Buscar

Comparativo entre redes de automação industrial e suas características

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você viu 3, do total de 8 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você viu 6, do total de 8 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Prévia do material em texto

 
Abstract — This document contains a description of the main 
industrial networks existing on the market. Also is realized a 
comparison between these fieldbuses, highlighting their main 
characteristics, advantages and disadvantages. 
Index Terms — Fieldbuses, Protocols. 
Resumo — Este documento possui uma descrição das 
principais redes industriais existentes no mercado. Também é 
realizado um comparativo entre essas redes industriais 
destacando suas principais características, vantagens e 
desvantagens. 
Palavras chave — Redes Industriais, Protocolos. 
I. INTRODUÇÃO 
As redes industriais surgiram da necessidade de fazer a 
comunicação entre dispositivos de campo e controladores 
programáveis, obtendo mais informações sobre estes 
dispositivos e reduzindo a utilização de cabos de comunicação 
independentes para cada instrumento. 
Com as redes industriais é possível com apenas um cabo 
(tronco) trafegar informações entre uma grande quantidade de 
instrumentos. Esta quantidade é definida pelo tipo de 
protocolo utilizado, sendo os mais conhecidos no mercado o 
Profibus, DeviceNet, AS-i, Foundation Fieldbus, HART, 4 – 
20mA, dentre outros. 
 Além da comunicação entre dispositivos de campo e 
controladores programáveis, as redes industriais também 
permitem a comunicação com sistemas supervisórios e 
sistemas de gerenciamento de produção, como PIMS (Process 
Information Management System) e MES (Manufacturing 
Execution Systems), Sistemas de Controle via Rede (NCS - 
Networked Control Systems) e o uso do protocolo OPC (OLE 
for Process Control). 
A Figura 1 apresenta a hierarquia de diversos tipos de redes 
e sua faixa de aplicação. 
 
 
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Instituto Nacional de 
Telecomunicações, como parte dos requisitos para a obtenção do Certificado 
de Pós-Graduação em Engenharia de Sistemas Eletro-Eletrônicos, Automação 
e Controle Industrial. Orientador: Prof. Julio Arlindo Pinto Azevedo. Trabalho 
aprovado em 03/2014. 
 
 
Fig. 1. Faixa de Aplicação de Redes. [1] 
 
A primeira camada apresenta as redes industriais no nível 
de bit, que são utilizadas para interligar sensores e atuadores 
discretos, dentre outros equipamentos. 
A segunda camada apresenta as redes no nível de 
dispositivo, onde é possível a interligação de dispositivos 
como CLP’s, remotas, conversores AC/DC, dentre outros. 
A terceira camada apresenta as redes no nível de controle, 
onde é possível realizar o controle de dispositivos de campo 
analógicos e comunicação entre CLP’s. 
Por último, tem-se camada de negócio, onde são 
utilizadas redes para comunicação com supervisórios e 
sistemas de gerenciamento de produção. 
II. PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS 
Os principais parâmetros a serem analisados em uma 
comparação entre as redes industriais são: topologia, meio 
de transmissão (meio físico), quantidade máxima de 
dispositivos, distância máxima, método de comunicação, 
taxa de transmissão e tempo de ciclo. 
A. Topologia 
A topologia é definida como a estrutura de uma rede onde 
existe o tráfego de informações e demonstra a maneira como 
os dispositivos estão interligados. As topologias mais 
conhecidas são: barramento, anel, estrela e árvore e também 
podem ser utilizadas combinações destas. [1] 
As Figuras 2, 3, 4 e 5 demonstram estas topologias 
utilizadas em redes industriais. 
 
