Introdução às Redes Industriais

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Profa. Ma. Rebeca Catunda Pereira
Fortaleza, 05 de fevereiro de 2021
Introdução às Redes Industriais
DISCIPLINA DE REDES INDUSTRIAIS DE 
COMUNICAÇÕES
➢ Introdução
• Nos Sistemas de Automação encontramos:
Sensores, Controladores, Atuadores, IHM, Sistemas de supervisório, etc.
As redes Industriais viabilizam a comunicação entres esses elementos.
Sistema de I/O Convencional
Painel de controle do CLP da fiação com fábrica industrial
➢ Limitações:
• Para cada sinal transmitido, é necessário um cabo para interligação do
instrumento ou dispositivo até o sistema de controle.
• Utilização de vários módulos de entradas e saídas no sistema de controle.
• Não é possível realizar configuração de instrumentos de forma remota.
Sistema de I/O Convencional
• Instalação e manutenção implicando em altos custos, principalmente
quando se deseja ampliar uma aplicação, onde, além dos custos de
projeto e equipamento, tem os custos com cabeamento dos
equipamentos de campo à unidade central de controle.
• Para minimizar estes custos e aumentar a operacionalidade de uma
aplicação introduziu-se o conceito de rede de comunicação digital
para interligar vários equipamentos de uma aplicação.
Sistema com Rede de Comunicação
➢ Benefícios das redes
• Redução de instalações elétricas;
• Redução do tamanho de painel elétrico;
• Modularização de máquinas e equipamentos;
• Diagnóstico local de falhas;
• Diagnóstico real time em supervisório;
• Flexibilidade na ampliação ou modificação.
➢ Desvantagens das redes
• Custo inicial de implementação 
• Necessidade de treinamento do sistema 
• Existem diferentes sistemas para diferentes aplicações.
• Muitos não são compatíveis entre si, precisam de componentes 
adicionais como: roteadores, repetidores.
Elementos básicos - redes industriais
NÍVEL DE
CAMPO
NÍVEL DE
CONTROLE
NÍVEL DE
PLANTA
Rede de Controle
Supervisão
Banco de
Dados
Rede de Planta ou Gerenciamento
Rede de
Campo
➢ Nível de campo – Chão de Fábrica
• Este nível representa as máquinas, os equipamentos, os sensores, os
atuadores e o processo. Normalmente, neste nível as indústrias utilizam
uma grande variedade de Automação como: CLP´s, CNC´s, Robôs,
inversores de frequência, etc.
• Nesse nível é utilizado redes Fieldbus e barramentos de entrada e saída.
➢ Nível de controle – Supervisão e Controle
• Este nível representa a supervisão e o controle do chão de fábrica. Além das
funções de controle e supervisão, o sistema de Automação nesse nível, gera um
Banco de Dados de produção.
• Controladores, os mais comuns são os CLP controladores lógicos
programáveis.
• Nesse nível é utilizado o protocolo Profinet (Ethernet Industrial) ou Profibus.
.
➢ Nível de planta – Gerenciamento da Produção
• Este nível representa a Engenharia de produto, Planejamento
operacional, Gerência de produção e a Alta administração.
• Este nível avalia o desempenho da fábrica como um todo, analisando e 
fornecendo informações para os outros níveis.
• Nesse nível é utilizado o protocolo Ethernet/TCP-IP.
➢ Definição de Redes de Computadores
• É um conjunto de equipamentos interligados de maneira a
trocarem informações, como arquivos de dados gravados,
impressoras, modems, softwares e outros equipamentos.
• Os dispositivos estão ligados entre si através de canais de comunicação
para facilitar o compartilhamento de recursos entre uma ampla gama
de usuários.
➢ Classificação das redes pela abrangência geográfica:
• Locais – LANs (Local Area Networks), 
• Metropolitanas – MANs (Metropolitan Area Networks) 
• Geograficamente distribuídas – WANs (Wide Area Networks)
➢ Redes Locais: LAN - Local Area Network – Rede Local
• Interconectam computadores localizados num mesmo prédio, casa, sala
ou escritório (10 m a 1 km).
• Utilizam tipicamente um único meio físico.
• É uma facilidade de comunicação que provê uma conexão de alta
velocidade entre processadores, periféricos, terminais e dispositivos de
comunicação de uma forma geral em um único prédio.
• É a tecnologia que apresenta uma boa resposta para interligação de
dispositivos com distâncias relativamente pequenas e com uma largura
de banda considerável.
WLAN – Rede local sem Fio
➢ Redes de Campus: CAN - Campus Area Network
• Interconectam computadores localizados em vários prédios
num mesmo Campus (fábrica, universidade) - até 10 km.
➢ Redes Metropolitanas: MAN - Metropolitan Area Network
• Interligam computadores e LANs numa extensão de 5 a 100 km. 
➢ Redes de Longa Distância: WAN - Wide Area Network
• Interconectam redes em termos nacionais e continentais - 100
a 5.000 km.
➢ Exercício 1: Julgue o item subsequente, relativo a redes de computadores.
As redes de computadores podem ser classificadas pela sua abrangência, em 
LAN (Local Area Network), MAN (Metropolitan Area Network) e WAN (Wide
Area Network).
