Routers industriais: o porquê e suas vantagens

DOSSIER LluĂ­s Crous Network Components and Infrastructure Product Manager WeidmĂźller, S.A. Tel.: +351 214 459 190 . Fax: +351 214 455 871 weidmuller@weidmuller.pt . www.weidmuller.pt

ROUTERS INDUSTRIAIS: O PORQUÊ E SUAS VANTAGENS O uso de routers no âmbito industrial Ê uma necessidade. Evidentemente, são equipamentos que devem estar adaptados ao meio. É por isso que as alimentaçþes, carcaças para montagem em calha , tipos de alimentação, temperaturas e EMC devem ser as mesmas que as de outros equipamentos contíguos, isto Ê industriais. O router, pelas características das redes Ethernet, Ê um elemento båsico para a gestão, segurança de acesso e optimização da mesma. E, em cada caso deveremos valorizar, em sua justa medida, que funçþes são as mais adequadas. A destacar a opção de Firewall, DSL, VPN e Dial-in e Dial-out.

PONTO DE PARTIDA: ETHERNET INDUSTRIAL É de conhecimento e aceitação geral, que a Ethernet Ê um protocolo de comunicação cada vez mais presente no âmbito industrial. Algumas das suas variantes industriais mais conhecidas são o Profinet, Ethernet/IP, ModBus/ TCP... em função do fabricante do equipamento de controlo (PLC).O objectivo final de qualquer buss de comunicaçþes Ê o de transmitir dados entre os equipamentos de controlo/monitorização (PLC ou PC) e/ou estes com seus escravos remotos. Mas os equipamentos de controlo/monitorização, por sua vez, devem entregar/receber dados de níveis superiores de controlo de gestão de processos (Scada entre outros). A Ethernet estå a ser aceite como buss industrial basicamente pelas seguintes razþes: f (VW² M² SUHVHQWH QD LQGÇVWULD DLQGD TXH QœR QR ´PELWR SURGXWLYR VHQœR no de gestão/escritório. f 2IHUHFH FXVWRV GH H[SORUD¸œR EHP PDLV HFRQÂPLFRV 8P V buss em toda a empresa simplifica a actuação dos tÊcnicos de suporte, e os equipamentos para o mesmo são mais económicos ao aproveitar uma tecnologia de maior implementação / quantidades). f $ HVFDODELOLGDGH WUDQVSDUQFLD H PRGXODULGDGH GD VXD DUTXLWHFWXUD permite-nos implementar de forma gradual um buss que Ê facilmente ampliåvel, permite integrar novos equipamentos com novas e melhores prestaçþes e compatível com os equipamentos anteriores. f $ LQGXVWULDOL]D¸œR GRV HTXLSDPHQWRV |RILP²WLFRV} DRV UHTXHULPHQWRV industriais de tensão, EMC, robustez a vibraçþes, temperaturas, etc.

ETHERNET NA INDÚSTRIA PRODUTIVA AtÊ este ponto descrevemos alguns dos porquês e as vantagens que fazem da Ethernet uma grande tendência na indústria. Mas devemos aprofundar um pouco mais as aplicaçþes industriais típicas do âmbito produtivo e de controlo para apreciar outras vantagens não tão óbvias a primeira vista. No fabrico de måquinas, ou no controlo de linhas de produção, uma das grandes questþes são os tempos måximos de comunicação (conhecidos como jitters) para assegurar um controlo fiåvel e preciso das måquinas/ linhas de produção. Para todo o controlo, deve-se assegurar uns tempos måximos de reacção, para as E/S. Para isso, os diferentes fabricantes adoptaram diferentes estratÊgias para enfrentar a situação. Desde a

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robĂłtica

sincronização atÊ a criação de chipss específicos, todos eles oferecem soluçþes fiåveis que o mercado escolherå segundo características, a oferta disponível ou preferências.

Figura 1 . Instalação típica de Routers Industriais.

