AULA 5 FUNDAMENTOS DE SISTEMAS DE CONTROLE

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AULA 5 
FUNDAMENTOS DE SISTEMAS DE CONTROLE 
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. 
02 
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)
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; 
04 
• �  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 
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
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. 
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� 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 bite, 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 
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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). 
 
08 
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
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 
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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). 
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
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). 
 
010 
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, utilizando o 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 sequênciade 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. 
011 
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 
 
012 
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). 
 
013 
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. 
014 
� 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 
 
015 
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 
sem redundância, 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 aoselementos 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 
 
016 
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 
 
017 
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: 
 
018 
� � � 
� 
� 
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://
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