( ) Certo ( ) Errado
➢ Exercício 2: Atende às seguintes afirmações sobre redes de 
computadores:
I. LAN é um tipo de rede local que atua em uma área limitada, como 
uma loja.
II. MAN são redes que abrangem grandes espaços tais como uma 
cidade.
III. WAN consegue abranger uma grande área geográfica, como um país. 
Está correto o que se afirma em: 
a) I e II apenas.
b) I e III apenas.
c) II e III apenas.
d) I, II e III.
➢ Exercício 3: Uma rede de computadores consiste em máquinas
interligadas compartilhando recursos e informações entre si,
principalmente em locais como escritório. A necessidade de conectar com
outros módulos deu origem a outros tipos de estruturas de rede, como
LAN, MAN, WAN, WLAN e PAN. Quando uma empresa deseja conectar as
máquinas de seus escritórios que estão em uma mesma cidade constitui
uma estrutura de rede:
a) WAN.
b) MAN.
c) WLAN.
d) PAN.
➢ Topologias das Redes de Computadores
Topologia de rede é o layout físico dos fios que conectam os nós da rede,
ou seja, forma como os dispositivos de uma rede estão conectados.
• A rede em estrela coloca um hub (concentrador de conexões de rede)
no centro dos nós da rede. Apresenta um ponto central de conexão.
Nesta topologia toda a informação deve passar por uma
central (concentrador/ centralizador) que conecta todos os outros
equipamentos evitando que algum computador receba informações
destinadas a outro.
A rede que usa switch, hub ou roteador é ligada por vários cabos e
garante que somente o destinatário receba os dados. Esta rede tem um
desempenho melhor do que a de barramento.
• A topologia de anel conecta os nós da rede em uma cadeia circular, 
cada nó é conectado ao nó seguinte, e o nó final da cadeia é conectado 
ao primeiro para fechar o anel.
Os computadores são conectados em série, por um único cabo igual
na de barramento, mas forma um círculo fechado formando um anel,
ou seja, não tem extremidades. Se um computador falhar, atrapalhará
toda a rede.
Todos computadores recebem a informação, mas somente o
computador que for o destino da mensagem consegue processar e
responder.
• Na topologia barramento, os computadores compartilham o mesmo
meio físico linear de transmissão de dados. Ex: cabo de rede.
• São vários computadores ligados fisicamente por meio de um
cabo. Em cada ponta desse cabo tem terminadores para evitar a
perda de dados.
• Apenas um computador de cada vez consegue enviar dados
enquanto todos os outros recebem ao mesmo tempo os dados
que lhe são enviados. Se dois computadores tentarem enviar ao
mesmo tempo ocorre um bloqueio e a transmissão é reiniciada.
• Árvore ou hierárquica: É uma topologia física baseada numa
estrutura hierárquica onde tem uma barra central onde outras
barras menores se conectam há uma série de barras interligadas.
• É como se tivesse várias redes interligadas através de nós centrais.
É mais fácil a manutenção deste sistema do que na de Barramento
ou Anel.
• Malha: Os computadores se conectam entre si, ponto a ponto,
através de cabos e dispositivos.
• Nesta topologia tem vários caminhos para se chegar em um
determinado destino. Apesarde fácil implantação ela tem um alto
custo.
• Híbrida ou Mista é a topologia mais utilizada em grandes redes. A
topologia é adaptada em função do ambiente. Com isso, o custo é
mais baixo, além de facilitar a expansão.
• Esta topologia é a combinação de duas ou mais topologias de rede
como a de anel, estrela ou outras.
➢ Exercício 4: Topologias de redes é a forma com que os dispositivos
de uma rede estão conectados. São exemplos de topologias de
rede:
a) Anel, barramento, híbrida e colar.
b) Estrela, anel, barramento e árvore.
c) Híbrida, malha, trançada e colar.
d) Árvore, malha, estrela, trançada.
➢ Exercício 5: Com relação à topologia de redes de computadores, analise as
assertivas a seguir.
I. A topologia barramento é caracterizada pela utilização de um único cabo
que reúne todos os nós da rede;
II. Na topologia anel, cada nó da rede é conectado a um dispositivo central, tal
como switch ou hub;
III. Na topologia estrela, a falha de uma máquina não interfere no
funcionamento do restante da rede. Além disso, redes com este tipo de
topologia são mais fáceis de serem movidas ou isoladas;
É CORRETO afirmar que:
A somente as assertivas I e II são verdadeiras
B somente as assertivas I e III são verdadeiras
C somente as assertivas I, II e III são verdadeiras
D somente a assertiva I é verdadeira
E somente a assertiva III é verdadeira
➢ Exercício 6: Em uma rede geograficamente distribuída (WAN), como 
a internet, a topologia física da rede é denominada:
A Anel.
B Árvore.
C Barramento.
D Estrela.
E Híbrida.
➢ Exercício 7: As topologias de rede de computadores com seus 
aspectos marcantes apresentados em I, II e III, são respectivamente:
A Anel, Estrela e Barramento.
B Estrela, Barramento e Anel.
C Barramento, Anel e Estrela.
D Estrela, Anel e Barramento.
E Barramento, Estrela e Anel.
Obrigada!