L12 - Fundamentos de EthernetIP e Switches Stratix · A Familia de Switches Stratix Modulares Integrando os ambientes de chão de fábrica e TI Stratix 8300 – Switch gerenciável

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L12 - Fundamentos de EthernetIP e Switches Stratix

Alexandre Lobo & Weltron de Oliveira

Area Manager A&S - Rockwell Automation

Thiago Marques

Domain Expert Leader A&S - Intereng

26/05/2015

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Engenheiro de Controle• “Pronto” p/ o futuro, com alta performance• Utiliza tecnologia de rede consolidada e

amplamente suportada por multiplosfabricantes

Engenheiro de Redes (TI)• Utiliza Ethernet TCP/IP padrão• Utiliza infraestrutura e ativos de rede

comuns e padrões

Integrador de Sistemas• Habilita compartilhamento de

informação de forma transparente emtoda a organização

• Convergencia de trafego industriale não-industrial

Fabricantes de Máquinas• Habiltita soluções prontas para a

convergência• Usa uma única plataforma multi-

disciplinar de controle e informação

EtherNet/IPTecnologia Única e Padrão para….

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EtherNet/IP é a lider global : 4.5M+ nós vendidos, 300+ fornecedores, 1000s produtos


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

3

http://www.odva.org/

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EtherNet/IP = Ethernet PadrãoE

ther

Net

/IPO

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asE

ther

net


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 informaçõescomerciais 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

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EtherNet/IP = Ethernet Padrão


Rede de TI

Sistemas de GestãoCorporativos

Convergência dos Sistemas de Produção e Gestão

• FactoryTalk aplicativos

• FactoryTalk Services Platform

• Servidor de Dados

Nivell 4 – Cetro de Dados

Nivel 3 – Centro de Operações

Enchedora- CélulaNíveis 0-2Topologia em AnelDevice Level Ring

Embalagem - CélulaNíveis 0-2Topologia Estrela ou Barramento

Fabricação - CélulaNíveis 0-2Topologia em AnelResilient Ethernet Protocol (REP)

Rede Industrial

Safety I/O

HMI

Safety Controller

Drive

Controller

Drive

HMI

I/O

Controller

I/O

HMIDrive

Drive Camera


EtherNet/IP para Aplicações Industriais e Corporativo


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Classificação

e Identificação

Ordenação

e Seleção

Operação

pós-ordenação

QoS – Quality of Service




Sistemas de Controle Integrados e Conectados

Exemplos

Rede de Planta

Multiplas Linhas de produção

Production - VLANs

VFDDrive

HMI

Stratix 8000/8300REP

Class 1 & 3

Camera

SafetyController

ServoDrive

I/OSafety I/O

VLAN 43Camera

VLAN 43

Controller

VFDDrive

HMI

HMI

I/O

Controller

I/O

I/O

IP Camera - VLAN

Controller

I/O

Levels 0–2Cell/Area Zones

Industrial ZoneLevel 3

VLAN 17Subnet 10.17.10.0/24

VLAN 10Subnet 10.10.10.0/24

VLAN 16Subnet 10.16.10.0/24

Convergence-Ready




Demilitarized Zone (DMZ)

Cell/Area Zone Cell/Area Zone

REP – Resilient Ethernet Protocol

Cell/Area Zone

Layer 3Switch Stack

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FactoryTalk Applications- View- Historian- AssetCentre- Metrics- ProductionCentre

Engineering Workstation (EWS)




Engineering Workstation (EWS)

Cell/Area Zone Cell/Area ZoneCell/Area Zone

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FactoryTalk Applications- View- Historian- AssetCentre- Metrics- ProductionCentre

Demilitarized Zone (DMZ)

Layer 3Switch Stack




Célula de AcessoNível 0-2

Rede de Produção Nível 3

DemilitarizedZone(DMZ)

Controle Real-Time

Convergência <100ms

Tráfego Multicast

Simplicidade

Integração MFG

Segmentação

Redes Multi-Serviço

Aplicações e Gerenciamento de Segurança

Controle de Acesso

Proteção 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 Corporativa

Colaboração

Wireless

Otimização de AplicaçãoWeb Apps DNS FTP

Internet

EtherNet/IP = Ethernet PadrãoEtherNet/IP para Aplicações Industriais e

Corporativo


Projeto• Fácil – Melhor integração entre

o controlador (Logix) e a rede.

• Agilidade – fácil de adicionar

sistemas de vídeo e serviços

remotos.

• Escalabilidade sem desligar o

sistema - 2 nós até 100 nós

•Segmentação lógica e segura,

facilidade de manter o sistema

operando sem riscos à

integridade e facilidade de

integração.

•Upgrade simples

Desenvolvimento•Não há a necesside de

codigos para as aplicações.

•Baixa complexidade

•Menos componentes

•Cabeamentos e construções

flexíveis.

•Grande número de

fabricantes e produtos.

Startup•Fácil startup e integração com

sistemas de infraestrutura já

existentes

•Aceitável pelo depto TI

•Fácil manutenção através de

acessos remotos seguros

•Fácil upgrade

Facil, Rápida e de Baixo Custo para Projetar, Desenvolver e colocar em funcionamento.

Padrão único de rede.



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Alguns dos Fabricantesassociados




PLANT

PROCESS

Guten tag?

Bonjour?

Olá!Como vai?

Oi.Eu vou bem.

Uma linguagem consolidada, aberta, comum, padrão é tudo!!




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A Familia de Switches Stratix FixosIntegrando os ambientes de chão de fábrica e TI

Stratix 2000 – Switch não gerenciável

• Solução de baixo custo e compacta;

• Possui o recurso de auto negociação de velocidade e paridade,

e detecção de cabo cross-over;

• Alimentação 20Vac ou 24Vdc.

