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Fundamentos da EtherNet/IP

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Operações de ManufaturaPrioridades e Requisitos de Mercado

Principais Prioridades paraOperações de Manufatura

Iniciativas Estratégicas para Atingiros Objetivos do Negócio ?

Fonte : Manufacturing Performance Management, Aberdeen Group


Manufatura e Convergência de TI Gerando Demanda e Oportunidade

Instalações de Redes Cabeadas

Aumento no Foco no Negócio

Convergência Tecnologica

Convergência de Redes

Convergência Organizacional

Convergência Cultural

Modelo de Inovação Tecnologica

Agilidade Vantagem Competitiva

Source: Cisco and Rockwell Automation


Arquitetura IntegradaC

ontro

lNet

Servidor do Sistema de Aplicação de Processo( PASS )

Flex Ex

Ethernet

DeviceNet/ControlNet/Ethernet

Flex I/O

CCM

Con

trolN

etFi

bra

Ethernet

Fire Wall

Escritório

Eth

erne

t

Asset Management

H1

●●●

Média Tensão

Foundation Fieldbus

HART

HART

GuardLogix

DeviceNet / DeviceNetSafety

ControlLogix

Estação de ManutençãoRelatórios HistóricosAnálise de EficiênciaAuditoria( MWS )

ControlLogix

Estação de Operação ( OWS )


Convergência das Redes Industriais

Traditional – 3 TierIndustrial Network Model

Corporate Network

Sensors and otherInput/Output Devices

Controller

Motors, DrivesActuatorsRobotics

Back-Office Mainframes andServers (ERP, MES,etc.)

OfficeApplications,Internetworking,Data Servers,Storage

Control NetworkGateway

Human MachineInterface (HMI)

Converged EthernetIndustrial Network Model

Corporate Network

Sensors and otherInput/Output Devices

Motors, DrivesActuators

SupervisoryControl

Robotics

Back-Office Mainframes andServers (ERP, MES, etc.)

OfficeApplications,Internetworking,Data Servers,Storage

Human MachineInterface (HMI)

Controller

EtherNet/IP - Enabling/Driving Convergence of Control and Information

SupervisoryControl


Modelo de referência OSIOpen System Interconnection

Application

Presentation

Session

Transport

Network

Data Link

Physical (PHY)

Layer 7

Layer 6

Layer 5

Layer 4

Layer 3

Layer 2

Layer 1

Network Services to User App

Encryption/Other processing

Manage Multiple Applications

Reliable delivery/Error correction

Logical addressing - Routers

Access Endpoints MAC address

Specifies voltage, pin-outs, cable

CIP

TCP - UDP

IP

802.3 MAC

TIA -568-B

Routers

Switches

Cabling

Layer Name Layer No. Function ExamplesCIP

Modelo da rede TCP/IP


Ethernet/IPRede Aberta

Layer 7

Layer 6

Layer 5

Layer 4

Layer 3

Layer 2

Layer 1

Layer No.

NetworkIndependent

CIP SyncTM

IEEE1588


Unicast e Broadcast

Controller

Controller

UNICAST

BROADCAST

Transação individual:Exemplo – Instruçãode Message

Transação de um paratodos:Exemplo – Who Active do RSLinx


Camada de Aplicação Common Industrial Protocol

• O CIP:– É o protocolo utilizado pela DeviceNet, ControlNet e Ethernet– Aberta e padronizada – Permite roteamento entre redes CIP– Permite controle e mensagens em tempo real simultaneamente– Testes de conformidade


EtherNet/IP – Múltiplas aplicações

EtherNet/IP- Sistemas convencionais e de segurança “no mesmo fio”

• EtherNet/IP aumenta a capacidade de integraçãoentre a Produção e o Corporativo.

Integração com o ITSafety

• EtherNet/IP: aumento da segurança de acesso

Security• EtherNet/IP – Sincronização e posicionamento

em conformidade com a norma IEEE 1588

Motion-Posicionamento

Uma só rede, múltiplos benefícios


EtherNet/IP“IP” refere-se a “Industrial Protocol”

Padrões IEEE 802.3 - standard Ethernet, Precision Time Protocol (IEEE-1588) IETF - Internet Engineering Task Force, standard Internet Protocol (IP) IEC - International Electrotechnical Commission ODVA - Common Industrial Protocol (CIP)

Integração com TI e preparada para o futuro (Sustentabilidade) Tecnologia consolidada - produtos, aplicações e fornecedores Plataforma multidisciplinar para controle e informação ODVA

Suportada for fornecedores globais:Cisco Systems®, Omron®, Schneider Electric®Bosch Rexroth AG® e Rockwell Automation

Aprovada em testes de desempenho e Conformidade

http://www.odva.org


Ethernet Industrial

Fonte: IMS Research

Rockwell Automation, Bosch Rexroth, Omron e Schneider Electric usam EtherNet/IP como base tecnológica.Varios outros fornecedores também utilizam EtherNet/IP.

