Aplicando Ethernet Industrial

Por Editor | 28 de abril de 2016

Dicas e técnicas que irão ajudá-lo a configurar e manter uma rede Ethernet industrial.

A Ethernet industrial é usada para conectar dispositivos como PLCs, E/S local e distribuída, servocontroladores e drives no chão de fábrica e em instalações industriais. Nessa capacidade, ele conecta várias peças de hardware e possui muitas opções de cabos, conexões e configurações.

Para visualização e monitoramento, a Ethernet industrial conecta HMIs embarcadas e baseadas em PC aos controladores e entre si. Também é usado para conectar HMIs à Internet e a servidores de nível superior que executam historiadores, qualidade, manufatura e outros aplicativos corporativos.

Todas essas comunicações Ethernet industriais requerem duas coisas: uma conexão física ou camada e configuração baseada no protocolo. A conexão física define os requisitos elétricos, de cabo e de conexão. A configuração do protocolo especifica o idioma comum dos dados nas mensagens de comunicação.

Os switches são uma parte importante de qualquer instalação Ethernet e os switches gerenciados geralmente podem melhorar significativamente o desempenho da rede.(Fonte: AutomationDirect.com)

Comece com o básico Os cabos Ethernet industriais não são criados iguais, portanto, considere as velocidades de rede ao projetar e selecionar o cabeamento. Em seguida, selecione o protocolo de comunicação para comunicação entre os dispositivos.

Depois de determinar os protocolos e as necessidades de velocidade da rede, você terá a opção de selecionar um patch cable ou um cabo cruzado, e isso importa? No mundo comercial, a maioria dos dispositivos pode fazer crossover automático (Auto-MDIX) e usar cabeamento crossover, mas nem todos os dispositivos industriais podem. Portanto, a recomendação é usar cabos patch para conectar dispositivos finais, como CLPs e IHMs a switches Ethernet, e usar cabos cruzados para conectar dispositivos finais diretamente sem um switch.

Os conectores RJ-45 são usados ​​para a maioria das conexões Ethernet, mas muitos dispositivos usam esse mesmo conector para RS-232. Verifique cuidadosamente os dados técnicos do dispositivo antes de conectá-lo.

Com a conexão entendida, a questão de blindado versus não blindado geralmente surge em aplicações Ethernet industriais. É uma boa prática de projeto usar cabo blindado sempre que possível em ambientes industriais porque o ruído elétrico geralmente está presente em motores, VFDs, soldagem e assim por diante. Também é uma boa prática usar pelo menos Cat5e, mas o cabo Cat6 é o melhor caminho a seguir, especialmente para velocidades de gigabit mais altas. A escolha do cabeamento deve ser especificada com base na distância percorrida, largura de banda e outros requisitos.

Outro requisito a considerar tanto para desempenho quanto para compatibilidade é a velocidade de comunicação e a capacidade de half ou full duplex. Embora a compatibilidade duplex possa ser superada usando um switch gerenciável—discutido em mais detalhes posteriormente—o desempenho é limitado ao dispositivo mais lento.

Para a maioria das aplicações de automação industrial, a velocidade do link geralmente é de 100 Mb e não é crítica, pois a maioria dos protocolos industriais não requer nem perto da velocidade total (largura de banda) disponível. No entanto, a velocidade do link é um fator adicional ao observar o desempenho.

Aqui estão alguns dos pontos-chave ao usar Ethernet industrial.

Com dispositivos half duplex, o dispositivo (nó) pode apenas transmitir ou receber dados; não pode fazer as duas coisas simultaneamente. Assim, seu desempenho é mais lento do que os arranjos full duplex, que podem fazer as duas coisas. Além disso, é comum ver dispositivos half duplex descartando pacotes sob carga pesada devido a colisões de dados.

A maioria dos dispositivos (nós) com largura de banda de 100 Mb ou mais usa full duplex. Embora isso acelere a transmissão de dados, ainda pode haver problemas de compatibilidade.

Embora o Dispositivo A tenha uma porta Ethernet e o Dispositivo B tenha uma porta Ethernet, eles podem não conseguir se comunicar. Provavelmente, os dispositivos estão usando mais camadas para comunicação do que apenas Ethernet. Eles provavelmente estão usando várias camadas com base no modelo Open System Interconnection (OSI), que define sete camadas (Figura 1) para comunicação. Cada camada utilizada deve ser compreendida por ambos os dispositivos.