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O Profinet na Automação de Processos

Estamos acompanhando a grande evolução dos sistemas de comunicação industrial a partir da Ethernet Industrial, em nosso caso, estamos vendo uma fronteira ser superada, que é a utilização de um protocolo industrial que verticaliza a informação do chão-de-fábrica de forma transparente e simplificada.

Pretendemos neste texto expor de forma prática e objetiva algumas questões que são recorrentes nas indústrias de processos, referentes às comunicações industriais através do padrão Ethernet.

O nosso protocolo é o Profinet, que é a evolução técnica do Profibus, porém lembrando que Profinet não é o Profibus em Ethernet Industrial, mas sim um novo protocolo, com um nível de abrangência de aplicação maior, sem diminuir em nenhum momento o Profibus, que é um protocolo consolidado e confiável e um não veio substituir o outro, mas sim se complementarem.

Estas são algumas das dúvidas recorrentes de engenheiros e técnicos que atuam nas industriais de processo em relação ao uso do protocolo Profinet:

  • É confiável mesmo para controle, por exemplo, nas remotas?
  • Se usar rede Wi-Fi se comporta com as mesmas características do Profinet?
  • Os instrumentos de campo se comunicarão em Profinet?
  • Como lidar com a situação das áreas classificadas?
  • Quais são as maiores vantagens práticas no meu dia a dia?

Para responder estas perguntas de forma pragmática, vamos pensar nos processos que são bem conhecidos de nosso meio, exemplo, setor bioenergético, papel e celulose, química e outros deste meio.

A questão da confiabilidade foi muito discutida no tempo que iniciou a aplicação da Ethernet no chão de fábrica, pois o principal protocolo, TCP/IP, não tinha características determinísticas, então tudo era questionado neste plano.

Atualmente, o protocolo Profinet possibilita a comunicação transparente entre os níveis gerenciais, supervisão, controle e dispositivos de campo respeitando os requisitos de desempenhos peculiares a cada um deles, sendo inclusive reconhecido como um protocolo de comunicação industrial que possibilita aplicações de segurança industrial que demandam SIL3/CAT4.

Com a popularização de dispositivos móveis e a utilização da Ethernet, pensamos logo nas questões das redes sem fio, utilizando o famoso WiFi, que é o padrão IEEE 802.11.

No Profinet é totalmente possível utilizar este padrão, pois lembre-se, a rede foi criada para atender e coexistir com o protocolo TCP/IP, uma vez tendo esta aderência, podemos pensar em trocas de informação entre dispositivos, PC e smartphones usando este serviço com todas as suas vantagens e facilidades, mas claro, sempre aplicando conceitos de TI e suas seguranças.

Um item muito interessante sobre o protocolo Profinet é o entendimento que tudo será Ethernet, claro que há um avanço natural dos dispositivos para este tipo de comunicação, haja vista suas grandes vantagens, todavia a questão da instrumentação industrial esbarra primeiramente na utilização de áreas a prova de explosão e isso muda tudo.

O que temos é o nível H1 que permite estas aplicações, exemplo o Profibus PA, pois as questões de limitação de corrente e de tensão, que já são típicas destes padrões, não são construídos na rede Ethernet atual, independente de se utilizar o protocolo Profinet ou não.

Já existem produtos e soluções que permitem a comunicação ETHERNET e, portanto, PROFINET, a dois fios que e que no futuro irão atender os requisitos das áreas classificadas, além da tendências de termos instrumentos com portas fibra óticas embutidas.

Alguns instrumentos (não aplicáveis em áreas classificadas) já estão disponíveis para comunicação em redes Ethernet, tais como, medidores de vazão, analisadores industriais e nestes casos, sim, já podemos aplicá-los nas industriais de processo.

Portanto a questão da área classificada para instrumentos fica limitada a aplicação do nível H1, porém reiteramos que as redes Ethernet para aplicação em áreas classificadas devem seguir o modelo de montagem elétrica a prova de explosão em caixas e tubulações para mitigar riscos de ignição, calor ou queima conforme norma NBR 5418.

Concluindo a respeito das vantagens do uso do Profinet na indústria de processos, podemos afirmar que o grande benefício é a verticalização da informação sem uso de interfaces adicionais, uma vez que a estrutura é Ethernet, aliada ao poder do aumento do volume e velocidade de dados e, portanto, possibilitam as tomadas de decisões de manutenção através de sistemas de gestão de ativos, antecipando falhas e avarias nos sistemas de automação, alterações de programas no processo de forma rápida e rastreável para os departamentos de engenharia e a grande quantidade de informações gerenciáveis no nível produtivo da planta, além de toda a facilidade da instalação.

Esperamos ter contribuído com uma visão prática o objetiva na utilização do Profinet na indústria de processos. É certo o crescimento do Profinet em todos os níveis da indústria, porém como os mesmo benefícios da manufatura transferidos para o processo.