Comparativo entre Redes de Automação 
Industrial e suas Características 
 Julio Arlindo Pinto Azevedo & Alex Bernardes de Souza 
 
 
 
Fig. 2. Topologia Linha ou Barramento. [2] 
 
 
 
Fig. 3. Topologia Anel. [2] 
 
 
 
Fig. 4. Topologia Estrela. [2] 
 
 
 
Fig. 5. Topologia Árvore. [2] 
 
A topologia de barramento é caracterizada por um meio 
físico (barramento) onde trafega toda a informação de todos 
os dispositivos da rede. Nesta topologia se houver falha em 
um dispositivo não haverá problemas com a comunicação 
dos demais, apenas se houver falha no meio físico, como 
por exemplo, o rompimento do barramento principal em 
algum ponto. [1] 
A topologia tipo anel é utilizada para comunicação ponto 
a ponto em que todos os nós estão conectados em forma de 
anel. Esta topologia é similar a ponto-a-ponto em relação a 
falhas, porém se a comunicação for em ambos os sentidos 
apenas o elemento com falha será prejudicado. [1] 
A topologia tipo estrela utiliza um elemento central que 
gerencia a comunicação com os demais pontos. Nesta 
topologia uma falha dos nós não prejudica os demais, porém 
se ocorrer falha com o nó central toda a rede para de 
funcionar. Devido a isto, são utilizados na posição central 
processadores em duplicidade ou redundância. [1] 
A topologia tipo árvore possui o formato similar a ramos 
de árvore e existe apenas um caminho para se chegar em 
cada nó. Com isto, não existem problemas com distribuição 
se for utilizado o roteamento. Apenas se alguma conexão for 
quebrada não haverá comunicação, pois não existem rotas 
alternativas. [1] 
B. Meio de Transmissão 
O meio de transmissão ou meio físico é o elemento que 
faz a conexão entre dois dispositivos. Este meio de 
comunicação pode ser feito através de um cabo físico (par 
trançado, cabo coaxial ou fibra óptica) ou utilizando a 
tecnologia sem fio (wireless). [1] 
O cabo de par trançado é composto por 4 pares de fios de 
cobre e pode atender as velocidades de até 10 Gbps, para 
padrões Ethernet. [1] 
O cabo coaxial é utilizado para transmissão de dados de 
alta velocidade. É tolerante a ruídos devido à malha de 
proteção dos cabos e pode alcançar distância de alguns 
quilômetros. [1] 
O cabo de fibra ótica tem a grande vantagem de não 
possuir limites de velocidade e distância. O que limita a 
velocidade são os equipamentos de transmissão e recepção. 
[1] 
C. Quantidade Máxima de Dispositivos 
A quantidade máxima de dispositivos é definida pelas 
limitações de cada tipo de rede, como por exemplo, a queda 
de tensão e capacidade dos controladores. Essa quantidade 
pode chegar até a ordem de milhares de dispositivos 
dependendo da rede utilizada. [1] 
D. Distância Máxima 
A distância máxima depende da velocidade de 
transmissão de dados na rede e do cabo utilizado. Pode-se 
chegar a quilômetros de distância com a utilização de fibra 
óptica. A distância máxima também pode ser limitada 
devido ao protocolo de rede que será utilizado na planta e a 
capacidade do controlador. [1] 
E. Método de Comunicação 
O método de comunicação é feito entre o dispositivo 
mestre (controlador) e o escravo (dispositivo de campo). Os 
métodos de comunicação mais comuns são Mestre-Escravo 
e Produtor-Consumidor. [1] 
No método Mestre-Escravo, o mestre define qual 
elemento tem a prioridade de transmissão. Este sistema 
pode ser baseado como um sistema de pergunta e resposta, 
ou seja, o escravo somente transmitirá uma mensagem se 
houver uma requisição do mestre. Toda comunicação é 
 
iniciada pelo mestre e o escravo só responde algo na linha 
se houve um pedido do mestre. [1] 
O escravo é um elemento passivo que recebe informação 
do processo e utiliza a informação de saída vinda do mestre 
para atuar na planta. Os elementos caracterizados como 
escravo em uma planta podem ser dispositivos inteligentes 
de entrada/saída, drivers, interfaces homem-máquina, 
válvulas, transdutores, etc. [1] 
Existem dois tipos de sistema mestre-escravo, o 
monomestre onde há um elemento central (controlador) que 
controla todos os escravos e o multi-mestre onde há vários 
controladores que controlam os escravos, porém somente 
um mestre pode controlar um dado escravo. [1] 
A Figura 3 demonstra o método de comunicação mestre-
escravo. 
 
