F.Fonseca, S.A. Tel.: +351 234 303 900 · Fax: +351 234 303 910 ffonseca@ffonseca.com · www.ffonseca.com · /FFonseca.SA.Solucoes.de.Vanguarda
Artigo adaptado por Nuno Soutinho Gestor de Produto
Uma rede de controlo industrial é um sistema com vários equipamentos interligados e usados para monitorizar e controlar equipamentos físicos em ambientes industriais. Estas redes diferem bastante das redes corporativas tradicionais devido aos requisitos específicos da sua operação.
robótica
142
case study
A importância de utilizar um switch Profinet numa rede Ethernet Industrial
Figura 1. 2018 Industrial Network Global Market Share.
Ao contrário de uma rede convencional que suporta processamento e transferência de dados, a principal função das Redes Industriais é controlar e monitorizar equipamentos físicos, em particular para a produção, processamento e distribuição. Os equipamentos de redes industriais devem funcionar sob condições ambientais adversas, como o calor, poeira e vibração. A alta fiabilidade é crítica e os tempos de ida e volta dos pacotes de dados não devem ultrapassar os 20 ms.
1. REDE INDUSTRIAL ETHERNET A Automação Industrial tem um conjunto de requisitos completamente diferente dos requisitos das LANs corporativas tradicionais. As interfaces série nos
equipamentos eram comuns e, embora a transmissão de dados fosse crítica, a análise dos dados não era tida em conta. No entanto, a gestão e a monitorização de alguns dos dispositivos tornaram-se importantes, surgindo sistemas de gestão como Modbus, Profinet e outros. No final da década de 1990, os fabricantes usavam estruturas de mensagens abertas como Modbus ASCII e Modbus RTU, para suportar sistemas SCADA. Atualmente os sistemas SCADA estão alinhados com as tecnologias de rede padrão e ainda são amplamente utilizados em setores como estações de tratamento de águas residuais, gasodutos, parques eólicos, produção e outros. O tipo de equipamento industrial é frequentemente baseado no tipo de interface
e no protocolo que ele pode suportar. No passado, os dispositivos série forneciam uma transmissão de dados a baixa velocidade e as suas interfaces suportavam RS 232/422/485; a gestão não era tão importante quanto a transmissão de dados. Mas logo surgiu um requisito para a gestão e protocolos como Profinet, EtherNet/IP e outros foram desenvolvidos. Tais protocolos não eram compatíveis entre si, o que tornava o equipamento específico para esses protocolos. Como resultado, o chão de fábrica, a automação e outras instalações estavam, em grande medida, comprometidas com a aquisição de equipamentos que somente iriam monitorizar e gerir a rede para esse protocolo específico. Por que motivo o cliente necessita de um switch de protocolo nas suas aplicações? • Necessidade de diferentes marcas de PLC no campo, cada marca de PLC usa um protocolo diferente. Exemplo: Profinet, EtherNet/IP e Modbus/TCP; • PLC usa esses protocolos para interligar com o switch, monitorizar o estado do switch e até mesmo a comunicação em tempo real (Profinet); • Exigências da função de gestão no switch de protocolo tais como SNMPv1/v2/v3 e X-Ring; • Função de redundância especial necessária entre o PLC e o switch de protocolo. Exemplo: o anel de redundância MRP é usado entre o switch SIEMENS e o switch de protocolo Profinet.
2. PROFINET PROFINET™ é mais conhecido como o protocolo de comunicação Ethernet em tempo real para implementação em automação industrial. As redes PROFINET de Classe B contêm a maioria das funções de configuração e diagnóstico para se comunicar com a SIEMENS através dos ficheiros GSDML, isto nos sistemas de operação do