2 - Topologias e arquitetura de redes - Tecnologias da Inf e Comunicação aplicadas á Industria 4 0

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Tecnologias da 
Informação e 
Comunicação aplicadas 
á Industria 4.0
Topologias e 
arquitetura de 
redes
A topologia de uma rede de comunicação é o modo como fisicamente os computadores/
equipamentos estão interligados entre si.
• Barramento(BUS);
• Estrela (STAR);
• Anel (RING).
As topologias listadas acima são as mais comuns, pois com elas trabalhamos no “chão de
fábrica”, já que atendem às necessidades da aplicação. Cada uma das topologias tem suas
características que devem ser observadas no momento de projeto, para que o resultado
seja a melhor escolha possível em termos de custo e desempenho
Conceito
Tipologia de Rede
.
Topologia Bus:
• Todos os equipamentos partilham uma via comum de tráfego de dados.
• As vantagens do uso dessa topologia:
• Custo reduzido com o cabo de rede, pois esta topologia utiliza um único cabo
para interligar os dispositivos.
• Facilidade no acréscimo de novas estações de trabalho.
• As desvantagens do uso dessa topologia:
• Qualquer problema no cabo ou em alguma placa da rede, fatalmente irá
paralisar totalmente o tráfego.
• Sua manutenção nesse caso fica ainda comprometida pelo fato de não se
saber exatamente a localização do ponto do cabo ou qual placa da rede com
defeito.
Tipologia de Rede
.
Topologia Bus:
Tipologia de Rede
.
Topologia em Anel:
• Neste tipo de topologia, todos os equipamentos são interligados entre si no formato
físico de um anel.
• As vantagens do uso dessa topologia:
• Se houver algum problema com a rede local, poderá existir uma rota
alternativa, dependendo da implementação, como para o acesso a uma
determinada CPU.
• As desvantagens do uso dessa topologia:
• Dificuldade no acréscimo ou retirada de estações de trabalho devido ao fato
de ter que se abrir o anel.
Tipologia de Rede
.
Topologia em Anel:
Tipologia de Rede
.
Topologia em Anel:
• Em cabos de fibra óptica, deve-se utilizar um cabo para TX e outro para RX
Tipologia de Rede
.
Topologia em Anel:
• Se tivermos um rompimento nos canais de comunicação do anel, esse se torna uma
rede idêntica à topologia do tipo barramento.
Tipologia de Rede
.
Topologia em Anel:
• Quando acontece uma interrupção em algum dos anéis, automaticamente o outro anel 
passa a fazer toda a comunicação.
Tipologia de Rede
.
Topologia em Anel:
• No caso de acontecer uma falha nos dois anéis de comunicação, as extremidades
automaticamente unem seus inícios e suas terminações para formar um único anel,
conforme apresenta a figura abaixo, exatamente igual a uma topologia de anel simples.
comunicação.
Tipologia de Rede
.
Topologia em Estrela:
• Este tipo de rede possui sua configuração como uma combinação das configurações das redes
tipo Bus e Anel.
• As vantagens do uso dessa topologia:
• Alta confiabilidade e segurança, já que cada uma das estações da rede possui seu
próprio cabo de acesso a rede.
• Qualquer problema num ramo irá paralisar somente a ele mesmo, não interferindo no
restante da rede.
• Facilidade no acréscimo de novas estações de trabalho.
• Manutenção simplificada, devido ao fato que qualquer problema em determinado
conjunto de cabo, placa ou CPU, será facilmente detectado.
• As desvantagens do uso dessa topologia:
• Maior quantidade (comprimento) de cabos para interligar um determinado grupo de
estações de trabalho do que na topologia Bus.
• Necessidade do uso de um concentrador de fiação ( HUB ).
Tipologia de Rede
.
Topologia em Estrela:
Dispositivos de Conexão de rede
.
Introdução
• Uma rede de computadores e equipamentos microcontrolados é basicamente um conjunto de
dispositivos microprocessados ligados entre si de forma a possibilitar o armazenamento,
recuperação, e partilha de informação pelos seus utilizadores. Os dispositivos envolvidos são:
Computadores, servidores, impressoras e dispositivos de armazenamento de dados, entre outros.
