Capitulo V - AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL

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Arquiteturas e Tecnologias 
das Redes Industriais
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Sumário
Arquiteturas e Tecnologias das Redes Industriais
Objetivo ............................................................................................ 04
Introdução ......................................................................................... 05
1. Redes de Computadores Industriais ......................................... 06
1.2 Redes LAN (Redes Locais) ...................................................... 07
1.3 Redes WAN (Redes de Longa Distância) .................................. 08
1.4 Rede Fieldbus ...................................................................... 09
1.5 Rede Devicebus .................................................................... 12
2. Rede Sensorbus .................................................................... 12
3. Demais Redes ...................................................................... 13
Síntese ............................................................................................ 16
Referências ........................................................................................ 17
4 Automação Industrial
Objetivo
Entender as arquiteturas e tecnologias das redes industriais.
Introdução
Uma rede industrial apresenta uma variedade de domínios. Podemos 
citar como exemplos as fábricas, que trabalham com linha de produção e são 
automatizadas, e os sistemas de supervisão de equipamentos automáticos. 
Esses domínios utilizam redes industriais que atuam diretamente 
na produção e, em função disso, devem levar em consideração todas as 
necessidades do processo de automação, devendo ser sua arquitetura elaborada 
de acordo com suas especificidades. 
Diversas redes de computadores são utilizadas em sistemas de 
automação industrial. Nesta unidade, serão definidos conceitos básicos da 
rede LAN (Local Area Network), que é uma rede em âmbito local, MAN 
(Metropolitan Area Network), que é uma rede metropolitana, e WAN (Wide 
Area Network) que é definida como um rede geograficamente distribuída. 
Assim, as redes industriais mais utilizadas em automação são: 
Devicebus e Fieldbus, que são chamadas redes de campo efetivas, e Sensorbus 
que é uma rede de campo considerada de nível mais baixo. 
6 Automação Industrial
1. Redes de Computadores Industriais
Em redes industriais, temos vários equipamentos e dispositivos que 
trabalham juntos e são agrupados para que sejam estabelecidas coexistências, 
de acordo com correlações específicas. Especialistas atribuem quatro níveis 
para operações em uma rede industrial:
 ▪ Gestão: Nível mais alto. Existe um computador central responsável 
pelo processamento da produção da planta de controle, que realiza 
o monitoramento estatístico; normalmente, utiliza-se o protocolo 
TCP/IP.
 ▪ Controle: Local onde são localizados os PLCs e PCs. A informação 
deve ser transmitida em tempo real para que os dados estejam 
sempre atualizados, pois neste nível é atribuída a supervisão do 
processo. 
 ▪ Campo e Processo: Realiza a integração dos dispositivos de entrada 
e saída em sub-redes. 
 ▪ Entrada e Saída: Nível que se localiza mais próximo do processo. 
Destacam-se os sensores, atuadores nos quais recebem a informação 
e desempenham a evolução e o funcionamento do sistema. 
Dois tipos de divisões podem ser caracterizados em redes industriais: 
Automação de manufatura e automação de processos. 
1. Automação de Manufatura: Representam ambientes industriais, 
como indústrias automobilísticas e bebidas, em que a maioria das 
variáveis manipuladas é de natureza discreta. Nesses ambientes, 
necessitamos de redes que sejam responsáveis por transportar 
pequenos pacotes de informação, como ligar e desligar dispositivos 
de pequeno porte. Para esse tipo de operação, recomenda-se a 
rede Profibus, entre outras; essas redes são denominadas redes de 
barramento de dispositivo. 
2. Automação de Processos: Nesse ambiente, que é representado 
por indústrias de petróleo, as variáveis são de natureza analógica, 
que realizam a troca de informações via valores de parâmetros de 
variáveis dos instrumentos conectados no sistema. Para este tipo de 
automação, recomenda-se a rede Fieldbus, entre outras, sendo essa 
a mais importante, portanto, daremos uma maior ênfase. 
7Automação Industrial
Veja, a seguir, as redes mais utilizadas em automação industrial. 
