Sistemas de Comunicaçao Industrial

Conhecimentos de Sistemas Digitais e Redes Digitais

Método de ensino: presencial.

A metodologia adotada inclui métodos expositivos para transmitir aos alunos os conceitos fundamentais ilustrados com exemplos concretos de aplicação. Nas aulas será também realizada a resolução de exercícios de consolidação de conhecimentos e práticas. 

Nas aulas de índole mais prática, os alunos devem realizar, em grupo, diversos trabalhos de implementação e simulação sobre tecnologias de comunicação industriais, com base no equipamento e na calablagem disponíveis.

Esta UC tem como objetivo proporcionar aos alunos competências relacionadas com os sistemas de comunicação industrial. A unidade curricular apresenta e analisa os principais protocolos usados nas rede industriais e o cabeamento de rede adequado para esses ambientes, preparando os alunos para o projecto, a implementação e a gestão de redes com e sem fios em sistemas de automação industrial.

No final desta UC, os alunos deverão ter as seguintes competências e conhecimentos:

• Conhecer as soluções existentes para as redes de comunicação indústriais (ex. Profinet, Profibus e Modbus TCP/RTU)
• Conhecer, selecionar e implementar soluções emergentes de comunicação, nomeadamente sem fios (ex. LoRaWAN, 6LowPAN, WirelessHART)
• Integrar soluções de comunicação emergentes com soluções de comunicação existentes (Indústria 4.0).

Introdução às redes industriais
– Conceitos gerais, arquiteturas e protocolos;
– Evolução das redes industriais;
– Revisão de conceitos sobre circuitos elétricos, sistemas digitais e redes de computadores.

Parte I — Princípios tecnológicos

Meios de transmissão industrial
– Par trançado, cabo coaxial, fibra ótica e wireless/sem fios;
– Cabos e conectores utilizados em aplicações industriais;
– Regras e precauções para a instalação de cabos de rede.

Análise das linhas de transmissão (LT)
– Parâmetros distribuídos, equação telegrafo e suas soluções, características das LT;
– LT terminada: coeficiente de reflexão, VSWR e diagramas de bounce.

Parte II — Tecnologias dos sistemas de comunicação em ambiente industrial

Padrões de comunicação série (RS-232, RS-422 e RS-485);
Fieldbuses (Modbus RTU, PROFIBUS, CAN e CANopen,  etc.);
Ethernet Industrial (Modbus TCP/IP, PROFINET, EtherCAT, etc.);
Redes sem fios (Wi-Fi, ZigBee / 6LoWPAN, LoRaWAN, WirelessHART, etc.) .

Redes Profinet / Ethernet IP
– Conceitos gerais, projeto e instalação da rede e da infraestrutura;
– Configuração da rede, perfis de aplicação; etc.

Redes Modbus RTU e TCP/IP
– Conceitos gerais, arquitetura de rede e de comunicação, mapeamento e registos, funções Modbus; etc.

LoRaWAN
– Arquitetura LoRaWAN, camada física, infraestrutura de rede, classes de dispositivos e procedimentos de ativação;
– Servidores de rede LoRaWAN (TTN/TTS) e aplicações práticas.

6LoWPAN* e ZigBee: *o protocolo IP para redes de sensores sem fios e para objetos cooperativos inteligentes.
– Arquiteturas, normas IEEE 802.15.4 e funcionalidades, incluindo camadas, protocolos, encaminhamento e segurança.

Parte III — Tendências e desafios nos sistemas de comunicação industrial emergentes.

Indústria 4.0

Método de Avaliação: "Avaliação por exame"

Exames formais escritos e trabalhos para todos os alunos inscritos

A Classificação Final (CF) da UC é obtida a partir das seguintes componentes:

• 'Exame' a realizar na época de exames no final do semestre e
• 'Trabalhos'  a realizar nas aulas teórico-práticas.

A classificação final CF é a media ponderada das referidas componentes de acordo com a equação

CF = 2/3 x Exame + 1/3 x Trabalhos.

Para obter aproveitamento na UC é necessário obter uma CF ponderada mínima de 9,5 valores (em 20), sendo necessário a obtenção de uma nota mínima igual a:

•   8,5 / 20,0 valores (42.5%), no exame escrito final;
• 10,0 / 20,0 valores (50.0%), nos trabalhos apresentados.

NAO