AULA_05 - SISTEMAS DE CONTROLE

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AULA 5 
FUNDAMENTOS DE SISTEMAS 
DE CONTROLE 
Prof. Alexandre Arioli 
 
 
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CONVERSA INICIAL 
Caro aluno, seja bem-vindo à quinta aula de Fundamentos de Sistemas de 
Controle. Nesta aula, abordaremos os meios físicos de comunicação serial RS232 
e RS485. Você conhecerá o meio físico de comunicação ethernet. Analisaremos 
as topologias de redes ethernet utilizadas no mercado, bem como a forma de 
implementação do diagnóstico de rede que resulta em uma maior disponibilidade 
da rede, otimização tempo de diagnóstico e correção do problema. Neste 
contexto, a ideia é que, ao final da aula, você tenha uma boa noção dos tipos de 
meio físicos em que os protocolos podem ser utilizados para a automação de um 
processo. 
CONTEXTUALIZANDO 
Os controladores lógicos programáveis podem ser interligados para troca 
de dados utilizando vários meios físicos, sendo ele serial ou ethernet. De todas as 
tecnologias associadas ao controle industrial, as redes de comunicação são as 
que sofreram maiores evoluções na última década, seguindo, aliás, a tendência 
global de evolução das comunicações que se tem vindo a sentir. Isso ocorre 
praticamente em todos os ramos de atividade, desde as telecomunicações móveis 
à Internet e à comunicação sem fios (wireless) etc. A utilização das redes permite 
a comunicação rápida e fiável entre equipamentos e o uso de mecanismos 
padronizados, que são, hoje em dia, fatores indispensáveis no conceito de 
produtividade industrial. Vamos, então, entender um pouco sobre os meios físicos 
e as topologias de comunicação que podem ser utilizadas na automação 
industrial. 
TEMA 1 – COMUNICAÇÃO SERIAL RS232 
 A comunicação RS232 era muito utilizada para comunicação entre 
computadores e periféricos, sendo a forma mais popular de comunicação entre 
um CLP (controlador lógico programável) e um dispositivo externo. Nesta aula, 
vamos desvendar cada parte desta comunicação, a fim de mostrar o quão simples 
ela pode ser quando realmente temos o entendimento de como ela é estruturada 
(Silveira, 2017a). 
 As comunicações RS232 utilizam linhas separadas para enviar e receber 
dados. Elas são conhecidas como TX para transmissão e RX para recepção. 
http://www.citisystems.com.br/rs232/
http://www.citisystems.com.br/tudo-sobre-clp/
 
 
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 Essas comunicações também podem utilizar outras linhas, a exemplo de 
CTS e CTR, para clear to send (pronto para enviar) e clear to receive (pronto para 
receber), como controle de tráfego. Há uma série de parâmetros utilizados, como 
largura da banda (velocidade de comunicação), o número de bits por caractere (7 
ou 8), se será utilizado um bit de parada (stop bit) ou se as linhas empregadas 
serão CTS ou CTR. Os sinais RS232 são o padrão adotado entre terminais de 
computadores e as plataformas de controle de fabricantes. Uma porta serial de 9 
pinos é frequentemente incluída em computadores ou em sistemas de controle, o 
que a torna uma ferramenta conveniente para carregar programas dentro de 
dispositivos de controle. As linhas TX e RX podem se conectar nas extremidades 
de um mesmo pino (ligação direta) ou podem se conectar como RX-TX e TX-RX 
(ligação cruzada) (Lamb, 2015). 
Figura 1 – Pinagem conector DB9 
 
Fonte: Lamb (2015). 
Figura 2 – Ligação direta TX/RX 
 
Fonte: Lamb (2015). 
Figura 3 – Ligação cruzada TX/RX 
 
Fonte: Lamb (2015). 
 
