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As novas tecnologias disponíveis, e que são habilitadoras para uma operação como indústria 4.0, como os dispositivos de Internet das Coisas Industrial (IIoT), tem possibilitado que a automação dos processos seja ainda mais efetiva, reduzindo desperdícios, aumentando a disponibilidade de máquina, otimizando produção e trazendo grandes resultados em produtividade. Não é por acaso que os investimentos com essas inovações tem sido bem alto: de acordo com o relatório da PwC sobre IoT, entre 2015 e 2020 serão aplicados cerca de US$6 trilhões nestas soluções.
Para que as máquinas se integrem como um dispositivo digital na nuvem ou em sistemas de TI, são necessários os gateways de rede. Essa tecnologia habilitadora permite a comunicação tanto entre máquinas quanto de uma máquina para a nuvem, concretizando uma rede de comunicação que integra a produção com os sistemas gerenciais e faz a indústria operar na era 4.0.
Apresentaremos o que são esses gateways e como se deu a evolução do uso dessa importante tecnologia na indústria.
O que são gateways na indústria?
Os gateways de rede são os dispositivos IIoT responsáveis pela conexão entre o chão de fábrica e sistemas de TI ou com a nuvem. Os gateways são capazes de se comunicar via barramentos digitais e protocolos industriais, podendo realizar conexões usando protocolos de TI e mecanismos usados por servidores na internet. Podemos dizer que os gateways realizam dois tipos de integração de redes, os entre redes industriais e entre uma rede industrial e sistemas de TI e nuvem.
Um gateway conversor de protocolos industriais, como o nome diz, converte um protocolo industrial para outro protocolo industrial. Desta forma, os gateways podem ser usados para conexão de máquinas e sub-redes industriais que usem protocolos distintos, permitindo a expansão das redes de comunicação e controle do chão de fábrica.
Outro uso dos gateways é a conversão de protocolos industriais para protocolos de TI. Nessa aplicação, um gateway é capaz de integrar, de forma segura, os dados industriais em sistemas de TI e servidores na nuvem permitindo a integração dos dados de chão de fábrica com os sistemas empresariais e de gestão, como MES e ERPs.
Como cada vez mais as máquinas são digitais e fornecedoras de dados e com o aumento do número de soluções IIoT implantadas, existe uma pressão de expansão das redes industriais. Para que essas redes, novas e legadas, se integrem e que todos esses dados possam seguir para sistemas de gestão e permitir o melhor controle destes ativos e dos processos, são utilizados os dispositivos de gateways para essa interconectividade.
DE QUAIS FORMA ELES APOIAM A INTEGRAÇÃO DE ATIVOS
Com tantos processos de alta complexidade, é preciso que os gateways sejam um facilitador para a integração de redes industriais e das máquinas e dispositivos conectados do chão de fábrica.
A comunicação sobre protocolos digitais tem diversas características e os gateways podem prestar serviços sobre suas funcionalidades de diversas formas. Iremos apontar as mais importantes.
Segurança digital dos ativos
Quando o gateway atua como um filtro entre as conexões de dispositivos, ele protege contra comunicações indevidas a diferentes sub-redes e máquinas, mantendo as diferentes redes de automação protegidas de influências negativa possíveis, seja por erros de implantação de automações, de defeitos elétricos existentes em uma das sub-redes, erros de operação e até mesmo de ataques de malwares ou outros problemas relacionados à invasões de rede.
Os gateways nesse papel são o ponto de interconectividade dessas sub-redes e dispositivos, permitindo somente as devidas trocas de mensagens de um lado para o outro e bloqueando as demais.
Controle da qualidade de serviço
Quanto mais dispositivos digitais e de Internet das Coisas são integrados no chão de fábrica, maior é o volume de dados transmitidos pelas redes industriais. Uma das funções dos Gateways é realizar a gestão da qualidade do serviço destas redes, ou seja, garantir que os dados prioritários trafeguem de forma prioritária sobre os demais, e que os tempos de propagação de parâmetros sejam respeitados, ou este defeito de rede seja percebido e informado.
