Trabalho Rede Industrial

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FACULDADE ANHANGUERA DE JOINVILLE
ENGENHARIA MECÂNICA
INSTRUMENTALIZAÇÃO ELETROELETRONICA
JORGE LUIZ MARTINS – RA 1580114919
CÁTIA REGINA. MARTINS JOSIMO – RA 8093849724
REDES INDUSTRIAIS
Joinville
2017
REDES INDUSTRIAIS
Joinville
2017
INTRODUÇÃO
De todas as tecnologias associadas ao controle industrial, as redes de comunicação é a que sofreu maiores evoluções na última década, seguindo, aliás, a tendência global de evolução das comunicações que se tem vindo a sentir, praticamente em todos os ramos de atividade, desde as telecomunicações móveis, à Internet, 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.
Rede Industrial AS – Interface
 	A rede AS-i foi concebida para complementar os demais sistemas e tornar mais simples e rápida as conexões entre sensores e atuadores com os seus respectivos controladores.
Vantagens:
Simplicidade: requer apenas um único cabo para conectar módulos de entradas e saídas de quaisquer fabricantes. Usuários de uma rede AS-i não precisam ter profundos conhecimentos em sistema industriais ou protocolos de comunicação. Não precisa de terminadores e de arquivos de descrição de equipamentos. 
Desempenho: são eficazes e incrivelmente rápidos, o que os tornam aptos a substituírem sistemas grandes e com altos custos. Existem mestres AS-i, especialmente, desenvolvidos para comunicarem com sistemas legados de controle e promoverem uma suave integração entre as tecnologias existentes. 
Flexibilidade: A expansibilidade é muito fácil – apenas conecte um módulo, enderece-o e, então, conecte o cabo da rede. Verifique se LED de alimentação está ligado e, então, você já está liberado para a conexão do próximo módulo. A rede AS-i suporta qualquer topologia de cabeamento: estrela, barramento, árvore, anelar ou qualquer outra configuração com até 100 metros de cabo. Ou, então, com a adição de repetidores é possível expandir o sistema até 300 metros. A rede AS-i é de fácil instalação, pois não há necessidade de terminadores nos pontos finais
Custo: reduzem o custo de cabeamento e instalação em torno de 50% em comparação com outras redes convencionais. A utilização de um único cabo para conexão com equipamentos discretos reduz a necessidade de gabinete, conduítes e bandejas. As economias geradas na utilização da rede podem ser realmente significantes, pois a utilização de poucos cabos diminui os custos de instalação, comissionamento e, por ser uma rede simples, as horas de engenharia. 
Características:
Compatibilidade: sensores e Atuadores de diferentes fabricantes podem ser conectados a uma interface digital serial padronizada;
Controle de acesso ao meio: sistema com um único mestre e varredura cíclica;
Endereçamento: escravos recebem um endereço permanente do mestre ou via handheld;
Estrutura da rede: sem restrições (linear, anel, estrela ou árvore);
Meio de transferência: dois cabos não-trançados e sem blindagem para dados e energia (24 VDC), tipicamente até 200 mA por escravo, até 8A por barramento;
Rápida instalação: por meio de conectores auto-perfurantes
Tamanho de cabo: máximo de 100 m ou até 300 m com o uso de repetidores;
Sinais e alimentação: estão presentes em um mesmo barramento (24VDC);
Número de escravos: até 62 escravos por rede (versão 2.1);
Telegramas: telegrama do mestre contendo o endereço, resposta direta do escravo;
Dados: quatro entradas e quatro saídas para cada escravo e no caso de mais de 31 escravos têm, então, apenas três saídas (máximo de 248 participantes binários por rede);
Carga útil: Transmite 4bits/escravo/mensagem. Todos os escravos são chamados seqüencialmente pelo mestre e recebem quatro bits de dados. Cada escravo responde imediatamente com quatro bits de dados;
Tempo de ciclo: 10 ms para a versão 2.1;
Detecção de erros: detecção eficiente e retransmissão de telegramas incorretos;
Chip AS - Interface: 4 E/S configuráveis para dados, 4 parâmetros de saídas e 2 saídas de controle.
