Vivemos um per\u00edodo de transforma\u00e7\u00f5es aceleradas em que a digitaliza\u00e7\u00e3o deixou de ser um diferencial competitivo e passou a ser a base da competitividade industrial. A Ind\u00fastria 4.0 marcou a conex\u00e3o entre o hardware e o software, impulsionada pela integra\u00e7\u00e3o de sistemas pela Internet das Coisas (IoT) e, mais recentemente, pela incorpora\u00e7\u00e3o crescente das Intelig\u00eancias Artificiais (IA) dentro das opera\u00e7\u00f5es.<\/p>\n\n\n\n
Mais do que m\u00e1quinas mais r\u00e1pidas, esse novo contexto envolve sistemas capazes de aprender com dados, interpretar cen\u00e1rios e agir com um grau de autonomia, um avan\u00e7o que, at\u00e9 pouco tempo atr\u00e1s, parecia ficar apenas ao campo da fic\u00e7\u00e3o cient\u00edfica. <\/p>\n\n\n\n
Saiba mais sobre como as Intelig\u00eancias Artificiais est\u00e3o redefinindo processos, ampliando a efici\u00eancia operacional e transformando a ind\u00fastria neste artigo.<\/p>\n\n\n\n
A digitaliza\u00e7\u00e3o de uma planta industrial come\u00e7a no ponto de contato entre o sensor e o controlador. Nesse contexto, o CLP \u00e9 o equipamento respons\u00e1vel por captar e processar as informa\u00e7\u00f5es desse processo.<\/strong> <\/p>\n\n\n\n Em arquiteturas modernas, ele deixa de atuar apenas no controle de dispositivos isolados, como v\u00e1lvulas ou motores, e passa a desempenhar o papel de um hub de dados contextualizados dentro do sistema de automa\u00e7\u00e3o.<\/p>\n\n\n\n Para que solu\u00e7\u00f5es de Intelig\u00eancia Artificial possam ser integradas \u00e0 opera\u00e7\u00e3o e viabilizem estrat\u00e9gias de moderniza\u00e7\u00e3o, \u00e9 essencial ter dados de qualidade em tempo real e contar com um hist\u00f3rico confi\u00e1vel. Caso as informa\u00e7\u00f5es capturadas pelo CLP sejam imprecisas ou sofram atrasos na transmiss\u00e3o, a capacidade de an\u00e1lise e tomada de decis\u00e3o da IA \u00e9 comprometida, podendo gerar preju\u00edzos financeiros significativos.<\/p>\n\n\n\n Por isso, a import\u00e2ncia dessa capacidade em uma opera\u00e7\u00e3o industrial n\u00e3o pode ser subestimada. Em ambientes onde milhares de vari\u00e1veis s\u00e3o monitoradas simultaneamente, enviar todos os dados para a nuvem, sem qualquer filtragem ou processamento pr\u00e9vio, sobrecarregaria a largura de banda e aumentaria significativamente a lat\u00eancia da rede.<\/p>\n\n\n\n Nesse cen\u00e1rio, os CLPs assumem um papel de processar localmente as informa\u00e7\u00f5es, selecionando e organizando apenas as informa\u00e7\u00f5es relevantes<\/strong>. Dessa forma, somente os dados necess\u00e1rios s\u00e3o enviados para sistemas de an\u00e1lise ou para modelos de Intelig\u00eancia Artificial.<\/p>\n\n\n\n No passado, o cen\u00e1rio era de uma automa\u00e7\u00e3o marcada pela presen\u00e7a de protocolos propriet\u00e1rios que criavam \u201cilhas de informa\u00e7\u00e3o\u201d, dificultando a integra\u00e7\u00e3o entre diferentes equipamentos e plataformas. Hoje, para que a Intelig\u00eancia Artificial possa atuar de forma eficaz, \u00e9 essencial que exista uma linguagem comum entre os sistemas.<\/p>\n\n\n\n Ao adotar equipamentos baseados em padr\u00f5es abertos de comunica\u00e7\u00e3o, se torna poss\u00edvel estabelecer a interoperabilidade entre o ch\u00e3o de f\u00e1brica (TA) e os sistemas corporativos (TI).<\/strong> Essa abordagem facilita a troca de dados entre diferentes camadas da opera\u00e7\u00e3o, amplia a integra\u00e7\u00e3o entre tecnologias e cria uma base s\u00f3lida para a implementa\u00e7\u00e3o de solu\u00e7\u00f5es avan\u00e7adas de an\u00e1lise e Intelig\u00eancia Artificial. <\/p>\n\n\n\n The Modbus<\/a> continua sendo amplamente reconhecido como o protocolo principal da automa\u00e7\u00e3o industrial, principalmente devido \u00e0 sua simplicidade de implementa\u00e7\u00e3o. O protocolo opera tanto na vers\u00e3o TCP, utilizada em redes baseadas em Ethernet, quanto na vers\u00e3o RTU, aplicada em redes seriais robustas capazes de atingir dist\u00e2ncias de at\u00e9 1200 metros.