Tecnologias de rádio

Tecnologias de rádio

Sempre a solução adequada

Tecnologias de rádio diferentes para requisitos industriais especiais.

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Categorias

  • Bluetooth

    O Bluetooth é, para condições e ambientes especialmente robustos e difíceis, o método rápido e simples para a transmissão de dados de controle para equipamentos de automatização móveis ou de difícil acesso.

  • Trusted Wireless 2.0

    Tecnologia Trusted Wireless 2.0 para a transmissão simples e segura de dados e sinais em longas distâncias.

  • Wireless LAN

    Wireless LAN é a solução para redes sem fio potentes e universais, por ex. para aplicações de automatização móveis.

  • WirelessHART

    WirelessHART com roteamento full mesh é a solução para uma confiabilidade especialmente alta com um baixo consumo de energia para a interconexão sem fio de equipamentos de campo sem fio HART na indústria de processos.

Na indústria existem diferentes áreas de aplicação para a utilização de tecnologias de rádio desde a transmissão do simples valor de um sensor até uma rede potente com centenas de participantes. Daqui resultam requisitos muito diferentes para a tecnologia de rádio.

Este amplo espectro de aplicações não consegue, atualmente, ser coberto de forma abrangente por nenhuma tecnologia de rádio. A Phoenix Contact disponibiliza produtos e soluções para quatro tecnologias de rádio diferentes, que podem ser utilizadas sem licença e sem custos, e que permitem cobrir quase todas as áreas de aplicação industriais.

Visão geral das tecnologias de rádio

  • Bluetooth para a transmissão rápida e eficiente de dados I/O, seriais e de Ethernet na construção de máquinas e instalações.
  • Trusted Wireless 2.0 como solução sem fio especializada para a transmissão simples de dados I/O e seriais ao longo de grandes distâncias.
  • WirelessHART como solução padronizada para a transmissão de sinais HART na tecnologia de processos.
  • Wireless LAN como solução de rede sem fio universal e potente, ideal também para aplicações de automatização móveis.
BluetoothTrusted Wireless 2.0WirelessHARTWireless LAN
Padrão de rádioIEEE 802.15.1Desenvolvimento próprio da Phoenix ContactIEEE 802.15.4IEEE 802.11
Banda de frequência2,4 GHz868 MHz, 900 MHz, 2,4 GHz2,4 GHz2,4 GHz, 5 GHz
Alcance de trabalho com linha de visada< 250 m32 km (900 MHz)
20 km (868 MHz)
5 km (2,4 GHz)
< 250 m< 1 km
Alcance de trabalho em um galpão industrial< 100 m< 250 m< 100 m< 100 m
TopologiaPonto-a-ponto, estrelaPonto-a-ponto, estrela, meshFull meshPonto-a-ponto, estrela, mesh
Estrutura de redeEstáticoEstáticoEstáticoMóvel
Taxa de dadosAté 3 MBit/sAté 500 kBit/sAté 250 kBit/sAté 300 MBit/s
Tempo de latênciaPoucos ms> 200 ms, dependente da banda de frequência, taxa de dados OTA e estrutura de rede> 3 sPoucos ms
Tempo de atualização mínimo16 ms no PROFINET  4 ms no PROFINET
Coexistência com WLANMuito boaMuito boaBoaMuito boa com bom planejamento
Robustez face a falhasMuito boaMuito boaMuito boaBoa
Aplicação típicaPROFINET, PROFIBUS (dados seriais)Dados I/O, dados seriaisDados HARTEthernet, PROFINET, EtherNet/IP
Segurança funcionalAdequado para PROFIsafe e aplicações SafetyBridgeNãoNãoAdequado para PROFIsafe e aplicações SafetyBridge

Tecnologias de rádio padrão: WLAN 802.11 e Bluetooth

As soluções e produtos Bluetooth e Wireless LAN da Phoenix Contact estão em conformidade com os padrões. As tecnologias de rádio industriais diferem, contudo, em pontos essenciais dos produtos correntes para aplicações de consumidores e escritórios.

A característica da comunicação industrial é que têm de ser transmitidos ciclicamente pacotes de dados relativamente pequenos com um tempo de atualização curto. Sendo decisiva a confiabilidade da comunicação. Já pequenas falhas ou interrupções de comunicação temporárias podem causar a parada da produção e assim originar altos custos subsequentes. Um firmware industrial especial reforçado é decisivo para uma comunicação sem fio confiável durante 7 dias por semana, 24 horas por dia.

