Você provavelmente já ouviu falar ou talvez até já tenha utilizado, o nosso sistema modular conhecido como Cube67, porém pode ser que você não saiba como é feita a comunicação entre o nó de rede e os escravos, por isso estamos aqui justamente para mostrar um pouco mais desta rede conhecida como Rede Cube.
Ainda não conhece a Rede Cube67? E o sistema Cube67? Não se preocupe, este texto também é para você.
O sistema Cube67
O sistema Cube67 consiste em um sistema de entradas/saídas descentralizado (popularmente conhecido como IO remoto), desenvolvido para trabalhar com os principais protocolos de redes industriais, como por exemplo: Profibus, ProfiNet, EtherNet/IP, entre outros.
O objetivo deste tipo de sistema/arquitetura é a aquisição de dados, tanto digitais quanto analógicos da aplicação e transmiti-los para o controlador, controlador este que pode ser um CLP (Controlador Lógico Programável), um robô, um computador industrial ou uma IHM (Interface Homem Máquina).
Abaixo podemos observar um modelo de arquitetura de rede desenvolvido com o sistema Cube67:
Figura 1 – Topologia utilizando Cube67.
Os módulos de expansão são interligados com o nó de rede (ou cabeça de rede) via cabo por uma rede conhecida como Rede Cube, que é um protocolo de comunicação dedicado para o sistema Cube e que garante que os dados adquiridos pelos módulos sejam enviados para o nó de rede dentro de um ciclo de aproximadamente 6ms (6 milissegundos).
O meio físico
O cabeamento da Rede Cube é composto por cabos híbridos, ou seja, cabos que são responsáveis por transportar a comunicação e a alimentação do sistema no mesmo cabo. O conexão é através de dois conectores M12 de 6 pólos utilizando a codificação A-Coded (codificação utilizada geralmente para sensores/atuadores), sendo que todos os cabos são fornecidos com conectores pré-montados durante o processo de fabricação e oferecidos em diversos comprimentos. O conceito de conexão M12 com 6 pólos, não é encontrado em outras aplicações e foi proposital para que evitássemos o uso do cabeamento de rede Cube para outras funções e também para economizar na quantidade de cabos enviados para o campo, enviando um cabo híbrido ao invés de dois ou três cabos individuais para comunicação e alimentação. Na imagem abaixo, podemos observar a função de cada um dos conectores.
Figura 2 – Esquema elétrico do conector M12.
Conforme pode ser visto na figura 2, os pinos 4 e 5 são responsáveis pela comunicação interna do sistema, enquanto os demais são responsáveis pela alimentação dos módulos de expansão. O pino 1 é responsável pela alimentação de todas as saídas, a nomenclatura Ua vem de Alimentação de Atuadores, sendo que a letra U ou V é utilizada geralmente para designar grandezas de tensão elétrica, enquanto o Us vem de Alimentação de Sensores, localizado no pino 2 e responsável pela alimentação das entradas e pelo circuito interno de comunicação. Os pinos 3 e 6 são interligados internamente e são responsáveis pelo negativo (0V) das expansões.
Essa divisão da alimentação das entradas e das saídas é utilizada para que haja a possibilidade para que o usuário possa desligar a alimentação das sem perder a comunicação com o controlador, recurso este muito utilizado principalmente em aplicações onde a categoria de segurança este tipo de prática.
Protocolo de comunicação
A Rede Cube é baseada no protocolo de rede CAN, por este motivo ela exige que seja utilizado uma resistência de terminação tanto no início quanto no final do segmento, para que haja um equilíbrio da impedância do sistema, evitando assim possíveis interferências eletromagnéticas e ruídos na comunicação do sistema que poderiam prejudicar a integridade dos dados transmitidos.
A utilização da rede CAN como protocolo base da comunicação, permite que seja possível inserir até 16 módulos por segmento (entende-se como segmento o par dos canais 0 e 2, sendo o segmento 1 e o par dos canais 1 e 3 do nó de rede, seria o segmento 2) com até 30 metros de cabo por segmento, conforme mostrado na imagem abaixo:
Figura 3 – Arquitetura do sistema Cube67.
Posso utilizar este tipo de rede em esteiras porta cabos?
O cabeamento da Rede Cube foi pensada justamente para atender um grande número de ambientes e aplicações, portanto você pode utilizar os cabos de seu sistema Cube67 passando por esteiras porta cabos, sem problemas, além de ter uma ótima faixa de temperatura de trabalho, de -25 a +85°C. Porém, cuidado para não utilizar cabos de potência em conjunto com os cabos de comunicação para evitar problemas com interferência eletromagnética (EMI).
Como sempre, espero ter contribuído para aumentar o seu conhecimento, estou a disposição para eventuais dúvidas e nos vemos em meu próximo texto!
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