Como os PLCs se comunicam entre si?
Índice
Desde a interação serial legada (RS-232/RS-485) até as soluções modernas de Ethernet Industrial (EtherCAT, Profinet, Ethernet/IP), este breve artigo descreve as abordagens típicas de interação entre PLCs do ponto de vista de um projetista de automação.
1. Por que a comunicação entre PLCs é tão importante?
Nos modernos centros de produção, CLPs Não são mais controladores isolados. Eles estabelecem a “rede neural” de uma linha de produção inteligente. A interação confiável entre PLCs permite:
- Operação coordenada entre múltiplos controladores.
- Troca de informações em tempo real com sistemas upstream/downstream.
- Diagnóstico e rastreamento remotos.
- Dispositivo compartilhado para otimizar a produção.
De acordo com o documento "Industrial Automation Market 2024", mais de 681.000 toneladas de equipamentos industriais requerem interconectividade com múltiplos PLCs para manter uma produção versátil e projetos escaláveis.
2. Introdução às técnicas típicas de interação com PLCs
As opções de comunicação com PLCs variam dependendo da marca do controlador, da distância de comunicação, dos requisitos de tempo real e do orçamento disponível. As abordagens mais utilizadas incluem:
1. Interação de sinal ponto a ponto de entrada/saída
A forma mais simples de comunicação, onde os PLCs trocam informações usando fatores de E/S eletrônicos ou analógicos.
- Vantagens: Simples, estável, baixo custo
- Desvantagens: Capacidade de informação extremamente limitada, inadequada para troca de grandes volumes de dados.
- Ideal para: Encaixe padrão ou sincronização básica de ferramentas.
2. Interação serial (RS-232/ RS-485)
Ainda amplamente utilizado em diversas famílias de PLCs.
| Atributo | RS-232 | RS-485 |
|---|---|---|
| Faixa | ≤ 15 m | ≤ 1200 m |
| Instrumentos suportados | Ponto a ponto | 32+ nós |
| Método comum | Modbus RTU | Modbus RTU |
| Despesa | Reduzido | Ferramenta |
3. Interação Modbus (Modbus RTU/ Modbus TCP)
Um dos métodos de interação entre marcas mais comuns. Adotado por praticamente todas as marcas importantes, incluindo Omron, Siemens e Schneider.
- Modbus RTU: baseado em serial.
- Modbus TCP: transmissão mais rápida baseada em Ethernet.
- Vantagens: Configuração básica e extremamente simples, excelente compatibilidade.
- Desvantagens: Estilo mestre-servo, muito menos adequado para redes complexas.
Muitos PLCs (por exemplo, Siemens, Schneider) oferecem conjuntos Modbus pré-configurados para simplificar a instalação.
4. Profibus-DP (Interação DP)
Um barramento de campo tradicional, comumente utilizado em sistemas de automação europeus.
- Taxa de transferência: até 12 Mbps.
- Nós: Aproximadamente 126.
- Ideal para: I/O dispersos e plantas de médio a grande porte.
5. Interação Ethernet Industrial
Consiste em Profinet, Ethernet/IP, EtherCAT e outros. Atualmente, esta é uma das estratégias de comunicação mais proeminentes e voltadas para o futuro.
| Procedimento | Eficiência em tempo real | Aplicação comum |
|---|---|---|
| Profinet | Alto | Sistemas Siemens |
| Ethernet/IP | Ferramenta | Rockwell/Omron |
| ÉterCAT | Muito alto | Controle de movimento, redes servo |
Vantagens: Banda larga, transferência de dados em grande escala, ampla cobertura geográfica.
Desvantagens: Preço mais elevado, necessidade de administração de rede adequada.
3. Ações secretas na configuração da interação com o CLP
Embora o procedimento de configuração varie conforme a marca, todos os sistemas PLC necessitam destas ações fundamentais:
1. Critérios de interação na inicialização
Geralmente consiste em:
- Endereço do nó
- Taxa de transmissão
- Paridade
- Bits de parada
Os critérios devem ser os mesmos em ambas as ferramentas de conexão, caso contrário, a interação não poderá ser desenvolvida.
2. Ler e escrever informações no programa PLC
Cada marca fornece instruções específicas, por exemplo:
- Siemens: MBUS, MB_MASTER, MB_CLIENT.
- Omron: Link para informações da etiqueta RXDU/TXDU ou EtherNet/IP.
- MitsubishiDiretrizes RS e ZR.
Por meio dessas diretrizes, as ferramentas Mestre e Servo trocam sinais, pequenos fragmentos e blocos de informação.
4. Comparação das técnicas de interação com PLCs (taxa, custo, alcance, aplicações)
| Técnica | Avaliar | Despesa | Faixa | Uso normal |
|---|---|---|---|---|
| Sinais de entrada/saída | ★ | ★ | ≤ 10 m | Intertravamento fundamental |
| RS-232 | ★ ★ | ★ | ≤ 15 m | Ponto a ponto |
| RS-485 | ★ ★ | ★ ★ | ≤ 1200 m | RTU multi-nó |
| Profibus-DP | ★ ★ ★ | ★ ★ | ≤ 100 m | Controle disperso |
| Modbus TCP | ★ ★ ★ | ★ ★ | dependente de LAN | Interação entre marcas |
| Ethernet industrial | ★ ★ ★ ★ | ★ ★ ★ | 100 m (cobre) | Instalações de fabricação inteligentes, controle de movimento |
5. Como selecionar a abordagem de interação com o PLC correta
A seleção do design de comunicação ideal requer a avaliação de 3 aspectos consideráveis:
( 1) Quantidade de informações
- Pequeno: E/S ou RS-232
- Ferramenta: RS-485/ Modbus
- Enorme: Ethernet Industrial
( 2) Eficiência em tempo real
- Controle de movimento: EtherCAT
- Automação geral: Profinet/Ethernet/IP
- Redes Fieldbus: Profibus
( 3) Escalabilidade do sistema
- Sistemas com múltiplos nós: RS-485/ Profibus/ Ethernet.
- Combinação entre marcas: Modbus TCP
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Conclusão
As abordagens de interação entre PLCs variam desde interfaces seriais de usuário típicas até sofisticados sistemas Ethernet industriais. Cada tecnologia moderna oferece vantagens únicas, dependendo das demandas da tarefa. Os projetistas precisam avaliar aspectos como alcance, eficiência em tempo real, quantidade de dados e custo ao escolher a alternativa mais adequada.
Quer esteja a implementar o intertravamento básico de ferramentas ou a construir um sistema de produção inteligente e completo, a interação confiável com o PLC é a base da segurança da automação.
Se precisar de ajuda para escolher o design de interação ideal ou para adquirir os primeiros itens de automação da Omron, Siemens ou Mitsubishi, não hesite em nos contatar para obter aconselhamento técnico e acesso imediato ao fornecimento.
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