O protocolo Ethernet industrial PROFINET oferece várias funções padronizadas para automação de processos que garantem alta disponibilidade da instalação. Essas funções afetam a infraestrutura, os dispositivos de campo e o sistema de controle. A padronização garante um alto nível de interoperabilidade. A topologia de rede flexível, os conceitos de diagnóstico inteligente e a rápida transferência de dados da tecnologia PROFINET garantem alta eficiência desde a engenharia até a manutenção. A PROFINET faz com que a base de dispositivos instalada e a tecnologia de controle seja compatível com a aplicação IIoT. Os gateways PROFINET para os sistemas de E/S remotos LB e FB da Pepperl+Fuchs oferece quatro funções PROFINET relevantes para instalações que exigem alta disponibilidade. Saiba mais sobre os benefícios da PROFINET para sistemas de E/S remotos neste artigo do blog.

Redundância do sistema S2 – A comunicação usando controladores redundantes garante a confiabilidade do processo

Sistema de redundância S2 refere-se à comunicação entre um dispositivo e dois controladores que usam uma configuração redundante. Nesta configuração, cada um dos controladores estabelece a sua própria conexão lógica com o dispositivo. Essa conexão é chamada de relacionamento de aplicativo (AR). A função ativa é atribuída aleatoriamente a um controlador. Quando um switch é necessário, o controlador pode assumir o controle sem problemas devido ao AR já estabelecido entre o controlador passivo e o dispositivo de campo, geralmente em menos de 200 milissegundos.

Neste contexto, o gateway PROFINET para os sistemas de E/S remotos LB ou FB da Pepperl+Fuchs assume o papel de um dispositivo de campo e mapeia todos os sensores e atuadores conectados no controlador. Isso significa que o controle de processo continua funcionando mesmo no caso raro de uma falha de controle, e a comutação de redundância impede paradas indesejadas da fábrica.

Redundância em anel — alta disponibilidade por meio da diversidade de caminhos

A rede pode ser configurada em uma topologia de anel para que cada nó possa se comunicar com todos os outros nós através de dois canais. As redes PROFINET usam o protocolo de redundância de mídia (MRP) padronizado, que deve ser suportado por todos os dispositivos que atuam como nós no anel. Essa topologia não é permitida, já que o protocolo Ethernet enviaria mensagens em torno do anel e sobrecarregaria imediatamente a rede. Por esta razão, um ponto no anel contém apenas uma abertura lógica. Um gerenciador de anéis verifica a comunicação com todos os nós em intervalos regulares. Se houver uma interrupção no anel, o gerenciador de anéis, também conhecido como mestre de anéis, fecha a abertura na lógica e redireciona o tráfego para os nós que normalmente não estão conectados. Testes práticos mostraram que a comutação de redundância pode ser alcançada em menos de 200 milissegundos. Na fase de engenharia, o planejador determina qual controlador, comutador ou dispositivo deve assumir o papel de mestre de anel.

Os gateways PROFINET para os sistemas de E/S remotos LB e FB suportam MRP e cada um tem as duas portas necessárias. O comutador integrado é muito econômico, pois não é necessário hardware adicional na área perigosa. Eles podem, portanto, ser facilmente integrados em qualquer topologia de anel.

Função de dispositivo compartilhado reduz o número de dispositivos no campo

PROFINET permite que um sensor envie seus dados medidos para vários controladores. Para fazer isso, os controladores “assinam” os valores medidos necessários ao estabelecer o AR com o dispositivo de campo, e o dispositivo “publica” os valores medidos para todos os controladores registrados sem ser solicitado. Esse conceito é chamado de padrão Editor/Assinante ou Pub/Sub, para abreviar.
Existe um conceito semelhante para atuadores: vários controladores podem acionar operações de atuação ou comutação através de um gateway, sendo cada atuador especificamente atribuído a um controlador.

Em outras palavras, aE/S remota é um dispositivo compartilhado para vários controladores e sistemas. Em uma estação de E/S remota LB ou FB, até 184 entradas ou saídas podem ser configuradas e atribuídas a qualquer controlador durante a engenharia. Isto evita que os valores medidos sejam registrados duas vezes, por exemplo, o que pode ocorrer durante transferências ou medições diferenciais. Permite aos usuários reduzir o número de dispositivos e gabinetes de controle, bem como o esforço necessário para tubulação e fiação.

A reconfiguração dinâmica permite alterações durante a operação

A Reconfiguração dinâmica, também chamada de configuração dinâmica, ré um procedimento para adicionar ou remover dispositivos de um sistema PROFINET existente. Ele permite que os engenheiros alterem as configurações do dispositivo dinamicamente, ou seja, durante a operação, sem precisar colocar o controlador no modo de parada.

Os sistemas de E/S remota PROFINET LB e FB da Pepperl+Fuchs não apenas usam reconfiguração dinâmica para fazer alterações nos dispositivos de campo, mas também estendem o conceito para os módulos de plug-in de E/S, cujo número e tipo de sinal também podem ser configurados livremente. Isto oferece máxima flexibilidade e reduz o esforço necessário, como ao trocar produtos. Em instalações menores, por exemplo, apenas uma E/S remota é necessária para controlar vários reatores. Nestes casos, um processo pode ser reconfigurado enquanto os processos vizinhos continuam a funcionar sem interrupção. Isso permite que os usuários operem suas instalações na capacidade máxima.

Gateways PROFINET para sistemas de E/S remota da Pepperl+Fuchs

Os sistemas modulares de E/S remota conectam sensores e atuadores em áreas perigosas ao sistema de controle ou sistema de controle de processo. Um gateway PROFINET permite a conexão a redes Ethernet e abre caminho para aplicações IIoT. Os gateways PROFINET para sistemas de E/S remota LB (Zona 2, Classe I/Div. 2) e sistemas de E/S remota FB (Zona 1) da Pepperl+Fuchs oferecem todas as quatro funções PROFINET mencionadas acima para automação de processos, permitindo total flexibilidade em termos de configuração de canais e disponibilidade da instalação. Elessão compatíveis com HART/HART IP e permitem a transmissão de variáveis de processo e informações adicionais de status de dispositivos de campo em alta velocidade. Os sistemas de E/S remota da Pepperl+Fuchs estão disponíveis em gabinetes de aço inoxidável ou reforçados com fibra de vidro (GFRP).

Mais informações

• Gateway PROFINET para sistema de E/S remota LB (Zona 2, Classe I/Div. 2)
• Gateway PROFINET para sistema de E/S remota FB (Zona 1)