Os avanços tecnológicos do Brasil e do mundo são recursos fundamentais para que a companhia mantenha-se ativa no mercado. Eles maximizam a produtividade, a lucratividade e ajudam na fidelização da clientela, entre outros benefícios. As redes industriais são uma das tecnologias capazes de fornecer esses proveitos.

Elas devem ser estudadas com cuidado pelo administrador. Caso contrário, sua implementação será falha e não alcançará os resultados esperados. Mas não é preciso ser um perito na área da informática ou programação para entender o básico sobre o assunto.

Para que você tome a decisão correta e não cometa erros na adoção dessa tecnologia, explicaremos detalhadamente o que são as redes industriais, qual a sua importância, as diferenças entre seus tipos e como aplicar cada uma, dependendo de sua finalidade.

O que são redes industriais?

As redes industriais são uma forma de automação de indústria, que consistem em protocolos de comunicação usados para supervisionar e gerenciar processos.

Isso se dá por meio de uma veloz e precisa troca de informações entre sensores, computadores, máquinas, atuadores, entre outros equipamentos. O diferencial da tecnologia consiste no fato de que o procedimento será feito de forma automática, dedicada ao contexto e ao ambiente industrial.

Conforme a indústria cresce, os processos tornam-se mais complexos e variáveis, necessitando um elevado grau de controle e regulação. O desenvolvimento industrial está intrinsecamente atrelado ao mecanismo de conexão entre dados. Caso ele não seja eficiente, a produção ficará estagnada.

Qual a importância na Indústria 4.0 e IIoT?

Caso você não esteja familiarizado com esses termos, confira um breve conceito deles: a indústria 4.0, ou quarta revolução industrial, é um termo utilizado para conceituar um ambiente digital onde dados, usuários e máquinas trocam informações. Os dados percorrerão caminhos na forma horizontal e vertical, para que haja interoperabilidade dos diferentes processos.

Para que sua existência seja possível, é preciso construir uma infraestrutura adequada, implementar um sistema de segurança e realizar a conexão com a Internet das Coisas – IOT —, ligando a um Big Data – conjunto de dados armazenados.

A Industrial Internet of Things (IIOT) incorpora as tecnologias de Big Data, de Aprendizado de Máquina – método que automatiza o desenvolvimento de modelos analíticos. Seu objetivo é garantir uma consistente e acurada comunicação de dados.

As redes industriais orientadas para essas tecnologias são protocolos adaptados especificamente para atender à alta demanda de dados de uma indústria. Isso significa que ela deve ser ágil, precisa, atender aos níveis hierárquicos e permita escalabilidade — devido ao constante crescimento da empresa.

Quais as diferenças entre as redes industriais?

As redes industriais são divididas em três grandes grupos: sensorbus, devicebus e fieldbus. Para implementá-los com perfeição na companhia, é preciso entender seu funcionamento e como eles interligam-se.

Além disso, também existe a Ethernet, outra modalidade de rede que deu origem a outro grupo de redes industriais. Confira uma breve explicação de cada um deles:

Sensorbus

Como o próprio nome indica, a sua principal é função é conectar as redes de sensores digitais e atuadores. O protocolo transmite dados de pequeno tamanho à rede, exigindo um processamento mínimo por parte do sensor.

Eles não buscam cobrir longas distâncias: a preocupação aqui é manter os custos de conexão os mais baixos possíveis. Por isso, os equipamentos necessários são mais simples.

Na prática, o sensorbus leva a informação dos sensores conectados aos cartões de entradas e saídas até o Controlador Lógico Programável (CLP), que é um computador industrial projetado para comandar e monitorar processos industriais. As redes mais utilizadas no ambiente industrial são as chamadas “rede Asi” e “rede Interbus”.

Devicebus

A função desse protocolo é intermediar a transferência de dados entre o Sensorbus e o Fieldbus. Seu objetivo é fazer com que os sinais analógicos – como transmissores – e os digitais levem dados do chão de fábrica ao CLP.

Seu controle de malhas é sobre variáveis de processo, como pressão, nível, vazão temperatura, etc. É capaz de cobrir distâncias de centenas de metros e faz rápidas transferências de dados. Para indústrias, são recomendáveis as Modbus, Profibus DP e Devicenet.

Fieldbus

O Fieldbus é uma tecnologia de comando, que determina a performance da comunicação. Sua finalidade é fazer com que os sinais dos transmissores, analisadores e posicionadores alcancem o CLP, para que ele possa realizar a lógica de malhas dos processos citados no tópico anterior.

Esse sistema de comunicação permite a interligação em rede de múltiplos instrumentos, realizando funções de controle e monitoração de processos e estações de operação – IHM.

A tecnologia apresenta um baixo custo de implantação, pois requer pouca mão de obra e poucos materiais de montagens. Normalmente, as redes Foundation Fieldus e Profibus PA são as mais utilizadas nas indústrias de processos contínuos, como as de petroquímica e mineração.

Rede Ethernet

Ao final dos anos 90, o Fieldbus já era usado na maioria dos projetos de automação industrial, porém as Redes Ethernet já haviam sido inventadas em 1973. Conforme o tempo passou, essa tecnologia desenvolveu-se e tornou-se o padrão mais aceito no mundo para intercomunicação de dados em rede.

Isso é devido aos diversos benefícios garantidos em comparação às demais redes:

• rede de implementação simples;
• custos reduzidos;
• permite uso de diversos protocolos;
• em constante evolução;
• pode ser aplicada tanto em ambientes domésticos quanto industriais;
• interoperável e escalável.

A rede Ethernet é um complexo composto de diversos dispositivos, incluindo diferentes switches que controlam tráfego de dados, dispositivos de segurança – firewall –, protocolos que convertem padrões – gateway – e um servidor que age como intermediário entre servidores – proxy.

Essa tecnologia deu origem a diversas outras redes, que podem ou não ser utilizadas, dependendo da finalidade da indústria. Confira quais são as principais:

TCP/IP

O Protocolo de Controle de Transmissão (TCP) e o Protocolo de Internet (IP), juntos, formam um aglomerado de protocolos para comunicação de computadores. Suas vantagens marcantes são:

• rede padronizada
• interconectividade
• permite roteamento
• conexão à internet
• robusto

Modbus/TCP

Seus dados são encapsulados em TCP e trabalha com CSMA/CD. Isso significa que o protocolo gerencia o tráfego, garantindo o pleno funcionamento das redes Ethernet. São algumas de suas utilidades:

• consolidação dos protocolos
• fácil configuração
• frame simples
• permite que padrões sejam facilmente convertidos

Profinet

Disponibiliza controle em tempo real, gerenciamento, segurança integrada, padrões de conexão sem fio IEEE 802.11, integração com a internet e outras inúmeras tecnologias da tecnologia e informação. Além disso, também traz os seguintes benefícios:

• protocolo aberto, ou seja, de fácil modificação
• manutenção inteligente
• plena disponibilidade e segurança
• sincronia em tempo real dos dados

Ethernet/IP

Construída sobre protocolos de TCP/IP, essa rede opera de modo transparente com todos os dispositivos de padrão Ethernet disponíveis da atualidade. Suas vantagens são:

• abrange múltiplas tecnologias da Tecnologia da Informação – TI e Tecnologia da Automação – TA
• gerencia redes na TA
• diagnóstico avançado
• sincronia e segurança nos dados

Entender como funcionam e quais são as aplicabilidades das redes industriais é fundamental para que elas sejam implementadas corretamente na indústria. Com a leitura deste artigo, você passa a conhecer como realizar a conectividade da indústria 4.0 e unificar toda a troca de dados da cadeia produtiva.