Nos últimos anos, as redes de comunicação industrial tornaram-se fundamental para impulsionar a automação industrial.
Com o avanço de tecnologias como IoT, inteligência artificial e comunicação sem fio, dados apontam que o mercado global de soluções para redes industriais deve saltar de US$40,01 bilhões em 2025 para impressionantes US$125,84 bilhões até 2032, projetando um crescimento anual de 17,8%, de acordo com a Fonte Fortune Business Insight.
Esse crescimento evidencia a necessidade cada vez maior de redes robustas, confiáveis e de alta velocidade, capazes de integrar milhares de dispositivos nos ambientes produtivos altamente conectados da indústria moderna.
Na automação industrial, essa comunicação rápida e precisa entre máquinas, sensores e sistemas é essencial para garantir agilidade, permitir manutenção preditiva e maximizar a produtividade.
Tecnologias como a Ethernet Industrial e protocolos determinísticos, como o TSN (Time-Sensitive Networking), estão elevando o nível de integração, interoperabilidade e segurança, tornando o conhecimento sobre os diferentes tipos de redes de comunicação industrial um fator estratégico para aumentar a competitividade das empresas.
O que são redes de comunicação industrial e como funcionam?
Redes de comunicação industrial são sistemas que permitem a troca de informações entre equipamentos, máquinas, sensores, controladores e sistemas de gestão no ambiente industrial.
Essas redes funcionam organizando a transmissão de dados por meio de protocolos próprios — como Profibus, Modbus, EtherNet/IP, PROFINET, CANopen, entre outros — que padronizam a comunicação entre diferentes dispositivos, mesmo que sejam de fabricantes distintos.
As mensagens viajam por meios físicos como cabos de cobre, fibra óptica ou, mais recentemente, sinais sem fio (Wi-Fi, 5G).
Qual a importância das redes de comunicação para a automação de processos industriais?
As redes de comunicação são como a espinha dorsal que integra todos os componentes do sistema, desde o chão de fábrica até os níveis de gestão.
Sua importância reside na capacidade de permitir a troca contínua e em tempo real de informações entre máquinas, sensores e sistemas de controle.
Suas vantagens incluem o aumento significativo da eficiência operacional, a otimização da produção, a redução de erros e custos, a melhoria da segurança e a agilidade na tomada de decisões.
Quais os principais tipos de redes de comunicação existentes na indústria?
Para otimizar a automação industrial, é de suma importância compreender os diferentes tipos de redes de comunicação. Cada uma possui características e funcionalidades específicas, adequadas a diversas necessidades do ambiente fabril, como veremos a seguir.
Base Ethernet Industrial
Trata-se de uma adaptação da tecnologia Ethernet padrão para atender às exigências de tempo real e robustez do ambiente industrial. É a mais utilizada atualmente na indústria.
Ela permite a comunicação de alta velocidade e grande volume de dados entre controladores, dispositivos de campo e sistemas de gestão, utilizando protocolos específicos para garantir determinismo e sincronização.
Os protocolos indústrias com base Ethernet são: Profinet, Ethernet-IP, EtherCAT, Modbus TCP e Powerlink.
Redes Fieldbus
Os sistemas Fieldbus surgiram nos anos 80 para substituir o cabeamento paralelo por um barramento dedicado, permitindo comunicação entre dispositivos de campo como sensores, atuadores e controladores através de protocolos e meios físicos próprios, geralmente usando um único par de fios, e não cabos Ethernet.
São redes digitais que conectam diretamente dispositivos de campo (sensores, atuadores) a controladores, substituindo a complexa fiação ponto a ponto.
Essas redes facilitam a troca de dados bidirecional e o controle distribuído, e simplificam a instalação, manutenção e diagnóstico de sistemas de automação.
Os protocolos com base em redes fieldbus mais conhecidos são Modbus-RTU, DeviceNet e AS-i.
Redes Sem Fio Industriais
São soluções de comunicação que utilizam ondas de rádio para transmitir dados em ambientes industriais e Wi-Fi.
Elas usam o ar como meio de transmissão para trocar dados, permitindo maior flexibilidade na instalação de equipamentos, fácil reconfiguração de layout fabril e suporte à mobilidade dos dispositivos.
As principais redes sem fio industriais são Wi-Fi Industrial (WLAN/IWLAN), Bluetooth, WirelessHART.
Redes Seriais
São protocolos de comunicação mais antigos, mas ainda muito usados para conectar dispositivos simples ou legados.
Eles transmitem dados sequencialmente através de cabos, geralmente em topologias ponto a ponto (Rede RS232) ou multiponto (Rede RS485), sendo robustas e de baixo custo para aplicações com menor demanda de velocidade.
Qual a rede industrial de comunicação mais usada?