 
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 A porta serial opera ligando alguns pinos enquanto desliga outros, e cada 
um destes pinos possuem uma finalidade específica. A porta serial, por sua vez, 
possui 2 tipos (9 pinos ou 25 pinos). Abaixo, podemos ver uma figura com os 2 
tipos (Silveira, 2017a). 
Figura 4 – Tipos de Conectores RS232 (Web Rs 232) 
 
Fonte: Silveira (2017a). 
 Na tabela a seguir, podemos ver a finalidade de cada pino nos 2 diferentes 
conectores na comunicação RS232. 
Tabela 1 – Pinagem RS232 
9 Pinos 25 Pinos Finalidade 
1 1 Terra ou GND do Chassi do Dispositivo 
2 3 Recepção de Dados (RD) 
3 2 Transmissão de Dados (TD) 
4 20 Terminal de Dados Pronto (Ready) (DTR) 
5 7 Terra ou GND do Sinal 
6 6 Conjunto de Dados Pronto (Ready) (DSR) 
7 4 Requisição para Enviar (RTS) 
8 5 Limpar para Enviar (CTS) 
9 22 Indicador de Campainha (RI) *somente para modens 
Fonte: Silveira (2017a). 
 A seguir, será apresentada a descrição de cada pino de acordo com Silveira 
(2017a): 
 Terra ou GND do Chassi do Dispositivo – Este pino deve ser ligado 
internamente ao chassi ou à carcaça do dispositivo; 
 Recepção de Dados (RD) – Este é o pino no qual os dados do dispositivo 
externo entram no CLP, por exemplo; 
 
 
05 
 Transmissão de Dados (TD) – Utilizando o exemplo acima, este é o pino 
no qual os dados da porta serial do CLP deixam esta porta rumo ao 
dispositivo externo; 
 Terminal de Dados Pronto (Ready) (DTR) – Este é o pino de controle 
master para os dispositivos externos. Quando ele está ligado (1), o 
dispositivo externo não pode transmitir ou receber dados; 
 Terra ou GND do Sinal – Como o próprio nome diz, este pino é onde deve 
ser ligado o fio de aterramento; 
 Conjunto de Dados Pronto (Ready) (DSR) – Tipicamente, os dispositivos 
externos possuem este pino permanentemente desligado “0”, sendo que 
um CLP basicamente utiliza este pino para determinar se o dispositivo 
externo está ligado e pronto para comunicação; 
 Requisição para Enviar (RTS) – Este é basicamente um pino para 
negociação. Quando o CLP precisa enviar dados para um dispositivo 
externo, ele seta este pino em “0” e diz “Estou querendo enviar dados para 
você, ok?”. O dispositivo externo, então, diz Ok para o CLP enviar os dados, 
setando o pino CTS (limpar para enviar) em “0”. O CLP envia os dados. 
 Limpar para Enviar (CTS) – Este é o outro lado da negociação. Como 
observado acima, o dispositivo seta este pino em “0” quando ele estiver 
pronto para receber os dados; 
 Indicador de Campainha (RI) *somente para modens – Este pino é utilizado 
apenas quando o CLP está conectado em um modem. 
 Para a transmissão de dados via RS232, é necessário que alguns 
parâmetros sejam configurados, sendo eles: 
 Start Bit – Em RS232, a primeira coisa que precisamos enviar é o start bit. 
O start bit foi inventado na primeira guerra mundial por Kleinschmidt, é um 
bit de sincronização adicionado justamente antes de cada caractere que 
nós enviamos. Ele é considerado um espaço (SPACE) ou voltagem 
negativa ou 0. 
 Stop Bit – A última coisa que enviamos é chamado de stop bit. Este bit nos 
diz que o último caractere foi enviado e devemos pensar nisso como um 
ponto final do caractere. É chamado de MARK, ou tensão positiva, ou 1. Os 
Start e Stop bit são comumente chamados de framing bits devido ao fato 
de cercarem o caractere que está sendo enviado. 
 