Rede Industrial CAN
A aplicação da tecnologia CAN tem se tornado cada vez mais popular para partilha de dados e controle em tempo real. Ao longo dos anos, o CAN evoluiu de aplicações dedicadas à indústria automobilística para uso industrial e produtos envolvendo micro controlador, suprimindo a necessidade de sistemas complexos de fios substituindo-os por um simples cabo, tornando a comunicação em rede simples, barata, robusta e sem ruído eletromagnético.
O protocolo de comunicação CAN descreve o método como a informação é transferida entre dispositivos e é assunto de padrões internacionais aprovados pela ISO - Com a aprovação da ISO, o CAN foi adotado pela indústria automobilística bem como por outros tipos de indústrias, devido à sua robustez e flexibilidade. A disponibilidade de circuitos integrados, colocados no mercado por vários fabricantes, incentiva a sua utilização devido ao seu baixo custo.
Estrutura da rede CAN
Unidade de Controle Eletrônico: Conhecido como nó da rede CAN é responsável pela aquisição e envio de dados da rede. Esta unidade pode ou não ser microprocessador, possui um controlador CAN (componente que acondiciona a norma) e um transceiver (componente transmissor/receptor para adequar o sinal digital para os níveis elétricos da rede);
Resistores Terminadores: Resistores colocados no final da rede para adequarem-se aos sinais elétricos da rede; 
Cabos: É o meio físico para o transporte de dados, sendo geralmente cabo entrelaçado.
Características
Ser um padrão ISO; considerável imunidade ao ruído; capacidade multi-mestre; capacidade multicast; capacidade eficaz de detectar e sinalizar erros; simplicidade; retransmissão automática de mensagens “em espera” logo que o barramento esteja livre; reduzido tempo de latência; atribuição de prioridade às mensagens; flexibilidade de configuração; distinção entre erros temporários e erros permanentes dos nós; elevadas taxas de transferência (1 Mbit/s); redução de cabo a utilizar; baixo preço; hardware padrão. 
Camada Física
Cartão processador: é a placa de circuito impresso que contém o processador que utiliza ou gera informações, passando-as para o controlador CAN. Existem processadores que possuem controladores CAN incorporados; 
Controlador CAN: o Controlador CAN tem como função programar as características da rede atendendo a 1ª. E a 2ª. Camada do padrão ISO/OSI. 
Transceiver: adapta o sinal digital para os padrões da rede, através de um transmissor e receptor. Além disso, o transceiver protege o controlador de eventuais sobre-tensões ou curto de rede.
Meio físico: na especificação inicial feita por Robert Bosch, nenhum meio foi definido, permitindo diferentes opções para o meio de transmissão e níveis dos sinais (BOSCH, 1991). Essas propriedades foram posteriormente contempladas pelo padrão ISO, onde estão definidas características dos sinais. Com o CAN, é possível utilizar diversos meios físicos, tais como: par de fios entrelaçados, fibra ótica, rádio freqüência, etc. Atualmente, a maioria das aplicações utiliza um barramento diferencial a dois fios.
Características do meio físico
Taxa de transmissão acima de 1 Mbit/s; comprimento máximo de 40 metros com taxa de transmissão de 1 Mbit/s; impedância de linha de 120 Ω; atraso de propagação de sinal de 5 ns/m.
Vantagens
Baixo custo; disponibilidade no mercado de componentes controladores, com o protocolo CAN; capacidade de Detecção de Erros; meio de transmissão simples; possibilidade de isolamento do nó com falhas; elevado grau de capacidades de tempo real e controle distribuído; existência de padrão; fácil utilização; i) capacidade de funcionar em ambientes com condições elétricas adversas.Rede Industrial Devicenet
É uma rede digital, multi-drop para conexão entre sensores, atuadores e sistema de automação industrial em geral. Ela foi desenvolvida para ter máxima flexibilidade entre equipamentos de campo e interoperabilidade entre diferentes vendedores.
Função
Tem por função transportar dois tipos principais de informações. Dados cíclicos de sensores e atuadores, diretamente relacionados ao controle e dados acíclicos indiretamente relacionados ao controle, como configuração e diagnóstico.
