Redes De Automação

As redes foram desenvolvidas para a troca de dados entre computadores. Hoje, com os microprocessadores chegando até os instrumentos do chão de fábrica, pode-se caracterizar estes como computadores também. A utilização das redes permite a comunicação rápida e confiável entre equipamentos e o uso de mecanismos padronizados, que são hoje em dia, fatores indispensáveis no conceito de produtividade industrial.

PADRÃO ISO/OSI

Devido a proliferação das redes proprietárias, a International Organization for Standardization - ISO definiu um modelo referência para a interconexão de sistemas abertos em 1978, o RM-OSI. O padrão OSI segue a filosofia das arquiteturas multicamadas, gerencia estruturação da comunicação de dados, através das sete camadas mostradas pela figura:

Cada camada tem um objetivo definido e comunica-se com as camadas adjacentes através de uma interface, que define as operações elementares e os serviços que a camada inferior oferece à camada considerada.

Quando o padrão OSI foi desenvolvido foram levados em consideração alguns princípios para determinar quantas camadas o modelo deveria ter. Estes princípios são:

• Cada camada corresponde a um nível de abstração necessário no modelo;

• Cada camada possui suas funções próprias e bem definidas;

• As funções de cada camada foram escolhidas segundo a definição dos protocolos padronizados internacionalmente;

• A escolha da fronteira entre cada camada deveria ser definida de modo a minimizar o fluxo de informação nas interfaces;

• O número de camadas deveria ser suficientemente grande para evitar a realização de funções muito diversas por uma mesma camada;

• O número de camadas deveria ser suficientemente pequeno para evitar uma alta complexidade da arquitetura.

ESPECIFICAÇÕES DE UMA REDE DE AUTOMAÇÃO

Taxa de Transmissão

Taxa de transmissão é a quantidade média de dados a serem transmitidos na rede em um período de tempo. O termo utilizado para esta especificação é o throughput. É medida em kilobits por segundo (kbps). Considera apenas os dados efetivamente úteis para os integrantes da rede.

Extensão das redes de comunicação

Dependendo das distâncias entre os dispositivos conectados na rede são dados nomes diferentes para as redes, por exemplo, redes locais de computadores são sistemas cujas 22

distâncias entre os módulos processadores se enquadram na faixa de alguns poucos metros. Sistemas cuja dispersão é maior do que alguns quilômetros são chamados de redes geograficamente distribuídas.

Podemos classificar as redes segundo a sua extensão em:

• PAN (Personal Area Network) – Rede de Área Pessoal: pequeno alcance e baixo desempenho. É normalmente utilizado para a comunicação entre dispositivos pessoais, como por exemplo, a comunicação entre um PDA (Personal Digital Assistants) ou celular e um computador;

• LAN (Local Area Network) ou Rede Local Industrial: interconexão de computadores localizados em uma mesma sala ou em um mesmo prédio. Extensão típica: até aproximadamente. 200 metros;

• CAN (Campus Area Network): interconexão de computadores situados em prédios diferentes em um mesmo campus ou unidade fabril. Extensão típica: até aproximadamente 5 quilômetros;

• MAN (Metropolitan Area Network): interconexão de computadores em locais diferentes da mesma cidade. Pode usar rede telefônica pública ou linha dedicada. Extensão típica: aproximadamente 50 quilômetros;

• WAN (Wide Area Network) ou Rede de Longa Distância: interconexão de computadores localizados em diferentes prédios em cidades distantes em qualquer ponto do mundo. Usa rede telefônica, antenas parabólicas, satélites, etc. Extensão acima de 50 quilômetros.

Topologia Anatel trata-se de uma arquitetura ponto a ponto em que cada processador é conectado a outro, fechando-se o último ao primeiro. O sinal circula no anel até chegar ao destino. Para a introdução de outro nó a conexão deve ser interrompida. É uma topologia mais confiável que a ponto a ponto, porém possui grande limitação quanto a sua expansão devido ao aumento do retardo de transmissão. Um nó com problema interfere em toda a rede, porém se houver a comunicação nos dois sentidos a mesma continua operando, degradando apenas o processador em falha.

Topologia Barramento é quando o meio físico de comunicação é compartilhado entre todos os processadores, sendo que o controle pode ser centralizado ou distribuído. É largamente utilizado, possui alto poder e expansão, e um nó com falha normalmente não prejudica o os demais, dependendo da falha;

Topologia estrela: utiliza um nó central para gerenciar a comunicação entre as máquinas. Nós em falhas não prejudicam os outros, com exceção do nó central, que provoca falha em toda a rede. Por esse motivo, nessa posição geralmente são utilizados processadores em duplicidade, redundância, para garantir confiabilidade para o sistema.

Topologias ponto a ponto têm comunicação entre dois ou mais processadores, não necessariamente conectados diretamente e que podem usar outros nós como roteadores. Essa topologia é pouco utilizada porque a adição de novos dispositivos ou a falha de algum deles causa interrupções na comunicação. Uma aplicação comum é para comunicações temporárias (provisórias), como, por exemplo, a comunicação de um notebook e um CLP.

Topologia do tipo árvore é disposta numa hierarquia como ramos de uma árvore. Existe apenas um caminho para se chegar a um nó, sendo assim não existem problemas de distribuição (roteamento), porém se qualquer conexão for quebrada, interrompe-se a comunicação porque não há rotas alternativas. Um exemplo de redes em estruturas em árvore acontece freqüentemente em sistemas de fabricação onde diferentes processos de diferentes níveis devem alimentar de informações um computador de nível hierárquico superior para fins de gerenciamento, controle e planejamento.

Modos de comunicação

a) Simplex: o enlace é utilizado apenas em um dos dois possíveis sentidos de transmissão;

b) Half-duplex: o enlace é utilizado nos dois possíveis sentidos de transmissão, porém apenas um por vez;

c) Full-duplex: o enlace