A automação industrial é uma parte central da Indústria 4.0, transformando dados em ações eficazes e integrando diversas tecnologias. Nesse contexto, os protocolos de comunicação são essenciais para eficácia na integração das tecnologias. Eles permitem que diferentes dispositivos e sistemas "conversem" entre si de forma eficiente e segura.
Ao longo deste artigo vamos conhecer os 10 protocolos de comunicação mais usados na automação industrial, suas características e como eles contribuem para a eficiência das operações industriais. Continue lendo e fique por dentro!
O QUE É UM PROTOCOLO DE COMUNICAÇÃO?
Protocolos de comunicação são conjuntos de regras e normas que definem como os dados são transmitidos e recebidos entre diferentes dispositivos em uma rede.
Em outras palavras, eles são a "linguagem" comum que dispositivos diferentes usam para se comunicar de maneira eficiente e precisa. Sem esses protocolos, seria extremamente difícil ou até impossível para dispositivos de diferentes fabricantes e com diferentes finalidades trocarem informações de maneira confiável.
Os principais elementos de um protocolo de comunicação são:
- Transmissor: O dispositivo que envia a informação;
- Receptor: O dispositivo que recebe a informação;
- Meio: O caminho físico ou lógico pelo qual a informação é transmitida (por exemplo, cabos, ondas de rádio, etc;
- Mensagem: A informação real que está sendo transmitida;
- Regras de transmissão: Conjunto de normas que define como e quando os dados são enviados, incluindo formatos de mensagem, códigos de erro, e procedimentos de correção.
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PRINCIPAIS PROTOCOLOS DE COMUNICAÇÃO INDUSTRIAL
Veja abaixo uma lista com alguns dos protocolos mais utilizados pelas indústrias atualmente.
1. MODBUS
Modbus é um dos protocolos mais antigos e amplamente utilizados na automação industrial. Desenvolvido pela Modicon (agora Schneider Electric) no final dos anos 1970, Modbus é conhecido por sua simplicidade e eficácia.
Ele permite a comunicação entre dispositivos em uma rede serial e pode ser utilizado sobre meios físicos como RS-232, RS-485 e Ethernet (Modbus TCP/IP).
Seus modos de transmissão são: Modbus ASCII e Modbus RTU.
Suas principais vantagens é o fato dele ser de fácil implementação, além de ser altamente interoperável. E suas desvantagens são as limitações na velocidade e segurança.
2. PROFIBUS
Profibus (Process Field Bus) é um padrão de comunicação criado pela Siemens. Utilizado amplamente em ambientes industriais, o Profibus permite a comunicação entre controladores e dispositivos de campo.
Existem duas variantes principais: Profibus DP (Descentralized Peripherals) e Profibus PA (Process Automation).
Suas vantagens são a alta velocidade de comunicação, robustez e confiabilidade. A desvantagem é sua complexidade mais elevada para instalação e manutenção.
3. PROFINET
Profinet é a evolução do Profibus para atender às necessidades da Indústria 4.0, utilizando a tecnologia Ethernet. Este protocolo permite a comunicação em tempo real entre controladores e dispositivos de campo, oferecendo alta largura de banda e flexibilidade.
Entre as vantagens se destacam sua alta velocidade e flexibilidade; a desvantagem é por necessitar da infraestrutura de rede Ethernet.
4. OPC CLÁSSICO
OPC (Open Platform Communications) Clássico é um conjunto de especificações que permite a comunicação entre dispositivos industriais e sistemas de software. Inclui padrões como OPC DA (Data Access), OPC A&E (Alarms & Events) e OPC HDA (Historical Data Access).
Ele é um dos protocolos de comunicação mais utilizados, o que facilita a integração de dispositivos diversos. Uma desvantagem é a complexidade na configuração de segurança.
5. OPC UA
OPC UA (Unified Architecture) é um protocolo de comunicação baseado no modelo cliente-servidor, projetado para fornecer interoperabilidade entre sistemas diversos.
Diferente do OPC clássico, o OPC UA é independente de plataforma e fornece robustas capacidades de segurança.
Como vantagens podem ser citadas a escalabilidade do sistema e sua desvantagem é a complexidade na configuração inicial.
6. CANOPEN
CANopen é um protocolo baseado na tecnologia CAN (Controller Area Network), utilizado principalmente em sistemas embarcados e automação de fábrica. É conhecido por sua robustez e eficiência em sistemas de controle distribuído.
Contudo, este protocolo é um tanto limitado em termos de largura de banda, o que pode ser uma desvantagem para determinadas indústrias.
7. DEVICENET
DeviceNet é um protocolo de rede industrial baseado na tecnologia CAN, desenvolvido pela Rockwell Automation.
Ele permite a comunicação entre dispositivos de campo como sensores e atuadores, oferecendo uma estrutura de rede aberta e interoperável.
É um protocolo de fácil integração e baixo custo. Porém, pode ser limitado em termos de distância e velocidade de comunicação.
8. FIELDBUS
Fieldbus é um protocolo de comunicação digital usado em redes locais de dispositivos de automação industrial. Permite a comunicação bidirecional em tempo real, conectando sensores, atuadores e controladores.
O sistema possui complexidade maior na instalação e configuração.
9. HART
HART (Highway Addressable Remote Transducer) é um protocolo de comunicação que combina sinais analógicos e digitais em um único cabo. É amplamente utilizado para calibrar e ajustar dispositivos como sensores e atuadores.
É um protocolo de comunicação de rede de baixo custo e fácil instalação, porém, pode apresentar limitações na velocidade de transmissão de dados.
10. MQTT
MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) é um protocolo de comunicação leve, ideal para redes com largura de banda limitada. Utilizado principalmente em aplicações de Internet das Coisas (IoT), permite a troca eficiente de mensagens entre dispositivos.
O MQTT é altamente eficiente em redes de baixa largura de banda. Mas, pode não ser adequado para aplicações que exigem alta segurança e velocidade.
