Uma única interface para a conectividade perfeita

Para implementar seus processos de produção cada vez mais complexos, fabricantes e operadores de sistema de produção de ponta irão confiar em uma nova geração de soluções de automação.

A industria manufatureira está migrando de um sistema de produção puramente em massa em direção a sistemas com níveis de individualização, os quais não podem ser mais atendidos por linhas tradicionais, projetadas exclusivamente para produzir grandes quantidades de um único produto. Para lidar com a redução do tamanho dos lotes de forma econômica, são necessárias unidades de produção menores e mais modulares, as quais podem ser facilmente adaptadas e reconfiguradas, a qualquer hora e com o mínimo esforço.

Mesmo com essas unidades de produção modulares, a crescente quantidade de tarefas complexas a serem executadas exigirá uma maior quantidade e variedade de componentes de alta tecnologia. Apesar de serem construídos por diferentes fabricantes, esses componentes deverão conversar entre si afim de obterem os dados que eles necessitam.

O trampolim fundamental no caminho para a manufatura adaptativa será uma mudança para uma comunicação que seja independente do fornecedor. "Para dar um salto para inovações como personalização em massa e tamanho de lote unitário", diz Konstantin Klein, gerente de produto de soluções de rede IIoT da B&R, "você precisa de uma rede uniforme, com capacidade de comunicação em tempo real, que ofereça interoperabilidade total e que unifique os padrões de TI com os de fabricação industrial . "

Para a conectividade perfeita é necessária uma comunicação aberta e com capacidade de tempo real. "Os dias em que fabricantes de máquinas eram forçados a aceitar um protocolo proprietário acabaram," diz Klein. A nova geração irá substituir a imensidão avassaladora de sistemas proprietários por uma única solução, que realizará a troca de dados de forma perfeitamente padronizada entre todos os nós da rede.

Com uma única interface para trabalhar, o processo inteiro de engenharia será simplificado drasticamente. Dados brutos serão enriquecidos com descrições semânticas padronizadas que permitirão interpretação automática de sistemas, dispositivos e variáveis.

Fabricantes líderes em automação e tecnologia de TI estão se movendo em direção a comunicação independente de fabricante com OPC UA sobre TSN.

Até agora, fabricantes de máquina tem se deparado com um grande esforço de trabalho e custo para lidar com uma imensidão de interfaces e para incorporar todas suas informações de sistemas.

O OPC UA sobre TSN dispensa tudo isso. Diferente de outros protocolos que transmitem somente dados brutos, essa solução valoriza os dados agregando semânticas, que podem ser facilmente interpretadas por qualquer nó da rede. Isso elimina todos os tipos de potenciais fontes de erro e torna mais fácil a implementação de conceitos de máquinas flexíveis e adaptativas.

Um modelo de informação OPC UA é criado contendo todos os dados relevantes para cada dispositivo. Isso significa que você pode conectar rapidamente qualquer drive à qualquer máquina, por exemplo, independente do fabricante que produziu o dispositivo. Manutenções e atualizações são simplificadas substancialmente.

Apesar de tudo, uma interface e protocolo unificados são somente metade da equação, tempos de ciclo e largura de banda também tem um papel de igual importância. Aplicações sensíveis ao tempo, como a sincronização de um robô com um sistema de transporte por trilhos inteligente, requerem tempos de ciclo na casa dos microssegundos. O OPC UA sobre TSN provém 18x mais performance que soluções convencionais. "OPC UA sobre TSN oferece performance suficiente para atender a todas as aplicações de hoje e de amanhã," enfatiza Klein.

Para permitir esse salto em performance, o padrão Ethernet no qual a solução é baseada foi expandido para incluir Comunicação de Rede Sensível ao Tempo (TSN). "A extensão TSN garante transmissão determinística em grandes redes convergentes que interligam a divisão entre sistemas TO e TI" diz Klein.

Sejam rápidas e centralizadas ou inteligentes e distribuídas, soluções de drive podem ser adaptadas mais facilmente às necessidades da aplicação com o OPC UA sobre TSN, do que com qualquer outra solução. O resultado é uma alavancagem tanto em produtividade como em qualidade do produto.

Baseado na camada física Gigabit Ethernet, produtos com OPC UA sobre TSN oferecem larguras de banda significativamente maiores. Dados operacionais podem ser coletados em tempo real e compartilhados com sistemas de níveis superiores. "Isso é a conexão perfeita entre o nível de campo com a nuvem," diz Klein.

Soluções de IIoT avançadas como monitoramento de condição e manutenção preditiva podem ser potencialmente impulsionadas com "feedback" instantâneo para estender o ciclo de vida de um componente e impulsionar a disponibilidade do sistema.