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  • REDES WI-FI NA AUTOMAO INDUSTRIAL Aplicao das Redes Sem Fio no Cho-de-Fbrica (WIRELESS - Padro IEEE 802.11)

    1 MRCIO VENTURELLI

    e-Paper

    Mrcio Venturelli

    REDES WI-FI NA AUTOMAO INDUSTRIAL

    Aplicao das Redes Sem Fio no Cho-de-Fbrica

    (WIRELESS - Padro IEEE 802.11)

  • REDES WI-FI NA AUTOMAO INDUSTRIAL Aplicao das Redes Sem Fio no Cho-de-Fbrica (WIRELESS - Padro IEEE 802.11)

    2 MRCIO VENTURELLI

    Com o crescente uso da TI Tecnologia da Informao unida a TO

    Tecnologia da Operao, onde chamamos de Convergncia

    Industrial, as Redes de Comunicao Sem Fio, tambm vem

    ganhando espao no ambiente industrial de fbrica.

    Usaremos o termo TO ao invs de TA Tecnologia da Automao,

    que a prpria evoluo da tecnologia, que significa TO=TA+MES

    ou MOM, ou seja, a unio da Automao Industrial com a Gesto

    Industrial (Sistema de Gerenciamento de Produo ou Operao).

    Todos ns conhecemos as Redes WI-FI normalmente em nosso

    dia-a-dia, em nossas casas, em um aeroporto ou shopping, onde

    conectamos nosso smartphone para acesso a servios de internet,

    dado a facilidade de uso e grande padronizao da comunicao em

    geral.

    Com a popularizao, padronizao e novas demandas na indstria,

    a Rede WI-FI, passou tambm a ser aplicada no cho-de-fbrica,

    logo temos a inteno neste texto, ainda que de forma simples e

    rpida, passar uma viso geral de como esta tecnologia vem

    evoluindo, para isso vamos ver:

    O que uma Rede WI-FI e sua Tecnologia;

    Como a Rede WI-FI est sendo Aplicada no Cho de

    Fbrica;

    Quais das Diretrizes para PROJETOS e IMPLANTAO de

    Redes WI-FI na Indstria.

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    3 MRCIO VENTURELLI

    Para delimitar nosso tema, vamos analisar esta tecnologia dentro

    de alguns cenrios comuns de aplicao das Redes WI-FI:

    Preciso interconectar dispositivos de automao da fbrica

    para troca de informaes e anlise de dados;

    Como especificar equipamentos WI-FI para aplicaes no

    Cho-de-Fbrica, o que devo saber;

    Como analisar os Protocolos, Segurana e Disponibilidade

    na Rede Industrial WI-FI.

    Como dissemos as Redes Sem Fio a prpria evoluo tecnolgica

    do meio, agora sendo aplicados no cho-de-fbrica, principalmente

    quando pensamos na adoo das Redes Ethernet na Automao

    Industrial, tambm a evoluo de protocolos industriais, desde o

    advento do sinal analgico 4-20mA.

    As Redes WI-FI esto posicionadas no mundo das redes WLAN,

    que so o Wireless Local Area Network, estas redes so projetadas

    para pequenas reas, algo em torno de 50 metros na unidade

    transmissora, fora os arranjos, com um bom trfego de dados

    disponvel no meio.

    As Redes WI-FI so fceis de usar, todavia importante entender o

    que se justifica para sua aplicao, podemos abaixo eleger algumas

    caractersticas, que por si s encaixam as aplicaes na fbrica:

    Interconexo Ethernet convencional (fiao) quando no

    possvel;

    Segregao de uma rede de comando e controle com uma

    de informao para gesto;

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    Facilidade de manuteno e monitoramento (acesso

    remoto);

    Disponibilidade da informao em mltiplos locais;

    Baixo Investimento em Infraestrutura para informaes de

    planta.

    No uso das Redes WI-FI tambm temos diversos benefcios,

    podemos listar alguns principais abaixo:

    Baixo Custo;

    Aplicaes Especiais;

    Mobilidade;

    Alcance;

    Flexibilidade;

    Confiabilidade;

    Implantao Rpida;

    Custo de Manuteno;

    Imunidade a Rudo;

    Custo Projeto / Instalao (viabilidade);

    Diagnstico de Operao, Manuteno e Segurana.

