Por que utilizar protocolos digitais? PROFIBUS

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Protocolos digitais – PROFIBUS, FOUNDATION Fieldbus, IO-Link, etc.

Ainda hoje os protocolos digitais não são uma verdade absoluta no campo.

Existe uma grande barreira na aplicação de soluções digitais que em teoria irão trazer maior facilidade para o dia a dia. No entanto, muita das vezes geram problemas desnecessários.



O principal fator é a desqualificação técnica das equipes envolvidas na implementação de tais protocolos.

Contextualizando, 90% dos problemas estão ligados a instalação.

Além disso, assim que a planta está rodando depois do comissionamentos conturbado, a equipe que ficou responsável por manter tudo funcionando corretamente, nem sempre foi treinada de forma adequada.

Era uma vez um cliente.

Um exemplo disso foi um feedback durante uma visita de vendas enquanto eu tentava vender wireless, um tabu maior que o PROFIBUS.

O cliente me interrompeu perguntando se eu sabia o motivo pelo qual eles não utilizavam protocolos digitais – eu desconhecia – mas ele fez questão de explicar:

– Nós tentamos isso no passado, mas só tivemos problemas. Não tem mão de obra qualificada e qualquer erro na instalação fazia as redes não funcionarem adequadamente.

Depois dessa experiência decidimos manter o 4-20mA e ficar longe de PROFIBUS, FOUNDATION Fieldbus, etc.

Depois disso fiquei satisfeito em fornecer os equipamentos HART para comunicação apenas 4-20mA.

Sim, qualificação ainda é um grande problema na hora do projeto, instalação, comissionamento e tudo mais.

O que é a rede PROFIBUS?

A rede PROFIBUS é totalmente digital fazendo comunicação entre os instrumentos de campo com sistema de controle, como também, entre os controladores.

A solução PROFIBUS foi desenvolvida para ser implementada em indústria de processos, manufatura etc.

Nos primórdios, nós temos o desenvolvimento do PROFIBUS FMS ( Fieldbus Message Specification ) um protocolo complexo que já não é utilizado nos dias atuais.

Em 1993, tivemos o desenvolvimento do PROFIBUS DP (Decentralised Peripherals) e também tivemos o desenvolvimento do PROFIBUS PA ( Process Automation )

Atualmente,  ainda temos dois tipos de PROFIBUS no mercado, o PROFIBUS DP, PROFIBUS PA.

Além do mais recente PROFINET, utilizando como base a comunicação Ethernet.

O que é o PROFIBUS PA?

Inicialmente, o protocolo PROFIBUS PA foi desenvolvido como uma evolução natural do 4-20mA e HART.



O protocolo é dedicado para aplicação de campo, na realização da comunicação entres os instrumentos de medição com o sistema de controle.

Com um característica bem semelhante ao protocolo FOUNDATION Fieldbus H1. O protocolo PROFIBUS PA utilizada de um cabo de par trançado para alimentar e realizar a comunicação.

Sua estrutura física da rede é conforme a IEC-61158-2.

A velocidade de transmissão de dados na rede PB PA é de 31.25kbit/s. Isso é mais do que suficiente para o tipo de informação enviada e recebida pelos instrumentos de campo.

Sua existência depende da rede PROFIBUS DP, onde através de um coupler ou link você cria a rede PROFIBUS PA.

A rede PB PA é também utilizada em áreas classificadas utilizando uma transmissão intrinsecamente segura.

Os números de instrumentos em uma rede intrínseca normalmente é menor do que em uma rede convencional, mas ambas depende de vários fatores para determinação do número adequado de instrumentos.

Esses fatores são corrente de consumo do instrumento, distâncias, tipo de cabos, etc.

O que é PROFIBUS DP?

A rede PROFIBUS DP foi criada como uma solução de alta velocidade utilizando como base o RS485 e o European EN-50170. No entanto, você também tem aplicação sem fio ou fibra óptica.

