REDES DE COMUNICAÇÃO INDUSTRIAL

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REDES DE COMUNICAÇÃO INDUSTRIAL 
REDES DE COMUNICAÇÃO INDUSTRIAL 
As redes de comunicação industrial são sistemas
especializados de comunicação utilizados em ambientes
industriais para conectar e integrar diversos dispositivos,
como controladores lógicos programáveis (CLPs),
sensores, atuadores, e sistemas de supervisão e controle
(SCADA).
REDES DE COMUNICAÇÃO INDUSTRIAL 
Essas redes facilitam a troca de informações e comandos
entre esses dispositivos, permitindo a automação,
monitoramento e controle eficiente de processos industriais.
As redes de comunicação industrial podem ser tanto com
fio quanto sem fio e utilizam diversos protocolos para garantir a
interoperabilidade e a comunicação eficiente entre diferentes
dispositivos.
PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS 
PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS 
• Interoperabilidade: Possibilidade de diferentes dispositivos e
sistemas comunicarem-se de forma eficiente, mesmo quando
provenientes de fabricantes diferentes.
• Tempo Real: Muitas aplicações industriais exigem que a
comunicação ocorra em tempo real, com latências mínimas e
previsíveis.
PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS 
• Confiabilidade: As redes precisam ser altamente confiáveis e
resilientes, com mecanismos de redundância e recuperação para
evitar falhas na comunicação.
• Escalabilidade: Capacidade de expansão à medida que novos
dispositivos são adicionados à rede.
• Segurança: Implementação de medidas de segurança para proteger
os dados contra acessos não autorizados e ataques cibernéticos.
IMPORTÂNCIA DAS REDES DE COMUNICAÇÃO INDUSTRIAL
IMPORTÂNCIA DAS REDES DE COMUNICAÇÃO INDUSTRIAL
1. Automação e Controle: permitem a interconexão de sensores,
atuadores e controladores, possibilitando o monitoramento e
controle automático de processos.
Isso resulta em aumento de eficiência, precisão e consistência nas
operações industriais.
2. Monitoramento em Tempo Real: A capacidade de monitorar
processos em tempo real permite que operadores e sistemas de
supervisão detectem e respondam rapidamente a problemas,
reduzindo o tempo de inatividade e aumentando a produtividade.
IMPORTÂNCIA DAS REDES DE COMUNICAÇÃO INDUSTRIAL
3. Integração de Sistemas: As redes de comunicação industrial
permitem a integração de diversos sistemas dentro de uma planta
industrial, como sistemas de controle de processos, sistemas de
gerenciamento de energia, sistemas de segurança e sistemas de TI.
Isso facilita a gestão centralizada e a tomada de decisões
informadas.
4. Flexibilidade e Escalabilidade: Com as redes de comunicação
industrial, é possível adicionar ou remover dispositivos e sistemas sem a
necessidade de grandes alterações na infraestrutura existente.
Isso proporciona flexibilidade e escalabilidade, permitindo que as
operações industriais se adaptem rapidamente a mudanças na demanda
ou nos processos.
IMPORTÂNCIA DAS REDES DE COMUNICAÇÃO INDUSTRIAL
5. Segurança: As redes modernas incorporam diversas medidas de
segurança, como criptografia, autenticação e firewalls, para proteger
contra ameaças cibernéticas.
Isso é crucial para garantir a integridade e a disponibilidade dos
dados e sistemas industriais.
6. Redução de Custos: Ao automatizar processos e melhorar a
eficiência operacional, as redes de comunicação industrial contribuem
para a redução de custos operacionais.
Elas também podem ajudar a diminuir o consumo de energia e
reduzir desperdícios, resultando em economias adicionais.
MODELO OSI
MODELO OSI
O Modelo OSI (Open Systems Interconnection) é um modelo conceitual que
padroniza as funções de uma rede de computadores em sete camadas distintas.
Desenvolvido pela ISO (International Organization for Standardization) na
década de 1980, o modelo OSI serve como uma estrutura para compreender e
implementar protocolos de rede e sistemas de comunicação.
Cada camada do modelo OSI tem funções específicas e se comunica com as
camadas adjacentes para proporcionar a transferência de dados de forma eficiente
e organizada.
AS SETE CAMADAS DO MODELO OSI
AS SETE CAMADAS DO MODELO OSI
As camadas do modelo OSI (Open Systems
Interconnection) são um conjunto de sete camadas que
definem uma estrutura de rede para permitir a
interoperabilidade entre diferentes sistemas de
comunicação.
Cada camada do modelo OSI tem uma função
específica e se comunica com as camadas
adjacentes.
AS SETE CAMADAS DO MODELO OSI
AS SETE CAMADAS DO MODELO OSI
1. Camada Física
•Função: Trata da transmissão de bits brutos através
de um meio físico, como cabos, fibra óptica, ou
ondas de rádio.
•Exemplos de Tecnologia: Ethernet, USB, Bluetooth,
DSL, modems.
AS SETE CAMADAS DO MODELO OSI
2. Camada de Enlace de Dados
• Função: Fornecer a transferência de dados entre dois dispositivos na
mesma rede e detectar e corrigir erros que possam ocorrer na
camada física.
