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Apostila do Treinamento Noções de Aplicação de Profibus 
DP/PA em Projetos de Automação - Instalação 
 
 
 
 
 
 
 
 
Versão 1.0 
Outubro 2008 
 
 
 
 
 
 
 Autoria: Dennis Brandão 
 
 
 
 Centro de Competência Profibus 
 Laboratório de Automação Industrial – 
EESC/USP 
 Av. Trabalhador Sancarlense, 400 
 São Carlos, SP 
 Fone: (16) 3373-9357 
 dennis@sel.eesc.usp.br 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Todos os direitos reservados. Nenhuma parte desta publicação pode 
ser reproduzida ou utilizada sem a prévia permissão por escrito do 
autor. 
Introdução 
 
1.1. 1 - Protocolos de Comunicação 
 
Protocolos de comunicação definem a forma como duas ou mais 
estações ou dispositivos trocam dados usando mensagens ou “frames” 
em uma rede de computadores ou de campo. Um frame de dados 
contém diferentes campos para informações de controle e para dados. O 
campo de dados é precedido por um cabeçalho que contém, em geral, 
os endereços fonte e destino e detalhes da mensagem, e é seguido por 
campos de segurança e de verificação de dados destinados à verificação 
e ao reconhecimento de falhas de transmissão. 
Uma característica das redes de campo é que elas possibilitam uma 
transmissão eficiente de pequenos volumes de dados em tempos críticos 
de forma sincronizada com a aplicação ou com o sistema controlado. 
Alguns dos requisitos mais importantes de projeto de redes de 
campo estão relacionados aos seguintes fatores: 
 
 a) Acesso ao barramento 
 
Controle de acesso de barramento (MAC, Medium Access Control) é 
o procedimento específico que determina quando uma estação pode 
transmitir dados. Enquanto estações ativas podem iniciar a troca de 
informações, estações passivas podem somente iniciar a comunicação 
quando solicitadas por uma estação ativa. 
Uma distinção é feita entre procedimentos controlados de acesso 
determinístico com capacidade de tempo real (ex. mestre-escravo no 
PROFIBUS) e procedimentos de acesso randômico e não determinísticos 
(ex. CSMA/CD na Ethernet). 
 
 b) Endereçamento 
 
Endereçamento é necessário para seletivamente identificar uma 
estação. Para este propósito, o endereçamento das estações pode ser 
realizado por uma chave de endereço (endereçamento por hardware) ou 
através de parametrização durante o comissionamento (endereçamento 
por software). 
 
 c) Serviços de comunicação 
 
Os Serviços de Comunicação cumprem as tarefas de comunicação 
de dados das estações cíclica ou aciclicamente. O número e tipo destes 
serviços são critérios para a seleção de um protocolo de comunicação. 
Uma distinção é feita entre serviços de conexão orientada (com 
procedimentos de handshake e monitoração) e serviços sem conexão. O 
segundo grupo inclui mensagens de multicast e broadcast que são 
enviadas para um grupo específico ou para todas as estações 
respectivamente. 
 
 d) Perfis 
 
Perfis ou “Profiles” são utilizados na tecnologia de automação para 
definir propriedades específicas e comportamento para os dispositivos, 
famílias de dispositivos ou o sistema inteiro. Somente dispositivos e 
sistemas que utilizam perfis, independentemente do fabricante, provem 
interoperabilidade e explorando, assim, completamente as vantagens de 
uma rede de campo. 
Perfis de aplicação (application profiles) referem-se principalmente 
a dispositivos (dispositivos de campo, de controle e ferramentas de 
integração) e incluem uma seleção de comunicação de rede e de 
aplicações específicas nos dispositivos. 
Este tipo de perfil prove a fabricantes uma especificação para o 
desenvolvimento de dispositivos interoperáveis em conformidade com 
seu perfil de aplicação. 
Perfis de sistema (system profiles) descrevem classes de sistemas 
que incluem funcionalidade, interfaces de programa e ferramentas de 
integração. 
 
 
1.2. 2 – O modelo de referência ISO/OSI 
 
Um modelo de referência descreve uma estrutura para protocolos 
de comunicação entre as estações de um sistema. Para que um modelo 
funcione efetivamente, são utilizadas regras, operações e interfaces de 
transferência de dados e serviços dentro do protocolo. 
De 1978 a 1983, o International Organization for Standardization 
(ISO) desenvolveu o modelo de referência OSI (Open Systems 
Interconnection Reference Model) para este propósito. Este protocolo 
define os elementos, estruturas e tarefas requeridas para comunicação e 
as organiza em sete camadas. 
Cada camada deve cumprir uma função específica dentro do 
processo de comunicação. Se um sistema de comunicação não requerer 
alguma destas funções específicas, a camada correspondente não tem 
propósito e não é utilizada. O PROFIBUS utiliza as camadas 1, 2 e 7. 
 