Numa rede, um nó é um ponto de ligação, distribuição ou ponto terminal. De forma geral, um nó
tem a capacidade de processar, reconhecer ou transmitir os dados para outros nós.
• As redes trouxeram novas facilidades de processamento de informação, permitem utilizar as
potencialidades de diversos equipamentos, assim como as capacidades dos seus utilizadores
independentemente da sua localização geográfica. Uma rede local permite o processamento de
informação de uma forma mais rápida e econômica que anteriormente. É possível reduzir o
dinheiro gasto na aquisição de hardware, pois a partilha de periféricos possibilita ter menos e
melhores periféricos, desta forma, o tempo necessário à gestão e manutenção do sistema
também é reduzido. Uma rede bem concebida permite controlar os acessos aos recursos da rede,
desta forma, é possível defender níveis de acesso para os diversos recursos.
Dispositivos de Conexão de rede
.
Introdução
• As redes podem classificar-se quanto à topologia de organização que apresentam,
podendo ter uma topologia em barramento, anel, ou estrela. É ainda possível
caracterizar as redes quanto à distribuição espacial como sendo redes locais
vulgarmente designadas de LAN ( Local Area Network ), redes metropolitanas também
designadas de MAN( Metropolitan Area Network ), e por último as redes de grande
distribuição geográfica também designadas de WAN ( Wide Area Network ).
• Uma rede é também caracterizada pela tecnologia que utiliza na transmissão física dos
dados, pode utilizar a tecnologia Ethernet, ARCNET, FDDI, Token Ring, Fieldbus,
Ethernet Industrial, WIFI e Protocolos da Indústria 4.0. Pode ainda caracterizar-se uma
rede pelo tipo de dados que transporta (voz, dados, ou ambos), por quem pode utilizar
a rede (pública, ou privada), qual a natureza das ligações (telefone, comutação
dedicada, sem comutação, ou ligações virtuais), tipos de ligações físicas (fibra óptica,
cabo coaxial e fio de cobre).
Dispositivos de Conexão de rede
.
Introdução
• Consideramos dispositivos de conexão todo equipamento envolvido na transmissão da
informação de um ponto a outro da rede, como exemplo de dispositivos de conexão
podemos citar: HUB’s, roteadores, bridges, repetidores, terminadores e gateways.
Dispositivos de Conexão de rede
.
HUB
• O HUB é uma parte importante de um sistema de cabeamento estruturado. Os
primeiros tinham o mesmo nível de funcionalidade. Sua principal função era
implementar uma configuração em estrela. Os HUB’s atuais permitem, inclusive,
gerenciamento de fluxo de dados na rede.
Dispositivos de Conexão de rede
.
Repetidor
• Quando deseja-se distâncias superiores as permitidas por um padrão elétrico de
transmissão utiliza-se um repetidor, sua função é ligar dois segmentos de rede,
regenerando o sinal e permitindo que distâncias maiores sejam atingidas.
Dispositivos de Conexão de rede
.
Roteador
• O roteador tem uma função parecida com a da bridge (interligar redes). A diferença é
que os roteadores trabalham de maneira mais inteligente. Um roteador conhece os
endereços de todos os dispositivos interligados na rede, inclusive de outros roteadores.
A principal vantagem deste dispositivo é que ele consegue traçar a melhor rota de envio
de dados na rede, diminuindo assim o tráfego intenso.
Dispositivos de Conexão de rede
.
Gateway
• Um gateway é um dispositivo que faz a interligação de duas redes que utilizam
protocolos diferentes.
Dispositivos de Conexão de rede
.
Bridge
• A bridge (ponte) é um dispositivo utilizado para interligar duas redes para que elas
atuem como se fossem uma única rede. Atuam no controle de fluxo, detecção e
opcionalmente correção de erros de transmissão e endereçamento físico. Sua aplicação
está na segmentação de redes extensas de diferentes topologias ou simplesmente para
interligação de redes com diferentes tipos de cabos.