 
Fig. 3. Método de Comunicação Mestre-Escravo [1] 
 
No método de comunicação Produtor-Consumidor 
existem dois tipos de dados e estes podem ser identificados 
como origem ou destino. Neste sistema vários nós, 
denominados produtores, podem transmitir informações 
para outrosnós, denominados consumidores. Também pode 
haver nós na rede que assumam o papel de produtor e 
consumidor. [1] 
A vantagem do método de comunicação Produtor-
Consumidor em relação ao Mestre-Escravo é o tempo de 
entrega dos dados aos dispositivos do sistema, pois este 
método não trabalha com varredura onde os dados só são 
enviados por requisição e determinismo. [1] 
F. Taxa de Transmissão 
A taxa de transmissão é definida como a velocidade de 
transmissão de dados entre dois dispositivos e pode chegar a 
velocidades da ordem de megabits/segundo. [1] 
Existem vários fatores que podem influenciar esta taxa de 
transmissão como o cabo a ser utilizado, a quantidade de 
tráfego de mensagens provenientes dos vários nós da rede, a 
utilização de largura de banda para transmissão de um só ou 
vários fluxos de mensagens ao mesmo tempo e as taxas 
máximas de transmissão dos equipamentos e protocolos de 
rede a serem utilizados. [1] 
G. Tempo de Ciclo 
O tempo de ciclo é o tempo gasto para que uma 
informação seja enviada de um dispositivo para outro e 
pode variar de acordo com a rede a ser utilizada. [1] 
Este tempo depende dos instrumentos e controladores a 
serem utilizados em uma instalação e pode-se chegar a 
valores menores que 1ms. [1] 
III. DESCRIÇÃO DAS PRINCIPAIS REDES 
As principais redes industriais são: AS-i, Interbus-S, Smart 
Distributed System, CANopen, WorldFIP, Modbus 
RTU/ASCII, Foundation Fieldbus H1, DeviceNet, ControlNet, 
Profibus DP/PA, Modbus TCP, Foundation Fieldbus High-
Speed Ethernet, Ethernet/IP e Profinet. 
A. As-i 
A rede AS-i é uma rede de nível de Bit, utilizada em 
sensores e atuadores discretos. Esta rede é muito simples, pois 
pode-se conectar através de um único cabo módulos de 
entradas e saídas. [4] 
A sua conexão ao nível de controle principal pode ser feita 
através de um mestre AS-i ou através de um acoplador entre 
uma rede de alto nível como, por exemplo, a rede Profibus e 
DeviceNet e a rede AS-i. [4] 
Existem três versões da rede AS-i, a versão 2.0, 2.1 e 3.0, a 
versão 2.1 possui o dobro de capacidade de dispositivos em 
relação à versão 2.0. [5] 
É uma rede de curta distância e pode alcançar até 300m. 
Maiores distâncias podem ser alcançadas com a utilização de 
expansores e repetidores. A topologia utilizada nesta rede é 
árvore, estrela, linha ou a combinação destas e podem ser 
utilizados dispositivos distribuidores em campo que 
substituem as ligações convencionais. Devido a isto, ocorre 
uma grande redução de custo e tempo de montagem em uma 
instalação, além de reduzir também a quantidade de erros. [4] 
A Figura 4 demonstra o cabo utilizado (2 fios), sendo este 
um cabo flat de fácil conexão ou o cabo circular. Este cabo 
permite que pelo mesmo par de fios, sejam alimentados os 
sensores ou atuadores com 24Vcc e ainda seja apresentado o 
estado dos mesmos, ou seja, é possível utilizar o mesmo cabo 
para alimentação e comunicação. [3] 
 
 
Fig. 4. Cabos rede AS-i. [3] 
 
 A Figura 5 apresenta todos os componentes da rede AS-i, 
como cabo, fonte AS-i com seu circuito de desacoplamento, o 
mestre e o escravo AS-i. 
 