 
06 
 Parity Bit – Como a maioria dos CLPs e dispositivos externos são 
orientados por byte (8 bits = 1 byte), parece natural tratar dados como 
bytes. 
 Embora o ASCII seja um código com 7 bits, raramente ele é transmitido 
desta forma. Tipicamente, o bit 8 é utilizado como um bit de paridade ou, em outras 
palavras, como checagem de erro. O método de checagem de erro recebeu este 
nome baseando-se na ideia de paridade na matemática. Em termos simples, 
paridade significa que todos os caracteres terão um número par de 1’s, ou número 
ímpar de 1’s. Exemplos comuns de formas de paridade são: None (Nenhum), 
Even (Par) e Odd (Ímpar) (Silveira, 2017a). 
 Durante a transmissão na RS232, o emissor calcula o bit de paridade e o 
envia. O receptor, por sua vez, calcula a paridade para os 7 bits do caractere 
recebido e compara o resultado calculado com o bit 8 recebido. Se o valor 
calculado for igual ao real, é sinal de que nenhum erro ocorreu, e a transmissão 
segue normalmente. O método da paridade é muito popular, o motivo disso se dá 
pelo fato de ele ser efetivo somente em partes. Explicando melhor, a paridade 
pode encontrar erros que somente afetam números ímpares de bit,portanto, se 
esses erros ocorrerem em números pares de bits (2, 4 ou 6), o método não é 
eficaz. Tipicamente, segundo Silveira (2017a), os erros são causados por ruídos 
que raramente afetam somente 1 bit e, para tratar isto, podem ser utilizados blocos 
de checagem em redundância: 
 Baud Rate – Consideremos o baud rate como referência ao número de bits 
por segundo a ser transmitido. Então, 1200 significa 1200 bits enviados por 
segundo, e 9600 significa que podem ser enviados 9600 bits a cada 
segundo. As velocidades comuns que podem ser configuradas no RS232 
são: 1200, 2400, 4800, 9600, 19200 e 38400. 
 Formato de Dados (RS232 Data Format) – (baud rate-data bits-parity-stop 
bits). Este é o formado de dado típico na comunicação RS232. Por 
exemplo: 9600-8-N-1 significa um baud rate de 9600, 8 data bits, paridade 
None e stop bit “1”. 
TEMA 2 – RS485 E 422 
 As comunicações RS422 e RS485 usam um par de fios trançados para 
transportar sinais de transmissão e de recepção de forma bidirecional. Não é 
 
 
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necessário utilizar fios de par trançado, mas eles ajudam no controle de 
interferências (Lamb, 2015). 
 O RS422 ou RS485 pode ser usado em distâncias e velocidade de dados 
bem maiores do que o RS232, pois precisa de uma baixa tensão. O RS422 é uma 
configuração do tipo multiponto, enquanto o RS485 utiliza uma configuração 
multiponto ou em cascata (Daisy-chaim). Geralmente, essas comunicações são 
chamadas de sinalização balanceada ou diferencial. Em longas distâncias, o 
RS422 e o RS485 precisam de terminação em ambas as extremidades (Lamb, 
2015). 
2.1 Topologia de Rede RS485 
 A RS485 é a única interface capaz de interconectar múltiplos transmissores 
e receptores na mesma rede. Quando utilizados receptores no padrão RS485 com 
a resistência de entrada de 12kΩ, é possível conectar até 32 dispositivos 
diferentes na rede, sendo que resistores com alta resistência disponíveis 
atualmente no mercado permitem que a RS485 expanda até 256 dispositivos. 
 Ainda nesta comunicação, repetidores também estão disponíveis e fazem 
este número crescer para milhares de dispositivos por milhares de quilômetros. 
Outro ponto importante é que esta interface não requer um hardware inteligente 
na rede, e a implementação pelo lado do software não é muito complexa se 
comparada à RS232. Esta é uma razão pela qual a RS485 é tão popular nos 
computadores industriais, CLPs, microcontroladores e sensores inteligentes 
(Silveira, 2017b). 
2.2 Funcionalidade RS485 
 Por padrão, todos os barramentos dos transmissores na RS485 estão em 
três estados com alta impedância. Na maioria dos protocolos de alto nível, um dos 
nós é definido como master, pois envia consultas ou comandos por meio do 
barramento RS485 e todos os outros nós recebem este dado. Dependendo da 
informação contida no dado, zero ou mais nós na linha respondem ao master. 
Nesta situação, a banda de rede pode ser utilizada 100%. Existem outras 
implementações de rede RS485 em que todos os nós podem iniciar uma sessão 
de dados por si próprios, e isto é comparado a uma rede ethernet. Por conta disso, 
há uma chance de colisão de dados nesta implementação e, em teoria, 37% da 
largura de banda pode ser afetada. Para esta estrutura de rede, portanto, há a 
http://www.citisystems.com.br/tudo-sobre-clp/
http://www.citisystems.com.br/sensor-voce-sabe-que-quais-tipos/
 