 
Figura 1 – Modelo de Referência ISO/OSI 
 
1.3. 3 - Padronização internacional e normas utilizadas 
 
A padronização internacional para sistemas de rede de campo 
torna-se importante em um mercado com diversidade de protocolos e 
sistemas, de forma a se ampliar a aceitação e o estabelecimento de 
dispositivos interoperáveis. O PROFIBUS obteve padronização nacional 
em 1991/1993 sob a DIN 19245, partes 1 a 3 e alcançou a padronização 
européia em 1996 com a EN 50170. 
Junto com outros sistemas de rede campo, PROFIBUS foi 
padronizado na IEC 61158 em 1999 e recebeu atualizações em 2002, tal 
norma é denominada “Digital data communication for measurement and 
control – Fieldbus for use in industrial control systems” ou Comunicação 
digital de dados para medição e controle – Redes de campo para uso em 
sistemas de controle industrial. 
Atualmente, os mais modernos desenvolvimentos em PROFIBUS e 
PROFInet estão incorporados nesta norma. 
A IEC 61158 divide-se em 6 partes que são nomeadas como 
61158-1, 61158-2, etc. O conteúdo da parte 1 é a sua introdução 
enquanto as partes seguintes são orientadas ao modelo de referencia 
OSI, camadas 1, 2 e 7, conforme a tabela a seguir. 
 
Documento IEC 
61158 
Conteúdo 
Camada 
OSI 
IEC 61158-1 Introdução 
IEC 61158-2 
Physical layer specification and service 
definition 1 
IEC 61158-3 Data-Link service definition 2 
IEC 61158-4 Data-Link protocol specification 2 
IEC 61158-5 Application layer service definition 7 
IEC 61158-6 Application layer protocol specification 7 
Tabela 1 -Divisões da IEC 61158 
 
As várias partes da IEC 61158 definem os numerosos serviços e 
protocolos para comunicação entre estações que são considerados como 
o conjunto total disponível, do qual uma seleção específica 
(subconjunto) compreende redes de campo específicas. 
O fato que uma grande gama de diferentes sistemas de rede de 
campo estar disponível no mercado é reconhecida na IEC 61158 pela 
definição de 10 tipos de protocolos de redes de campo, nomeadas de 
Tipo 1 a Tipo 10. PROFIBUS é tipo 3 e PROFInet tipo 10. 
Na IEC 61158 nota-se que a comunicação de rede, por definição, é 
possível somente entre dispositivos que pertençam ao mesmo tipo de 
protocolo. 
A IEC 61784, norma complementar, tem o título “Profile sets for 
continuous and discrete manufacturing relative to fieldbus use in 
industrial control systems” ou Conjunto de perfis para fabricação 
contínua e discreta relativo ao uso de redes de campo em sistemas de 
controle industrial. 
É apresentada uma declaração sobre a IEC 61158 através do 
seguinte comentário introdutório: “Este padrão internacional (IEC 
61784) especifica um conjunto de perfis de protocolos de comunicação 
baseados na IEC 61158, para serem utilizados no desenvolvimento de 
dispositivos envolvidos na comunicação de controle de processos e 
fabricação de manufaturas”. 
A IEC 61784 descreve qual subconjunto, do conjunto total 
disponível de serviços e protocolos especificados na IEC 61158 (e outros 
padrões), é utilizado por um sistema específico de comunicação de rede 
de campo. Os perfis específicos de comunicação de rede de campo 
determinados desta maneira são resumidos nas Famílias de Perfis de 
Comunicação (CPF – CommunicationProfile Families) de acordo com sua 
implementação no sistema individual de rede de campo. 
O conjunto de perfis implementado com PROFIBUS é resumido sob 
a designação de Família 3, com subdivisões 3/1, 3/2 e 3/3. A tabela 2 
mostra sua declaração para PROFIBUS e PROFInet. 
 
Conjunto de 
Perfis 
Link de Dados 
Camada 
Física 
Implementação 
Perfil 3/1 
Subconjuntos da IEC 
61158 
Transmissão assíncrona 
RS485 
Plastic fiber 
Glass fiber 
PCF fiber 
PROFIBUS 
Perfil 3/2 
Subconjuntos da IEC 
61158 
Transmissão síncrona 
MBP PROFIBUS 
Perfil 3/3 
ISO/IEC8802-3 
TCP/UDP/IP/Ethernet 
ISO/IEC 8802-
3 
PROFInet 
Tabela 2 – Propriedades da Família do Perfil de Comunicação CPF3 (PROFIBUS) 
Tecnologia PROFIBUS 
 
PROFIBUS é um sistema de comunicação digital aberto, com uma 
extensa gama de aplicações, particularmente nos campos de fabricação 
de manufatura e automação de processo. PROFIBUS atende aplicações 
rápidas com tempos críticos, bem como tarefas complexas de 
comunicação. 
A comunicação de PROFIBUS é baseada nos padrões internacionais 
IEC 61158 e IEC 61784. Os aspectos de engenharia e aplicação são 
especificados nas diretrizes gerais e documentos técnicos disponíveis 
aos associado da Organização PROFIBUS. Isto cumpre a demanda do 
usuário para independência de fabricante e assegura comunicação entre 
dispositivos de vários fabricantes. 
 
1.4. 1 - Estrutura PROFIBUS 
 
Os sistemas PROFIBUS têm estrutura modular e oferecem uma 
gama de tecnologias de comunicação, numerosas aplicações e perfis de 
sistema, bem como ferramentas de administração de dispositivo. Assim, 
cobrem as diversas demandas e aplicações específicas no campo de 
fabricação de manufatura e automação de processos. 
Do ponto de vista tecnológico, o mais baixo nível (comunicações) 
da estrutura do sistema PROFIBUS está baseado no modelo de 
referencia ISO/OSI antes mencionado. A figura a seguir contém a 
implementação do modelo OSI (camadas 1, 2 e 7) no PROFIBUS com 
detalhes em como as camadas são implementadas e especificadas 
individualmente. 
 
