Apostila do treinamento profibus configuração

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CentrodeCompetênciaPROFIBUSdoBrasil,2010,USPSãoCarlos-SP
Introdução à Configuração de Redes Profibus
Instrutor: Dennis Brandão
Centro de Competência PROFIBUS do Brasil
EESC – USP
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• A configuração da rede é o procedimento de configurar o mestre para
comunicar com seus dispositivos escravos,
• A taxa de comunicação é escolhida neste estágio,
• Sabe-se que erros de comunicação são críticos em altas taxas,
• Portanto, uma boa prática de configuração é:
Projetar para a máxima taxa de comunicação possível
Operar na mínima taxa de comunicação possível
• Desta forma, maximiza-se a margem de segurança a falhas de
comunicação que podem ocorrer durante a vida da planta.
Configuração de Redes
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Nível de funções
Tempo
DP-V0
DP-V1
DP-V2
Modelo de publicação de dados Publisher-
Subscriber(s) e Modo Isochronous de
comunicação
Extensões:
- Sincronismo entre clocks & time stamp
- HART on DP
- Upload e Download
- Redundância
Comunicação acíclica entre PCs/PLCs e dispositivos escravos
Extensões:
- Ferramentas de integração: EDD e FDT
- Blocos funcionais portáveis (IEC 61131-3)
- Comunicação para dispositivos de segurança (PROFIsafe)
- Alarmes
Comunicação cíclica entre PCs ou PLCs e dispositivos escravos
Extensões:
- Ferramenta de integração: GSD
- Diagnóstico
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Mestre (Classe 1) Mestre (Classe 2)
Obrigatórios
Data_Exchange
Slave_Diag
Set_Prm
Chk_Cfg
Global_Control
Obrigatório
Get_Master_Diag
Opcionais
Start_Seq
Download
Upload
End_Seq
Act_Para_Brct
Act_Param
Obrigatórios
Data_Exchange
RD_Ind
RD_Outp
Slave_Diag
Set_Prm
Chk_Cfg
Get_Cfg
Global_Control Set_Slave_Add (opcional)
Serviços Opcionais
Data_Exchange
RD_Inp
RD_Outp
Slave_Diag
Set_Prm
Chk_Cfg
Get_Cfg
Global_Control
Set_Slave_Add
PC/PDA
PLC
Escravo

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• O Profibus adota um método híbrido de comunicação:
• Passagem de token entre os mestres,
• Pergunta - Resposta entre mestres e escravos,
• Mestres (estações ativas):
• Controlam a comunicação durante um tempo limitado(tempo de
retenção do token).
• Em redes multimestre, a passagem do token deve garantir que todos os mestres
tenham tempo suficiente para realizar suas tarefas.
• O projetista indica o tempo alvo de rotação do token (TTR), levando em conta as
atividades de todos os mestres na rede. As ferramentas de configuração
geralmente calculam este parâmetro.
• Escravos (estações passivas)
• Somente respondem aos mestres,
• Nunca controlam a comunicação.
Configuração Profibus
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Arquivos GSD
Todos os dispositivos Profibus devem ter um arquivo GSD
Os arquivos GSD informam sobre cada escravo:
• Número de identificação único (emitido pela PI)
Este número é composto por 4 caracteres hexadecimais (ex.
802D)
• Taxas de comunicação suportadas, tamanho de E/S, etc...
• Significado das informações de diagnóstico,
• Tipos de módulos disponíveis para dispositivos modulares,
• Opções de parametrização para dispositivos e módulos.
Os arquivos GSD são textuais (formato ASCII),
Todos os configuradores Profibus devem ler os arquivos GSD.

