PROFINET

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PROFINET é uma rede baseada em um padrão de comunicação Ethernet Industrial padronizado pelas normas IEC 61158-5 e IEC 61158-6, 100% compatível com a tecnologia Ethernet ( IEEE 802.3 ) adotada pela associação PI - PROFIBUS & PROFINET International. Utilizada principalmente em aplicações de automação industrial. [1]

Por muitos anos a comunicação através da rede Ethernet tem sido utilizada na indústria entre equipamentos como interfaces homem máquina ( IHM ), controladores lógicos programáveis ( CLP’s ), sistemas SCADA, e também para programação, configuração e monitoramento, entretanto, não havia uma rede baseada em Ethernet destinada ao controle de dispositivos de campo ( motores, válvulas, inversores, sensores etc. ) atendendo a demanda de aplicações de automação industrial.

Desenvolvida com foco em comunicação industrial, adotando virtudes do padrão Ethernet e aumentando o escopo dos modelos de comunicação, PROFINET disponibiliza comunicação em tempo real, determinismo, gerenciamento, integração com a web, segurança integrada, especificações como LLDP ( Link Layer Discovery Protocol ), SNMP ( Simple Network Management Protocol ), HTTP para acesso à web, padrões wireless IEEE 802.11 e suporta outras tecnologias de tecnologia da informação ( TI ).

Áreas de aplicação[editar | editar código-fonte]

PROFINET utiliza o mesmo padrão Ethernet IEEE 802.3 que escritórios e departamentos de TI, oferecendo vantagens como: velocidade, alcance, capacidade de usar pontos de acesso, roteadores, switches, hubs que são mais acessíveis que dispositivos com portas de comunicação equivalentes. Sua capacidade tem sido aumentada para suprir as necessidades e condições encontradas na indústria, pode ser utilizada em qualquer aplicação industrial seja em automação de manufatura, controle de movimento ou automação de processos, sendo possível misturar e combinar aplicações. [2]

Perfil[editar | editar código-fonte]

PROFINET possuí configurações pré definidas disponíveis para uso em dispositivos específicos ou aplicações. Os perfis são especificados e publicados por grupos de trabalho da "PROFIBUS & PROFINET International", são importantes para interoperabilidade, abertura e permutabilidade. O usuário pode se certificar de que equipamentos similares de diferentes fabricantes funcionam de forma padronizada. Existem perfis PROFINET para encoders, outros perfis especificos para controle de movimento ( PROFIdrive ), functional safety ( PROFIsafe ) e eficiência energética ( PROFIenergy ) por exemplo.

PROFIenergy[editar | editar código-fonte]

PROFIenergy é um perfil do protocolo de comunicação PROFINET que permite o gerenciamento de energia de equipamentos de automação em manufatura gerando redução de custos de energia.

O perfil PROFIenergy foi requisitado em 2009 pelo grupo AIDA, fabricantes alemães de automóveis ( Audi, BMW, Mercedes, Porsche e VW ) que desejavam ter uma forma padronizada de gerenciar ativamente o uso de energia em suas plantas.

O protocolo foi criado pela associação "PROFIBUS International ( PI )", aplicável em toda a indústria, inclui serviços de monitoramento da demanda de energia em tempo real.

PROFIsafe[editar | editar código-fonte]

"PROFIsafe" ( perfil para tecnologia segura ) é um padrão de comunicação que permite tanto comunicação segura ( fail-safe ) quanto comunicação padrão no mesmo barramento.

Muitos fabricantes de componentes e usuários finais de tecnologia fail-safe ajudaram a PROFIBUS Internacional ( PI ) a desenvolver este padrão aberto, definido pela IEC 61784-3-3 como um padrão internacional.

O perfil PROFIsafe permite comunicações seguras para PROFIBUS e PROFINET com base em componentes de rede padrões [3] . Suporta aplicações seguras em uma extensa diversidade de aplicações. Ao invés de utilizar barramentos especiais (específicos) para as funções de segurança, integra a automação de segurança e a de controle numa única rede, através de uma solução aberta, resultando na redução dos custos efetivos de cabeamento, na consistência do sistema em relação à parametrização e funções remotas de diagnósticos. Garante a segurança em sistemas de controle descentralizados e dos mecanismos de segurança de dispositivos e equipamentos. [4]

Uma vez que o PROFIsafe foi desenvolvido com base em componentes de comunicação já existentes, como switches e cabos, as medidas de segurança são implementadas nos componentes relacionados a segurança ( CLPs, inversores, etc. ), e não no meio de transmissão ( também chamado canal de transmissão ). Este último considerado um "black channel", de modo análogo a um "black box". Esta forma de gerenciar as informações de segurança permite que sejam utilizados componentes convencionais de comunicação e diferentes meios físicos (fibra óptica, wireless), sem comprometimento das funções de segurança.

Flexibilidade[editar | editar código-fonte]

As funcionalidades da combinação da technologia ethernet e do protocolo PROFINET, trazem flexibilidade para o usuário.

Industrial Wireless LAN ( IWLAN )[editar | editar código-fonte]

Industrial Wireless LAN ou IWLAN (Industrial Wireless Local Area Network) é uma rede local que usa ondas de rádio para comunicação industrial. IWLAN reduz custos de manutenção uma vez que não requer cabos para comunicação.

Com a funcionalidade IWLAN o uso de veículos auto guiados e IHM's móveis é possível, além da troca de dados com PROFINET, a conexão IWLAN também pode ser usada para comunicações adicionais via serviços padrões tais como TCP/IP.

