Quatro cenários para usar os Mestres IO-Link com interface OPC UA
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Quatro cenários para usar os Mestres IO-Link com a interface OPC UA
Conectar em rede diferentes sistemas de fabricantes diversos, todos com interfaces, perfis e mecanismos de comunicação diferentes, é o desafio da Indústria 4.0 e da Internet Industrial das Coisas (IIoT). É aí que entra a OPC UA. Ela cria uma base uniforme para a troca de informações contínuas do campo para a nuvem.
OPC UA, abreviação de Open Platform Communication Unified Architecture, permite a colaboração independente de plataforma, interoperável e entre fornecedores de máquinas em produção. Ela torna possível a comunicação entre máquinas e sistemas, tanto em redes fechadas quanto via Internet. Mas a OPC UA é mais do que apenas um protocolo de comunicação: a arquitetura também inclui modelos de dados e conceitos de interação. A escalabilidade é outra grande vantagem do padrão. Dependendo do perfil de requisitos e do escopo da aplicação, o foco pode ser desempenho ou segurança, por exemplo, autorização, criptografia, certificação ou autenticação.
Neste artigo, mostraremos quais aplicações são possíveis com o padrão aberto de troca de dados.
Cenário 1: Operação Paralela
A OPC UA pode ser usada em paralelo com sistemas de controle de máquinas industriais padrão, permitindo a transferência de dados de valor agregado para a nuvem. Com a tecnologia MultiLink™ desenvolvida pela Pepperl+Fuchs Comtrol, o mestre IO-Link é capaz de transferir dados de sensores para o CLP e para a nuvem através de vários protocolos. Um gateway de borda intermediário, como uma caixa industrial thin client da série BTC, estabelece comunicação com o mestre IO-Link, adapta-se à interface de nuvem e garante a transmissão segura de dados. Dessa forma, várias aplicações de IoT, como manutenção preditiva, podem ser implementadas.
Cenário 2: Conversão
A OPC UA também pode ser usada em soluções de conversão. Se um mestre IO-link convencional já estiver em uso, ele poderá ser substituído por um mestre IO-Link das séries ICE2 (Ethernet/IP) e ICE3 (PROFINET) que possui uma interface OPC UA.
Com a ajuda da função integrada MultiLink™, diferentes sistemas, como várias nuvens, podem ser fornecidos com dados simultaneamente e em tempo real. Além da transferência de dados para várias nuvens, um servidor OPC UA integrado também permite a comunicação paralela com um CLP de nível superior via PROFINET.
Cenário 3: Aplicação sem um ambiente CLP tradicional
Em aplicações futuras, os usuários enfrentarão o desafio de não ter um CLP tradicional nem um CLP com recursos de desempenho suficientes.
Um exemplo desse tipo de aplicação é o gerenciamento de ativos e o rastreamento de componentes, com conexão direta com ERP ou MES, via OPC UA. Mas mesmo em outras áreas de aplicação, como em veículos guiados automatizados, os CLPs de alto desempenho não precisam necessariamente ser usados. Graças à pegada escalável, os clientes OPC UA podem ser transportados para microcontroladores relativamente baratos. No entanto, há também aplicações nas quais novas funcionalidades não podem ser mapeadas por meio do CLP e, ao invés disso, sistemas de controle baseados em PC são usados.
A interface OPC UA integrada ao mestre IO-Link estabelece uma conexão direta com esses sistemas, por exemplo, a um gateway de borda, como a caixa industrial BTCthin client da Pepperl+Fuchs. Ela possibilita implementar aplicações sem um ambiente CLP tradicional.
Cenário 4: Aplicação com vários CLPs
As células de soldagem são um exemplo típico para o uso de vários CLPs. Dentro de uma célula de soldagem complexa, há vários CLPs, robôs, incluindo seu próprio controle de robôs, uma estação de medição baseada em PC, controles de qualidade óptica baseados em PC e um sistema de resfriamento de água. Um CLP de nível superior controla todos os processos no sistema via PROFINET, os sistemas baseados em PC têm uma placa de rede Ethernet TCP/IP, e a estação de água de resfriamento e o controlador do robô cada um funcionam via um protocolo proprietário.
Caso 1: a OPC UA permite a comunicação e o intercâmbio direto de dados entre os sistemas, apesar de diferentes protocolos de barramento de campo. Por exemplo, isso permite que o robô se comunique com outros sistemas dentro da fábrica diretamente ou através da nuvem.
Caso 2: os valores de descarga da entidade de água de resfriamento (incluindo parâmetros de processo adicionais, como tempo de ciclo e valores de temperatura) são registrados e avaliados para manutenção preventiva. Por meio da OPC UA, os valores determinados são transferidos para sistemas de nível superior ou diretamente para a nuvem, onde os serviços digitais e outros podem acessá-los. Eles analisam os registros para identificar irregularidades com base em possíveis desvios para evitar erros e danos resultantes.
Caso 3: a estação de medição fornece dados de medição para um banco de dados e, em paralelo, para um sistema de controle. Usando a OPC UA, os dados de medição podem ser facilmente transmitidos através de dois canais diferentes.
Com a integração da OPC UA com o mestre IO-Link séries ICE2 (Ethernet/IP) e ICE3 (PROFINET) pela primeira vez, a Pepperl+Fuchs estabeleceu a base para a comunicação sem interrupções entre o campo e a nuvem. Além do protocolo de barramento de campo em tempo real, os módulos apresentam uma interface OPC UA, o que os torna perfeitos para sistemas baseados em nuvem. Com uma configuração totalmente baseada na web que não requer nenhum software adicional, eles podem ser comissionados de forma eficiente e também são uma solução ideal para aplicações autônomas sem um CLP de nível superior.
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