Revista Controle & Instrumentação Edição nº 203 2014
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Uma questão protocolar |
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O
s diversos protocolos foram desenvolvidos de acordo
com interesses técnicos e comerciais de cada épo-
ca. Atualmente a maior dificuldade para se trabalhar
com tantos protocolos industriais é encontrar a melhor forma
de integração entre os protocolos existentes, as novas tecnolo-
gias em desenvolvimento e os requisitos técnicos históricos e
futuros dos clientes. É imprescindível que os requisitos técnicos dos clientes sejam respeitados sem forçar o cliente a rea-
prender ou desprezar todo o conhecimento técnico adquirido
até então.
A
Controle & Instrumentação
ouviu os principais fornecedores de tecnologia sobre as questões mais frequentes
que rondam o assunto “protocolos de comunicação” e ouviu
também usuários. São questões como qual protocolo ofere-
cer/usar, Ethernet, 4-20 mA+Hart. Será que estão falando a
mesma língua?
Raphael Haddad, Product Manager da área de Control
Technologies da
ABB
, afirma que sua equipe aconselha seus
clientes a sempre usarem protocolos abertos. “Temos usado
muito o Profibus. Se a aplicação for integração elétrica, acon-
selhamos o uso preferencialmente do IEC61850 ou Profinet.
Mas podemos trabalhar com qualquer protocolo: Profibus,
Profinet, EthernetIP, DeviceNet, Modbus RTU, Modbus TCP,
FF, IEC61850, entre outros. O sistema da ABB permite ainda
o cliente final desenvolva seu próprio protocolo (se for conve-
niente), desde que este protocolo seja Serial ou Ethernet”.
Mais focada na manufatura, a
Beckhoff
aconselha a utilização do EtherCat. “É hoje a melhor opção para Ethernet
no chão de fábrica por vários motivos, não apenas por sua
velocidade. É extremamente fácil de configurar, é uma rede
aberta, foi testada em várias aplicações, com sucesso, e não
tem necessidade de Switches especiais e sua topologia é to-
talmente livre”, comenta Marcos Giorjiani, diretor geral da
Beckhoff no Brasil.
Jonas Berge, especialista da
Emerson
em Cingapura, ressalta que não se pode comparar o FF ou outro protocolo digi-
tal com o Hart, por exemplo, porque não se faz controle com
Hart, que é para configuração e diagnósticos – para o controle
seria necessário um 4-20 mA e sinais on/off. Então, o que se
compara é o FF, ou outros protocolos digitais, com 4-20 mA –
e aí os protocolos digitais são melhores por várias razões. En-
tão, quando as pessoas falam que usam Hart estão dizendo
que usam 4-20 mA e sinais on/off.
“A Endress+Hauser tem uma mensagem mundial de s
a-
fety applications
e por conta disso sempre recomendamos o
protocolo pensando primeiramente na segurança das aplicações. Os protocolos nos quais estamos focados são Ethernet/IP
e WirelessHART. O protocolo Ethernet/IP suporta os instru-
mentos de vazão, analítica e nosso gateway wirelessHART tem
saída Ethernet/IP para integração dos demais instrumentos da
linha. Pode ser usado em qualquer tipo de aplicação, pois
oferece grande vantagem em suas características como: velocidade de comunicação, facilidade de aplicação, diagnósticos
e quantidade de informações. Estamos crescendo em aplicações no mundo e principalmente no Brasil quando falamos
em tecnologia wirelessHART. Hoje wireless pode ser aplicado
principalmente em monitoramento e também em controle
simples, mas com surgimento do PIDPLUS a tendência é o
wirelessHART estar em aplicações de controle complexas no
futuro próximo”, conta Fabrício Andrade, gerente de produtos
Vazão & Wireless da Endress+Hauser.