 
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necessidade de implementar dispositivos de detecção de erro no nível mais alto 
do protocolo a fim de detectar ruptura de dado e reenvio da informação em tempo 
(Silveira, 2017b). 
 Finalmente, a RS485 é utilizada como o meio físico para muitas normas de 
interface ouprotocolos bem conhecidos no mercado, incluindo profibus e modbus. 
Portanto, essa interface de comunicação com certeza estará em uso por muitos 
anos no futuro (Silveira, 2017b). 
Figura 5 – Rede RS485 
 
Fonte: Silveira (2017b). 
 
 
 
09 
2.3 RS485 X 232 
Tabela 2 – RS485 x RS232 
Características RS232 RS485 
Número Máximo de Transmissores 1 32 
Número Máximo de Receptores 1 32 
Modos de Operação 
half duplex 
fullduplex 
half duplex 
Topologia de Rede 
point-to-
point 
multipoint 
Máxima Distância 15 m 1200 m 
Velocidade Máxima a 12 metros 20 kbs 35 Mbs 
Velocidade máxima a 1200 metros (1 kbs) 100 kbs 
Taxa de Variação Máxima 30 V/μs n/a 
Resistência de Entrada do Receptor 3..7 kΩ ≧ 12 kΩ 
Impedância de Carga do Transmissor 3..7 kΩ 54 Ω 
Sensibilidade de Entrada do Receptor ±3 V ±200 mV 
Range de Entrada do Receptor ±15 V –7..12 V 
Máxima Tensão de Saída do Transmissor ±25 V –7..12 V 
Saída de Tensão Mínima do Transmissor ±5 V ±1.5 V 
Fonte: Silveira (2017b). 
 O que todas as informações na tabela acima nos dizem? Primeiro de tudo, 
a velocidade entre as interfaces RS422 e RS485 são muito superiores às versões 
mais simples RS232 e RS423. Podemos ver, também, a máxima taxa de variação 
na RS232, que interfere diretamente no ruído, e que, para a comunicação RS485, 
este limite fica indefinido. Veja também que para evitar problemas por meio dos 
cabos, existe a necessidade de utilizar resistores terminais corretos (Silveira, 
2017b). 
 Perceptível também é que os níveis de tensão máximo permitidos em todas 
as interfaces encontram-se no mesmo range, no entanto, este nível é menor para 
interfaces mais rápidas. Por causa disso, a RS485 e outras podem ser utilizadas 
em situações com variações severas de nível terra e tensão e, ao mesmo tempo, 
em aplicações que requerem altas taxas de velocidade de transmissão devido ao 
 
 
010 
fato da transição entre a lógica 0 e 1 ser apenas algumas centenas de milivolts 
(Silveira, 2017b). 
 Fato interessante é que a RS232 é a única interface capaz de operar 
comunicação full duplex. Isto acontece porque a RS232 apresenta canal 
apropriado para emitir e receber, enquanto outras interfaces de comunicação 
possuem canais compartilhados por múltiplos receptores e, no caso da RS485, 
por múltiplos transmissores (Silveira, 2017b). 
TEMA 3 – COMUNICAÇÃO ETHERNET 
 A ethernet é uma estrutura para a tecnologia de redes de computadores 
que descreve desde a fiação até a sinalização de caracteres utilizados em uma 
rede local. A mídia usada para o cabeamento na comunicação ethernet pode ser 
em forma de par trançado e linhas de fibra óptica. Assim como os outros métodos 
de comunicação citados neste documento, a ethernet somente descreve as 
características físicas do sistema em termos de cabeamento e não o protocolo de 
comunicação utilizado por meio dos fios e das fibras. Hoje, devido ao uso 
generalizado da ethernet na computação, todos os computadores, controladores 
lógicos programáveis, relés de proteção entre outros dispositivos de automação 
possuem porta ethernet. Os switches servem para conectar os equipamentos para 
controlar dispositivos em configurações mais amplas. Existem dois tipos de 
configuração direta do terminal para terminal, usado com switches, e outro 
conhecido como cabeamento crossover, utilizado para conexão diretas de porta a 
porta (Lamb, 2015). 
Figura 6 – Configuração direta cabo de rede 
 
Fonte: Lamb (2015). 
 
