Conhecendo o protocolo MMS (IEC 61850)

A dificuldade de comunicação entre sistemas industriais pode se tornar um problema de alto custo. Cada nova integração exige desenvolvimento próprio, testes extensivos e manutenção contínua. É preciso criar drivers dedicados, mapear variáveis manualmente e validar cada cenário de falha. O resultado é: aumento de prazo, aumento de custo e mais riscos operacionais.

Foi assim que a ISO 9506, conhecida como MMS (Manufacturing Message Specification), ganhou relevância. Desenvolvido inicialmente pela General Motors para resolver problemas em ambientes de manufatura automatizada, o MMS introduziu um modelo estruturado de comunicação para automação industrial.

Em vez de trocar apenas registradores ou blocos de memória sem contexto, o MMS passou a tratar informações como objetos organizados (variáveis, domínios, listas e programas) acessíveis por serviços padronizados. Sua estrutura baseada no modelo OSI e sua independência de meio físico permitiram aplicação sobre diferentes infraestruturas de rede.

No setor elétrico, sua importância vem se tornando ainda mais evidente. A IEC 61850 utiliza o protocolo MMS para a comunicação entre dispositivos inteligentes (IEDs) em subestações para viabilizar troca de informações em operações críticas com previsibilidade e consistência. Conheça esse protocolo neste artigo.

A origem da ISO 9506

No início da era digital nas fábricas, se uma planta instalasse um controlador da Marca A, teria que utilizar sensores e softwares daquela mesma marca, devido ao protocolo de comunicação que era proprietário e fechado. Esse fenômeno, conhecido como protocol lock-in, limitava a inovação e aumentava os custos, criando ilhas que não trocavam informações entre si.

A ISO 9506 surgiu como um esforço para padronizar essa comunicação. Publicada originalmente em 1990, ela não foi desenhada apenas para mover bits e bytes, mas para fornecer um sistema de mensagens em tempo real capaz de transferir dados de processo e informações de controle supervisório entre dispositivos em rede de forma transparente. Diferente de protocolos da época, como o Modbus, que se concentrava em endereços de memória brutos, o MMS define um modelo onde os recursos físicos de uma máquina são representados como objetos lógicos. Isso permite que o sistema supervisório não precise saber exatamente em que endereço de memória está um dado, mas sim qual é o “nome” e o “tipo” do objeto que ele deseja acessar.

Essa mudança foi o primeiro passo real para a integração entre a Tecnologia Operacional (OT) e a Tecnologia da Informação (TI), permitindo que dispositivos de diferentes fabricantes se comunicassem de forma eficiente.

A arquitetura VMD

No núcleo do protocolo MMS está um conceito fundamental: o Virtual Manufacturing Device (VMD), ou Dispositivo Virtual de Manufatura. O VMD funciona como um “avatar” digital da máquina física, ocultando as complexidades específicas do hardware do fabricante e apresentando uma interface padronizada de objetos e serviços.

Dessa forma, aplicações clientes interagem com um modelo estruturado, sem a necessidade de detalhes internos da implementação física, favorecendo a interoperabilidade e a portabilidade entre os dispositivos.

Em uma arquitetura tradicional, o operador precisava saber exatamente que a temperatura estava, por exemplo, no registrador 40001 daquele CLP específico. Essa dependência de endereçamento fixo tornava a integração rígida.

Com o MMS, a lógica muda completamente. Em vez de acessar um endereço numérico, o sistema pode simplesmente requisitar ao VMD o valor do objeto denominado “Temperatura”. O VMD é responsável por traduzir essa requisição para a linguagem interna da máquina e retornar à informação solicitada.

É justamente esse modelo orientado a objetos que sustenta a interoperabilidade. Caso o CLP seja substituído por outro fabricante, o sistema continuará operando normalmente, desde que o novo VMD disponibilize o mesmo objeto “Temperatura”. A aplicação permanece inalterada, pois a interface lógica se mantém consistente.

Estrutura de objetos no VMD

O protocolo MMS define uma série de objetos padrão que devem existir em cada dispositivo para facilitar operações de leitura, escrita e sinalização de eventos. Abaixo, detalhamos os principais componentes que formam essa estrutura:

Essa organização permite que o MMS suporte diferentes tipos de dispositivos, desde sensores simples até máquinas complexas, mantendo a transparência na comunicação.

O modo cliente/servidor

Para garantir que a comunicação ocorra sem falhas em ambientes hostis, como subestações ou linhas de produção, o MMS utiliza o modelo clássico cliente-servidor, mas com uma camada de robustez superior.

Nesse modelo, o Cliente é tipicamente um sistema de nível superior, como um SCADA (Sistema de Supervisão), um gateway ou um sistema MES (Manufacturing Execution System). O cliente é quem solicita as informações ou envia os comandos de controle. Já o Servidor é o dispositivo, como um CLP, um dispositivo inteligente (IED) ou um sensor, que possui os dados e executa as ações solicitadas.