    Conhecendo estes elementos da rede, podemos ento pontuar as

    principais caractersticas das Redes WI-FI, lembrando mais uma

    vez que nosso texto voltado para aplicao na indstria:

    uma Rede de Classificao WLAN (Local);

    WI-FI Marca Registrada da Alliance;

    Est baseada no Padro IEEE 802.11;

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    5 MRCIO VENTURELLI

    Protocolos Industriais baseado em Ethernet so Aderentes a

    Tecnologia.

    Por princpio de funcionamento da comunicao WI-FI, atravs da

    propagao das ondas eletromagnticas, h um arranjo eletrnico

    nos dispositivos, onde as informaes so trocadas atravs das

    antenas dos equipamentos, por esta propagao eletromagntica,

    originada pela onda eltrica (movimento dos eltrons), trafegam

    informaes devidamente codificadas e interpretadas entre os

    dispositivos, formando a rede de comunicao, atravs de seus

    protocolos e servios.

    A comunicao das redes WI-FI, padronizada pelo IEEE 802,

    especificamente pela parte 11, que trata das redes LAN, redes

    Locais.

    O padro em evoluindo desde sua criao e identificado por letras

    aps a parte, por exemplo, IEEE 802.11a,b,g.

    Normalmente os padres identificam a frequncias de trabalho, a

    modulao e a velocidade dos dados da tecnologia suportada, j

    temos cinco geraes de padres e constante a evoluo, na

    apresentao mostramos os grficos e tabelas, onde dispensam

    nossos comentrios textuais.

    Para conhecimento a respeito de aplicaes industriais,

    normalmente os padres de aplicao so (a,b,g,n), vamos

    descrever o que significa brevemente cada um:

    IEEE 802.11a

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    Foi definido aps os padres 802.11 e 802.11b.

    Chega a alcanar velocidades de 54 Mbps dentro

    dos padres da IEEE e de 72 a 108 Mbps por

    fabricantes no padronizados.

    Esta rede opera na frequncia de 5,8GHz e

    inicialmente suporta 64 utilizadores por Ponto de

    Acesso (PA).

    As suas principais vantagens so a velocidade, a

    gratuidade da frequncia que usada e a ausncia

    de interferncias.

    A maior desvantagem a incompatibilidade com os

    padres no que diz respeito a Access Points 802.11

    b e g, quanto a clientes, o padro 802.11a

    compatvel tanto com 802.11b e 802.11g na maioria

    dos casos, j se tornando padro na fabricao.

    IEEE 802.11b

    Ele alcana uma taxa de transmisso de 11 Mbps

    padronizada pelo IEEE e uma velocidade de 22

    Mbps, oferecida por alguns fabricantes.

    Opera na frequncia de 2.4GHz. Inicialmente suporta

    32 utilizadores por ponto de acesso.

    Um ponto negativo neste padro a alta interferncia

    tanto na transmisso como na recepo de sinais,

    porque funcionam a 2,4GHz equivalentes aos

    telefones mveis, fornos micro ondas e dispositivo

    Bluetooth.

    O aspecto positivo o baixo preo dos seus

    dispositivos, a largura de banda gratuita bem como a

    disponibilidade gratuita em todo mundo.

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    O 802.11b amplamente utilizados por provedores

    de internet sem fio.

    IEEE 802.11g

    Baseado na compatibilidade com os dispositivos

    802.11b e oferece uma velocidade de at 54 Mbps.

    Funciona dentro da frequncia de 2,4GHz.

    Tem os mesmos inconvenientes do padro 802.11b

    (incompatibilidades com dispositivos de diferentes

    fabricantes).

    As vantagens tambm so as velocidades.

    Usa autenticao WEP esttica j aceitando outros

    tipos de autenticao como WPA (Wireless Protect

    Access) com criptografia (mtodo de criptografia

    TKIP e AES).

    Torna-se por vezes difcil de configurar, como Home

    Gateway devido sua frequncia de rdio e outros

    sinais que podem interferir na transmisso da rede

    sem fio.

    IEEE 802.11n

    O IEEE aprovou oficialmente a verso final do padro

    para redes sem fio 802.11n.

    Vrios produtos 802.11n foram lanados no mercado

    antes de o padro IEEE 802.11n ser oficialmente

    lanado, e estes foram projetados com base em um

    rascunho (draft) deste padro.

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    Tiveram alteraes significativas nas 2 camadas de

    rede (PHY e MAC), permitindo a este padro chegar

    at os 600 Mbps, quando operando com 4 antenas

    no transmissor e no receptor, e utilizando a

    modulao 64-QAM (Quadrature Amplitude

    Mod