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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.

Wireless HART Technology. Disponível em:http://www.hartcomm.org/protocol/wihart/wireless_technology.html. Acessado em: 11 de jun. de 2011.

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.

Wireless HART Applications. Disponível em:http://www.hartcomm.org/protocol/wihart/wireless_applications.html. Acessado em: 11 de jun. de 2011.

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

Getting Started. Disponível em: http://www.hartcomm.org/protocol/wihart/wireless_getting_started.html. Acessado em: 11 de jun. de 2011.

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.

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2 Comentários
  1. Armando Serradas Diz

    Adorei o assunto, tenho um site: http://www.inspetordeinstrumentacao.com.br e caso queiram compartilhar alguma informação estou a disposição, sou ex funcionario da Smar, que sempre foi uma ótima empresa no tempo em que prestei serviços como funcionário.

  2. Evanir Araújo Diz

    Oi Armando, nossa que bacana, assim fico muito mais feliz! Obrigada!

    Obrigada!