 
 
 
 
Fig. 5. Componentes rede AS-i. [3] 
 
Na interface 1 é realizada a comunicação entre o escravo e 
os sensores e atuadores. Já na interface 2 é realizada a 
comunicação entre os equipamentos como fonte, mestre e 
escravo com o meio de transmissão. Por fim na interface 3 
entre o mestre e o host. O host é uma entidade de nível. [3] 
B. Interbus-S 
A rede Interbus-S é um protocolo que utiliza o princípio de 
transmissão mestre/escravo e está no nível de dispositivo. É 
utilizada normalmente em máquinas de montagem de peças e 
manuseamento de materiais. [6] 
A topologia utilizada é anel e utiliza cabos de par trançado 
ou fibra óptica para maiores distâncias. Possui uma taxa de 
transmissão de 500kbps e suporta até 512 dispositivos. [6] 
C. Smart Distributed System 
A rede Smart Distributed System é baseada em CAN Bus e 
está classificada como uma rede no nível de dispositivo. Esta 
rede é utilizada na comunicação com sensores e atuadores 
inteligentes. [7] 
A sua topologia é tronco-derivação e o cabo é o de par 
trançado. Tem capacidade para até 126 dispositivos e pode 
chegar a taxa de transmissão de 1 Mbps, porém com uma 
distância curta de 22,8 m. [7] 
D. CANopen 
A rede CANopen é baseada no protocolo CAN e está 
classificada como uma rede a nível de dispositivo. É uma rede 
que além de detectar erros, criar e transmitir um frame, ainda 
define como trocar dados entre equipamentos e como cada 
dispositivo deve interpretar esses dados. Esta rede é muito 
utilizada em inversores de frequência, como o CFW-11 da 
fabricante WEG. [8] 
Esta rede possui uma taxa de transmissão razoável e pode 
chegar aos 10 Mbps. O meio de transmissão utilizado é um 
cabo de par trançado, suporta a quantidade máxima de 127 
dispositivos e a distância alcançada pode chegar aos 1000 
metros. A topologia utilizada é a de tronco-derivação. [8] 
E. WorldFIP 
A rede WorldFIP é mais utilizada em aplicações a nível de 
chão de fábrica e está no nível de dispositivo. Esta rede é 
utilizada no controle de sensores e atuadores. [9] 
A topologia utilizada nesta rede é de barramento. O cabo 
utilizado é o de par trançado ou fibra óptica para maiores 
distâncias de até 40km. Sua taxa de transmissão pode chegar 
aos 25 Mbps e suporta 64 nós por seguimento com até 4 
repetidores. [9] 
F. Modbus RTU/ASCII 
A rede Modbus RTU/ASCII é uma rede de protocolo aberto 
que utiliza o princípio de comunicação cliente/servidor e está 
no nível de dispositivo. É uma rede de fácil operação e 
manutenção. [10] 
Esta rede pode ser dividida em dois modos de transmissão 
serial, que são o modo RTU (Remote Terminal Unit) e o modo 
ASCII. O modo RTU é padrão para todos os equipamentos 
com comunicação modbus. Já o modo ASCII é opcional. [10] 
A diferença entre o modo RTU e o modo ASCII é o 
conteúdo em bits dos campos de mensagens transmitidas 
serialmente no barramento. A principal vantagem do modo 
RTU é que sua maior densidade de caracteres permite um 
melhor processamento de dados em relação ao modo ASCII 
para a mesma taxa de transmissão. [10] 
A topologia utilizada é linha, estrela ou árvore e o cabo 
utilizado é o de par trançado. Esta rede possui a capacidade de 
suportar até 246 dispositivos com distância máxima de 350 m 
e taxa de transmissão de até 57,6kbps. [10] 
 
G. Foundation Fieldbus H1 
A rede Foundation Fieldbus H1 é uma rede utilizada para 
interconectar equipamentos de controle e automação industrial 
e está no nível de dispositivo. Esta rede permite a 
comunicação bidirecional e é ideal para Áreas Classificadas. 
[11] 
A grande vantagem dessa rede em relação a outros sistemas 
é que ela permite o acesso a muitas variáveis, além de acessar 
os dados de processo, ainda é possível obter diagnóstico de 
sensores e atuadores. [11] 
A topologia utilizada nesta rede é a de barramento e estrela 
e o cabo utilizado é o de par trançado. A rede suporta 12 
dispositivos em área com risco de explosão e 32 dispositivos 
em áreas não explosivas. A taxa de transmissão é de 
31,25kbps e pode alcançar 9600 metros com o uso de 
repetidores. [11] 
H. DeviceNet 
A rede DeviceNet é classificada como uma rede de 
dispositivo utilizada para interligação de equipamentos de 
campo, como sensores, atuadores e CLPs. Utiliza o protocolo 
CAN para transmissão de mensagens. O cabo utilizado nesta 
rede pode ser aplicado para transmissão de dados e 
alimentação dos dispositivos de campo, sendo este um cabo de 
par trançado. [12] 
Esta rede utiliza a topologia tronco-derivação e pode chegar 
a uma distância máxima de 500 metros com uma taxa de 
transmissão de 125kbps. Para o funcionamento desta rede 
 