Dispositivos de Conexão de rede
.
Proxy
• O proxy é um intermediário que atua como cliente/servidor e que permite acesso a
redes exteriores a nossa rede. Um proxy funciona como um gateway, a diferença, é que
para o usuário, o acesso a rede externa através do proxy é mascarado,ou seja, na
realidade, o usuário acessa o servidor e o servidor é que acessa a rede externa.
Dispositivos de Conexão de rede
.
Firewall
• É um sistema informático constituído por hardware e software específico, cuja função é
reforçar a segurança entre duas redes. O objetivo principal é evitar que dispositivos
externos acessem máquinas de um sistema que não estão configuradas para acesso
público.
Exercícios
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1. Cite uma vantagem e uma desvantagem da utilização da topologia BUS.
2. Cite uma vantagem e uma desvantagem da utilização da topologia estrela.
3. Cite o nome e desenhe o esquema de duas topologias de rede.
Exercícios
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4. Dado o esquema abaixo, identifique os dispositivos de conexão.
Repetidor
Roteador
Bridge
Gateway
HUB
Métodos de Troca de Dados
.
Introdução
• Os processos de controle são responsáveis pelo fluxo ordenado das informações,
garantindo a integridade dos dados e a utilização ordenada pelos diversos usuários da
rede. Os métodos mais comuns são:
Polling
• O “Polling” é uma mensagem enviada pelo equipamento central à rede, sendo que os
outros equipamentos só poderão responder a essa solicitação se ela for enviada
destinada a ele. O desempenho desse tipo de rede depende principalmente do
equipamento principal, porém a falta de algum outro nó não afetará a rede.
• Esse método é utilizado em sistemas do tipo Mestre/Escravo e também na
MultiMestre.
• Sua principal vantagem é o fato de ser um controle determinístico, ou seja uma estação
poderá calcular e saber quando terá acesso ao meio.
Métodos de Troca de Dados
.
Polling
Método de Polling Fonte: ALLEN BRADLEY, [s/d]
Métodos de Troca de Dados
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Cíclico
• Nesse método, os dispositivos produzem dados a uma determinada taxa configurada
pelo programador. Novamente, o intervalo máximo de atualização deve estar no valor
definido em projeto, assim como o valor da taxa de atualização.
• A transferência de dados cíclica é eficiente devido ao fato de os dados serem
transferidos numa taxa adequada ao dispositivo/aplicação. Desse modo, os recursos
podem ser preservados pelos dispositivos com alta variação e maior determinismo.
• Você sabia: Que a transferência cíclica é eficiente porque os dados são transferidos
numa taxa adequada ao dispositivo/aplicação, os recursos podem ser preservados p/
dispositivos com alta variação e possui um melhor determinismo?
Métodos de Troca de Dados
.
Cíclico
• Esse método é compatível com a utilização dos tipos de comunicação Mestre/Escravo,
Multimestre, ponto-a-pontoe multitransmissão.
Método cíclico Fonte: ALLEN BRADLEY, [s/d]
• Para não haver
confusão entre os
métodos de
comunicação cíclicos e
polling nas diferenças
das redes de
comunicação, utilize
corretamente os
recursos da rede.
Métodos de Troca de Dados
.
Não solicitada (Unsolicited)
• Nesse tipo de troca de dados, os dispositivos produzem mensagens quando existe
alguma alteração no valor (estado) de certa memória, otimizando, assim, a
transferência dos dados trocados entre dois equipamentos. Uma mensagem é enviada
ciclicamente para ver se os equipamentos estão ativos ou com falha. Um sinal é uma
mensagem em segundo plano e é transmitido ciclicamente para confirmar que o
dispositivo está certo. A mudança de estado é eficiente porque se reduz
significativamente o tráfego da rede e recursos não são desperdiçados processando-se
dados antigos.
Métodos de Troca de Dados
.
