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Soluções em IIoT para comunicação industrial em indústrias de processo

Comunicação industrial e soluções IIoT da Pepperl+Fuchs, visual essencial

A Pepperl+Fuchs tem atuado na plataforma Indústria 4.0 fundada em 2013 desde o início. Em 2015, a empresa desempenhou um papel decisivo no desenvolvimento do modelo de arquitetura de referência Industrie 4.0 (RAMI), que descreve a abordagem estruturada e a base de comunicação para a Indústria 4.0.

Sob o termo "Manufacturing-X", os envolvidos com a plataforma Indústria 4.0 estão empreendendo esforços para atingir seu próximo patamar. De acordo com o Ministério Federal para Assuntos Econômicos e Proteção Climática, o objetivo desta iniciativa – em uma série de lições aprendidas com a escassez de suprimentos durante os anos de pandemia – é digitalizar cadeias de suprimentos na indústria: "as empresas devem ser capazes de usar dados soberanamente e em conjunto em toda a cadeia de fabricação e fornecimento. Isso possibilita inovações digitais para maior resiliência, sustentabilidade e força competitiva."

Comunicação industrial em plantas de processo — um grande desafio

Mais uma vez, a Pepperl+Fuchs contribui significativamente com várias tecnologias, com o alto nível de sua experiência longeva em proteção contra explosão, especialmente para a indústria de processos. Layouts de fábrica contam, por vezes, com enormes espaços (e muitos metros de cabos) e certos requisitos para proteção contra explosão apresentam condições de estrutura especiais para a transferência de altos volumes de dados. Vários estudos de caso demonstram como essa tarefa pode ser resolvida com base em tecnologias inteligentes de proteção contra explosão e na conexão de dispositivos móveis inteligentes, incluindo aplicativos IIoT.

Estudos de caso: Solução de problemas 4.0

Tecnologia inteligente à prova de explosão no setor de indústrias de processo

Um equipamento de campo conectado a um comutador de campo em calha FieldConnex® Ethernet-APL relata um erro ao sistema de gerenciamento de ativos da planta, desenvolvido pela Neoception, por meio da nuvem. Como a falha não pode ser corrigida por controle remoto, um técnico equipado com o smartphone intrinsecamente seguro Smart-Ex® 03 e uma unidade de bolso de CPU, vai até o campo da planta de processo. Durante todo o processo, ele permanece conectado a uma equipe de especialistas remotos através da rede 5G da própria fábrica. Eles não apenas o orientam na solução de problemas e no reparo, mas também garantem a proteção individual do trabalhador.

Manutenção preditiva

Manutenção preditiva com dispositivos móveis HART e SMART

Uma válvula indica que está desgastada e precisa ser substituída em breve. Os dados atuais do dispositivo no status são enviados através do protocolo de comunicação HART. No caso de um desligamento planejado da fábrica, a válvula pode ser substituída por um técnico usando o gerenciamento da ordem de serviço. O técnico pode programar com eficiência a instalação em sua rota. Uma documentação de imagem da instalação é criada com o smartphone.

Expansão da fábrica

Expansão da fábrica facilitada com Ethernet-APL e Tab-Ex® 03

O técnico recebe uma mensagem de push em seu tablet Tab-Ex® 03: uma válvula solicitada chegou. Ele a coleta e a instala no sistema. O cabo é puxado do comutador Ethernet-APL para o dispositivo, e a conexão é feita. O dispositivo de campo é automaticamente reconhecido, registrado e pode ser configurado. As configurações básicas podem ser aceitas ou as configurações padrão podem ser chamadas pelo fabricante do dispositivo.

Um funcionário remoto lê um código QR no dispositivo, que é uma placa de identificação digital, com o smartphone Smart-Ex 03 intrinsecamente seguro da Pepperl+Fuchs

A placa de identificação digital – o acesso a qualquer informação disponível

Todas as três válvulas mostradas na imagem são equipadas com um identificador exclusivo que permite o acesso a qualquer informação e documentação. Este é um identificador exclusivo padronizado de acordo com a IEC 61406 para cada número de série individual na forma de um código QR. O técnico verifica o código QR de uma das três válvulas com o Smart-Ex® 03 e lê a placa de identificação digital deste dispositivo: isso lhe dá acesso ao Asset Administration Shell (AAS) deste equipamento de campo exato. Acontece que o erro deve estar em uma das outras válvulas. Portanto, ele verifica a placa de identificação digital da segunda válvula, e agora o Smart-Ex mostra a mensagem de erro. Os dados e a lista de peças sobressalentes da válvula com defeito agora são fornecidos por meio do Asset Administration Shell. O técnico tem a peça sobressalente necessária com ele, substitui-a e faz o pedido dela imediatamente com um clique.

O demonstrador mostra que, com as tecnologias apropriadas, a conectividade digital de ponta a ponta até a nuvem pode ser facilmente implementada em áreas classificadas.

Estrutura de administração de ativos RAMI, ativos duplos digitais e físicos, Pepperl+Fuchs

Asset Administration Shell: espinha dorsal da Indústria 4.0

O elemento central desse cenário é o Asset Administration Shell (AAS), o padrão neutro do setor de acordo com a norma IEC 61360 para o fornecimento de informações de um dispositivo (ativo), bem como para uma comunicação uniformizada. Cada ativo tem seu próprio AAS, que armazena informações sobre suas propriedades e recursos, como planos de construção, dados de produtos, mudanças de condição etc. desde o início do desenvolvimento do produto ao longo de todo o ciclo de vida. O AAS, portanto, representa o gêmeo digital do objeto ou ativo em maior parte físico. Por meio de seu AAS, cada ativo pode ser identificado e ter seu problema solucionado em todo o mundo. Por meio de interfaces padronizadas e de uma linguagem uniformizada, pessoas ou máquinas podem encontrar, trocar e armazenar todos os dados e informações desejados em um ativo específico, o que garante a interoperabilidade global e abre caminho para redes de valor digital.

Placa de identificação digital como código identificador exclusivo, Pepperl+Fuchs

Identificador único: chave para o Shell de Administração de Ativos e Placa de Identificação Digital

Com base no identificador único padronizado de acordo com a norma IEC 61406, o AAS de objetos físicos pode ser acessado automaticamente. A placa de identificação digital é um submodelo unificado do AAS que disponibiliza digitalmente todas as informações relevantes, bem como certificados e documentação. Em comparação com as placas de identificação analógicas convencionais, o AAS e a placa de identificação digital criam um valor agregado considerável.

A iniciativa do identificador único foi lançada como projeto "Auto-ID" pelos fabricantes de equipamentos de processo e operadores de fábricas de processo. Os objetivos eram acomodar a marcação cada vez mais extensa em equipamentos para proteção contra explosão, bem como gerenciar eletronicamente as informações correspondentes do equipamento e de forma a poder usá-las digitalmente em campo.

Destaques

  • Pepperl+Fuchs: Pioneira e cocriadora da plataforma Indústria 4.0
  • Líder em tecnologia com mais de 70 anos de experiência em proteção contra explosão elétrica
  • Tecnologia futura Ethernet-APL traz a Ethernet para o campo da indústria de processos
  • Os dispositivos móveis à prova de explosão da marca ecom da Pepperl+Fuchs permitem transferência de dados, acesso remoto e suporte remoto em campo
  • Portfólio versátil e de alto desempenho, software e experiência em integração permitem conectividade digital completa até a nuvem