Arquiteturas descentralizadas e redundantes
Os gateways apoiam arquiteturas descentralizadas, permitindo que diferentes controladores possam atuar em sub-redes e em máquinas específicas dependendo do estado destas redes de automação.
Principalmente em processos críticos, ou seja, em que uma parada ou estado de erro traga um prejuízo considerado inaceitável, existem mais de um controlador para o processo, sendo que o controlador principal ou redundante pode assumir o controle dos dispositivos e máquinas dependendo da saúde dos mesmos.
Nestes casos, os gateways tem papel de extrema importância permitindo a integração ou retirada de dispositivos da rede industrial em tempo real, durante as operações produtivas.
Na evolução das tecnologias das máquinas
As tecnologias se atualizam muito rapidamente, como barramentos, protocolos e outros, e padrões industriais promissores ou dominantes na indústria em uma época que podem se tornar obsoletos na próxima. A convivência de padrões obsoletos com atuais é uma realidade de todas as indústrias.
Os gateways permitem que redes obsoletas conversem com redes atuais, promovendo uma evolução contínua da indústria, que pode utilizar novos padrões sem tem que descartar os dispositivos e o uso dos padrões antigos.
Modernização e digitalização
A integração do chão de fábrica com os sistemas empresariais de gestão vem com a indústria 4.0. Porém nem todas as máquinas são modernas e digitais, ao contrário, existem mais máquinas não preparadas para indústria 4.0 em operação.
Os gateways apoiam a modernização destas máquinas, permitindo a adição de instrumentação e controle digital e a incorporação destes novos sistemas em redes industriais e integrados com sistemas de TI da empresa e portanto, que elas façam parte do mundo da indústria 4.0.
COMO AS SOLUÇÕES DA OMEGA7 SYSTEMS PODEM AJUDAR A ADOTAR SOLUÇÕES DA INDÚSTRIA 4.0?
O investimento em aplicações modernas deixou de ser um simples diferencial: as indústrias que não estão adotando os conceitos da indústria 4.0 poderão ver seus negócios tornarem-se obsoletos e pouco lucrativos, frente a concorrentes atualizados. A Indústria 4.0 trouxe não apenas novas formas de produzir, como também novos modelos de atendimento do mercado e até mesmo novas demandas em negócios business to business.
A Omega7 Systems distribui e apoia a integração dos Gateways KUNBUS, tecnologia alemã preparada para fazer a conexão entre os seus dispositivos de uma forma rápida e simples, garantindo uma comunicação contínua entre eles.
Dentre as opções de gateways estão:
- Gateway Modulares, convertendo redes de quaisquer protocolos dominantes da indústria;
- FNL Gateway, que permite conexões entre PROFIBUS e Modbus TCP;
- XPS-E Gateway, que permite conexões entre PROFIBUS e Modbus RTU;
- Repetidor PROFIBUS;
- Switch PROFIBUS de Redundância, que apoia a operação em momentos de falha operacional de sistemas.
Independentemente dos protocolos industriais utilizados pela sua empresa, os gateways fornecidos pela Omega7 Systems estão preparados para atender a maior parte das redes industriais, fazendo a transferência dos seus dados com praticidade, baixando o custo de implantação e operação.
As inovações trazidas pela Indústria 4.0, em especial as tecnologias de Internet das Coisas Industrial, estão trazendo grandes melhorias para os processos industriais e aumentando a competitividade das empresas.
É importante estar atento às ferramentas que podem potencializar ainda mais os benefícios dessas novas tendências, e usa-las de forma a melhorar seus processos produtivos. Veja como os gateways da KUNBUS podem apoiar seus objetivos de melhoria dos processos produtivos.
Ficou interessado em conhecer mais sobre gateways e as soluções da Omega7 Systems? Entre em contato conosco!