Não solicitada (Unsolicited)
Método Não Solicitado Fonte: ALLEN BRADLEY, [s/d]
Métodos de Troca de Dados
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Carrier sense multiple access with collision detection (CSMA/CD):
• No método CSMA/CD, não existe a figura do gerenciador de comunicação, sendo possível
que cada usuário conectado à rede poderá iniciar a transmissão a qualquer instante.
• Os usuários antes de iniciarem a transmissão, verificam se já existe alguma estação
transmitindo "Carrier Sense", uma vez que a rede está sendo partilhada por diversos
usuários "Multiple Access". A finalidade desta verificação é reduzir o número de colisões,
otimizando o uso da rede.
• Partindo dessa premissa, duas estações ligadas na rede poderão iniciar a transmissão ao
mesmo tempo, ocorrendo uma colisão. Nas placas adaptadoras da rede com esse tipo de
acesso ao meio existe um circuito de hardware denominado "collision detection" que
informa ao processador da placa que houve a colisão. Neste caso, as duas estações
geradoras da "colisão" ficarão em silêncio momentaneamente "collision avoidance". O
próximo passo para as duas estações é tentar uma nova transmissão. Para que não ocorra
uma nova colisão, as estações iniciarão em tempos diferentes a nova transmissão e esses
tempos serão selecionados previamente na configuração do sistema.
Métodos de Troca de Dados
.
Token passing
• Neste processo, cada usuário da rede, usando o direito de transmitir ou não, transfere
este direito para outro usuário da rede e assim sucessivamente, até o retorno das
mensagens do gerenciador de recursos. Supondo uma rede em anel existirá um padrão
de bits, circulando através do anel com identificação da estação de destino. Esta
estação adiciona sua mensagem na rede e também o endereço da próxima estação de
destino e assim sucessivamente. O total de informações que podem ser transmitidas
durante a posse do Token é limitada, para que todas as estações possam igualmente
compartilhar o cabo.
Métodos de Troca de Dados
.
Interrupção (report by exception)
• Neste modo de comunicação a estação remota monitora os seus valores de entrada e
quando detecta alterações significativas, ou valores que ultrapassem os limites
definidos, iniciam a comunicação com a estação central e a consequente transferência
de dados. O sistema está implementado de modo a permitir a detecção de erros e
recuperação de colisões. Antes de iniciar a transmissão, a estação remota verifica se o
meio de transmissão está a ser utilizado por outra estação, aguardando, se tal suceder,
um tempo aleatório antes de efetuar nova tentativa de transmissão. Em caso de
colisões excessivas em que o sistema é gravemente afetado, a estação remota cancela a
transmissão aguardando que a estação central proceda a leitura dos seus valores
através de polling.
Métodos de Troca de Dados
.
Casos e relatos
• Vamos analisar o caso de um sistema que roda executando ciclos de atualização do método de
mensagem não solicitada (unsolicited). Uma das grandes áreas de atuação da automação é o
setor de energia elétrica. Toda vez que uma nova subestação de energia elétrica é construída,
uma norma da ANEEL solicita às concessionárias instalarem um sistema de supervisão em
plataforma Unix, conhecida como SAGE – Sistema Aberto de Gerenciamento de Energia. Veja a
resolução normativa nº 338/2008 da ANEEL (www.aneel.gov. br/cedoc/ren2008333.pdf), e o
Sistema Aberto de Gerenciamento de Energia (SAGE), no site www.sage.cepel.br.
• Assim, além da instalação de um sistema de supervisão para monitoração e controle de toda a
estação, também há necessidade da instalação do SAGE, que está interligado diretamente à
agência de energia, em Brasília. Toda vez que ocorrer um evento, como a abertura de uma
seccionadora, por exemplo, o controlador programável armazena a informação em uma placa
especial de eventos (por meio do que chamamos de time-stamp), com precisão de centésimos de
segundos. Automaticamente, o SAGE é informado pelo método de mensagem não solicitada.
Dependendo do tamanho da subestação, são milhares de pontos monitorados e, no caso de
algum evento, as informações devem ser enviadas em tempo real, o que torna os métodos de
polling ou cíclico inviáveis para esse tipo de aplicação.
http://www.sage.cepel.br/
Métodos de Troca de Dados
.