André Amaral, gerente de Produto da
Festo
Brasil, conta
que a empresa aconselha que o cliente faça a análise de acor-
do com o custo x benefício para tomar a decisão sobre qual o
melhor protocolo a ser usado em determinado projeto levan-
do em conta tempo de instalação, start-up, comissionamento,
velocidade da rede, tempo de resposta dos equipamentos, ro-
bustez, custo total, número de equipamentos por nó de rede,
etc. “Não damos preferência para utilização de nenhum dos
protocolos, até porque temos equipamentos para utilização
em quase todos eles. E a facilidade para lidar com o protocolo
depende muito da aplicação e da necessidade do cliente. Al-
guns protocolos como o FF, por exemplo, são mais trabalhosos
no início, mas trazem mais benefícios, como alto diagnóstico
e possibilidade de PID no equipamento de campo”.
Paulo César da Silva, Senior System Consultant da Di-
visão de HPS da
Honeywell
, afirma que a empresa sempre
aconselha os clientes a utilizarem protocolos digitais, pois o
uso constante destes protocolos traz benefícios financeiros e
tecnológicos. “Quando se fala em tecnologia, é importante
destacar a exigência de melhor capacitação. No entanto a Ho-
neywell sempre coloca em seu escopo de trabalho o suporte e
a capacitação dos profissionais envolvido no Projeto”.
O engenheiro Jorge Rosa, da
Rockwell Automation
do
Brasil, conta que a empresa encoraja seus clientes a partir para
Ethernet/IP por ser uma rede ethernet industrial não modifi-
cada e utilizar o protocolo CIP que é um protocolo orientado
a aplicações industriais atendendo diversas disciplinas – como
controle, segurança, controle de movimento e sincronismo de
base de tempo. “O protocolo CIP está presente nas três principais redes abertas promovidas pela Rockwell - ControlNet,
DeviceNet e Ethernet IP - o que torna o tráfego da informação
mais confiável, seguro e rápido devido a não necessidade de
conversão de protocolos quando se necessita a troca de dados
entre as redes”.
O diretor da
Siemens
, Pablo Fava, afirma que a empre-
sa procura ter uma visão holística ao aconselhar seus clientes
quanto ao uso de protocolos de comunicação. “Atualmente é
possível utilizar diversos protocolos industriais para soluções
específicas, tais como Profinet, Profibus DP e Profibus PA,
Fieldbus Foundation, ASI, Modbus e IEC61850, só para ci-
tar alguns. Cada um desses protocolos possui especificidades
que os tornam interessantes dependendo das necessidades
do cliente, todavia a utilização de uma gama tão variada de
protocolos pode acarretar em dificuldades de integração entre
os mesmos, principalmente para clientes finais que recebem
produtos e soluções de diferentes fornecedores”.
Alessandro Ramalho dos Santos, gerente de Engenharia
e Suporte da
Wago
, afirma que, ao discutir protocolos com
os seus clientes, procura saber inicialmente quais são os requisitos do projeto. “Existem no mercado vários modelos de
rede. Essas tecnologias são criadas para atender as funções das
diversas aplicações. Por exemplo, para uma aplicação de máquinas, determinismo, velocidade e capacidade de se conectar com vários dispositivos são características fundamentais.
Já quando se fala em aplicação de processo, alcance, diag-
nósticos e possibilidade de integrar instrumentação define o
sucesso dessas redes industriais. A Wago possui uma arquite-
tura de I/O distribuído que é independente de rede. Ou seja,
a mesma estrutura de I/O pode ser acoplada a mais de 16
tipos de adaptadores de rede (Profinet, Profibus, Ethernet/IP,
Modbus, DeviceNet, CAN Open, entre outros). Ainda quan-
do estamos participando do processo de definição da rede, a
Wago também procurar orientar os seus clientes a adotar uma
tecnologia longeva que irá preservar o investimento do cliente
no médio e longo prazos. Atualmente, os protocolos baseados
em Ethernet são os mais recomendados visando funcionalida-
des, custo e expansão futura”. Para Ramalho, há protocolos
que dispõem de mais recursos de configuração que outros,
mas não há uma preferência explícita por um ou outro. Muito
se fala sobre a comparação entre os diversos protocolos base-
ados em Ethernet, como Ethernet/IP, Profinet, Modbus TCP ou
mesmo EtherCat. “A Wago possui ferramentas de configuração
e experiência de integração com todos eles. São redes de alta
performance e o que define a escolha de um ou outro é a ca-
pacidade de integração com os dispositivos que serão conec-
tados a estas redes. Por conta da base instalada, Profibus ainda
continua muito forte e a integração dos arquivos *.GSD com
ferramentas de controle é um procedimento relativamente
simples e bem conhecido”.
