Como dar os primeiros passos em direção à IIoT usando WirelessHART

Hoje, vamos começar com uma questão. Quando você ouve falar na Internet Industrial de Coisas, que imagem você tem em mente? Certo, deixe-me adivinhar: sua empresa ainda está usando sinais de 4 a 20 mA e você não consegue ver nenhuma mudança em curto prazo, certo?

Contudo, todos os seus equipamentos de campo têm comunicação HART, mas você a usa principalmente para leitura de mensagens de status do equipamento ou alteração de configurações. Estou certo?

E se eu dissesse que a implementação da IIoT pode ser feita rapidamente em seu sistema 4 a 20 mA/HART sem nenhuma alteração? Sim, seus equipamentos HART têm o mesmo nível de inteligência e informações como a maioria dos equipamentos digitais. Além disso, a aquisição dessas informações e sua integração a um serviço de nuvem é muito mais simples do que você imagina!

Venha comigo e vejamos o conceito da IIoT e você verá como ele simples implementá-lo, permitindo que você dê os primeiros passos em direção à IIoT em sua fábrica.

O que é IIoT?

Na chamada terceira revolução industrial, a ideia foi de automatizar as máquinas e processos. Isso significava simplesmente, implementar um sistema que conseguisse medir um valor de processo em particular, aplicar um algoritmo de controle a ele e depois usar o valor de saída resultando para, por exemplo, atuar uma válvula ou alterar a velocidade do motor de uma bomba.

A automação economizou tempo e mão de obra, além de aumentar a eficiência e a qualidade da produção.

Atualmente, quando falamos na quarta revolução industrial, a IIoT ou Indústria 4.0, a ideia é adquirir massas de dados suficientes a partir de sensores e máquinas inteligentes. Isso permite a troca de dados para análise destinada à otimização do processo.

Os resultados estão disponíveis em diversas aplicações, ex.: para relatórios analíticos, informações sobre a condição ou uma biblioteca de documentos, cada uma com uma interface do usuário clara que exibe todas as informações essenciais.

Qual o potencial da IIoT em um ambiente industrial?

A maioria das informações valiosas estão (adormecidas) no campo. E são elas que poderia ajudar a melhorar seu processo e evitar paradas não planejadas em sua fábrica. Quando você pensa em equipamentos inteligentes, provavelmente enxerga apenas os equipamentos atuais que empregam tecnologia de comunicação inovadora, não é mesmo?

De qualquer modo, os equipamentos de campo HART também têm um gerenciamento de equipamento inteligente (IDM), como disponível nos equipamentos de campo FOUNDATION Fieldbus (FF) e PROFIBUS (PB).

No entanto, enquanto os equipamentos de campo FF e PB se comunicam digitalmente com o sistema de controle, é provável que seus equipamentos HART apenas enviam sinais de 4 a 20 mA para o controlador. Uma vez que você não está usando a comunicação HART, eles guardam as melhores informações para eles mesmos.

Mas nem tudo está perdido! Atualmente, as soluções IIoT podem coletar e analisar os dados do equipamento HART independente do sistema de controle e fornecer insights relevantes para seu processo. Isso afeta diretamente a melhoria do processo, pois é sabido que as análises de condição diminuem o número de reparos não planejados e de desligamentos não programados.

O que é WirelessHART?

Há vários tipos de comunicação sem fio, talvez as mais conhecidas sejam WirelessHART e Bluetooth. As duas redes trabalham de forma confiável em um ambiente industrial, fornecendo conectividade segura e robusta.

Vamos falar sobre WirelessHART. Embora algumas pessoas ainda não estejam familiarizadas com ela, a WirelessHART ganhou espaço em muitos setores industriais diferentes no mundo todo. O protocolo foi desenvolvido em 2004 e chegou ao mercado em 2007. Em 2010, tornou-se um Padrão Internacional, IEC 62591.

De forma resumida, WirelessHART opera a uma frequência de 2,4 GHz, usando um mecanismo de acesso múltiplo com divisão de tempo (TDMA) para sincronizar todos os equipamentos na rede, cada qual comunicando-se com um gateway.

Além disso, o WirelessHART trabalha com uma rede de malha baseada no IEEE 802.15.4. Isso combina dois métodos que garantem uma rede confiável e protegida: Espectro Disperso por Saltos de Frequência (FHSS) e Sequência Direta de Espalhamento do Espectro (DSSS).

Os equipamentos podem ter WirelessHART integrado ou serem equipados com adaptadores WirelessHART. Esse último atualizará equipamentos 4 a 20 mA/ HART e equipamentos analógicos para instrumentos sem fio.

Como o WirelessHART é implementado em aplicações IIoT?