 
Figura 2 – Estrutura técnica do sistema PROFIBUS 
 
Especificações combinadas entre os fabricantes e usuários sobre 
aplicações específicas de dispositivo são organizado sobre a camada 7 
em perfis de aplicação I e II. 
Do ponto de vista do usuário PROFIBUS apresenta-se na forma de 
diferentes aplicações típicas com suas ênfases principais que não são 
definidas especificamente, mas tem se comprovado útil como resultado 
de aplicações freqüentes. 
Cada aplicação típica resulta de uma combinação de elementos 
modulares dos grupos "tecnologia de transmissão", "protocolo de 
comunicação" e "perfil de aplicação". Os seguintes exemplos, vistos na 
figura 3, ilustram este princípio: 
 
• PROFIBUS DP é a ênfase principal para automação de 
fabricação de manufatura. Ele utiliza a tecnologia de 
transmissão rápida RS485, uma das versões (V0, V1 ou V2) 
do protocolo de comunicação DP e um ou mais perfis de 
aplicação típicos de automação de fabricação como sistemas 
de identificação ou robôs e comandos numéricos. 
• PROFIBUS PA é a ênfase principal para automação de 
processos, tipicamente com tecnologia de transmissão MBP-
IS com segurança intrínseca e alimentação dos dispositivos 
pelo barramento de dados, protocolo de comunicação DP-V1 
e o perfil de aplicação de dispositivos PA. 
 
 
Figura 3 – Exemplos típicos de aplicações orientadas de PROFIBUS 
 
 a) Tecnologias de transmissão 
 
RS485 é a tecnologia de transmissão geralmente utilizada no 
Profibus DP. Utiliza um cabo de par trançado blindado e alcança taxas 
de transmissão de até 12 Mbits por segundo. 
A versão especificada recentemente RS485-IS, foi concebida como 
um meio de transmissão com um cabo de quatro fios com tipo de 
proteção EEx-i para utilização em áreas potencialmente explosivas. Os 
níveis especificados de tensão e de corrente referem-se aos valores 
máximos relativos à segurança e não devem ser excedidos nos seus 
dispositivos individuais ou durante a conexão no sistema. Ao contrário 
do modelo FISCO, no qual o sistema tem somente uma fonte 
intrinsicamente segura, neste caso todas estações representam fontes 
ativas. 
A tecnologia de transmissão MBP (Manchester Coded, Bus Powered, 
designação prévia "IEC 1158-2 - Physics") está disponível para 
aplicações em automação de processos com uma demanda para redes 
de campo energizadas e com equipamentos intrinsecamente seguros. 
Comparados aos procedimentos anteriormente utilizados, o 
“Fieldbus Intrinsically Safe Concept” (FISCO) tem desenvolvimento 
especial para interconexão de dispositivos de rede de campo 
intrinsecamente seguros, consideravelmente simplifica o planejamento e 
a instalação. 
Transmissão em Fibra Óptica é utilizada para uso em áreas com 
alta interferência eletromagnética ou onde são requeridas maiores 
distâncias de rede. 
 
 b) Protocolos de comunicação 
 
No nível de protocolo, PROFIBUS DP com suas versões o DP-V0 a 
DP-V2 oferece um grande espectro de opções de comunicação entre 
aplicações diferentes. Historicamente, o FMS foi o primeiro protocolo de 
comunicação PROFIBUS, sua aplicação foi descontinuada e substituída 
pelo protocolo DP, após a especificação de troca assíncrona de dados no 
DP. 
DP (Decentralized Periphery) é um meio de troca de dados de 
processo simples, rápido, cíclico e determinístico entre o mestre de rede 
e os seus declarados dispositivos escravos. A versão original, declarada 
como DP-V0, foi expandida para incluir a troca de dados acíclica entre 
mestres e escravos, o que resultou na versão DP-V1. Uma posterior 
versão, DP-V2 também está disponível o qual também prove 
comunicação direta de escravo para escravo com ciclo de rede isócrono. 
O protocolo de acesso ao barramento, camada 2 ou camada de 
enlace (data link), define os procedimentos entre mestres e escravos e 
os procedimentos de passagem de token para coordenação de vários 
mestres na rede (figura 4). As funções da camada 2 também incluem 
segurança dos dados e manuseamento dos frames de dados. 
Muitas companhias oferecem chips ASIC que implementam 
totalmente ou parcialmente o protocolo DP, tais chips são encontrados 
em grande parte dos produtos PROFIBUS disponíveis no mercado. 
A camada de aplicação, camada 7, define a forma e a interface para 
o programa de aplicação. Ela oferece vários serviços para troca de 
dados cíclica e acíclica. 
 