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Arquivos GSD
Os arquivos GSD são criados pelos fabricantes,
São arquivos genéricos escritos em qualquer idioma (geralmente
em Inglês ou Alemão),
Os arquivos em idiomas específicos em geral são fornecidos com
uma extensão diferente:
• *.GSE: idioma inglês
• *.GSI: idioma italiano
• *.GSG: idioma alemão
Os nomes dos arquivos são de 8 caracteres, os 4 primeiros
representam o fabricante e os 4 últimos o Profibus ID Number em
hexadecimal:
• SIEM8027.GSD – Siemens, arquivo genérico para o ID 8027
• WAGOB760.GSE – Wago, arquivo em inglês para o ID B760
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Arquivos GSD
• Os arquivos GSD são fornecidos no site da Profibus
Internacional, onde também se encontra o software GSD Editor
(acesso livre)
www.profibus.com
• Diretamente pelos sites dos fabricantes
• Ou por uma busca no Google

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GSD_Revision=1
Vendor_Name="SENSE ELETRONICA LTDA"
Model_Name="DP-KDM-2EP-2SC"
Revision="V1.0"
Ident_Number=0x07FA
Protocol_Ident=0
Station_Type=0
Hardware_Release="A1.0"
Software_Release="Z1.0"
9.6_supp=1
19.2_supp=1
45.45_supp=1
93.75_supp=1
187.5_supp=1
500_supp=1
1.5M_supp=1
3M_supp=0
6M_supp=0
12M_supp=0
MaxTsdr_9.6=60
MaxTsdr_19.2=60
MaxTsdr_45.45=250
MaxTsdr_93.75=60
MaxTsdr_187.5=60
MaxTsdr_500=100
MaxTsdr_1.5M=150 MaxTsdr_3M=250
MaxTsdr_6M=450 MaxTsdr_12M=800
Arquivos GSD
Definições Obrigatórias Gerais para
Escravos
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• Os escravos Profibus são modulares,
• Há certa confusão quanto a numeração:
• Normalmente os módulos são numerados a partir de 1,
• Entretanto, encontram-se escravos com módulos a partir do 0.
• Os termos “módulo”, “slot” e “identifier” são os mais usados
Módulo 1 módulos 2 ... n
Identifier 0 identifiers 1 ... n-1
Slot 0/1 slots 1/2 ...

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Module="MASTER" 0x21,0x11 ;2 Byte Out, 2 Byte In
EndModule
Module="MASTER + 1 KDE-4EP" 0x21,0x11 ;2 Byte Out, 2
Byte In
EndModule
Arquivos GSD
Definições de E/S (Módulos):
• Usuário seleciona uma das possíveis configurações de
parâmetros cíclicos.
• Em transmissores PA, cada “possível configuração” cíclica de
um function block é associada a um identifier byte.
• Identifier Byte - é um byte ou uma string de bytes
representando uma string de dados de entrada e/ou de saída
cíclica.
• Contém toda a informação do parâmetro cíclico como
length,data_type,etc.
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Exemplos de
Identifier bytes
de alguns
Módulos em
Profibus PA
(E/S dos
Function Blocks)
FB Parameter Identifier Byte Extended Identifier format
AI OUT 0x94 0x42,0x84,0x08,0x05
AO SP 0xA4 0x82,0x84,0x08,0x05
SP /
READBACK /
POS_D
0x96,0xA4 0xC6,0x84,0x86,0x08,0x05,0x08
,0x05,0x05, 0x05
SP /
CHECK_BACK
0x92,0xA4 0xC3,0x84,0x82,0x08,0x05,0x0
A
SP /
READBACK /
POS_D /
CHECK_BACK
0x99,0xA4 0xC7,0x84,0x89,0x08,0x05,0x08
,0x05,0x05, 0x05, 0x0A
RCAS_IN /
RCAS_OUT
0xB4 0xC4,0x84,0x84,0x08,0x05,0
x08,0x05
RCAS_IN /
RCAS_OUT /
CHECK_BACK
0x97,0xA4 0xC5,0x84,0x87,0x08,0x05,0x08
,0x05,0x0A
SP / READBACK /
RCAS_IN /
RCAS_OUT /
POS_D/
CHECK_BACK
0x9E,0xA9 0xCB,0x89,0x8E,0x08,0x05,0x0
8,0x05,0x08,0x05,0x08,0x05,0x0
5,0x05,0x0A
TOT TOTAL - 0x41,0x84,0x85,
TOTAL / SETTOT - 0xC1, 0x80, 0x84, 0x85
TOTAL / SETTOT
/ MODETOT
- 0xC1, 0x81, 0x84, 0x85
Arquivos GSD

