FEVEREIRO DE 2001 – Edição nº 55 – Controle & Instrumentação
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Comunicação de dados via Wireless
Wireless: onde há desafios na comunicação de dados
“O equipamento pode controlar – é semelhante a um CLP –, mas na hora de reportar as informações para o centro de controle é que o Moscad faz a diferença, porque pode agregar vários tipos de comunicação”, explica Bruno Nowak, gerente de integração de sistemas do Setor de Soluções de Comunicação para Corporações da Motorola. Já em ambiente industrial restrito, onde existe a facilidade de interligar por cabo, a diferença não é tão marcante.
Considerado como uma plataforma de hardware e software, o Moscad faz tudo o que uma UTR de processo faz, ou seja, capta dados discretos, capta dados analógicos (variação de temperatura/pressão), interfaceia com dispositivos digitais, com saídas discretas ou analógicas. E ainda possui um importante diferencial: é multi–tarefa com recursos para atendimento de interrupções e escalonamento de tarefas. “Em virtude disso, sempre permitiu conciliar muitas tarefas. Enquanto está controlando o processo é possível fazer uma rotina de diagnóstico remota e ao mesmo tempo reprogramar esse mesmo equipamento”, enfatiza Nowak. Segundo ele, os tradicionais CLP’s são muito limitados em seus esquemas: executam as instruções uma a uma, seguindo passo a passo.
“Notamos que um nó de rede de comunicação, além de controlar o processo, permite a interligação das unidades Moscad numa rede heterogênea, com o mínimo de programação. Trata–se de uma grande vantagem para o usuário, pois é um roteador e está casado com o rádio”, argumenta Nowak, para quem é muito fácil fazer uma automação, um controle numa área geográfica extensa, onde não há nenhuma infra–estrutura através de rádio.
Os investimentos em implantação e engenharia, que em geral são onerosos, nestas situações, segundo Nowak, tornam–se muito econômicas. Ele justifica: “Toda a ociosidade de deslocamento, de reprogramação local, de ter que acessar o equipamento físico desaparece, pois há muito tempo a Motorola utiliza um conceito avançado que somente agora as redes de computadores chegaram e os CLPs ainda lutam com isso, porque não têm tipicamente o background de comunicação que a Motorola tem”. O gerente de produto da SoftBrasil Automação, Eduardo Mazin Galhardo, salienta que o Moscad permite a interligação de diversas remotas e através dos mais diferentes meios – algumas por rádio, outras por rádio microondas, satélite, linha física ou até mesmo por “power line carrier”. “O Moscad gerencia muito bem situações onde precisa–se compartilhar a mesma linha de comunicação entre diferentes remotas”, resume.
Galhardo cita uma aplicação na Empresa Baiana de Águas e Saneamento - EMBASA, onde as UTR’s Moscad controlam todo o sistema metropolitano de saneamento da região de Salvador/BA. O meio de comunicação utilizado é rádio em faixa de UHF.
Já na Companhia de Saneamento de Minas Gerais - COPASA – Belo Horizonte, utiliza–se celular fixo. De acordo com o gerente de produto, a parceria já soma centenas de aplicações em todo o mundo, envolvendo os mais variados meios de comunicação, sistemas bastante complexos, como na Companhia Energética de Minas Gerais - CEMIG, por exemplo, com um mix de meios de comunicação, começando por sistema de UHF, continuando com sistema de VHF com ou sem repetidora, transmissão de dados OLAP (linhas portadoras), todos interligados à rede da concessionária – com distâncias de 200/300 Km.
Existem sistemas onde aplicações por rádio podem não ser interessante, a exemplo de gasoduto, que é em linha. Neste caso, pode ser utilizado satélite e, segundo os profissionais, dependendo do sistema, muitas vezes, é necessário fazer um mix de aplicações.
Eduardo Galhardo e Bruno Nowak: união de expertises
Fazer tudo isso sem fio é o que chamamos de comunicação wireless
UTR Moscad: própria para desafios de comunicação
O gerente de produto da SoftBrasil destaca a aplicação na Alunorte, onde é feita a movimentação de minério. São quatro equipamentos remotos caminhando sob o trilho, que acompanham a máquina em constante movimentação e mantém a comunicação via rádio para o centro de controle. Galhardo salienta que o Moscad foi desenvolvido para operar em ambientes agressivos. “São máquinas com muita vibração, expostas ao tempo, a altas temperaturas, e o equipamento suporta todas essas condições”, enfatiza.
É porque o Moscad foi concebido nos mesmos moldes em que a Motorola concebe seus rádios, tendo em vista, ambientes bastante agressivos. “Imagine um rádio veicular estacionado num local sem cobertura ao meio dia no Equador. Chega facilmente a 55/60o. Não é qualquer processador de uma Unidade Terminal Remota que suporta essas condições ambientais. A Motorola preparou o equipamento para isto, inclusive com teste junto ao Inpe e IPT”, acrescenta Nowak.