devem ser realizados cálculos de queda de tensão e a rede 
suporta até 64 dispositivos. [13] 
I. Controlnet 
A rede Controlneté uma rede fieldbus utilizada para 
redundância de cabos. Sua comunicação é estritamente 
programada e altamente determinística. A instalação é simples 
e não requer ferramentas específicas. Esta rede está no nível de 
controle e é muito utilizada para redundância de PLC’s. [14] 
Podem ser alcançadas longas distâncias com este protocolo, 
chegando aos 20km de extensão através do meio físico de fibra 
óptica com até 99 dispositivos conectados. Sua topologia é 
bastante variada, podendo se utilizar a topologia linear, estrela, 
árvore e anel. [14] 
J. Profibus 
A rede Profibus é a rede de barramento de campo líder no 
mercado mundial. A topologia utilizada nesta rede pode ser 
estrela, linha ou anel e o cabo utilizado é o de par trançado ou 
fibra óptica. Esta rede está dividida em três variantes 
principais, que são a Profibus DP, Profibus PA e Profinet. [3] 
A figura 7 apresenta a rede Profibus com todos seus 
componentes. 
 
 
 
Fig. 7. Rede Profibus. [3] 
 
O DF73 – MC1, MC2 é o controlador programável, ou seja, 
o mestre do sistema. O OLM é o dispositivo utilizado para 
fazer a rede em anel através de fibra óptica. O DP/PA Link é o 
equipamento que faz a conversão do protocolo Profibus DP 
para Profibus PA. O repetidor é o equipamento utilizado para 
conseguir maiores distâncias através do padrão RS-485. O 
terminador é o elemento conectado ao final da rede, necessário 
para minimizar reflexões do sinal no cabo e é composto por 
um resistor e um capacitor. O ILM é o dispositivo que permite 
a comunicação entre equipamentos seja feita através de ondas 
infravermelho. [3] 
1) Profibus DP 
A rede Profibus DP é utilizada na comunicação entre 
sistemas de automação e periféricos distribuídos e está no 
nível de controle. [15] 
Esta rede permite a utilização de cabos de par trançado e 
fibra óptica para maiores distâncias, pode alcançar distâncias 
de até 15km com taxas de transmissão de até 12 Mbps e limite 
de 126 dispositivos. [15] 
A rede Profibus DP possui 3 variantes que foram criadas de 
acordo com a evolução tecnológica e demanda de aplicações, 
sendo estas a DP-V0, DP-V1 e DP-V2. A última versão é a 
mais recente e completa conforme figura 8. [3] 
 
 
Fig. 8. Gráfico de evolução rede Profibus DP [3] 
 
2) Profibus PA 
A rede Profibus PA é utilizada para automação de 
processos, onde é feita a comunicação entre CLP e 
dispositivos de campo inteligentes, como transmissores de 
pressão, temperatura, conversores, posicionadores, dentre 
outros. [3] 
Esta rede pode ser utilizada para substituição do padrão 4-
20mA e também é muito aplicada em Áreas Classificadas pelo 
fato de utilizar baixas tensão e corrente para comunicação com 
os dispositivos de campo. [3] 
A grande vantagem desta rede é a redução de custo e 
aumento da segurança em relação aos sistemas convencionais, 
pois através desta é possível obter uma grande variedade de 
informações dos dispositivos de campo e utilizar um único 
cabo para comunicação. É possível realizar a medição e 
controle através de um único par de fios e também é possível 
alimentar equipamentos em áreas intrinsicamente seguras 
através deste mesmo cabo. [3] 
A utilização de apenas cabos de par trançado e é limitada a 
1900 m de distância máxima e velocidade 31,25kbps. É 
possível a quantidade máxima de 32 dispositivos por 
segmento. [15] 
K. Padrão Ethernet 
Para as próximas redes a serem descritas está sendo utilizado 
o padrão Ethernet como meio físico, o que proporciona uma 
alta taxa de transmissão, alcançando valores de até 100 Mbps 
e podendo ser utilizado desde o nível de dispositivos até o 
nível de negócio. As redes que suportam este padrão são a 
Modbus/TCP, Foundation Fieldbus high-speed Ethernet, 
Ethernet/IP e Profinet. 
1) Modbus TCP 
A rede Modbus TCP é uma evolução da rede Modbus RTU, 
que utiliza como meio físico o padrão Ethernet. Esta rede visa 
interligar dispositivos de campo, como equipamentos de 
laboratório, medidores de energia CA/CC, relés inteligentes, 
dentre outros. [16] 
 
