Leitores Rfid Com Comunicação Ethernet (Tcp/Ip) No Ambiente Industrial

1. Introdução

Atualmente os sistemas de comunicação estão avançando na convergência entre os meios da tecnologia da informação voltada ao ambiente corporativo e a tecnologia da automação voltada para o ambiente industrial. Percebe-se que fabricantes de equipamentos de ambas as áreas estão apresentando soluções em hardware para realizar a integração dos dados gerando um sistema integrado em tempo real.

 No ambiente Fieldbus (chão de fábrica) é crescente a utilização do padrão Ethernet como meio comum para integrar os dados de maneira mais simplificada com o ambiente corporativo.

 Com o desenvolvimento da tecnologia voltada para a área de transmissão de dados, surgiu o PROFINET, um protocolo para transmissões de dados enviadas por estrutura Ethernet, com o propósito de aumentar a qualidade e velocidade da entrega de dados aos equipamentos industriais. Baseadas na web, operações e ligação à Internet se combinam para tornar o acesso fácil e de implantação simples, com quase ilimitada flexibilidade e escalabilidade.

Esse método facilita a interligação de equipamentos industriais por toda a rede, tornando viável sua monitoração total.

Contudo, para aplicações onde não há a necessidade de comunicação determinística, o protocolo TCP/IP pode ser uma alternativa, associada ao meio físico da estrutura PROFINET. Por se tratar de um protocolo largamente aplicado, o TCP/IP viabiliza sua implantação pela grande quantidade de dispositivos disponíveis no mercado, reduzindo os custos em equipamentos e instalações. Outra vantagem é ser um protocolo bastante difundido pelos programadores de software, o que facilita sua integração com os mais diversos sistemas.

2. Análise Situacional

Levando-se em conta o ambiente industrial, cada indústria possui características diferentes produzindo efeitos como a umidade, poeira, produtos químicos, temperatura e interferências eletromagnéticas. Todos estes fatores podem interferir na rede Ethernet Industrial.

Para que a tecnologia Ethernet Industrial tenha seu desempenho esperado, devem-se utilizar os procedimentos padrões de cabeamento, de equipamentos e de montagem, com o objetivo de imunizar a rede de possíveis defeitos.

O ambiente da aplicação pertence a uma empresa multinacional fabricante de motores situado na cidade de Joinville-SC. O local de contexto é uma linha de montagem de processo seriado dividida em 16 células operacionais. Cada célula é rastreada por meio de leitores RFID que identificarão os pallets (tags) que servem de base para a montagem do produto (motor elétrico). O objetivo da rastreabilidade, além de fazer apontamento de tempos do processo, será o controle da qualidade do processo produtivo.

Neste ambiente existem muitas máquinas que geram interferências eletromagnéticas (EM), sendo um dos principais geradores de ruídos na transmissão de dados, exigindo a blindagem dos cabos de rede e um sistema de aterramento equipotencial. É importante observar que a blindagem seja uma malha e não apenas uma capa metálica e que o aterramento siga os padrões preconizados na NBR5410 garantindo o escoamento das correntes parasitas geradas pela EM. Outro fator degradante é a constante presença de óleos lubrificantes que provocam corrosão em materiais provenientes de alguns polímeros (como o PVC) exigindo isolação especial  para os cabeamentos.

O leitor RFID de baixa freqüência trabalha com acoplamento magnético e com pequenas distâncias de leitura em relação às tags (80 mm), portanto nesta configuração não será influenciado pela EM, já seu gabinete deve ser feito de material resistente a corrosões do ambiente, que neste caso foi utilizado de poliamida com comportamento de combustão auto-extinguível, este gabinete possui classe de proteção IP65 quando instalados seus respectivos conectores atendendo as exigências do circuito interno.

Os conectores do cabo PROFINET devem prever conexão da sua blindagem para o terra (PE) em todas as suas terminações, garantindo a imunidade a ruídos EM e capacitâncias indesejadas devido ao comprimento do cabo.

Nos cabos elétricos de alimentação do leitor RFID e nos cabos PROFINET são utilizados isolação PUR (Poliuretano) conforme recomendação do fabricante, resistente aos fluidos e outros agentes do ambiente inserido.

Realizado às devidas instalações e procedimentos recomendados pode-se confirmar a imunidade da comunicação dos dados entre o leitor RFID e o controlador da linha de montagem possibilitando a construção de um sistema robusto.

3. Conclusão

A utilização do TCP/IP no chão de fábrica é uma convergência tecnológica em busca do aprimoramento dos processos e redução dos custos para a transmissão de dados.

Tendo em vista os agentes contaminantes existentes e o nível de exigência extrema do ambiente, quando comparado com outras indústrias, a viabilidade técnica deste projeto se justifica, visto que atende às normas e recomendações dos fabricantes.

Esta mesma configuração pode ser utilizada em ambientes menos agressivos, garantindo assim a sua blindagem em eventuais mudanças dos processos ou as instalações de novas máquinas nas proximidades.

Como trabalho futuro fica a sugestão de realizar o supervisionamento periódico e sistemático dos equipamentos, cabos e acessórios instalados na planta fabril observando possíveis falhas do sistema, levando em conta os agentes degradantes do ambiente.

5. Referências

·         ISOTRON-HARTING. (2008). Ethernet Industrial. Disponível em: http://www.isotron.com.br/automacao/harting.htm. Acessado em : 20/06/2008.

·         LUMBERG AUTOMATION. (2008). Field attachable connectors. Disponível em: http://www.lumberg-automation.com/main/common/serie.asp?ser=A14&cat=3&cat3=_3&lang=eng. Acessado em: 14/06/2008.

·         PRADO, Eduardo. (2003). Wireless LAN no mercado corporativo. Disponível em: http://www.wirelessbrasil.org/wirelessbr/colaboradores/eduardo_prado/ artigo_26.html. Acessado em : 10/03/2007.

·         PHOENIX CONTACT (2008). Fieldbus Conector. Disponível em: http://www.phoenixcontact.com. Acessado em: 01/07/2008.

·         ULRICH, MAIKON. Aplicação do cabeamento para rede Ethernet Industrial. Joinville, 2008. Trabalho de Graduação. Faculdade de Tecnologia SENAI Joinville-SC.