Figura 1: Exemplo de uma rede industrial. Fonte: Soluções Industriais.
1.2 Redes LAN (Redes Locais)
Rede LAN, ou rede local industrial, representa uma interconexão de 
computadores localizados em uma pequena distância; são pequenas redes que 
envolvem computadores em uma mesma sala, ou no máximo, no mesmo prédio. 
Uma rede LAN possui a estrutura mais simples e básica de interligação 
entre computadores. Ela pode ser construída até sem um servidor e tem 
restrição física via localização dos computadores. 
Figura 2: Modelo de uma rede LAN. Fonte: Comunicação de Dados.
CPU 317-2 PN/DP WIRESHARK
Ethernet
Analisador
Profinet
SIMCODE PAC3200 ET200S
SCALANCE
Rede de
área local
(LAN)
8 Automação Industrial
1.3 Redes WAN (Redes de Longa Distância)
Uma rede WAN pode ser definida como uma junção de várias redes 
LAN. Tecnicamente falando, é uma rede de comunicação de dados que 
funciona além de uma rede local. O exemplo mais consistente de uma rede 
WAN é a internet. As redes WAN diferem das redes locais em muitos pontos. 
Uma rede local conecta computadores, acessórios, periféricos e demais 
dispositivos em uma área geográfica bem menor, um prédio por exemplo. 
Para comunicações mais distantes, deve-se utilizar um provedor de serviço de 
grande porte para atender transmissões de longa distância. As redes WA 
N têm três características principais: 
Figura 3: Três características da rede WAN. Fonte: Adaptado de Dreamstime.
Conectam dispositivos separados 
por uma área geográfica maior do 
que pode ser atendida por uma 
rede LAN.
Precisam de serviços mais 
completos, como operadoras de 
companhia telefônica, sistemas de 
satélites, provedores de rede etc. 
Utilizam conexões seriais para 
obterem acesso a larguras de 
banda para grandes regiões 
geográficas. 
9Automação Industrial
Uma rede WAN para uma empresa de grande porte possui uma 
grande importância pelo fato de precisar de compartilhamento de informações 
diversas. Até no âmbito residencial, a rede WAN é importante, pois sempre 
precisamos enviar e receber e-mail, além de nos divertirmos com jogos 
digitais on-line, efetuarmos pagamento de contas e consultas a procedimentos 
bancários, entre outros exemplos. 
Esse tipo de rede tem grande importância também na automação. 
Como exemplo, podemos citar um processo que tenha um controlador que 
realiza determinado controle de temperatura. Se o processo tiver de ser 
monitorado ou analisado de forma remota, pode-se usar a internet para esse 
tipo de procedimento.Figura 4: Modelo de uma rede WAN. Fonte: Palpite Digital.
1.4 Rede Fieldbus
Um sistema Fieldbus pode ser definido, segundo a Foundation 
Fieldbus (1999, p.1) como:
Um sistema distribuído composto por dispositivos de campo e 
equipamentos de controle e de monitoramento integrados em um 
LAN LAN
LAN
LAN
WAN
10 Automação Industrial
ambiente físico de uma planta ou de uma fábrica. Os dispositivos do 
Fieldbus trabalham juntos para realizar I/O e controle em operações 
e sistemas automáticos. 
Uma rede Fieldbus é aplicada em vários processos na indústria 
e necessita de incorporação às estratégias de controle. Ela interliga os 
equipamentos de I/O mais inteligentes e pode cobrir distâncias maiores que 
a Sensorbus e a Devicebus.
Os dispositivos e equipamentos conectados nessa rede possuem 
inteligência para desempenho de funções específicas, como controle de fluxo 
de informações, loops de PID e processos automatizados diversos. Mesmo que 
o tempo de transferência de informações seja longo, a rede deve se comunicar 
por meio de vários tipos de dados, sejam eles discretos, analógicos, programas 
etc. Podemos citar como exemplos de redes Fieldbus: IEC/ISA SP50, 
Fieldbus Foundation e HART. No processo de comunicação digital de uma 
indústria de processos automáticos, as redes Fieldbus encontram-se no nível de 
instrumentação e controle de processos industriais, de acordo com a Figura 5. 