 
Figura 4 – Configuração PROFIBUS com mestres ativos e escravos 
 
 c) Perfis 
 
Perfis são as especificações definidas pelos fabricantes e usuários. 
Especificações de Perfis definem os parâmetros e comportamento de 
dispositivos e sistemas que pertencem a uma família de perfil construída 
nos moldes de desenvolvimento e de conformidade, o qual facilita a 
interoperabilidade de dispositivos, e em algumas instâncias, 
intercambeabilidade de dispositivos na rede. Perfis levam em conta a 
aplicação e as características especiais específicas do tipo dos 
dispositivos de campo, controles e métodos de integração (engenharia). 
O termo Perfil varia de somente algumas especificações para uma classe 
específica de dispositivos até abrangentes especificações para 
aplicações em uma indústria específica. O termo genérico utilizado para 
todos os perfis é Perfis de Aplicação. 
Uma distinção é feita então entre: 
Perfis Gerais de Aplicação com opções de implantação em 
diferentes aplicações (isto inclui, por exemplo, PROFIsafe, Redundância 
e Time Stamp); 
Perfis Específicos de Aplicação, o qual são desenvolvidos para 
aplicações específicas como PROFIdrive, SEMI ou dispositivos PA e 
Perfis de Sistema o qual descreve o desempenho específico do 
sistema que está disponível para os dispositivos de campo. 
1.5. 
Transmissão de dados - camada física PROFIBUS 
 
 a) RS485 
 
O padrão RS485 é a tecnologia de transmissão mais 
freqüentemente encontrada no PROFIBUS.Sua aplicação inclui todas as 
áreas nas quais uma alta taxa de transmissão aliada à uma instalação 
simples são necessárias. Um par trançado de cobre blindado com um 
único par condutor é o suficiente neste caso. 
O uso de par trançado não requer nenhum conhecimento ou 
habilidade especial. A topologia, por sua vez, permite a adição e 
remoção de estações, bem como uma colocação em funcionamento do 
tipo passo-a-passo, sem afetar outras estações. Expansões futuras, 
portanto, podem ser implementadas sem afetar as estações já em 
operação. 
Uma nova opção é a habilidade de RS485 também operar em áreas 
intrinsecamente seguras. 
Taxas de transmissão entre 9.6 kbit/sec e 12 Mbit/sec podem ser 
selecionadas, porém uma única taxa de transmissão é selecionada para 
todos dispositivos no barramento, quando o sistema é inicializado. 
Até 32 estações podem ser conectadas diretamente. O máximo 
comprimento de linha permitido depende da taxa de transmissão. Estas 
e outras propriedades estão resumidas na tabela 5. 
 
Todos os dispositivos são ligados a uma estrutura de tipo 
barramento linear. O barramento contém um circuito terminador ativo 
no início e no fim de cada segmento. Para assegurar uma operação livre 
de erros, ambas as terminações do barramento devem estar sempre 
energizadas, garantindo-se assim potencial pré-determinado de circuito 
aberto no barramento. Normalmente estes terminadores encontram-se 
nos próprios conectores de barramento ou nos dispositivos de campo, 
acessíveis através de uma dip-switch. No caso em que mais que 32 
estações necessitem ser conectadas ou no caso em que a distância total 
entre as estações ultrapasse o limite estabelecido, devem ser utilizados 
repetidores (repeaters) para se interconectar diferentes segmentos do 
barramento. 
 
 
Figura 5 – Fiação e terminação de rede para tecnologia de transmissão RS485 
 
A tabela 4 indica a pinagem completa em conectores PROFIBUS DP 
do tipo DB de 9 pinos: 
 
Pino Sinal Significado 
1 Shield Blindagem 
2 M24 Referência para 24V 
3 RxD/TxD-P * Receive/Transmission + (vermelho) 
4 CNTR-P Sinal de controle para repetidores (direção) 
5 DGND * Referência para 5V 
6 VP * +5V 
7 P24 +24V 
8 RxD/TxD-N * Receive/Transmission – (verde) 
9 CNTR-N Sinal de controle para repetidores (direção) 
* Sinais obrigatórios 
Tabela 3 – Pinagem em conectores SUB D de 9 pinos 
 
A blindagem do cabo deve ser conectada à blindagem do conector 
para prevenir o acoplamento de ruídos eletromagnéticos no sinal. Cada 
estação escrava deve ter, portanto, um conector fêmea DB de 9 pinos e 
fornecer para a linha os potenciais de 5V (VP) e DGND através dos pinos 
6 e 5 de forma a ser adequada a operação dos terminadores de linha. 
 O sinal 5V (VP) deve ser capaz de entregar no mínimo 10mA para 
alimentar os terminadores de linha, que podem estar fisicamente 
localizados no conector (usualmente) ou no próprio transmissor. 
 
 
Figura 6 – Exemplo de conector PROFIBUS DP tipo DB de 9 pinos 
 
 No caso de redes com taxas de comunicação superiores a 1.5 
Mbits/s, a seguinte configuração de terminação deve ser utilizada para 
se compensar reflexões de sinal causadas pela carga capacitiva das 
estações: 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 7 – Conector e pinagem para altas taxas de transmissão 
 
Diferentes tipos de cabos (designados de tipos A – D) para 
diferentes aplicações estão disponíveis no mercado para conectar 
dispositivos e elementos de rede (acopladores de segmento, links e 
repetidores). Quando se utiliza o RS485, a PROFIBUS Internacional (PI) 
recomenda o uso de cabo tipo A. 
 
