wireless industrial – isa100 e wirelesshart

ISA 100 e WirelessHART

Aplicações de Redes Sem Fio na Instrumentação e Controle de Processos Industriais

DO QUE VAMOS FALAR

• Quais justificativas para utilização de Wireless na Indústria;

• Quais benefícios na utilização de Wireless na Indústria;

• Quais tecnologias estão no mercado e suas aplicações práticas.

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CENÁRIO

• Necessito fazer uma medição de temperatura em um local onde a máquina é rotativa e se desloca, não há como cabear a instrumentação, além de ser um ambiente agressivo;

• Preciso aquisitar dados de diversos pontos do processo de difícil acesso, com objetivo de gerenciar o ativo da planta;

• Desenvolver um controle de nível de baixa criticidade, substituindo uma operação manual remota, apenas colocando medição e atuador Wireless.


ENTENDENDO A TECNOLOGIA

• Instrumentação Wireless é a

tecnologia de medição e controle*

sem utilização de fios no

processo industrial;

• Ela não substitui a convencional,

esta tecnologia complementa

suas aplicações, antes não possível;

• A implantação é rápida, segura e eficaz, já obtendo benefícios imediatos pós investimento.

* Baixa criticidade


CONCEITO


HISTÓRICO


EVOLUÇÃO


APLICAÇÕES WIRELESS

• O que justifica uma aplicação Wireless:

– Instrumentação convencional (fiação) não é

possível;

– Viabilidade de medição pela quantidade de instrumentos (função);

– Facilidade de manutenção e monitoramento (acesso);

– Disponibilidade da informação em múltiplos locais;

– Interconexão a longa distância.


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


ENQUADRAMENTO WIRELESS


COMPOSIÇÃO


ISA 100 – ABRANGÊNCIA


APLICAÇÃO WIRELESS – ISA 100


NORMA ISA-100.11a – IEC 62734


APLICAÇÃO ISA-100.11a


DIVERSOS FABRICANTES


NORMA ISA-100.15


CARACTERÍSTICA WirelessHART

• Taxa de comunicação de 250 Kb/s em 2.4 GHz; • 16 Canais de Rádio; • Modulação Digital baseada em DSSS; • Operação Ponto-a-Ponto para permitir a formação de rede

Mesh; • “Ouvir antes de Falar” para acesso ao canal (CSMA-CA ); • Endereçamento dinâmico e flexível dos devices; • Protocolo amigável para confiabilidade na transferência; • Baixo consumo de energia.


WirelessHART – IEC 62591


WirelessHART – Componentes


DIFERENÇA ISA X WirelessHART


WirelessHART x ISA 100.11a no modelo OSI


APLICAÇÃO MEDIÇÃO E CONTROLE


GERENCIAMENTO DE ATIVOS


SEGURANÇA

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.


TOPOLOGIAS

• O que define a topologia é a conexão lógica e não física.

• Normalmente as topologias Mesh e Estrela são aplicadas.


IMPLANTAÇÃO

• Dicas Importantes: – Planeje o projeto, tenha uma visão clara do objetivo de sua rede; – Discuta com seu fornecedor a melhor tecnologia a ser aplicada em sua planta, há muitas soluções; – Se necessário contrate um serviço de Site Survey, que é o projeto da rede Wireless com todos os detalhes de sinais, visadas, repetidores, entre outros; – Planifique os instrumentos e o Gateway, lembre-se que os instrumentos transmitirão

informações e também funcionarão como repetidores; – Analise as visadas da planta, pelo menos 25% dos instrumentos devem ter conexão

direta com o Gateway, caso não ocorra utilize repetidores; – Cada instrumento deve se comunicar com no mínimo 3 vizinhos e o Gateway com 5

instrumentos (redes grandes); – Verifique se precisa de acoplar outros protocolos ou instrumentos com fio, use os

conversores Wireless; – Configure as taxas de atualização, lembre-se que a durabilidade da bateria depende

desta configuração; – Após comissionamento aguarde 4 horas e analise as interconexões dos instrumentos,

se está minimamente em quantidade de acoplamentos e qualidade de sinais; MAR/16 ISA 100 e WirelessHART - Aplicações de Redes Sem Fio na Instrumentação e Controle de Processos Industriais 27

INSTALADO EM CAMPO


PONTOS IMPORTANTES

• Área Classificada: As soluções Wireless são aplicadas em áreas Ex, analise das instalações do Gateway na planta;

• Baterias: O que define sua vida útil é principalmente as taxas de atualização, planeje otimamente o uso da informação;

• Controle e Criticidade: Informações para controle de processos e informações críticas devem ser analisadas se podem ser colocada em Wireless, normalmente não se aplicam, todavia um estudo de impactos é necessário.


TENDÊNCIAS

• Ampla utilização das redes Wireless para Instrumentação, com objetivo de Gerenciamento de Ativos On-Line;

• Entrega de Informações no Cloud e Big Data, para armazenamento e análise de dados da Operação e Manutenção;

• Convergência de Protocolos e Camadas de informações, horizontalizando as informações para a Indústria 4.0.


CONCLUSÃO

As redes sem fio para aplicação industrial estão em crescimento, para instrumentação e controle é um grande avanço,

complementando soluções antes não possíveis. Somado ao fato que o aumento das informações de planta, permitem soluções

que remetem ao conceito da Indústria 4.0.


AUTOR

• Márcio Venturelli trabalha no mercado de automação industrial há 20 anos,

tendo passado por diversos departamentos, tais como, assistência técnica, treinamentos, comissionamento, projetos, engenharia, marketing e negócios.

• Trabalhou em diversos projetos de implantação de sistemas de automação e controle operacional de plantas de bioenergia, transformação e manufatura, no Brasil e no exterior.

• Atualmente trabalha como eng. de soluções em Conectividade e Redes Industriais, desenhando soluções de automação e controle de processos, aderente a Indústria 4.0.

• Professor universitário de pós-graduação de automação industrial e gerenciamento de projetos.

• Membro Sênior da ISA (Sociedade Internacional da Automação), Diretor Técnico da ISA e Membro do Comitê ISA 99 e ISA 100, Diretor de Safety Bus da PI (Profibus 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.

ATUALIZADO MAR/2016


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