Stratix 5400 – Switch gerenciável Layer 2 e 3

• Switch com características layer 2 e layer 3, para a flexibilidade de

criação e roteamento entre redes;

• Oferece uma plataforma all-Gigabit (GE) para suporte de rede de alto

desempenho;

• Suporta configurações duplo anel para alta performance;

• Add-on Profiles no Studio5000 para Premier Integration e FacePlates

para o FactoryTalk View Se para monitoração de status e alarmes;

• Permite a integração segura com rede da empresa usando o sistema

Operacional Cisco (IoS);

• Suporte a Tradução de Endereços de Rede Integrada (NAT) 1:1


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A Familia de Switches Stratix FixosIntegrando os ambientes de chão de fábrica e TI

• Conectividade em DLR (Device Level Ring)

• Suporte ao NAT (Network Address Translation);

• Power-over-Ethernet (PoE);

• Recursos de segurança, como listas de controle de acesso autorizados

como, usuários e tráfego, podem acessar a rede;




Operacional Cisco (IoS).

Stratix 5700 – Switch gerenciável Layer 2

• LAN Virtual (VLAN) com trunking (disponível apenas para 1783-EMS08T);

• Multiplas portas e opções de fibra;

• Portas de cobre são de 10/100 Mbps, full ou half-duplex;

• Slot SFP suporta 1 Ghz para uplink;


para o FactoryTalk View Se para monitoração de status e alarmes.

Stratix 6000 – Switch gerenciável Layer 2


A Familia de Switches Stratix ModularesIntegrando os ambientes de chão de fábrica e TI

Stratix 8300 – Switch gerenciável Layer 3 • Suporta roteamento entre sub-redes e VLANs;

• Expansões com conectividade em cabo TP, fibra ótica e PoE;

• Possui ferramentas de configuração de TI, como CLI, CNA e

Gerenciador de Dispositivos;





• Suporta até dois módulos de expansão.

Stratix 8000 – Switch gerenciável Layer 2 • Expansões com conectividade em cabo TP, fibra ótica e PoE;







• Suporta até dois módulos de expansão.


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A Familia de Switches Stratix - WirelessIntegrando os ambientes de chão de fábrica e TI

Stratix 5100 – Wireless Access Point• Atende o padrão IEEE 802.11 a/b/g/n;

• Suporta Ponto de Acesso Wireless, ou Grupo de Trabalho;

• Permite até 19 endereços IP para ser conectado via Stratix 5100;

• Inclui quatro antenas dual-band operando em 2,4 GHz e 5 GHz;

• Alimentação externa, via fonte ou via PoE*;







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A Familia de Switches Stratix - RoteadorIntegrando os ambientes de chão de fábrica e TI

Stratix 5900 – Roteador

• Totalmente integrado com o Cisco IOS;

• Possui uma conexão para rede WAN e quatro portas Ethernet;

• Comunicação altamente segura em controle de tempo real;

• Capacidades de roteamento e firewall seguro;

• Rede privada virtual – VPN;

• Proteção contra intrusões;

• NAT;

• Filtro de protocolo NBAR;

• Listas de controle de acesso;

• Qualidade de Serviço (QoS) para a priorização.

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A Familia de Switches StratixIntegrando os ambientes de chão de fábrica e TI

ArmorStratix 5700 – Switch gerenciável Layer 2

• Classificação IP67 para condições extremas

• Configuração direta via AOP no Studio5000, através do Premier

Integration, ou através de cartão SD.

• Tags no Studio5000 pré-definidos para diagnósticos

• Faceplates no FactoryTalk® View para monitoramento de

status e alarmes

• Recursos avançados, como Power-over-Ethernet (PoE), portas gigabit

e suporte a IEEE 1588

• Permite a integração segura com rede da empresa usando o

sistema Operacional Cisco (IOS)


Tecnologia de Switch Incorporado

Habilita topologias lineares e em anel com EtherNet/IP

Tráfego é priorizado para garantir dados críticos.

Sem necessidade de switches externos

Padrão aberto (ODVA) permite inclusão de produtos de terceiros.

Tempo de recuperação do anel inferior a 3 ms

Quantidade máxima de dispositivos 50 nós.

Linear

• Segmentos lineares aumentam o alcance da aplicação

• Não é preciso levar cabos de um switch centralizado a cadadispositivo

• Aumento de tolerância a falha(Resiliência)

• Sem hardware adicional, sem switches adicionais.

Anel


Produtos com Tecnologia de SwitchesIncorporados

Disponível

ControlLogix EtherNet/IP module (1756-EN2TR)

Novos CompactLogix 5370 (L1, L2 e L3)

Adaptadores Point I/O, Flex I/O, ArmorPoint e SLC500.

ArmorBlock I/O (1732E-xxxxxxR)

ETAP’s

Kinetix 5500, 5700 e 6500

ArmorStart

Inversores PowerFlex 525, 753 e 755

Relé E300


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

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Sincronismo de Tempo (CIP Sync) eSequência 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


Agenda do Laboratório

Lab 1 – Familiarizando com o Stratix 8000

Lab 2 – Configurando o switch Stratix 8000 e Point I/O em uma rede Ethernet/IP

Lab 3 – Bloco de Instrução (AOI) do Stratix 8000 AOI e Faceplates de Diagnóstico

Lab 4 – Topologia em Anel – (Device Level Ring)

Lab 5 – (Opcional) Sincronismo de Tempo de Sistema e SOE

O Lab 5 leva aproximadamente 1h e 20 min sem a sessão opcional .

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www.rockwellautomation.com

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