O documento discute diferentes tipos de redes industriais, incluindo Profibus, Ethernet e suas variantes. Ele explica as características, aplicações e vantagens de cada rede, como Profibus é adequado para comunicação de campo e Profinet é ideal para integrar diferentes níveis de automação. O documento também discute fatores a serem considerados ao escolher qual rede é mais adequada para um projeto específico.

1. Redes
Prof. Ma. Ana Adalgiza G. Maia

2. Profibus
• Protocolo padrão em redes de campo aberto.
• É aplicado em diversos processos devido a simplicidade de comissionamento,
flexibilidade e “baixo custo” de aquisição.
• Sua estrutura permite a adição e remoção de até 32 estações sem o uso de
repetidores.

3. Profibus
• PROFIBUS DP – Usada para transmissão de dados em alta velocidade entre
sistemas de controle. Opera em meio físico RS-485, substituindo os sistemas
convencionais 4 a 20 mA e HART.
• PROFIBUS FMS – Ideal para resolver tarefas complexas entre CLPs’, comumente
utilizado em nível de controle.
• PROFIBUS PA – Ideal para dispositivos aplicados em campo, transmitindo
informações como: temperatura, pressão, status etc.

4. Redes
• Com as características da aplicação e do custo máximo a ser atingido, uma combinação
gradual de diferentes sistemas de comunicação, como:
• Ethernet,
• PROFIBUS,
• AS-Interface entre outras.
• No nível de campo, a periferia distribuída, como: módulos de E/S, transdutores,
acionamentos (drives), válvulas e painéis de operação, trabalham em sistemas de
automação.
• A transmissão de dados do processo é efetuada ciclicamente.
• No nível de processos, os controladores programáveis, como os CLPs e os PCs,
comunicam-se entre si, requerendo grandes pacotes de dados sejam transferidos.
• O protocolo Profibus FMS e ProfiNet supri essa necessidade.

5. • O PROFIBUS-FMS tem o nível de aplicação composto de mensagens FMS
(Fieldbus Message Specification) e da camada inferior (LLI -Lower Layer
Interface).
• O FMS define um amplo número de serviços poderosos de comunicação entre
mestres e entre mestres e escravos.
• O LLI define a representação de serviços do FMS no protocolo de transmissão.

6. • PROFIBUS PA usa o mesmo protocolo de comunicação PROFIBUS DP.
• Os serviços de comunicação e mensagens são idênticos.
• permite uma integração uniforme e completa entre todos os níveis da automação
e as plantas das áreas de controle de processo.
• integração de todas as áreas da planta pode ser realizada com um protocolo de
comunicação que usa variações diferentes.

7. Características ProfiBus
• O meio físico é o RS-485.
• Transmissão Assíncrona NRZ (Non-Return to Zero).
• Baud rates de 9.6 kBit/s a 12 Mbit/s, selecionável.
• Par trançado com blindagem.
• 32 estações por segmento, máx. 127 estações.
• Distância dependente da taxa de transmissão (tabela a seguir).
• 12 MBit/s = 100 m; 1.5 MBit/s = 400m; < 187.5 kBit/s = 1000 m.
• Distância expansível até 10Km com o uso de repetidores.
• 9 PIN, D-Sub conector.

8. Características ProfiBus
• No Profibus, um caractere é formado por 11 bits (1 start bit, 8 bits de dados, 1 bit de
paridade e 1 stop bit). Quando a linha está ociosa, o nível lógico correspondente ao bit 1
é mantido, e só se modifica para o nível 0 quando se inicia um novo start bit.
• Normalmente se aplica em áreas envolvendo alta taxa de transmissão, instalação simples
a um custo baixo.
• A estrutura do barramento permite a adição e remoção de estações sem influências em
outras estações com expansões posteriores sem nenhum efeito em estações que já estão
em operação.
• Com o sistema é configurado, apenas uma única taxa de transmissão é selecionada para
todos os dispositivos no barramento.

9. Características ProfiBus
• A fibra ótica vem atender às necessidades de imunidade a ruídos, diferenças de
potenciais, longas distâncias, arquitetura em anel e redundância física e altas velocidades
de transmissão. A transmissão por fibra ótica sobre condutores óticos (FOC ou Fiber-
Optic Cable) é apropriada nesses casos.

10. Repetidor aplicado no ProfiBus

11. Ethernet
• A Ethernet surgiu na década de 60 e nada mais é que uma tecnologia de arquitetura de
conexão de redes locais, onde os dispositivos são conectados de maneira física, no
mercado existem alguns tipos de rede Ethernet, como a Profinet, Ethernet/IP e Ethercat.
• PROFINET: O Profinet surgiu através da evolução do Profibus. Porém, não é baseado em
meio físico serial, mas sim em Ethernet.
 Possibilita a comunicação entre os níveis gerenciais, supervisão, controle e
dispositivos de campo.
 Ideal para aplicações em segurança industrial.
 Verticalização das informações sem o uso de interfaces adicionais.

12. Ethernet
• ETHERNET/IP : É a combinação de padrões já existentes, aliando tecnologias
como Ethernet, Transmission Control Protocol (TCP) e Internet Protocol (IP).
• ETHERCAT: Ideal para a instalação em ambientes híbridos. Por isso, é muito
comum em plantas industriais de grande porte.
• Graça a grande possibilidade oferecida em sua configuração remota, se
destaca por proporcionar grande flexibilidade na instalação, substituição de
componentes de rede e velocidade de comunicação.
• Possui custos de instalação menores em relação a Profinet.

13. Ethernet-Características
• Rede simples de projetar e implantar;
• Permite diversos Protocolos dentro do Padrão;
• Rede padronizada por normas em constante evolução;
• Pode ser aplicada desde ambientes domésticos até industriais
(componentes especiais);
• Rede interoperável e escalar.

14. Ethernet-Meio Físico
• No início, o cabo coaxial, atualmente em desuso;
• Conexão de cabo RJ-45;
• Fibra Óptica;
• E as redes Sem Fio Wi-Fi.

15. Switches
• Os switches são os principais componentes de uma Rede Ethernet, usado para
interconexões de dispositivos dentro de uma rede, criando canais de
comunicação dentro dela.
• Realiza o envio de vários pacotes de dados simultaneamente, criando caminhos
únicos e evitando congestionamentos.
• O roteador industrial realiza a conexão de redes distintas, seguindo um grupo de
regras de roteamento.
• Conecta redes de computadores à Internet, em resumo, os switches constroem
redes e os roteadores as conectam.

16. Principais funções dos Switches
• Automação das redes;
• Localização física (porta/segmento);
• Localização lógica (rede/sub-rede);
• Priorização de mensagens;
• Identificação dos tipos de mensagem;
• Gerenciar a qualidade mensagem QoS;
• Tratar erros e falhas;
• Gerenciar tempos e sincronismo.

17. Tipo de Rede pra Escolher
• Um item que determina em grande parte a escolha de qual rede é a melhor
escolha é o CLP (e outros dispositivos inteligentes).
• O dispositivo CLP controla boa parte da operação.
• Os CLP’s mais modernos pois a maioria já tem versões compatíveis com
basicamente todas as redes/protocolos comerciais.
Outros Fatores:
 Tipo e distribuição dos pontos;
 Distância entre os pontos e o painel elétrico;
 Latência suportada no comando;
 Tecnologia de CLP adotada;
 Se é um projeto novo ou uma atualização;
 Necessidade de ampliação;
 Custo.