Camada Física e de Acesso: É baseada na tecnologia CAN (Controller Área Network) e as camadas superiores no protocolo CIP, que define uma arquitetura baseada em objetos e conexões entre eles. 
Características
Pode conter até 64 dispositivos onde cada dispositivo ocupa um nó na rede. Endereçados de 0 a 63·. A Camada MAC usa o Sense Multiple CSMA (Carrier Access with bit wise Arbitration).
Topologia baseada em tronco principal com ramificações. Permite o uso de repetidores, bridges, roteadores e gateways. Suporta até 64 nós, incluindo o mestre, endereçados de 0 a 63 (MAC ID). Cabo com 2 pares: um para alimentação de 24V e outro para comunicação. Inserção e remoção à quente, sem necessidade de desconectar a alimentação da rede. Suporte para equipamentos alimentados pela rede em 24V ou com fonte própria. Uso de conectores abertos ou selados. Proteção contra inversão de ligações e curto-circuito. Alta capacidade de corrente na rede (até 16 A). Uso de fontes de alimentação de prateleira. Diversas fontes podem ser usadas na mesma rede atendendo às necessidades da aplicação em termos de carga e comprimento dos cabos. Taxa de comunicação selecionável: 125 250 e 500 kbps.
Comunicação baseada em conexões de E/S é modelo de pergunta e resposta. Diagnóstico de cada equipamento e da rede. Transporte eficiente de dados de controle discretos e analógicos. Detecção de endereço duplicado na rede. Mecanismo de comunicação extremamente robusto a interferências eletromagnéticas.
Nível Físico 
Topologia física básica do tipo linha principal com derivações. Barramentos separados de par trançado para á distribuição de sinal e de alimentação (24VCC), ambos no mesmo cabo. Inserção e remoção de nodos a quente, sem necessidade de desconectar a alimentação da rede. Uso de opto acopladores para permitir que dispositivos alimentados externamente possam compartilhar o cabo do barramento com os dispositivos alimentados pelo barramento. Usa terminadores de 121 ohms em cada fim de linha. Permite conexão de múltiplas fontes de alimentação. As conexões podem ser abertas ou seladas.
Rede Industrial Protocolo Hart
O protocolo HART (Highway Adressable Remote Transducer) foi desenvolvido em meados da década de 1980 pela Rosemount Inc., este protocolo foi inicialmente desenvolvido para ser utilizado em instrumentos de campo inteligentes. Originalmente o protocolo foi logo publicado para uso gratuito, em 1990, formou-se o Grupo de Usuários HART. Em 1993, a marca comercial registrada e todos os direitos autorais do protocolo foram transferidos para a HART Communication Foundation (HCF). É um protocolo de comunicação bidirecional que permite o acesso a dados entre instrumentos inteligentes de campo e sistemas de monitoramento e controle. O controlador do sistema pode ser desde um dispositivo portátil handheld ou um laptop utilizado pelo técnico até mesmo um sistema de gerenciamento e controle de processos industriais, ou outro sistema que utilize qualquer plataforma de controle (HART COMMUNICATION FOUNDATION, 2012b).
Características
Comprovado na prática, projeto simples, fácil operação e manutenção. Compatível com a instrumentação analógica; Sinal analógico e comunicação digital; Opção de comunicação ponto-a-ponto ou multidrop; Flexível acesso de dados usando-se até dois mestres; Suporta equipamentos multivariáveis; 500ms de tempo de resposta (com até duas transações); Totalmente aberto com vários fornecedores.
Característica Física 
Baseia-se no padrão Bell 202, utilizando modulação por chaveamento de freqüência (FSK) para se comunicar a uma taxa de 1200 bps. As freqüências de sinal representando os valores de bit 0 e 1 são, respectivamente, 20 Hz e 1200 Hz. Este sinal é sobreposto com baixa potência sobre o sinal de medição analógico de 4~20 mA, sem causar nenhuma interferência com o sinal analógico.
A comunicação ponto a ponto entre mestre e escravo, o mestre primário é tipicamente um SDCD (Sistema Digital de Controle Distribuído), CLP (Controlador Lógico Programável), controle central baseado em computador ou um sistema de monitoração, conforme a figura 5.desta forma a comunicação é digital e simultaneamente há comunicação dos instrumentos de campo de forma analógica com sinal de 4~20mA. Desta forma permitem que a informação digital proveniente do instrumento escravo seja atualizada duas vezes por segundo no mestre, ou seja, cada ciclo de pedido e recebimento de valor dura cerca de 500ms. O sinal analógico de 4~20mA é contínuo e carrega a variável primária para controle.
