António Silva Amaral Siemens, S.A. Industry Automation & Drive Technologies Tel.: +351 229 992 175 . Fax: +351 229 992 230 www.siemens.pt/automation
DOSSIER
INTEGRAÇÃO DOS SISTEMAS DE AUTOMAÇÃO INDUSTRIAIS: NOVO PARADIGMA 1. INTRODUÇÃO A comunidade de automação industrial reconhece hoje como principal desafio a necessidade de integração dos diversos sistemas existentes. Tal desafio advém na necessidade crescente e imperiosa da interligação dos sistemas de automação e controlo no campo ou Shop floor (integração horizontal), e destes com os sistemas de gestão ou Office da organização (integração vertical). Esta interligação dos sistemas na organização como um todo, isto é, entre o mundo da gestão (importância da velocidade) e o mundo da produção (importância do real-time), possibilitará uma maior transparência na organização, self-learning que se traduz numa maior facilidade em reconhecer pontos de melhoria contínua e, em ultima instância, potenciará uma maior competitividade ou a vantagem competitiva que as organizações produtivas tanto anseiam. No momento, assiste-se ao desenvolvimento de diversas plataformas ou sistemas para integração de redes de campo. Os elevados requisitos e exigências colocados no respectivo desenvolvimento levam a que apenas as melhores sejam bem sucedidas. Características vitais para o sucesso serão a estandardização, velocidade, fiabilidade, robustez e integração de funcionalidades e, sempre que se justifique, a integração de funções de segurança ou comunicações sem fios.
viduais, tipicamente com sinais de corrente 0/4 a 20 mA, levando a um elevado número de cabos utilizados para a electrificação. O aparecimento das redes de campo trouxe consigo um potencial enorme de redução destas cablagens entre PLC’s e sensores/actuadores, acrescido de vantagens na eficiência, qualidade e quantidade de informação a ser permutada entre os diversos participantes da rede. Nos anos 90 verificou-se, todavia, uma grande competitividade dos diferentes standards no mercado, com consequentes malefícios para os utilizadores. Novos requisitos foram colocados pelos utilizadores como a velocidade, a integração de funções de segurança ou a abertura a diferentes protocolos de comunicação. Nasce assim a necessidade de desenvolvimento de protocolos com um elevado número de características a suportar, tais como: - Abertura; - Elevada largura de banda; - Possibilidade de integração vertical (entre o Shop floor e o Office); - Possibilidade de integração horizontal ao nível do Shop floor, evitando as chamadas ilhas; - Layers específicos para real time de alta velocidade (sincronização de eixos); - Possibilidade de integração de funções de segurança; - Capacidade de comunicação sem fios (WLAN – Wireless Local Area Network).
3. NOVO PARADIGMA Do exposto resultaram novos desenvolvimentos, como o web-server ou envio de sms de informação ou alarme. A crescente quantidade de informação a processar ao nível do campo, a interligação e a abertura a novas soluções forçaram o paradigma de desenvolvimento para a largura de banda de transferência de dados. Este será o motivo principal que levou à adopção de uma utilização generalizada do protocolo Ethernet. Este fenómeno deveu-se à elevada largura de banda, bem como à possibilidade do mesmo cabo físico ser usado em toda a organização, ou seja, quer ao nível do Shop floor quer ao nível do Office.
2. RESENHA HISTÓRICA Num passado não longínquo, antes do aparecimento das redes de campo actuais, a interligação entre autómatos e sensores ou actuadores, seja na automação discreta ou na de processo, era feita através de cabos indi-
O novo paradigma passa a ser a automação totalmente integrada nas instalações fabris, seja na automação discreta, seja de processo. A integração total pode ser dividida em horizontal e vertical, como veremos de seguida. robótica [39]