Ethernet, como meio físico está se tornando amplamente
disseminado no mercado, com qualquer protocolo - os mais
usuais são IEC61850, FF, Profinet e IP. Jonas Berge lembra que
Ethernet é usada no escritório, na rede de controle do siste-
ma, até mesmo entre o sistema e variadores de velocidade
e gateways WirelessHART. Ethernet é muitas vezes usado no
lugar de Modbus / RTU, DeviceNet e Profibus-DP. No entanto,
Ethernet não é adequado para instrumentos de campo como
transmissores de pressão e válvulas de controle de modo que
uma rede Ethernet não é capaz de tomar o lugar do 4-20
mA e dos sinais on-off; este é o lugar onde se precisa de ou-
tros protocolos digitais. É como no escritório: o computador
se conecta à rede local usando Ethernet, mas seu telefone,
teclado e mouse precisam de um USB por exemplo, porque
usar Ethernet é simplesmente impraticável para este nível. Na
verdade agora estamos vendo muitos emissores que utilizam
para configuração local um cabo USB simples ou até mesmo
um cartão de memória. Ethernet e USB complementam, da
mesma forma Fieldbus e Ethernet também se complementam,
Wi-Fi e Bluetooth se complementam e WirelessHart e Wi-Fi.
São necessárias várias tecnologias para atender diferentes ne-
cessidades de aplicação. |
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O domínio da Ethernet Industrial |
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Mas, se Ethernet é o protocolo do futuro, porque
muitos e grandes usuários não mudam do 4-20 mA com
Hart?
Para
Haddad
, da ABB, “o uso de algum
protocolo Ethernet exige que as equipes de
manutenção/projetos tenham conhecimen-
to da tecnologia. Caso o cliente não tenha
a disposição/possibilidade de investir em
treinamento de sua equipe, realmente fica
difícil disseminar o uso da Ethernet. A equi-
pe tem que ter a qualificação, caso contrário, há uma grande barreira em relação a seu
uso. Vejo que alguns clientes não enxergam
também que, através do uso da Ethernet,
pode-se facilitar testes e aumentar os diag-
nósticos de instrumentos”.
Giorjiani
, da Beckhoff, acredita que
soluções de Ethernet no chão de fábrica do-
minarão o futuro - e já estão bem consolida-
das em alguns lugares. “Na minha opinião,
o EtherCat já se sobressai ante as outras pro-
postas. E o desenvolvimento da tecnologia
de sensores (transmissores) e da instrumen-
tação, em geral, levará a soluções wireless
muito próximas ao padrão Ethernet. Wire-
less se tornará uma opção muito confiável
e, talvez, com preço competitivo que possa
substituir o 4-20 mA”.
“O Foundation Fieldbus está se tornando mais e
mais fácil de usar graças aos muitos avanços tecnológicos
como: compatibilidade com versões anteriores, o teste de
interoperabilidade cada vez mais rigoroso, o download li-
vre de erros etc. Também é importante que os fabricantes
estejam fazendo um trabalho melhor de implementação
da tecnologia em dispositivos e sistemas, especialmente
software. As pessoas estão ficando mais e mais familia-
rizadas com computadores e Internet - o
que é um pré-requisito para a utilização de
qualquer sistema digital. Ethernet é um bom
protocolo de alto nível, mas não é adequado
para o nível mais baixo. É por isso que preci-
samos de USB e buses de campo para tomar
o lugar de 4-20 mA e sinais on-off”, afirma
Jonas Berge
.