 
 
011 
Figura 7 – Cabo de rede Crossover 
 
Fonte: Lamb (2015). 
 As comunicações ethernet são bem mais velozes em comparação com as 
comunicações seriais, transferindo uma grande quantidade de dados de forma 
rápida. Aos dispositivos é atribuído um endereço único de fábrica chamado 
endereço MAC, que é uma abreviação de Media Access Control. Esse MAC é um 
endereço binário de 48 bits, usado geralmente para representar um número em 
hexadecimal com traços, por exemplo, 12 – 3C – 6F – 0A – 31 – 1B. Os endereços 
devem, então, ser configurados para cada dispositivo em uma rede no formato de 
“xxx.xxx.xxx.xxx”. Eles podem ser configurados diretamente, por meio da entrada 
dos dígitos em campos específicos para endereços, ou configurado de forma 
automática por um servidor, utilizandoo protocolo de configuração dinâmica de 
endereços de rede o DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol). Os sistemas 
de LANs utilizam o DHCP para evitar a duplicidade acidental de endereços. Uma 
máscara de sub-rede também é usada para prevenir a interferência entre 
diferentes redes conectadas (Lamb, 2015). 
3.1 Endereçamento IP 
 Dentro de uma rede TCP/IP, cada micro recebe um IP único que o identifica 
na rede. Um endereço IP é composto por uma sequência de 32 bits, divididos em 
4 grupos de 8 bits cada. Cada grupo de 8 bits recebe o nome de octeto. 
Figura 8 – Endereçamento IP 
 
Fonte: O autor. 
 
 
012 
 Perceba que 8 bits permitem 256 combinações diferentes. Para facilitar a 
configuração dos endereços, usamos números de 0 a 255 para representar cada 
octeto formando endereços como 220.45.100.222, 131.175.34.7 etc. 
Figura 9 – Configuração de IP em controlador lógico programável 
 
Fonte: O autor. 
3.2 Camadas de Rede 
 O TCP/IP é o conjunto de protocolos de comunicação usados pela Internet 
e por outras redes similares. Essa coleção de padrões é denominada suíte de 
protocolos da internet. O TCP/IP recebe o nome de dois dos seus protocolos mais 
importantes: o protocolo de controle de transmissão (TCP, Transmission Control 
Protocol) e o protocolo de internet (IP, Internet Protocol), que foram os dois 
primeiros protocolos de rede definidos na norma. As redes IP atuais são resultado 
de um conjunto de inovações que começaram nas décadas de 1960 e 1970. A 
internet e as LANs começaram a aparecer na década de 1980 e evoluíram com o 
aparecimento da World Wide Web (www) no início década de 1990 (Lamb, 2015). 
 A suíte de protocolos da internet pode ser vista como um conjunto de 
camada de cabeamento e de sinais. Cada camada trata de um conjunto de 
problemas inerentes à transmissão de dados. Os serviços são fornecidos para as 
camadas superiores, pelas camadas inferiores, que traduzem os dados em formas 
que podem ser transmitidas. O fluxo de dados transmitido é divido em seções 
conhecidas como frames (quadros). Esses frames contêm os endereços de 
origem e de destino, junto com os dados transmitidos e a informação de 
 