• Protocolos: Ethernet, PPP (Point-to-Point Protocol – Protocolo ponto
a ponto), ARP (Address Resolution Protocol – Protocolo de resolução
de endereço).
• Dispositivos: Switches, bridges, NICs (Network Interface Cards -
Placas de Interface de Rede).
AS SETE CAMADAS DO MODELO OSI
3. Camada de Rede
• Função: Gerar o roteamento de pacotes de dados de uma
origem a um destino em diferentes redes.
•Protocolos: IP (Protocolo de Internet), ICMP (Protocolo de
Mensagens de Controle da Internet), IGMP (Protocolo de
Gerenciamento de Grupo de Internet).
•Dispositivos: Roteadores, gateways.
AS SETE CAMADAS DO MODELO OSI
4. Camada de Transporte
• Função: Garante a transferência confiável de dados de ponta a
ponta, gerenciando a segmentação, controle de fluxo e
correção de erros.
•Protocolos: TCP ( Protocolo de Controle de Transmissão), UDP
(Protocolo de Datagrama do Usuário).
•Características: Conexão orientada (TCP) e sem conexão (UDP).
AS SETE CAMADAS DO MODELO OSI
5. Camada de Sessão
•Função: Gerenciar e controlar as conexões (sessões)
entre aplicativos. Estabelece, mantém e termina sessões.
•Protocolos: NetBIOS, PPTP (protocolo de
encapsulamento ponto a ponto), RPC (chamada de
procedimento remoto).
AS SETE CAMADAS DO MODELO OSI
6. Camada de Apresentação
• Função: Traduzir dados entre o formato da rede e o formato
que uma aplicação pode aceitar. Também lida com criptografia
e compressão de dados.
•Protocolos/Formatos: SSL/TLS (Secure Sockets Layer/Transport
Layer Security), JPEG, MPEG, ASCII, EBCDIC.
AS SETE CAMADAS DO MODELO OSI
7. Camada de Aplicação
• Função: Fornece serviços de rede diretamente para os aplicativos do
usuário final. Esta camada é onde os protocolos de rede interagem
com o software de aplicação.
• Protocolos: HTTP (Protocolo de transferência de hipertexto), HTTPS
(HTTP seguro), FTP (Protocolo de transferência de arquivos), SMTP
(Protocolo de transferência de correio simples), IMAP (Protocolo de
acesso a mensagens da Internet), POP3 (Protocolo postal 3), DNS
(Sistema de nomes de domínio).
AS SETE CAMADAS DO MODELO OSI
COMUNICAÇÃO INDUSTRIAL
COMUNICAÇÃO INDUSTRIAL
Comunicação industrial refere-se ao intercâmbio de dados
e informações entre dispositivos, sistemas e componentes em
ambientes de automação e controle industrial.
Essa comunicação desempenha um papel vital na operação
eficiente e segura de instalações industriais, permitindo o
monitoramento, controle e coordenação de processos e
equipamentos em tempo real.
COMUNICAÇÃO INDUSTRIAL
Os tipos de comunicação industrial podem variar
de acordo com a aplicação específica, as tecnologias
disponíveis e os requisitos do sistema.
Alguns dos tipos comuns de comunicação:
COMUNICAÇÃO INDUSTRIAL
•Comunicação Serial: Na comunicação serial, os bits de dados
são enviados sequencialmente, um após o outro, por um único
canal de comunicação.
Existem diferentes tipos de comunicação serial, incluindo
RS-232, RS-485 e RS-422. Este tipo de comunicação é
amplamente utilizado em sistemas industriais para conectar
dispositivos como PLCs, sensores e atuadores.
COMUNICAÇÃO INDUSTRIAL
•Comunicação Ethernet: A comunicação Ethernet utiliza uma
rede local (LAN) baseada no protocoloEthernet para transmitir
dados entre dispositivos.
É amplamente utilizado em sistemas de automação
industrial devido à sua alta velocidade, confiabilidade e
capacidade de comunicação em tempo real.
Protocolos como Profinet, EtherNet/IP e Modbus TCP são
exemplos de comunicação Ethernet utilizados em ambientes
industriais.
COMUNICAÇÃO INDUSTRIAL
•Comunicação Fieldbus: Os sistemas de comunicação
Fieldbus são utilizados para conectar dispositivos de
campo, como sensores e atuadores, a um controlador
central.
Esses sistemas permitem a comunicação de dados em
tempo real e são comumente usados em sistemas de
automação industrial.
Exemplos incluem Profibus, Foundation Fieldbus e
DeviceNet.
COMUNICAÇÃO INDUSTRIAL
•Comunicação Wireless: A comunicação sem fio é utilizada
quando a comunicação com fio não é prática ou viável.
Ela é amplamente utilizada em ambientes industriais para
comunicação entre dispositivos móveis, como robôs, veículos
guiados automaticamente (AGVs) e sensores sem fio.
Tecnologias como Wi-Fi, Bluetooth são comumente
utilizadas para comunicação sem fio em ambientes industriais.