IWLAN foi desenvolvido para aplicações industriais baseado no padrão IEEE 802.11, permite comunicação determinística e pode ser usado em aplicações seguras em combinação com PROFIsafe de PROFINET sem medidas adicionais.

Através do uso de PROFINET via IWLAN fabricantes de máquinas e construtores de plantas podem desenvolver novos conceitos com partes moveis de máquinas. Operadores de máquinas tem mais flexibilidade com o uso de IHM's móveis.

Acesso global[editar | editar código-fonte]

PROFINET suporta acesso global às aplicações e aos dispositivos por meio da tecnologia padrão do ambiente ethernet. Deste modo os equipamentos podem ser acessados para monitoramento, controle e diagnóstico remoto.

Ferramentas Web[editar | editar código-fonte]

PROFINET é 100% Ethernet e suporta TCP/IP. Dentre outras coisas, isso permite o uso de tecnologias web, tais como o acesso aos servidores web integrados dos dispositivos de campo.

Expansibilidade[editar | editar código-fonte]

É possível integrar sistemas e redes existentes sem grandes dificuldades, plantas que comunicam via profibus e outros fieldbuses como AS-Interface por exemplo. Estações PROFINET podem ser adicionadas quando necessário, infra estruturas de redes, tanto com fio quanto sem fio, podem ser expandidas usando componentes adicionais, inclusive durante operação, o que permite manutenção e comissionamento livre de erros. Redes PROFINET existentes podem ser expandidas em qualquer momento com uso de componentes de rede adicionais e sem necessidade de mudar a infraestrutura.

Topologia[editar | editar código-fonte]

PROFINET pode ser usado em instalações com estruturas flexíveis de linha, árvore, estrela e anel, eliminando assim a necessidade de soluções personalizadas de alto custo.

A solução é completamente baseada no padrão ethernet: transmissões com fio e sem fio podem ser facilmente combinadas, portanto, a comunicação WLAN e bluetooth pode ser integrada, inclusive para dados em tempo real.[5]

A topologia de rede segue o desenho da máquina, o que significa que custos de cabeamento são reduzidos e o comissionamento é simplificado. Possíveis expansões na topologia são feitas sem medidas adicionais.

Eficiência[editar | editar código-fonte]

Diagnóstico:[editar | editar código-fonte]

Dados completos de diagnósticos podem ser acessados nos dispositivos para localizar falhas rapidamente. Web sites com padrão HTML em dispositivos PROFINET são usados, localmente e remotamente, para diagnóstico.

Alto grau de robustez:[editar | editar código-fonte]

O uso de switches em dispositivos de campo previnem que falhas que ocorram em uma seção da rede influenciem em toda a rede da planta. PROFINET permite o uso de fibra ótica especialmente para áreas que são criticamente sensíveis a interferência eletromagnética.

Rápida troca de dispositivos ( Fast device replacement ):[editar | editar código-fonte]

Ao trocar um dispositivo PROFINET, o controlador de IO detecta o novo dispositivo e automaticamente o inclui na rede.

Um cabo para todos os fins:[editar | editar código-fonte]

Os usuários da rede PROFINET podem fazer toda a comunicação entre máquinas e planta através de um único cabo que transfere dados de processo, dados de diagnóstico e dados de TI, isto gera integração e reduz custos de cabeamento e treinamento.

Performance[editar | editar código-fonte]

Velocidade[editar | editar código-fonte]

Aplicações de controle de movimento rápido precisam de alta velocidade de troca de dados. Tempos de ciclo curtos presentes na rede PROFINET aumentam a produtividade de máquinas e plantas. Na especificação da v3.2 de PROFINET os mecanismos ‚fast forwardingdynamic frame packing e fragmentation foram definidas como uma atualização de desempenho para PROFINET, reduzindo tempos de ciclo para 31.25µs – não restringindo a transferência de dados padrão em paralelo.

Precisão[editar | editar código-fonte]

Comunicação via PROFINET é determinística. Um jitter inferior a um microssegundo resulta em ciclos de precisão máxima e também garante alta qualidade de produção.

Inicialização[editar | editar código-fonte]

Em plantas modulares, controladores de IO devem detectar novas máquinas ou partes de plantas rapidamente. Com inicialização rápida, PROFINET pode detectar dispositivos em até quinhentos milissegundos e conectá-los com o controlador de IO.

Organização[editar | editar código-fonte]

PROFINET é definida por "PROFIBUS & PROFINET International" ( PI ), apoiado pelo clube "Interbus" e, desde 2003, faz parte dos padrões IEC 61158 e IEC 61784.


Ver também[editar | editar código-fonte]

Referências[editar | editar código-fonte]

  1. PROFIBUS & PROFINET International (2009). System Description Version April 2009 Order number 4.132. Visitado em 20 de julho de 2012.
  2. Overview PROFINET. (em inglês)
  3. Perfil PROFIsafe (em inglês)
  4. profibus.org.br/artigos/profisafe.pdf - Artigo PROFIsafe (em português)
  5. (Inglês) Benefícios PROFINET (em inglês)
  • Raimond Pigan, Mark Metter: Automating with PROFINET, 2nd rev. and enl. edition. 2008, ISBN 978-3-89578-294-7
  • Jasperneite, J. Emerging Technologies and Factory Automation, 2005. ETFA 2005. 10th IEEE Conference

Ligações externas[editar | editar código-fonte]