Figura 5: Representação da estrutura de comunicação industrial. Fonte: Adaptado de Dreamstime.
A rede industrial pode ser representada por sistemas de integração 
de gestão e centrais de processamento de dados. A rede local pode ser 
representada por PLCs e sistemas de supervisão. Já a rede Fieldbus 
representa a instrumentação e controle de forma mais ampla, atuando nos 
sensores industriais, atuadores e válvulas de acionamento de sistemas de 
maior complexidade. 
Rede
Industrial
Rede Local
Rede Fieldbus
11Automação Industrial
Figura 6: Exemplo de uma rede Fieldbus. Fonte: Chaya Automação.
A rede Fieldbus apresenta uma evolução, pois tem a capacidade de 
transferir dados em modo digital, além de suportar aplicações em controle de 
processos. A transmissão de dados é no formato de pacotes de dados. 
Os protocolos fieldbus podem se restringir às três camadas do modelo 
OSI, pois não precisam de rede, transporte, sessão e apresentação. Tais 
protocolos utilizam apenas três camadas do modelo. 
Figura 7: Comparação do modelo OSI com o modelo de protocolo Fieldbus. Fonte: Adaptado de Pantoni; Brandão (2009).
IEC 1158-2 Standard
Local Operador
Interface
Terminator
Junction boxes
Power
Supply 
9-32v
Operator Interface
Power
Filter
Some devices may be polarity sensitive
Configurator 
Power
Filter
Modelo ISO/OSI:
7 Camada de Aplicação
6 Camada de Apresentação
5 Camada de Seção
4 Camada de Transporte
3 Camada de Rede
2 Camada de Enlace
1 Camada Física
Modelo de Protocolos Fieldbus
Camada de Aplicação 7
Camada de Enlace 2
Camada Física 1
12 Automação Industrial
1.5 Rede Devicebus
A rede Devicebus pode ser considerada como uma intermediária 
entre as redes Fieldbus e a Sensorbus. Ela atende distâncias de até 500m e 
os dispositivos conectados nesta rede terão mais pontos discretos, e também 
dados analógicos, podendo trabalhar com os dois ao mesmo tempo. 
Para reforçar o seu entendimento, leia o texto indicado, que explica o 
modelo padrão dos protocolos de comunicação, chamado de modelo 
OSI (Interconexão de Sistemas Abertos). Ele interliga diversos sistemas 
de comunicação com características diversas, e apresenta, ainda, 
o modelo OSI, que é dividido em sete camadas: Física, Ligação de 
Dados, Rede, Transporte, Sessão, Apresentação e Aplicação.
 
Ela apresenta uma transferência de dados rápida e gerencia uma maior 
quantidade de dados e equipamentos. A transmissão de dados é no formato 
de bytes. 
Exemplos: Devicenet, Smart Distributed System (SDS), Profibus DP, 
Lonworks e Interbus-S.
2. Rede Sensorbus
Essa rede tem como utilização a conexão de equipamentos e dispositivos 
mais simples para serem ligados de forma direta. Sua comunicação deve ser 
rápida, pois os dispositivos ligados a ela são mais simples e de baixo custo, 
como os sensores e atuadores. O principal objetivo desta rede é manter os 
custos de conexão os mais baixos possíveis. 
Exemplos: Seriplex, ASI e Interbus Loop. A transmissão de dados é 
no formato de bits.
Saiba Mais
Leia mais
13Automação Industrial
Figura 8: Grupos de produtos por classes de redes. Fonte: Adaptado de Natale (2018).
3. Demais Redes
Rede Profibus: Trata-se de uma rede de campo aberta, independente 
dos fabricantes, ao alcance de uma gama muito grande de aplicações em 
automação industrial. A aplicação da rede Profibus tem interação da 
tecnologia transmitida a ser utilizada com o seu protocolo de comunicação. 