<\/p>\n\n\n\n Para aplica\u00e7\u00f5es que exigem determinismo e sincroniza\u00e7\u00e3o rigorosa, protocolos como PROFINET<\/a> and EtherNet\/IP<\/a> permitem a gest\u00e3o eficiente de redes complexas em tempo real. O PROFINET permite integrar perfis para seguran\u00e7a funcional e para gest\u00e3o de consumo energ\u00e9tico. No caso do EtherNet\/IP, o modelo de comunica\u00e7\u00e3o Publisher-Subscriber contribui para reduzir o tr\u00e1fego desnecess\u00e1rio na rede, tornando a comunica\u00e7\u00e3o mais eficiente.<\/p>\n\n\n\n J\u00e1 em aplica\u00e7\u00f5es de controle de movimento (Motion Control), o EtherCAT garante o sincronismo de m\u00faltiplos eixos com precis\u00e3o na ordem de microssegundos<\/strong>. Complementarmente, protocolos como CANopen<\/a> and Channels<\/a> possibilitam diagn\u00f3sticos avan\u00e7ados e comunica\u00e7\u00e3o detalhada com instrumentos de campo e sistemas de acionamento, ampliando a visibilidade e o controle sobre os processos.<\/p>\n\n\n\n The OPC UA<\/a> (Open Platform Communications Unified Architecture) \u00e9 um protocolo de comunica\u00e7\u00e3o orientado \u00e0 informa\u00e7\u00e3o, capaz de descrever n\u00e3o apenas os dados, mas tamb\u00e9m o seu contexto. Nos CLPs da Altus, o OPC UA atua como uma ponte segura entre o controlador e sistemas supervis\u00f3rios, como o BluePlant<\/a>, al\u00e9m de plataformas de gest\u00e3o empresarial, como ERPs<\/strong> and MES.<\/strong><\/p>\n\n\n\n Um dos grandes diferenciais da implementa\u00e7\u00e3o de OPC UA<\/a> nos equipamentos da Altus \u00e9 o foco em<\/strong> seguran\u00e7a cibern\u00e9tica<\/strong>. O protocolo utiliza criptografia de sess\u00e3o e certificados digitais X.509, mecanismos que garantem a autenticidade e a integridade da comunica\u00e7\u00e3o, protegendo os dados de produ\u00e7\u00e3o contra intercepta\u00e7\u00e3o ou manipula\u00e7\u00e3o por agentes mal-intencionados.<\/p>\n\n\n\n Em um cen\u00e1rio no qual a digitaliza\u00e7\u00e3o industrial amplia a superf\u00edcie de ataque para amea\u00e7as cibern\u00e9ticas, contar com esse n\u00edvel de prote\u00e7\u00e3o diretamente no CLP torna-se um requisito essencial para qualquer estrat\u00e9gia consistente de Ind\u00fastria 4.0.<\/strong><\/p>\n\n\n\n Enquanto o OPC UA \u00e9 amplamente utilizado para a comunica\u00e7\u00e3o estruturada dentro da planta industrial, o MQTT<\/a> (Message Queue Telemetry Transport) destaca-se como um dos principais protocolos para a integra\u00e7\u00e3o com plataformas em nuvem.<\/p>\n\n\n\n Sua arquitetura baseada em publica\u00e7\u00e3o\/assinatura permite uma comunica\u00e7\u00e3o extremamente eficiente, na qual o CLP envia dados apenas quando ocorrem mudan\u00e7as relevantes, modelo conhecido como report-by-exception. Essa abordagem reduz o volume de dados e otimiza o consumo de recursos em aplica\u00e7\u00f5es remotas. <\/strong> <\/p>\n\n\n\n A Altus tamb\u00e9m adotou o padr\u00e3o MQTT Sparkplug B<\/a>, que adiciona uma camada padronizada de defini\u00e7\u00e3o de estado e estrutura de dados ao MQTT tradicional. Com isso, a integra\u00e7\u00e3o de novos CLPs a sistemas IIoT se torna muito mais simples. Assim o sistema que fica acima na arquitetura, passa a identificar automaticamente as vari\u00e1veis e tags dispon\u00edveis no controlador, acelerando o processo de integra\u00e7\u00e3o e reduzindo o tempo de comissionamento em projetos que envolvem an\u00e1lise avan\u00e7ada de dados.