{"id":8021,"date":"2024-06-25T12:38:17","date_gmt":"2024-06-25T15:38:17","guid":{"rendered":"https:\/\/www.altus.com.br\/?p=8021"},"modified":"2024-09-20T10:03:32","modified_gmt":"2024-09-20T13:03:32","slug":"arquitetura-em-anel-com-profinet-mrp","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.altus.com.br\/en\/post\/600\/arquitetura-em-anel-com-profinet-mrp","title":{"rendered":"Ring Topology with PROFINET MRP"},"content":{"rendered":"

PROFINET is one of the most widely used communication protocols in industrial control and supervision networks. Responsible for establishing communication between systems and devices in approximately 20% of automation applications<\/b> present in the global market, the protocol is widely used in the control of critical processes that require high availability. One of the features that provides this high reliability is the PROFINET MRP standard for ring architecture<\/b>.<\/p>\n

Have you ever heard of this feature? In this article, we will explore in detail the relationship between the PROFINET protocol and the MRP standard, and how they can be used to create ring architectures, adding high availability to control and supervision systems.<\/p>\n

What is the PROFINET Protocol?<\/h3>\n

Developed by PROFIBUS & PROFINET International (PI)<\/a>, PROFINET is one of the most widely used protocols in the world, especially in Europe. The standard enables the exchange of a large volume of data using the same electrical model adopted by traditional Ethernet networks.<\/p>\n

This consolidation opened up a range of automation solutions, thanks to the ability to manage data traffic and the high speed provided by Ethernet. <\/p>\n

O protocolo tem um perfil aberto que cobre todos os requisitos da tecnologia de automa\u00e7\u00e3o industrial. O modelo tem 100% de compatibilidade com os padr\u00f5es IEEE<\/a> e atende aos requisitos de sistema com sua topologia flex\u00edvel.<\/p>\n

Ao utilizar o protocolo PROFINET, \u00e9 poss\u00edvel construir uma comunica\u00e7\u00e3o transparente entre o gerenciamento, a supervis\u00e3o, o controle e os dispositivos de campo, tudo isso respeitando os requisitos de desempenho peculiares a cada um dos equipamentos de automa\u00e7\u00e3o industrial. <\/p>\n

Assim como o PROFIBUS, o PROFINET \u00e9 amplamente utilizado na ind\u00fastria de processos, podendo ser encontrado no ch\u00e3o de f\u00e1brica, em transdutores, transmissores, entre outros v\u00e1rios dispositivos. <\/p>\n

Com diferentes padr\u00f5es, o modelo PROFINET oferece suporte para uma ampla variedade de redes Ethernet Industrial<\/a>. Abaixo, exploramos rapidamente cada um deles em rela\u00e7\u00e3o \u00e0s suas caracter\u00edsticas e aplica\u00e7\u00f5es.<\/p>\n

Os diferentes tipos do protocolo PROFINET<\/h3>\n

PROFINET I\/O (Input\/Output):<\/b> utilizado para comunica\u00e7\u00e3o de dados entre dispositivos de entrada e sa\u00edda e CLPs, \u00e9 o padr\u00e3o mais aplicado em automa\u00e7\u00e3o industrial para controle e supervis\u00e3o de dispositivos de campo.<\/p>\n

PROFINET RT: <\/b>o padr\u00e3o RT oferece comunica\u00e7\u00e3o em tempo real, o que o torna ideal para aplica\u00e7\u00f5es industriais que exigem comunica\u00e7\u00e3o r\u00e1pida, mas sem necessidade de sincroniza\u00e7\u00e3o exata.<\/p>\n

PROFINET IRT (Isochronous Real-Time): <\/b>o protocolo \u00e9 uma extens\u00e3o do PROFINET RT, por\u00e9m, oferece comunica\u00e7\u00e3o determin\u00edstica em tempo real com alta precis\u00e3o temporal. Ideal para aplica\u00e7\u00f5es que requerem sincroniza\u00e7\u00e3o rigorosa e baixa lat\u00eancia, como controle de movimento em m\u00e1quinas, rob\u00f3tica e automa\u00e7\u00e3o de processos de alta velocidade.<\/p>\n

PROFINET CBA (Component Based Automation): <\/b>o padr\u00e3o tem uma abordagem baseada em componentes que permite a configura\u00e7\u00e3o modular e reutiliz\u00e1vel de sistemas de automa\u00e7\u00e3o, facilitando a integra\u00e7\u00e3o e manuten\u00e7\u00e3o. Ele \u00e9 usado para automa\u00e7\u00e3o de sistemas complexos, onde a modularidade e a reusabilidade de componentes s\u00e3o importantes.<\/p>\n

PROFINET I\/O Device Redundancy: <\/b>Este padr\u00e3o oferece redund\u00e2ncia de dispositivos de entrada e sa\u00edda para garantir a continuidade operacional em caso de falhas de dispositivos. Essencial em aplica\u00e7\u00f5es onde a disponibilidade do sistema \u00e9 crucial, ele garante que falhas em um dispositivo n\u00e3o interrompam o processo de automa\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