B A B A
390Ω 220Ω 390Ω
Vp DGND
L = 110nH cada
TxR N
TxR P
 
 
Taxa de transmissão (Kbit/s) Alcance do seguimento (m) 
9.6; 19.2; 45.45 1200 
93.75; 187.5 1000 
500 400 
1500 200 
3000; 6000; 12000 100 
Estes valores referem-se à utilização de cabo tipo A, com as seguintes 
características: 
Impedância: 150 Ohm (3 a 20 MHz) 
Capacitância: < 30 pF/m 
Resistência de Loop: < 110 Ohm/Km 
Diâmetro do condutor: > 0,64 mm 
Área do condutor: > 0,32 mm2 
Tabela 4 – Tipos de cabos e taxas de transmissão e alcance para cabo tipo A 
A capacitância típica de um transmissor conectado (conector, driver 
RS485, componentes, etc.) é de 15 a 25 pF. Se um conector alternativo 
ao DB9 fêmea for utilizado, o fabricante deve garantir que os níveis de 
reflexão não extrapolem os limites definidos por norma. 
Durante a instalação, observe atentamente a polaridade dos sinais 
positiva e negativa de dados (pinos 3 e 8). O uso da blindagem é 
absolutamente essencial para se obter alta imunidade contra 
interferências eletromagnéticas. A blindagem por sua vez deve ser 
conectada ao sistema de aterramento em ambos os lados através de 
bornes de aterramento adequados. Adicionalmente recomenda-se que 
os cabos de comunicação sejam mantidos separados dos cabos de alta 
voltagem, com uma distância mínima de 50cm. O uso de cabos de 
derivação deve ser limitado a 500m nas taxas de comunicação até 18,2 
Kbit/s, 100m em 93,75 Kbit/s, 20m a 500 Kbit/s e 6,6m a 1.5 Mbit/s e 
evitado para taxas de transmissão acima de 1,5 Mbits/s, e, conforme 
citado anteriormente, é necessário o uso de terminadores de 
barramento. Os conectores disponíveis no mercado permitem que o 
cabo do barramento entre e saia diretamente no conector, permitindo 
assim que um dispositivo seja conectado e desconectado da rede sem 
interromper a comunicação. 
Para conexões em locais com grau de proteção IP20, utilizam-se 
conectores tipo DB9, já no caso de grau de proteção IP65/67, existem 
três alternativas para a conexão: 
 
• Conector circular M12 (IEC 947-5-2); 
• Conector HAN-BRID, conforme recomendação DESINA; 
• Conector híbrido SIEMENS. 
 
Nota-se que quando problemas ocorrem em uma rede PROFIBUS, 
cerca de 90% dos casos são provocados por incorreta ligação e/ou 
instalação. Estes problemas podem ser facilmente solucionados com o 
uso de equipamentos de teste, os quais detectam falhas nas conexões. 
É possível conectar até 126 estações em um sistema PROFIBUS. 
Para ser capaz de operar com este número de estações, o sistema deve 
ser dividido em segmentos individuais, conectados por repetidores. Em 
cada segmento podem se conectar até 32 estações, inclusive o 
repetidor. É possível a configuração de segmentos sem estações, de 
forma a cobrir longas distâncias. Com o uso de fibras óticas, é possível 
que estações escravos se distanciem alguns kilômetros. 
Redes PROFIBUS DP trocam dados segundo a codificação NRZ (Non 
Return to Zero), onde o nível de tensão na linha não se anula durante 
transmissão de bits 0 ou 1 ou durante os períodos entre mensagens. 
No PROFIBUS, um caractere é formado por 11 bits (1 start bit, 8 
bits de dados, 1 bit de paridade e 1 stop bit). 
 
Figura 8 – Codificação NRZ 
 
 b) Codificação MBP 
 
O MBP (Manchester Coded Bus Powered) é o protocolo da camada 
física utilizada em redes PROFIBUS PA. Apresenta os seguintes 
atributos: 
 
• Codificação “Manchester Coded” (M), e 
• Barramento energizado (“Bus Powered”, BP) entre 9 e 32Vcc. 
 
Esta codificação é adotada para a transmissão em sistemas 
intrinsecamente seguros conforme as normas “IEC 61158-2”. 
 
 
Figura 9 - Codificação Manchester 
 
A MBP é uma transmissão síncrona com uma taxa de transmissão 
definida em 31.25 Kbit/s e codificação Manchester modulada em 
corrente (750mV a 1V sobre uma carga equivalente de 50Ω). Esta 
tecnologia de transmissão é freqüentemente utilizada em automação de 
processos por ser projetada para, e satisfazer, as demandas 
fundamentais de indústrias desta natureza. As características desta 
tecnologia de transmissão são resumidas na tabela 5. Isto significa que 
PROFIBUS também é adequado para áreas potencialmente explosivas e 
pode ser intrinsecamente seguro. 
 
 MBP RS485 RS485-IS Fibra Óptica 
Transmissão 
de dados 
Digital, 
síncrona, 
codificação 
Manchester 
Digital,assíncrona, 
sinais 
diferenciais, 
NRZ 
Digital, 
assíncrona, 
sinais 
diferenciais, NRZ 
Óptica, 
digital, NRZ 
Taxa de 
Transmissão 
31.25Kbits/s 9.6Kbits/s a 
12Mbits/s 
9.6Kbits/s a 
1.5Mbits/s 
9.6Kbits/s a 
12Mbits/s 
Segurança Preâmbulo, HD=4, bit de HD=4, bit de HD=4, bit de 
dos dados proteção de 
erros, 
delimitadores de 
início e fim 
paridade, 
delimitadores 
de início e 
fim, 
checksum 
paridade, 
delimitadores de 
início e fim, 
checksum 
paridade, 
delimitadores 
de início e 
fim, 
checksum 
Cabo Par trançado 
blindado 
Par trançado 
blindado, tipo 
A 
Par trançado 
blindado, 4 fios, 
tipo A 
Fibra Óptica 
multímodo ou 
monomodo, 
PCF, plástica 
Tipo de 
proteção 
Intrinsecamente 
segura (Eex 
ia/ib) 
Nenhuma Intrinsecamente 
segura (Eex ib) 
Nenhuma 
Topologia Linha e árvore 
com 
terminação, 
podem ser 
combinadas 
Linha com 
terminação 
Linha com 
terminação 
Estrela, anel 
e em linha 
Número de 
estações 
Até 32 estações 
por segmento, 
máximo de 126 
por rede 
Até 32 
estações por 
segmento 
sem 
repetidores, 
máximo de 
126 por rede 
com 
repetidores 
Até 32 estações 
por segmento 
sem repetidores, 
máximo de 126 
por rede com 
repetidores 
Até 126 
estações por 
rede 
Número de 
repetidores 
Máximo de 4 
repetidores 
Máximo de 9 
repetidores 
Máximo de 9 
repetidores 
Ilimitado 
Tabela 5 – Tecnologias de transmissão (camada física) em PROFIBUS 
 