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Alguns fabricantes usam os módulos para dar opções de operação do
escravo.
Exemplo: vários modos de operação possíveis, mas apenas um pode
ser utilizado.
Módulos
disponíveis
Módulo
configurado
O escravo
opera de
acordo com
a opção 3
Arquivos GSD
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PROFIBUS-DP, 12 Mbit/s
DP/PA Link
PROFIBUS-PA
Fabricante A Fabricante B
Fabricante C
Arquivo de
parametrização
do aparelho
comunicação
GSD
31.25 kbit/s
Perfil PA
Específico do fabricante
Fabricante X Fabricante Y
Arquivo de
descrição do
instrumento
param. função
EDD/
DTM
* (PA)

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Profibus DP
• A comunicação é permanente e cíclica
• Apenas 1 mestre pode escrever nas saídas de um escravo
• Dados podem ser lidos por um mestre de controle (classe 1) ou por uma
estação de engenharia (mestre classe 2)
• Transmissão acíclica de dados pelas funções DP-V1
• Todos os escravos possuem mesma prioridade de troca de dados
•Profibus PA
• Usa a comunicação cíclica do DP-V0 para troca de dado, portando DP e PA
podem se comunicar, apesar de usarem cabeamento diferentes
• Usa a extensão do protocolo DP-V1 para comunicação acíclica e acesso
aos parâmetros do instrumento.
• Intercambiabilidade de transmissores devido ao profile PA
Resumo Profibus
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Req Requisição
Resp Resposta
M Mandatório
O Opcional
Nota: apenas 5
serviços
essenciais para
escravos
Interações entre Mestre e Escravos
Comunicação Mestre - Escravo

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EDSDr FCSADA
SD Start Delimiter (Exemplo: 68H)
LE Information length (DA+SA+FC+DSAP+SSAP+PDU ≤ 249 bytes)
LEr Information length repetido
DA Destination Address
SA Source Address
FC Frame Control
DSAP Destination Service Access Point
SSAP Source Service Access Point
PDU Data field (tamanho máximo de 244 bytes)
FCS Frame Check Sequence
ED End Delimiter (ED=16H)
L
FCSLE LErSD DSAP PDUSSAP
Estrutura da Mensagem
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Hamming Distance = 4 (até quatro erros sobrepostos podem
ser detectados)
– Start Delimiter
– End Delimiter
– FCS
– LE Repetido
– Bit de Paridade
Reconhecimento dos seguintes erros:
– Erro de Caractere
– Erro de Protocolo
– Erro no SD e ED
– Check Sum
– Comprimento do telegrama incorreto
Mecanismos de Segurança

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Destination Address e Source Address
EDSDr FCSADA FCSLE LErSD DSAP + SSAP +PDU
DA = 0 a 127 (0 a 7F hex )
SA = 0 a 126 (0 a 7E hex )
DA = 127: Endereço de Broadcast
EXT = 1: Source e Destination SAP presentes no campo de dados
EXT 26 20
bit
7
bit
6
bit
5
bit
4
bit
3
bit
2
bit
1
bit
0
20
Tipos de SAP
Service Access Points no Profibus DP para Mestres e Escravos
• Source Service Access Point (SSAP)
• Destination Service Access Point (DSAP)
Todos os SAPs dos
escravos ficam abertos
após a inicialização,
apenas o 37H somente é
disponível antes da
inicialização se o escravo
suportar a função de
Set_Slave_Addr.
Nota: os SAPs são
sempre apresentados em
Hexadecimal.