A rede industrial mais usada atualmente é a Ethernet Industrial, especialmente por meio de protocolos como PROFINET, EtherNet/IP e Modbus TCP.
Entre eles, o destaque vai para o PROFINET da Siemens que lidera em participação de mercado nas aplicações industriais baseadas em Ethernet, superando o EtherNet/IP da Rockwell e outros protocolos concorrentes
Principais aplicações das redes de comunicação industrial
Esses sistemas são utilizados em uma vasta gama de aplicações, como no controle de processos, com a troca de dados em tempo real entre sensores, atuadores, controladores lógicos programáveis (CLPs) e sistemas de supervisão (SCADA/DCS), eles garantem a automação precisa de linhas de produção, usinas e fábricas.
Na automação de máquinas e robótica, essas redes coordenam o movimento e as ações de equipamentos complexos, otimizando a velocidade e a precisão.
Além disso, são usados para o monitoramento e diagnóstico remoto, onde coletam dados de desempenho de equipamentos para manutenção preditiva e análise de falhas, reduzindo paradas não programadas.
Com o avanço da Indústria 4.0, as redes industriais também habilitam a conectividade IoT (Internet das Coisas) industrial, integrando dispositivos e sistemas para análise de big data, inteligência artificial e otimização contínua de toda a cadeia de valor, desde a produção até a logística e gestão de energia.
Como escolher a rede mais adequada?
A escolha da rede mais adequada depende fundamentalmente das suas necessidades e objetivos.
Essa escolha deve considerar fatores como a velocidade e largura de banda exigidas para suas atividades (streaming, jogos, trabalho remoto), o número de usuários e dispositivos que se conectarão, os requisitos de segurança para proteger seus dados, a escalabilidade para futuras expansões e, claro, o orçamento disponível para implementação e manutenção.
Avaliar esses pontos garantirá uma rede eficiente e alinhada às suas expectativas.
Diferença entre redes cabeadas e sem fio na indústria
Na indústria, a principal diferença entre redes cabeadas e sem fio reside na sua infraestrutura e características operacionais.
Redes cabeadas, como a Ethernet Industrial, oferecem alta confiabilidade, segurança e largura de banda, sendo ideais para aplicações críticas que exigem comunicação determinística e estável, mas com menor flexibilidade de instalação.
Já as redes sem fio, como WirelessHART ou Wi-Fi Industrial, proporcionam maior flexibilidade, mobilidade e facilidade de implantação, sendo vantajosas para monitoramento de ativos móveis, locais de difícil acesso ou instalações temporárias, embora possam ser mais suscetíveis a interferências e requeiram atenção extra à segurança.
Como funciona a comunicação entre sensores, CLPs e SCADAs?
A comunicação em sistemas de automação industrial ocorre em camadas: sensores coletam dados do processo (temperatura, pressão, etc.) e os enviam para os Controladores Lógicos Programáveis (CLPs) via redes de campo (Fieldbus ou Ethernet Industrial).
Os CLPs processam esses dados, executam a lógica de controle programada e enviam comandos de volta aos atuadores.
Simultaneamente, os CLPs se comunicam com os sistemas SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition), que atuam como a interface central, onde coletam dados dos CLPs para visualização, análise, armazenamento histórico e permitem que operadores enviem comandos de alto nível aos CLPs, tudo isso facilitado por protocolos de comunicação industriais específicos.
Redes de comunicação industrial na Indústria 4.0
Na Indústria 4.0, as redes de comunicação industrial transcendem a mera conectividade, tornando-se o alicerce para a transformação digital e a criação de fábricas inteligentes.
Elas viabilizam a integração horizontal, pois conectam máquinas e processos em toda a cadeia de valor, e a integração vertical, pois unem o chão de fábrica aos sistemas de gestão empresarial (MES, ERP) e à nuvem.
Essas redes devem suportar a troca massiva de dados em tempo real, essencial para a Internet Industrial das Coisas (IIoT), análise preditiva, inteligência artificial e manufatura adaptativa.
Tecnologias como 5G, TSN (Time-Sensitive Networking) e protocolos como OPC UA são cruciais para garantir a latência ultrabaixa, o determinismo e a interoperabilidade semântica necessários para a orquestração de sistemas ciber-físicos, a manutenção preditiva e a otimização contínua da produção, sempre com foco na segurança cibernética.
Conclusão
Em um mercado cada vez mais conectado e desafiador, as redes de comunicação industrial são a espinha dorsal da automação moderna, garantindo produtividade, segurança e inovação na era da Indústria 4.0.
Escolher a tecnologia certa, seja cabeada, sem fio ou híbrida e implementá-la de forma estratégica é o que determina a eficiência e a competitividade de uma planta.
Para que isso aconteça de forma sólida e confiável, contar com um parceiro especializado faz toda a diferença.
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