O que é um sistema fieldbus?

Durante muito tempo, conectar instrumentos e equipamentos ao sistema de automação significava levar sinais individualmente do campo até o controlador.

Um transmissor podia, por exemplo, enviar uma variável de processo por um sinal de 4 a 20 mA. Para outro instrumento, era necessária outra ligação. Para outro sinal, mais uma.

Esse modelo continua sendo utilizado e faz sentido em diversas aplicações. Mas, conforme a quantidade e a complexidade dos dispositivos aumentam, cresce também a necessidade de trocar mais informações entre o campo e o sistema de controle.

É justamente nesse contexto que entram os sistemas fieldbus.

O que significa fieldbus?

De forma simples, um fieldbus é um sistema de comunicação digital desenvolvido para conectar dispositivos utilizados na automação industrial.

Em vez de transmitir apenas uma variável por uma conexão dedicada, os dispositivos passam a trocar dados digitais através de uma rede de comunicação.

Sensores, atuadores, remotas de entrada e saída, inversores, instrumentos e controladores podem participar dessa comunicação, dependendo da tecnologia utilizada.

Essa mudança é importante porque um dispositivo industrial normalmente possui muito mais informação disponível do que apenas o valor principal de processo.

Um inversor, por exemplo, não precisa informar somente uma velocidade. Dependendo do protocolo e do equipamento, também pode disponibilizar estados operacionais, alarmes, parâmetros e informações de diagnóstico.

O fieldbus cria uma estrutura para que essas informações sejam transportadas pela rede e utilizadas pelo sistema de automação.

Qual é a diferença para uma ligação convencional?

Imagine um transmissor de pressão conectado ao sistema de controle por um sinal de 4 a 20 mA.

A corrente representa o valor da variável medida. Para aquela função, é uma solução simples e extremamente difundida na indústria.

Em uma rede fieldbus, a comunicação é digital. Isso permite transportar diferentes tipos de informação entre os dispositivos utilizando uma infraestrutura de comunicação compartilhada.

A principal mudança, portanto, não é apenas trocar um tipo de cabo por outro.

Muda a quantidade e a qualidade das informações disponíveis para o sistema de automação e para a equipe responsável pela planta.

O que isso traz para a automação?

Uma das vantagens mais visíveis é a redução da quantidade de cabeamento quando comparada a arquiteturas com grande número de conexões individuais.

Mas esse é apenas um dos benefícios.

Dependendo do protocolo e dos dispositivos utilizados, uma rede fieldbus também pode disponibilizar informações de estado, parâmetros e diagnósticos dos equipamentos.

Isso cria mais possibilidades para configuração, operação e manutenção da planta.

Outra característica importante é a padronização da comunicação.

Em tecnologias abertas e padronizadas, equipamentos de diferentes fabricantes podem participar da mesma rede desde que atendam aos requisitos definidos para aquela tecnologia e aplicação.

Isso não significa que qualquer equipamento possa ser conectado a qualquer rede. Protocolo, perfil, meio físico, configuração e características dos dispositivos precisam ser compatíveis.

Fieldbus e meio físico são a mesma coisa?

Não.

Essa diferença será importante nos próximos conteúdos.

O protocolo define as regras utilizadas para a comunicação entre os dispositivos. O meio físico está relacionado à forma como os sinais são efetivamente transmitidos.

No PROFIBUS DP, por exemplo, uma das tecnologias de transmissão mais utilizadas é o RS 485.

Portanto, RS 485 e PROFIBUS não são dois protocolos concorrentes.

O PROFIBUS define a comunicação, enquanto o RS 485 pode ser utilizado como tecnologia de transmissão para essa comunicação.

Onde entra o PROFIBUS?

O PROFIBUS é um dos sistemas fieldbus mais difundidos na automação industrial.

Ele permite a comunicação digital entre controladores e diferentes dispositivos de campo, como remotas de entrada e saída, inversores, instrumentos e outros equipamentos utilizados no processo produtivo.

A partir daqui começa uma questão importante.

Se diferentes equipamentos possuem características, parâmetros e informações de diagnóstico próprios, como o controlador sabe o que cada dispositivo PROFIBUS é capaz de fazer?

É justamente para isso que existe o arquivo GSD.

No próximo conteúdo da jornada, vamos entender o que ele é e qual é sua função dentro de uma rede PROFIBUS.