PROFINET MRP (Media Redundancy Protocol): <\/b>o PROFINET MRP \u00e9 um protocolo que oferece redund\u00e2ncia de m\u00eddia para garantir alta disponibilidade \u00e0 rede, permitindo recupera\u00e7\u00e3o r\u00e1pida em caso de falhas de rede. Vamos falar mais sobre o padr\u00e3o nos pr\u00f3ximos par\u00e1grafos.<\/p>\n

O que \u00e9 PROFINET MRP e como ele funciona?<\/h2>\n

Sigla em ingl\u00eas para Protocolo de M\u00eddia Redundante (Media Redundancy Protocol)<\/b> o MRP \u00e9 um protocolo de rede que pode ser utilizado em alguns dispositivos compat\u00edveis com a tecnologia PROFINET. Ele permite configurar redes em topologia anel, criando pequenos dom\u00ednios individuais dentro de grandes redes.<\/p>\n

Para que uma aplica\u00e7\u00e3o utilizando essa topologia seja poss\u00edvel, apenas dispositivos que fornecem pelo menos duas portas Ethernet podem ser inclu\u00eddos em um anel MRP. Para dispositivos com mais de duas portas, \u00e9 necess\u00e1rio configurar quais portas ser\u00e3o usadas como portas de anel para estabelecer a liga\u00e7\u00e3o em s\u00e9rie.<\/p>\n

A configura\u00e7\u00e3o do MRP em uma topologia de anel requer que todos os n\u00f3s suportem MRP, e pelo menos um deles deve atuar como Manager da rede, o chamado MRM (Media Redundancy Manager)<\/b>. Assim, se por qualquer motivo a transmiss\u00e3o for interrompida, o gerenciador de anel pode ativar imediatamente a comunica\u00e7\u00e3o alternativa em um intervalo de milissegundos.<\/p>\n

O MRM monitora e controla a topologia em anel, enviando continuamente frames de teste para percorrer toda a extens\u00e3o da rede. Esses frames s\u00e3o encaminhados atrav\u00e9s das portas de anel de todos os Clients, chamados de MRC (Media Redundancy Client)<\/b>. <\/p>\n

Um MRC \u00e9 um dispositivo que atua apenas como um “repassador” de frames e geralmente n\u00e3o assume um papel ativo. Se um MRC detectar uma falha, como queda de conex\u00e3o, ele pode enviar uma mensagem especial ao MRM informando sobre essa falha, reduzindo o tempo de reconfigura\u00e7\u00e3o da comunica\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

O anel MRP \u00e9 considerado como duas topologias em linha em que todos os clientes permanecem conectados ao manager. Enquanto o manager receber o quadro de teste em sua outra porta, ele considera que as conex\u00f5es de rede est\u00e3o intactas. Nesse cen\u00e1rio, o MRM bloqueia uma de suas portas, e os pacotes de dados s\u00e3o transmitidos apenas em uma dire\u00e7\u00e3o do anel.<\/p>\n<\/p>\n

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Bloqueio de portas do MRM<\/i><\/div>\n

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Caso contr\u00e1rio, se uma se\u00e7\u00e3o do anel for interrompida, o MRM acaba n\u00e3o recebendo os frames em ambas as portas. Ele ent\u00e3o informa aos MRCs sobre o erro de rede e ativa sua porta de anel anteriormente bloqueada. <\/p>\n

N\u00e3o importa se a interrup\u00e7\u00e3o \u00e9 causada por um erro na m\u00eddia de rede ou em um dos dispositivos que retransmitem os dados. Ap\u00f3s o erro de rede ser corrigido e a topologia de anel ser fechada novamente, o MRM bloqueia sua segunda porta de anel novamente e o “cen\u00e1rio de anel fechado” \u00e9 v\u00e1lido novamente.<\/p>\n

Outra forma de aumentar a confiabilidade da rede \u00e9 atrav\u00e9s da utiliza\u00e7\u00e3o de v\u00e1rios MRMs no mesmo anel, prevendo a possibilidade de falha do manager principal. Nesse caso, todos os poss\u00edveis managers devem ser configurados como manager-auto. Apenas um dos dispositivos configurados como manager-auto realmente funcionar\u00e1 como gerenciador, e o restante funcionar\u00e1 como cliente.<\/p>\n

Manual PROFINET Altus<\/h3>\n

Para auxili\u00e1-lo a extrair a capacidade m\u00e1xima das suas redes de controle PROFINET, os especialistas do nosso time de P&D desenvolveram um manual detalhado sobre o protocolo. Nele, voc\u00ea vai encontrar descri\u00e7\u00f5es t\u00e9cnicas detalhadas que ir\u00e3o lhe ajudar a entender as complexidades dos conceitos de comunica\u00e7\u00e3o do protocolo, oferecendo uma base s\u00f3lida para implementar o PROFINET em aplica\u00e7\u00f5es que utilizam os CLPs da Altus.<\/p>\n

Preencha o formul\u00e1rio abaixo para baixar o manual e qualificar ainda mais sua experi\u00eancia com os CLPs Altus e o protocolo PROFINET.<\/p>\n

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