Quando falamos em redes industriais nos tempos atuais, com certeza em algum momento a palavra Ethernet será introduzida nesta conversa e eu sei que você, caro leitor já vivenciou isso no seu dia-a-dia. A Ethernet Industrial já é uma realidade há algum tempo e está cada vez mais ganhando mercado, mas o que faz dela tão especial e o que é importante na hora de utiliza-la? As repostas para estas perguntas são a minha proposta para você nos próximos parágrafos.

Traçando a rota

O termo Ethernet é a denominação dada a uma das arquiteturas de rede mais utilizadas para redes locais (Local Area Network ou LAN), que nada mais é do que uma interligação de redes limitadas por um espaço físico. Este espaço pode ser uma casa, um escritório, uma fábrica ou uma loja, por exemplo.

Este padrão foi desenvolvido no início da década de 1970, começando com uma taxa de transmissão de 10 Megabits por segundo (Mbps) e posteriormente com a necessidade de um envio mais veloz dos dados, foram criadas algumas extensões da arquitetura, que são a Fast Ethernet (100 Mbps e 1000 Mbps) e a Gigabit (10000 Mbps).

Mas, o que isso tem haver com redes industriais? Tudo. Com o aperfeiçoamento das redes baseadas em Ethernet, algumas empresas começaram a investir capital e know-how em utilizar estes conceitos em ambiente industrial, o que deu origem aos padrões de comunicação que temos hoje no mercado, onde destaco: ProfiNet, EtherNet/IP e EtherCAT.

Por que usar Ethernet na indústria?

Por dois motivos: é bom e funciona, mas as outras redes industriais existentes no mercado também são, então o que eu ganho ao utilizar Ethernet Industrial? Dentre as várias vantagens, podemos destacar:

• Maior disponibilidade de dados, ao se trabalhar com uma rede Ethernet, é muito mais simples disponibilizar diversos pontos de acesso para uma linha de produção, por exemplo, em nível de supervisão;
• Diagnósticos mais detalhados, como o padrão Ethernet já está apto a lidar e transmitir dados de imagem e texto, geralmente suportam diagnósticos com certa riqueza de informações e até animações em alguns casos;
• Configuração, suporte e/ou manutenção podem ser feitos remotamente, graças ao suporte a internet, é possível efetuar ajustes de forma remota apenas disponibilizando a rede local para o usuário via internet;
• Redução no número de periféricos, a rede Ethernet utiliza uma quantidade menor de periféricos do que a maioria de outros protocolos usados na indústria, tudo isso aliado ao fato de que possui uma arquitetura mais simples na hora da montagem;
• Opção de atualizações de produtos via internet, da mesma forma que podemos efetuar possíveis reparos remotamente, também é possível atualizar o firmware de alguns produtos através do acesso via internet da aplicação.

Obviamente, a qualidade de um produto e/ou serviço é definida pela necessidade da aplicação, portanto é de suma importância no processo de escolha de uma rede industrial ter conhecimento do projeto onde será implementado este conceito e quais vantagens são importantes para ele.

Você utilizaria uma Lamborghini em uma corrida de Rally? 

Eu acredito que a sua resposta tenha sido: não, embora uma Lamborghini seja uma renomada marca de automóveis superesportivos, uma competição de Rally é decidida principalmente pela resistência a terrenos com diversas variações e não necessariamente apenas pela velocidade. Portanto, nem sempre o produto mais caro e mais veloz é o melhor para o meu projeto, agora retornando para o mundo da Ethernet Industrial, vamos aprender a como não cometer este tipo de engano.

Um erro muito comum quando se está especificando uma rede baseada em Ethernet Industrial, é utilizar meios físicos/periféricos para uso comercial em ambientes industriais, embora essa prática possa reduzir o custo imediato da aplicação, com o tempo ela vai prejudicar o funcionamento da rede e vai acabar se convertendo em um grande prejuízo. Isso porque o ambiente industrial é totalmente diferente do escritório, o ambiente fabril possui variações de temperatura, interferência eletromagnética (Electromagnetic Interference ou EMI), vibração e em alguns casos até contato com agentes químicos.

Além disso, outro fator muito importante ao especificar uma arquitetura em Ethernet, são as taxas de transmissão de dados que serão empregadas nos sistema, pois os meios físicos (cabos, conectores, switches e módulos) são agrupados em categorias e o uso de uma categoria menor a taxa de transmissão aplicada, pode ocasionar perdas de pacotes enviados (time-out), enquanto o contrário pode fazer com que o projeto fique mais caro do que o que deveria.

Existem alguns tipos de topologia para Ethernet, cada uma com as suas características, como por exemplo:

• Barramento ou Linear, quando existem três ou mais módulos interligados de forma linear e se um módulo para, todos que estiverem depois dele irá parar também;
• Anel, topologia onde a comunicação é realizada de forma bidirecional, ou seja, se houver um cabo for interrompido, a comunicação poderá ser transmitida por um segundo caminho;
• Árvore é basicamente um conjunto de redes em estrela interligadas e respondendo para um concentrador central;
• Estrela, onde os módulos ficam dispersos na planta e são interligados por um concentrador de rede, geralmente um switch.

Mas, como eu escolho a topologia para o meu projeto? Você deve escolher a topologia, levando em consideração o seu processo de produção e as características do sistema escolhido. Se você tiver uma aplicação crítica e que precisa de todos os módulos operando, eu sugiro uma rede em anel, porém se você tem um processo em que cada módulo é responsável por uma etapa de um produto em específico, a topologia linear seria mais interessante.

Outro ponto importante na hora de escolher a sua topologia, é definir qual será o tipo de switch utilizado. Existem basicamente dois tipos de switch, o gerenciável e o não-gerenciável, você escolher o gerenciável para uma aplicação simples aumentará o custo do projeto e no caso contrário, irá comprometer o funcionamento da aplicação.

Agora mãos a obra!

Munido destas dicas espero que você tenha uma ótima experiência especificando o seu primeiro sistema baseado em Ethernet Industrial e caso já tenha utilizado anteriormente, espero ter contribuído para o seu conhecimento. Os meus colegas Marcelo Barboza e Raphael Calegari também enriqueceram o nosso Blog de Automação com suas experiências neste assunto e eu recomendo a leitura!

Caso, tenha alguma dúvida faça contato com a nossa Engenharia de Aplicação, nossos colaboradores estão a disposição para te ajudar.

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Nos vemos em meu próximo post!