A comunicação industrial envolve grande volume de dados e muitos equipamentos interligados. Para que a transmissão dessas informações sobre processos fabris seja adequada, a opção mais adotada é o protocolo Ethernet.
Simples e fácil de usar, este padrão de conexão faz a troca de mensagens entre computadores, controladores, robôs e outros equipamentos industriais.
Entenda agora como ele revolucionou desde o chão de fábrica até os setores administrativos. Descubra o seu conceito, suas versões, vantagens e a sua relação com a automação.
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A Ethernet é um meio físico de comunicação de redes locais (LAN) que faz a conexão entre sistemas e dispositivos para o envio de pacotes de dados, identificando possíveis colisões.
Suporta longas distâncias e taxas de bits elevadas, e pode ser aplicada a equipamentos novos e antigos, com performance em tempo real.
Suas versões industriais têm alta disponibilidade e suportam atuar em ambientes severos, sob temperaturas extremas, pois têm construção especial que a protegem contra vibrações, impactos e ruídos.
Para gerenciar o tráfego de informações e para que o sistema funcione corretamente, são usados switches industriais, gateways, firewalls, entre outros elementos.
Sua arquitetura pode ser linear, em estrela ou em anel. O uso conjunto entre tipos diferentes de estrutura também é feito.
Criada em 1973, a Ethernet é considerada o padrão de rede mais difundido no mundo para a intercomunicação de dados.
Sua primeira versão foi desenvolvida por Robert Metcalfe e Dave Boggs, que trabalhavam na Xerox Palo Alto Research Center (PARC), na Califórnia. A primeira especificação do padrão foi registrada em 1980.
O principal uso do padrão é funcionar como tecnologia LAN, conectando uma série de dispositivos, como os computadores que, em sua maioria, vêm com uma entrada para cabo Ethernet, devido à sua simplicidade e popularidade.
Esse protocolo garante o compartilhamento de dados e arquivos entre máquinas da mesma rede, facilitando, por exemplo, as atividades empresariais.
Mesmo com a ampla utilização do Wi-Fi, os cabos Ethernet ainda são muito procurados, principalmente devido à sua velocidade estável, que garante um envio mais confiável de arquivos e dados – muito importante para a indústria.
Confira a seguir os principais benefícios e pontos negativos dessa famosa tecnologia.
Há vários modelos de redes Ethernet desenvolvidas especialmente para as empresas. Veja algumas:
Capaz de ligar dois dispositivos em uma rede local, possibilitando a troca de dados sem a necessidade de um provedor externo. É muito utilizada pelas indústrias, por causa de sua alta velocidade.
Transmite informações a uma taxa entre 10 e 100 Mbps (megabits por segundo), com uso indicado de fibra óptica. Suporta cabos de até 100 metros – distância que pode ser ampliada com o uso de repetidores.
Faz a transmissão de dados, preferencialmente por fibra óptica, em velocidade ainda maior: até 1 Gbps (gigabit por segundo), sendo dez vezes mais rápida que a Fast Ethernet. Sua especificação mais comum é a 1000BASE-T, que utiliza cabos com 4 pares trançados.
As redes Wi-Fi costumam atender adequadamente à maioria das aplicações, por conta de sua versatilidade e poucas limitações de instalação.
Já a Ethernet, apresenta maior velocidade, menor latência e conexões mais confiáveis, oferecendo mais estabilidade na comunicação.
A rede LAN (Rede de Área Local) conecta computadores e periféricos, com funções de trabalho centralizadas e nenhuma limitação de transmissão.
Já a Ethernet é adotada em acessos locais para levar Internet aos equipamentos, utilizando-se de um cabo. Sua função de trabalho é descentralizada e há limitações em sua transmissão.
Os principais protocolos industriais para Ethernet são o TCP/IP, Modbus/TCP, Profinet, Ethernet/IP, IEC-61850, Ethercat e OPC UA. Vamos discorrer sobre alguns deles.
Ethernet/IP é um protocolo de comunicação baseado em Ethernet que é amplamente utilizado em ambientes industriais. Viabiliza a troca de dados em tempo real entre dispositivos de automação, como controladores, sensores e atuadores.
É um protocolo aberto e suporta uma ampla variedade de dispositivos, o que o torna uma escolha popular na indústria.
Profinet é um protocolo de comunicação desenvolvido pela Profibus International. Ele é projetado para uso em ambientes industriais e oferece comunicação eficiente para dispositivos de automação.
