Você se lembra do primeiro computador que teve em casa ou no escritório? Com certeza era um emaranhado de cabos — monitor, teclado, mouse, impressora, scanner… — que necessitava de várias tomadas à sua volta. Mais tarde surgiram o celular, o laptop, o Bluetooth, o Wi-Fi… e os fios foram sumindo. Mas e para a indústria, existe alguma tecnologia wireless que diminua a quantidade de cabos? Como podemos criar a indústria sem fio?

Ainda não é possível termos uma indústria completamente livre de cabos, mas hoje conseguimos reduzir muito a sua quantidade, criando um ambiente mais limpo, seguro e visualmente melhor — principalmente quando falamos de equipamentos pneumáticos. Os conectores elétricos das válvulas solenoides evoluíram ao longo dos anos. Dos cabos individuais comuns, elas passaram a conexões múltiplas com Flat-Cable ou DB-25 e, mais tarde, para comunicações com cabos de rede Fieldbus. Esta evolução levou à redução da quantidade de cabos e do tempo de instalação. O próximo passo tecnológico é a comunicação Wireless.

Devido ao grande aumento da utilização de robôs nos processos produtivos, a quebra do cabo de rede que controla os blocos de válvulas pneumáticas é muito frequente neste tipo de equipamento, gerando um alto custo de manutenção. A passagem deste cabo é geralmente estreita, dificultando muito o acesso. A tendência de falha por conta dos movimentos do braço robótico gera uma perda intermitente de comunicação — um problema dificilmente diagnosticado e que resulta em horas de máquina parada.

Atualmente, utilizam-se juntas rotativas com anéis deslizantes que são bons transmissores de energia. Um anel de qualidade, por onde pode passar a comunicação de rede, geralmente é caro e em certas ocasiões não confiável. 

Com um sistema de válvulas com comunicação via Wireless, somente a alimentação elétrica precisa ser feita por meio de anéis. O ar comprimido também é suprido através de uma junta de alimentação rotativa.

Mas se a tecnologia é wireless, de onde vem a energia?

A alimentação elétrica no equipamento precisa ser feita através do método tradicional. A diferença é que os cabos de energia são muito mais resistentes a movimentos repetitivos gerados por equipamentos robóticos ou hi-flex.

A solução SMC para redução dos cabos industriais

Para os problemas relatados acima, a SMC desenvolveu um sistema de transmissão Wireless. O bloco manifold da série EX600-W tem uma arquitetura extremamente simples. Cabos industriais padrão Ethernet (como Ethernet / IP™ e Profinet) são conectados à unidade mestre. Essa unidade pode ser conectada a módulos de IO e às válvulas sem a utilização de cabos de rede, ou seja, tudo é via Wireless. Essa comunicação é feita através de uma frequência de rádio de 2,4 GHz ISM desenvolvida pela SMC que pode comandar os módulos remotos em um raio máximo de 10 metros. O módulo mestre tem capacidade de controlar até 1280 entradas e 1280 saídas.

Tradicionalmente, uma das maiores preocupações dos sistemas sem fio em um ambiente industrial é a confiabilidade e resistência a ruídos eletromagnéticos. Operar a 2,4 GHz coloca a frequência acima do ruído industrial mais comum, como o que é gerado nos processos de solda DC, partidas de motor etc. Essa frequência de 2,4 GHz é usada para Bluetooth, LAN sem fio e alguns dispositivos RFID. Para evitar possíveis interferências, a SMC usa um salto de frequência de 79 canais na faixa de 2,4 GHz.

O canal é alterado automaticamente a cada 5 ms para evitar sofrer ou causar interferências em outros dispositivos. Se por algum motivo acontecer uma interferência, ou o sinal for bloqueado por um grande objeto ferroso, as unidades continuam a tentar a comunicação automaticamente. Se o número de tentativas exceder 31, um bit de alarme pode ser definido. Uma vez que a interferência é removida, a unidade restabelece automaticamente a comunicação.

Uma pergunta poderia ser feita: por que não usar 5,8 GHz, onde há menos chance de interferência em relação à frequência de 2,4 GHz dos dispositivos mais comuns? Uma das diferenças é o alcance. O sinal de 2,4 GHz tem maior alcance com a mesma potência nominal. Mesmo assim, recomendamos manter a linha de visão, tanto quanto possível. Isso envolve colocar o módulo mestre em um local centralizado, geralmente o ponto mais alto da máquina, para melhor visibilidade. Outra razão pela qual a frequência de 5,8 GHz não é usada é que alguns países exigem que o usuário final tenha uma licença para operar equipamentos de 5,8 GHz.

A segurança é outra prioridade. Os departamentos de TI tendem a ficar em alerta quando uma rede sem fio desconhecida é trazida para instalação. Esses fatores devem reduzir essa preocupação:

  • O sistema é criptografado entre o módulo mestre e os auxiliares.
  • Devido ao seu emparelhamento único, os módulos ignoram todos os outros sinais.
  • O salto de frequência ocorre a cada 5 ms; assim, o bloqueio em uma frequência é mais difícil.
  • A comunicação usada não é LAN sem fio ou Bluetooth, portanto, os dispositivos que estiverem roteando esses sinais não terão acesso à rede SMC.
  • Como o alcance do sinal é limitado a 10m, alguém roteando de fora da instalação provavelmente não será capaz de obter o sinal do tráfego da rede.

Portanto, se você deseja reduzir a quantidade de fios e cabos em seu ambiente industrial, entre em contato com a equipe da SMC. Nossos técnicos estão capacitados para desenhar a melhor solução para a sua indústria. Para saber mais, veja o vídeo a seguir.