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O Protocolo WirelessHART (Parte 2)

Oi amigos do blog Automação Industrial. Estou de volta! Conforme mencionei no primeiro artigo, vamos dar continuidade e aprender um pouco mais sobre wireless, e dessa vez sobre a Arquitetura do WirelessHART™.

WirelessHART (Parte 2)

Arquitetura do WirelessHART™

Baseado no modelo OSI, o protocolo WirelessHART é composto por cinco camadas: aplicação, transporte, rede, enlace e física. A camada de rede foi incluída para suportar a topologia mesh, pois na arquitetura “com fio” do HART esta camada não existia.

E também, houveram algumas alterações nas camadas de enlace e física.

Modelo OSI e Comparativo entre Protocolo HART e WirelessHART
Figura 1 – Modelo OSI e Comparativo entre Protocolo HART e WirelessHART™.
FONTE: JUNIOR, L. A.C. (2009). WirelessHART – Tecnologia Wireless Aplicada a instrumentos de campo. C&I Controle & Instrumentação. São Paulo, Brasil, pp.74-78.

Uma rede WirelessHART™ possui basicamente três dispositivos principais, veja Figura 2:

  • Instrumentos (Wireless Field Devices): equipamentos de campo que se comunicam bidirecionalmente;
  • Porta de Ligação (Gateways): permitem a comunicação entre os equipamentos de campo e as aplicações de controle;
  • Gerente de Rede (Network Manager): responsável pela configuração da rede, gerenciamento da comunicação entre os dispositivos, rotas de comunicação e monitoramento do estado da rede. O Network Manager também pode ser integrado em um gateway, aplicação no host ou em um controlador de processo.
Estrutura de uma rede WirelessHART
Figura 2 – Estrutura de uma rede WirelessHART™
FONTE: JUNIOR, L. A.C. (2009). WirelessHART – Tecnologia Wireless Aplicada a instrumentos de campo. C&I Controle & Instrumentação. São Paulo, Brasil, pp.74-78.

O que diz respeito à topologia, uma rede WirelessHART™ pode ser do tipo estrela (star), malha (mesh) e estrela-malha (star-mesh):

Topologias de rede suportadas pelo WirelessHART
Figura 3 – Possíveis topologias de rede suportadas pelo WirelessHART™
FONTE: JUNIOR, L. A.C. (2009). WirelessHART – Tecnologia Wireless Aplicada a instrumentos de campo. C&I Controle & Instrumentação. São Paulo, Brasil, pp.74-78.
  • A topologia malha (mesh) é onde todos os nós são roteadores e, por isso, torna-se uma rede muito confiável, com alta disponibilidade e redundância de caminhos.
  • A topologia estrela (star) é caracterizada por possuir apenas um roteador conectado a vários instrumentos e é geralmente utilizada para pequenas aplicações.
  • A topologia estrela-malha (star-mesh) é uma combinação das topologias estrela (star) e malha (mesh).

Recapitulando sobre a Arquitetura do WirelessHART™

Baseado no modelo OSI, o protocolo WirelessHART™ é composto por cinco camadas:

  • Aplicação;
  • Transporte;
  • Rede,
  • Enlace;
  • Física.

Uma rede WirelessHART™ possui basicamente três dispositivos principais:

  • Instrumentos (Wireless Field devices);
  • Porta de Ligação (Gateways);
  • Gerente de rede (Network Manager).

O que diz respeito à topologia, uma rede WirelessHART™ pode ser do tipo:

  • malha (mesh);
  • estrela (star) e;
  • estrela-malha (star-mesh).
Rede WirelessHART (topologia mesh)
Figura 4 – Exemplo de uma rede WirelessHART™ com a topologia mesh.

Lembrando que todo instrumento WirelessHART™ é um roteador por natureza. Esta é uma particularidade deste protocolo que não permite que esta funcionalidade seja desabilitada. (Mais um assunto para ser abordado quando estudarmos sobre o ISA100).

Bem, por hoje é só!

No próximo post escreverei sobre o Comissionamento dos equipamentos WirelessHART™.

Leia aqui a primeira parte deste artigo.

Referências

Gareth Johnston, 2010, Liberando as informações deixadas de lado A evolução do adaptador WirelessHART™ da ABB. C&I Controle & Instrumentação. São Paulo, Brasil, pp.51-56.

Lellis do Amaral Campos Junior, 2009, WirelessHART – Tecnologia Wireless Aplicada a instrumentos de campo. C&I Controle & Instrumentação. São Paulo, Brasil, pp.74-78.

Jianping Song, Song Han, Aloysius K. Mok “et al”. WirelessHART: Applying Wireless Technology in Real-Time Industrial Process Control. IEEE Real-Time and Embedded Technology and Applications Symposium. 1080-1812/08  © 2008 IEEE DOI 10.1109/RTAS.2008.15.

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Wireless HART – How it works. Disponível em:http://www.hartcomm.org/protocol/wihart/wireless_how_it_works.html. Acessado em: 11 de jun. de 2011.

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The Components of WirelessHART technology. Disponível em: http://www.hartcomm.org/protocol/wihart/wireless_components.html. Acessado em: 11 de jun. de 2011.

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WirelessHART Training Resources. Disponível em: http://www.hartcomm.org/protocol/training/training_resources_wihart.html. Acessado em: 11 de jun. de 2011.

César Cassiolato. WirelessHART™. Disponível em: http://www.smar.com/newsletter/marketing/index98.html. Acessado em: 01 de jun. de 2011.

Wireless Applications. Disponível em: http://www.hartcomm.org/protocol/wihart/wireless_applications.html. Acessado em: 06 de jun. de 2011.

WirelessHART TM – Rede de comunicação HART sem fios Pepperl + Fuchs!. Disponível em: http://www.ffonseca.com/artigo.aspx?lang=pt&id_object=33674&name=WirelessHART-TM—Rede-decomunicacao-HART-sem-fios-Pepperl-+-Fuchs. Acessado em: 01 de jun. de 2011.

About HART – Part 1. Disponível em: http://www.analogservices.com/about_part1.htm. Acessado em: 01 de jun. de 2011.

Alex Ginatto – Eng. de Desenvolvimento Eletrônico Smar.

Evandro Raphaloski – Eng. de Desenvolvimento  Eletrônico Smar.