Já falamos diversas vezes neste blog sobre a importância da automação industrial, e como ela é uma peça-chave para otimizar processos, aumentar a eficiência e reduzir custos. A automação reflete no que as indústrias devem buscar para o futuro, e como melhorar seus resultados.

Dentro desse cenário, existem os chamados protocolos de comunicação, que desempenham um papel fundamental nessa automação, e o Profibus é um dos destaques, se apresentando como uma solução robusta e amplamente utilizada. 

Neste texto, iremos explicar com detalhes o que é o Profibus, suas vantagens e desvantagens, formas de utilizá-lo em uma estrutura industrial, e como fazer sua integração com sistemas de automação.

O que é o Profibus?

O Profibus é uma sigla para Process Field Bus, e é um padrão de comunicação de campo industrial que permite e facilita a troca eficiente de dados entre dispositivos de automação, como por exemplo sensores e atuadores, e sistemas de controle programáveis - PLCs. 

Especialmente desenvolvido para ambientes industriais, o Profibus permite uma comunicação confiável e eficaz em tempo real, melhorando a automação de processos em diversos setores da indústria.

Diferença entre Profibus e Profinet

O Profibus e o Profinet por vezes são confundidos, e isso porque ambos são protocolos de comunicação industrial desenvolvidos pela Profibus & Profinet International (PI). Porém, eles apresentam diferenças significativas em termos de funcionalidades, desempenho e aplicações. 

Em relação aos meios de comunicação, por exemplo, o Profibus é variado, incluindo cabos de cobre e fibra óptica e suporta diferentes velocidades de transmissão, variando de 9.6 kbit/s a 12 Mbit/s.

Já o Profinet é baseado em ethernet industrial, usando cabos de par trançado padrão e, em alguns casos, fibra óptica. Sendo assim, oferece uma largura de banda maior do que o Profibus, suportando velocidades de até 1000 Mbit/s (1 Gbit/s).

Além da maior largura de banda, o protocolo Profinet traz outras vantagens em relação ao Profibus, como maior possibilidade de flexibilização, melhor suporte para alimentação elétrica e mais escalabilidade em processos de automação! 

Tipos de Protocolo Profibus

Existem alguns tipos de protocolo Profibus desenvolvidos para atuar de formas específicas, de acordo com a necessidade de cada indústria. Os principais são:

Profibus DP (Decentralized Peripherals)

Uma variante do Profibus projetada para comunicação em ambientes industriais onde há a necessidade de descentralização de periféricos. Algumas características desse tipo de Profibus são: 

• Comunicação Rápida: otimizado para comunicação em tempo real e capaz de atingir altas taxas de transmissão de dados.
• Aplicações em Automação: muito usado em sistemas de automação industrial onde é necessário o controle rápido e eficiente de periféricos distribuídos, como sensores e atuadores.

Profibus PA (Process Automation)

O Profibus PA é adaptado especificamente para ambientes de automação de processos industriais, se destacando pelas características a seguir:

• Melhor para ambientes mais exigentes: Projetado para operar em ambientes industriais mais severos, com riscos de explosão e alta pressão, por exemplo.

• Otimizado para Processos Contínuos: O Profibus PA é mais adequado para aplicações em indústrias de processos, como química, petroquímica e outras onde há uma necessidade de controle de processos contínuos.

• Energia: Uma característica importante do Profibus PA é a capacidade de fornecer alimentação elétrica (power-in-field) para os dispositivos conectados, eliminando a necessidade de fontes de energia adicionais.

Ou seja, o Profibus DP é a opção mais adequada para automação industrial com foco em periféricos distribuídos e comunicação rápida. Já o Profibus PA é otimizado para ambientes de automação de processos, fornecendo recursos específicos para essas condições desafiadoras. Apesar de compartilharem a base do protocolo Profibus, ambas são adaptadas para atender a diferentes necessidades da indústria.

Além disso, também existem o Profibus FMS – mais utilizado para aplicações complexas que exigem uma comunicação mais sofisticada, o Profisafe – focado na segurança funcional, com capacidade de diagnósticos e detecção de falhas nesses processos e o Profidrive – usado para comunicação entre dispositivos de acionamento, como controle de motores.

Aplicações na Indústria

O Profibus encontra-se aplicado em uma ampla gama de setores industriais, afinal, sua flexibilidade o torna adequado para sistemas de controle distribuído e centralizado. Veja alguns exemplos:

• Indústria de processos (química, petroquímica, farmacêutica).
• Indústria automotiva.
• Manufatura discreta.
• Indústria alimentícia.
• Petróleo e gás – especialmente pela importância da comunicação e controle de processos.
• Indústria de energias renováveis.
• Sistemas de água e tratamento, entre outros.

