RÁDIOS NA AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL

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RÁDIOS NA AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL Como Aplicar Rádio Enlace em Sistemas de Aquisição de Dados e Controle Industrial

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RÁDIOS NA AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL

Como Aplicar Rádio Enlace em Sistemas de Aquisição de Dados e Controle Industrial

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DO QUE VAMOS FALAR

• Quais justificativas para utilização de RÁDIOS no Controle Operacional;

• Quais benefícios que os RÁDIOS levam para o Controle Operacional junto com a Automação Industrial;

• Quais tecnologias disponíveis e quais aplicações nos sistemas de Controle e Automação;

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CENÁRIO

• É necessário estabelecer uma comunicação entre dois controladores a uma distância de 8Km entre eles, mas é inviável a utilização de mídia física;

• Há um conjunto de dispositivos de comunicação móveis dentro de uma área limitada, como estabelecer uma comunicação entre eles;

• Como intercomunicar diversos pontos em uma planta, com protocolos diferentes, com objetivo de aquisitar dados para uma sala de controle?

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EVOLUÇÃO – TELECOMUNICAÇÃO

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DESAFIOS

• Como especificar a faixa de frequência de trabalho em função da distância e quantidade de dados;

• Como calcular antenas, infraestrutura de repetição de forma a equalizar o projeto de atenuação do sinal;

• Como aplicar boas práticas para diminuição de interferências e aumento de disponibilidade do rádio.

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CONCEITO

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Zona de Fresnel: a energia do sinal irradiado é distribuída no espaço em torno da linha de

visada direta

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RÁDIO PROPAGAÇÃO

• Propagação de ondas eletromagnéticas no espaço terrestre;

• Uso de Transmissor e Receptor com Modulação e Demodulação (MODEM);

• Uso de Antenas para Ampliação de Sinais;

• Capacidade de comunicação dependente da Distância e Link de Dados (device);

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BENEFÍCIOS

• 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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FUNCIONAMENTO

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• Descobertas por Hertz –Físico Alemão em 1888

• Gerador Elétrico de Alta Frequência – Oscilação

• Oscilação – origina Ondas Eletromagnéticas

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TECNOLOGIA

• Rádio MODEM Transmissor / Receptor para Comunicação do Dados;

• Antena para Amplificação e Direcionamento do Sinal e Link;

• Controladores ou Devices para Produção ou Consumo de Informações;

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ANTENAS

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APLICAÇÃO

• Para projetos práticos na Indústria (atende soluções mais comuns):

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Valores teóricos – apenas para ordem de grandeza.

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GANHO E PERDA

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O transmissor e o ganho devem ter potência suficiente para chegar no receptor, mas não pode exceder.

A composição de ganho e perda (atenuação), corresponde ao sinal de chegada no receptor.

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CÁLCULOS

Para um projeto de Rádio Enlace, é necessário a aplicação de um Site Survey, que tem por objetivo:

• Analisar localização, distância, visada e frequências;

• Definir quantidade de rádios base e repetidoras;

• Especificar equipamentos de acordo com frequência e Throughput (taxa de Transferência);

• Questões legais e de regulamentação ANATEL;

• Plano de frequências;

• Teste e validação do Enlace de Dados.

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IMPLANTAÇÃO

• Definia sua necessidade (foco na distância e quantidade de dados de tráfego);

• Faça um Site Survey teórico – para definir uma viabilidade básica (visada) use o Google Earth;

• Analise opções (viabilidades) de mercado de Rádios, Antenas e Torres, se este for o caso;

• Contrate um Site Survey profissional, faça o projeto de especificação e implantação;

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EXEMPLO – SITE SURVEY TEÓRICO

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Onde ?Distância ?Quantos Mb/s ?Qual dB / mW ?= Modem, antenas, torres...

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O QUE VOCÊ TEM QUE ENTENDER

• A capacidade de distância do Link depende da frequência (quanto maior, menor a distância) e da quantidade de dados (quanto maior, menor a distância);

• Os rádios tem potência de transmissão (dBm/mW) que atendem uma determinada velocidade e tem sensibilidade na recepção;

• O que define o Enlace, é o calculo gradual dos ganhos (antenas) e perdas (conexões e cabos) – slide 13.

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Exemplo Rádio

Exemplo Antena

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TENDENCIAS

• Uso de Modens com VPN Segura (Cibersegurança);

• Tecnologia – NB-IoT – LTE;

• Uso de Rádios como IaaS.

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VPN - Virtual Private NetworkNB-IoT - NarrowBand IoT LTE - Long Term EvolutionIaaS (Infrasctruture as a Service)

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CONCLUSÃO

Os Links de Rádios permitiram a expansão do uso do comando e controle na automação industrial, viabilizando

comunicação entre sistemas, obtendo ganhos de performance produtiva e segurança operacional.

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AUTOR

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• Márcio Venturelli trabalha no Mercado de Automação Industrial há 25 anos, tendotrabalhado em departamentos, tais como, Assistência Técnica, Treinamentos,Engenharia e Negócios.

• Trabalhou em diversos Projetos de Implantação de Sistemas e Automação e ControleOperacional de Plantas de Bioenergia, Transformação e Manufatura, no Brasil e noExterior.

• Atualmente trabalha em Desenvolvimento de Soluções e Tecnologias para Otimização eConvergência de Sistemas de Automação Industrial, como foco em Conectividade eRedes de Comunicação Industrial, desenhando Soluções que tenham Aderência para aIndústria 4.0.

• Professor Universitário de Pós-Graduação de Automação Industrial e Gerenciamento deProjetos.

• Membro Sênior da ISA (Sociedade Internacional de Automação), Diretor de Tecnologiada ISA Distrito 4 (Brasil) e Diretor de Tecnologia Safety Bus da PI (Profibus/ProfinetInternacional).

• Graduado em Ciência da Computação, com Especialização em Controle e AutomaçãoIndustrial, Pós-Graduado em Gestão Industrial, Pós-Graduado em Tecnologia doPetróleo e Gás e Possui MBA em Estratégia de Negócios. Técnico nas Áreas deEletrônica e Eletrotécnica.ATUALIZADO DEZ/2016

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