Recapitulando
• Neste capítulo, identificamos os métodos utilizados para transportar os dados entre os
equipamentos de uma mesma rede. Aprendemos que esses métodos são o cíclico, o
não solicitado e o polling. Estudamos, também, que no método cíclico os equipamentos
geram os dados a certa taxa configurada pelo programador. Nométodo não solicitado,
os equipamentos geramos dados quando existe alguma alteração no estado de certa
memória, otimizando, assim, o canal de comunicação de dados. Já no método de
polling, aprendemos que o equipamento central envia uma mensagem à rede, sendo
que os equipamentos só responderão às mensagens que forem enviadas destinadas a
eles.
Exercícios
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1. Descreva como funciona o controle de acesso ao meio do tipo polling.
2. O que é determinismo?
3. Assinale verdadeiro (V) ou falso (F) referente ao método de acesso CSMA/CD.
( ) Neste método há um gerenciador de informações que controla cada iniciação de
transmissão.
( ) Após detectada uma colisão na rede, as estações responsáveis por esta colisão iniciam
imediatamente uma nova transmissão.
( ) O acrônimo “CD” no nome deste método de acesso significa detecção de colisão
(collision detection).
Exercícios
.
4. (Provei 2002) O processo de controle e monitoramento de sistemas complexos envolvendo e
interligando diversas áreas de uma planta industrial deve ser monitorado e supervisionado a
partir de uma estação central. Um sistema SCADA deve então ser instalado, e, por razões de
segurança, uma mensagem de alarme deve ser exibida na tela de supervisão imediatamente
após a detecção de qualquer falha no processo, para que o operador da estação central possa
executar prontamente a ação de controle apropriada. Assinale a opção que descreve um modo
de comunicação viável ao sistema SCADA nessa situação, do ponto de vista técnico e
econômico.
( A ) Comunicação por polling ou mestre/escravo, por meio de linha dial up.
( B ) Comunicação por polling ou mestre escravo, por meio de link de rádio.
( C ) Comunicação por polling ou mestre/escravo, por meio de cabos.
( D ) Comunicação por interrupção, por meio de linha dial up.
( E ) Comunicação por interrupção, por meio de link de rádio.
Redundância
.
Introdução
• Após estudarmos os tipos de topologia (anel, estrela e barramento), veremos agora que
esses três tipos também podem ser implementados utilizando a redundância.
Redundância pode ser definida como “Repetição”.
Topologia redundante em estrela Fonte: Instrument Societyof America, 1992
Redundância
.
Topologia redundante em barramento 
Fonte: Instrument Societyof America, 1992
Redundância
.
Topologia redundante em duplo Anel 
Fonte: Instrument Societyof America, 1992
• Obs: Ao projetar um
sistema redundante,
devemos saber quais
são as reais
necessidades do cliente,
pois a implementação
de uma rede com essas
características possui
um custo muito elevado
e pode não trazer o
retorno esperado pelo
cliente.
Redundância
.
Sistemas de Controle Redundante
• Utilizamos a redundância no sistema de controle quando queremos aumentar a
disponibilidade dos barramentos que possuem apenas um mestre. Esse tipo de
redundância pode prevenir a falha do sistema de controle em caso de falta de
alimentação do campo. Na figura abaixo, temos o esquema básico de um sistema de
controle redundante.
Sistema de controleredundante Fonte: 
Profibus International, 1997
Redundância
.
Sistemas de Controle Redundante
• No esquema apresentado na figura anterior, apenas um dos mestre está ativo, sendo
eleito na inicialização do sistema. O outro passa a ser reserva e recebe os dados através
do acoplamento direto para ter sua memória atualizada em caso de falha no mestre
principal, passando a assumir todo o controle, sem reações indesejáveis no sistema.
• Obs: A redundância na indústria petroquímica aplica-se tanto para o sistema de
controle como para o meio físico, principalmente para sistemas de segurança,
garantindo a disponibilidade em 100% do tempo, pois é um sistema crítico.
