A transformação industrial já começou há algum tempo na indústria e uma das suas primeiras aplicações foi na busca pela comunicação entre os mais diversos equipamentos utilizados na produção, resultando em iniciativas como a rede PROFIBUS.

Isso porque é necessário ao gestor reunir informações sobre cada um dos itens responsáveis pela manufatura, de modo que tenha uma visão completa sobre toda a planta de produção e verificar qualquer situação que fuja ao programado.

Com isso, surgiram as redes de comunicação industrial, razão da criação deste post. Vamos explicar para você as especificações, como se dá a aplicação da rede PROFIBUS de automação e as principais diferenças para as outras:

O que são redes de automação industrial?

Uma rede de automação industrial se trata de uma interconexão física entre equipamentos que compõe uma planta de produção para realização de troca de informações no ambiente industrial, por meio do uso de um protocolo digital.

As redes industriais surgiram da necessidade da indústria de realizar a comunicação entre os dispositivos de produção e os controladores programáveis, obtendo dados sobre esses equipamentos. Isso com a minimização de cabos de comunicação independentes para cada um dos dispositivos envolvidos em campo.

Por meio da utilização de redes industriais, é possível com apenas um cabo realizar o tráfego de dados oriundos de uma grande quantidade de equipamentos. O volume de instrumentos suportados pela rede depende exclusivamente do protocolo escolhido para a tarefa.

Os mais conhecidos hoje no mercado são o PROFIBUS, Foudation Fieldbus, HART, DeviceNet, 4─20mA, dentre outros. Além de realizar a comunicação entre controladores programáveis e os dispositivos em campo, as redes industriais também são responsáveis por permitir a utilização de sistemas de gerenciamento e supervisórios.

Entre as principais soluções acopladas a uma rede industrial, temos os MES, Manufacturing Execution Systems, os PIMS, Process Information Management System e o uso do protocolo OPC, OLE for Process Control.

O que é o protocolo PROFIBUS?

Uma rede industrial necessita de um protocolo de comunicação. É aqui que entra o PROFIBUS. Ele é uma linguagem digital utilizada para a troca de informações entre os equipamentos conectados em rede.

Esse protocolo é um dos mais utilizados atualmente na indústria, sendo encontrado, por exemplo, em plataformas de petróleo, fábricas de automóveis, indústria de bebidas, farmacêutica, entre outras. Suas aplicações não têm um limite.

O protocolo PROFIBUS começou a ser desenvolvido na Alemanha, no ano de 1987, por um conjunto de 21 empresas que se uniram para buscar uma solução de comunicação que atendesse suas demandas.

O resultado foi uma especificação aberta, pela qual equipamentos de diversos fabricantes diferentes pudessem se comunicar sem nenhum tipo de barreira após sua configuração e adição à rede. Ou seja, a principal característica do PROFIBUS é a sua interoperabilidade para garantir a comunicação independente da origem dos dispositivos em uso.

Hoje, o protocolo PROFIBUS já se difundiu muito na indústria e criou-se uma família composta por três versões básicas, cada uma com suas próprias especificações e principais aplicações. São elas:

• PROFIBUS DP;
• PROFIBUS PA;
• PROFINET.

Quais suas especificações?

PROFIBUS DP

O PROFIBUS DP, periférico descentralizado, tem como sua principal característica a alta velocidade para a comunicação, que pode chegar em 12 Mb/s e com tempo de reação por volta de 1 a 5 milissegundos.

É adequado para utilização em sistemas críticos que exigem uma alta velocidade. A interoperabilidade e a confiabilidade na troca de dados foram as principais razões para que o uso do protocolo se difundisse e se tornasse referência no chão de fábrica mundo afora.

Entre os principais dispositivos necessários para a implantação do PROFIBUS DP temos:

• IHM (Interface Homem Máquina);
• CLP (Controlador Lógico Programável);
• inversores de frequência/Soft-starter;
• interfaces remotas para sinais digitais e analógicos;
• válvulas e outros atuadores;
• sensores.

Os equipamentos em rede podem ser classificados em três categorias diferentes.

• mestre DP classe 1 ─ controlador central responsável pela troca de informações com as estações escravas no ciclo de mensagens. O mais comum é o uso do controlador lógico programável;
• mestre DP classe 2 ─ programadores, dispositivos que servem para a supervisão ou configuração, utilizados para a operar, monitorar ou configurar a rede;
• escravo DP ─ dispositivo periférico responsável por coletar as informações de entrada e saída. O protocolo permite até 246 bytes para a saída ou entrada.

O PROFIBUS DP tem capacidade para suportar até 126 equipamentos mestres ou escravos. O endereçamento desses dispositivos é realizado conforme o tipo de instrumento.

Como se aplica?

O protocolo de comunicação pode ser utilizado em conjunto com uma grande variedade de sistemas de diagnóstico e manutenção ou até mesmo monitoramento, garantindo assim a eficiência de toda uma planta de produção.

Essa visualização constante de todos os itens que compõe a linha de produção tem como objetivo conceber os instrumentos e manter a disponibilidade de todos os equipamentos com o menor custo de manutenção possível.

Além de impedir que determinadas malhas produtivas operem em condições indesejáveis, é possível realizar a programação de paradas para a manutenção com o menor impacto possível sobre os resultados e eficiência da planta de produção. Essas manutenções podem ser:

• corretivas ─ quando o instrumento esta apresentando algum tipo de comportamento inesperado;
• preventiva ─ de acordo com especificações determinadas pelo fabricante;
• preditiva ─ leva em conta a recomendação do fabricante e estatísticas levantadas no chão de fábrica;
• proativa ─ explora os diagnósticos obtidos por meio das informações levantadas pelo protocolo de comunicação.

Quais as diferenças entre esta e outras redes?

A grande vantagem da rede PROFIBUS em relação aos outros disponíveis no mercado para a automação de comunicação industrial é o baixo custo de implantação e a melhoria em segurança.

Isso porque é possível obter um número muito alto de informações acerca dos dispositivos em campo por meio de um cabo único, o que minimiza os investimentos necessários.

Também é possível realizar medições e controle por meio de um único par de fios e alimentar dispositivos em áreas seguras por meio do mesmo cabo, facilitando ainda mais sua instalação.

A rede PROFIBUS tem um papel de grande valia na melhoria da eficiência dentro da indústria e sua aplicação pode ser a saída na busca por uma maior competitividade no mercado.

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