WAGO como Gateway de Protocolos Industriais: Simplificando a Topologia

1. Introdução

Ambientes industriais modernos raramente operam com um único protocolo de comunicação. É comum encontrar inversores em Modbus RTU, CLPs em PROFINET, sistemas supervisórios em Modbus TCP ou OPC UA e, mais recentemente, integrações via MQTT para nuvem.

Esse cenário gera um problema recorrente: excesso de conversores e gateways dedicados dentro do painel elétrico. Cada novo protocolo costuma significar um novo equipamento, aumentando custo, espaço físico, complexidade e pontos de falha.

Neste artigo, será demonstrado como controladores e sistemas de I/O da WAGO podem assumir o papel de gateway multiprotocolo, reduzindo significativamente a quantidade de hardware no painel e simplificando a arquitetura do sistema.

2. O Cenário Típico da Indústria

Em um projeto convencional, a arquitetura pode ser semelhante a esta:

• CLP principal operando em PROFINET
• Medidores de energia em Modbus RTU (RS-485)
• Inversores de frequência em Modbus TCP
• Sistema supervisório consumindo dados via OPC UA
• Integração com nuvem via MQTT

Sem uma estratégia centralizada, isso resulta em:

• Conversores RS-485 para Ethernet
• Gateways Modbus ↔ PROFINET
• Dispositivos específicos para publicação MQTT

Além do custo inicial, essa arquitetura aumenta a complexidade de manutenção e dificulta expansões futuras.

3. O que é um Gateway de Protocolo Industrial

Um gateway industrial é um dispositivo responsável por converter dados entre diferentes protocolos de comunicação.

Sua função é integrar equipamentos com tecnologias distintas, permitindo que troquem informações mesmo sem possuírem compatibilidade técnica original. Por exemplo:

• Converter dados de Modbus RTU para PROFINET
• Disponibilizar registros Modbus em OPC UA
• Publicar dados industriais em MQTT

Gateways tradicionais são dispositivos dedicados que executam exclusivamente a função de conversão. Embora eficazes, eles introduzem uma camada extra à arquitetura e exigem a configuração individual de cada unidade. Isso eleva a complexidade do sistema, pois demanda o gerenciamento de múltiplos softwares e interfaces distintas.

A proposta moderna é utilizar um controlador capaz de executar tanto a lógica de controle quanto a função de integração de protocolos.

4. Onde a WAGO Entra nessa História

Os controladores da WAGO com as linhas PFC, CC100, Edge e diversos acopladores de rede (Remotas) do sistema WAGO I/O System 750/750 XTR suportam múltiplos protocolos simultaneamente.

Dependendo do modelo, é possível:

• Atuar como mestre Modbus RTU
• Atuar como servidor ou cliente Modbus TCP
• Operar como dispositivo ou controlador PROFINET
• Disponibilizar servidor OPC UA
• Publicar e assinar dados via MQTT
• Executar aplicações Linux e Node-RED

Além disso, o ambiente de programação CODESYS permite manipular e mapear dados internamente antes de disponibilizá-los em outro protocolo.

Isso transforma o controlador em um verdadeiro concentrador de comunicação industrial.

5. Exemplos Práticos de Uso como Gateway

Exemplo 1 – Integração Modbus RTU → PROFINET

Imagine um sistema onde:

• Sensores e medidores estão conectados via RS-485 (Modbus RTU)
• O CLP principal da planta opera em PROFINET

O controlador WAGO pode:

1. Atuar como mestre Modbus RTU, lendo os dispositivos de campo.
2. Processar e organizar esses dados internamente.
3. Disponibilizá-los como dispositivo PROFINET para o CLP principal.

Resultado: elimina-se a necessidade de um gateway dedicado Modbus ↔ PROFINET.