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Há 4 modos de operação para mestres classe 1:
Off-line – Quando o mestre é inicializado (Nenhuma comunicação)
Stop – Troca cíclica de dados parada, escravos em
failsafe (Token & FDL_Status)
Operate – Modo normal com a planta sob controle (STOP + DX e
Global Control)
Clear – Mestre ainda em troca cíclica, mas força todas
as saídas para zero ou para a condição de falha
segura (STOP + DX sem saídas + Global Control c/ fail safe)
Modos do Mestre
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Inicialização do Escravo

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Inicialização do Escravo - Parametrização
EDSDr FCSADA FCSLE LErSD DSAP
PDU
Param
SSAP
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A parametrização estendida pode ser realizada localmente (dip-switches)
ou através do software configurador + GSD
Inicialização do Escravo - Parametrização

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Inicialização do Escravo - Configuração
EDSDr FCSADA FCSLE LErSD DSAP
PDU
Config
SSAP
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• Depois de uma sequencia de partida com sucesso, o mestre classe 1
entra em modo de troca de dados com todos os seus escravos,
• Em troca de dados (DX), pode-se transferir até 244 bytes de saída +
244 bytes de entrada por escravo,
• O mestre envia um Global_Control em broadcast em intervalos
regulares (aproximadamente 3 x watchdog time) para indicar que está
em “Operate Mode”,
• “Operate Mode” significa que os dados da aplicação (PV) estão sendo
enviados para as saídas.
Inicialização do Escravo

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• O protocolo PROFIBUS DP protocol não permite que mestres
troquem dados entre sí,
• Mestres só podem trocar dados com os escravos configurados,
• Entretanto, esta limitação se resolve com:
• Devices Dual master/slave
ou
• DP-DP couplers.
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• Um device pode assumir as tarefas de mestre e escravo:
• Assim que o mestre envia o token, ele se comporta como
escravo.
• Ele é configurado como escravo para outros mestre
(transferência de até 244 bytes em cada direção).
PLC1 – Mestre PLC2 – Mestre e escravo
Devices Dual Master/Slave

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• Um DP-DP Coupler é basicamente dois escravos em um dispositivo, com dois
endereços em duas redes e suas variáveis de E/S conectadas entre si.
• Permite a troca de até 244 bytes entre mestres em cada direção,
• Permite a troca de dados em redes com baudrates diferentes.
Rede 1 Rede 2
Redes separadas ou
uma
única rede
DP-DP Coupler:
Transferência
interna de
dados
Devices DP-DP Coupler
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DPslave1
Mestre
immediate
response
Request Frame
trailer Output data header
Response Frame
trailerInput dataheader
Por Escravo:
Máx. 244 bytes saída
Máx. 244 bytes entada
Por Escravo:
Máx. 244 bytes saída
Máx. 244 bytes entada
immediate
response
Request Frame
Response Frame
DPslave2
immediate
response
Request Frame
Response Frame
DPslave3
Resposta
Imediata
Requisição
FCS Dado de Saída cabeçalho
Resposta
FCSDado de Entradacabeçalho
Escravonr.x
A requisição de todos os escravos
se completa em um ciclo. Este
tempo depende de:
• baudrate;
• nro. de escravos;
• volume de dados;
A requisição de todos os escravos
se completa em um ciclo. Este
tempo depende de:
• baudrate;
• nro. de escravos;
• volume de dados;

