quinta-feira, 26 de novembro de 2015

Introdução a IIoT (Industrial Internet of Things)



A promessa de conectar tudo dentro de um ambiente industrial para obter visibilidade completa das operações e permitir que sejam feitas as melhores decisões em tempo real - com ou sem intervenção humana - irá transformar a forma como fabricamos produtos nos próximos anos. A premissa para esta próxima evolução industrial é a Internet das Coisas Industrial (IIoT).

A IIoT visa habilitar a Internet em todos componentes de hardware e software que compõem um sistema de automação (as "Coisas"). Isto irá permitir uma automação mais inteligente onde as “Coisas” poderão compartilhar informações, aprender sobre seu ambiente e se auto ajustar para alcançar os melhores desempenhos e os menores tempos de parada. A equipe responsável pelas operações do sistema será capaz para avaliar e manipular todos os aspectos remotamente sem a necessidade de ter especialistas dedicados no local.

Estes benefícios dependem da resolução de alguns desafios - vários dos quais a indústria vem resolvendo há anos. Em um processo de automação industrial existem componentes mecânicos, digitais e humanos. A qualquer instante, uma destas partes pode ter informações valiosas para outra parte. Ao decidir e aderir às tecnologias que conectam esses componentes, a Internet das Coisas já existia dentro de ambientes industriais há algum tempo - apenas em uma escala muito menor e sob nomes diferentes (como SCADA, M2M, Manutenção Preditiva e Otimização de Processos).

Hoje existem várias mudanças que afetam a escala e a velocidade da IIoT. Novos fornecedores estão entrando no mercado, buscando consolidar dados em informações úteis, unificar soluções tradicionais e preencher a lacuna entre os domínios operacionais públicos e privados. Além disso, a nossa sociedade está cada vez mais dependente da Internet e tem mais do que nunca ferramentas conectadas disponíveis. O custo da tecnologia não é mais proibitivo: nós podemos conectar qualquer “Coisa” em rede usando equipamentos com tecnologia de baixo custo, armazenamento e liberando dados que antes eram indisponíveis. Por fim, a próxima geração de engenheiros são alunos crescendo com tecnologia, que é rica, fácil de usar e está em toda parte - criando uma expectativa de que os sistemas de controle existentes sejam compostos de tecnologia que conecta e interage com pouco esforço.

Ao nível corporativo, a conscientização do que acontece em várias plantas fornecerá uma visão crítica ao planejamento estratégico competitivo, bem como a oportunidade de integração superando as tradicionais barreiras das empresas alavancando a prestação de serviços por terceiros.
Ao buscar construir a IIoT, o maior desafio da indústria será habilitar a internet nas “Coisas” que estão na extremidade da rede. Em toda a indústria, esta área contém trilhões de “Coisas” que contêm um ou vários pontos de dados que precisam ser analisados e combinados em informações. Lamentavelmente, as “Coisas” nas extremidades da rede são as mais distantes da Tecnologia da Informação (TI), a qual nos acostumamos a usar sempre que existe a necessidade de conectividade a internet.

Tradução livre da Introdução do eBook “Industrial Internet of Things and Communications at the Edge ” do CEO da Kepware, Tony Paine

quarta-feira, 5 de agosto de 2015

Resolvendo problemas de conectividade em subestações

Sua subestação tem relês com o protocolo IEC 61850 e o supervisório / SCADA no seu Centro de Controle trabalha com o driver DNP3.
Você precisa implantar um supervisório na subestação, porém os seus dispositivos de subestação trabalham com o protocolo DNP3 e o supervisório só tem o driver cliente OPC.
Como resolver estes problemas de conectividade? O SCADA Data Gateway (SDG) operando como uma aplicação do tipo conversor de protocolo é a solução.

O SCADA Data Gateway (SDG) é um aplicativo desenvolvido para o ambiente Windows e pode ser usado para desenvolver aplicação do tipo Conversor de Protocolos, Servidor OPC, Concentrador de Dados, entre outras.

O SDG é usado para fazer a interface entre dispositivos existentes em estações de geração, subestações, linhas de transmissão e sistemas de distribuição de energia elétrica e centros de controle, IHMs locais e remotas e outros dispositivos de controle e transmissão de dados.

Ele suporta componentes mestre/cliente e escravo/servidor dos seguintes protocolos: DNP3, IEC 60870-5-101, IEC 60870-5-103(somente mestre), IEC 60870-5-104, Modbus RTU e TCP, IEC 61850, IEC 60870-6 (TASE.2/ICCP). Também suporta o padrão OPC incluindo: cliente/servidor OPC Data Access (DA), Alarms & Events (A&E) e OPC XML DA.
E, por fim também suporta o padrão ODBC incluindo um cliente ODBC, que permite desenvolver interface com tabelas em bancos de dados para armazenamento e recuperação de dados do sistema elétrico.

O SDG é a ferramenta ideal para interconexão de seus sistemas com o ONS (Operador Nacional do Sistema) permitindo implementar uma aplicação com todos os requisitos estabelecidos no sub-módulo 2.7, incluindo o agrupamento de pontos exigido neste sub-módulo.

Voltemos as questões iniciais:

Sua subestação tem relês com o protocolo IEC 61850 e o supervisório / SCADA no seu Centro de Controle trabalha com o driver DNP3.
A licença SCADA Data Gateway (SDG) deve estar configurada com um driver cliente 61850 e um driver DNP3 escravo. No SDG o driver cliente 61850 deve ser configurado para ler os dados dos relês e o driver DNP3 escravo deve ser configurado para disponibilizar os dados para o centro de Controle. Em seguida deve ser feito o mapeamento dos pontos do 61850 em pontos do DNP3 e a aplicação estará pronta para testes e comissionamento.

