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Centro de competência brasileiro atesta cabos da empresa com sucesso

O professor Renato Ferreira Fernandes, de Engenharia e Controle e Automação da Faculdade de Engenharia Elétrica (FEELT) da Universidade Federal de Uberlândia (UFU), discorre, neste texto, sobre a profícua experiência de cooperação entre a universidade e a Datalink (www.afdatalink.com.br), em novembro de 2022. O objetivo principal foi a validação do cabo ethernet industrial fabricado pela empresa, utilizando o protocolo PROFINET em testes básicos de funcionamento com equipamentos industriais.

Professor Renato Ferreira Fernandes, de Engenharia e Controle e Automação da Faculdade de Engenharia Elétrica (FEELT) da Universidade Federal de Uberlândia (UFU).

O docente fala da experiência: “Primeiramente, importante elogiar o contato entre empresa e universidade para troca de experiências e conhecimento. Como somos hoje um Centro de Competência PROFIBUS e PROFINET, a Datalink nos abriu as portas para uma visita e para conhecermos as suas instalações e seus produtos. Posteriormente, oferecemos nossa ajuda no que fosse preciso para divulgação de conhecimento e para testes básicos, se necessário. Como a Datalink estava produzindo um novo cabo PROFINET, nos pediram ajuda para a validação do cabo no nosso Laboratório de Automação, Redes Industriais, Supervisórios e Acionamentos da FEELT.”

O trabalho de testagem, observa o professor, foi organizado com o técnico Hermano Santos Costa e contou, ainda, com o acompanhamento dos alunos de Iniciação Científica Guilherme Almeida Andrade e Lucas de Araújo Dantas, do curso de Engenharia de Controle e Automação da FEELT-UFU. O teste consistiu em validar o cabo PROFINET em uma condição de processo com tamanhos de cabos variados até o limite da especificação com equipamentos industriais. Nesse caso, não foram utilizadas fontes de ruído ou teste de stress do cabo em condições adversas.

Os resultados dos testes iniciais mostraram a necessidade de adequação do cabo inicial para garantir a comunicação com distâncias maiores que 50 metros. A equipe da Datalink foi contatada. Ela se mostrou prontamente receptiva e entendeu a solução para a fabricação com as vias em posicionamento correto, já que o conector PROFINET possui a ordem correta das vias no cabo. “Nessa aproximação saudável entre empresa e universidade se conseguiu, em cooperação, é bom frisar, descobrir a questão e proceder a inversão de vias. Feito isso, foi possível comunicar normalmente com o cabo com a distância próxima da máxima de 100 metros”, observa o docente da UFU.

Figura 1 – Teste utilizando switch com cabos de 40 e 50 metros.

A metodologia empregada se valeu da montagem de um cenário de validação com equipamentos industriais PROFINET, consistindo no CLP S71200 da Siemens, como IO controller, e no CPX-20 da Festo, como IO Device na rede, conforme mostrado na Figura 1.

Na lógica de controle, foram enviados 8 bytes de leitura, representando na lógica valores de cartões de entrada digital e analógica. O controlador recebia os valores e enviava os valores lidos de retorno para o CPX. Dessa forma, se houvesse qualquer problema na lógica, o controle parava de funcionar. Já para medir a quantidade de pacotes enviados na comunicação, foi utilizado o analisador de rede MT1000A Network Master Pro da empresa Anritsu.

O analisador de rede pode ser testado em duas configurações específicas para o meio físico ethernet: ping e pass through. No teste de ping, o equipamento ethernet somente respondia ao comando de ping medindo a latência da comunicação e a taxa de erro. Nesse caso, a comunicação era ponto a ponto com o device, enquanto no teste pass through o analisador era colocado no meio da comunicação entre o Controlador e o PROFINET IO Device. Dessa forma, era possível interceptar o pacote de dados e verificar a sua integridade, bem como o conteúdo do pacote recebido. 

Sabendo que em uma estação PROFINET a principal topologia é estrela com cabos de até 100 metros, foram feitos testes em três cenários de aplicação: teste de performance com cabo pequeno (5 metros), teste de performance com o cabo médio (50m) e teste de performance com cabo grande (90m). Destacamos os testes com os tamanhos: de 5 metros, 50 metros e de 90 metros com uma inversão dos fios.

Para todos os testes, foram utilizados quatro conectores RJ45 metálicos e os cabos da Datalink no padrão PROFINET. Os cabos foram montados no laboratório e testados com testador de cabo padrão. Foram realizados os testes de ping e de pass through para todos os cenários.

1) Teste cabo de 5 metros

Nesse primeiro cenário, foi utilizado um cabo de 5 metros da Datalink e um outro cabo de outro fabricante (cabo pronto). O teste de ping foi realizado com o CPX da Festo. O pass through com a lógica de controle do S71200 para o CPX. O resultado não apresentou problema durante os testes.  

2) Teste cabo de 50 metros e 40 metros

Então, foi dividido o cabo em duas partes, 40metros e 50metros. Inicialmente, foi feito teste com o cabo de 50 metros e posteriormente com o de 40 metros. O teste de ping foi realizado com o S71200. O pass through com a lógica de controle do S71200 para o CPX. O resultado foi que não ocorreram problemas durante os testes.

O teste de ping consistiu no envio de comando de ping a cada 1 segundo com o tamanho de 70 bytes durante 5 minutos. Foram enviados 151 pacotes e todos foram respondidos.

O teste de pass through consistiu no envio de comando do controlador no scan da lógica de controle durante 5 minutos. O throughput da rede foi de 272 Kbps com um tamanho médio de 68 bytes de mensagem. Foram envidados 191.089 pacotes e ocorreram 6 erros de transmissão.

3) Teste cabo de 90 metros

No teste de 90 metros, a equipe da Datalink fez uma inversão das vias, o que garantiu alcançar a comunicação correta tanto do teste do ping quanto da CPU S71200 com o Equipamento CPX.   

Por Rosângela Ribeiro Gil.

Assessoria de Imprensa da Datalink

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Fotos: Cristina Camacho.