 
013 
verificação de erro. Isso permite que a informação seja transmitida, isto é, se for 
detectado que ela é diferente da enviada originalmente. Os erros, em geral, são 
causados pelas colisões de dados e exigem que os dados sejam transmitidos 
novamente. Isso é mais comum à medida que mais dispositivos são colocados 
em uma rede. Por conta de tal fato, a velocidade da rede é radicalmente diminuída 
e nem sempre pode ser estimada de forma confiável. O padrão ethernet é 
considerado um sistema de rede não determinístico e, por conta disso, não 
adequado para controle direto de I/O (Lamb, 2015). 
Figura 10 – Camada de rede 
 
Fonte: Lamb (2015). 
TEMA 4 – TOPOLOGIA DE REDES ETHERNET 
 A topologia de redes ethernet refere-se ao "layout físico" e ao meio de 
conexão dos dispositivos na rede, ou seja, à forma como estes estão conectados. 
Os pontos no meio (onde são conectados) recebem a denominação de nós, sendo 
que estes sempre estão associados a um endereço para que possam ser 
reconhecidos pela rede. 
 São estruturas sofisticadas e complexas, que mantêm os dados e as 
informações ao alcance de seus usuários. É a topologia de redes que descreve 
como as redes de computadores, de controladores entre outros equipamentos 
estão interligadas, tanto do ponto de vista físico, como o lógico (Macêdo, 2012). 
 
 
014 
 Várias são as estratégias de topologia, embora as variações sempre 
derivem de duas topologias básicas que são as mais frequentemente 
empregadas: em anel e em estrela. 
4.1 Anel 
 A topologia em anel utiliza, em geral, ligações ponto a ponto que operam 
em um único sentido de transmissão. O sinal circula no anel até chegar ao destino. 
Essa topologia é pouco tolerável à falha e possui uma grande limitação quanto à 
sua expansão pelo aumento de “retardo de transmissão” (intervalo de tempo entre 
o início e chegada do sinal ao nó destino) (Macêdo, 2012). 
 Como uma rede de barramento, os anéis também têm nós ligados em série. 
A diferença é que a extremidade da rede volta para o primeiro nó e cria um circuito 
completo. Em uma rede em anel, cada nó tem sua vez para enviar e receber 
informações por meio de um token (ficha). O token, junto com quaisquer 
informações, é enviado do primeiro para o segundo nó, que extrai as informações 
endereçadas a ele e adiciona quaisquer informações que deseja enviar. Depois, 
o segundo nó passa o token e as informações para o terceiro nó e assim por 
diante, até chegar novamente ao primeiro nó. Somente o nó com o token pode 
enviar informações. Todos os outros nós devem esperar o token chegar (Macêdo, 
2012). 
 Na topologia em anel os dispositivos são conectados em série, formando 
um circuito fechado (anel). Os dados são transmitidos unidirecionalmente, de nó 
em nó, até atingir o seu destino. Uma mensagem enviada por uma estação passa 
por outras estações, por meio das retransmissões, até ser retirada pela estação 
destino ou pela estação fonte. Os sinais sofrem menos distorção e atenuação no 
enlace entre as estações, pois há um repetidor em cada estação. Há um atraso 
de um ou mais bits em cada estação para processamento de dados. Existe uma 
queda na confiabilidade para um grande número de estações, pois, a cada 
estação inserida, há um aumento de retardo na rede. É possível usar anéis 
múltiplos para aumentar a confiabilidade e o desempenho (Macêdo, 2012). 
 Vantagens: 
 Direcionamento simples; 
 Possibilidade de ter dois anéis funcionando ao mesmo tempo. Caso 
exista falha em um, ocorrerá somente uma queda de performance. 
 
 
 
015 
 Desvantagens: 
 Dificuldade de isolar a fonte de uma falha de sistema ou de equipamento; 
 Ampliação da rede, inclusão de novas estações ou servidores implica na 
paralisação da rede. 
Figura 11 – Topologia de rede em anel 
 
