A comunicação é um dos pilares da automação industrial. CLPs, IHMs, sistemas de visão, inversores, remotas de I/O e outros equipamentos dependem da rede Ethernet para trocar informações durante a operação. Quando essa comunicação apresenta falhas, os impactos podem ultrapassar a perda de dados e afetar diretamente a continuidade dos processos.

Uma interrupção na rede pode provocar paradas de máquina, perda de produtividade, alarmes, falhas de sincronismo, interrupções de processo e aumento dos custos de manutenção. Por isso, a disponibilidade da rede industrial precisa ser considerada desde a especificação da infraestrutura.

Mas como reduzir os riscos de falhas? A resposta envolve mais do que escolher um switch. É necessário considerar gerenciamento, monitoramento, redundância, fibra óptica, cabeamento e as condições do ambiente industrial.

O que influencia a disponibilidade da rede industrial?

Disponibilidade é a capacidade de uma infraestrutura permanecer operacional quando necessária. Em uma rede industrial, isso significa manter a comunicação entre os equipamentos de forma confiável durante a operação.

Quanto maior a dependência da produção em relação à comunicação, maior é a importância de uma infraestrutura preparada para as condições da aplicação. Uma rede industrial pode conectar CLPs, IHMs, inversores, sistemas de visão, gateways IIoT, sistemas supervisórios e outros equipamentos. Essa integração torna a comunicação parte importante da operação.

Entre as principais causas de problemas estão a utilização de infraestrutura inadequada, falhas de alimentação, interferências eletromagnéticas, problemas físicos em cabos e conectores e falta de monitoramento.

Motores, inversores de frequência e equipamentos de potência, por exemplo, podem gerar interferências eletromagnéticas. Da mesma forma, cabos inadequados, conectores danificados ou instalações incorretas podem comprometer a comunicação.

Por isso, aumentar a disponibilidade da rede industrial exige avaliar a infraestrutura como um conjunto, considerando equipamentos, cabeamento, alimentação e ambiente de instalação.

Como switches, monitoramento e redundância ajudam?

O switch é um dos principais elementos da infraestrutura Ethernet Industrial, funcionando como ponto de comunicação entre os dispositivos conectados. Por isso, sua especificação deve considerar mais do que a quantidade de portas.

É importante avaliar a quantidade de dispositivos, a possibilidade de expansão, a necessidade de gerenciamento, a criticidade da aplicação e os requisitos de disponibilidade.

Em aplicações mais simples, switches não gerenciáveis podem atender à necessidade da rede. Porém, conforme a infraestrutura cresce, recursos de gerenciamento podem facilitar o diagnóstico e o acompanhamento da comunicação.

Entre os recursos que podem contribuir para a manutenção estão:

• Diagnóstico de comunicação;
• Monitoramento da infraestrutura;
• Visualização de eventos;
• Identificação de falhas.

O monitoramento permite acompanhar o comportamento da rede e identificar perda de comunicação, instabilidades, eventos e outras alterações. Dessa forma, a manutenção pode deixar de ser exclusivamente reativa e passar a utilizar informações da própria infraestrutura para identificar problemas.

Outra estratégia é a redundância de rede. Em uma arquitetura dependente de um único caminho de comunicação, uma falha pode interromper a rede. Com caminhos alternativos, é possível reduzir o impacto de determinadas falhas e aumentar a robustez da infraestrutura.

A escolha entre diferentes recursos deve acompanhar a necessidade da aplicação. Uma rede simples pode não exigir o mesmo nível de gerenciamento ou redundância de uma infraestrutura industrial crítica.

Como melhorar a infraestrutura Ethernet Industrial?

A disponibilidade também depende dos componentes utilizados na infraestrutura. Em determinadas aplicações, a fibra óptica pode contribuir para uma comunicação mais robusta por apresentar imunidade a interferências eletromagnéticas e permitir comunicação em longas distâncias.

Por esse motivo, ela é frequentemente utilizada em backbones industriais e na interligação entre áreas produtivas.

Os cabos e conectores também precisam fazer parte da análise. Problemas de cabeamento, conectores danificados, instalações inadequadas e blindagem incompatível com o ambiente podem comprometer a comunicação mesmo quando o switch está corretamente especificado.

Outro ponto importante é considerar a expansão da rede. Uma infraestrutura pode crescer com a inclusão de novos dispositivos, sistemas de monitoramento e outras aplicações. Antecipar essas necessidades ajuda a evitar alterações posteriores na arquitetura.

Checklist para aumentar a disponibilidade da rede

Antes de finalizar a especificação, avalie:

• Quantidade de dispositivos conectados;
• Necessidade de gerenciamento;
• Distâncias da rede;
• Possibilidade de expansão futura;
• Utilização de fibra óptica;
• Requisitos de disponibilidade;
• Recursos de redundância;
• Estratégia de monitoramento;
• Condições ambientais.

A disponibilidade da rede industrial não depende de um único equipamento. Ela é resultado da combinação entre uma infraestrutura corretamente especificada, componentes adequados ao ambiente, monitoramento e estratégias compatíveis com a criticidade da aplicação.

Uma rede Ethernet Industrial confiável precisa acompanhar as necessidades da operação. À medida que aumenta a dependência da comunicação entre equipamentos, também cresce a importância de uma infraestrutura preparada para lidar com falhas, expansão e diferentes condições de operação.

Switches adequados, gerenciamento, monitoramento, redundância, fibra óptica e componentes compatíveis com o ambiente são recursos que podem contribuir para aumentar a disponibilidade da rede industrial.

Perguntas frequentes

O que é disponibilidade da rede?

É a capacidade da infraestrutura de comunicação permanecer operacional quando necessária.

Como aumentar a disponibilidade de uma rede industrial?

A utilização de switches adequados, monitoramento, redundância e uma infraestrutura corretamente especificada pode contribuir para aumentar a disponibilidade.

O que é redundância de rede?

É uma estratégia que utiliza caminhos alternativos de comunicação para reduzir os impactos causados por determinadas falhas.

Quando utilizar switches gerenciáveis?

Quando a aplicação exige monitoramento, diagnóstico ou maior controle da infraestrutura.

A fibra óptica melhora a disponibilidade?

Em determinadas aplicações, a imunidade a interferências eletromagnéticas e a capacidade de comunicação em longas distâncias podem contribuir para uma infraestrutura mais robusta.

O monitoramento da rede é importante?

Em aplicações críticas, o monitoramento pode ajudar a identificar problemas antes que eles provoquem interrupções na operação.

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