de uma dynamic view por bloco
Gerando os seguintes limites:





Background traffic: 480 ms (8*2 = 16 views, 30 ms para cada uma)
Foreground traffic: 120 ms (4 links e 30 ms para cada um)
Macrocycle: 720ms (600 ms + 20% de margem de segurança)
Número de dynamic views por segundo: 22 (16 views/ 0,720 s)
Tempo de publish/subscribe: 720 ms (macrocycle)
De uma maneira geral, o macrocycle pode ser estimado por:



Macrocycle = (Background traffic + Foreground traffic)*1.2
Background traffic = Número de views*30 ms
Foreground traffic = Número de links*30 ms
O tempo de 30 ms é um valor médio estimado para as operações acima e atende a grande maioria
dos casos.
19.21
DFI302 - Manual do Usuário – AGO/14 - F
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