a cablagem estruturada na transformação digital da indústria: do barramento à Ethernet industrial

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especial sobre equipamentos para redes de telecomunicaçþes e de computadores

a cablagem estruturada na transformação digital da indústria: do barramento à Ethernet industrial

Antonio Salas, FLUKE Networks

Tradução por Rui Ramos, AD Medida

Por cada dia que passa hå mais termos associados à modernização digital nas diferentes åreas como IoT, BIG DATA, 5G e em especial tambÊm para o ambiente industrial, IIoT Indústria 4.0, mas sem dúvida o mais integrador e que engloba um real conceito de mudança que Ê o de Transformação Digital (TD). Com estas siglas falamos de um conceito de atuação transversal a toda a atividade, seja esta empresarial e/ou industrial. É evidente que a Transformação Digital, nesta fase, e às portas da 3.ª dÊcada do sÊculo 21 não se contrapþe ao termo analógico, ao contrårio para o utilizador trata-se de uma dinâmica (inclusivamente entendida de um ponto de vista social e não somente empresarial) gerada para o desenvolvimento de novas tÊcnicas que favorecem o uso da computação, o armazenamento e a operacionalidade, e como tal, FRPR ͤQDOLGDGH ŸOWLPD D SURGXWLYLGDGH. TambÊm no mundo industrial, uma das variåveis fundamentais serå o uso massivo de dados e a sua exploração em tempo real. Com isso não falamos apenas de manutenção corretiva ou preventiva, mas tambÊm de implementar um novo conceito de manutenção preditiva que favorecerå muito a produtividade. Por outro lado, essa transformação digital da indústria farå com que dois mundos atÊ agora quase estanques, como o da engenharia industrial pertencente ao controle de PLCs e automação e o das 7,& GRV VLVWHPDV FRQYLUMDP FDXVDQGR D UHGH 27 D RSHUDFLRQDO GDV måquinas que fabricam) se interconete com a TI (a dos sistemas) e possibilite um novo sistema operacional transversal. $ SDUWLU GDTXL SRGHU¯DPRV HVWHQGHU DR LQͤQLWR H GLYDJDU VREUH como imaginamos um futuro próximo (e muito próximo), sobre robóWLFD H SURGXWLYLGDGH GR WUDEDOKR HͤFLQFLD H SURVSHULGDGH PDV Q¼R  nossa intenção... pelo menos por enquanto, antes de fazer deste um artigo eminentemente tÊcnico. Voltemos ao pråtico, à base, de como acelerar e favorecer essa transformação digital industrial desde a sua infraestrutura ... desde a cablagem. A migração dos sistemas Bus para a Ethernet Industrial tornou-se, portanto, obrigatória nessa transformação, pois favorecemos que se possa trabalhar com uma largura de banda maior (velocidades mais altas e maior volume de dados) e com uma latência baixa (com a qual mantemos os mesmos benefícios para transaçþes e troca de informaçþes em tempo real). Por outro lado, tambÊm garantimos redundância de rede, otimizamos o uso em ambientes agressivos e agressivos (faixas de temperatura mais altas, interferência eletromagnÊtica) e permitimos trabalhar com sistemas PoE (Power over Ethernet) e, tudo isso, independentemente dos protocolos Ethernet usados. Os dados das quotas de mercado indicam que a Ethernet Industrial UHSUHVHQWD HP GRV QRYRV Q¾V LQVWDODGRV HP RX VHMD HOHV M£ H[FHGHUDP HP PXLWR RV EDUUDPHQWRV GH FDPSR www.oelectricista.pt o electricista 70

Problemas tipicamente encontrados Longitude 10% Conetores 20% Cabo 20%

Ruído 20% &RQͤJXUDŠ¡HV e Dispositivos 20% Outros 10%

Figura 1. Problemas tipicamente encontrados nas instalaçþes de dados.

WUDGLFLRQDLV UHSUHVHQWDGRV SULQFLSDOPHQWH SHOD 3URͤEXV 'HQWUR GD Ethernet Industrial existe uma grande fragmentação, tambÊm dependendo da região, os protocolos mais usados são PROFINET, EherNetIP DPERV FRP XPD TXRWD SU¾[LPD GH H HP PHQRU JUDX (WKHUFDW Modbus TCP. Mas, como mantemos esta cablagem? Como asseguramos que o cabo estå em boas condiçþes e foi instalado corretamente? É um facto que, numa infraestrutura de comunicaçþes industrial (onde incluímos tanto a parte passiva quanto a ativa), metade dos problemas estå na cablagem e, como mostra a Figura 1, na maior parte devido ao cabo e a sua conetorização, e 10% a um comprimento de cabo não conforme o padrão.

COMO PODEMOS EVITAR ESTA SITUAĂ‡ĂƒO? A resposta estĂĄ em aplicar os procedimentos corretos na instalação e QD PDQXWHQŠ¼R 6H UHDOL]DUPRV XPD FHUWLͤFDŠ¼R H YHULͤFDŠ¼R FRUUHWDV UHFRPHQGDPRV TXH VHMDP UHDOL]DGDV ORJR GXUDQWH D PRQWDJHP das mĂĄquinas e robots H SRVWHULRUPHQWH GXUDQWH D LQVWDODŠ¼R ͤQDO QD IÂŁEULFD SRGHPRV HYLWDU PXLWRV GHVVHV SUREOHPDV 8PD FHUWLͤFDŠ¼R de cablagem durante a montagem garantirĂĄ o seguinte: • Conetores bem instalados; • Blindagem correta; • Comprimento adequado; • EvitarĂĄ os pares mal trançados, nĂŁo imunes ao ruĂ­do externo; • EvitarĂĄ as conexĂľes sensĂ­veis Ă s perdas pela humidade, vibração, ruido; • EvitarĂĄ as perdas de sinal da cablagem e conetor dentro dos limites estabelecidos pelo standard. 6H YHULͤFDUPRV QRYDPHQWH H FHUWLͤFDUPRV DSÂľV D LQVWDODŠ¼R GH IÂŁEULFD QÂĽR DSHQDV YHULͤFDPRV WRGDV DV RSŠ¡HV DFLPD PDV WDPEÂŤP YHULͤFDPRV VH D FDEODJHP QÂĽR IRL GDQLͤFDGD SRU XPD SRVVÂŻYHO WHQVÂĽR RX quebra adicional, nem hĂĄ uma perda adicional devido Ă conetorização. Geralmente, o instalador que trabalha com a cablagem no setor industrial, possui uma vasta experiĂŞncia no setor terciĂĄrio e aplica o PHVPR PÂŤWRGR H SURFHGLPHQWRV SDUD LQVWDODŠ¼R WHVWH H FHUWLͤFDção. Essa experiĂŞncia ĂŠ sempre positiva e agrega um valor adicional Ă instalação. Mas, por outro lado, deve-se levar em consideração que