Digital e independente com o MTConnect

A transição digital requer cada vez mais a conexão em rede entre diferentes componentes, máquinas, instalações de produção e até mesmo de empresas. Gradualmente, os fabricantes estão equipando suas máquinas para trocar informações.

No entanto, muitas máquinas atualmente usadas na indústria de processamento ainda funcionam como unidades fechadas. No máximo, as máquinas têm acesso a sensores para detecção de temperaturas, pontos de definição e tempo de ciclos. No entanto, elas não têm a capacidade para encaminhar esses dados valiosos. Assim, a digitalização poderia já terminar no nível da máquina.

Isso contradiz a filosofia básica da Indústria 4.0: “Coletar e usar dados para tornar os processos mais eficientes e aproveitá-los para criar vantagens competitivas.” Isso significa que a Indústria 4.0 só pode funcionar, se todas as informações relevantes estiverem disponíveis no momento certo. A habilidade para monitorar, ajustar e controlar cada aspecto de uma área de fabricação em tempo real, torna-se, portanto, cada vez mais importante. As máquinas devem ser capazes de se comunicar entre si e com sistemas de nível superior. Por este motivo, abordagens que busquem um padrão de comunicação comum estão se tornando cada vez mais frequentes.

Embora a visão de uma linguagem de máquina uniforme pareça fácil e lógica, houve apenas algumas abordagens convencionais para uma solução. No entanto, elas geralmente são difíceis e possuem um custo alto de implementação Por exemplo, se uma máquina já tiver um controlador moderno, o software pode ser modificado de forma que dados importantes possam ser enviados por uma rede. No entanto o software do controlador ainda precisará ser programado por profissionais, o que parece ser caro e demorado - porque é.

Outra abordagem é adequar cada máquina com um aplicativo projetado individualmente para monitorá-la. No entanto, se diversas máquinas estiverem presentes em uma área de fabricação, e um aplicativo específico for necessário para cada máquina individual, o desenvolvimento de todos eles pode exigir um trabalho extremamente intenso. Além disso, cada aplicativo precisará de manutenção e documentação individual. Existe uma solução mais fácil para a detecção e processamento de diferentes tipos de máquinas para a implementação dos conceitos da Indústria 4.0? Uma linguagem de máquina padronizada e universal?

O monitoramento de máquinas pode revelar diversos problemas antes que falhas graves possam ocorrer. O monitoramento oferece números específicos sobre o tempo de ciclo, além de dar suporte ao planejamento e logística. E é aí que o MTConnect entra: ao permitir que as empresas visualizem os fluxos de trabalho nas áreas de fabricação, o que permite ainda a eles otimizar processos, descobrir economias potenciais e tomar as medidas necessárias de acordo com as informações obtidas. O padrão de código aberto, livre de royalty impulsiona protocolos da Internet para transformar dados de equipamentos de fabricação em um formato padrão. Em princípio, os dados obtidos das máquinas são fornecidos para um aplicativo, o qual converte os dados em métricas legíveis que permitem o monitoramento remoto do status e atividade da máquina.

O padrão MTConnect descreve três componentes: adaptador, agente e aplicativo. O adaptador registra os dados da máquina, padroniza e os transfere para o agente. O agente segue um método XML prescrito, que organiza os dados em um formato padrão, independentemente do tipo de máquina sendo monitorada. O agente armazena os dados e depois os envia para o aplicativo, mediante solicitação. Na sequencia, o aplicativo armazena as informações em um banco de dados e os exibe de forma que possamos analisar. Teoricamente, o adaptador e o agente também podem ser operados separadamente em uma solução "somente agente". Diagramas ou tabelas são usados para apresentar os dados resultantes das máquinas, de maneira simples para os usuários.

Portanto, o MTConnect pode ser visto como uma interface digital universal. Por ser baseado em um simples padrão ETHERNET, ele pode ser facilmente integrado em máquinas existentes sem interromper o processo de fabricação. A solução oferece um padrão sem licença e de código aberto, o qual registra as informações que podem ser encaminhadas para um software de análise. O MTConnect pode ser integrado em fábricas como uma interface que conecta o coletor de dados ao aplicativo, na envia os dados para um site HTML e por fim exibe a eficiência em comparação com outros. Ao usar este conceito simples, empresas com máquinas e processos complexos podem facilmente digitalizar seu ambiente de fabricação.

Muitas máquinas não são equipadas para a conexão direta ao adaptador e agente do MTConnect. Assim, a WAGO desenvolveu uma interface digital para seu controlador PFC100, que permite uma transformação simplificada em uma área de fabricação digital. Essa interface digital abrangente comanda um sistema de entrada industrial, PFC100, no qual os adaptadores e agentes do MTConnect já estão integrados. Fisicamente, ele aparece na forma de um cartão SD, o qual é simplesmente inserido no PFC100. Nenhuma programação é necessária. Dados de máquinas como: colunas de sinalização, consumo de energia, velocidades do motor ou semelhantes podem ser rapidamente medidos. As entradas são configuradas por meio do navegador da web e analisadas em tempo real. Um aplicativo que pode converter os dados em diagramas ou tabelas é a única exigência adicional. Com base nos dados visualizados as empresas podem monitorar, controlar e avaliar a eficiência total de sua área de fabricação, e por fim melhorar seus resultados.

MTConnect é puramente um padrão de leitura. Isto significa que as informações são coletadas e transportadas para um nível de controle onde são avaliadas. No entanto, o nível de controle não envia nenhuma informação para máquinas individuais. Ao contrário do OPC UA, o MTConnect não atende nenhum regulamento de segurança de TI definida. isso oferece vantagens, mas também aspectos negativos. No entanto, ao usar o Controlador PFC100, as lacunas podem ser fechadas facilmente e com segurança, pois o controlador já criptografa todos os dados da área de produção e os transporta para o nível de controle, por meio de uma conexão OpenVPN ou IPsec. Assim, o padrão MTConnect e uma interface digital para o PFC100 da WAGO, oferecem uma solução interessante para empresas ativas no mercado da América do Norte. Atualmente, a WAGO oferece suporte ao Padrão MTConnect 1.3.

Texto: Benjamin Böhm, Julia Grobe | WAGO

Foto: WAGO