Fonte: Macêdo (2012). 
4.2 Estrela 
 A topologia em estrela utiliza um nó central (comutador ou switch) para 
chavear e gerenciar a comunicação entre as estações. Esta unidade central 
determina a velocidade de transmissão, como também converte sinais 
transmitidos por protocolos diferentes. Neste tipo de topologia é comum acontecer 
o overhead localizado, já que uma máquina é acionada por vez, simulando um 
ponto a ponto (Macêdo, 2012). 
 Em uma rede em estrela, cada nó se conecta a um dispositivo central 
chamado hub. O hub obtém um sinal que vem de qualquer nó e o passa adiante 
para todos os outros nós da rede. Um hub não faz qualquer tipo de roteamento ou 
filtragem de dados. Ele simplesmente une os diferentes nós (Macêdo, 2012). 
 Mais comum atualmente, a topologia em estrela utiliza cabos de par 
trançado e um concentrador como ponto central da rede. O concentrador se 
encarrega de retransmitir todos os dados para todas as estações, mas com a 
vantagem de tornar mais fácil a localização dos problemas, já que se um dos 
cabos, uma das portas do concentrador ou uma das placas de rede estiver com 
problemas, apenas o nó ligado ao componente defeituoso ficará fora da rede. 
Essa topologia se aplica apenas a pequenas redes, pois os concentradores 
costumam ter apenas oito ou dezesseis portas. Em redes maiores, é utilizada a 
 
 
016 
topologia de árvore, em que existem vários concentradores interligados entre si 
por comutadores ou roteadores (Macêdo, 2012). 
 Vantagens: 
 Facilidade de isolar a fonte de uma falha de sistema ou equipamento, 
uma vez que cada estação está diretamente ligada ao concentrador; 
 Facilidade de inclusão de nova estação na rede, bastando apenas 
conectá-las ao concentrador; 
 Direcionamento simples, apenas o concentrador tem esta atribuição; 
 Baixo investimento a médio longo prazo. 
 Desvantagens: 
 Confiabilidade – se houver uma falha no concentrador, no caso de redes 
semredundância, todas as estações perderão comunicação com a rede; 
 Todo o tráfego flui por meio do concentrador, podendo representar um 
ponto de congestionamento. 
Figura 12 – Topologia de rede estrela 
 
Fonte: Macêdo (2012). 
TEMA 5 – DIAGNÓSTICO DE REDES DE COMUNICAÇÃO 
 Apesar do intenso investimento que se observou nos últimos anos na 
melhoria de desempenho de sistemas de automação como um todo, é comum 
encontrar casos em que estes não atendem às necessidades dos usuários finais. 
É comum atribuir o desempenho de uma rede estritamente aos elementos que a 
constituem, deixando à parte a interação entre eles. Normalmente, os sistemas 
que fazem interface com o usuário final são taxados como responsáveis pelo mau 
desempenho da rede como um todo, uma vez que todos os problemas culminam 
na limitação da operabilidade destes. Em um sistema de automação já 
 
 
017 
consolidado, muitas vezes ocorrem mudanças a partir do projeto original realizado 
na concepção da planta, motivadas principalmente por expansão ou pela falta de 
padrões de implementação. 
 Ao se deparar com problemas de comunicação, é preciso realizar um 
estudo sistemático e global da situação, buscando encontrar não somente o 
“elemento-problema”, mas entender como os elementos da rede influenciam no 
desempenho uns dos outros. Com etapas bem definidas é possível realizar o 
diagnóstico de maneira eficiente, baseando-se em critérios de fácil mensuração, 
despendendo poucas horas de engenharia e utilizando softwares de análise. 
(Guiero; Leão; Abreu, 2017). 
 O diagnóstico de uma rede de automação deve incluir seus elementos 
físicos, passando pelas configurações dos dispositivos integrantes e de software. 
(Guiero; Leão; Abreu, 2017). 
5.1 Exemplo da implementação do Diagnóstico de Rede 
 A seguir, apresentaremos um exemplo que demonstrará a implementação 
do diagnóstico de rede em uma PCH (Pequena Central Hidrelétrica). 
 A usina possui a seguinte topologia: de rede que não apresenta um sistema 
de diagnóstico. 
Figura 13 – Topologia de rede PCH 
 
 
 
 
018 
O sistema apresentou duas falhas de comunicação, sendo: 
 Falha 1 - Entre a IHM e CLP dos serviços auxiliares; 
 Falha 2 - Na rede em anel no trecho entre a unidade geradora 01 e 02. 
Figura 14 – Falhas na rede de comunicação PCH 
 