Se você já tiver uma fábrica com equipamentos de campo HART conectados ao sistema de controle usando apenas sinais de 4 a 20 mA, a resposta é um adaptador WirelessHART. Essa é uma maneira simples de coletar todas as informações inteligentes e enviá-las ao gateway.

Depois elas poderão ser transmitidas para um equipamento Edge, o qual irá integrá-las com segurança a um serviço de nuvem.

Dependendo da aplicação, uma solução WirelessHART costuma economizar mais tempo e dinheiro do que o uso de um multiplexador para coletar os mesmos dados. O adaptador WirelessHART pode ser alimentado por bateria ou pela fonte de energia em malha de seu equipamento.

Ele pode ser instalado diretamente no equipamento ou remotamente. Os adaptadores podem ser adicionados de forma rápida e fácil, sem uma modificação significativa na infraestrutura da fábrica.

Graças às características técnicas da rede, você pode expandi-la ou ter mais de uma rede em sua fábrica. Há algumas regras para o dimensionamento da rede, mas um prestador de serviços de IIoT confiável que trabalhe com conectividade HART como a Endress+Hauser dará todo suporte necessário em relação à arquitetura de rede.

Quais os benefícios do retrofit de seus tags críticos?

Tags críticos precisam de monitoramento constante a fim de poder evitar um desligamento não programado em seu processo. Na maioria dos cenários, o retrofit das soluções digitais padrões em uma infraestrutura de 4 a 20 mA existente resultará em altos custos de investimento.

Os adaptadores WirelessHART, porém, são uma maneira rápida de obter os benefícios do monitoramento online com mínimo esforço e investimento.

Sem monitoramento online do diagnóstico, mais tempo e dinheiro serão investidos em manutenção. Quando um equipamento apresenta um problema, o engenheiro de campo precisa de mais tempo do que com um serviço de monitoramento de diagnóstico IIoT para entender o que está acontecendo, encontrar o erro e corrigi-lo.

Um serviço de monitoramento de diagnóstico online de alto desempenho como o Netilion Health pode rastrear continuamente seus equipamentos de campo. Com a rede conectada à nuvem através de um equipamento Edge, você também tem acesso a todos os dados críticos onde quer que esteja.

Essa tecnologia baseia-se em uma comunicação sem fio robusta e estável já implementada em várias aplicações usando o protocolo HART no mundo todo. Observe que todos esses dados sensíveis exigem proteção especial. Escolha uma solução IIoT com um equipamento Edge que atenda a legislação, as normas e as orientações de segurança de dados.

Se desejar saber mais sobre a cibersegurança dos serviços de IIoT em geral e do Netilion em particular, você pode ler nosso artigo: Cibersegurança em fábricas industriais com IIoT: O que realmente importa…e o quanto o Netilion é seguro

Passos simples para o monitoramento de diagnóstico de seus tags críticos

Agora nós sabemos como o WirelessHART pode simplificar muito a implantação da IIoT, mas isso funciona? Deixe-me descrever os passos simples para começar o monitoramento online de seus tags críticos usando Netilion Health.

• Encontre equipamentos críticos em sua fábrica: Primeiro, você precisa descobrir quais medições e equipamentos são críticos em sua fábrica. Depois, você pode trabalhar junto com a Endress+Hauser para dimensionar sua rede WirelessHART e descobrir quantos adaptadores sem fio, repetidores e gateways WirelessHART são necessários.
• Equipe esses equipamentos com adaptadores sem fio: Cada equipamento crítico exige um adaptador único, o qual pode ser instalado local ou remotamente.
• Conexão com o gateway sem fio: Atribua um ID de rede a todos os adaptadores e uma chave de conexão e ele se conectarão automaticamente ao gateway sem fio. O gateway sem fio coleta todas as informações dos equipamentos de campo.
• Conecte o gateway sem fio ao Field Edge SGC500: O gateway WirelessHART SWG70 é Netilion Ready, o que significa que ele pode ser conectado ao equipamento Edge SGC500 depois de configurar o endereço HART SWG70 e a porta de acordo com a especificação. Depois, conecte o Field Edge à Internet.
• Configure o equipamento Edge e finalize a conexão com o Netilion: Conclua a instalação configurando o equipamento Edge SGC500 e conecte-se à sua conta Netilion.

Concluídos esses passos, você está pronto para começar a coletar os dados no ecossistema Netilion e pode consumi-los através do Netilion Services. O serviço Netilion Health, por exemplo, necessita apenas de alguns passos para fornecer informações detalhadas sobre seus ativos usando seu smartphone, notebook ou tablet, onde quer que você esteja.

Além disso, você pode rastrear todas as informações de seus ativos, tem uma visão geral gráfica dos eventos e acessar o histórico do diagnóstico para análises mais detalhadas. Gostaria de ver funcionando na prática? Experimente gratuitamente e veja a mágica acontecer.