COMUNICAÇÃO INDUSTRIAL
•Comunicação de Barramento CAN (Controller Area Network):
O barramento CAN é um protocolo de comunicação serial
usado principalmente em sistemas automotivos e industriais.
Ele é projetado para comunicação confiável em ambientes
adversos e é amplamente utilizado em sistemas de controle de
veículos, máquinas industriais e sistemas de automação.
PROTOCOLOS DE REDE
O QUE SÃO PROTOCOLOS DE REDE?
Os protocolos de rede são conjuntos de regras e
normas que determinam como os dados são transmitidos
e recebidos através de uma rede de comunicação.
Esses protocolos definem como os dispositivos na
rede se identificam e se comunicam entre si, garantindo a
transferência de dados de maneira eficiente, segura e
confiável.
FUNÇÕES DOS PROTOCOLOS DE REDE
FUNÇÕES DOS PROTOCOLOS DE REDE?
•Endereçamento e Roteamento: Determinam como os
dispositivos são identificados e como os dados são
direcionados de um dispositivo a outro.
•Controle de Fluxo: Garantem que os dados sejam
transmitidos a uma velocidade que possa ser gerenciada
pelo receptor.
•Correção de Erros: Incluem mecanismos para detectar e
corrigir erros na transmissão de dados.
FUNÇÕES DOS PROTOCOLOS DE REDE?
•Sequenciamento de Dados: Asseguram que os dados
sejam recebidos na ordem correta.
•Gerenciamento de Conexões: Estabelecem, mantêm e
encerram conexões entre dispositivos de rede.
PRINCIPAIS PROTOCOLOS DE REDES INDUSTRIAIS 
PRINCIPAIS PROTOCOLOS DE REDES INDUSTRIAIS 
Os protocolos de comunicação industrial mais comuns são:
• Modbus;
• Profibus;
• Profinet;
• EtherNet/IP;
• DeviceNet;
• CANopen;
• Foundation Fieldbus;
• AS-Interface;
• BACnet;
• HART.
PRINCIPAIS PROTOCOLOS DE REDES INDUSTRIAIS 
•Modbus: Um dos protocolos mais antigos e amplamente
adotados em automação industrial. É simples, robusto e usado
para comunicação entre dispositivos eletrônicos, como
controladores programáveis (PLCs) e dispositivos de controle.
•Profibus: Um protocolo de comunicação em série usado
principalmente em sistemas de automação industrial. Ele
oferece alta velocidade de comunicação e suporte a
comunicação determinística.
PRINCIPAIS PROTOCOLOS DE REDES INDUSTRIAIS 
• Profinet: Baseado em Ethernet, o Profinet é um protocolo de
comunicação em tempo real usado principalmente em ambientes de
automação de fábrica. Ele oferece alta velocidade e flexibilidade,
permitindo a comunicação de dados e a integração de sistemas
heterogêneos.
• EtherNet/IP: Outro protocolo baseado em Ethernet, o EtherNet/IP é
comumente usado em sistemas de automação industrial. Ele oferece
interoperabilidade entre dispositivos de diferentes fabricantes e
suporte a comunicação em tempo real.
PRINCIPAIS PROTOCOLOS DE REDES INDUSTRIAIS 
•DeviceNet: é um protocolo de comunicação usado para
conectar dispositivos industriais em uma rede de
controle. Ele oferece alta velocidade e simplicidade de
configuração.
•CANopen: Uma aplicação do protocolo CAN (Controller
Area Network) em automação industrial. Ele oferece
uma estrutura de comunicação aberta e flexível para
dispositivos de campo em redes industriais.
PRINCIPAIS PROTOCOLOS DE REDES INDUSTRIAIS 
• Foundation Fieldbus: Um protocolo de comunicação digital
usado em sistemas de controle de processo. Ele oferece
comunicação em tempo real e suporte a dispositivos
inteligentes de campo.
•AS-Interface: Um protocolo de comunicação de nível de
sensor/atuador usado principalmente em sistemas de
automação de fábrica. Ele oferece uma solução simples e
econômica para conectar dispositivos de E/S distribuídos.
PRINCIPAIS PROTOCOLOS DE REDES INDUSTRIAIS 
•BACnet: Usado principalmente em sistemas de automação
predial, o BACnet permite a comunicação entre dispositivos
de automação em edifícios, como sistemas HVAC e de
iluminação.
•HART (Highway Addressable Remote Transducer): Um
protocolo de comunicação digital usado principalmente em
instrumentação industrial para comunicação entre
dispositivos de campo e sistemas de controle.
EXERCÍCIOS TEÓRICOS
1. O que são redes de comunicação industrial?
2. Quais são as principais características redes de comunicação
industrial? Explique-as.
3. Qual a importância das redes de comunicação industrial?
4. O que é um modelo OSI?
5. Quais são as 7 camadas do modelo OSI?
6. O que é comunicação industrial? Quais são os tipos e
explique-as.
7. O que são protocolos de rede ?
8. Quais são são as funções dos protocolos de rede?
9. Quais são os principais protocolos de redes industriais ?