 Como o sistema não apresenta um diagnóstico de rede, a operação e a 
manutenção terão os seguintes problemas. 
 Operação e manutenção não perceberão a falha do link entre as unidades 
geradoras 1 e 2, pois, pela concepção de rede em anel, o sistema 
continuará comunicando normalmente; 
 A operação e a manutenção só perceberão a falha do link da IHM dos 
Serviços Auxiliares quando tentar usar a IHM; neste momento é que será 
tomada alguma atitude para correção; 
 Não será tomada atitude alguma para normalização da falha de link entre 
as unidades geradoras 1 e 2, pois tal falha não é conhecida devido à falta 
de monitoramento; 
 A falha de link entre as unidades geradoras 1 e 2 só será percebida quando 
ocorrer a falha de outro link do anel, deixando parte da rede ilhada, trazendo 
riscos para a integridade física dos equipamentos. 
 Desta forma, se faz necessária a implantação do diagnóstico de rede nesta 
planta, trazendo os seguintes benefícios: 
 
 
019 
 Ao sensibilizar alguma falha de link, o sistema gerará um alarme e animará 
a tela sinótica com a condição atual da rede; 
 A manutenção consegue atuar nas falhas de link antes que ocorra um 
isolamento de comunicação de parte da rede; 
 A manutenção consegue verificar a necessidade de correção do link da 
IHM antes da necessidade da sua utilização, que possivelmente pode ser 
em um momento de isolamento da área a que a IHM pertence; 
 Com a utilização de um sistema de supervisão, os responsáveis pela 
manutenção podem receber notificações das falhas, sem a necessidade de 
verificar com frequência a rede e de fazer o alerta sobre a falha; 
 Diminuição dos riscos de avarias dos equipamentos da usina. 
FINALIZANDO 
 Nesta quinta aula, discorremos sobre os meios físicos e as topologias de 
comunicação utilizados na automação de processos industriais. Por meio das 
redes de comunicação, podemos realizar a integração dos CLPs com servidores, 
robôs, balanças, relés de proteção, controladores inteligentes de motores, 
medidores de energia entre outros equipamentos. Como vimos, cada meio físico 
de comunicação possui características que devem ser estudadas e analisadas por 
técnicos e engenheiros na etapa de planejamento e definição do projeto de 
automação, pois a definição errada da estrutura de rede de um sistema de 
automação pode ocasionar a inviabilidade da solução. Também é importante 
implementar sistemas de diagnósticos que possibilitem a detecção e a correção 
do problema no menor tempo possível, fazendo com as perdas de produção sejam 
minimizadas. 
 
 
 
 
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REFERÊNCIAS 
GUIERO, G. A.; LEÃO, J. de A.; ABREU, L. F. Metodologia para análise de redes 
de automação em operação. 6º Congresso Mineiro de Automação. Belo 
Horizonte, 2008. Disponível em: <http://www.visionsistemas.com.br/pt/wp-
content/uploads/metodologia-para-analise-de-rede-de-automacao-em-
operacao.pdf>. Acesso em: 6 nov. 2017. 
LAMB, F. Automação Industrial: na prática. Porto Alegre, RS: McGraw-Hill, 2015. 
MACÊDO, D. Topologias de rede de computadores. Um pouco de tudo sobre 
T.I., 13 fev. 2012. Disponível em: <http://www.diegomacedo.com.br/topologias-de-
rede-de-computadores/>. Acesso em: 6 nov. 2017. 
SILVEIRA, C. B. Desvendando a Comunicação RS232. Citisystems, 18 set. 
2017. Disponível em: <https://www.citisystems.com.br/rs232/>. Acesso em: 6 nov. 
2017. 
_____. Por que o RS485 é Mais Eficiente do que o RS232. Citisystems, 18 set. 
2017. Disponível em: <https://www.citisystems.com.br/rs485/>. Acesso em: 6 nov. 
2017. 
 
http://www.diegomacedo.com.br/topologias-de-rede-de-computadores/