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PLCPLC
ED SD2FC SA DAFCS LELEr SD2DATA_UNIT
SC
PLCPLC
ED SD2FC SA DAFCS LELEr SD2DATA_UNIT
EDSD2 FCSADA FCSLE LErSD2 DATA_UNIT
Não há SSAP ou DSAP na troca de dados...
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SYNC & FREEZE em modo de Data Exchange:
- Entre os ciclos de varredura de E/S, um comando broadcast
control de SYNC e FREEZE pode ser enviado. Estes telegramas são
enviados pelo software da aplicação (Programa Ladder, por exemplo), nunca
pela operação normal do modo DX.
- O telegrama SYNC provoca em um grupo de escravos a
transferência das últimas saídas recebidas do mestre para os canais de
saídas físicas e depois todas os dados de saídas serão colocados em
buffers até um novo comando SYNC ou um UNSYNC.
- O telegrama FREEZE provoca em um grupo de escravos o
“congelamento” de suas entradas físicas enviadas ao mestre, embora
continuem a realizar a aquisição de dados. A imagem das entradas não
muda até a recepção de outro comando FREEZE ou um UNFREEZE.
Sync e Freeze

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Sync e Freeze
Máscara de seleção de grupos de escravos
(grupos 1 a 8)
Dado = 00 significa
A volta ao estado normal
de operação
Global Control
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Baixa prioridade na
resposta indica troca de
dados normal
Alta prioridade na resposta
indica DIAGNÓSTICO
• O que acontece com um escravo se percebe um problema na fase de
troca de dados?
• Ele não pode simplesmente transmitir o diagnóstico quando ocorre o
problema, então sinaliza para o mestre com uma resposta de alta prioridade.
Diagnósticos

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• Os 6 primeiros bytes de dados contém o diagnóstico padrão, obrigatório para
todos os escravos.
• O diagnóstico padrão indica:
- PROFIBUS Identification Number (ID).
- Se o escravo está “reservado” a um mestre
- Endereço do mestre controlador ao qual está reservado
- Quaisquer falhas de parametrização
- Quaisquer falhas de configuração
- Se os modos sync ou freeze estão habilitados
• Em geral, é utilizado para diagnosticar somente falhas de comunicação.
Diagnósticos
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Diagnóstico Padrão

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37
38

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39
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Atuador
Sensor
• Falha do escravo
• Falha no cabeamento
Diagnóstico do sistema:
Estação 41 não está pronta

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Diagnóstico pelos LEDs
Em transmissores PA os LEDs não são comuns pelo gasto energético (Ex)
ON BF SF Condição de falha
X O O Tudo OK
X X O Sem comunicação
X X/O
(piscar)
O Comunicação sem troca de
dados
X X X Configuração errada
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• Os 6 bytes de diagnóstico padrão podem ser seguidos por bytes adicionais
de diagnóstico estendido, divididos em 3 partes:
- Device-related: definidos pelo fabicante e listados no GSD para
indicar o tipo de possíveis problemas,
- Identifier-related: de estrutura padronizada para indicar qual módulo
está com problema,
- Channel-related: de estrutura padronizada para indicar o número e
tipo do canal (digital ou analógico) e o tipo da falha, ele é repetido para cada
módulo com problema.
Em geral, o diagnóstico estendido é útil somente se o escravo estiver em troca
de dados (o diagnóstico padrão nos diz o problema quando o escravo não
comunica).
Diagnóstico Estendido
Padrão 6bytes Device-related Identifier-related Channel-related……Padrão 6 bytes device-related identifier-related channel-related .....

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Estação 41, módulo 2, canal 0
Falha na conexão
• Falha nos cabos
Estação 41, módulo 1, canal 1
Falha na conexão
Sensor
Atuador
Diagnóstico Estendido
44
Diagnósticos

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Unidade de tempo dos parâmetros de rede: BIT TIME – tBIT
Bit Time é o tempo de transmissão de um bit, parâmetro diretamente
relacionado ao baud rate em bit/s
tBIT = 1 / baud rate (Baud rate in Bits/s)
Temporização de redes Profibus
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• O tempo mínimo de atualização de um escravo (varredura) depende da taxa
de comunicação, do número de escravos e da quantidade de E/S.
• O número de mestres tem pouca influência, pois a mensagem de passagem
de token é muito curta
• O Target Token Rotation Time, TTR, é escolhido pelo usuário para indicar um
tempo de ciclo de varredura adequado, para que a rede comporte também
operação de mestres classe II, etc…
• Cada mestre calcula o Token Hold Time, TTH, de acordo com a regra:
TTH = TTR –TRR
Onde TRR é o tempo passado desde a última recepção do token e a
atual.

