Profinet: Padrão de Comunicação Industrial

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PROFINET
PROFINET
Profinet (Rede de campos de acesso) é um padrão de
comunicação industrial baseado em Ethernet
desenvolvido pela Profibus & Profinet International (PI).
É um padrão de comunicação industrial desenvolvido
para permitir a transmissão de dados em tempo real em
ambientes de automação industrial.
FUNCIONAMENTO
FUNCIONAMENTO
Profinet funciona sobre a infraestrutura de rede Ethernet,
aproveitando a alta velocidade e a flexibilidade desta tecnologia.
Ele utiliza a pilha(camadas) de protocolos TCP/IP para
comunicação não determinística e protocolos específicos em
tempo real (Real-Time, RT) para comunicação determinística.
FUNCIONAMENTO
Existem três níveis de desempenho em Profinet:
Profinet RT (Real-Time): Utilizado para aplicações
que requerem comunicação rápida, mas não
extremamente crítica em termos de tempo.
Ideal para controle de movimento e sistemas
que necessitam de tempos de ciclo na ordem de
milissegundos.
FUNCIONAMENTO
Profinet IRT (Isochronous Real-Time): Projetado
para aplicações de tempo real rigoroso, como
controle de movimento sincronizado.
Oferece tempos de ciclo na faixa de
microsegundos, garantindo a sincronização precisa
de dispositivos.
FUNCIONAMENTO
Profinet NRT (Non-Real-Time): Para aplicações
onde o tempo de resposta não é crítico.
Utiliza protocolos padrão de Ethernet, como TCP/IP.
CARACTERÍSTICAS
CARACTERÍSTICAS
• Baseado em Ethernet: Utiliza infraestrutura de rede Ethernet padrão.
• Taxa de Transmissão: Geralmente, o Profinet pode suportar taxas de
transmissão de até 100 Mbps para versões padrão e até 1 Gbps para
versões com recursos de Tempo Real Isócrono (IRT).
• Flexibilidade: Suporta a integração de diversos tipos de dispositivos e
sistemas, incluindo CLPs, I/O, dispositivos de segurança, etc.
• Escalabilidade: Pode ser utilizado desde pequenas redes locais até
grandes instalações industriais.
CARACTERÍSTICAS
• Comunicação em Tempo Real: Suporta comunicação determinística e
não determinística, adequada para diversas necessidades de
automação.
• Diagnóstico e Monitoramento: Oferece ferramentas avançadas para
diagnóstico e monitoramento de rede.
• Segurança: Implementa funcionalidades para segurança de rede
industrial, como segmentação e autenticação de dispositivos.
TIPOS DE PROFINET
TIPOS DE PROFINET
Profinet IO: Utilizado principalmente para comunicação
entre controladores e dispositivos de campo. Baseado em um
modelo de comunicação produtora-consumidora
(enviar/receber).
Utiliza um modelo de comunicação produtora-
consumidora, em vez do tradicional modelo mestre-escravo.
Isso significa que os dispositivos na rede podem atuar como
produtores ou consumidores de dados.
Cada dispositivo na rede Profinet IO pode comunicar-se
diretamente com múltiplos outros dispositivos sem precisar
passar por ummestre central.
TIPOS DE PROFINET
Profinet CBA (Component Based Automation): Ao
contrário do Profinet IO, que se concentra em comunicação de
baixo nível entre dispositivos de campo, o Profinet CBA é
projetado para integrar sistemas de automação complexos e
componentes de nível superior.
APLICAÇÕES
•Automação de Fábricas: Controle e monitoramento de
processos de fabricação, linha de montagem, robótica,
etc.
•Automação de Processos: Controle de processos
contínuos em indústrias químicas, petroquímicas,
alimentícias, etc.
•Controle de Movimento: Sincronização precisa de eixos
e robôs industriais.
•Automação Predial: Controle de sistemas de HVAC,
iluminação, segurança, etc.
VANTAGENS
Alta Velocidade e Desempenho: Oferece comunicação rápida e
determinística, essencial para controle de movimento e automação de
processos críticos.
Integração Simples: Facilita a integração de diferentes dispositivos e
sistemas através de uma infraestrutura de rede comum.
Escalabilidade e Flexibilidade: Pode ser expandido facilmente para
atender às necessidades de crescimento da instalação industrial.
Diagnóstico Avançado: Ferramentas robustas de diagnóstico e
monitoramento que ajudam a identificar e resolver problemas
rapidamente.
Baseado em Padrões Abertos: Compatível com padrões Ethernet,
permitindo o uso de hardware e software de diferentes fabricantes.
DESVANTAGENS
Complexidade na Implementação: A configuração e a
manutenção de redes Profinet podem ser complexas, exigindo
conhecimento especializado.
Custo Inicial: O custo inicial de implementação pode ser alto
devido à necessidade de hardware e software específicos.
Requisitos de Rede: Pode exigir uma infraestrutura de rede
específica para garantir a comunicação em tempo real,
especialmente para Profinet IRT.
Segurança: Embora Profinet tenha funcionalidades de
segurança, a rede ainda pode ser vulnerável a ataques
cibernéticos se não for configurada e gerida adequadamente.
COMPARATIVO
•Modbus: Mais útil em aplicações de pequeno porte com baixas
exigências de tempo de resposta, como controle de processos simples
em ambientes industriais.
• Profibus: Ideal para aplicações de médio porte onde a velocidade de
comunicação e a resposta rápida são importantes, como em sistemas
de automação industrial.
• Profinet: Recomendado para aplicações de alta performance, controle
de movimento e integração com sistemas de Tecnologia da Informação
(TI), onde a comunicação Ethernet e a baixa latência são essenciais.
EXERCÍCIO
1. O que é Profinet?
2. Explique o funcionamento do Profinet?
3. Cite as características do Profinet?
4. Quais os tipos de Profinet? Explique como funciona cada um
deles?
5. Cite aplicações do Profinet?
6. Cite 3 vantagens e 3 desvantagens do profinet?
7. Baseado no que você aprendeu faça um comparativo nos 3
protocolos ( Modbus, profibus e profinet) que estudamos.