<\/p>\n\n\n\n Aprenda mais sobre MQTT:<\/strong> MQTT Sparkplug for IIoT solutions with PLC <\/a><\/p>\n\n\n\n No cen\u00e1rio competitivo atual, a diferen\u00e7a entre lucro e preju\u00edzo muitas vezes \u00e9 determinada pelo tempo de inatividade dos processos produtivos. A inefici\u00eancia operacional continua sendo um dos principais gargalos da produtividade, isso reflete, em grande parte, a falta de moderniza\u00e7\u00e3o dos sistemas. <\/p>\n\n\n\n Uma pesquisa recente realizada pela ABB, uma l\u00edder global em tecnologia de eletrifica\u00e7\u00e3o e automa\u00e7\u00e3o<\/a>, focada em efici\u00eancia energ\u00e9tica e rob\u00f3tica e com mais de 130 anos de hist\u00f3ria, apontou que 67% das empresas no Brasil ainda possuem processos de manuten\u00e7\u00e3o pouco estruturados<\/strong>, com forte depend\u00eancia de interven\u00e7\u00f5es corretivas<\/p>\n\n\n\n Nesse contexto, a utiliza\u00e7\u00e3o de CLPs para a captura e an\u00e1lise de dados de processo permite a transi\u00e7\u00e3o para um modelo de manuten\u00e7\u00e3o alinhado \u00e0 ind\u00fastria 4.0, baseado em monitoramento cont\u00ednuo e tomada de decis\u00e3o orientada por dados. <\/p>\n\n\n\n Ao acompanhar vari\u00e1veis cr\u00edticas como temperatura, corrente el\u00e9trica e vibra\u00e7\u00f5es, por meio de entradas anal\u00f3gicas e processamento r\u00e1pido, os gestores conseguem identificar padr\u00f5es de desgaste e o comportamento do sistema muito antes da ocorr\u00eancia de uma falha que pode parar toda a opera\u00e7\u00e3o<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n Learn more<\/strong>: Paradas n\u00e3o planejadas causam preju\u00edzos de R$700 mil por hora<\/a><\/p>\n\n\n\n A teoria da Ind\u00fastria 4.0 ganha vida quando observamos exemplos concretos em que a tecnologia resolve desafios reais de opera\u00e7\u00e3o. A intelig\u00eancia operacional, quando aplicada no ch\u00e3o de f\u00e1brica, \u00e9 orientada para mais efici\u00eancia e resultados mensur\u00e1veis.<\/p>\n\n\n\n Um dos casos recentes mais emblem\u00e1ticos envolvendo os Nexto XP controllers<\/a> aconteceu em um sistema de bombeamento e irriga\u00e7\u00e3o na Turquia. O principal desafio do projeto era otimizar simultaneamente o consumo de energia e \u00e1gua em uma extensa \u00e1rea agr\u00edcola. Para isso, foi implementada uma solu\u00e7\u00e3o baseada na linha XP, integrada ao software Node-RED <\/a>por meio do protocolo MQTT.<\/strong><\/p>\n\n\n\n O funcionamento do sistema combina dados de processo com informa\u00e7\u00f5es externas. O controlador acessa, via internet, previs\u00f5es meteorol\u00f3gicas detalhadas para as pr\u00f3ximas 72 horas. Caso a previs\u00e3o indique chuvas intensas, o CLP ajusta automaticamente a vaz\u00e3o das bombas ou posterga o ciclo de irriga\u00e7\u00e3o, evitando desperd\u00edcio.<\/p>\n\n\n\n Al\u00e9m disso, o sistema tamb\u00e9m monitora a velocidade dos ventos. Quando os ventos ultrapassam um determinado limite, condi\u00e7\u00e3o que prejudicaria a distribui\u00e7\u00e3o adequada da \u00e1gua pelos aspersores, a opera\u00e7\u00e3o \u00e9 temporariamente suspensa.<\/p>\n\n\n\n Esse tipo de aplica\u00e7\u00e3o representa, na pr\u00e1tica, a ess\u00eancia da intelig\u00eancia aplicada \u00e0 automa\u00e7\u00e3o<\/strong>: a combina\u00e7\u00e3o de dados internos do processo com informa\u00e7\u00f5es externas para permitir decis\u00f5es automatizadas mais inteligentes, resultando em maior efici\u00eancia operacional, economia de recursos e aumento de produtividade.<\/p>\n\n\n\nConhe\u00e7a os protocolos que unificam uma opera\u00e7\u00e3o<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
Modbus, PROFINET, EtherNet\/IP e protocolos determin\u00edsticos<\/strong><\/h3>\n\n\n\n
OPC UA para uma interoperabilidade segura<\/strong><\/h3>\n\n\n\n
MQTT e o ecossistema da nuvem<\/strong><\/h3>\n\n\n\n
Por que a tomada de decis\u00e3o r\u00e1pida \u00e9 vital?<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
An\u00e1lise de dados aplicada: case de sucesso na Turquia<\/strong><\/h2>\n\n\n\n