Algumas aplicações 
Aumentando a segurança e confiabilidade em elementos finais de controle. A grande maioria dos posicionadores de válvulas HART do mercado não possui um sinal de retorno indicando a posição real da válvula e quando possuem, exigem ligações a 4 fios, dificultando e aumentando custos de instalação.A solução normalmente adotada, é a utilização de um transmissor de posição, mas que envolve custos e exige instalação adequada.Com isto, é muito freqüente se ver no campo o posicionador recebendo um setpoint de posição desejada via controlador, mas o controle não tem um sinal de feedback, dizendo se a válvula realmente foi para a posição desejada, se está emperrada, se está lenta, como está o controle seu controle, etc.
Rede industrial Modbus
Os dispositivos MODBUS comunicam utilizando a técnica mestre-escravo no qual permite que somente um dispositivo (o mestre) possa iniciar as transações (chamadas de quereis). Os outros dispositivos (escravos) respondem de acordo com o pedido do mestre, ou de acordo com a tarefa em questão. Um dispositivo periférico escravo (válvula, drive de rede ou outro dispositivo de medição), que processa a informação e envia o dado para o mestre.
 Modo de transmissão serial
O modo de transmissão define o conteúdo de bit da mensagem a ser transmitida na rede e como a informação da mensagem será empacotada na mensagem e descompactada. O padrão MODBUS emprega os dois modos de transmissão: ASCII Mode: cada byte de caractere em uma mensagem é enviado dois caracteres sem geração de erros; RTU Mode: cada mensagem de 8 bits contém dois caracteres hexadecimais de 4 bits.
Funções do MODBUS
A função do código de campo da mensagem é colocar dois caracteres (no modo ASCII), ou 8 bits (no modo RTU) que digam ao escravo que ação ele deve tomar. Funções válidas de código valem de 1 até 255, porém nem todos os códigos serão aplicados para o módulo e alguns códigos ficarão reservados para uso futuro.
Características
O Modbus equivale a uma camada de aplicação e pode utilizar o RS-232, RS-485 ou Ethernet como meios físicos - equivalente camada de enlace (ou link) e camada física do modelo. O protocolo possui comandos para envio de dados discretos (entradas e saídas digitais) ou numéricos (entradas e saídas analógicas).
Aplicação
Instrumentos e equipamentos de laboratórios. Automação Residencial. Automação de navios.
Vantagens
Simplicidade e facilidade de implementação, podendo ser utilizado em diversos padrões de meio físico, como: RS-232; RS-485; Ethernet TCP/IP (MODBUS TCP). 
A velocidade de comunicação varia em cada um desses padrões, bem como o comprimento máximo da rede e o número máximo de dispositivos conectados.
O padrão Ethernet no protocolo Modbus possui algumas variações, podendo chegar a 100Mbps ou até 10Gbps. A distância máxima pode variar de 100m até próximo de 200m dependendo do tipo de caboutilizado e das condições de instalação do mesmo. 
Em alguns casos é possível utilizar redes em fibra ótica, fato que permite alcançar distâncias maiores e melhores taxas de comunicação, bem como utilizar comunicação wireless.
Rede Industrial Foundation Fieldbus
O Fieldbus Foundation é um sistema da comunicação totalmente digital, em série e bidirecional que conecta equipamentos tais como sensores, atuadores e controladores. Estabelecido em Setembro de 1994 pela união da WorldFIP North America e do Interoperable Systems Proect (ISP), ele é dedicado a um padrão único, internacional e interoperável de barramento de “chão”. O Fieldbus é utilizado para a automação e instrumentação de controle de processos e pode distribuir o controle no campo. É uma rede local (LAN) que ao contrário dos protocolos de rede proprietários, não pertence à nenhuma empresa ou é controlado por um grupo de empresas, sendo assim uma arquitetura aberta.
