Implementação do modbus para aplicações de sistemas de controle via rede sem fio

• Autor(a) principal: Caldiéri, Marcos Rogério [UNESP]
• Data de Publicação: 2016
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UNESP
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/11449/146695
• topic: Sistemas de controle via redes sem fio; Modbus; Wireless networked control systems; PIDPlus

A recente introdução de transmissores sem fio na indústria provocou um novo interesse em técnicas de medição e controle, porém a maioria das aplicações está restrita a medições de variáveis de processo em malha aberta ou aplicações de monitoramento. O motivo é a falta de confiabilidade devido aos problemas inerentes ao meio de transmissão, que pode ser a perda de pacotes de informação, atrasos de comunicação variantes no tempo, atualização muito lenta e não periódica da medição e vários tipos de interferências. A maior parte dos controladores industriais em controle de processos assumem que o ciclo de controle é executado de forma periódica e que uma nova medição está disponível para ser usada em intervalos de tempo conhecidos. No entanto esta situação não pode ser garantida quando sensores ou transmissores sem fio são usados em aplicações de controle em malha fechada, denominadas de Sistemas de Controle via Redes sem fio (WNCS – Wireless Networked Control Systems). Nesses tipos de aplicações, os transmissores sem fio devem transmitir novas medições de forma não periódica e somente se a medição da variável do processo tiver alterado significativamente. Para tornar esta tecnologia de WNCS mais confiável, muitas técnicas de controle têm sido pesquisadas, entre elas o PIDPlus que representa uma modificação do algoritmo PID para controle via rede sem fio. Este trabalho apresenta a implementação do protocolo Modbus para aplicações de WNCS. O protocolo Modbus TCP foi embarcado em hardware dedicado viabilizando a transmissão de dados via Ethernet TCP/IP e Wi-Fi. Uma comparação e avaliação de controladores PID para aplicação em WNCS sob condições de amostragem e atrasos de comunicações variáveis e de perdas de transmissão de mensagens foi realizada. Os resultados são analisados do ponto de vista de desempenho de controle e robustez. Resultados experimentais numa planta piloto comprovam a eficiência da implementação de uma malha de controle sem fio usando uma rede Wi-Fi com o protocolo Modbus embarcado e um controlador PIDPlus.