Você precisa implantar um supervisório na subestação, porém os seus dispositivos de subestação trabalham com o protocolo DNP3 e o supervisório só tem o driver cliente OPC.
Como resolver este problema de conectividade?
A licença SCADA Data Gateway (SDG) deve estar configurada com um servidor OPC DA e um driver DNP3 mestre. O SDG vai operar como um servidor OPC DA para o supervisório, convertendo os pontos recebidos do driver DNP3 mestre em itens OPC DA do servidor OPC. Nesta aplicação não é necessário fazer um mapeamento dos pontos entre o driver e o servidor OPC, porque o SDG faz automaticamente este mapeamento.

Pelos protocolos que disponibiliza, e a facilidade de mapear pontos de um protocolo mestre em pontos de um protocolo escravo, o SDG é a ferramenta ideal para aplicações do tipo conversão de protocolo. O SDG tem também um editor de equações que permite manipular os pontos recebidos criando lógicas e cálculos com estes pontos.

sexta-feira, 12 de junho de 2015

Troca de dados através de GPRS

Para aplicações que requerem troca de dados entre sistemas remotos, distribuídos geograficamente, o serviço de comunicação móvel GPRS (General Packet Radio Service) é uma solução acessível, segura e eficiente. Este tipo de transferência de dados opera em uma conexão sempre ativa e a cobrança é feita de acordo com a quantidade de pacotes transmitidos.
 
Foi desenvolvida uma plataforma de comunicação de dados em função deste tipo de transferência de dados e serviços associados, que se adapta perfeitamente a esta forma de comunicação, oferecendo máxima segurança e conveniência.
 
Com a plataforma ODP (Open Data Port) o usuário é capaz de comunicar com vários CLPs, dispositivos de automação e medição, usando as tecnologias GPRS, DSL e Ethernet. A transferência de dados ocorre online ou os dados podem ser fornecidos com carimbo de tempo (valores históricos).
 
O ODP fornece uma nova perspectiva para o gerenciamento de dados aberto, seguro e transparente, garantindo
o monitoramento dos custos e das conexões. Os recursos especiais incluem: capacidade de conectar a dispositivos de diferentes fabricantes – mesmo em arquiteturas híbridas – e configuração amigável.
A plataforma usa a filosofia de projeto “top-down”, isto é, todas as funções principais são gerenciadas pelo Centro de Controle. O objetivo é assegurar uma monitoração ótima da comunicação e dos custos, bem como a otimização dos serviços.
 
Como uma solução neutra o OPD pode ser aplicado a projetos de tele controle padrão (ambiental e sistemas de potência) e em áreas de aquisição de dados de energia, engenharia de trânsito, automação predial e sistemas de vigilância, entre outros.
 
 


quarta-feira, 8 de abril de 2015

A importância dos Historiadores (ou PIMS)

Os Historiadores de Dados do Processo ou PIMS (Plant Information Management Systems) são soluções que permitem coletar dados de diversas fontes (sistemas de controle, CLPs, outros softwares, ...) e armazenar estes dados em um banco de dados temporal, para a análise posterior de forma a permitir o melhor conhecimento do processo.

Os historiadores são projetados para terem capacidade no armazenamento e velocidade na recuperação dos dados, e normalmente conseguem processar milhões de transações por segundo. Este tipo de desempenho é importante para processos com variáveis que mudam seus valores diversas vezes por segundo.

Os historiadores registram todas as alterações de valor de um ponto, armazenando valor, qualidade, data e horário da alteração, mesmo quando os valores mudam rapidamente. Utilizando algoritmos de armazenagem altamente eficientes, o conjunto completo de dados pode ser armazenado por longos períodos de tempo. A capacidade dos historiadores de gerenciar para um grande volume de dados é útil para detectar tendências sutis que podem aparecer apenas após um longo período de meses ou anos.

Uma grande vantagem dos historiadores é a sua capacidade para processar as consultas com base no tempo. Por exemplo, talvez seja necessário verificar o desvio padrão de um ponto que muda, em média, 25 vezes por segundo, em janelas de 10 segundos, nos dois últimos minutos. Um bom historiador irá fornecer uma maneira fácil de apresentar tal consulta, e retornará os resultados rapidamente, utilizando poucos recursos do sistema. Consultas pré-construídas normalmente permitem selecionar qualquer período de tempo, desde de alguns segundos até semanas ou mais, e recuperar médias, correlações de tempo, regressões, desvios-padrão, e assim por diante. Os historiadores são capazes de gerenciar consultas rápidas e contínuas para o conjunto de dados permitindo ao usuário avançar e retroceder no tempo rapidamente.

Os bons historiadores disponibilizam ferramentas de geração de relatórios integradas, que permitem criar rapidamente dos relatórios, mesmo complexos, reduzindo significativamente o tempo necessário para desenvolvimento. Além disso, devem permitir compartilhar as informações através da web.

Os historiadores permitem às empresas coletar, armazenar e analisar grandes volumes de dados dos processos, possibilitando a melhoria da qualidade, produtividade, lucratividade e segurança. Além disso, é possível reduzir os custos associados à manutenção e ao cumprimento de normas legais (regulamentação), bem com agilizar o tempo de resposta da operação.