Berge vê que o usuário busca simplici-
dade em suas várias etapas de definição e
uso de um protocolo. “Por exemplo, costu-
mo dizer que o Profibus é simples e fácil e com muitos
recursos. É como se fosse um Hart “melhorado”, com todos os benefícios de um protocolo digital e que, por sua
simplicidade durante o projeto, comissionamento/startup,
operação e manutenção, vem crescendo enormemente nos mais diversos segmentos. Como sabemos, nas mais
variadas aplicações, o que se busca é a possibilidade de
aumentar a velocidade de processamento das informações, uma vez que as operações estão cada
vez mais complexas e variáveis, necessitando
de um grande número de controles e mecanismos de regulação para permitir decisões mais
ágeis e, portanto, aumentar os níveis de pro-
dutividade e eficiência do processo produtivo
dentro das premissas da excelência e seguran-
ça operacional e com custos controlados”.
Alguns protocolos são mais complexos e
exigem procedimentos que envolvem muitos
detalhes específicos do protocolo, o que acaba intimidando o seu uso e ainda não temos
tantos profissionais especializados quanto a
demanda acaba exigindo. “Quando olho para
o Profibus, vejo que sua simplicidade e estruturação em termos de barramento de campo
é um atrativo ao uso do mesmo pelos usuários.
Atende toda pirâmide da automação, desde o
chão de fábrica até o mundo corporativo, com
excelência e simplicidade de uso. Para integrar
um equipamento em um mestre Profibus DP
basta o arquivo GSD e pra comunicação ací-
clica a EDDL ou DTM”.
Silas Anchieta, secretário da Associação
Profibus no Brasil, concorda que a Ethernet vem dominando a disputa entre as redes industriais quando se trata
de eficiência, rapidez e confiabilidade. “E não é difícil
chegarmos a esta conclusão, já que há necessidade na
indústria de criar sistemas integrados, com fluxo de informações do chão-de-fábrica aos sistemas corporativos.
A Associação vê uma expansão exponencial do Profinet,
permitindo a alteração de hierarquias e estruturas nos mais
diversos ambientes industriais assim como setores, desde
as indústrias de processo à manufatura. A capacidade de comunicação entre dispositivos e
o uso de mecanismos padronizados, abertos
e transparentes são componentes indispensáveis e, a comunicação vem se expandindo
rapidamente no sentido horizontal nos níveis
inferiores (com o Profibus-PA), assim como
no sentido vertical integrando todos os níveis
hierárquicos (com o Profibus-DP e Profinet) e
tudo isto com conectividade e simplicidade.
Vemos uma grande vantagem do Profibus em
relação aos outros protocolos com perfis Ethernet, já que
permite a convergência de funções dentro da padronização do protocolo. Há alguns anos fabricantes tentavam
protótipos de equipamentos para automação industrial
com PoE (Power over Ethernet), mas pela sua complexidade, requisitos de segurança intrínseca etc., o mercado
não se interessou. E a Ethernet se aplica a todos os protocolos integrando células e plantas nos níveis de informações na camada superiores aos controladores e sistemas
corporativos. O 4-20 mA + Hart é amplamente usado
pela sua simplicidade, confiabilidade, robustez e por demandar pouco conhecimento específico do protocolo
por parte dos usuários”.
Francis de Melo, especialista de produto e marketing técnico da Balluff, aconselha seus clientes a usarem
o protocolo de rede Ethernet IP. “É uma rede que permite o acesso sem restrições com o protocolo Ethernet
TCP/IP - há uma tendência de procura de protocolos
que tenham endereçamento por endereço de IP. O Hart
4-20, é um protocolo muito utilizado para instrumentação que utiliza o mesmo meio físico para transmitir
sinais analógicos e a transferência de dados digitais sem
que haja prejuízo para ambos e o pessoal das indústrias
de controles de processo já têm base instalada grande,
então prefere manter”.
