Três razões para utilizar a Ethernet como protocolo de comunicação industrial

Pedro Silva, gestor de Produto Automação & SCADA, na Schneider Electric Portugal

Porquê a Ethernet? O que oferece a Ethernet agora e o que traz para o futuro?

A Ethernet oferece inúmeros benefícios ao ser a base dos sistemas de controlo de automação. É a tecnologia que permite aos controladores conectarem-se a este poderoso meio.

A utilização da Ethernet como protocolo de comunicação industrial oferece diversas mais-valias, mas três são primordiais: abertura, transparência e flexibilidade.

Abertura

A abertura da Ethernet constitui a capacidade de combinar diferentes protocolos de aplicação no mesmo meio. Estes vários protocolos de aplicação fornecem diferentes serviços para uma melhor adequabilidade às necessidades operacionais de negócio.

Para a comunicação industrial, a ODVA (Open DeviceNet Vendors Association) recomenda especificamente os protocolos industriais Modbus e Ethernet, para permitir a comunicação entre controladores, ou entre os controladores e a visualização operacional, onde o determinismo é fundamental.

Por outro lado, no decorrer das operações existem outras necessidades, tais como diagnósticos, sincronização de tempo ou conexão TI. Utilizar a Ethernet permitirá às empresas adotar os padrões existentes, como diagnósticos baseados em web através de HTTP, sincronização de tempo com NTP e conexão de TI a partir de serviços web.

Do ponto de vista de negócio, esta abertura significa uma solução eficiente em termos de custos e liberdade de escolha para o fabricante.

 

Transparência

A transparência da Ethernet é também um ponto-chave e um forte benefício tecnológico. O único senão desta transparência é a exigência administrativa de assegurar a segurança da rede, de modo a evitar invasões. Posto isto, estar apto a aceder de forma segura aos seus dados a partir de qualquer local na sua intranet, representa várias vantagens, das quais destacamos as seguintes:

·        O processo de automação constitui um grande impacto nos custos do consumo de energia para qualquer organização. Inlcuir a Ethernet em unidades de processo no nível mais operacional da fábrica possibilita o acesso aos dados de forma imediata, sem a necessidade de middleware. A consolidação dos dados ajudará ainda as organizações a gerirem, preverem bem como reduzirem o consumo de energia sem que seja necessária a evolução da infraestrutura.

·        Outro benefício consiste na resposta à necessidade de conectar o sistema de controlo com o mundo das TI. A Ethernet é o protocolo de TI, pelo que o sistema de controlo está, na verdade, integrado com a intranet de TI. Assim, a transparência da Ethernet permite às organizações manterem operações ágeis através da ligação direta entre sistemas de execução industrial, sem custos adicionais de desenvolvimento.

 

Além destas, existem ainda diversas outras vantagens em aceder aos dados a partir de sistemas de controlo nos mais elevados níveis da empresa, tais como a gestão de ativos, dados de produção, manutenção remota, evolução e muito mais. Tal como mencionado anteriormente, há um custo de administração para gerir a segurança da sua instalação e mantê-la. Mas, a Ethernet evitará também a necessidade de desenvolver middleware especializado para a gestão de energia ou, por exemplo, para a conexão MES. A manutenção ocorrerá apenas ao nível da rede, e não necessita de ser dedicada a áreas específicas através de equipas especializadas.

 

Flexibilidade

Atualmente, a Ethernet permite a aplicação de diferentes tipologias a diversos meios. Esta flexibilidade auxilia a complementar a topologia do processo com um custo apropriado.

A topologia da rede fornecerá uma conexão de custo reduzido, com recurso a uma ligação em cadeia, onde a disponibilidade não é obrigatória. O uso de fibra ótica possibilita a criação de uma rede de longa distância, mantendo uma largura de banda elevada.

Quando criada a topologia, esta pode ajudar a ter dispositivos distribuídos a partir de uma única parte do processo. A topologia em estrela pode ser usada para proteger dispositivos de rede com dados críticos, evitando assim um ataque man in the middle, que consiste num ataque cibernético que atinge a comunicação entre os diferentes terminais de uma rede.

A topologia em anel é uma arquitetura típica em automação, visto que na maior

ia das vezes a disponibilidade de rede é um requisito essencial e é projetado para permitir pelo menos tolerância a uma falha.

A capacidade de misturar as topologias referidas num processo auxilia os gestores de operação a adaptarem os layouts de rede, respeitando os requisitos físicos e de disponibilidade.

Para concluir, a Ethernet integrada incrementa a agilidade das operações nas organizações, permitindo a evolução sem qualquer alteração na própria infraestrutura. Assim, compreende-se que ter um controlador baseado em Ethernet reforçará estas vantagens.

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