wi-fi na automaÇÃo industrial
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REDES WI-FI NA AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL
Aplicação das Redes Sem Fio no Chão-de-Fábrica (WIRELESS - Padrão IEEE 802.11)
DO QUE VAMOS FALAR
• O que é uma Rede WI-FI e sua Tecnologia;
• Como a Rede WI-FI está sendo Aplicada no Chão de Fábrica;
• Quais das Diretrizes para PROJETOS e IMPLANTAÇÃO de Redes WI-FI na Indústria.
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CENÁRIO
• Preciso interconectar dispositivos de automação da fábrica para troca de informações e análise de dados;
• Como especificar equipamentos WI-FI para aplicações no Chão-de-Fábrica, o que devo saber;
• Como analisar os Protocolos, Segurança e Disponibilidade na Rede Industrial WI-FI.
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EVOLUÇÃO NAS COMUNICAÇÕES DA INDÚSTRIA
4~20mA (Analógico)
Comunicação Digital
Protocolos Industriais Abertos
Ethernet Industrial
Wireless Industrial
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ONDE ESTAMOS
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PORQUE USAR O WI-FI
• Interconexão Ethernet convencional (fiação) quando não é possível;
• Segregação de uma rede de comando e controle com uma de informação para gestão;
• Facilidade de manutenção e monitoramento (acesso remoto);
• Disponibilidade da informação em múltiplos locais (outros serviços);
• Baixo Investimento em Infraestrutura para informações de planta.
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BENEFÍCIOS
• Baixo Custo; • Aplicações Especiais; • Mobilidade; • Alcance; • Flexibilidade; • Confiabilidade; • Implantação Rápida; • Custo de Manutenção; • Imunidade a Ruído; • Custo Projeto / Instalação (viabilidade); • Diagnóstico de Operação, Manutenção e Segurança.
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ENTENDENDO A TECNOLOGIA
• É uma Rede de Classificação WLAN (Local);
• WI-FI é Marca Registrada da Alliance;
• Está baseada no Padrão IEEE 802.11;
• Protocolos Industriais baseado em Ethernet são Aderentes a Tecnologia.
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PRINCÍPIO
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IEEE 802.11
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DESAFIOS
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COMUNICAÇÃO E SEGURANÇA
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• WIRELESS – Espectro de Radiofrequência
• FHSS - Espalhamento Espectral por Salto de Frequências – Frequency Hopping Spread Spectrum
• DSSS - Espalhamento Espectral com Sequenciamento Direto - Direct Sequence Spread Spectrum
• OFDM - Multiplexação por Divisão de Frequência Ortogonal - Ortogonal Frequency Division Multipexing
WI-FI INDUSTRIAL
• Aplicação em Ambientes Severos (Hardware);
• Temperatura 75º C a -35º C (exemplo);
• Proteção Mecânica Especial;
• IP (Grau de Proteção Alto);
• Suportar Vibração e Impacto;
• Alta Imunidade a Ruídos (EMI);
• Arranjos de Alta Disponibilidade (Redundâncias);
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TRANSMISSÃO E RECEPÇÃO WI-FI
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REDE WI-FI – TIPO: AD-HOC
• Sem controle central de acesso
• Sem uso de Access Point (AP)
• As estações comunicam diretamente uma com as outras
• As estações devem controlar a colisão de dados entre elas
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REDE WI-FI – TIPO: AP ACCESS POINT
• Com controle central de acesso
• Uso através de AP
• O AP cria uma célula e controla a transmissão dentro dela
• Normalmente o AP está conectado a uma rede física e serve de ponto de acesso à ela
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REDE WI-FI – TIPO: AP ACCESS POINT + CLIENT
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REDE WI-FI – TIPO: MULTIPONTO C/ SUBREDE
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REDE WI-FI – TIPO: WDS (Wireless Distribution System)
• Expande a cobertura de Rede WI-FI
• Interliga todos AP e Router como Única Rede
• Backbone também interligado via Wireless
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REDE WI-FI – TIPO: ROAMING
• Aplicação Móvel
• AP Interligado via Cabo
• AP Configurados em Células (SSID) Service Set IDentifier
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REDE WI-FI – TIPO: MESH
• IEEE 802.11s
• Protocolo que Gerencia qual melhor rota
• Permite aplicação Dinâmica
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SEGURANÇA NA REDE
De acordo com a segurança da rede industrial, existem três aspectos que devem ser considerados: confidencialidade, integridade e disponibilidade.
