Protocolo de Redes Industriais PROFINET e PROFIBUS PA

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Rio de Janeiro, 25 de outubro de 2021. 
Publicação em forma de artigo/nota técnica com o objetivo de obter a aprovação na disciplina de Redes Industriais do curso de pós 
graduação em Automação e Eletrônica Industrial da Faculdade Unyleya. 
Protocolos de Redes Industriais PROFINET e PROFIBUS PA: 
Comparativo de características técnicas, princípio de funcionamento, 
meio físico de comunicação, vantagens, desvantagens e tipos de aplicações. 
 
Lihoy Aguiar Bellissimo1 
 
Resumo 
As redes industriais estão em constante evolução e a necessidade de protocolos 
flexíveis, robustos e compatíveis com a maioria dos dispositivos de mercado se faz 
necessária. Nesse artigo vamos analisar os protocolos PROFIBUS PA e o protocolo 
PROFINET sob o aspecto técnico e de maneira comparativa abordando suas 
vantagens e desvantagens e as suas principais características. 
 
Palavras-chave: Redes Industriais. Comparativo entre protocolos de redes 
industriais. PROFIBUS PA e PROFINET. 
 
Abstract 
Industrial networks are constantly evolving and the need for flexible, robust and 
compatible protocols with most devices on the market is necessary. In this article, we 
will analyze the PROFIBUS PA and PROFINET protocols from a technical aspect 
and in a comparative way, approaching their advantages and disadvantages and 
their main characteristics. 
 
Keywords: Industrial Networks. Comparison between industrial network protocols. 
PROFIBUS PA and PROFINET. 
 
 
 
 
 
 
 
1 Graduado em Engenharia de Elétrica pela UNESA. Mestrando em Instrumentação Científica pelo 
CBPF. Pós graduando em Automação e Eletrônica Industrial pela UNYLEYA. Engenheiro do 
departamento de Automação e Instrumentação da SCHOTT Tubbing Brasil. 
E-mail: lihoy.bellissimo@schott.com 
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1. Introdução 
 
Este artigo tem por objetivo relatar de forma geral algumas características e 
comparativos, diferenças, meio físico de comunicação e exemplos de aplicação dos 
protocolos PROFINET e PROFIBUS PA nas redes de industriais de comunicação. 
Para o desenvolvimento do artigo foi necessário realizar uma pesquisa aprofundada 
em publicações da área de redes industriais e consulta ao PROFIBUS & PROFINET 
International (PI) Institute - https://www.profibus.com/ . 
 
2. Introdução a Redes Industriais 
 
Com a presença de diversos dispositivos eletroeletrônicos na área industrial e 
a necessidade de interconecta-los no chão de fábrica foi necessário lidar com 
desafios como a comunicação de milhares de dispositivos, alta demanda de tráfego 
de dados, confiabilidade e performance das redes de comunicação industrial. 
O aumento da disponibilidade operacional dos equipamentos industriais, a 
necessidade de transacionar dados entre diversos dispositivos de comandos, 
controle e sensoriamento, somando a necessidade de trafegar dados de 
instrumentos do chão de fábrica para controladores e PLCs (Programmable Logic 
Controllers) transformou as redes industriais no centro das atenções da evolução 
tecnológica e pesquisa na área das comunicações industriais. 
A tendência na digitalização dos processos industriais vem corroborando para 
uma necessidade da evolução das pesquisas na área de conexões industrias, desde 
uma gama de meios físicos atraentes para a diversidade de aplicações em chão de 
fábrica como, por exemplo: 
• Cabo de pares trançados: O material mais comum para uso nos cabos 
de pares trançado é o cobre, quando dois fios de cobre muito próximos 
conduzem sinais elétricos, ocorre uma certa quantidade de 
interferência eletromagnética, chamada de diafonia. Trançar os fios de 
cobre reduz a emissão de diafonia e de interferências e ruídos 
eletromagnéticos externos indesejados, figura 1. 
 
https://www.profibus.com/
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• Fibra ótica: Os sistemas de comunicação através do uso de fibra ótica 
empregam pulsos de luz em vez de correntes elétricas para transmitir 
os dados, proporcionando isolamento elétrico entre os dispositivos 
interconectados. O uso de pulsos de luz também permite altas taxas de 
transmissão de dados e são usados em áreas classificadas com risco 
de explosão, onde não podem ser empregados dispositivos que 
possam geral centelhas elétricas sob quaisquer circunstâncias, fig. 2. 
Figura 1 - Cabo de par trançado, exemplo modelo UTP 12187A. 
Fonte: Rede Industrial e Tecnologias de Controle, slides 6 e 9. [1] 
Figura 2 – Fibra ótica, exemplo de multimode optical fiber. 
Fonte: Rede Industrial e Tecnologias de Controle, slides 17 e 20. [1] 
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• Wireless: São tecnologias de rádio frequência confiáveis capazes de 
suportar as condições extremas presentes em plantas industriais. Entre 
os benefícios que apresentam as redes wireless, estão os custos de 
instalação reduzidos devido a economia com a utilização de cabos, 
conexões e infraestrutura física para levar cabos ou fibras, figura 3. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3. Protocolos de comunicação de redes industriais 
 