Ethernet TCP/IPPadrão, não modificada

• Padrão:– Tecnologia de ponta– Comporta informações

comerciais e industriais emuma infraestrutura comum

– Rede com capacidade paramilhares de nós

– Topologia flexivel e compatível com sua planta

– Diversos fornecedores– Ampla gama de produtos

EtherNet/IP é a lider global em número de nós vendidos


EtherNet/IP

Árvore

EstrelaLinha

tronco/ derivação

• Características EtherNet/IP:– Nós ilimitados– 100 Mb Full-Duplex– As opções de fibra e de

repetidor estão disponíveis paraaumentar a distância ou criaruma topologia de anel

– Distâncias:• 100 m para cabo• 20 Km para fibra

Anel


Como funciona o Device Level Ring (DLR)?

• Cada anel deve ter um “supervisor de anel”/ A funçãodo supervisor de anel é gerenciar o tráfego e guardarinformação de diagnóstico. Pode haver váriossupervisores de anel, mas somente um pode ser o supervisor ativo.

• O 1783-ETAP e o 1756-EN2TR tem a capacidade de supervisionar o anel.

Supervisor de anel

• Não há necessidade de configuração adicional nos outros nós.

• Quando um rompimento de fioacontece, o supervisor de anelredireciona o tráfego para garantiroperação contínua da rede. O tempo de recuperação da rede é inferior a 3 ms para uma rede de até 50 nós.

• O supervisor também sabe a localização exata da interrupção, permitindo a solução rápida do problema.10

1010

10010


Anel nos 2 níveis: switches e dispositivos(DLR)

Supervisor do Anel

Nó 1 Nó 2 Nó 3 Nó 4

• Disponibilidade de rede e dispositivos


Switches – Gerenciáveis e não GerenciáveisLayer 2 e Layer 3

Applications with small, isolated networks

Monitor and control distributed devices

Plant floor and enterprise integration

Fixed Managed• Port Configurations:

• 4 copper ports, 8 copper ports plus 1 fiber• Features:

• RSLogix 5000 profile, tags & faceplates• VLANs, QoS, IGMP, Port mirroring, MAC ID port

security & DHCP IP address assignment per port

UnmanagedPort Configurations:

• 4, 5, 7, & 8 port versions• Fiber & Copper options

• Features: • No configuration required

Modular Managed• Port Configurations:

• 6 to 26 ports• 6 & 10 ports base units• 8 port copper & fiber expansion options

• Features: • Cisco Technology: IOS, CLI, CNA• Automation Smartports• RSLogix 5000 profile, tags & faceplates• VLANs, QoS, SNMP, IGMP, Port mirroring, MAC ID

port security , DHCP IP address assignment per port, & REP (fast ring protocol)

• CompactFlash - nonvolatile config. storage

Stratix 2000Stratix 6000

Stratix 8000


Stratix 5700 Layer 2 3 port configurations across 5 HW platforms offering 20 versions

6 port (5.1”H, 2.95”W, 4.3”D)

6 copper ports 4 copper ports + 2 SFP slots

10 ports (5.1”H, 3.6”W, 4.3”D), (5.1”H, 3.6”W, 5.05”D)

8 copper ports + 2 combo* 20 ports (5.1”H, 5.0”W, 5.05”D)

16 copper + 2 combo* ports + 2 SFP slots SFP slots for multi & single mode fiber

New SFPs added to overall portfolioAdvanced feature set:

Two software packages - lite or full REP, Etherchannel, Flexlink 2 Gig ports IEEE 1588 support Conformal coating Embedded NAT

*Combo = copper or SFP


Stratix 5700 NAT OverviewNetwork Address Translation

Provides 1 to 1 IP address translations Maximum 1 subnet and 127 single translations Translations provided on uplink ports

One or both ports for ring support Translation table is stored as part of switch configuration

Line Controller

Send message to Machine 2 PLC at address 10.10.11.1

192.168.1.2 192.168.1.3 192.168.1.4 192.168.1.5

Machine 1 NAT Translation192.168.1.1 = 10.10.10.1

192.168.1.2 192.168.1.3 192.168.1.4 192.168.1.5

Machine 2 NAT Translation192.168.1.1 = 10.10.11.1

Stratix 8300

Send message to Machine 1 PLC at address 10.10.10.1Improve system uptime by adding

the REP ring, unique to our solution.