Redundância
.
Redundância de Meio Físico
• Utilizamos a redundância quando
queremos aumentar a confiabilidade do
barramento de campo. Quando
implementada, a redundância consiste em
dois barramentos físicos distintos
(barramento A e barramento B) com dois
transceptores não interconectados de
forma alguma, gerando total
independência das informações que
trafegam por eles. Abaixo, veja o diagrama
de ligação de uma rede redundante.
Redundância pormeio de Profibus-PA 
Fonte: Profibus International, 1997:
Redundância
.
Redundância de Meio Físico
• O princípio básico da redundância do meio físico é o envio simultâneo de uma
mensagem para dois transceptores, e eles enviam as mensagens recebidas para seus
respectivos barramentos “A” e “B”. As mensagens enviadas pelos escravos do campo
são tratadas pelo mestre em um dos barramentos escolhidos na inicialização e, caso
esse falhe, o mestre assume o próximo barramento como principal.
Redundância
.
Redundância de Meio Físico
• Casos e relatos: Você sabe como funciona o sistema de tripla redundância do avião ou
conhecido como sistema elétrico redundante? Existe um supercomputador responsável por
gerenciar toda força elétrica, além de proteger o sistema contra sobrecargas. Esse computador
sabe exatamente o que é mais essencial para o voo a cada segundo e, em caso de perda de um
gerador, o sistema de redundância tira a força elétrica de sistemas não essenciais, como a
música ou o filme na tela do assento, e direciona a carga para os sistemas essenciais.
• Além daqueles três geradores principais, existem mais dois (um em cada motor) chamados de
Backup Generators. Enquanto os motores estiverem funcionando, esses backups estarão
disponíveis (mas não em uso, eles ficam na reserva) para suprir as partes essenciais de força
elétrica. Cada um desses dois possui mais dois Geradores. Esses funcionam mesmo que o
Backup falhe, já que eles são instalados diretamente no eixo do mesmo e, enquanto o motor
estiver girando, esses estarão criando energia. Mas essa energia é direcionada especificamente
para os barramentos de controle de voo que são três barramentos DC para Controle de Voo
(central, esquerdo e direito – tripla redundância) e, já que os geradores são a fonte mais
confiável de energia, eles que alimentam esses três barramentos o tempo todo, tornando desta
forma o seu voo mais seguro.
Meios físicos de comunicação de dados
.
Introdução
• Os tipos de comunicação dos dados entre Controladores Lógicos Programáveis, ou
entre Sistema de Supervisão e Controladores Lógicos Programáveis, devem ser
definidos. Existem Controladores Lógicos Programáveis que se comunicam em redes
com protocolos abertos (tipo de rede utilizada por diferentes fabricantes) ou em redes
com protocolos proprietários (tipo de rede utilizada apenas pelo fabricante).
Definiremos dois modelos de rede descritos como Origem/Destino e
Produtor/Consumidor. Vamos ver cada um deles
Meios físicos de comunicação de dados
.
Critério de Seleção
• Existem alguns critérios necessários para que ocorra uma comunicação sem
problemas. Para isso, devemos levar em consideração a performance que queremos
na rede e quais as características necessárias para que haja uma comunicação ideal
sem interrupções.
Meios físicos de comunicação de dados
.
Performance de Rede
Velocidade:
• Taxa de transferência total de dados por unidade de tempo.
• Considera informações(dados úteis) e o Envelope de Comunicação (dados de
controle do protocolo).
Throughput:
• Taxa de transferência de informações por unidade de tempo.
• Considera apenas os dados efetivamente úteis para os integrantes da rede
Meios físicos de comunicação de dados
.
Características da Rede
As características da rede são:
Redes Probabilísticas:
• Permitem apenas calcular a probabilidade da transferência de informações
em decorrência de um determinado intervalo de tempo.
Redes Determinísticas:
• Permitem determinar com precisão o tempo necessário para a transferência
de informações entre os integrantes da rede
Meios físicos de comunicação de dados
.
