A integração de todas as comunicações do nível ERP ao nível de campo é um requisito essencial para os sistemas de produção mais avançados de hoje. Para penetrar as barreiras entre TI e automação, os proprietários de equipamentos estão cada vez mais se voltando para o padrão OPC UA aberto. Quando se trata de processos complexos com requisitos em tempo real, o OPC UA tinha anteriormente suas limitações. Isso pode mudar logo, graças ao Time Sensitive Networking (TSN)
À medida que as tarefas a serem resolvidas pela automação industrial crescem em complexidade, a tendência para as arquiteturas de controle descentralizadas continua. Essas abordagens permitem à tecnologia de automação individual, flexibilidade e estrutura moduladora como os dispositivos periféricos inteligentes conectados via Ethernet industrial tonando cada vez mais predominantes. Está cada vez mais comum, por exemplo, para os subsistemas e módulos individuais a equipar com seus próprios controladores e agrupados para compor uma máquina completa.
Comunicação é decisiva
"Comunicação efetiva entre os componentes individuais é um fator decisivo na produtividade desses tipos de soluções," explica Stefan Schönegger, gerente de marketing da B&R. "Para os fabricantes de máquinas e equipamentos, é muito importante que sua capacidade de implementar um determinado processo não seja limitada por soluções proprietárias". Do nível de campo para o sistema ERP, o padrão aberto OPC UA é um protocolo de comunicação ideal.
OPC UA já foi implementada por todos os principais fabricantes de sistemas de controle. Este padrão assegura que as máquinas com controladores de diferentes fabricantes podem facilmente ser coordenados dentro de um sistema. O protocolo em si também é uma plataforma independente, e a pilha de comunicação pode ser portada para qualquer sistema operacional ou sistema embarcado. "OPC UA é o único protocolo que combina tão efetivamente todos esses benefícios ," diz Schönegger.
Tempo real para produtividade máxima
Enquanto as máquinas em uma fábrica continuarem a funcionar como unidades relativamente independentes - enviando e recebendo dados e comandos de diagnóstico isolados - OPC UA continuará a ser uma excelente escolha para comunicação M2M. "No entanto, a fábrica do futuro irá parecer bem diferente ", diz Schönegger. "Máquinas, robôs e correias transportadoras precisarão conversar umas com as outras em tempo real para maximizar a produtividade".
"Certamente seria tecnicamente viável acrescentar capacidade em tempo real ao próprio OPC UA, mas isso implicaria um esforço considerável e ainda teria desvantagens", acrescenta Schönegger. É por isso que um grande grupo de fabricantes de automação e robótica juntou forças para se mover em uma direção diferente. Seu objetivo: fazer com que o OPC UA faça uso do TSN - uma extensão do padrão Ethernet IEEE 802.1 atualmente em desenvolvimento.
Indústria automotiva está dirigindo o desenvolvimento do TSN
O Time-Sensitive Networking (TSN) é um conjunto de extensões atualmente em desenvolvimento que serão posteriormente incluídas no padrão IEEE 802.1. O objetivo é promover transmissão de dados em tempo real via Ethernet "Uma grande vantagem do padrão TSN é que a indústria automotiva está por trás disso. Isso significa que os componentes semicondutores necessários estarão disponíveis de forma rápida e relativamente barata ", explica Schönegger.
A quantidade de dados que estão sendo transmitidos em automóveis disparou nos últimos anos. "Os sistemas de ônibus convencionais não têm quase a largura de banda para lidar com isso", diz Schönegger O primeiro passo para a indústria automotiva foi a adoção do padrão 802.1 AVB (Audio Video Bridging), que permite a transmissão sincronizada e priorizada de arquivos de áudio e vídeo. Isso permite que imagens de câmeras de visão traseira montadas no pára-choque traseiro sejam transferidas via Ethernet.
Para prosseguir o objectivo de alcançar novas indústrias e alargar o espectro de aplicações, o grupo de trabalho AVB tornou-se a iniciativa TSN. A indústria automotiva também gostaria de lidar com todas as tarefas de controle e aplicativos que exigem segurança funcional sobre Ethernet. Para que isso seja possível, eles precisarão de tempos de ciclo na faixa de tempo real e comportamento determinístico da rede. "Essas são exatamente as mesmas exigências que enfrentamos na automação de linhas de produção", diz Schönegger. É por isso que nós e outros fornecedores de automação decidimos dar OPC UA capacidade em tempo real com TSN.
IT atende à automação
"Com o OPC UA TSN, estamos construindo uma ponte entre o mundo baseado em IP de TI e protocolos para demandas reais em tempo real, como o POWERLINK", diz Schönegger. O OPC UA TSN é a solução perfeita para todas as aplicações em automação de fábrica. Com sincronização de sub-milissegundos, oferece precisão suficiente para aplicações como sincronização de linhas, integração de sistema SCADA, tarefas de controle báscio ou mesmo operação de correias transportadoras e integração de E/S.
Com OPC UA estendendo seu alcance ao nível de automação de linha nos próximos anos, haverá algumas mudanças dramáticas na estrutura de máquinas e equipamentos. "Sistemas fieldbus nível de fábrica tradicional não serão mais necessários", diz Schönegger. A combinação de OPC UA TSN e POWERLINK abrangerá toda a gama de comunicação na produção industrial.
OPC UA e POWERLINK são protocolos puramente baseados em software com pilhas que estão livremente disponíveis e podem ser portadas para qualquer plataforma. "A combinação do OPC UA e o POWERLINK fornece o máximo de liberdade quando a máquinas e sistemas de engenharia," diz Schönegger. O nome que é impresso no controlador é irrelevante.
"A combinação de OPC UA TSN e POWERLINK irá cobrir toda a gama de comunicação na produção industrial." Stefan Schönegger, Gerente de Marketing, B&R