SafeEthernet. Schneider Electric XPSMF3DIO16801 Módulo I/O Remoto de Segurança

Descrição do Equipamento

SafeEthernet

Aspectos Gerais Esta secção apresenta informações sobre o protocolo SafeEthernet e o modelo

OSI.

Descrição No campo da automatização, os requisitos, como determinismo, fiabilidade, permutabilidade, extensibilidade, interoperacionalidade e segurança geral são temas centrais. Baseado em tecnologia Ethernet, SafeEthernet fornece um protocolo de transferência para transmitir dados relacionados com segurança até

RC 6 ou SIL 3. SafeEthernet implementa um mecanismo que pode detectar e reagir ao seguinte: z z z z

Corrupção de dados transmitidos

Atribuição de endereço incorrecto para mensagens (transmissor, receptor)

Sequência de dados incorrecta (repetição, perda, alteração)

Timing incorrecto (delay, echo)

SafeEthernet é baseado no Ethernet standard ou FastEthernet, de acordo com

IEEE 802.3.

A transmissão dos dados relacionados com segurança não altera a estrutura do protocolo de Ethernet standard.

De acordo com a Abordagem de Canal Preto em SafeEthernet, os "canais de transmissão insegura" (Ethernet) são utilizados e controlados por mecanismo de protocolo relacionado com segurança no transmissor e receptor. Desta forma, os componentes de rede Ethernet normais, como hubs, interruptores, routers e PCs fornecidos com interfaces de rede podem ser utilizados numa rede relacionada com segurança. A diferença significativa para Ethernet standard é o determinismo, a habilidade em tempo-real de SafeEthernet.

Um mecanismo de protocolo especial assegura um comportamento determinístico, mesmo no caso de ocorrência de falhas ou surgimento de novos participanes de comunicação. Os novos componentes são automaticamente integrados no sistema de funcionamento. Todos os componentes da rede devem ser alterados enquanto o sistema está a funcionar. Através da utilização de interruptores, os tempos de transmissão podem ser claramente definidos. Assim sendo, a Ethernet funciona em tempo-real. Uma velocidade de transferência possível até 100 Mbit/s para dados relacionados com segurança é superior à velocidade normalmente utilizada. Podem ser utilizadas linhas de cobre e cabos de fibra óptica como meios de transmissão.

A integração de intranets firmes tal como ligações à Internet pode ser efectuada com tecnologia SafeEthernet. Os termos para comunicação relacionada com segurança têm de ser considerados.

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Consequentemente, apenas é necessária uma rede para transferência de dados seguros e não seguros. A SafeEthernet pode ser integrada em redes Ethernet existentes com perfis de rede ajustáveis. Com SafeEthernet pode configurar estruturas de sistema flexíveis para automatização descentral com tempos de reacção definidos. De acordo com os requisitos, a inteligência pode ser centralizada ou distribuída pelos participantes de uma forma descentral na rede. Não há limite para o número de participantes seguros da rede e a quantidade de dados de segurança transferidos para alcançar os tempos de reacção necessários. Um controlador central e a criação de estruturas paralelas é, então, supérflua.

A transmissão de dados standard e de segurança pode ser integrada numa rede.

Um bus de segurança separado pode ser guardado. Os interruptores do dispositivo

I/O remoto de segurança desempenham as tarefas normalmente efectuadas por interruptores de rede.

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Parâmetros de

Operação de

Interfaces

Ethernet z z

Até COM OS versão 8.32 todas as portas Ethernet dos interruptores Ethernet integrados possuem as mesmas definições:

Autoneg/Autoneg para Modo Velocidade

Modo Controlo-Fluxo

Não são possíveis outras definições e serão rejeitadas pela PLC ao carregar uma configuração.

As interfaces Ethernet 10/100 BaseT do dispositivo têm os seguintes parâmetros:

Parâmetros de operação firme

Modo Velocidade

Modo Controlo-Fluxo

Autoneg

Autoneg

Outros dispositivos combinados com a PLC de Segurança ou dispositivo I/O remoto devem ter as seguintes definições de rede:

Definições admissíveis de outros dispositivos

Modo Velocidade Autoneg

Modo Controlo-Fluxo ou

Autoneg

Modo Velocidade

Modo Controlo-Fluxo ou

Modo Velocidade

Modo Controlo-Fluxo

Autoneg

Half Duplex

10 ou 100 Mbit/s

Half Duplex

Definições não-admissíveis de outros dispositivos

Modo Velocidade Autoneg ou 10 ou 100 Mbit/s

Modo Controlo-Fluxo Full Duplex

Até COM OS versão > 8.32 and versão Gestão Hardware XPSMFWIN > 7.56.10 cada porta Ethernet do interruptor integrado pode ser individualmente configurada:

Ver também no apêndice Esquemas de Ligação, Exemplos de Aplicação e Códigos

de Erro, p. 89.