Redes do tipo Origem/Destino
• Nesse tipo de configuração, os dados são transmitidos/recebidos do nó fonte para um
destino específico. A ação sincronizada entre os nós é muito difícil, uma vez que os
dados chegam aos nodos em momentos diferentes. Nessetipo de rede, existe o
desperdício de recursos em função da repetição dos mesmos dados quando apenas o
destino é diferente
Meios físicos de comunicação de dados
.
Redes do tipo Produtor/Consumidor
• Em relação à rede do tipo produtor/consumidor, os dados são transmitidos/ recebidos
do nó fonte para todos os nós da rede simultaneamente. Em uma mesma rede podem
trafegar dados de controle, de Entradas e Saídas Digitais e Analógicas, e também
dados de configuração, podendo dar prioridade para os dados de Entradas e Saídas.
• Os sistemas do tipo Produtor/Consumidor possuem várias divisões e podemos citar o
Mestre/Escravo, Multimestre ou Ponto-a-Ponto. A troca de dados pode ser do tipo
cíclico, ou seja, os dispositivos produzem os dados a uma taxa configurada pelo
programador.
Meios físicos de comunicação de dados
.
Redes do tipo Produtor/Consumidor
• Obs: A taxa deve sempre estar dentro do intervalo de atualização aceito no projeto. Em uma
rede do tipo Produtor/Consumidor, os dados são identificados pelo conteúdo e não pela
origem/destino. No cabeçalho da mensagem, encontra-se apenas a informação do número da
mensagem e, assim, os dispositivos que precisam deste dado a “consomem”. Essa tecnologia de
redes permite que os dados síncronos de entradas e saídas sejam adquiridos em intervalos
específicos, e que dados não síncronos como uploads, downloads, configuração e programação
sejam transferidos em intervalos não programados. Esses dois tipos de tráfego são suportados
pela rede sem que um tipo venha interferir no outro.
Tipo de rede produtor/Consumidor Fonte: Allen Bradley, [s/d]
Meios físicos de comunicação de dados
.
Redes do tipo Produtor/Consumidor
Comunicação Mestre/Escravo
• Nesse tipo de comunicação, a estação Mestre é fixa e somente ela é capaz de iniciar as
mensagens. Os dispositivos do tipo Escravo trocam dados apenas com o Mestre,
informando somente os dados solicitados. Esse tipo de rede suporta apenas um
Mestre e múltiplos Escravo.
• A comunicação do tipo Mestre/Escravo é a mais utilizada na indústria, principalmente
quando queremos comunicar um Controlador Programável com um sistema de
supervisão, podendo ser um computador industrial ou até mesmo uma IHM. Essa
situação é bem comum em pequenas plantas e, também, em máquinas.
Meios físicos de comunicação de dados
.
Redes do tipo Produtor/Consumidor
Comunicação Mestre/Escravo
Tipo de rede Mestre/Escravo Fonte: ALLENBRADLEY,[s/d]
Meios físicos de comunicação de dados
.
Redes do tipo Produtor/Consumidor
Comunicação Mestre/Escravo
Casos e relatos:
• A Rede Local de Supervisão utilizada na implementação do sistema supervisório foi a rede
de comunicação privada de uma empresa petrolífera. Essa rede de comunicação é do tipo
Ethernet (100 Mbps) e abrange todas as Unidades de Negócio da empresa.
• O sistema foi testado com 9 usuários clientes conectados ao servidor. Esses usuários
utilizaram o sistema de supervisão de pontos geograficamente distribuídos, em diferentes
cidades, sendo instalado o servidor em uma cidade específica.
• A Rede de Campo testada com um sistema de supervisão foi uma rede mestre/ escravo,
que foi instalada na empresa. Essa rede se comunica a 9600 bps através de enlace de rádio
com protocolo de comunicação desenvolvido por uma empresa especializada em
comunicação industrial. A rede está situada em uma cidade específica e foi configurada
com 7 CLP’s escravos ligados a uma estação mestre.
