Edição 70

Revista Controle & Instrumentação – Edição nº 70 – Junho de 2002

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Busca pelo padrão sem fio será a próxima discussão

Lucia Franco: quanto mais dispositivos, mais colisões na rede

Se observarmos na área de telecomunicações, temos diferentes sistemas se interconectando. De um telefone público a cartão conseguimos ligar para um celular com tecnologia CDMA ou TDMA. Ou então, é possível enviar e-mails a um celular de comunicação via satélite a partir de um computador fixo ou remoto. Até a voz de nosso interlocutor que vivia sumindo nos primeiros celulares parou de desaparecer. Ou seja, pelo menos na área de telecomunicações quando vários conflitos foram resolvidos uma imensa gama de produtos foram lançados.

Essa breve analogia às telecomunicações serve de referência para entender o que acontece na área industrial. Quando alguns conflitos de redes forem resolvidos teremos a possibilidade de abrir o leque de conectividade entre equipamentos e softwares.

Para Lúcia Franco, professora do Departamento de Eletrônica da Universidade Federal de Itajubá e membro do Grupo de Automação e Informática Industrial, um marco desta evolução na comunicação do chão de fábrica foi a aprovação dos oito protocolos pelo IEC. “Até essa fase o usuário ficou esperando a definição de organismos internacionais para saber o que adotar na sua planta”, lembra a professora. Ela elogia a definição do IEC porque se evitou que outros protocolos proprietários aparecessem no mercado, o que deixaria o usuário ainda mais amarrado.

Além da evolução dos próprios dispositivos, algumas alternativas surgiram no mercado para mudar a maneira de trabalhar com dados. É o caso da Internet com a transferência de dados do processo para um browser; ou a transferência desses dados para uma Intranet onde evita-se a instalação de diferentes softwares para a extração de dados. Aliado a esse avanço tecnológico, as primeiras iniciativas para a coleta de dados sem fio também têm aparecido no ambiente industrial. Ainda é muito recente, é verdade, mas despertou o interesse da área industrial devido à grande utilização na área comercial.

Segundo a professora Lúcia Franco já existem pessoas pensando numa forma de enviar informações do sensor para equipamentos de controle, sem fio. “É claro que com isso onera-se o custo do sensor, mas já há iniciativas nesse sentido”. Ela adianta que, para alguns produtos, a tecnologia sem fio, ou Wireless, será viável logo em alguns produtos.

O interessante é que, num futuro, algumas discussões sobre qual é o melhor fieldbus não farão mais sentido. Já existe, inclusive, uma nova briga para saber qual será o padrão dessa comunicação sem fio. Dois protocolos disputam o páreo atualmente: o IEEE 802.11-B usado para área comercial – para controle de estoque e encontrado em Palm Tops – e o Bluetooth – usado em pequenos ambientes (veja quadro). As tecnologias abrem a porta para ter, num futuro, equipamentos de campo sem fio. Veja mais o que a professora Lúcia Franco pensa sobre evolução das redes, Ethernet e Fieldbus Foundation.

Demonstração de coleta de dados sem fio

Revista Controle & Instrumentação - Alguns técnicos consideram a Ethernet como não determinística e nunca será? O que você acha disso?
Lúcia Franco - Não vai ser mesmo, ou melhor, até agora ninguém conseguiu fazer um acerto. Quanto mais dispositivos existem, mais colisões têm-se na rede. Ninguém sabe quando o dado que está sendo enviado na rede vai aparecer na outra ponta, ou seja, não dá para se determinar. Está se resolvendo o problema da Ethernet através da implantação de um switch. Consegue-se ter um trânsito que dá a idéia de determinismo, mas não é bem assim. No fundo, com o switch têm-se alguns falando ao mesmo tempo, mas as filas de espera continuam.

C&I - Como isso está sendo melhorado?
LF - Está se verificando qual é a prioridade das mensagens. Escolhe-se quem fala pela prioridade.

C&I - Quem determina essa prioridade?
LF - Está se especificando novos protocolos para Ethernet, ou seja, modificando a Ethernet tradicional para usar uma Ethernet específica para área industrial, onde cria-se a idéia de priorizar.

C&I - Esses são os diferentes passos que estão sendo dados na Ethernet?
LF - Esses passos diferentes estão acontecendo na camada de aplicação. Aí está o problema, cada um faz o seu. Apesar de estar sendo resolvido problemas como meio físico, conector e organização de mensagens, quando a mensagem chega no destino final o que ela significa? Ela tem um significado diferente em redes distintas. A movimentação em prol da Ethernet aconteceu porque é uma rede barata. Mas, a placa é diferente, assim como o conector e o cabo, ou seja, não foram padronizados para um ambiente industrial, que muitas vezes é extremamente agressivo.