Ou seja, o Profibus é um protocolo que permite uma grande flexibilidade de usos e pode ser empregado em diversos setores industriais, especialmente aqueles que precisam de uma maior eficiência na comunicação e controle de processos de automação.

Vantagens e desvantagens do Profibus

Como todo tipo de tecnologia, o protocolo Profibus apresenta vantagens e desvantagens por seu uso. Confira alguns exemplos:

Vantagens 

• Comunicação em tempo real;
• Flexibilidade e versatilidade (vários tipos de protocolos que podem atender diferentes indústrias e necessidades);
• Topologia de barramento simplificada, facilitando a instalação e quantidade de cabeamento nesse processo;
• Padrão estabelecido e amplamente aceitado na indústria;
• Integração com diversos dispositivos de automação;
• Eficiência energética – os protocolos Profibus PA podem fornecer alimentação elétrica (power-in-field) para dispositivos de campo, contribuindo para a economia de energia.

Desvantagens 

• Limitações de largura de banda para aplicações que precisam de altas taxas de transmissão;
• Sensibilidade a interferências eletromagnéticas, que são presentes em alguns ambientes industriais, afetando a comunicação do Profibus;
• Manutenção mais complexa quando comparada à tecnologias mais recentes;
• Implementação que exige conhecimentos técnicos específicos.

Ou seja, embora o Profibus seja uma escolha sólida para muitas aplicações industriais, é preciso levar em conta as necessidades da indústria, considerando essas vantagens e desvantagens. Existem tecnologias mais modernas, como a Profinet, que apresentam mais possibilidades e benefícios. 

Configuração e Instalação de Rede Profibus

Configurar e instalar uma rede Profibus envolve vários passos para garantir o funcionamento adequado e uma comunicação eficiente e confiável entre dispositivos de automação. Veja as etapas básicas:

1. Planejamento: Determinar topologia da rede, localização dos dispositivos, quantidade de cabos e velocidades de comunicação necessárias.
2. Seleção de Componentes: Escolha dos cabos, conectores e acopladores que estejam de acordo com o padrão Profibus.
3. Cabeamento: Seguir as diretrizes de distância, segurança, etc.
4. Terminação: Instalação de terminadores nos extremos das linhas, para garantir integridade do sinal e evitando interferências.
5. Conexões Elétricas: Ligação entre os dispositivos Profibus, como PLCs, sensores e atuadores, aos cabos usando conectores adequados. 
6. Endereçamento: Processo de configuração dos endereços dos dispositivos dentro da rede Profibus para garantir a identificação correta durante a comunicação.
7. Configuração e testes: Ajuste dos parâmetros, como velocidade de comunicação, taxa de transmissão e realize os testes da rede.
8. Documentação: Durante todo o processo, mantenha a documentação detalhada de toda a instalação (mapas de cabos, endereçamento dos dispositivos e configurações de parâmetros). 

Após essas etapas,  é importante ter profissionais treinados para fazer a manutenção e operação desse sistema, e fazer a integração com os sistemas de automação – veja mais a seguir.

Integração com Sistemas de Automação

A integração do Profibus com sistemas de automação é essencial para garantir a operação harmoniosa de toda a planta industrial. Veja alguns pontos de atenção:

• Selecione dispositivos de automação que sejam compatíveis com o protocolo.
• Faça a configuração dos softwares de automação seguindo as especificações.
• Configure os parâmetros de comunicação (velocidade, taxa de atualização e endereçamento).
• Certifique-se de que os protocolos de comunicação do Profibus sejam compatíveis com protocolos de automação.
• Realize testes e faça o monitoramento e diagnóstico desses processos.
• Implemente a prática de manutenção contínua – atualização de softwares, monitoramento regular, treinamento de equipe, etc.

Essa integração, quando bem-sucedida, contribui para a eficiência operacional, permitindo o monitoramento e controle centralizados de processos industriais.

Saiba mais sobre as redes Profinet!

Ao longo deste texto, você entendeu a forma de operação, vantagens, desvantagens e possíveis usos da rede Profibus, e como esse protocolo pode desempenhar um papel crucial na automação industrial.

Porém, apesar de ser uma escolha sólida para indústrias que busquem automação, algumas tecnologias mais recentes e avançadas, como o Profinet, trazem mais vantagens e benefícios em suas aplicações.Por isso, clique aqui e veja tudo o que você precisa saber sobre redes Profinet!