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Condições: Cada escravo com 2 byte de entrada e 2 de saída
o mínimo Slave_Interval time é de 200 micro segundos
TID1= 75 Bit times, Tsdr = 11 Bit times
Tempo de Ciclo
[ms]
Escravos
12 MBit/s
1.5 MBit/s
500 kBit/s
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• Tempo de ciclo da rede:
- Tempo que o token leva para circular todos os mestres
- Período de varredura (data exchange) de cada escravo
Nota: o target rotation time, TTR, representa o tempo máximo
de ciclo, não o real ou o atual!
• Tempo de Watchdog
- Configurado para cada escravo na parametrização
- Determina o máximo tempo entre duas requisições a este
escravo antes de ele ir ao modo de falha segura.
- Normalmente é configurado como um múltiplo do target
rotation, tipicamente entre 5 e 10 vezes o TTR.

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• A ferramenta de configuração normalmente calcula o Target Token
Rotation Time, TTR, com base na configuração de mestres e escravos.
• Os configuradores permitem ao usuário aumentar o Target Token
Rotation Time para permitir outros mestres serem incluídos na
configuração ou na rede.
• Algumas vezes este procedimento é necessário quando um mestre
classe II é utilizado (redes PA).
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• Configuração de Sistemas Multi-Mestre
• Quando se usa uma única ferramenta de configuração para o sistema
multimestre, ela em geral ajusta o TTR & Watchdog time para acomodar
todos os dispositivos.
• Quando se utilizam diferentes ferramentas de configuração (uma para
cada mestre), você deve modificar os fatores de tempo manualmente,
isto é:
• Determinar os TTR’s individuais de cada configuração
• Adicionar todos os TTR’s para obter um valor global
• Atualizar o TTR global encontrado em cada configurador
• Checar se o Watchdog time também foi ajustado!

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• Cada mestre ativo no anel de token é responsável por detectar novos
mestres na rede eventualmente adicionados nos endereços que vão
do seu até o próximo mestre conhecido, ou até o Highest Station
Address, HSA.
Por exemplo, considere uma rede com dois mestres trocando
token, um com o endereço 1 e outro com 4. O HSA é setado em 10:
• O mestre 1 é responsável por procurar novos
mestres na faixa de endereços de 2 a 3.
• O mestre 4 é responsável por procurar novos
mestres na faixa de endereços de 5 a 10.
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• Um mestre envia mensagens de request “fdl_status” para cada endereço
nesta faixa. Escravos respondem com o código de “passivos” e mestre
como “ativos”.
• Quando uma nova estação ativa está pronta para receber o token, o
mestre anterio envia o token a ela e reduz sua faixa de procura de novos
mestres.
• Se o token for perdido, por exemplo, quando um mestre que o retêm for
desconectado, o mestre remanescente com o mínimo endereço cria um
novo token para manter a rede ativa.

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G Gap Update Factor 1 to 100
HSA Highest Station Address 2 to 126
Max retry
Limit
Maximum Retries 0 to 8
• G: o número de rotações de token entre cada envio de “fdl_request”.
G=1 indica que a cada token, um fdl_request será enviado.
Altos valores para G implicam em demora para a detecção de novos
mestres na rede.
• HSA baixos permitem a detecção rápida de mestres.
HSA altos são mais adequados para depuração e comissionamento.
• Retry limit: o máximo número de tentativas de request de um mestre antes de
desistir.
Altos retry limits resultam em redes mais robustas, mas podem
esconder problemas! (Recomenda-se Retry limit em 3 @ 1.5Mbit/s).
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Mestre Escravo
Perda da
comunicação