Os sistemas de comunicação de redes industriais permitem a coleta de 
informações dos mais diversos tipos e finalidades de uma planta industrial e de 
maneira interoperável, neste sentido, os protocolos de comunicação de redes 
industriais como o Fieldbus da Foundation fieldbus, o Profibus, o HART, o 
DeviceNet, a Asi, entre outros, puderam melhorar a performance dos bits e bytes 
transmitidos entre equipamentos, máquinas e instrumentos de campo, com ganho 
qualitativo e quantitativo no tráfego de dados dos dispositivos interconectados. 
Além dos dispositivos conectados ao barramento de campo temos a presença 
de diversos outros equipamentos, desde sistemas de aquisição dados a 
controladores, IHMs, CLPs, computadores em estações de trabalho locais e 
remotas, servidores e sistemas de gerenciamento corporativo locais e na nuvem que 
podem ser acessados em qualquer lugar do mundo com acesso a internet, 
permitindo assim, por exemplo, que gestores globais tenham acesso a dados de 
produção e equipes de manutenção das máquinas e equipamentos de forma remota 
realizem diagnósticos, updates e suporte as equipes locais, figura 4. 
Figura 3 – Conexão Wireless, sem cabo. Exemplo de conexão por antenas. 
Fonte: Rede Industrial e Tecnologias de Controle, slide 40. [1] 
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4. O protocolo PROFIBUS PA 
 
O PROFIBUS PA (Process Automation) é usado com ênfase para sistemas 
de automação principalmente voltados a instrumentação, sensores e atuadores de 
chão de fábrica, permitindo ligar até 32 dispositivos por segmento sem segurança 
intrínseca (IS) ou até 9 dispositivos com segurança intrínseca (condição ou arranjo 
usado para áreas classificadas, devido a necessidade de isolamento dos 
conectores, corrente e tensão previamente estabelecidos e normatizados). Utiliza-se 
de protocolos de segurança definidos por normas internacionais de transmissão de 
dados como MBP-IS (Manchester Coded Bus Powered - Intrinsically Safe, IEC 
61158-2) para comunicar com dispositivos que se comunicam com o mesmo 
protocolo, os chamados “PA-Devices”. 
O padrão MBP é uma transmissão síncrona com uma taxa de transmissão 
definida de 31,25 kbit/s, caso se deseje interligar esta rede de baixa velocidade a 
uma rede de alta velocidade (DP) ou a um CLP, deve-se utilizar um dispositivo de 
acoplador, conversor de protocolos PA/DP. Figura 5. 
Esta tecnologia permite alimentar os dispositivos diretamente, usando o 
barramento de dois fios e apresenta segurança intrínseca, atendendo às principais 
demandas das indústrias químicas e petroquímicas para segurança, podendo ser 
usado em áreas potencialmente explosivas, pois atende ao modelo FISCO (Fieldbus 
Figura 4 - Níveis da pirâmide de automação. Fonte: Redes Industriais [2]. 
6 
 
Intrinsically Safe Concept) definido pelo Federal Physical Technical Institute da 
Alemanha. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5. O protocolo PROFINET 
 
O PROFINET é um protocolo de rede industrial padronizado pelo PROFIBUS 
InternationalInstitute de acordo com as normas IEC 61158-5 e a IEC 61158-6, 
existem dois tipos de redes PROFINET, figura 6: 
1. PROFINET IO (Input, Output): Utilizado em aplicações em tempo real, ultra 
rápidas. 
2. PROFINET CBA (Component Based Automation): Utilizado em aplicações 
onde o tempo não é crítico, por exemplo, em aplicações onde é necessário 
empregar conversões para o protocolo PROFIBUS-DP. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 5 – Topologia de rede PROFIBUS PA. Fonte: SEIXAS FILHO [3], página 5. 
Figura 6 – PROFINET em modelos distintos de operação. 
Fonte: Redes Industriais [2], fig. 12 do artigo. 
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O PROFINET é uma evolução e surgiu como resultado de uma tendência na 
tecnologia de automação, com as fábricas cada vez mais super conectadas as redes 
Ethernet, flexíveis e inteligentes. Suas capacidades abrangentes atendem as 
demandas de mercado que precisam ser compatíveis quanto aos protocolos de 
comunicação e consequentemente na tecnologia de automação, adotando diversos 
níveis de gerenciamento desde o campo até os níveis corporativos usando o padrão 
Ethernet comumente usado nos computadores e dispositivos de uma grande 
quantidade de fabricantes em um protocolo e sistema aberto, é compatível com os 
principais protocolos já adotados pelos sistemas de TI como TCP/UDP/IP e 
integração em sistemas PROFIBUS sem a necessidade de muitas adaptações, 
figura 7. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6. Considerações Finais 
 
