Meio Físico
Meio físico é a adequação do sinal trafegado pela rede em determinados padrões para evitar ruídos e aumentar o comprimento da rede. Esses padrões conseguem uma maior eficiência na distância da rede e também uma grande imunidade a ruídos eletromagnéticos (EMC). Principais meios físicos das redes industriais:
● RS-485 ou RS-422 – Profibus DP, Modbus, Interbus.
● RS-232 – Comunicação ponto a ponto.
● CAN – DeviceNet.
● Manchester/APM – AS-i, Foundation Fieldbus e Profibus PA.
● Ethernet – Ethernet Industrial.
● Fibra Óptica – Profibus DP.
● Wireless – substituição do RS-485 ou CAN.
Boas Práticas de Instalação
Cada rede industrial tem uma série de boas práticas de instalação que são recomendações e parâmetros que devem ser seguidos, a fim de evitar ou diminuir a interferência eletrostática e eletromagnética.
Eletrostático
É o acoplamento capacitivo gerado por tensões elétricas entre dois cabos. Geralmente entre cabos de potência (alimentação de motores) e cabos de sinal (instrumentação).
Eletromagnético
É quando campos magnéticos induzem correntes no cabo, devido ao acoplamento indutivo.
Estar envolvido com diferentes protocolos de redes é muito bom para seu conhecimento profissional, deixamos nossas recomendações:
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RS-485 ou RS-422:
Criados e normalizados pela EIA (Electronic Industries Association) no final da década de 70. RS = Recommended Standard (norma específica para cada meio físico).
Sistema balanceado – o sinal trafegado é a diferença entre os sinais dos dois canais de comunicação (A e B) de acordo com a figura.
RS-422 é mais antigo, apenas 1 driver e 10 receptores e tensão de alimentação dos transceptores de + – 7Vcc.
RS-485 é uma evolução do antigo RS-422, com alimentação de +12Vcc a –7Vcc.
Característica:
No PROFIBUS DP, o protocolo RS-485 é um sistema de transmissão balanceado, com cabo tipo A de par trançado blindado, que permite até 12 Mbps de taxa de transmissão. A característica elétrica do RS-485 limita o comprimento máximo do cabo em um segmento sendo:
| Taxa de Transmissão | Comprimento Máximo do Segmento |
| 9.6 Kbps | 1000m |
| 19.2 Kbps | 1000m |
| 45,45 Kbps | 1000m |
| 93,75 kbps | 1000m |
| 187,5 Kbps | 1000m |
| 500 Kbps | 400m |
| 1,5 Mbps | 200m |
| 3 Mbps | 100m |
| 12 Mbps | 100m |
A característica elétrica do RS-485 limita também o número de dispositivos a 32 dispositivos em um único segmento. Para adicionar segmentos e trabalhar em maiores distâncias é necessário vencer as limitações elétricas. Trabalhando assim com segmentos eletricamente isolados que se comunicam através de repetidores ou link de fibra óptica.
RS-232:
Também criado e normalizado pela EIA (Electronic Industries Association) no final da década de 60. Sistema desbalanceado – sinal trafegado está referenciado à terra.
● Distância máxima = 16,66 metros.
● Taxa de transmissão máxima = 19,2 Kbps.
Can
Criado e normalizado pela Bosch na década de 80(ISSO 11898-2).
● Sistema balanceado – referenciado ao terra o positivo e no negativo (o sinal trafegado é a diferença entre CANH e CANL);
● CAN = Control Area Network;
● Distância máxima = 500 metros (para 125 Kbps);
● Taxa de transmissão máxima = Até 1 Mbps (mais comum até 500 Kbps).
Manchester/APM:
A codificação Manchester/APM é um código de linha que tenta manter a integridade da informação. Evita uma sequência longa do mesmo bit e com isso evita a perda de sincronismo. Consiste em substituir do sinal NRZ (não retorna a zero) o bit ‘0’ por ‘10’ e ‘1’ por ‘01’. O sinal codificado é modulado em APM (Alternate Pulse Modulation), onde o sinal digital é convertido em variações de fase de um sinal analógico.
Taxa de transmissão típica = 31,25 Kbps (podendo chegar até 167,5 Kbps), a distância depende do cabo utilizado (pode chegar até 1900 metros no Foundation Fieldbus). Sendo transmitido sobre um sinal DC (rede com apenas 2 fios).
Fibra Óptica:
Utilizado para rede PROFIBUS DP ou Ethernet, seu objetivo é aumento da distância da rede em até 100Km e imunidade a ruídos eletromagnéticos.
É muito utilizada a fibra óptica na prática, pois além de garantir a imunidade eletromagnética em ambientes que utilizam máquinas de solda, por exemplo. É possível utilizar a fibra óptica em topologia árvore, estrela, ou em redundância. Para realizar esta conversão, é muito utilizado o Optical Link Modules.
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