WI-FI NA AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL

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REDES WI-FI NA AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL Aplicação das Redes Sem Fio no Chão-de-Fábrica (WIRELESS - Padrão IEEE 802.11)

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REDES WI-FI NA AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL

Aplicação das Redes Sem Fio no Chão-de-Fábrica (WIRELESS - Padrão IEEE 802.11)

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DO QUE VAMOS FALAR

• O que é uma Rede WI-FI e sua Tecnologia;

• Como a Rede WI-FI está sendo Aplicada no Chão de Fábrica;

• Quais das Diretrizes para PROJETOS e IMPLANTAÇÃO de Redes WI-FI na Indústria.

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CENÁRIO

• Preciso interconectar dispositivos de automação da fábrica para troca de informações e análise de dados;

• Como especificar equipamentos WI-FI para aplicações no Chão-de-Fábrica, o que devo saber;

• Como analisar os Protocolos, Segurança e Disponibilidade na Rede Industrial WI-FI.

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EVOLUÇÃO NAS COMUNICAÇÕES DA INDÚSTRIA

4~20mA (Analógico)

Comunicação Digital

Protocolos Industriais Abertos

Ethernet Industrial

Wireless Industrial

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ONDE ESTAMOS

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PORQUE USAR O WI-FI

• Interconexão Ethernet convencional (fiação) quando não é possível;

• Segregação de uma rede de comando e controle com uma de informação para gestão;

• Facilidade de manutenção e monitoramento (acesso remoto);

• Disponibilidade da informação em múltiplos locais (outros serviços);

• Baixo Investimento em Infraestrutura para informações de planta.

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BENEFÍCIOS

• Baixo Custo; • Aplicações Especiais; • Mobilidade; • Alcance; • Flexibilidade; • Confiabilidade; • Implantação Rápida; • Custo de Manutenção; • Imunidade a Ruído; • Custo Projeto / Instalação (viabilidade); • Diagnóstico de Operação, Manutenção e Segurança.

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ENTENDENDO A TECNOLOGIA

• É uma Rede de Classificação WLAN (Local);

• WI-FI é Marca Registrada da Alliance;

• Está baseada no Padrão IEEE 802.11;

• Protocolos Industriais baseado em Ethernet são Aderentes a Tecnologia.

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PRINCÍPIO

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IEEE 802.11

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DESAFIOS

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COMUNICAÇÃO E SEGURANÇA

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• WIRELESS – Espectro de Radiofrequência

• FHSS - Espalhamento Espectral por Salto de Frequências – Frequency Hopping Spread Spectrum

• DSSS - Espalhamento Espectral com Sequenciamento Direto - Direct Sequence Spread Spectrum

• OFDM - Multiplexação por Divisão de Frequência Ortogonal - Ortogonal Frequency Division Multipexing

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WI-FI INDUSTRIAL

• Aplicação em Ambientes Severos (Hardware);

• Temperatura 75º C a -35º C (exemplo);

• Proteção Mecânica Especial;

• IP (Grau de Proteção Alto);

• Suportar Vibração e Impacto;

• Alta Imunidade a Ruídos (EMI);

• Arranjos de Alta Disponibilidade (Redundâncias);

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TRANSMISSÃO E RECEPÇÃO WI-FI

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REDE WI-FI – TIPO: AD-HOC

• Sem controle central de acesso

• Sem uso de Access Point (AP)

• As estações comunicam diretamente uma com as outras

• As estações devem controlar a colisão de dados entre elas

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REDE WI-FI – TIPO: AP ACCESS POINT

• Com controle central de acesso

• Uso através de AP

• O AP cria uma célula e controla a transmissão dentro dela

• Normalmente o AP está conectado a uma rede física e serve de ponto de acesso à ela

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REDE WI-FI – TIPO: AP ACCESS POINT + CLIENT

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REDE WI-FI – TIPO: MULTIPONTO C/ SUBREDE

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REDE WI-FI – TIPO: WDS (Wireless Distribution System)

• Expande a cobertura de Rede WI-FI

• Interliga todos AP e Router como Única Rede

• Backbone também interligado via Wireless

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REDE WI-FI – TIPO: ROAMING

• Aplicação Móvel

• AP Interligado via Cabo

• AP Configurados em Células (SSID) Service Set IDentifier

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REDE WI-FI – TIPO: MESH

• IEEE 802.11s

• Protocolo que Gerencia qual melhor rota

• Permite aplicação Dinâmica

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SEGURANÇA NA REDE

De acordo com a segurança da rede industrial, existem três aspectos que devem ser considerados: confidencialidade, integridade e disponibilidade.