O DP significa periferia descentralizada, fazendo menção aos I/O conectados utilizando comunicação serial de alta velocidade totalmente descentralizados. No final, tudo está conectado a um controlador central.

Além disso, o protocolo PROFIBUS DP utilizada como base o modelo OSI (Open System interconnection) no padrão ISO 7498. Cada camada do protocolo tem tarefas definidas.

A rede PB DP é uma rede multimestre utilizando token, onde você tem mestre classe 01 que trabalha com informação cíclicas com informação para fazer controle do processo.

O mestre classe 02 (opcional) trabalha com informações acíclicas, como diagnósticos, alarmes e configuração dos dispositivos.

Outra informação relevante é que rede trabalha com velocidades de 9.6Kbp/s até 12 Mbp/s em uma rede de 100 até 1000 metros.

Na rede PROFIBUS DP você tem uma topologia linear, podendo utilizar gateways, repetidores e terminadores.

Além disso, a rede pode ter um perfil ProfiSafe, podendo ser aplicação em aplicação CAT4 até SIL3.

O que é PROFINET?

O PROFINET pode ser considerado a evolução do protocolo PROFIBUS no geral. Hoje em dia, existem uma grande tendência de utilizar na indústria protocolos baseados em Ethernet (IEEE 802.3) e o modelo OSI.

Sua aplicação vai desde o controle até a comunicação no campo, trazendo uma rede uniformizada e vertical, além de vantagens da TI nas áreas de produção da empresa.

Muitos fabricantes já tem instrumentos de campo com protocolos baseados em Ethernet nativos. A implementação deste tipo de protocolo é simples, pois utiliza um modelo já conhecido e baixo custo de estrutura.

O PROFINET não é um PROFIBUS Ethernet, mas sim um padrão aberto baseado em Ethernet, sendo uma evolução do protocolo PROFIBUS.



Uma grande vantagem do PROFINET é da sua convivência tranquila com o TCP/IP, acrescentando grande vantagens.

Todos equipamentos são conectados a um único barramento, sem utilização de gateways, onde é feito o controle, diagnóstico, etc.

Existem diversas formas para fazer a conexão da rede com uma velocidade de 100 ms até 31,25 microssegundos, como topologias do tipo anel, linha, árvore, estrela, etc.

Organizações.

Organizações como a PB tem feito um trabalho muito bom para tentar diminuir esse “GAP” de conhecimento em redes industriais que vemos em diferentes segmentos.

Mas nem todas organizações são assim, por exemplo, o FieldComm Group está tão perto do usuário quanto você está do presidente do seu país. Bom, eles só cuidam do HART, FF e wirelessHART.

Notícia positiva

A internet está ai para trazer conhecimento de forma mais fácil, nos tornando mais independentes das organizações que nem sempre estão fazendo um bom trabalho.

Muita destas organizações têm muitos cargos bonitos para CV… mas você nunca vê essa galera no campo ajudando na divulgação adequada da tecnologia, com exceção da associação PROFIBUS.

Você tem protocolo digital na sua planta? Deixe seu comentário abaixo.

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1 Comentários

Fabrício Andrade

Tenho 10 anos de experiência no mundo da Automação industrial, comecei minha carreira na JAT Instrumentação, depois trabalhei na Emerson Automation Solutions e Endress+Hauser. Tive a chance de implementar projetos, ministrar treinamentos e resolver problemas em diversas empresas no Brasil e Latina América. Hoje, moro e trabalho na Alemanha desenvolvendo uma plataforma digital para mundo da Automação industrial. Além disso, sou cartunista e baterista nas minhas horas de folga.

1 Comentários

  1. Paulo
    dezembro 29, 2017 em 4:31 pm

    Muito interessante, ainda existe uma barreira muito grande com protocolos digitais. O grande problema no meu ponto de vista é a falta de qualificação para lidar com esses protocolos.

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