• Para executar as atividades de mestre na rede de campo e servidor do sistema de
supervisão, utilizou-se uma única estação (Computador). É nesse ponto da rede de
comunicação que as duas sub redes se interconectam, ocorrendo a comunicação.
Meios físicos de comunicação de dados
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Redes do tipo Produtor/Consumidor
Comunicação Multimestre
• Esse tipo de comunicação é exatamente idêntico ao Mestre/Escravo, porém coma
diferença que a comunicação MultiMestre suporta mais do que um Mestre.
Tipo de rede MultiMestre Fonte: ALLEN BRADLEY, [s/d]
Meios físicos de comunicação de dados
.
Redes do tipo Produtor/Consumidor
Comunicação Ponto a Ponto
• Um par de estações controla a rede e, seguidamente, realiza a troca de informações
entre elas. Não é realizado o polling para verificar se a estação receptora está ativa
para enviar mensagens. Os dispositivos podem trocar dados com mais de um
dispositivo, ou múltiplas trocas com o mesmo dispositivo..
Tipo de rede Ponto-a-Ponto Fonte: ALLENBRADLEY,[s/d]
Meios físicos de comunicação de dados
.
Redes do tipo Produtor/Consumidor
Multitransmissão
• Nessa situação, os dados são transmitidos simultaneamente para todos os
equipamentos da rede
Passagem de Ficha
• Nesse tipo de rede, não existe Mestre nem Escravo e, a cada instante, uma estação
está no controle da rede quando envia e recebe seus dados. Após receber seus dados,
passa a vez para a próxima estação, que também deverá enviar e receber seus dados,
e assim por diante.
Meios físicos de comunicação de dados
.
Redes do tipo Produtor/Consumidor
Passagem de Ficha
• Obs: Alguns tipos de comunicação são bem parecidos. Por esse motivo, devemos ter
muita atenção no momento do projeto para não haver confusão. Antes de projetar a
rede, devemos verificar com o fabricante a capacidade de cada um dos equipamentos
a serem instalados e garantir que podem ser interligados; caso contrário, a rede não irá
funcionar.
Meios físicos de comunicação de dados
.
Recapitulando
• Aprendemos a identificar de que forma os dados podem ser trocados entre os
equipamentos de uma rede. Vimos, também, que podemos definir dois modelos que
ficam adequados ao Controlador Programável e podem ser descritos como
origem/destino e produtor/consumidor. Neste capítulo, soubemos que no modelo
produtor/consumidor se encontram quase todos os tipos de troca de dados, dos quais
podemos citar os protocolos do tipo Mestre/Escravo, Multimestre, ponto-a-ponto,
passagem de ficha e multitransmissão.
• https://www.hardware.com.br/livros/redes/categorias-cabos.html
• https://www.oficinadanet.com.br/post/10155-o-que-e-cabo-coaxial
• http://ficael.com/produtos/cabos-coaxiais
• https://paulista07.wordpress.com/rede/hardware-de-redes/
• http://shadeofinfo.blogspot.com/2008/10/10base2-e-10base5.html
• https://revistasegurancaeletronica.com.br/qual-a-diferenca-entre-fibra-monomodo-e-
multimodo/
• http://adjutojunior.com.br/redes_industriais/treinamento_em_redes_de_automacao.pdf
• http://digital.mflip.com.br/pub/senai/?numero=84&edicao=4085#page/22
Bibliografia
https://www.hardware.com.br/livros/redes/categorias-cabos.html
https://www.oficinadanet.com.br/post/10155-o-que-e-cabo-coaxial
http://ficael.com/produtos/cabos-coaxiais
https://paulista07.wordpress.com/rede/hardware-de-redes/
http://shadeofinfo.blogspot.com/2008/10/10base2-e-10base5.html
https://revistasegurancaeletronica.com.br/qual-a-diferenca-entre-fibra-monomodo-e-multimodo/
http://adjutojunior.com.br/redes_industriais/treinamento_em_redes_de_automacao.pdf
http://digital.mflip.com.br/pub/senai/?numero=84&edicao=4085#page/22