28
55
56
TSL Slot Time 52 to 216-1 ( bit times )
min TSDR Smallest Station Delay
Responder
20 to 216-1 ( bit times )
max TSDR Largest Station Delay Responder 20 to 216-1 ( bit times )
TQUI Quiet Time 0 to 28-1 ( bit times )
TSET Setup Time 20 to 28-1 ( bit times )
TID1 e T ID2 Idle Time 1 e 2 20 to 224-1 ( bit times )
TTR Target Rotation Time 20 to 224-1 ( bit times )

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57
SLOT TIME (TSL)
O Slot Time (TSL) define o tempo máximo aguardado por um
reconhecimento ou resposta, após transmissão da mensagem. Se esse
tempo se expirar antes do reconhecimento ou resposta, a estação que fez a
requisição deve repetir o pedido, respeitando o número de retransmissões
suportadas.
TSL
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PLC
PLC
12
6
39
1
2
4
57
8
10
11
max TSDR ( Largest Station Delay Reponder )
Tempo máximo que o escravo pode levar para começar a responder, entre
60 e 800 TBIT.
minTSDR < Resposta < maxTSDR
maxTSDR < TSL
n 3 2 1
n321

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PLC
PLC
12
6
39
1
2
4
57
8
10
11
min TSDR ( Smallest Station Delay Reponder )
Tempo que o escravo espera antes de responder.
Padrão: 11 bit times
n 3 2 1
n321
60
TSL Slot Time 52 to 216-1 ( bit times )
min TSDR Smallest Station Delay
Responder
20 to 216-1 ( bit times )
max TSDR Largest Station Delay Responder 20 to 216-1 ( bit times )
TQUI Quiet Time 0 to 28-1 ( bit times )
TSET Setup Time 20 to 28-1 ( bit times )
TID1 e T ID2 Idle Time 1 e 2 20 to 224-1 ( bit times )
TTR Target Rotation Time 20 to 224-1 ( bit times )

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QUIET TIME (TQUI)
Tempo que a eletrônica ou o software do emissor de uma
mensagem leva para ligar o modo de escuta ou de recepção após o
envio da mensagem. Este parâmetro deve ser configurado em redes
com reflexão de sinais. Tipicamente é de 0 tBIT.
SETUP TIME (TSET)
É um tempo de espera adicional que começa a ser contado antes do
envio de uma mensagem. Geralmente é configurado em redes com
couplers DP/PA ou outros conversores de mídia.
Deve ser configurado no dispositivo que necessita de um tempo de
setup longo (de acordo com o manual).
62
IDLE TIME (TID1 e TID2)
Estes parâmetros correspondem aos tempos de inatividade inseridos
pelos mestres entre duas transações consecutivas com o objetivo de
evitar que uma transação seja iniciada sem que a anterior tenha sido
difundida por todos os nós do sistema. TID1 corresponde ao tempo de
entre duas transações do tipo pergunta – resposta e depois da
recepção do token.
No caso de uma transação sem resposta (Ex. Global Control) o tempo
inserido é o definido por TID2.

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Cálculo do ciclo em redes DP
• Um byte é transmitido como 11 Bits
• O header e trailer (Overhead) consistem de 11 Bytes ou 9 Bytes
• 1 TBit @ 1.5 MBaud = 0.6667 ms (1 byte = 1.33 ms)
• 1 TBit @ 12 MBaud = 83 ns (1 byte = 0.913ns)
• As regras para cálculos precisos estão na EN 50170 Volume 2.
O tempo de ciclo depende de:
Taxa de comunicação (Baud rate)
Número de escravos.
Quantidadede dados de E/S
Delay de transmissão, TTD
Comprimento do barramento (aprox. 5ns/m de cabo)
Número de repetidores (1 Tbit por repetidor).
Pode ser desprezado!
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Tid = 105 TBit
min TSDR = 11 TBit
max TSDR = 60 ... 800 TBit
TSDR
Mensagem de Resposta
Tid = 105 TBit
Mensagem de Requisição
Tmensagem