Fabrício
, da E+H, ressalta
que o protocolo ethernet tem um
crescimento relevante no mercado
de automação industrial. “Quando falamos de instrumentação de
campo, onde a Endress+Hauser
atua, o protocolo dominante é
Ethernet/IP, pois grandes players
desse segmento oferecem a opção
de Ethernet/IP. A Endress+Hauser
tem bastante referência de aplicações Ethernet/IP no Brasil e no
mundo, principalmente no segmento alimentícios. O Hart está mais do que consolidado
no mercado e existem outras alternativas que trabalham
com ele, como por exemplo o wirelessHART,
que tem mais aplicações na indústria do que o
protocolo Ethernet. A tendência é a utilização
maior da tecnologia sem fio na indústria, pois
está bem consolidado e com boas novidades
no mercado. A tecnologia ethernet tem total
potencial para atender todo tipo de aplicação
na indústria, mas primeiramente precisa se
consolidar em diferentes mercados, mostrando seus benefícios de aplicação e a facilidade
de instalação”.
“Qual Ethernet está se tornando dominante é a pergunta do milhão! Mesmo tratando-se de protocolos abertos, existem empresas que patrocinam e apoiam o desenvolvimento desses protocolos. É natural que uma empresa
que possui uma oferta maior de dispositivos numa determinada tecnologia vai se empenhar em convencer os
futuros usuários de que a rede aberta, a qual ela patrocina, tem vantagens em relação às outras. Existem estatísticas de toda a sorte e Ethernet/IP, Profinet, Modbus TCP e EtherCat se revezam na liderança.
Ganhará a corrida, a tecnologia que
for capaz de oferecer uma maior integração com diferentes tipos de dispositivos, instrumentos e, sobretudo,
diversos fabricantes. Serviços de I/O
em tempo real, motion control, segurança, instrumentação, energia,
integração com TI estão no escopo
do que deve fazer um protocolo que
tem pretensões de ser abrangente e
bem sucedido. Ethernet/IP, Profinet
e EtherCat se diferenciam na forma
de conferir determinismo e reduzir a
latência na comunicação entre dispositivos”, frisa
Ramalho, da Wago.
“Eu costumo dizer que toda tecnologia é difícil até
você ficar capacitado para usá-la; o grande ponto é: quais
benefícios você pode extrair dela. E sim, o Ethernet está
se tornando dominante, principalmente para o nível H2
- interligação entre PLCs / SDCDs ou remotas de I/Os e
para o campo para os instrumentos a quatro fios. Então,
muitos e grandes usuários não mudam
do 4-20 mA com Hart por que é mais
fácil, pelo comodismo. Mas veja que
estamos num momento interessante,
por um lado as novas tecnologias de
informática estão cada vez mais avançadas sob o ponto de vista de possibilitar um número maior de informações e por outro lado os usuários de
instrumentação de campo continuam
com receio das novas tecnologias!”,
comenta o consultor
Augusto Passos
Pereira
.
Jorge Rosa
acredita que muitos e grandes usuários não mudam do 4-20 com Hart
devido ao fator custo. “Mas a tendência é
a redução dos custos desta tecnologia aplicada a dispositivos e a previsão é de migra-
ção dos dispositivos de instrumentação para
rede Ethernet”.
A Festo também tem visto um crescimento da rede Ethernet
IP e ProfiNet por conta
da velocidade e possibilidades, mas
acredita que não dá para afirmar exatamente qual tipo de Ethernet será a
dominante. “Parece claro que se os
usuários não mudam do 4-20 mA com
Hart é porque é a rede mais barata.