Estruturas em árvore ou linear (e combinação das duas) são 
topologias de rede suportadas pelo PROFIBUS com transmissão MBP. 
Em uma estrutura linear, as estações são conectadas ao cabo ou 
barramento principal através de conectores do tipo T, ou caixas de 
junção. A estrutura em árvore pode ser comparada à técnica clássica de 
instalação em campo. O painel de distribuição continua a ser utilizado 
para a conexão dos dispositivos de campo e para a instalação dos 
terminadores de barramento. Quando uma estrutura em árvore é 
utilizada, todos os dispositivos de campo conectados ao segmento de 
rede são interligados em paralelo no distribuidor. 
Independente da topologia utilizada, o comprimento da derivação 
da ligação deverá ser considerado no cálculo do comprimento total do 
segmento. Uma derivação não deve ultrapassar 120m em aplicações em 
áreas seguras ou 30m em aplicações em áreas classificadas. 
Exemplos de ligações em árvore, linha ou combinação delas são 
mostrados nas figuras 10a a 10d. 
 
Figura 10a – Topologia PROFIBUS PA em árvore ou estrela 
 
Figura 10b – Topologia PROFIBUS PA em linha ou tronco 
 
Figura 10c – Topologia PROFIBUS PA em linha e árvore 
 
Figura 10d – Topologia PROFIBUS PA com a utilização de repetidores 
 
Um par de fios blindados é utilizado como meio de transmissão, de 
acordo com as especificações apresentadas na tabela 6.b. Ambas as 
terminações do cabo principal do barramento devem ser equipados com 
um terminador passivo de linha que consiste em um elemento RC em 
série com R=100 Ω e C=1 µF. Tanto os couplers quanto os links 
possuem o terminador de barramento integrados. Uma ligação com a 
polaridade invertida no barramento não afetará o correto funcionamento 
do mesmo, somente se os dispositivos de campo forem equipados com 
sistemas automáticos de detecção de polaridade. 
 
 
Figura 11 – Terminador passivo MBP 
 
 
O número de estações que pode ser conectado a um segmento é 
limitado a 32. Este número pode ser ainda mais reduzido em função do 
tipo de classe de proteção à explosão. Em redes intrinsecamente 
seguras, tanto a tensão máxima quanto a corrente máxima de 
alimentação são especificadas dentro de limites claramente definidos. 
Observe na tabela 6.a que mesmo nos casos em que a segurança 
intrínseca não é utilizada, a potência da fonte de alimentação é limitada. 
 
Tipo Área de 
Aplicação 
Alimentação Corrente 
Máxima 
Potência 
Máxima 
No. Típico 
de 
Estações 
I Eex ia/ib IIC 13.5V 110mA 1.8W 8 
II Eex ib IIC 13.5V 110mA 1.8W 8 
III Eex ib IIB 13.5V 250mA 4.2W 22 
IV Não 
intrinsecamente 
seguro 
24V 500mA 12W 32 
Esta especificação é baseada em consumo de 10 mA por dispositivo (típico). 
Tabela 6.a – Alimentação padrão 
 
Especificação Valores 
Tipo de Cabo 0,8 mm2 (AWG 18) 
Impedância 100 Ohm +- 20% (a 31,25KHz) 
Resistência em Loop 44 Ohm/Km 
Diâmetro 0,8 mm 
Capacitância Máx 2 nF/Km 
Atenuação Máx 3 dB/Km 
Comprimento máximo 1900 m 
Cobertura da blindagem Min. 90% 
Tabela 6.b – Especificação de cabo PA 
 
De modo geral, para determinar o comprimento máximo da linha, 
calcula-se a corrente consumida pelos dispositivos de campo, seleciona-
se uma unidade de alimentação, conforme tabela 6, e determina-se o 
comprimento de linha para o tipo de cabo selecionado conforme tabela 
7. A corrente necessária é obtida da soma das correntes básicas dos 
dispositivos de campo do segmento selecionado, somada a uma reserva 
de corrente de 9 mA por segmento. Ressalta-se que a distância mínima 
recomendável entre cabos de energia e cabos PROFIBUS PA deve ser de 
50cm. 
 