33
65
TMC = ( TID + TSDR + Header + I x 11TBit + O x 11TBit ) x Slaves
TMC = Message Cycle Time (em TBit)
TID = Idle Time no mestre = tipicamente 105 TBit
TSDR = Station Delay Time no escravo = tipicamente 11TBit
Header = Cabeçalhos no Request e na Resposta = 198 TBit
I = Número de Entradas por escravo
O = Número de Saídas por escravo
Slaves = Número de escravos
66
Sistema PROFIBUS-DP com 1 Mestre e 20 Escravos cada
qual com 2 Bytes de Entrada e 2 Byte de Saída.
TMC = (105 + 11 + 198 + 22 + 22 ) x 20 = 7160 TBit
7160 TBit (1.5 MBaud) = (TBit = 0.66 ms) = 4.8 ms
7160 TBit (12 MBaud) = (TBit = 0.83 ns) = 0.6 ms
Na prática, deve-se considerar um adicional de aprox. 10 - 20%
(administração, diagnósticos e retransmissões).
Exemplo:

34
67
• Se os escravos não possuem entradas, então a resposta ao Data
Exchange é um reconhecimento curto. Nestes casos o tempo de ciclo
deve ser menor de que o estimado.
• A maioria dos configuradores realiza este cálculo.
• Note que o número de mestres não afeta significativamente o tempo do
ciclo das mensagens.
68
• Min_Slave_Intervall
- Mínimo tempo permitido entre varreduras sucessivas em um
escravo.
- Este parâmetro é dado no GSD em múltiplos de 100µs (0.1ms).
Exemplo: Min_Slave_Intervall = 25
Significa que o tempo de ciclo deve ser maior de 25x0.1ms = 2.5ms.
• Se o ciclo de mensagens for mais rápido, o mestre deve atrasar sua
requisição.
• O cálculo do tempo de ciclo dado pela fórmula será incorreto se o
Min_Slave_Intervallde qualquer escravo na configuração for maior de
que o TMC calculado

35
69
tPA_cycle = n * (0.256 ms * L +12 ms) + 40 ms
Cálculo do ciclo em redes PA com Link
tPA_cycle = Tempo do ciclo na rede PROFIBUS PA
n = Número de instrumentosPA no segmento
L = Tamanho do campo de dados em bytes. Deve ser
considerado como a média entre os dados de entrada e de
saída de todos os instrumentos(ou somados um a um).
Exemplo: Em um segmento com 20 instrumentos PA em um
segmento, cada qual com 5 bytes de dados
(independentemente se entrada ou saída): tPA_cycle = 305.6
ms.
70
15ms
15ms
15ms
15ms
15ms
1ms
1ms
Comunicação cíclica75 msec
4 msec
1ms 1ms
Comunicação acíclica
Estação de
engenharia
PROFIBUS PA 31,25Kbps
PROFIBUS DP
até 12 Mbps
ES
Típico ciclo DP & PA

36
71
Parâmetros padrões para DP
Parâmetro de
rede
X
Baudrate
9.6K 19.2K 45.45
K
93.75
K
187.5
K
500K 1.5M 3M 6M 12M
TSL (TBIT) 100 100 640 100 100 200 300 400 600 1000
Max_TSDR (TBIT) 60 60 400 60 60 100 150 250 450 800
Min_TSDR (TBIT) 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11
TSET (TBIT) 1 1 95 1 1 1 1 4 8 16
TQUI (TBIT) 0 0 0 0 0 0 0 3 6 9
GAP 1 1 10 1 1 1 10 10 10 10
HSA 126 126 126 126 126 126 126 126 126 126
Max_Retry_Limit 1 1 1 1 1 1 1 2 3 4

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