PCs industriais: sistemas para a Indústria 4.0
robótica
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Mario Klug Senior Marketing Manager Embedded Boards & Systems RUTRONIK Elektronische Bauelemente GmbH
DOSSIER SOBRE PROCESSOS INDUSTRIAIS
Os controladores centrais da automatização progressiva estão ao nível tecnológico dos PCs industriais ou incorporados. Como alternativa aos desenvolvimentos próprios foram entretanto disponibilizados os vários sistemas completos. A questão “Criar ou comprar?” coloca-se não só ao nível executivo como também ao nível dos sistemas.
Para um sistema completo de um fabricante estabelecido de sistemas incorporados, o que importa em primeiro lugar é o tempo de colocação no mercado (Time-to-Market) claramente mais breve e custos de desenvolvimento significativamente mais reduzidos. Torna-se evidente um outro aspeto positivo quando os PCs na instalação são produtivos. Se ocorrer aqui uma falha do sistema ou uma avaria, muitas vezes os PCs de comando proprietários têm de ser sujeitos a uma dispendiosa análise ao nível dos componentes no local, implicando eventualmente a substituição de componentes individuais e, com frequência, não é possível substituir de imediato o sistema completo. Daqui resultam, frequentemente, custos enormes sobretudo em termos de falhas de produção. Por outro lado, um PC industrial está geralmente ligado ao sistema completo de forma mecanicamente simples, podendo ser facilmente substituído por um modelo de reposição. Consequentemente é possível analisar qual o componente individual que originou a falha sem afetar a operação da instalação. Assim reduzem-se significativamente os custos de assistência e manutenção.
BOX PCS COMPACTOS Para os sistemas de comando são adequados Panel PCs completos e prontos a usar ou uma combinação de um Box PC com um monitor Open Frame numa cai-
xa própria. Os Box PCs são sistemas compactos, muitas vezes com refrigeração sem ventoinha, que foram concebidos até para ambientes inóspitos. Permitem uma integração ao nível dos sistemas sem necessidade de um investimento em desenvolvimento digno de nota. Diversos sistemas com designs testados cumprem os requisitos de muitas aplicações industriais diversificadas. Estão disponíveis Box PCs como solução baseada em ARM, com CPUs Intel ATOM, até soluções de alto desempenho com CPU Intel Core i7. As soluções de refrigeração são sempre dimensionadas e harmonizadas em função dos componentes e do campo de aplicação previsto, para que o funcionamento seguro dos PCs esteja assegurado, mesmo nos ambientes mais inóspitos. Para aplicações “out of the box” existem os PCs compactos com sistema operativo pré-instalado de origem e mesmo como imagens específicas do cliente, incluindo do software de aplicação. Isto reduz ao mínimo os custos de manutenção na produção da instalação e permite o intercâmbio dos sistemas em qualquer local de operação no mundo. As aplicações HMI podem igualmente ser construídas com Box PCs. Ao contrário de uma placa com interface LVDS, o PC não tem de estar posicionado junto ao mostrador, o que proporciona uma maior flexibilidade sobretudo para instalações de maior dimensão.
PANEL PCS PARA APLICAÇÕES HMI/MMI Os Panel PCs já vêm com um mostrador integrado como front-end. Os TFTs estão disponíveis em diagonais de 3,5” a 19”, também já combinados com as mais variadas tecnologias táteis. Com pequenas adaptações constituem uma solução económica para muitos tipos de design. Fabricantes como a Advantech criaram uma boa reputação para esse tipo de sistemas e também implementam soluções específicas para os clientes. Com base em soluções individuais, estes fornecedores concretizam conceitos que vão desde o Box PC para o comando da instalação até ao Servidor Cloud industrial para o processamento de dados. Dado que todos os componentes estão disponíveis a longo prazo, a sua aplicação é possível ao longo de vários anos sem alterações no sistema.
SISTEMAS DE 19” OFERECEM ESPAÇO PARA MUITAS PLACAS DE EXPANSÃO Nos sistemas de 19” com backplanes e nos computadores de placa única em slot adequado, a própria placa-mãe tem a forma de uma placa de encaixe. Além disso, os utilizadores podem instalar mais placas de expansão adicionais do que no caso do padrão ATX. Os sistemas de 19” estão disponíveis como barebones (ou seja, sem CPU, memória, armazenamento e sistema operativo) ou como sistemas completos com placas-mãe padrão ou backplanes com placas de processador PICMG, sistema operativo ou imagem específica do cliente. Em geral, todos os componentes aqui usados provêm do portefólio do respetivo fabricante do sistema, que os testam em inúmeros testes, tanto individualmente como associados a sistemas. Desta forma, o fabricante da instalação poupa nos dispendiosos testes de compatibilidade ao nível dos componentes, podendo focar-se nas placas de encaixe e no respetivo funcionamento com a plataforma e o seu software.