C&I - Quais as iniciativas existentes para se resolver essa colisão de informações na Ethernet?
LF - O pessoal envolvido com normas tem buscando estudos que comprovem que determinados módulos funcionem melhor que outros. Isso está em evolução. Está se discutindo qual é a melhor proposta para se jogar num padrão. Vale lembrar que outro problema com Ethernet tradicional é o tamanho grande da mensagem. Na área industrial trabalha-se com arquivos pequenos. Há estudos, mas até hoje não se definiu o que será usado.

C&I - Então o swicth não resolveu o problema?
LF - Ele melhorou, mas não resolveu todos os problemas. Ainda pode melhorar mais. A linha de estudos caminha no sentido de colocar prioridades na mensagem para definir quem irá “falar” primeiro na rede. Está se colocando alarmes para definir as prioridades.

C&I - Parece que é meio complicado. Vai se definir níveis de alarmes?
LF - Isso já é feito. Mas sempre se tem algum alarme mais crítico que outro. O da caldeira, por exemplo, tem influência no alarme da temperatura e o da pressão. Temos alarmes em cascata. Mas dá para se definir qual foi o alarme que influenciou outros e qual será tratado primeiro. O problema é garantir que aquele alarme vai ser atendido em um tempo necessário.

C&I - Quais recomendações você daria para um usuário que está indeciso quanto a escolha de seu protocolo?
LF - Existem certas redes mais específicas para uma determinada área. A primeira coisa é detectar se é necessária uma sofisticada malha de controle, então terá blocos de controle sofisticados, ou se terá apenas intertravamentos e sensores discretos. Depois é preciso verificar entre os fornecedores confiáveis quais os produtos oferecidos para a rede escolhida.

C&I - É verdade que existem famílias de produtos de um mesmo fabricante que não se conversam?
LF - Sim é verdade.

Existe uma evolução na área de controle

C&I - Qual o tempo de maturação dessa Ethernet que está descendo na pirâmide da automação?
LF - Caso a gente consiga chegar a uma norma da Ethernet que garanta o determinismo e o tempo real, isso será viável. Caso contrário eu não acredito em Ethernet para os sensores e atuadores. Depende da evolução da rede.

C&I - Os investimentos em redes fieldbus no Brasil são consideráveis?
LF - Bom, só existem investimentos quando se é cobrado de alguma forma. Você só economiza energia na sua casa quando o governo ameaça te punir ou te cobrar. Nas indústrias é a mesma coisa, quando se tem uma política que aperta, começa-se arrumar jeitos para aumentar a rentabilidade das empresas. Na área de saneamento, por exemplo, com a ANA - Agências Nacional das Águas - pressionando, com certeza, nós vamos vivenciar uma modificação em todas as indústrias e, principalmente, nas prefeituras. Da mesma forma que estamos presenciando investimentos em sistemas de geração de energia. E por que isso? Porque começou a ficar caro ter processos ineficientes. Alguém tem que começar a pressionar de alguma forma. Seja através de concorrência ou através da pressão do governo. Nós vimos isso nas telecomunicações. Quando se abriu o mercado entrou a concorrência e o pessoal teve que se acertar.

C&I - Todo mundo fala que toda a rede tem seu mercado e sua aplicação. Então, por quê acontece a concorrência, por exemplo, entre o Foundation e o Profibus PA?
LF - O Profibus DP, que foi o primeiro a aparecer, é bem diferenciado do Fieldbus Foundation. Numa determinada etapa da briga pela norma foi padronizada a camada física do Foundation. Nesse momento, para não ficar parecendo que o Profibus não atendia a uma certa camada, o que foi feito? O Profibus lançou o PA que usava essa camada física e aplicou a norma. Não colocou as outras camadas para não ter briga. E o que aconteceu? Algumas coisas foram desenvolvidas no PA. Sendo compatível com as normas internacionais, o PA é muito voltado para a área de processo, que não é a origem do Profibus. Essa competição vem avançando.

C&I - Parece que o Foundation leva uma vantagem em relação ao Profibus PA?
LF - O Foundation foi especificado para a área de processo, enquanto que o PA teve que se adaptar.

C&I - Parece que no Foundation consegue-se ter blocos de controle descarregando o CLP?
LF - Com certeza. Existe uma evolução na área de controle de um modo geral. Em vez de termos um computador controlando uma fábrica inteira, temos máquinas menores com capacidade de fazer controle. Então descemos dos grandes computadores para computadores menores ou PLC, e do PLC estamos descendo a inteligência para atuadores e sensores. O Foundation foi bolado para ter inteligência no sensor, enquanto que o Profibus foi para ter inteligências em I/Os, então a concepção é diferente. A idéia de distribuição do controle foi colocada pela Fieldbus Foundation.

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