Diferença entre PROFIBUS e PROFINET: a comparação direta
A comunicação industrial desempenha um papel vital na eficiência operacional e no controle de processos das instalações industriais. As tecnologias de comunicação PROFIBUS e PROFINET, ambas desenvolvidas e suportadas pela PROFIBUS & PROFINET International (PI), são amplamente adotadas em projetos de automação, não apenas em plantas industriais (centros de logística, aeroportos, parques de diversão e outros podem usar automação).
Neste artigo vamos explorar as diferenças técnicas básicas entre PROFIBUS e PROFINET, levando em consideração suas características e aplicabilidades específicas.
Qual a diferença entre PROFIBUS e PROFINET?
O PROFIBUS é um barramento de campo serial clássico (funciona com um cabeamento elétrico dedicado, o RS-485) que atinge até 12 Mbit/s (velocidade de transmissão de dados) e topologia predominantemente em linha, ou seja, os equipamentos são ligados um atrás do outro, como um varal.
Já o PROFINET é um protocolo Ethernet industrial que roda a partir de 100 Mbit/s, podendo chegar a 1 Gbit/s dependendo da infraestrutura, em topologias mais flexíveis como estrela, árvore e anel.
Na prática, o PROFINET tende a ser a escolha para projetos novos, que precisam de mais velocidade e flexibilidade; o PROFIBUS segue sendo uma opção robusta para quem já tem a rede instalada ou não depende de alta largura de banda. Os detalhes técnicos completos estão na tabela abaixo – a melhor forma de visualizar um comparativo.
| Característica | PROFIBUS | PROFINET |
|---|---|---|
| Camada física | Serial que opera em RS-485 e fibra ótica. Possibilidades de wireless com soluções proprietárias | IEE 802.3 – Utiliza o padrão Ethernet e pode trafegar via cobre, fibra ou wireless nativamente |
| Modelo de comunicação | Mestre – escravo | Produtor – consumidor |
| Método de transmissão | Half Duplex | Full Duplex |
| Taxa de comunicação | 9,6 Kbit/s a 12 Mbit/s. Mais comumente usado até 1,5Mbit/s | Padrão 100Mbit/s. Obs: Por utilizar o meio físico ethernet o PROFINET pode trafegar em distintas larguras de banda (100Mbit/s, 1Gbit/s ou mais). 100Mbit/s é o padrão mínimo exigido pelos equipamentos e, à exceção de switches, não é comum encontrar dispositivos que suportem largura de banda superior. |
| Tempo de ciclo | Global e resultante de alguns fatores como baudrate, quantidade de dispositivos, infraestrutura, diagnósticos e outros. | Individual e configurável para cada dispositivo. Para PROFINET RT o valor parte de 1ms até 512ms |
| Topologias suportada | PROFIBUS é construído em sua maioria com topologias em linha. Porém repetidores (e HUBs), links de fibra ótica e soluções proprietárias de rádio permitem a construção de topologias bastante mais complexas | O PROFINET, por sua vez, permite nativamente topologias em estrela, árvore, linha e anel, além de combinações destas, como também soluções sem fio |
| Quantidade de equipamentos | Até 126 | Sem limite pela tecnologia. A limitação não está mais atrelada ao protocolo, mas sim ao limite suportado pelo IO Controller. Poucos controladores suportam acima de 254 dispositivos. |
| Campo de dados | Até 244 bytes | Até 1440 bytes |
| Integração | Disponível via gateways e conversores | Transparente |
Quando optar entre PROFIBUS e PROFINET
Para fins de controle, os dois protocolos atendem à maior parte das aplicações; a diferença está em como cada um resolve isso. O PROFINET leva vantagem em redundância: com o MRP (Media Redundancy Protocol), a rede se reconecta em menos de 200 ms se um cabo da topologia em anel falhar, e dá para ter redundância também no controlador (sistema S2, R1 e R2); algo que o PROFIBUS não oferece nativamente, já que nele redundância utiliza tecnologias proprietárias.
Comercialmente, faz mais sentido a escolha por PROFINET dado sua longevidade, suporte e custo, uma vez que dispositivos antigos e/ou descontinuados tendem a ter seu valor inflacionado.
Portanto, a escolha se resolve com três perguntas:
1 – E, se a rede for nova, você tem mão de obra treinada em PROFIBUS à disposição, ou já faz mais sentido entrar direto em PROFINET?
2 – A aplicação exige sincronismo de movimento (motion control) ou só E/S discreta e simples?
3 – Os equipamentos que você precisa ainda têm disponibilidade em PROFIBUS, ou o fabricante já migrou a linha para PROFINET?