Mas, o principal ponto que observo
é que alguns clientes acreditam que a
Hart seja mais robusta, porque, se der
algum problema na rede, ainda podem trabalhar com o 4 a 20 mA, enquanto que em outras re-
des mais modernas ou com mais possibilidades de diagnósticos, isso não acontece”, diz
André Amaral
.
Paulo Cesar, da Honeywell, pontua que a Ethernet
tem avançado bastante na área industrial, no entanto, alguns processos exigem um padrão mais alto de segurança
nas comunicações. “Neste caso, o Ethernet IP tem dado
este conforto ao usuário, e a Honeywell já
atende a esta necessidade do mercado.
É bom lembrar que o 4-20 mA ainda é o
meio mais seguro de se fazer controle, por
ser uma solução limpa e consolidada. Porém
não pode utilizar as novas tendências que o
mercado oferece. Mas, para o cliente, o que
vale é a segurança e o 4-20 mA já oferece o
Hart 7, que não deixa nada a desejar para
qualquer outro tipo de interface ou rede de
campo”.
Fava
, da Siemens, lembra que no passado existiam restrições tecnológicas que impediam o uso das redes Ethernet em processos industriais.
“Tais restrições baseavam-se em critérios de velocidade e
disponibilidade das informações. Atualmente a tecnologia
Ethernet encontra-se num estado tecnológico tão avançado que os requisitos de velocidade e disponibilidade dos
clientes são facilmente superáveis e estão aptos às eventuais adaptações no futuro (como uso de endereçamento
baseado no IPV6, para citar um exemplo). É fundamental
ressaltar que o uso de redes Ethernet na indústria só será
técnica e economicamente viável, caso sejam
utilizados protocolos de comunicação industriais baseados no padrão Ethernet e interoperáveis com outros equipamentos sob o padrão
Ethernet, caso contrário o cliente receberá e
utilizará redes industriais proprietárias que
não permitirão a integração com novas tecnologias e cenários no futuro. Dentro dessas premissas o Profinet e o IEC61850 são líderes de
mercado em suas zonas de atuação e inclusive podem coexistir numa mesma aplicação,
fato esse já experimentado por muitos clientes
ao redor do mundo”.
Sobre o porquê de muitos e grandes usuários não
mudarem do 4-20 mA com Hart, Fava acredita que ainda perduram muitos mitos em relação ao uso de redes Ethernet, especialmente em alguns segmentos industriais, como
indústrias de processo. “Nesses casos, além da necessidade
de convencimento técnico junto aos clientes e empresas
de engenharia, torna-se necessário o uso em conjunto de
tecnologias baseadas em padrões Ethernet com tecnologias do tipo 4-20 mA e/ou Hart. Atualmente é plenamente
possível integrar sinais analógicos, Hart ou 4-20 mA, em
redes Profinet valendo-se de todos os ganhos oriundos de
tal integração. Esses mesmos clientes tendem a migrar num
segundo estágio para redes industriais 100% Profinet quando da substituição natural de equipamentos com maior obsolescência por novos e mais modernos equipamentos”.
“O Hart é uma tecnologia simples e eficiente. Grande maioria dos instrumentos, por padrão, já são fornecidos com Hart embutido. O fato de modular diagnósticos
e outras informações do instrumento no mesmo fio do
4-20 mA torna o trabalho de configuração e comissionamento de campo relativamente simples. O uso do instrumento em si, integrado a uma plataforma de controle,
não requer a configuração de nenhum software de rede e
isso torna a vida do instrumentista mais fácil. Ferramentas
de gerenciamento de ativos propiciam funções de diagnóstico, histórico e configuração e podem ser utilizados
em instrumentos habilitados a se comunicarem em Hart,
mesmo não sendo esse um protocolo de comunicação
digital. Mas ainda existe muita controvérsia em relação
ao custo de uma instalação Hart versus outro protocolo digital. Não necessariamente se gasta mais em cabos
quando se adota Hart, como em princípio possa parecer.