Características
Comunicação digital em dois sentidos, conexão dos equipamentos por meio de uma rede onde se pode utilizar apenas um par de fios e a energia dos equipamentos é fornecida pelo barramento de comunicação.
Aplicação
O nível de aplicação fornece uma interface para o software aplicativo do equipamento. Basicamente este nível define como ler, escrever ou disparar uma tarefa em uma estação remota. A principal tarefa é a definição de uma sintaxe para as mensagens. Ele também define o modo pelo qual a mensagem deve ser transmitida: ciclicamente, imediatamente, somente uma vez ou quando requisitado pelo consumidor.
O gerenciamento define como inicializar a rede: atribuição do Tag, atribuição do endereço, sincronização do tempo, escalonamento das transações na rede ou conexão dos parâmetros de entrada e saída dos blocos funcionais.
Ele também controla a operação da rede com levantamento estatístico de detecção de falhas e de adição de um novo elemento ou remoção de uma estação. O gerenciamento monitora continuamente o barramento para identificar a adição de novas estações.
Sinalização
O dispositivo transmissor entrega + 10 mA à 31.25 kbit/s para uma carga equivalente a 50 ohm para criar uma tensão de 1.0 V pico-a-pico modulada acima da corrente direta (DC) da fonte de tensão.
A fonte de tensão DC pode variar de 9 a 32 volts, todavia para aplicações I.S. a fonte de tensão permitida depende da taxa de consumo.
Características
Nível de tensão do sinal: 750 a 1000 mV; Camadas utilizadas: Física (Physical Layer), Enlace (Data Link Layer), Aplicação (Application Layer) e Interface com o Usuário (User Interface); Velocidade de transmissão utilizada: modo H1 – 31,25 Kbps. modo HSE – 10 Mbps ou 100 Mbps.
Tipo de codificação: Manchester; Alimentação: cada equipamento na rede deve ser alimentado com no mínimo 9V. Essa alimentação pode ser externa ou via barramento; Comprimento máximo do segmento: 1900m sem repetidor (H1) e 100 m (HSE). É permitido o uso de até 4 repetidores, o que faz com que a extensão da rede alcance 9,5 km.; Número de equipamentos no barramento: até 32. Este número pode variar de acordo com a classificação da área, o consumo de corrente nestes equipamentos, as distâncias envolvidas entre mestre e escravos e o tipo de cabo utilizado na instalação; Áreas com segurança intrínseca: utilização de até 9 equipamentos em áreas classificadas como Grupo IIC e até 23 equipamentos em áreas classificadas como Grupo IIB. Esses valores usam como referência uma corrente quiescente de 10 mA; Topologias: barramento, árvore ou estrela.
Vantagens
Em redes convencionais, por exemplo uma rede 4-20 mA, existe a necessidade de se ter um equipamento que media a troca de mensagens entre os equipamentos de campo (que produzem sinais analógicos)e os sistemas de supervisão. Esses equipamentos mediadores podem ser chamados de Estações de Controle de Campo, e têm como função converter os sinais analógicos do barramento para sinais digitais, que serão utilizados nos sistemas de supervisão. No FOUNDATION fieldbus, tem-se esses equipamentos (sensores, atuadores etc) ligados em rede diretamente com o sistema de supervisão, que gera uma significativa redução nos custos com cabeamento, já que não existem mais a necessidade de se ter um par de fios conectando cada equipamento de campo à Estação de Controle de Campo e cada estação ao sistema de supervisão.
Rápido diagnóstico de falhas em equipamentos de campo, que podem ser detectados antes de se tornarem graves;
Função Mestre Backup: distribuição das funções de controle nos equipamentos de campo. Dispensa a necessidade de equipamentos dedicados à tarefas de controle;
Aumento na robustez do sistema;
Custos de engenharia reduzidos;
Qualidade da informação de um sinal digital é muito melhor do que dos sinais analógicos;
Meio Físico
As primeiras versões da norma especificam duas opções para a camada física: H1 e H2. O H1, com taxa de 31,25 Kbits/s são voltados basicamente para equipamentos de campo (transmissores, posicionadores de válvula, etc), e pode ser usado em áreas onde é necessária segurança intrínseca (ambientes explosivos). O H2, com taxa de 1 a 2,5 Mbps, seria utilizado para integrar controladores e equipamentos mais complexos. Devido à rápida evolução tecnológica, o H2 foi substituído pelo HSE, que usa Ethernet a 100 Mbps. Assim, para conexão de equipamentos de campo há o FOUNDATION™ Fieldbus H1, com camada física baseada na ISAS50.02-1992 ou IEC61158-2:2000. Para conexão entre PLCs, Linking Devices, Gateways e PCs, há o FOUNDATION™ Fieldbus HSE, baseado em Ethernet (IEEE802.3-2000, ISO/IEC8802.3-2000).