• Confidencialidade: Garantia da

informação somente para usuário autorizado;

• Integridade: Informação somente pode ser modificada por usuário autorizado;

• Disponibilidade: Acesso permanente as informação pelos usuários autorizados.

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SEGURANÇA

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• WEP - Wired Equivalent Privacy

• WPA - Wi-Fi Protected Access

• WPA2 - Wi-Fi Protected Access II

• AES (Advanced Encryption Standard)

WPA2-PSK é um dos sistemas recomendados para autenticação de dados

AES é um dos sistemas recomendados para criptografia dos dados

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WI-FI ACESSO MAC E IP

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DCF - Distributed Coordination Function ou Função de Coordenação Distribuída PCF - Point Coordination Function ou Função de Coordenação Pontual

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IMPLANTAÇÃO

• Esteja certo do propósito da rede Wireless WI-FI, o que se espera e principalmente porque substituiu o cabo;

• Analise o a Visada do Ambiente, se possível contrate um serviço de Site Survey;

• Contrate uma empresa especialista para elaborar a especificação de acordo com sua necessidade;

• Configure os Client´s e suba os serviços conectados aos AP´s, analise a intensidade e qualidade do sinal;

• Implante os periféricos e configure, repetidores, roteadores, teste as desconexões lógicas;

• Faça teste de tráfego e broadcast, analise de preferência baseado no protocolo de trabalho;

• Faça cenários de desconexão, libere para trabalho.

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TENDÊNCIAS

• Ampla utilização das redes WI-FI para distribuir informação na Planta;

• Entrega de Informações no Cloud e Big Data, para armazenamento e análise de dados da Operação e Manutenção via WI-FI;

• Convergência das Redes Industriais e Protocolos para Ethernet, facilitando a disseminação da informação via WI-FI.

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CONCLUSÃO

AS REDES WI-FI NA INDÚSTRIA SÃO A PRÓXIMA FRONTEIRA, UMA VEZ QUE A ETHERNET INDUSTRIAL SE CONSOLIDA COMO PADRÃO, AS REDES WI-FI ADEREM A TENDÊNCIA DA ENTREGA DE INFORMAÇÕES COM BAIXO CUSTO, DE FORMA RÁPIDA E SEGURA, ATENDENDO AOS

REQUISITOS DA INDÚSTRIA 4.0.

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AUTOR

• Márcio Venturelli trabalha no Mercado de Automação Industrial há 20 anos, tendo

trabalhado em departamentos, tais como, Assistência Técnica, Treinamentos, Engenharia e Negócios.

• Trabalhou em diversos Projetos de Implantação de Sistemas e Automação e Controle Operacional de Plantas de Bioenergia, Transformação e Manufatura, no Brasil e no Exterior.

• Atualmente trabalha em Desenvolvimento de Mercados e Tecnologias para o Setor Sucroenergético e Bioenergia, com foco em Arquitetura de Soluções de Conectividade e Redes Industriais, tendo como Principal Diretriz a Geração de Valor para o Cliente, nas Dimensões: Aumento da Produção, Redução de Custos e Elevação da Segurança Funcional, em Soluções que sejam aderentes à Indústria 4.0.

• Professor Universitário de Pós-Graduação de Automação Industrial e Gerenciamento de Projetos.

• Membro Sênior da ISA (Sociedade Internacional de Automação), Diretor de Tecnologia da ISA Distrito 4 (América do Sul) e Diretor de Tecnologia Safety Bus da PI (Profibus/Profinet Internacional).

• Graduado em Ciência da Computação, com Especialização em Controle e Automação Industrial, Pós-Graduado em Gestão Industrial, Pós-Graduado em Tecnologia do Petróleo e Gás e Possui MBA em Estratégia de Negócios. Técnico nas Áreas de Eletrônica e Eletrotécnica.

ATUALIZADO AGO/2016

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