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Autor: Andreas Röck
Team Lead Product Management at Softing Industrial Automation
Tradução: Paolo Capecchi
Dados consolidados – de ponta a ponta!
Para empresas globais, os dados operacionais consolidados são um fator chave quando se trata de gerenciamento de máquinas, decisões de negócios e lucratividade.
A falta desses dados, ou mesmo dados incompletos, impedem a correta implantação dos projetos de IIoT e outras inovações.
Para enfrentar esse desafio, a Softing implementou uma solução para um grande fabricante de sistemas de filtros para ar e líquidos que opera plantas de produção em todo o mundo.
A solução garante que os dados operacionais das plantas sejam integrados, agregados e processados de forma segura, ao mesmo tempo em que proporciona a tradução semântica *Nota 1 via OPC UA.
O desafio
O grupo internacional possui unidades de produção em 25 países, onde são desenvolvidos e produzidos sistemas de filtragem de alta tecnologia para a indústria automotiva, máquinas e processos industriais. As plantas utilizam o SAP Business Suite tanto para ERP (Enterprise Resource Planning) como para MES (Manufacturing Execution System).
Uma das metas a médio prazo é a de utilizar a plataforma SAP também para as aplicações de IIoT. Para poder atingir este objetivo exatamente conforme planejado, o requisito era de que todos os dados operacionais de todos as fábricas fossem integrados, agregados e pudessem ser processados com segurança. No futuro, esses dados consolidados deveriam estar disponíveis para o sistema SAP Business Suite através de OPC UA Server em todos os locais individuais em que viessem a ser solicitados.
Além disso, havia o desafio de que os dados de produção eram gerados por milhares de controladores lógicos programáveis (CLPs), de diferentes fabricantes – a maior parte das marcas Siemens e Rockwell – distribuídos nas diversas plantas de produção.
Somou-se a isso a exigência técnica, particularmente importante para o cliente, de fornecer funções de filtragem de espaço de endereçamento e controle de acesso para navegação, além da comunicação com os CLPs do chão de fábrica.
A solução: DataFEED OPC Suite Extended e Secure Integration Server
A equipe de especialistas da Softing implementou uma arquitetura de duas camadas com o dataFEED OPC Suite Extended e o Secure Integration Server para o projeto global deste cliente.
O dataFEED OPC Suite Extended é responsável por coletar os dados dos CLPs e de produção.
O Secure Integration Server (SIS) atua como um agregador *Nota 2, ou seja:
- Fornece as funções necessárias de filtragem de espaço de endereço;
- Permite o controle do acesso;
- Realiza a extração semântica dos dados via OPC UA;
- Interage com o SAP Business Suite como um servidor OPC UA central;
O Secure Integration Server (SIS) cria uma camada que simplifica o gerenciamento entre os domínios OT e TI com base no padrão OPC UA, pois oferece uma interface abstrata *Nota 2 que torna muito mais simples a integração entre os mundos da TI e OT.
Os detalhes da solução
1. O dataFEED OPC Suite Extended
O dataFEED OPC Suite Extended é uma solução de software integrada para comunicação OPC UA e OPC Classic, bem como para conexão em nuvem IoT.
Por meio do OPC UA Server integrado e o recurso de Store & Forward, o dataFEED OPC Suite Extended permite acesso seguro e confiável a controladores Siemens SIMATIC S7, Rockwell ControlLogix, B&R, Mitsubishi e controladores Modbus da Schneider, Wago e outras marcas.
Como um gateway entre os dois padrões OPC, o dataFEED OPC Suite também permite a integração de componentes e aplicativos OPC Classic já existentes às modernas soluções OPC UA da Indústria 4.0. Os dados de produção podem ser transmitidos por meio de protocolos MQTT e REST para aplicações IIoT em Cloud ou Big Data, nas plataformas Microsoft Azure, Amazon AWS, Google Cloud, Bosch PPM e Siemens MindSphere. Da mesma forma, o dataFEED OPC Suite suporta o armazenamento de dados de produção em arquivos, em banco de dados SQL ou em MongoDB e CouchDB.
2. O Secure Integration Server
O Secure Integration Server (SIS fornece uma poderosa camada de integração de dados OPC UA que oferece grande flexibilidade na implementação. O OPC UA Aggregation Sever permite combinar vários OPC UA Servers, com os espaços de endereço associados no nível de automação e os seus dados são disponibilizados para os aplicativos de TI por meio de uma interface OPC UA padronizada. O SIS abrange toda a gama de funções de segurança previstas na especificação OPC UA (OPC Unified Architecture Specification) e permite a implementação de soluções de segurança de última geração.
Como o Secure Integration Server combina todos os mecanismos essenciais para administração, controle e monitoramento em uma estação central, os usuários podem controlar e gerenciar os dados com facilidade e segurança a partir de um único local.
Falando em segurança: a segurança dos dados é integrada ao Server em conformidade com as funções de segurança definidas na especificação OPC UA; os padrões de segurança da Internet são implementados em três níveis:
Quer saber mais sobre a segurança de dados com o Secure Integration Server? Leia este outro artigo.
O resultado é uma solução altamente sofisticada e tecnicamente robusta, aliada à fácil integração do Secure Integration Server – que atua como OPC UA Server central – com o sistema SAP Business Suite. O cliente agora tem dados consolidados e seguros de todas as fábricas, em todos os países, e a base correspondente para seus futuros projetos de IIoT planejados para as linhas de produção.
O lançamento do projeto foi precedido pela Prova de Conceito (POC), que contou com o suporte técnico gratuito da Softing.
Após as discussões iniciais, o cliente recebeu consultoria técnica e suporte gratuito da Softing, cujos especialistas acompanharam todas as fases do projeto, desde a análise da situação, definição da arquitetura até a implementação final.
*Nota1: tradução semântica.
Um dos recursos mais interessantes do OPC UA é a modelagem de informações, ou a capacidade de expressar não apenas dados, mas também o seu significado. Esse é um conceito fundamental para tornar os sistemas mais inteligentes e autônomos.
O modelo de informação (também denominado modelo semântico) descreve o significado de um dado de forma textual, possibilitando comunicação entre sistemas de automação através de informações contextualizadas e numa linguagem compreensível tanto para as máquinas quanto para os humanos.
Você pode ler mais a respeito de semântica neste artigo da OPC Foundation.
*Nota2: Abstração de interfaces e agregação de dados.
A abstração de interface, ou interface abstrata, permite realizar alterações ou extensões em um nível sem exigir ajustes no outro nível.
Isso significa que um novo aplicativo de TI pode ser integrado ao projeto sem ter que fazer adaptações à interface OPC UA do lado OT. Da mesma forma, não é preciso executar nenhuma alteração nos aplicativos de TI quando são feitas alterações no mundo da produção (OT), desde que a interface OPC UA implementada no middleware permaneça inalterada.
Os ciclos rápidos de inovação no mundo de TI não causam qualquer impacto no lado de OT, proporcionando flexibilidade e liberdade aos usuários em termos de escolha das plataformas de TI, e demandando mínimos esforços de integração. As alterações podem ser feitas no lado do OT sem ter que realizar novamente a integração com a TI.
A agregação de dados permite que dados de diferentes fontes sejam combinados em um único OPC UA Server. A aplicação de TI só precisa acessar um servidor, resultando em uma estrutura de comunicação simplificada e fácil de gerenciar. Outra vantagem é a grande redução do esforço de configuração, uma vez que não é mais necessário configurar individualmente cada fonte de dados OPC UA e cada OPC UA Client.
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