Em projetos de automação industrial, a infraestrutura elétrica e lançamento de cabos são fatores importantes e que podem inviabilizar financeiramente a sua execução. É notável a busca de alternativas para a transmissão dos sinais sem a necessidade de cabeamento em aplicações que não exigem um tempo de resposta instantâneo (em milissegundos). Leitura e monitoramento de dados, controle de válvulas e atuadores de processos e sinalizações sonoras/luminosas são exemplos de aplicações onde as tecnologias wireless podem ser inseridas.
As principais tecnologias de rede sem fio são:
1 – WI-FI
O Wi-Fi é um protocolo de comunicação Ethernet Wireless de interconexão para redes locais e dispositivos. Com ele é possível obter uma conexão de alta velocidade num raio de dezenas de metros. Para a automação industrial, o Wi-Fi não é muito utilizado devido à conexão inicial lenta e a oscilações na rede.
Frequência de Operação: 2,4 GHz ou 5 GHz
Taxa de Comunicação: 11.000 Kbps (2,4 GHz) ou 54.000 Kbps (5 GHz)
Alcance: 100 metros (2,4 GHz) ou 10 metros (5 GHz)
Latência: 3 segundos
Conexão máxima de Dispositivos: 32
2 – ZIG BEE
O ZigBee é um protocolo de comunicação que possui baixo custo, baixo consumo de energia e reduzida taxa de transferência de dados, ideal para aplicações de automação residencial, com dispositivos alimentados por bateria. No entanto, para o contexto industrial não é utilizada devido à baixa segurança e confiabilidade.
Frequência de Operação: 868 MHz, 915 Mhz ou 2,4 GHz
Taxa de Comunicação: 20 Kbps (868 MHz), 40 Kbps (915 MHz) ou 250 Kbps (2,4 GHz)
Alcance: 10 a 100 metro
Latência: 0,03 a 1 segundo
Conexão máxima de Dispositivos: 64.000
3 – BLUETOOTH
O Bluetooth fornece uma comunicação de curto alcance com uma potência de transmissão limitada, servindo para trocar arquivos entre dispositivos portáteis próximos. Para aplicações industriais, o Bluetooth não é muito utilizado devido ao baixo alcance e à alta latência. Deve-se observar ainda a temperatura de operação que é de 0 a 50°C.
Frequência de Operação: 2,4 GHz
Taxa de Comunicação: 1.000 Kbps
Alcance: 10 metros
Latência: 10 segundos
Conexão máxima de Dispositivos: 7
4 – LORA
A tecnologia LoRa (protocolo LoRaWAN) permite uma conexão de longo alcance com baixo consumo de energia. Suas principais aplicações são sistemas de IoT (internet das coisas), com dispositivos operados à bateria. Sua aplicação na indústria está crescendo cada vez mais por oferecer comunicação com taxas de transmissão baixas e robustez necessária para um ambiente fabril.
Frequência de Operação: 433 MHz, 868 MHz ou 915 Mhz
Taxa de Comunicação: 0,3 a 50 Kbps
Alcance: 3 km (área urbana)
Latência: 1 a 2 segundos
Conexão máxima de Dispositivos: 100.000+
5 – WIRELESSHART
A tecnologia WirelessHART é um padrão aberto e interoperável que traz simplicidade, robustez e segurança para a comunicação entre instrumentos em ambientes industriais, pois foi desenvolvido especificamente para atender as necessidades da indústria de processo. Os sinais analógicos 4-20mA podem ser transmitidos de forma facilitada utilizando os adaptadores WirelessHART.
Frequência de Operação: 2,4 Ghz
Taxa de Comunicação: 250 Kbps
Alcance: 200 metros
Latência: 0,01 a 0,05 segundo
Conexão máxima de Dispositivos: 30.000
IMPORTANTE LEMBRAR:
Ao utilizar algum dispositivo wireless em sua planta industrial, observar se a banda de frequência ISM (Industrial Sientific and Medical) do transmissor opera na faixa não licenciada. Em cada país é estabelecido uma faixa de frequência que não necessita de licenciamento para operar em aplicações industriais, científicas e médicas. Para o Brasil duas das faixas de frequências permitidas são: 902 MHz a 928 MHz e 2,4GHz a 2,5 GHz.
Comparando entre os continentes, as faixas não licenciadas (permitidas) são:
- 2,4 GHz – No mundo inteiro
- 433 MHz – Ásia
- 868 MHz – Europa
- 915 MHz – América