• Confidencialidade: Garantia da
informação somente para usuário autorizado;
• Integridade: Informação somente pode ser modificada por usuário autorizado;
• Disponibilidade: Acesso permanente as informação pelos usuários autorizados.
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SEGURANÇA
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• WEP - Wired Equivalent Privacy
• WPA - Wi-Fi Protected Access
• WPA2 - Wi-Fi Protected Access II
• AES (Advanced Encryption Standard)
WPA2-PSK é um dos sistemas recomendados para autenticação de dados
AES é um dos sistemas recomendados para criptografia dos dados
WI-FI ACESSO MAC E IP
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DCF - Distributed Coordination Function ou Função de Coordenação Distribuída PCF - Point Coordination Function ou Função de Coordenação Pontual
IMPLANTAÇÃO
• Esteja certo do propósito da rede Wireless WI-FI, o que se espera e principalmente porque substituiu o cabo;
• Analise o a Visada do Ambiente, se possível contrate um serviço de Site Survey;
• Contrate uma empresa especialista para elaborar a especificação de acordo com sua necessidade;
• Configure os Client´s e suba os serviços conectados aos AP´s, analise a intensidade e qualidade do sinal;
• Implante os periféricos e configure, repetidores, roteadores, teste as desconexões lógicas;
• Faça teste de tráfego e broadcast, analise de preferência baseado no protocolo de trabalho;
• Faça cenários de desconexão, libere para trabalho.
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TENDÊNCIAS
• Ampla utilização das redes WI-FI para distribuir informação na Planta;
• Entrega de Informações no Cloud e Big Data, para armazenamento e análise de dados da Operação e Manutenção via WI-FI;
• Convergência das Redes Industriais e Protocolos para Ethernet, facilitando a disseminação da informação via WI-FI.
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CONCLUSÃO
AS REDES WI-FI NA INDÚSTRIA SÃO A PRÓXIMA FRONTEIRA, UMA VEZ QUE A ETHERNET INDUSTRIAL SE CONSOLIDA COMO PADRÃO, AS REDES WI-FI ADEREM A TENDÊNCIA DA ENTREGA DE INFORMAÇÕES COM BAIXO CUSTO, DE FORMA RÁPIDA E SEGURA, ATENDENDO AOS
REQUISITOS DA INDÚSTRIA 4.0.
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AUTOR
• Márcio Venturelli trabalha no Mercado de Automação Industrial há 20 anos, tendo
trabalhado em departamentos, tais como, Assistência Técnica, Treinamentos, Engenharia e Negócios.
• Trabalhou em diversos Projetos de Implantação de Sistemas e Automação e Controle Operacional de Plantas de Bioenergia, Transformação e Manufatura, no Brasil e no Exterior.
• Atualmente trabalha em Desenvolvimento de Mercados e Tecnologias para o Setor Sucroenergético e Bioenergia, com foco em Arquitetura de Soluções de Conectividade e Redes Industriais, tendo como Principal Diretriz a Geração de Valor para o Cliente, nas Dimensões: Aumento da Produção, Redução de Custos e Elevação da Segurança Funcional, em Soluções que sejam aderentes à Indústria 4.0.
• Professor Universitário de Pós-Graduação de Automação Industrial e Gerenciamento de Projetos.
• Membro Sênior da ISA (Sociedade Internacional de Automação), Diretor de Tecnologia da ISA Distrito 4 (América do Sul) e Diretor de Tecnologia Safety Bus da PI (Profibus/Profinet Internacional).
• Graduado em Ciência da Computação, com Especialização em Controle e Automação Industrial, Pós-Graduado em Gestão Industrial, Pós-Graduado em Tecnologia do Petróleo e Gás e Possui MBA em Estratégia de Negócios. Técnico nas Áreas de Eletrônica e Eletrotécnica.
ATUALIZADO AGO/2016
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