HĂĄ que clarificar que, para cada uma das soluçþes oferecidas por cada fabricante, a infra-estrutura de rede ĂŠ bastante similar, senĂŁo a mesma. Isto ĂŠ uma clara vantagem face aos buss industriais tradicionais, pois indistintamente do fabricante do equipamento de controlo e/ou a estratĂŠgia seleccionada para implantar o controlo da mĂĄquina/s mediante Ethernet, todos usam os mesmos tipos de conectores (RJ45 para cobre ĂŠ o mais conhecido) e instalado. Deve-se ainda recordar que tambĂŠm neste caso se introduziram algumas modificaçþes com respeito aos conectores “ofimĂĄticosâ€?, tais como ecrĂŁ, secção de cabo maior, estanquidade... conformes aos novos padrĂľes para a implementação da Ethernet na indĂşstria como o IEC 24702 para fĂĄbricas ou unidades de produção e o IEC 61918 (em preparação) para mĂĄquinas ou ilhas robotizadas. Em referĂŞncia aos equipamentos tais como comutadores (switchess) estes deverĂŁo ser geridos, ou nĂŁo, em função das exigĂŞncias do controlo e o tipo de controlo que se implementa nos PLC e/ou PC.

DOSSIER 5287(56 ,1'8675,$,6 2 32548è ( 68$6 9$17$*(16 Figura 3 . Aplicação de Routerr com Firewall.

deverá reportar dados (por exemplo, à central do cliente final) ou permitir o acesso remoto à mesma (por exemplo, para uma nova parametrização). No caso de Dial-In é possível, normalmente, habilitar uma função Callback (chamada de retorno), muito conveniente para quem irá assumir os custos dos telefonemas.

LAN PRODUÇÃO - LAN EMPRESA Também é recomendado o uso do routerr para a ligação entre a LAN de produção e a LAN de escritório, da empresa. Assim, dispomos de duas redes completamente independentes. A razão para o uso deste router pareceria desnecessária, pois comentamos que uma das vantagens de usar Ethernet é a de usarmos o mesmo buss para escritório e para produção. Mas neste caso a razão do seu uso deve-se a razões de segurança e/ou optimização da largura de banda da rede. As redes de escritório usam computadores que trabalham com sistemas operativos Windows ou similar. Estes sistemas tendem a enviar muitas mensagens de tipo Broadcast (isto é, para todos

as portas da rede), ou é o servidor principal quem os gera para controlar a rede, por exemplo para a atribuição de direcções IP mediante DHCP. Obviamente, as necessidades da rede de escritório diferem em muito, quanto a objectivos, em relação a uma rede produtiva. A rede de escritório está focalizada no envio de grandes quantidades de informação entre equipamentos e os tempos para sua realização não são importantes. Por outro lado, para a rede de produção os pacotes de informação são bem mais reduzidos e os tempos de envio podem chegar a ser críticos. Para isso usamos o routerr como elemento de separação entre ambas as redes. Além do seu uso já indicado como filtro de segurança, assume também funções incorporadas de Firewall.

FIREWALL O Firewalll é uma ferramenta que incorpora os routerss e que permite filtrar (permitir ou limitar) o acesso à LAN. Dentro do Firewall podemos limitar ou permitir o acesso à LAN bem como a toda uma rede externa (mascaramento de redes), permitir o acesso só a sub-redes ou a pontos habilitados (manutenção, gerência), ou por outro lado permitir o acesso a algumas portas standard d usadas para algumas funções concretas como a porta 80 para HTTP. Também podemos redefinir as portas para que seja bem mais difícil determinar em que porta se está a usar um protocolo (em lugar da porta 80 podemos redefinir esta comunicação para a porta 8080 ou outro). Mediante funções especiais, é possível limitar o acesso de forma que só se possam gerar comunicações para o exterior a partir do equipamento mas não o inverso. Há que ter em conta que a parametrização correcta do Firewalll vai permitir-nos dotar a nossa rede da segurança adequada. Este processo está sujeito a possíveis ajustes da parametrização para um correcto funcionamento.

Figura 4 . Router.

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