Ao contrário de uma conexão por cabo bem protegida, o meio de transmissão na comunicação sem fio está exposto na indústria sem qualquer proteção a inúmeras falhas. Contudo, para poder garantir aqui uma qualidade de transmissão suficiente, foram implementados diversos mecanismos nas tecnologias de rádio em si, como também nos módulos de rádio industriais.

Destes fazem parte os procedimentos de correção de erros e de expansão da banda, transmissão redundante de dados ou a tecnologia de antena MIMO (Multiple Input, Multiple Output). Uma alta proteção contra diferentes, e em parte fortes, interferências eletromagnéticas na área industrial é oferecida pela alta frequência de transmissão em si: interferências industriais típicas, por ex. devido a conversores de frequência, ocorrem geralmente na faixa de frequência inferior (kHz, MHz). A comunicação sem fio não é influenciada por se situar acima dos 2,4 GHz.

As interferências eletromagnéticas que ocorrem nas bandas de frequência altas são antes provocadas por outras aplicações de rádio na mesma frequência. A condição para uma operação sem fio sem interferências é, por isso, um planejamento de frequências, sendo a cada aplicação atribuída uma faixa de frequência própria. Por norma, pode se dizer que uma interferência ocorre somente se a sua causa ocorrer no mesmo momento, no mesmo local e na mesma faixa de frequência.

Uma vez que é muito difícil limitar fisicamente o campo de transmissão, são obrigatórias as medidas de segurança especialmente na comunicação sem fio. Estas protegem contra a manipulação ou leitura dos dados. A maior parte dos sistemas sem fio já trazem mecanismos de segurança que correspondem ao estado atual da tecnologia de segurança TI e permitem a criação de redes sem fio seguras. Sendo que devem ser sempre ativados os procedimentos de encriptação mais atuais e seguros dos sistemas sem fio.

Contudo, para a segurança de rede não bastam medidas técnicas. Se exige também à operadora que tome medidas organizacionais. Em Mais informações encontrará links para as respectivas páginas da VDI e do "Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik" (BSI - Departamento Federal de Segurança nas Tecnologias da Informação). Estas informam detalhadamente sobre a proteção de redes (sem fio). A pedido, também poderá ser aconselhado pelos nossos especialistas de Industrial Wireless.

Uma vez que a transmissão de dados ocorre via rádio por meio de campos eletromagnéticos de alta frequência, surge recorrentemente a questão se isso representa um risco para a saúde. Como base para a avaliação é utilizada a taxa de absorção específica (SAR), tal como é conhecida para celulares. A SAR descreve a quantidade de potência radiante absorvida pelo tecido do corpo humano em uma situação.

Em caso de cumprimento dos valores máximos recomendados, não foram comprovados, segundo os conhecimentos atuais, quaisquer efeitos prejudiciais ao nível da saúde sobre o tecido do corpo humano. Os valores SAR por ondas de rádio de equipamentos Bluetooth ou WLAN permanecem, geralmente e em especial durante uma operação afastada do corpo, muito abaixo da potência radiante recomendada. Existem links para mais informações sobre este tema na rubrica Links.

Os sistemas sem fio são frequentemente utilizados para a comunicação com sistemas móveis ou movimentados. O movimento implica frequentemente perigo para as pessoas e os bens. Nestes casos é necessária uma comunicação funcionalmente segura através da ligação de rádio. A solução mais simples é utilizar protocolos de segurança baseados na Ethernet, como PROFIsafe ou a tecnologia SafetyBridge, que podem ser transmitidos de forma segura através de ligações de rádio Bluetooth ou WLAN. O motivo: os mecanismos de proteção da comunicação de extremo a extremo orientada à segurança do PROFIsafe e SafetyBridge são implementados independentemente do canal de transmissão, chamado Black Channel.

No chamado Black Channel podem ser utilizados componentes de rede padrão, assim como módulos Wireless LAN ou Bluetooth, uma vez que estes não têm de ser validados de acordo com os padrões de segurança da série IEC 61508. O protocolo de segurança reconhece erros ou tempos excedidos durante a comunicação e coloca a aplicação automaticamente em um estado seguro. Para que a produtividade da máquina ou instalação não seja prejudicada por falhas de comunicação frequentes, é indispensável uma solução robusta e confiável para a transmissão via rádio.

Os componentes de rede no Black Channel não têm de estar validados conforme a IEC 61508

Os componentes de rede no Black Channel não têm de estar validados conforme a IEC 61508

PHOENIX CONTACT
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