Utilizando I/Os remotos, distribuídos em rede, é possível
aproximar os instrumentos dos painéis, reduzindo o gasto
com cabos. Ainda nesta comparação, deve-se colocar na
balança o custo do instrumento que normalmente é mais
caro, quando solicitado com algum protocolo digital (PA
ou Fieldbus Foundation, por exemplo), o custo dos softwares de configuração, além de outros dispositivos de
campo como as caixas de junção (Junction Box). A instrumentação em Hart ainda traz um vanguardismo, pois
hoje é possível conectar instrumentos que se comunicam
com gateways por meio de uma tecnologia sem fio. Já
existem plantas operando com WirelessHART e o uso de
baterias cada vez mais potentes tornará esta tecnologia
mais disponível e viável”, afirma Ramalho, da Wago. |
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Com a palavra, o usuário |
O aconselhamento sobre protocolos parece ser um assunto muito pouco explorado pelos fornecedores, principalmente na venda das soluções. Uma boa parte dos fornecedores acaba ficando com as soluções mais clássicas ou usadas
dentro do estágio atual da tecnologia, sem questionar o usufruto de outras opções de protocolos para as necessidades do
negócio industrial. E sabe-se que a facilidade na utilização das
diversas tecnologias é sempre crescente, principalmente na
interface de configuração e parametrização dos protocolos.
Há muitos protocolos disponíveis no mercado – alguns são
padronizados, outros não. A não padronização leva o usuário a
ficar preso a um determinado fornecedor. Mas, há muitos produtos interessantes, como distribuidores de rede de campo. Por
outro lado, o mercado tem tido muitos problemas com produtos
de baixa qualidade ou que não atendem à certificação necessária relativa a atmosferas explosivas ou atendimento completo às
especificações de um determinado padrão de rede de campo.
É bom lembrar que é bem diferente trabalhar com sinais
analógicos 4-20 mA ou sinais digitais do tipo liga / desliga.
Além disso, quando o protocolo é padronizado, a coisa fica
mais fácil, pois naturalmente, há mais informações disponíveis, maior oferta de cursos, de acessórios e equipamentos
de teste e medição. Além disso, é necessário formar as equipes de manutenção com conhecimentos sobre como procurar defeitos e consertá-los. Algo que os usuários têm notado
é que as empresas prestadoras de serviços precisam preparar
melhor seu pessoal ou contratar pessoal melhor qualificado.
Sobre a Ethernet estar se tornando dominante, a impressão
dos usuários é que depende da área. Nas áreas de processo,
em campo, Ethernet é visto como algo que ainda vai demorar, pois a visão é que o protocolo Ethernet ou o IEEE802.3
foi pensado para uso em escritórios e não em chão de fábrica.
Apesar disso, há muitas aplicações em indústrias de manufatura, alimentícia, farmacêutica. Mas, para a área de óleo e gás
por exemplo, as áreas classificadas e locais com muito ruído
elétrico são questões em que tanto a Ethernet quanto o padrão
IEEE-802.3 não foram projetados para atender – ainda que já
se utilize Ethernet dentro de casas de controle. Mas não no
campo. O setor de óleo e gás no Brasil utiliza o Ethernet ou o
IEEE-802.3 como camadas de rede (física e enlace) Modbus-TCP, Profinet, o nível H2 do padrão Fieldbus Foundation, o IEC-
61850, o Hart sobre UDP e o próprio TCP/IP sobre IEEE-802.3.
Para o usuário, se Ethernet é o futuro ele está vindo muito devagar.
O usuário percebe essa questão como reprise da mesma “historinha” de alguns anos atrás, quando se discutia se o padrão de
rede de campo seria o Hart, o FF ou o Profibus (PA ou DP) e hoje
todos esses padrões estão convivendo em paz um com o outro
em químicas, refinarias, óleo e gás e outras indústrias de processo.