Rede Industrial Profibus
De acordo com, o Profibus PA define, em adição às definições padrões do Profibus DP, os parâmetros e blocos de função para dispositivos de automação de processo, tais como transmissores, válvulas e posicionadores. Além disso, possui uma característica adicional que é a transmissão intrinsecamente segura, o que faz com que ele possa ser usado em áreas classificadas, ou seja, ambientes onde existe o perigo de explosão. É indicado para controlar variáveis analógicas em controle de processos. É encontrado predominantemente nas indústrias de transformação e pode ser utilizado em substituição ao padrão 4 a 20 mA.
	
Vantagens
Transmissão confiável das informações;
Tratamento de status das variáveis;
Sistema de segurança em caso de falha;
Equipamentos com capacidade de autodiagnose;
Integração com controle discreto em alta velocidade;
Aplicações em qualquer segmento;
Redução de até 40% nos custos de instalação;
Redução de até 25% nos custos de manutenção;
Menor tempo de startup;
Aumento significativo da funcionalidade, disponibilidade e segurança.
Características
Nível de tensão do sinal: 750 a 1000 mV;
Camadas utilizadas: Física (Physical Layer), Enlace (Data Link Layer) e Interface com o Usuário (User Interface);
Velocidade de transmissão utilizada: modo H1 – 31,25 Kbps;
Tipo de codificação: Manchester;
Alimentação: cada equipamento na rede deve ser alimentado com no mínimo 9V. Essa alimentação pode ser externa ou via barramento;
Comprimento máximo do segmento: 1900m sem repetidor. É permitido o uso de até 4 repetidores, o que faz com que a extensão da rede alcance 9,5 km.
Número de equipamentos no barramento: até 32. Este número pode variar de acordo com a classificação da área, o consumo de corrente nestes equipamentos, as distâncias envolvidas entre mestre e escravos e o tipo de cabo utilizado na instalação;
Áreas com segurança intrínseca: utilização de até 9 equipamentos em áreas classificadas como Grupo IIC e até 23 equipamentos em áreas classificadas como Grupo IIB. Esses valores usam como referência uma corrente quiescente de 10 mA;
Topologias: barramento, árvore, estrela ou mista.
Características Fisco
Cada segmento de rede deve possuir um único elemento ativo no barramento de campo localizado na área não-classificada;
Cada equipamento deve ter um consumo quiescente mínimo de 10 mA;
Em áreas de segurançaintrínseca e à prova de explosão o barramento deve ter no máximo 1000m;
Derivações individuais devem ser limitadas a 30m;
Deve-se utilizar 2 terminadores de barramento no barramento principal;
É necessário utilizar transmissores e barreiras/fontes aprovadas pelo FISCO;
Aplicação
O PROFIBUS pode ser usado tanto em aplicações com transmissão de dados em alta velocidade como em tarefas complexas e extensas de comunicação. Através de seu contínuo esforço de desenvolvimento tecnológico, o PROFIBUS é o sistema de comunicação industrial mais bem preparado para o futuro. A Organização de Usuários PROFIBUS está atualmente trabalhando na implementação de novos conceitos universais. PROFIBUS oferece diferente protocolos de comunicação (Communication Profile) que de acordo com a aplicação, pode-se utilizar como meio de transmissão (Physical Profile) qualquer um dos seguintes padrões: RS-485, IEC 61158-2 ou Fibra Ótica. O Perfil da Aplicação (Aplication Profile) define as opções do protocolo e da tecnologia de transmissão requerida nas respectivas áreas de aplicação e para os vários tipos de dispositivos. Estes perfis também definem o comportamento do dispositivo.