As características técnicas são definidas em função dos controladores 
programáveis distribuídos, que podem ser ligados em todos os níveis. O 
sistema apresenta múltiplos mestres que operam em sintonia com vários 
sistemas de automação, que tenham seus periféricos distribuídos na rede. 
Um dispositivo mestre determina a comunicação de dados na rede e envia 
Agrupamento de Produtos
Devicebus
Fieldbus
Sensorbus
Analítico
SLCs, Temporizadores
Controladores
Válvulas de controle 
DCSs
PCs, PLCs
Interfaces de Operação
Drives
Controles de Movimento 
Chaves, Sensores e Válvulas
Motores de Partida
Botões de Acionamento
14 Automação Industrial
informações sem interferência externa. Um dispositivo escravo não pode 
acessar a rede; ele só recebe mensagens determinadas pelo mestre, enviando-
as da mesma forma. 
Figura 9: Modelo de uma rede Profibus. Fonte: Profibus.
A rede Profibus respeita normas internacionais. Sua arquitetura 
é baseada no modelo OSI (Open System Interconnection), de acordo com a 
norma internacional ISO 7498. Todas as camadas têm tarefas bem-definidas. 
A camada 1 é responsável pelas características físicas de transmissão; já a 
camada 2 define o protocolo de acesso à rede; e a camada 7 define as funções 
de aplicação. 
Para saber mais, leia o texto indicado. Nele, é possível ver que, além 
dessas tecnologias, também existem as redes que utilizam a comunicação 
sem fio. As mais conhecidas são bluetooth e wi-fi. 
 
Console de Engenharia Ponto de conexão com ProfibusView
DF73 DF73
Acoplador PA
LD303 PROFIBUS-PA
PROFIBUS PA até 12 Mbit/sPonto de conexões
possíveis do SIMATIC PDM
(Versões Integradas e isoladas) Link PA(Acoplador de
Alta Velocidade Módulos Acoplador PA
TT303 FY303
PROFIBUS-PA
FP303 FK303 TT303 IF303
4-20mA/HART
Rede Profibus
Interface/Multímetro HART
LD301
TT301
PROFIBUS-DP
45.45 kbit/s
Saiba Mais
Leia mais
15Automação Industrial
 ▪ Rede Ethernet: Não precisa de utilização de protocolos. Ela foi 
criada pelas empresas Xerox, DEC e Intel, e tem funcionalidade 
tanto para indústria quanto para escritório. Uma grande vantagem 
dessa rede é a compatibilidade de fabricantes que usam produtos 
com essa tecnologia. 
A rede Ethernet apresenta as seguintes características:
a. Camada Física: Seu barramento apresenta uma taxa de 10Mbs 
quando ligada a um cabo coaxial, utilizando transmissão em Banda 
base. As estações são ligadas e desligadas sem que a operação do 
sistema seja interrompida.
b. Camada do Link de Dados: Nessa camada, o controle da rede é feito 
utilizando múltiplo acesso para todos os nós de forma distribuída. 
Existe um protocolo específico chamado CSMA/CD; as camadas 
não seguem o modelo padrão ISO/OSI, no entanto, existe um 
software disponível, que realiza o gerenciamento dos dados.
16 Automação Industrial
SínteseNesta unidade de aprendizagem, apresentamos as redes de computadores 
e o princípio de funcionamento, e vimos também as redes industriais mais 
utilizadas em automação e a estrutura básica de suas configurações. 
Aprendemos a importância dos protocolos de comunicação e das redes 
em automação, dando ênfase no processo de automação de sistemas, em que 
a troca de dados e a análise de informações se fazem necessárias. 
Diante disso, podemos concluir que um sistema automatizado 
industrial deve ter uma rede de controle para monitorar os procedimentos, 
analisar as variáveis, enviar dados a uma central de controle e acompanhar a 
evolução das etapas em uma planta industrial, na elaboração das arquiteturas 
e Tecnologias das Redes Industriais.
 
17Automação Industrial
Referências
CHAYA AUTOMAÇÃO. Redes Industriais Fieldbus. Disponivel em: 
<http://www.chayaautomacao.com.br/redes-industriais-fieldbus> Acesso em: 
22 fev. 2019.