A sua topologia é estrela e utiliza cabo de par trançado 
como meio de transmissão. Também possui a capacidade 
ilimitada de dispositivos na rede podendo chegar a taxas de 
transmissão de até 100 Mbps. A distância é dividida em 
segmentos e tem o limite de 90 m por segmento. [16] 
2) Foundation Fieldbus high-speed Ethernet 
A rede Foundation Fieldbus high-speed Ethernet é uma 
evolução da rede Foundation Fieldbus H1, que utiliza também 
a Ethernet como meio físico. [16] 
A topologia desta rede é estrela e pode utilizar cabos de par 
trançado ou fibra óptica para maiores distâncias. Esta rede 
pode chegar a altas velocidades, alcançado taxas de 
transmissão de até 100Mbps e possui a capacidade ilimitada 
em relação a quantidade de dispositivos. [16] 
3) Ethernet IP 
A rede Ethernet IP é uma evolução da rede DeviceNet que 
utiliza como meio físico o padrão Ethernet e está classificada 
como uma rede a nível de dispositivo. Esta rede permite que 
os equipamentos sejam configurados através de um browser de 
internet sem a necessidade de softwares específicos. [17] 
O cabo utilizado é o de par trançado e a taxa de transmissão 
pode chegar a altos valores de até 100 Mbps. A topologia 
utilizada nesta rede é a de barramento e estrela, suporta até 
1024 dispositivos e a distância máxima é de 400 m. [17] 
4) Profinet 
A rede Profinet é uma evolução da rede Profibus, que utiliza 
como meio físico o padrão Ethernet e está classificada como 
uma rede no nível de dispositivo. Esta rede permite a 
comunicação em tempo real com dispositivos de campo. [17] 
A topologia utilizada é bem variada e permite as variações 
em linha, estrela, árvore ou anel. O cabo utilizado é o de par 
trançado ou fibra óptica para maiores distância chegando aos 
26km. Esta rede permite altas taxas de transmissão de até 100 
Mbps e grande quantidade de dispositivos podendo chegar a 
ordem de milhões. [17] 
 A tabela 1 faz um resumo das principais características das 
redes citadas acima. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Rede Organização Topologia 
Meio de 
Transmissão 
Máximo de 
Dispositivos 
Distância 
Máxima 
Método de 
Comunicação 
Taxa de 
Transmissão 
Tempo de 
Ciclo 
AS-I 
AS-I 
Consortium 
Árvore / Estrela 
/ Linha 
Cabo 2 Fios 
31 Escravos 
(Versão 2.0) / 
62 Escravos 
(Versão 2.1) 
100m / 300m 
(com repetidor) 
Mestre-Escravo 
Polling 
- 5ms 
Interbus-S Interbus Club 
Anel (Ávore 
"Aberta") 
Cabo Par 
Trançado / 
Fibra Óptica 
512 
400m (Por 
Seguimento) / 
13km (Total) 
Mestre-Escravo 500kbps 1,8ms 
Smart 
Distributed 
System 
Honeywell 
Tronco-
Derivação 
Cabo Par 
Trançado 
126 
22,8 / 91,4 / 
182,8 / 457,2m 
Mestre-Escravo 
/ Ponto a Ponto 
/ Multicast / 
Multi-Mestre 
1 Mbps / 
500kbps / 
250kbps / 
125kbps 
< 1 ms 
CANopen 
CiA (CAN in 
Automation) 
Tronco-
Derivação 
Cabo Par 
Trançado 
127 
40m - 1000m 
(Depende da 
Taxa de 
Comunicação) 
Produtor-
Consumidor 
10kbps - 
10Mbps 
5ms 
WorldFIP WorldFIP Barramento 
Cabo Par 
