Noções básicas de fábricas inteligentes e discretas

Oct 07, 2023

Por Lisa Eitel | 6 de janeiro de 2023

As fábricas inteligentes são instalações que digitalizam todos os aspectos da fabricação ou produção que permitem a digitalização. Essas operações registram dados continuamente por meio de equipamentos e sistemas conectados - e depois disseminam esses dados para permitir que as máquinas executem rotinas de otimização automática. Esses programas podem ajudar a produção de um determinado produto final no tempo da instalação; prevenir proativamente problemas mecânicos; e simplificar as tarefas de fabricação interconectadas. Abordagens abrangentes para a construção de fábricas inteligentes utilizam ferramentas de nuvem, IA, IIoT e análise de big data para monitorar as previsões da cadeia de suprimentos e acionar linhas de produção (cada vez mais adaptáveis) para responder.

Vamos agora entrar nas especificidades da conectividade de fábrica inteligente. Os protocolos industriais que suportam funções de fábrica inteligente geralmente exigem certificação de componentes físicos; leia mais sobre isso no artigo Motion Control Tips:Tendências em Ethernet, PoE, IO-Link, HIPERFACE e soluções de cabo único . A conectividade CAT5e e CAT6, bem como Power over Ethernet (PoE), é cada vez mais comum em máquinas automatizadas e robótica. Em outros lugares, os cabos CAT5e e CAT6 flexíveis suportam redes CC-Link Industrial Ethernet (IE) e vêm em conjuntos agrupados com porta-cabos com certificação UL para os mercados norte-americanos.

Considere os controladores industriais que suportam a rede industrial CC-Link IE Field e permitem trocas de dados de até 1 ms para controle de equipamentos em tempo real. Alguns desses controladores também aproveitam a rede para monitoramento remoto, computação de ponta, computação de dados e integração de hardware e software. É típico que esses controladores tenham um formulário Windows 10 IoT instalado, embora o sistema operacional VxWorks, bem como a plataforma aberta Edgecross, também possam ser usados ​​para processar e distribuir dados. Alguns desses computadores industriais até incluem telas sensíveis ao toque para funcionar como interfaces homem-máquina (HMIs).

Fábricas inteligentes maximizam o uso de ferramentas digitais. Imagem: Phuttaphat Tipsana

O principal benefício do HIPERFACE DSL é como ele permite o roteamento da potência do motor e o feedback de posição por meio de um cabo - reduzindo a complexidade e o custo. Além disso, os codificadores inteligentes HIPERFACE DSL incluem memória interna para armazenar informações do motor... portanto, na conexão inicial, um servodrive pode consultar essas informações para ajudar a automatizar o comissionamento do motor.

Da mesma forma, as soluções de cabo único baseadas em Ethernet ou até mesmo em cabos de linha de assinante digital (DSL) melhoram o maquinário que incorpora atuadores lineares - muitas vezes oferecendo compatibilidade com amplificadores de vários fabricantes para uma integração rápida e perfeita do controlador ao atuador.

O IO-Link de cabo único também está tendo uma adoção crescente para conectividade industrial. Alguns fornecedores de motores inteligentes começaram a integrar os primários IO-Link nas principais ofertas para suportar sensores conectáveis ​​para conceitos de automação descentralizados. Obviamente, os motores que podem se comunicar via Ethernet industrial ou barramento CAN não precisam se conectar a redes IO-Link como secundários.

O IO-Link também pode digitalizar conectores analógicos legados em componentes para transmitir comunicações bidirecionais e tempos de comissionamento mais rápidos. Não é de admirar que alguns tenham adotado a conectividade IO-Link no lado dos controles para suporte multiprotocolo e conexão com interfaces seriais.

Considere os vários protocolos e comunicações aproveitados na conectividade IIoT — por exemplo, arquiteturas SCADA, MES e planejamento de recursos empresariais (ERP). Estes são os mais envolvidos na convergência de TI/TO (tecnologia operacional) — muitas vezes envolvendo tarefas de nível empresarial, gateways e outras conectividades para permitir a configuração do sistema por meio de navegadores da Web padrão... bem como ajustes operacionais e ações gerenciais adicionais.

Fábricas inteligentes são dominadas por componentes e equipamentos com fieldbus, Ethernet com fio, sem fio e conectividade em nuvem.

Para ser claro, instalações SCADA abrangentes (apesar de sua complexidade e requisitos de instalação consideráveis) se destacam na captura e processamento de big data; manutenção e uso de dados históricos; e execução de rotinas analíticas. No entanto, as soluções de fábrica inteligente permitem uma configuração mais rápida de redes de acesso remoto, sistemas de computação de borda e controle central ou na máquina (HMI) sobre as configurações e dados pertinentes da máquina.