Suporta uma ampla variedade de dispositivos, desde controladores até sensores e atuadores, e possui recursos avançados de diagnóstico e configuração.
Modbus TCP/IP é uma extensão do protocolo Modbus, que foi originalmente desenvolvido para comunicação em redes seriais.
Ele é amplamente adotado em ambientes industriais devido à sua simplicidade, baixo custo e suporte para uma ampla variedade de dispositivos.
A Ethernet industrial é amplamente utilizada em diversos setores devido à sua confiabilidade, velocidade e capacidade de comunicação em tempo real. Aqui estão algumas das principais aplicações dessa rede em diferentes áreas:
A Ethernet industrial é amplamente utilizada em processos de automação industrial, de modo a alavancar a comunicação entre controladores, dispositivos de entrada/saída, máquinas e sistemas de supervisão.
Desempenha um papel fundamental na:
A Ethernet industrial é essencial para a monitorização e controle de sistemas de geração, transmissão e distribuição de energia. Contribui para uma operação mais eficiente e confiável, sendo base para a comunicação entre:
A rede também se aplica em sistemas de transporte, como tráfego urbano, ferrovias e aeroportos. Melhora a eficiência e a segurança, possibilitando a integração de sistemas de:
A Ethernet industrial desempenha um papel crucial na automação de processos e monitoramento em ambientes de exploração, produção e refino de petróleo e gás.
Ela permite a comunicação e o controle em tempo real de:
Essa tecnologia também é componente essencial em sistemas de automação predial, possibilitando um gerenciamento centralizado e eficiente dos sistemas, o que resulta em maior eficiência energética e conforto para os ocupantes.
A Ethernet permite a integração de dispositivos de:
Essas são apenas algumas das muitas aplicações desse mecanismo de comunicação nos diversos setores da indústria.
Sua versatilidade e capacidade de comunicação em tempo real tornam-na uma tecnologia fundamental para o avanço da automação e otimização de processos em ambientes industriais.
Apesar das conexões sem fio (Wi-Fi) serem amplamente usadas, a Ethernet ainda traz vantagens sobre elas.
Com o protocolo, não há problemas com interferência no sinal ou perda de qualidade na conexão por causa da quantidade de equipamentos. Conheça agora outros de seus pontos positivos.
Os softwares funcionam bem, sem oscilações ou quedas bruscas de velocidade. Com a Ethernet, não há a necessidade de ficar configurando o roteador sempre, por queda de conexão.
Isso porque a conexão por cabos deste protocolo mantém contato físico direto entre o modem e o computador.
A Ethernet previne a perda de dados, já que a conexão cabeada, ou seja, por meios físicos, é mais difícil de ser violada. Caso ocorra algum vazamento ou irregularidade, ele será percebido mais rapidamente.
Fácil de projetar e instalar, a Ethernet aceita trabalhar com vários protocolos. Padronizada por normas internacionais, ela pode ser implementada não somente em indústrias, como também em ambiente domiciliar.
Tem alto grau de escalabilidade, ou seja, a rede pode crescer de acordo com a demanda. Além disso, é interoperável e em variadas aplicações, com diferentes equipamentos.
O gerenciamento também é facilitado porque pode ser feito remotamente, para acompanhar todos os processos produtivos.
Em comparação com a conexão Wi-Fi, a Ethernet é mais veloz e mais barata. Tanto as redes domésticas como as industriais se beneficiam da fibra óptica.
O cotidiano industrial exige o uso de um protocolo que permita a comunicação entre equipamentos como CLP’s, atuadores, sensores e inversores de frequência.
O diálogo deve ser ágil e fluido, com capacidade para grandes volumes de dados. A troca de informações também precisa ser em alta velocidade, para não prejudicar o desempenho dos processos industriais.
E a Ethernet atende a todos esses requisitos, evoluindo junto à Tecnologia da Automação (TA). O protocolo industrial dá a estrutura necessária para que os processos automatizados sejam eficazes.
Isso é importante para o cenário deste setor, que tende a crescer cada vez mais nos próximos anos. Segundo o relatório da Valuates Reports, citado pelo Yahoo Finance, o mercado atingirá US $3.192,7 milhões até 2027.
Ao longo deste conteúdo, mostramos que a Ethernet não é popular à toa. Ela une praticidade à eficiência e segurança, sem contar o seu baixo custo.
Concluímos, então, que para ter alta velocidade e confiabilidade nas redes industriais, vale a pena investir em um dos tipos que o protocolo apresenta, com garantia de retorno positivo em relação à transmissão de dados.
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