Trançado / 
Fibra Óptica 
64 Nós por 
Segmento / Até 
4 Repetidores 
200 / 700 / 1,5 
/ 0,7 / 0,2km 
(Cabo) ou 
40km (Fibra) 
Produtor-
Consumidor 
31.25kbps / 1 / 
2.5 / 5 / 25 
Mbps 
2 ms @ 1Mbps 
Modbus 
RTU/ASCII 
Modbus 
Organization 
Linha / Estrela 
/ Árvore 
Cabo Par 
Trançado 
246 Escravos 350m Mestre-Escravo 
1,2kbps-
57,6kbps 
NA 
Foundation 
Fieldbus H1 
Fieldbus 
Foundation 
Estrela / 
Barramento 
Cabo Par 
Trançado 
12 (Ex) / 32 
(N-Ex) 
1900 / 9600m 
(Com 4 
Repetidores) 
Cliente-
Servidor 
31,25kbps <100ms 
DeviceNet ODVA 
Tronco-
Derivação 
Cabo Par 
Trançado 
(Sinal e 
Alimentação 
64 
500 / 250 / 
100m 
Produtor-
Consumidor125 / 250 / 
500kbps 
2ms 
ControlNet ODVA 
Linear / Estrela 
/ Árvore / Anel 
Cabo Coaxial / 
Fibra Óptica 
99 
20km (Fibra 
Óptica 
Produtor-
Consumidor 
5Mbps 2ms 
Profibus 
DP/PA 
PI Organization 
Linha / Estrela 
/ Anel 
Cabo Par 
Trançado / 
Fibra Óptica 
32 Nós por 
Segmento / 126 
(Fibra Óptica) 
DP: 100m-
1200m / 15km 
(Fibra Óptica 
Monomodo) 
Mestre-Escravo 
DP: 9,6kbps-
12Mbps <2ms 
PA: 1900m PA: 31,25kbps 
Modbus TCP 
Modbus 
Organization 
Estrela 
Cabo Par 
Trançado 
Ilimitado 
90m (Por 
Seguimento) 
Cliente-
Servidor 
10-100Mbps NA 
Foundation 
Fieldbus High-
Speed 
Ethernet 
Fieldbus 
Foundation 
Estrela 
Cabo Par 
Trançado / 
Fibra Óptica 
Ilimitado 100m 
Cliente-
Servidor 
10-100Mbps <5ms 
Ethernet/IP ODVA 
Barramento / 
Estrela 
Cabo Par 
Trançado 
1.024 100-400m 
Produtor-
Consumidor 
10-100Mbps NA 
Profinet PI Organization 
Linha / Anel / 
Estrela / Árvore 
Cabo Par 
Trançado / 
Fibra Óptica 
> 16.777.216 
Nós 
100m (Por 
Segmento) / 
26km (Fibra 
Óptica) 
Produtor-
Consumidor 
10-100Mbps 0,25ms-512ms 
Tabela I. Comparativo das redes industriais. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
IV. CONCLUSÃO 
Com este estudo foi possível observar que a grande 
vantagem das redes industriais é a utilização de um único 
cabo para transmissão de dados entre dispositivos, ao 
contrário dos padrões antigos que utilizavam um par de fios 
para cada dispositivo separadamente. Algumas redes podem 
alcançar longas distâncias com a utilização de fibra óptica. 
Também foi possível observar que algumas redes não 
competem entre si pela faixa de aplicação de cada uma 
delas e algumas limitações. As redes mais utilizadas no 
mercado atualmente são a DeviceNet, Profibus DP/PA, 
AS-I e as redes que utilizam o padrão Ethernet. Isto se deve 
ao fato de terem sido criadas pelos principais fabricantes do 
mercado de automação, que são a Siemens e Rockwell. 
Existem várias outras redes industriais no mercado 
conforme visto no estudo que podem ser mais aplicadas em 
casos específicos e dependendo do tipo de aplicação, podem 
se sair melhor que as mais utilizadas. 
Existe também uma forte tendência que todos os 
protocolos de redes industriais utilizem o padrão Ethernet 
como meio físico num futuro próximo. O que já acontece 
com as redes Ethernet IP, Modbus TCP e Profinet, entre 