Já o 4-20 mA com Hart atende até sistemas de segurança,
onde os padrões de rede de campo ainda não se firmaram –
o FF ainda sofre com muitas dúvidas dos usuários e o Hart
não impacta os sistemas de controle, atendendo à gestão
de ativos, a calibração e a parametrização de instrumentos
de campo, tais como transmissores e válvulas de controle.
Os usuários notam que a prevista queda gradativa no uso
do binômio Hart + 4-20 mA dando lugar a redes de comunicação totalmente digitais não aconteceu, em parte,
porque os fornecedores e usuários não se prepararam. A visão dos usuários é que os fornecedores ainda amarram o
processo de fornecimento de drivers e de sistemas digitais que conversem um com o outro, a menos que não sejam do
mesmo fornecedor, ou seja, a interoperabilidade ainda precisa melhorar – e a intercambiabilidade então, nem se fala.
Então, o usuário pensa: se para um determinado negócio, as necessidades de informação de diagnóstico usando 4-20 mA Hart
são atendidas, qual a razão para investir em um novo protocolo
e correspondente infraestrutura? A conveniência das soluções
clássicas é o caminho que se segue na maioria dos casos.
E aí, lidar com diversos protocolos numa mesma planta se
tornou um assunto em crescente discussão. Cada vez mais os
protocolos de comunicação invadem as áreas da Instrumentação e Elétrica, fazendo com que os processos de suporte aos
sistemas destas áreas sejam reavaliados, pois lidar com níveis
crescentes de automação nestas áreas exige qualificação e perfis diferenciados para profissionais de instrumentação e elé-
trica, de forma a manter uma interface eficaz com a área de
Automação no suporte, melhorias e investimentos associados
aos correspondentes sistemas.
Reforça-se então a necessidade de capacitação e uso de
padrões de fato. Por outro lado, os usuários também usam
protocolos proprietários, que atendem aos casos mais especiais (exemplos: grandes distâncias em redes de campo). O
uso de orientações e padrões corporativos e locais internos da
empresa ajudam, bem como as normas internas e de alcance
internacional.
E os usuários ainda recebem informação de uma série de
novas tecnologias como wireless, smart IOs, etc. E pensam:
será que dá para usar isso com qualquer protocolo? Definitivamente não. A padronização em todos os níveis e o uso de
padrões de mercado é indispensável. Para redes sem fio de
campo, temos o wirelessHart e o ISA-100, sendo que o primeiro está mais estabelecido e difundido mas ainda existem IEEE-
802.3 e o IEEE 802.15.7 e seus derivados (Bluetooth), que não
são usados no nível de chão de fábrica na área de óleo e gás,
por exemplo, e ainda não são padronizados em diversas empresas para esse fim.
Claro que para usar essas novas tecnologias há várias alternativas de conversão de protocolos para permitir a integração e troca de dados entre sistemas de automação. O que o mercado sinaliza é uma tendência
maior de padronização de protocolos diferentes, como
pode ser percebido pela criação do FieldComm Group –
nova associação originada da fusão da Fielbus e Hart Foundations.
E o básico, com qualquer tecnologia: o pessoal não
está de todo preparado - conhecimento, experiência, etc. –
para lidar com a diversidade de protocolos e novas tecnologias. A velocidade de evolução destas tecnologias não está
compatível com a velocidade de capacitação das pessoas no
uso eficaz dos recursos disponíveis. O volume e diversidade
de opções de barramentos e protocolos digitais exige uma discussão mais profunda sobre a sua aplicação orientada para as
necessidades de cada negócio industrial, definindo a melhor
solução de arquitetura física e lógica das redes industriais que
permita a melhor integração entre os sistemas de automação
no chão de fábrica e destes com as camadas de aplicação superior da automação e o ERP da empresa.
É preciso aumentar a capacitação interna dos usuários.
As empresas contratadas precisam melhorar muito, contratar
pessoal capacitado ou treinar melhor suas equipes. |
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