Exemplo 2 – Integração Campo → Supervisório via OPC UA

Em um cenário com múltiplos equipamentos Modbus TCP:

• O Controlador WAGO centraliza as leituras.
• Aplica tratamento (escala, filtro, alarmes).
• Disponibiliza os dados através de um servidor OPC UA integrado.

O supervisório passa a consumir dados de um único ponto, simplificando a rede e a configuração.

Exemplo 3 – Integração com Nuvem via MQTT

Com controladores baseados em Linux, é possível:

• Ler dados de campo via I/O local e Modbus.
• Processar essas informações no CODESYS ou Node-RED.
• Publicar dados estruturados via MQTT para uma plataforma de nuvem.

Nesse caso, não é necessário um gateway IIoT externo.

6. Como Isso Reduz Hardware no Painel

Ao utilizar o controlador WAGO como gateway multiprotocolo, é possível eliminar:

• Gateways dedicados de protocolo
• Conversores seriais adicionais
• Dispositivos específicos para publicação de dados
• Switches extras para segmentação improvisada

Impactos diretos:

• Menor ocupação no trilho DIN
• Redução de cabeamento
• Menor consumo de energia
• Menos pontos de falha

Além disso, a organização interna do painel se torna mais limpa e padronizada.

7. Impacto Direto em Custos

A economia não está apenas na compra de equipamentos.

Redução de CAPEX:

• Redução de dispositivos adquiridos
• Menos fontes de alimentação
• Menos acessórios e cabeamento

Redução de OPEX:

• Menos equipamentos para manutenção
• Menor quantidade de peças para reposição em estoque

Projetos com múltiplos protocolos podem apresentar redução significativa de custo ao consolidar funções em um único controlador.

8. Vantagens Técnicas Além da Economia

Utilizar o WAGO como gateway não traz apenas economia, mas também inteligência adicional ao sistema.

Tratamento de dados diretamente no controlador

Antes de enviar dados para outro sistema, é possível:

• Aplicar filtros (ex: Low Pass Filter)
• Realizar cálculos
• Gerar alarmes
• Criação de
• Validar consistência de comunicação

Diagnóstico centralizado

O controlador pode:

• Monitorar falhas de comunicação
• Detectar perda de dispositivos
• Gerar logs locais

Escalabilidade

Novos protocolos ou integrações podem ser adicionados por software, reduzindo necessidade de alterações físicas.

9. Cuidados ao Utilizar um CLP como Gateway

Apesar das vantagens, alguns pontos devem ser considerados:

Capacidade de processamento

• Avaliar carga de CPU
• Monitorar uso de memória
• Verificar tempo de ciclo da aplicação

Arquitetura de rede

• Segregar redes de automação e TI
• Implementar VLANs quando necessário
• Evitar sobrecarga em uma única interface

Segurança

• Configurar usuários e permissões
• Utilizar certificados em OPC UA
• Implementar firewall e boas práticas de cibersegurança

O controlador deve ser dimensionado corretamente para desempenhar as funções de controle e gateway simultaneamente.

10. Quando Essa Abordagem é Mais Vantajosa

O uso do WAGO como gateway multiprotocolo é especialmente indicado em:

• Projetos de retrofit
• Integração de máquinas antigas
• Sistemas com muitos protocolos diferentes
• Aplicações onde espaço no painel é limitado
• Projetos que já utilizam WAGO como controlador principal

Em novos projetos, essa abordagem também contribui para uma arquitetura mais enxuta e preparada para Indústria 4.0.

Conclusão

O controlador WAGO não deve ser visto apenas como um CLP convencional ou sistema de I/O remoto. Sua capacidade multiprotocolo permite que ele atue como integrador central de redes industriais.

Ao assumir o papel de gateway, o controlador:

• Reduz hardware no painel
• Simplifica a arquitetura
• Diminui custos
• Aumenta a inteligência do sistema

Em um cenário industrial cada vez mais conectado, consolidar funções em um único dispositivo robusto é uma estratégia técnica e economicamente eficiente.