COMUNICAÇÃO DE DADOS. LAN – Rede Local. Disponivel em: 
<https://cddiogo.wordpress.com/lan-rede-local/ > Acesso em: 22 fev.2019.
FIELDBUS FOUNDATION. Foundation specification 31.25 kbit/s 
physical layer profile. FF-816-1.4. Austin, 1999.
GRETTA, R. E.; RAMACHANDRAN, R. Fieldbus network configuration 
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26 out. 1999.
INTEL. LAN sem fio (WiFi) e módulo de Bluetooth. Disponível em: <https://
www.intel.com.br/content/www/br/pt/support/articles/000005490/boards-
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NATALE, F. Automação industrial. Série Brasileira de Tecnologia. São 
Paulo: Saraiva, 2018.
PALPITE DIGITAL. O que é uma rede LAN e uma rede WAN? Disponivel 
em: <https://www.palpitedigital.com/o-que-e-uma-rede-lan-e-uma-rede-
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PANTONI, R. P.; BRANDÃO, D. Integração de uma descrição de 
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2009. Disponivel em: <http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_
arttext&pid=S0103-17592009000100003>. Acesso em: 26 fev. 2019.
18 Automação Industrial
PROFIBUS. Modelo de uma rede Profibus. Disponível em: <http://www.
profibus.org.br/news/fevereiro2008/images/01_SMAR-Fig1.jpg>. Acesso 
em: 26 fev. 2019.
ROSÁRIO, J. M. Robótica industrial. v.1. São Paulo: Barauna, 2010. 
SOLUÇÕES INDUSTRIAIS. Redes industriais profinet. Disponivel em: 
<https://www.solucoesindustriais.com.br/produtos/redesindustriaisprofinet/
pagina-2>. Acesso em: 22 fev. 2019.
TOLOSA, G. H. Protocolos y Modelo OSI. Disponivel em: <http://www.
tyr.unlu.edu.ar/pub/02-ProtocolosOSI.pdf>. Acesso em: 22 fev. 2019.
	Título da Unidade
	Objetivos
	Introdução
	1.	Arquitetura no Brasil
	1.1	Arquitetura no Brasil
	1.2	Ambientes no Brasil
	2.	Ambientes Sociais
	Síntese
	Referências Bibliográficas
	Instrumentos de Medidas 
e suas Funcionalidades
	Objetivo
	Introdução
	1. 	Aparelhos de Medição em Geral
	2. 	Aparelhos de Medição Elétrica
	3. 	Amperímetro
	4. 	Voltímetro
	5. 	Ohmímetro
	6. 	Wattímetro
	7. 	Demais Aparelhos de Medição
	Síntese 
	Referências
	_GoBack
	_gjdgxs
	Sensores Inteligentes – Princípios de Funcionamento e Aplicabilidades
	Objetivos
	Introdução
	1.	Sensores e Transdutores
	2.	Princípio de Funcionamento
	3.	Tipos de Sensores
	Síntese 
	Referências
	Automação Industrial
	Objetivo
	Introdução
	1.	Breve Conceitualização
	2.	Definição de Automação
	3.	Sistemas Automatizados
	Síntese 
	Referências
	Sistemas Digitais e Controladores Programáveis
	Objetivo
	Introdução
	1.	Introdução aos Sistemas Digitais
	2.	Sistemas de Numeração
	3.	Álgebra Booleana e Comandos Elétricos Básicos
	4.	Funções Lógicas
	5.	Introdução ao Controlador Lógico Programável
	Síntese 
	Referências
	Arquiteturas e Tecnologias das Redes Industriais
	Objetivo
	Introdução
	1.	Redes de Computadores Industriais
	1.2	Redes LAN (Redes Locais)
	1.3	Redes WAN (Redes de Longa Distância)
	1.4	Rede Fieldbus
	1.5	Rede Devicebus
	2.	Rede Sensorbus
	3.	Demais Redes
	Síntese 
	Referências