ARQUITETURA HÍBRIDA DE COMUNICAÇÃO PARA AMBIENTES DE AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL: protocolos IEEE 802.15.4 e Modbus RTU sobre RS485

Resumo

Esta monografia descreve uma solução híbrida de comunicação para redes de automação industrial. Esta solução utiliza os protocolos com fio Modbus RTU sobre RS485 e sem fio IEEE 802.15.4. O protocolo Modbus RTU é amplamente utilizado em sistemas de automação industrial para integração de equipamentos. É um protocolo simples e robusto, o qual possibilita através de uma arquitetura mestre-escravo, a integração de 1 mestre a até 247 escravos. O protocolo IEEE 802.15.4 surgiu recentemente como solução sem fio para ambientes industriais. Estes ambientes têm muitos tipos de interferências eletromagnéticas necessitando de protocolos robustos e imunes a ruídos de diversos equipamentos, como motores e geradores. O IEEE 802.15.4 atende a estes requisitos, pois permite a avaliação do espectro eletromagnético e escolha entre 16 canais de operação, evitando comunicação em frequências com ruído e diminuindo a taxa de erros entre pacotes. A solução descrita neste trabalho é híbrida, pois permite a inserção de segmentos sem fio em redes operando sobre o meio físico RS485 com protocolo Modbus RTU. Sistemas supervisórios residentes em computadores são também integrados através da interface USB. O meio físico sem fio opera em uma topologia de rede do tipo estrela. A solução híbrida aqui adotada permite uma topologia de rede do tipo árvore. Recursos inovadores para o protocolo Modbus, como a multiplexação de mestres, são também abordados.