PROFIBUS está obsoleto? Vale a pena migrar para PROFINET?
Não exatamente. O PROFIBUS continua sendo suportado e é a espinha dorsal de milhares de plantas em operação e tem mais de 70 milhões de nós instalados no mundo. O que muda é o cenário de mercado: os fabricantes têm concentrado o desenvolvimento de novos dispositivos em PROFINET e componentes PROFIBUS descontinuados tendem a ficar mais caros e mais difíceis de repor conforme o tempo passa. Isso é reconhecido pela própria PROFIBUS & PROFINET International.
Na prática, a decisão de migrar (ou não) depende menos da tecnologia em si e mais da saúde da rede que você já tem. Antes de decidir qualquer coisa, vale medir o estado real da sua rede (telegramas de erro, tempo de ciclo, integridade de barramento etc.) com um TS Analisador PROFIBUS PRO ou um TS Monitor PROFINET. Muitas vezes, o problema não é o protocolo estar “obsoleto”, e sim uma rede mal diagnosticada.
Dá para integrar PROFIBUS e PROFINET na mesma planta?
Dá, sim, e é bem mais comum do que parece. A tabela acima já mostra isso na linha “Integração”: o PROFIBUS se conecta ao mundo PROFINET através de gateways e conversores, enquanto o PROFINET, por rodar nativamente em Ethernet, tende a ter integração mais direta com o resto da infraestrutura de TI. Com a devida ressalva dos necessários cuidados com segurança cibernética.
Em outras palavras, trocar toda a planta de uma vez raramente é viável e tampouco necessário. É comum encontrar chão de fábrica com os dois protocolos convivendo: equipamentos PROFIBUS mais antigos conectados via gateway a um backbone PROFINET mais novo. Para isso funcionar sem dor de cabeça, amém das devidas configurações de controle e temporização, a parte física da rede PROFIBUS (terminação, conectores e infraestrutura de hub) precisa estar em dia; é o que o TS Hub DP, o TS Terminador e o Conector PROFIBUS resolvem.
Precisa de ajuda para decidir entre PROFIBUS e PROFINET no seu projeto?
Cada planta tem um histórico diferente, com equipamentos instalados, fornecedores, orçamento, prazos etc. Se você está avaliando migrar, integrar ou só quer confirmar se a rede que já tem está saudável, a equipe de consultores da Toledo e Souza pode ajudar a mapear esses pontos com você. Fale conosco e conte um pouco sobre o seu projeto.
Perguntas frequentes sobre PROFIBUS e PROFINET
Qual a diferença entre PROFIBUS e PROFINET, em resumo?
O PROFIBUS é uma rede serial (RS-485), com taxas de até 12 Mbit/s e topologia em linha. O PROFINET é uma rede Ethernet industrial, com taxas a partir de 100 Mbit/s e topologias flexíveis (estrela, árvore, anel). A tabela completa está mais acima neste artigo.
Para que serve o PROFIBUS?
O PROFIBUS conecta CLPs, sensores, atuadores e outros dispositivos de campo em uma rede de automação industrial, permitindo que eles troquem dados de controle e diagnóstico em tempo real. É usado tanto em automação de manufatura (PROFIBUS DP) quanto em automação de processos (PROFIBUS PA).
Para que serve o PROFINET?
O PROFINET cumpre a mesma função de conectar dispositivos de campo à camada de controle, mas rodando sobre Ethernet industrial. Com isso, permite maior largura de banda, topologias mais flexíveis e integração mais direta com sistemas de TI corporativos, o que o torna comum em projetos que envolvem coleta de dados, MES e indústria 4.0.
Como funciona a comunicação PROFIBUS?
O PROFIBUS usa o modelo mestre-escravo: um dispositivo mestre (geralmente um CLP) organiza e inicia a comunicação com os dispositivos escravos (sensores, atuadores, ilhas de E/S) em modo half duplex, ou seja, transmitindo em uma direção por vez.
O que é uma rede PROFINET?
É uma rede industrial baseada no padrão Ethernet (IEEE 802.3), que usa o modelo produtor-consumidor e comunicação full duplex. Nisso, os dispositivos podem enviar e receber dados simultaneamente, com tempo de ciclo configurável para cada equipamento.
PROFIBUS ainda vale a pena ou já está obsoleto?
O PROFIBUS ainda é amplamente suportado e continua sendo uma opção sólida para redes já instaladas. O que pesa a favor do PROFINET em projetos novos é a durabilidade, o suporte e o custo a médio prazo, já que peças PROFIBUS descontinuadas tendem a ficar mais caras com o tempo.