Os protocolos de redes industriais estão em constante evolução e o protocolo 
que possibilita grande flexibilidade e integração com a maior quantidade de 
dispositivos será o mais utilizado no mercado. Analisando os dois protocolos e 
realizando um comparativo, temos que o protocolo PROFIBUS PA possui grande 
confiabilidade para áreas classificadas, porém, baixa compatibilidade com 
dispositivos atuais, necessitando de diversos mecanismos de compatibilidade para 
Figura 7 – Integração do protocolo PROFINET nas redes industriais. 
Fonte: Fonte: Redes Industriais [2], fig. 13 do artigo. 
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ser integrado as redes industriais modernas. Pelo contrário o protocolo PROFINET 
caminha para uma maior integração com o mercado e traz uma realidade de 
compatibilidade com as redes Ethernets e protocolos já amplamente adotados pela 
maioria dos fabricantes comerciais do mercado de TI. 
Como comparativo entre os protocolos de redes industriais podemos analisar 
ainda as principais diferenças citadas pelo próprio Instituto PROFIBUS, figura 8. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Referências 
 
[1] Rede Industrial e Tecnologias de Controle. Disponível em: 
https://www.politecnica.pucrs.br/professores/tergolina/Redes_e_Protocolos_Industria
is/APRESENTACAO_-_Aula_03_Meios_de_Transmissao.pdf . Acesso em: 20 de 
outubro de 2021. 
 
[2] Redes Industriais. Disponível em: https://www.smar.com/brasil/artigo-
tecnico/redes-industriais . Acesso em: 20 de outubro de 2021. 
Figura 8 – Comparativo entre as redes PROFIBUS e PROFINET. 
Fonte: THE DIFFERENCE BETWEEN PROFIBUS AND PROFINET [4]. 
https://www.politecnica.pucrs.br/professores/tergolina/Redes_e_Protocolos_Industriais/APRESENTACAO_-_Aula_03_Meios_de_Transmissao.pdf
https://www.politecnica.pucrs.br/professores/tergolina/Redes_e_Protocolos_Industriais/APRESENTACAO_-_Aula_03_Meios_de_Transmissao.pdf
https://www.smar.com/brasil/artigo-tecnico/redes-industriais
https://www.smar.com/brasil/artigo-tecnico/redes-industriais
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[3] SEIXAS FILHO, Constantino. Profibus. 
 
[4] THE DIFFERENCE BETWEEN PROFIBUS AND PROFINET. Disponível em 
https://us.profinet.com/the-difference-between-profibus-and-profinet/ . Acesso em: 20 
de outubro de 2021. 
 
O Protocolo Profibus PA. Automacaoindustrial.info. Disponível em 
https://www.automacaoindustrial.info/redes-industriais/ . Acesso em: 20 de outubro 
de 2021. 
 
PEREIRA, Ricardo Santos et al. Estudo da comunicação acíclica dentro de uma 
rede industrial utilizando Profibus PA. 2019. 
 
CORDEIRO, José Augusto Fernandes. Estudo dos principais protocolos de redes 
industriais utilizadas no Brasil: AS-I, MODBUS e PROFIBUS. 2019. 
 
PERES, RAFAEL DE PAULA. REDES DE COMUNICAÇÃO PROFIBUS. 
 
BÉLAI, Igor; DRAHOŠ, Peter. The industrial communication systems profibus and 
PROFInet. Applied Natural Sciences, v. 1, p. 329-336, 2009. 
 
 
 
http://alvarestech.com/temp/smar/www.delt.ufmg.br/seixas/PaginaSDA/Download/DownloadFiles/R3_Profibus.pdf
https://us.profinet.com/the-difference-between-profibus-and-profinet/
https://www.automacaoindustrial.info/redes-industriais/
https://clyde-dev.dr.ufu.br/handle/123456789/28144
https://clyde-dev.dr.ufu.br/handle/123456789/28144
https://monografias.ufop.br/handle/35400000/2412
https://monografias.ufop.br/handle/35400000/2412
http://monografias.ufop.br/handle/35400000/2412
https://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.468.7320&rep=rep1&type=pdf
https://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.468.7320&rep=rep1&type=pdf