outras. 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
[1] (monografia online) A. N. Thiago. (2009, Agosto). Redes de 
Comunicação para Sistemas de Automação Industrial. Disponível: 
http://www.em.ufop.br/cecau/monografias/2009/THIAGO%20AUGUS
AU.pdf 
[2] A.P.A. JÚLIO. Apostila de Redes Industriais (Introdução). Inatel, 
2013. 22p. 
[3] (artigo online) C. César. (2011). Redes Industriais. Disponível: 
http://www.smar.com/brasil/artigostecnicos/artigo.asp?id=48 
[4] (artigo online) S. F. Constantino. AS-Interface. Disponível: 
http://www.cpdee.ufmg.br/~seixas/PaginaSDA/Download/DownloadFil
es/Asi.pdf 
[5] A.P.A. Júlio. Apostila de Redes Industriais (Rede ASi). Inatel, 2013. 
39p. 
[6] (artigo online) INTERBUS Club. Interbus Basics. Disponível: 
http://www.interbus.com/get.php?object=497 
[7] (catálogo online) PLC Systems. SMART DISTRIBUTED SYSTEM (SDS) 
I/O. Disponível: 
http://www.plcsystems.ru/catalog/DirectLOGIC_2/doc/F2-SDS-
1_spec_eng.pdf 
[8] (artigo online) H.J.S. Derick. Implementação de uma Rede Canopen para 
Controle de Veículos Autônomos. Disponível: 
http://coro.cpdee.ufmg.br/attachments/128_MonografiaDerick.pdf 
[9] (apresentação online) WorldFIP. JCOP Meeting. Disponível: 
http://qps.web.cern.ch/qps/download/pdf/FIP_protocole_JCOP_short4.p
df 
[10] (apostila online). Redes Modbus. Disponível: 
http://pessoal.utfpr.edu.br/gustavo/Modbus_apostila.pdf 
[11] (artigo online) S. F. Constantino. Foundation Fieldbus. Disponível: 
http://www.cpdee.ufmg.br/~seixas/PaginaSDA/Download/DownloadFil
es/FF.pdf 
[12] A.P.A. JÚLIO. Apostila de Redes Industriais (DeviceNet). Inatel, 
2013. 39p. 
[13] (artigo online) S. F. Constantino. DeviceNet. Disponível: 
http://www.cpdee.ufmg.br/~seixas/PaginaSDA/Download/DownloadFil
es/R2_DeviceNet.pdf 
[14] (apresentação online) FENG – Engenharia de Controle e Automação. 
Protocolos Industriais ControlNet. Disponível: 
http://www.feng.pucrs.br/professores/tergolina/Redes_e_Protocolos_Ind
ustriais/APRESENTACAO_-
_Aula_08_Protocolos_Industriais_ControlNet.pdf 
[15] (artigo online) S. F. Constantino. Profibus Process Fieldbus. 
Disponível: 
http://www.cpdee.ufmg.br/~seixas/PaginaSDA/Download/DownloadFil
es/R3_Profibus.pdf 
[16] (artigo online) S. F. Constantino. Industrial Ethernet. Disponível: 
http://www.cpdee.ufmg.br/~seixas/PaginaSDA/Download/DownloadFil
es/Ethernet.PDF 
[17] A.P.A. JÚLIO. Apostila de Redes Industriais (Redes Ethernet 
Industriais). Inatel, 2013. 24p. 
 
 
 
Alex Bernardes de Souza nasceu em Ipuiúna, MG, 
em 20 de setembro de 1988. Recebeu o título de 
Engenheiro Eletricista pela PUC Minas, Campus 
Poços de Caldas, MG. 
 De 2010 a 2011 atuou como Projetista de Elétrica 
na Pöyry Tecnologia LTDA. De 2012 a 2013 atuou 
como Engenheiro de Automação na JRB 
Consultoria e Projetos LTDA. Desde Agosto de 
2013 atua como Engenheiro Eletricista na Smart 
Engenharia LTDA. nas áreas de Elétrica e 
Automação. Tem interesse nas áreas de Redes 
Industriais e Instrumentação Industrial.