Perfil físico
A aplicação de um sistema de comunicação industrial é amplamente influenciada pela escolha do meio de transmissão disponível. Assim sendo, aos requisitos de uso genérico, tais como alta confiabilidade de transmissão, grandes distâncias a serem cobertas e alta velocidade de transmissão, soma-se as exigências específicas da área automação de processos tais como operação em área classificada, transmissão de dados e alimentação no mesmo meio físico, etc. Partindo-se do princípio de que não é possível atender a todos estes requisitos com um único meio de transmissão, existem atualmente três tipos físicos de comunicação disponíveis no PROFIBUS:
- RS-485 para uso universal, em especial em sistemas de automação da manufatura;
- IEC 61158-2 para aplicações em sistemas de automação em controle de processo;
 - Fibra Ótica para aplicações em sistemas que demandam grande imunidade à interferências e grandes distâncias.
Atualmente, estão sendo feitos desenvolvimentos para uso de componentes comerciais de 10 e 100 Mbit/s como camada física para PROFIBUS.
Links e acopladores são disponíveis para acoplamento entre os vários meios de transmissão. Enquanto o termo Acoplador (Couplers) aplica-se à dispositivos que implementam o protocolo somente no que se refere ao meio físico de transmissão, o termo Link se aplica aos dispositivos inteligentes que oferecem maiores opções na operação entre sub redes.
Rede Industrial Ethernet Industrial
As Redes Ethernet se consolidaram como padrão de comunicação entre computadores desde sua invenção, como a Automação Industrial se convergiu ao longo dos últimos anos com a Tecnologia da Informação (TI), as Redes Ethernet se desenvolveram dentro do universo da Tecnologia da Automação (TA), ganhando características que delinearam um cenário de total aderência aos novos projetos e atualização de sistemas legados de rede para automação e controle.
Benefícios
Rede simples de projetar e implantar;
Componentes de baixo custo, comparados a outras redes;
Permite diversos Protocolos dentro do Padrão;
Rede padronizada por normas em constante evolução;
Pode ser aplicada desde ambientes domésticos até industriais (componentes especiais);
Rede inter operável e escalar.
Para aplicações na indústria, foi necessário um desenho da rede que pudessem atender esta nova realidade, todavia, não poderiam mudar o padrão de acordo com a IEEE 802-3, sendo estas características abaixo, necessárias para esta realidade na indústria:
Aplicação em Ambientes Severos (Hardware);
Temperatura 75º C a -35º C (exemplo);
Proteção Mecânica Especial;
IP (Grau de Proteção Alto);
Suportar Vibração e Impacto;
Alta Imunidade a Ruídos (EMI);
Arranjos de Alta Disponibilidade (Redundâncias);
Uso de Protocolos Industriais.
De acordo com o modelo OSI (Open Systems Interconnect), um sistema de rede de comunicação é dividido em 7 camadas, como vemos abaixo:
Camada Física;
Camada de Ligação de Dados ou Enlace de Dados;
Camada de Rede;
Camada de Transporte;
Camada de Sessão;
Camada de Apresentação;
Camada de Aplicação.
É um protocolo industrial baseado em Ethernet que combina a função CIP l, gerido pela ODVA. A função CIP trabalha baseado no IGMP, onde a informação da rede e gerenciada em grupos Multicast;
Vantagens:
Múltiplos serviços TI e TA;
Gerenciamento da Rede na TA;
Diagnóstico Avançado;
Sincronismo e Segurança.
Treinamento e manutenção; 
Alta velocidade e alto desempenho;
Capacidade de alavancar tecnologia comercialmente barata;
Os principais fabricantes de CLP ou SCD suportam sistemas de fieldbus específicos, mas todos suportam Ethernet.
Benefícios agregados:
Capacidade de transportar elevado fluxo de informações entre o processo industrial e a corporação;
Elevado número de pessoal técnico qualificado.
Desvantagens para padrão de campo:
Ausência de interoperabilidade pela falta da camada de aplicação (por si só, apresenta definições apenas para as camadas 1 e 2 do modelo ISO);
Falta de determinismo e tempo de resposta insuficiente para algumas aplicações;
Dificuldades de sincronismo no nível de MS.
