Automação distribuída com protocolos CAN e Modbus

• Author(s): Miúdo, Leonardo Cayesse Zeferino
• Date: 2014
• Persistent ID: http://hdl.handle.net/10362/14019
• Origin: Repositório Institucional da UNL
• Subject(s): Modbus; CAN; Microcontroladores; PLCs; OPC; Scilab
• Document Type: Master thesis
• Language: Portuguese
• Advisor(s): Palma, Luis
• Contributor(s): RUN

Description

As redes industriais têm um papel importante no controlo e supervisão de processos industriais. Modbus e CAN são protocolos abertos que permitem uma comunicação rápida e fiável entre equipamentos de diferentes fornecedores. O objectivo desta dissertação resume-se num estudo pormenorizado destes dois protocolos e implementar algoritmos de controlo e automação utilizando estes protocolos. O protocolo Modbus foi implementado em linha série RS-485 no modo RTU, utilizando autómatos programáveis Twido da Schneider Electric, para o controlo de velocidade de dois ventiladores com um controlador PID. Foi criada uma interface para a monitorização do processo utilizando o padrão OPC®, tendo como servidor OPC o software MatrikonOPC e como cliente OPC o software Scilab®. Quanto ao protocolo CAN, implementou-se num sistema de controlo de nível de água (processo PCT9), utilizando shields CAN de placas com microcontroladores com um controlador PID com anti-windup e como camada de aplicação utilizou-se o IDE do Arduino; integrou-se novamente o Scilab® para a criação de uma interface. Foram obtidos resultados experimentais na análise dos protocolos e da aplicação no controlo dos processos. Para o protocolo Modbus foram realizados testes para comunicação em unicast sem erro e para comunicação em excepction response; analisou-se a comunicação em broadcast e erros no barramento. O padrão OPC® apresentou bons resultados por permitir uma comunicação em boas condições entre os dispositivos. Para o CAN, obteve-se resultados das tramas de 11 e 29 bits, analisou-se detalhes dos campos da trama de 11 bits, as tramas com alta e baixa prioridade, o bit stuffing e o bit de confirmação ACK slot. Com os resultados experimentais obtidos, concluiu-se a grande importância destes protocolos para os sistemas de automação distribuída; e a importância do padrão OPC® em unificar a comunicação entre diversos dispositivos. Concluiu-se também o porquê de estes dois protocolos apresentarem grande relevância no campo das redes industriais e a nível de outros serviços.