Interferências
Questionado sobre interferências, Galhardo responde que a Motorola foi bastante ousada neste sentido. “O rádio está localizado a menos de 5 centímetros da CPU”. Não existe nenhuma interferência entre o rádio e o processador”, afirma. Segundo Nowak, a Motorola uniu competências em rádio e processador. “É preciso conhecer bem as duas tecnologias e o conhecimento necessário para integrar essas duas vertentes”, destaca. Ele alerta: Utilizar uma remota que não tenha sido concebida desde o princípio para trabalhar com rádio, pode estar sujeito a problemas de interferência”. Baseada nesse conceito, a Motorola realiza simulações e testes como compatibilidade eletromagnética, teste de vida acelerada, teste de suportar surto. “Certificamo–nos de que tudo vai se comportar de modo confiável”, confirma.
Distância
Com relação à distância para a comunicação dos dados, segundo Nowak, no momento a limitação de distância é de 20 mil Km. “Uma vez que o meio utilizado seja satélite, colocando um Moscad em um ponto do planeta e outro no ponto diametralmente oposto, haverá comunicação”, garante. Ele explica que a limitação não é da remota, mas sim das redes de rádio. Para estas, a distância possível de comunicação segue essencialmente três parâmetros:
1) Altura da torre da antena – em rádios simples existe a seguinte regra: se você consegue ver o outro rádio, então é possível a comunicação. Então, subindo ao topo de um prédio, o campo visual aumenta bastante. Automaticamente, um rádio no alto de um prédio atinge maior distância de comunicação. Para atingir um alcance maior, existe o recurso das repetidoras, ou seja, quando entre uma remota e outra existe um grande obstáculo, como uma montanha por exemplo, que interfere a onda de rádio, uma alternativa é o uso de um equipamento especializado – um rádio – que consta de um receptor e de um transmissor. O primeiro rádio transmite o sinal, que é captado pelo receptor, que por sua vez passa ao transmissor, que numa freqüência diferente transmite para o segundo rádio. Como está simplesmente passando para frente o que está recebendo, esse rádio é chamado de repetidora.
2) Potência do rádio – Quanto maior a potência, maior a distância. No entanto, existem limitações técnicas impostas pela Anatel, que prevê que para cada banda existe um nível permissível para evitar interferências com outros meios de comunicação, como celular, equipamentos industriais, etc. É necessário requerer junto à Anatel a licença de operação, para obter uma concessão de freqüência (de um canal).
3) Freqüência – Quanto mais alta a freqüência, menor o alcance. Os valores práticos são: VHF – entre 50 e 100 km e UHF – entre 30 e 50 km.
Rádio pode não ser interessante para gasoduto
Tendências
Sobre tendências em comunicação wireless aplicada à automação, Nowak relaciona:
- Ubiqüidade das redes digitais: o meio de transmissão vai se tornar disponível e possibilitar a troca de informações mais facilmente entre elementos de automação. Conclui-se que, ao longo do tempo, será mais fácil transmitir qualquer tipo de dado, seja supervisão, controle (médio prazo).
- Disponibilidade de tecnologia de transmissão de dados de curta distância: Certamente existirão desdobramentos na automação e controle (médio prazo).
- Redes de velocidades muito mais altas: fala–se em redes que vão operar dados em torno de 400 Kb, que poderão agregar o elemento de visualização. Redução do custo em aplicações de visualização, possibilitando novas estratégias de controle e automação (médio prazo).
- Pager bidirecional: nos Estados Unidos, por exemplo, através de pager bidirecional é possível fazer multi–tarifação ou mesmo aquisição de energia elétrica pré–paga. Funciona com um transmissor junto ao medidor de energia elétrica, o consumidor passa o cartão pré–pago, valida numa central e permite o consumo da energia que já foi paga (longo prazo)
Comunicação entre plataforma offshore e Centro de Controle em terra: solução wireless
O rádio sempre fez parte dos negócios da Motorola, tendo grande sucesso com o motorádio (rádio veicular para entretenimento). Em 1938, começou a desenvolver rádios bidirecionais para aplicação policial. Inclusive, esta tecnologia foi disponibilizada para utilização militar em guerras. Até hoje em dia, a Motorola mantém um grande envolvimento com a área de segurança pública.
Hoje, a Motorola tem algumas grandes áreas: semicondutores, automotivo, comunicações. Esta última segmenta–se em aplicações de banda larga, comércio, governo e indústria. Há muito tempo, a Motorola dispõe de recursos eficientes para usar as redes de rádio para a área de automação e controle de processos.
Além da equipe núcleo da Motorola no Brasil, são complementados pelos revendedores de valor agregado (VAR), como a SoftBrasil – nomeada como competência técnica no país, que por sua vez tem uma rede de distribuidores, cobrindo todo o território nacional.