REP

Cable break

Now send message to Machine 1 PLC at address 10.10.10.1 when broken connection

Allows duplicate machines to be easily integrated into i ti hit t


Portifólio de switch de ponta-a-ponta para arquiteturas de manufatura

Construído em estrutura de rede Cisco e melhores práticas

Cisco IOS baseado em plataformas e as características consistentes

Integração com soluções Cisco e as aplicações de gerenciamento de rede de TI

Resiliência e recursos disponíveis REP, links flexíveis, HSRP, Stackwise, ISSU

Caractrísticas de segurança da plataforna catalyst Trafêgo de dados da aplicação otimizados:

QoS, IGMP, PTP (IEEE1588) Estrutura de rede escalonável —integração de video,

comunicação, wireless, e suporte para novas aplicaçõesde manufatura.


Ferramenta de Configuração Web

A programação certa para o dispositivo certo

SmartportsConfigurações pré-definidas:

– Otimize o fluxo da porta– Maximize a performance


Ferramentas para Monitorar a rede

Solução para os problemas de rede

• Utilize os faceplates paramonitorar o tráfego e diagnósticoda rede

• Status em tempo real no RSLogix 5000

• Tags pré-configuradas no Logix

• Cisco Network Assistant (CNA)


DHCP Por Porta –Substituiçãode dispositivo

172.20.3.1

172.20.3.2

172.20.3.3

Falha do Drive

DHCP Server

172.20.3.1172.20.3.3

172.20.3.2

Troca do Drive

DHCP Server

Simplifica a manutenção e melhora o OEE

O dispositivo recebe o mesmo endereço de IP após troca


Redundância

Tira vantagem daEtherNet/IP em DLR Protocol Suporta tecnologia em anel

Trabalha com plataforma de I/O redundante com adaptadores de SIL2 TUV


− Sequencia de Eventos com estampa de tempo com resolução de microsegundos.Usado extensivamente em Energia paradetecção de primeira falha.

Sincronismo de Tempo (CIP Sync) eSequencia de Eventos (SOE)

Aplicações:

EN2TR

L6X

GM

SOE

DOUT

EN2TR

SOE L

6X

S S

S S

Database

Event TS done here. Event TS

done here.

Controller Clocks Synched Controller Clocks

Synched

CLX Chassis #1

CLX Chassis #2

1732E-IB16M12SOEDR Armor Block I/O #1

1732E-IB16M12SOEDR Armor Block I/O #2

Stratix 8000

Stratix 8000


Informação em tempo real

Fieldbus

Internet

AutomationNetwork

EnterpriseNetwork

DeviceNetwork

Discrete Safety PowerMotion Process

Ethernet

ProgrammableControllers

ProgrammableAutomationControllers

Robots

MotionControllers

ServoDrives

Encoders

I/O

Drives

Cameras VoiceAsset

Management

HMIOperatorConsoles

Historian EnergyManagement

Instruments

Valves

SafetyControllers

SafetyI/O

Drivesw/ Safety

LightCurtains

Drives

Starters

Overloads

SmartMotor

Controllers

ProcessControllers

BarcodeScanners

EmailSecure RemoteAccess

EtherNet/IP


Exemplo de Arquitetura

CIP SyncTMIEEE1588

CIP SyncTM

IEEE1588

Safety I/O

Safety I/O Controller

I/O

Safety Controller

I/O

Controller

Camera HMI

VFD

Servo DriveServo Drive


Rede Industrial ConvergênteArquitetura de Rede

Célula de AcessoNível 0-2

Rede de Produção Nível 3

DemilitarizedZone(DMZ)

Controle Real-Time Convergência <100ms Tráfego Multicast SimplicidadeIntegração MFG

SegmentaçãoRedes Multi-ServiçoAplicações e Gerenciamento de Segurança

Controle de AcessoProteção contra Ameaças

Rede CorporativaNível 4-5

Gbps Link for Failover Detection

Firewall(Active)

Firewall(Standby)

FactoryTalk Application Servers

CiscoASA 5500

CiscoCatalyst Switch

Network Services

Cisco Catalyst6500/4500

Cisco Cat. 3750StackWiseSwitch Stack

Patch ManagementTerminal ServicesApplication MirrorAV Server

Cell/Area #1(Redundant Star Topology)

Drive

Controller

HMI Distributed I/O

Controller

DriveDrive

HMI

Distributed I/O

HMI

Cell/Area #2(Ring Topology)

Cell/Area #3(Bus/Star Topology)

Rockwell AutomationStratix 8000

Layer 2 Access Switch

Controller

Integração de IT CorporativaColaboração WirelessOtimização de AplicaçãoWeb Apps DNS FTP

Internet

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Segurança de Redes:Fiquem Atentos…!

Physical features RJ-45 Gigabit WAN 4 – 10/100Base-Tx LAN

ports Shock /Vibration &

Extended Temperature

Stratix 5900 Conexão Site-to-

Site: VPN. Perfil industrial

Network features ACL / Firewall DHCP QoS VLAN NAT


ControlLogix EtherNet/IP Communication Module Selection Chart


Projetos Redes Industriais

Treinam.

Design Projeto

Localiz.Falhas

Manut.

Instalação

Validação


Exemplo de problemas de instalação


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