 Tipo I Tipo II Tipo 
III 
Tipo IV Tipo IV Tipo IV 
Tensão (v) 13.5 13.5 13.5 24 24 24 
Soma das Correntes 
necessárias (mA) 
≤110 ≤110 ≤250 ≤110 ≤250 ≤500 
Comprimento da linha 
para seção de 0.8mm2 
(m) 
≤900 ≤900 ≤400 ≤1900 ≤1300 ≤650 
Comprimento da linha 
para seção de 1.5mm2 
(m) 
≤1000 ≤1500 ≤500 ≤1900 ≤1900 ≤1900 
Tabela 7 - Comprimentos de Linha para IEC 61158-2 
 
A conexão em um barramento intrinsecamente seguro de 
dispositivos alimentados pelo barramento e de dispositivos alimentados 
externamente é possível somente se os dispositivos alimentados 
externamente forem equipados com isolamento apropriado de acordo 
com EN 50020. Deve ser considerada, entretanto, no cálculo da corrente 
total, a corrente que o dispositivo com alimentação externa consome do 
barramento. 
O aterramento da malha de blindagem do cabo PROFIBUS PA deve 
ser em um único ponto no terminal negativo da fonte de alimentação do 
barramento, e não deve existir contato metálico entre a blindagem do 
cabo e as carcaças dos instrumentos de campo, que por sua vez são 
aterradas localmente. 
O modelo FISCO consideravelmente simplifica o planejamento, 
instalação e expansão de redes PROFIBUS em áreas potencialmente 
explosivas. 
 
 c) Conexões entre redes RS485 e MBP 
 
A tecnologia de transmissão intrinsecamente segura, MBP, 
normalmente é limitada a um segmento específico (dispositivos de 
campo em áreas classificadas) da planta, a qual é interligada ao 
segmento RS485 (sistema de controle e dispositivos de engenharia na 
sala de controle) por um acoplador de segmento ou por um link device. 
Acopladores de segmento, ou Couplers, são conversores de sinais 
que modulam os sinais de RS485 aos níveis de sinal MBP e vice-versa. 
Do ponto de vista do protocolo os acopladores são transparentes e 
passivos. Se acopladores de segmento são utilizados, a velocidade do 
segmento RS485 ficará limitada à uma taxa máxima, como por exemplo 
93.75 Kbit/s. 
Links, ao contrário, têm sua própria inteligência. Eles mapeiam 
todos os dispositivos de campo conectados ao segmento MBP e se 
comportam como um simples escravo no segmento RS485. Neste caso 
não existe limitação de velocidade no segmento RS485 o que significa 
que é possível implementar redes rápidas, por exemplo, para funções de 
controle, incluindo dispositivos de campo conectados em MBP. 
 
 
Figura 12 – Topologia da planta com barramento de dispositivos de campo 
energizados usando tecnologia de transmissão MBP 
 
 d) Fibra Óptica 
 
Algumas condições de aplicações de rede de campo impõem 
restrições à tecnologia de transmissão limitada por fios como as em 
ambientes com alta interferência eletromagnética ou quando uma 
grande distância necessita ser alcançada. A transmissão por fibra óptica 
ou condutores ópticos (FOC ou Fibre-Optic Cable) é apropriada nesses 
casos. A orientação PROFIBUS 2022 para a transmissãoem fibra óptica 
especifica a tecnologia disponível para esse propósito sem a necessidade 
de alteração do comportamento do protocolo PROFIBUS, isto assegura a 
compatibilidade retroativa com instalações existentes PROFIBUS. 
Os tipos suportados de fibra óptica são apresenados na tabela 8. As 
características de transmissão suportam estruturas do tipo estrela, anel 
e linear. 
Nos casos mais simples de redes sobre fibra óptica a 
implementação é dada utilizando-se conversores elétrico-óptico (OLPs 
ou Optical Link Plugs) conectados ao barramento RS485 e à fibra óptica. 
Isso possibilita que se alterne entre RS485 e transmissão de fibra óptica 
dentro de uma planta, dependendo das circunstâncias. 
Existe no mercado existe um chip ASIC (Fiber Optical 
Communication System Interface) com porta FOC, fornecido pela 
Siemens, entretanto com esta tecnologia só é possível a configuração de 
topologias do tipo em linha. Para a configuração de tipologias em anel, é 
necessário o uso de repetidores que realizam a conversão do sinal. 
 
Tipo da Fibra Diâmetro do núcleo 
(µm) 
Alcance 
Fibra de vidro multimodo 62.5/125 2 a 3 Km 
Fibra de vidro 
monomodo 
9/125 > 15 Km 
Fibra plástica 980/1000 < 80 m 
Fibra HCS 200/230 Até 500 m 
Tabela 8 – Características das fibras ópticas 
 
Anexo I1 
 
1 - Tempos de operação da rede profibus 
 
Segundo as normas PROFIBUS, para que a rede funcione de modo 
adequado, sem colisões, atraso ou tempo ocioso, é definido um grupo 
de parâmetros referente a tempo, que, obrigatoriamente, deve ser 
obedecido por todas as estações-mestres e estações-escravas da rede. 
Estes parâmetros de tempo são usados pelo FDL no gerenciamento 
do tráfego de mensagens no barramento; alguns deles são calculados 
pelo próprio FDL, enquanto outros são ajustados pelo usuário ou 
calculados automaticamente através de ferramentas de configuração. 
A unidade usada na medição desses parâmetros é a tBIT, o que 
indica que qualquer outra unidade deve ser convertida para tBIT. 
 
BIT TIME - tBIT 
 
Bit Time é o tempo de transmissão de um bit, parâmetro 
diretamente relacionado ao baud rate em bit/s 
 
tBIT = 1 / baud rate (Baud rate in Bits/s) 
 
SLOT TIME (TSL) 
 
 
1
 Valéria Paula Venturini. Desenvolvimento de um mestre PROFIBUS com a 
finalidade de análise de desempenho. Dissertação (Mestrado) – Escola de 
Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, 2007. 
 
