Atendimento
Se você é um engenheiro de fábrica ou
eletricista, talvez já trabalhe com Ethernet
Industrial ou o fará em pouco tempo. Isso porque a Ethernet
industrial recentemente ultrapassou as tradicionais arquiteturas fieldbus - rede
local (LAN) para automação e instrumentação de controle de processos -, para se
tornar a principal metodologia de conexão na indústria mundial. Neste artigo
você terá a oportunidade de conferir tudo o que precisa antes de iniciar a sua
jornada neste universo.
Devido à sua confiabilidade, desempenho
e interoperabilidade inerentes, a Ethernet infiltrou-se no chão de fábrica como
o protocolo de comunicação preferido para sistemas de automação e controle.
Para atender às necessidades do ambiente industrial, a Ethernet Industrial
utiliza essencialmente protocolos industriais especiais encapsulados no
protocolo Ethernet com o objetivo de garantir o envio e recebimento de
informações corretas quando e onde for necessário para realizar uma operação
específica. Conheça abaixo esses protocolos e como as redes Ethernet Industrial
diferem do ambiente LAN da Ethernet Comercial.
Entendendo os quatro grandes protocolos
A comunicação industrial acontece nos
níveis de roteamento, controle e de sensor, sendo que cada um deles requer
diferentes níveis de transferência de informações em tempo real, detecção de
colisão e determinismo. Embora existam vários protocolos Ethernet Industrial
para suportar uma variedade de requisitos de comunicação no chão de fábrica,
existem quatro principais que valem a pena destacar:
1. Modbus TCP / IP
Modbus TCP / IP foi o primeiro
protocolo de Ethernet Industrial introduzido e consiste essencialmente em uma
comunicação Modbus tradicional comprimida dentro de um protocolo de camada de
transporte Ethernet para transferência de dados discretos entre dispositivos de
controle. Ele utiliza uma comunicação “mestre-escravo” simples, onde o nó
“escravo” não transmitirá dados sem uma solicitação do nó “mestre”, mas não é
considerado um protocolo de tempo real.
2. EtherCAT
Introduzido em 2003, EtherCAT é um
protocolo de Ethernet Industrial que oferece comunicação em tempo real em uma
configuração “mestre-escravo” para sistemas de automação. O elemento-chave do
EtherCAT é a capacidade de todos os escravos em rede extraírem apenas as
informações relevantes de que precisam dos pacotes de dados e inseri-los no
quadro conforme ele transmite a jusante - muitas vezes referido como
comunicação "em tempo real".
3. Ethernet / IP
Lançado inicialmente em 2000, a Ethernet
/ IP é um protocolo de Ethernet Industrial de camada de aplicação amplamente utilizado,
com suporte da Open
Device Vendors Association (ODVA) e fornecido principalmente pela Rockwell
Automation. É o único protocolo de Ethernet Industrial que se baseia
inteiramente nos padrões Ethernet e usa camadas físicas, de link de dados, de
rede e de transporte de Ethernet padrão. Uma vez que utiliza comutação Ethernet
padrão, ele pode suportar um número ilimitado de nós. No entanto, requer
alcance limitado para evitar latência e oferecer suporte à comunicação em tempo
real.
4. PROFINET
Outro grande destaque, em grande
parte devido ao fato de estar embutido em controladores Siemens e GE, é o
PROFINET, um protocolo de aplicação desenvolvido pela Siemens em conjunto com
empresas membros de uma organização de usuários Profibus. Essencialmente, ele
estende a comunicação do controlador de E / S Profibus para Ethernet por meio de
switches especiais que são integrados aos dispositivos.
Redes Ethernet Industriais X LAN
Ethernet Comercial
Quando se trata da planta de cabos
que suporta essas redes de Ethernet Industrial, existem algumas diferenças
importantes em comparação com a LAN Ethernet Comercial. Primeiro, as
velocidades de que estamos falando para Ethernet Industrial são muito mais
baixas do que o gigabit e as necessidades de banda larga maiores que vemos na
LAN - cerca de 100 Mb/s -, são as velocidades comuns usadas na Ethernet Industrial.
Isso faz sentido, pois a quantidade de largura de banda necessária para enviar
informações de controle e automação em uma rede industrial é uma fração do que
você precisa para baixar um vídeo do Youtube, por exemplo.
Como os ambientes industriais exigem
cabos e conectividade que devem suportar uma variedade de condições adversas -
vibração, líquidos, poeira, produtos químicos e interferência eletromagnética -
os componentes apresentam uma construção mais robusta do que aqueles utilizados
na LAN do escritório. Por exemplo, embora o cabo possa precisar apenas de um
desempenho de Categoria
5 ou Categoria 5e, os cabos industriais geralmente apresentam uma
bitola maior (normalmente 22AWG) para acomodar temperaturas mais altas,
construção blindada para prevenção de ruído, condutores trançados para flex e
materiais de revestimento especiais como poliuretano para resistência química,
óleo e abrasão. Os próprios condutores podem ser revestidos para evitar
corrosão. Essas características geram um preço muito mais alto para cabos de
Ethernet Industrial comparado aos cabos LAN comuns.
À medida que a Ethernet industrial
continua a se expandir e os órgãos de padronização continuam a desenvolver
padrões para suportá-la, nós o manteremos atualizado sobre como testar e
certificar esses sistemas.
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