Rede Industrial Open Protocol Foundation (OPC)
Padrão de comunicação entre os dispositivos de chão de fábrica e os sistemas de automação e informação, desenvolvido para permitir que os sistemas de controle possam fazer uso das tecnologias desenvolvidas pela Microsoft.
Vantagens do Padrão OPC
Padronização das interfaces de comunicação entre os servidores e clientes de dados de tempo real; servidores e clientes de dados de tempo real; Eliminação da necessidade de necessidade de drives de comunicação específicos (proprietários); Melhoria do desempenho e otimização da comunicação entre dispositivos de automação. Interoperabilidade entre sistemas de diversos fabricantes; Integração com sistemas MES, ERP e aplicações Windows (Excel, etc.); Windows (Excel, etc.); Facilidade de desenvolvimento e manutenção de sistemas e produtos para comunicação em tempo real; Facilidade de treinamento. 
Formato de dados OPC
Formato de dados OPC; Valor do dado: Todos os tipos de dados VARIANT definidos pela interface DCOM são suportados. Time Stamp: Esta informação é fornecida pelo servidor através da leitura do time stamp dos dispositivos de campo ou por geração interna. Informação de estado: São reservados 2 bytes para codificação do estado do dado fornecido pelo servidor. Por enquanto, apenas o uso do byte menos significativo foi definido. Dois bits definem a qualidade do dado que pode ser: Good Bad Uncertain Quatro bits fornecem um detalhamento do estado apresentado. Os últimos dois bits podem conter dados de diagnóstico no caso de falha de um sensor, por exemplo.
Configuração dos dados OPC
Configuração dos dados OPC do cliente. Criação de grupos e itens OPC. Leitura Síncrona ou Assíncrona. Leitura de dados direto do dispositivo. Estado Ativo. Leitura Cíclica ou por Mudança de Estado. Banda Morta. Escrita de dados OPC. Comunicação de blocos de dados. Segurança para acesso ao sistema: DCOM ou Padrão OPC.
 	O padrão OPC está sendo adotado pela maioria dos fabricantes de produtos, tornando-se um padrão de mercado. É o padrão de comunicação com o chão de fábrica para a maioria dos sistemas SCADA, PIMS, Banco de Dados, Sistemas Especialistas MES, ERP, etc. O desempenho da comunicação depende principalmente da forma como os clientes programam os recursos do padrão, podendo ser comparado aos melhores drives do mercado. As funcionalidades de time stand e qualidade do dado agregam valor à informação, sendo cada vez mais utilizadas pelos sistemas de automação. 
	
CONsideração final
 As Redes de Comunicação Industrial têm um papel fundamental para as indústriasem geral. Hoje a automação extrapola o chão de fábrica e chega ao mundo dos negócios. Vimos vários padrões abertos e suas características.
O fator tecnológico é imprescindível para a sustentabilidade de uma unidade industrial. A inovação tecnológica é responsável pelo rompimento e/ou aperfeiçoamento das técnicas e processos de produção. Pode, desta forma, trazer ganhos em termos de competitividade. Neste caso, deve-se romper com a tecnologia convencional e ampliar as possibilidades de sucesso com a inovação demandada pelo mercado, neste caso sistemas de automação verdadeiramente aberto, com tecnologia digital, baseado em redes industriais e com várias vantagens comparadas aos convencionais SDCDs.
REFERÊNCIAS
<http://www.smar.com/brasil/artigo-tecnico/redes-industriais> Acesso 30/05/2017.
<http://www.automacaoindustrial.info/redes-industriais/> Acesso 30/05/2017.
<http://alvarestech.com/temp/smar/System302-Versao7/CD_PATS_Brasilia/Workshop_System302-_8h/1_Redes_Industriais.pdf> Acesso 30/05/2017.
<http://www.foz.unioeste.br/~romeu/CIP/2_Aula_redes-industriais.pdf> Acesso 30/05/2017.
<http://www.schneiderelectric.pt/documents/product-services/training/doctecnico_redes.pdf> Acesso 30/05/2017.
<http://www.dca.ufrn.br/~affonso/PET0303/redes_industriais.pdf > Acesso 30/05/2017