O Slot Time (TSL) define o tempo máximo aguardado por um 
reconhecimento ou resposta, após transmissão da mensagem. Se esse 
tempo se expirar antes do reconhecimento ou resposta, a estação que 
fez a requisição deve repetir o pedido, respeitando o número de 
retransmissões suportadas. 
 
LARGEST STATION DELAY RESPONDER (maxTSDR) 
 
 Máximo tempo que um escravo necessita para responder a uma 
mensagem. Deve ser menor que o TSL. 
 
SMALLEST STATION DELAY RESPONDER (minTSDR) 
 
 Mínimo tempo que um escravo espera para responder a uma 
mensagem, este parâmetro é configurado no escravo pelo mestre. 
Tipicamente é de 11 tBIT. 
 
QUIET TIME (TQUI) 
 
Tempo que a eletrônica ou o software do emissor de uma 
mensagem leva para ligar o modo de escuta ou de recepção após o 
envio da mensagem. Este parâmetro deve ser configurado em situações 
de reflexões de sinais. Tipicamente é de 0 tBIT. 
 
SETUP TIME (TSET) 
 
É um tempo de espera adicional que começa a ser contado antes 
do envio de uma mensagem. Geralmente é configurado em redes com 
couplers DP/PA ou outros conversores de mídia. Deve ser configurado 
no dispositivo que necessita de um tempo de setup longo (de acordo 
com o manual). 
 
DELIVERY DELAY (TID) 
 
Tempo que um dispositivo leva para envias dados de rede para seu 
software de aplicação. 
 
TARGET ROTATION TIME (TTR) 
 
O parâmetro Target Rotation Time (TTR) define o tempo máximo 
esperado para que o token circule entre todas as estações-mestres do 
anel e retorne ao seu mestre inicial, no entanto, alguns fatores podem 
influenciar no tempo de ciclo do token, como por exemplo, o baud rate, 
número de mestres e de escravos com troca de dados cíclicos. 
O ajuste do TTR deve ser feito pelo usuário ou automaticamente 
pela ferramenta de configuração e deve assegurar que cada estação-
mestre do anel disponha de tempo suficiente para executar suas tarefas 
de comunicação. 
 
Tqui
min TSDR
max TSDR
Response Frame
Tid1
Request Frame 
 
 
GAP UPDATE TIME (TGUD) 
 
O parâmetro Gap Update Time (TGUD) determina o momento em 
que se deve iniciar a atualização da GAPL. Se durante a rotação do 
token não houver tempo suficiente para manutenção da rede, deve-se 
atualizar o GAPL na próxima rotação do token. 
 
TGUD = GAPFATOR * TTR. 
 
O parâmetro GAPFATOR deve ser configurado pelo o usuário que 
indicará o número de rotação do token, que deve ocorrer antes de se 
expirar o tempo do TGUD. 
 
HIGHEST STATION ADDRESS (HSA) 
 
Este parâmetro refere-se ao máximo endereço na rede que um 
mestre procurará por outros mestres. A diminuição deste endereço 
torna o reconhecimento de mestres mais rápido. Um meste com 
endereço maior que o HSA não será identificado na rede. O padrão é 
126. 
 
TIMEOUT TIME (TTO) 
 
Se no decorrer do tempo definido por este parâmetro nenhuma 
mensagem for transmitida no barramento, o temporarizador se expira e 
um erro ocorre. Normalmente, um valor diferente para esse parâmetro 
é definido para cada estação da rede, de acordo com o endereço das 
mesmas. 
 
MAXIMUM RETRIES (Max Retries Limit) 
 
Ajusta o número de tentativas de envio quando um destinatário não 
responde a mensagem. Deve ser aumentado pelo usuário em redes 
expostas a altos níveis de distorção. O tempo de ciclo da rede é 
prejudicado por repetições de mensagens. 
 
WATCHDOG 
 
Tempo de supervisão que o mestre envia para todos os escravos 
que configura. Se dentro deste tempo o escravo configurado não for 
solicitado pelo mestre, ele deixa o modo de troca de dados. Quando 
calculado pela ferramenta de configuração, este tempo é de 6 x o pior 
caso do tempo de ciclo. 
 
2 - Estrutura das mensagens 
 
O protocolo PROFIBUS disponibiliza cinco tipos de estruturas de 
mensagens, todas elaboradas conforme o serviço. 
 
Representação da estrutura das mensagens 
 
A Figura a seguir mostra o significado de cada byte da mensagem. 
 
 
Descrição dos bytes da mensagem 
 
Bibliografia 
 
Manfred Popp. The New Rapid Way to PROFIBUS DP. From DP-
V0 to DP-V2. PROFIBUS Nutzerorganisation e. V. 2003. 
 
PROFIBUS Technology and Application. System Description. 
PROFIBUS International Support Center. 2002. 
 
Valéria Paula Venturini. Desenvolvimento de um mestre 
PROFIBUS com a finalidade de análise de desempenho. 
Dissertação (Mestrado) – Escola de Engenharia de São Carlos, 
Universidade de São Paulo, São Carlos, 2007. 
Roberto Pinelli e Dennis Brandão. Apostila do Treinamento 
Integradores Profibus. Associação Profibus do Brasil. 2007