Protocolo CLP: Quais são, quais os principais e suas aplicações?
Automação Industrial

Protocolo CLP: Quais são, quais os principais e suas aplicações?

Códigos que permitem o diálogo entre computadores e a realização de processos, os protocolos de comunicação são ferramentas tecnológicas que ajudam a melhorar os resultados na indústria.

Para fazer a transferência de dados, cada um segue regras específicas. Por isso, definir o tipo certo contribui para um negócio melhor gerenciado.

Neste post, você vai saber o que são os protocolos de comunicação, quais os principais, onde são aplicados, o protocolo CLP mais usado e muito mais.

Boa leitura!

Quais os principais protocolos de comunicação industrial?

Os protocolos de comunicação são um conjunto de especificações objetivas entendidas por sistemas computacionais, que permitem o diálogo entre equipamentos diferentes em uma mesma rede. Ou seja, são elementos que possibilitam uma troca de informações funcional e estável, que servem para ajudar máquinas e sistemas a atuarem conforme o desejado.

Por isso, cumprem importante papel na automação industrial, pois conseguem supervisionar e gerenciar processos, por meio de autenticações, detecções e correção de erros, sinalizações, entre outras funções.

Existem diversos protocolos que são implementados em hardware e software e fazem comunicação analógica e digital entre sensores, atuadores, computadores, máquinas e outros equipamentos.

Os protocolos mais empregados são: Profinet, Profibus, Ethernet/IP, DeviceNet, CANopen, EtherCAT, Modbus, AS-interface, ControlNet e OPC Clássico.

Eles estão em constante aprimoramento e atualização, o que faz sempre surgir novas versões no mercado. Vamos conhecer um pouco mais sobre cada protocolo:

  • Profinet protocolo baseado em Ethernet capaz de conectar dispositivos como sensores e atuadores a sistemas de controle de processos.
  • Profibus uma das linguagens digitais mais utilizadas para comunicação industrial entre equipamentos conectados em rede, tem como principal característica a interoperabilidade.
  • Ethernet/IP – usado em aplicações de automação, é construído sobre TCP/IP e usa hardware e software já estabelecidos para especificar um protocolo de aplicação para acessar, configurar e controlar dispositivos industriais.
  • DeviceNet – protocolo aberto baseado em CAN que atua com equipamentos simples como módulos de I/O, sensores e atuadores, até outros mais complexos, como Controladores Lógico Programáveis (CLP).
  • CANopen – É um protocolo serial que usa telegramas CAN para troca de dados em rede. Ele descreve os serviços da camada 2 de enlace de dados do modelo OSI.
  • EtherCAT – Baseado em Ethernet, tem alto desempenho, baixo custo e é fácil de usar, pois sua topologia é flexível e usa configuração mestre/escravo.
  • Modbus – protocolo serial que faz a interligação entre unidades remotas (RTU) e computadores com softwares de supervisão instalados. É ideal para automação industrial e muito aplicado em CLPs.
  • AS-interface – conhecido também como AS-i, é indicado para aplicações mais simples, como máquinas e equipamentos menores. O transporte de dados e energia é feito pelo mesmo cabo, o que reduz o custo da instalação.
  • ControlNet – veloz, esse protocolo é ideal para aplicações com alto fluxo de dados. Suas atualizações de E/S e intertravamento entre controladores têm prioridade sobre uploads e downloads de mensagens e programas.
  • OPC Clássico – baseado na ferramenta da Microsoft OLE, realiza a integração dos equipamentos de chão de fábrica com os sistemas de controle. Possui três especificações que permitem o acesso a informações de processo, alarmes e dados históricos.
Protocolo CLP

Quais são os principais protocolos utilizados na indústria 4.0 atualmente?

Em aplicações da manufatura avançada, dois protocolos são geralmente adotados: o OPC UA e o MQTT. Eles atendem às necessidades da indústria moderna, que exige máxima eficiência e segurança.