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Ligações para

SafeEthernet/

Exemplos de

Rede

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Para a rede via protocolo SafeEthernet, os dispositivos estão equipados - dependendo do modelo – com duas ligações dispostas no painel lateral inferior da caixa. Ver exemplo de uma

Comunicação Relacionada com a Segurança, p. 60.

Os vários sistemas podem ser ligados em rede como exigido através de Ethernet

(configuração estrela ou linha). Uma unidade de programação (PC) também pode ser ligada sempre que for necessário.

Nota: Certifique-se de que não são formados quaisquer loops de rede ao ligar os sistemas conjuntamente. O sistema deve receber pacotes de dados através de um

único caminho.

Modbus TCP/IP O protocolo bus de campo escravo de série Modbus pode comunicar com o protocolo Modbus TCP/IP via interfaces Ethernet na Segurança PLC.

A comunicação Modbus padrão transfere o endereço escravo e uma soma de teste

CRC para além do código e dados de instruções. Em TCP/IP Modbus, o protocolo

TCP/IP subordinado trata desta função.

Nota: Para obter mais informações sobre o protocolo TCP/IP Modbus, pode aceder à ajuda online de XPSMFWIN.

Portas de Rede

Utilizadas para

Comunicação

Ethernet

Portas e utilização UDP

Portas UDP

8000

8001

6010

6005/6012

Utilização programação e funcionamento com XPSMFWIN configuração do I/O à distância via PLC

SafeEthernet se o TCS_DIRECT não for activado dentro da rede HH

Portas e utilização TCP

Portas TCP

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Utilização

Modbus (pode ser alterado pelo utilizado)

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Modelo OSI O modelo divide as funções de um protocolo numa série de camadas conhecidas como "pacote de protocolo" (por exemplo, pacote TCP/IP). As camadas inferiores estão implementadas no hardware, enquanto algumas camadas superiores são utilizadas no software. Cada uma das camadas é uma plataforma de transporte para o nível superior seguinte e está dependente do nível inferior seguinte.

A imagem seguinte é uma representação gráfica das camadas OSI:

Dados Camada

Dados

Aplicação

Processo de Rede para Aplicação

Dados

Apresentação

Representação de Dados e Codificação

Dados

Segmentos

Pacotes

Estruturas

Bits

Sessão

Comunicação Interanfitriã

Transporte

Ligações de Extremidade-para-Extremidade e

Fiabilidade

Rede

Determinação de Caminho e IP

Ligação de Dados

MAC e LLC

Física

Media, Sinal e Transmissão Binária

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A tabela seguinte descreve as sete camadas OSI (inferior-superior):

Número Camada

Camadas Media

1

2

Camada física

Media, Sinal e Transmissão

Binária

Camada de ligação de dados

MAC e LLC

Dados

Bits

Descrição

Define todas as especificações eléctricas e físicas para os dispositivos.

3 Camada de rede

Determinação de Caminho e IP

Estruturas Proporciona os meios funcionais e de procedimento para transferir dados entre as entidades de rede e detectar e corrigir erros que possam ocorrer na camada Física.

Pacotes Proporciona os meios funcionais e de procedimento para transferir sequências de dados de tamanho variável a partir de uma fonte para um destino através de uma ou mais redes.

Camadas Anfitriãs

4 Camada de transporte

Ligações de Extremidade-para-

Extremidade e Fiabilidade

5

6

Camada de sessão

Comunicação Interanfitriã

Camada de apresentação

Representação de Dados e

Codificação

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Segmentos Proporciona transferências transparentes de dados

Dados

Dados

Camada de aplicação

Processo de Rede para Aplicação

Dados entre utilizadores finais.

Proporciona o mecanismo para gerir a comunicação entre processos de aplicação do utilizador final.

Liberta a camada de Aplicação das diferenças sintácticas na representação de dados nos sistemas do utilizador final.

Liga directamente para e executa serviços de aplicação comum para os processos de aplicação.

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