Diferente de protocolos baseados em broadcast (onde a informação é disparada para a rede sem confirmação), o MMS opera através de um mecanismo estrito de requisição e resposta. Quando o cliente solicita uma ação, como a escrita de um valor em uma variável, o servidor processa o pedido e envia uma resposta confirmando se a operação foi executada com sucesso ou detalhando o motivo de uma falha. Esse feedback constante é o que torna o MMS ideal para aplicações críticas.

Serviços do protocolo MMS

A norma ISO 9506-1 define uma vasta gama de serviços que permitem ao cliente interagir com o modelo de dados do servidor. Esses serviços são categorizados para atender a diferentes necessidades operacionais, desde o monitoramento em tempo real até a manutenção remota de dispositivos:

• – Acesso a variáveis e monitoramento de processos: o serviço mais comum é o de acesso a variáveis, que permite a leitura e escrita de dados individuais ou conjuntos de dados. Através de serviços de leitura (Read) e escrita (Write), o cliente pode obter o estado atual de uma máquina ou alterar parâmetros de operação em tempo real. Além disso, o MMS também suporta a definição de listas de variáveis, permitindo que o cliente solicite múltiplos dados em uma única mensagem.

• – Gerenciamento de eventos e alarmes: um dos grandes diferenciais do MMS é a sua capacidade de lidar com eventos de forma nativa. Em vez de o cliente precisar perguntar constantemente ao servidor “Houve algum erro?”, o MMS permite a configuração de relatórios de eventos. Quando uma condição específica ocorre (ex: uma temperatura excede um limite), o servidor MMS gera uma notificação automática, constrói um dataset representando a mudança e o envia através de um relatório, que pode ser configurado para ser enviado de forma imediata ou acumulada.

• – Transferência de arquivos e gestão de lógica: para a manutenção de sistemas industriais, o MMS oferece serviços de gerenciamento de arquivos. Isso permite o upload ou download de arquivos de configuração e logs de eventos diretamente através do protocolo de comunicação. Esse recurso elimina a necessidade de cabos de programação dedicados ou acessos físicos aos dispositivos.

MMS vs. Modbus vs. OPC UA

Para o gestor industrial que precisa decidir qual tecnologia adotar, é vital entender o posicionamento do MMS em relação a outros gigantes da comunicação industrial.

The Modbus segue como um dos protocolos mais usados na indústria, principalmente devido à sua simplicidade estrutural e facilidade de implementação. Entretanto, sua arquitetura limita o tratamento de dados estruturados e oferece recursos restritos em termos de segurança.

The OPC UA, por sua vez, representa uma abordagem orientada à alta conectividade, nuvem e IIoT. Com modelo de dados robusto e mecanismos nativos de segurança, proporciona mais flexibilidade e interoperabilidade. Em contrapartida, essa sofisticação pode implicar maior complexidade de implementação.

Já o MMS aparece como uma solução estratégica para o controle em tempo real de infraestruturas críticas, particularmente em ambientes que exigem conformidade com normas internacionais como a IEC 61850 com alta robustez.

Integração no MasterTool v 3.77

Em nosso compromisso contínuo com a inovação, anunciamos que o protocolo MMS está agora plenamente integrado ao nosso software de programação e configuração, o MasterTool IEC XE, a partir da versão 3.77.

O MasterTool já é conhecido por ser uma ferramenta completa para programação, depuração e simulação de aplicações baseadas na norma IEC 61131-3. Com a inclusão do suporte nativo ao MMS, eliminamos algumas barreiras de engenharia significativas:

• – Configuração nativa de servidores MMS: agora é possível configurar as CPUs da linha HX (Xtorm) como servidores MMS diretamente dentro do ambiente MasterTool.

• – Mapeamento de objetos facilitado: a nova versão permite que o usuário selecione as variáveis do seu projeto e as transforme em objetos MMS (VMD) de forma intuitiva, sem a necessidade de ferramentas externas.

• – Suporte ao setor elétrico: esta integração reforça a capacidade das CPUs Altus de atuarem como IEDs em projetos de automação de subestações seguindo a norma IEC 61850, permitindo o envio de mensagens e relatórios MMS de forma sincronizada.

• – Diagnósticos mais ágeis: a integração do protocolo na versão 3.77 permite que o operador visualize o tráfego de mensagens MMS e identifique rapidamente problemas na comunicação.

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A indústria do futuro não será definida apenas pela potência de suas máquinas, mas pela clareza e velocidade com que elas conseguem se comunicar. Integrado às soluções da Altus, esse protocolo estabelece uma base sólida para a interoperabilidade das máquinas, a robustez operacional e a longevidade tecnológica.

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