O OPC UA é uma evolução do OPC Clássico e diz respeito a um sistema aberto de comunicação que consegue realizar troca de informações com diversos dispositivos, usando tecnologia binária.

Conhecido pela leveza e flexibilidade, o MQTT (Message Queue Telemetry Transport) é muito usado em sistemas IoT (Internet of Things). Pode ser aplicado em hardwares de equipamentos restringidos ou em redes com banda limitada e latência elevada.

Quais as principais aplicações dos protocolos nos processos industriais? 

Os protocolos são usados na indústria para possibilitar que parâmetros e programações sejam transportados, criando um fluxo de comunicação.

Com eles, é possível direcionar uma movimentação específica em um servo motor, por exemplo, ou direcionar a atuação de um robô, entre outras funções.

Os protocolos fazem a ligação entre os parâmetros e as ações dos equipamentos automatizados das fábricas, conectando sensores, placas e motores.

Graças a eles, os sistemas funcionam corretamente e podem ser constantemente analisados para melhoria contínua.

Por que se deve usar protocolos de comunicação em uma rede industrial?

Para que a indústria se desenvolva, é essencial uma conexão de dados eficiente.

Nesse contexto, os protocolos possibilitam uma comunicação rápida e precisa entre dispositivos e equipamentos nas fábricas, de forma automática e adequada ao ambiente industrial. Com eles, é possível supervisionar os processos de produção, que são cada vez mais complexos e variáveis, exigindo um controle atento.

Quais são os tipos de redes industriais?

Cada rede industrial tem características específicas e possui determinado número de camadas que realizam as ações necessárias para o transporte de dados. As mais utilizadas são:

  • Sensorbus – leva dados de atuadores e sensores digitais aos CLPs (Controladores Lógicos Programáveis). Geralmente, transmite dados de baixas dimensões e cobre pequenas distâncias. Comunica-se rapidamente com dispositivos por meio de sinais discretos;
  • Devicebus – interliga os controladores industriais e é muito usada com servos motores e outros equipamentos escravos. Transmite informações em bytes e cobre distâncias de até 500m.
  • Fieldbus – tecnologia bidirecional baseada no modelo OSI que surgiu para substituir o sistema de sinal analógico 4-20mA. Sua instalação é simples e requer pouca manutenção.
  • Ethernet – tecnologia simples, eficiente e de baixo custo, que atua com diversos protocolos. Requer componentes como switches, gateways e firewalls.

Qual é o protocolo mais usado?

O Modbus é o protocolo CLP padrão mais utilizado em Controladores Lógico Programáveis – um tipo de computador especializado que permite a programação e a execução dos códigos de automação.

O protocolo faz a transferência de dados entre dispositivos e ajuda a estabelecer uma hierarquia, o que o faz funcionar com servos motores. Gratuito, também é adotado em aplicações de comunicação sem fio.

Qual é a tendência atual da indústria brasileira?

Segundo estudo da HMS Networks, citado pela Revista Automação, a Ethernet industrial teve o maior crescimento de novos nós conectados em aplicações de automação fabril.

A pesquisa ainda aponta que o emprego de tecnologias sem fio, como o WirelessHART, está aumentando rapidamente.

Com grande base instalado no país em indústrias de processos, o protocolo Hart também é muito utilizado.

Protocolo CLP

Conclusão

Esperamos que este artigo tenha sido útil para ampliar o seu conhecimento sobre protocolo CLP, redes e comunicação na indústria.

De fato, a velocidade e eficiência dos diversos protocolos existentes ajudam a aperfeiçoar cada vez mais as atividades fabris.

Para sanar dúvidas e encontrar os melhores produtos para automatizar a sua empresa, fale com a equipe Kalatec.

Até a próxima!

Edilson Cravo

Edilson Cravo

Engenheiro de Aplicação da KALATEC, 25 anos de experiência com mais de 5000 visitas únicas em Indústrias. Especializado em Automação Industrial pela USP e MAUÁ. Atuei em projetos no Instituto Nuclear Brasileiro, Embraer, Rede Globo, USP (Projeto Inspire) entre outros.