Como implementar diferentes tipos de computação de borda para aplicações de Fábrica Inteligente

fábrica inteligente

Usos mais extensos de computação de ponta usarão servidores que estão muito mais próximos da planta industrial, alguns em instalações compartilhadas com outros pertencentes ou alugados diretamente pelo operador da planta para hospedar aplicações vitais de alto desempenho. As unidades industriais utilizam hardware de computação de ponta que filtrará os dados produzidos por máquinas locais e atualizará os aspectos mais importantes para um data center remoto ou infraestrutura em nuvem. Em tecnologias de ponta inteligente, dispositivos IIoT, sensores, atuadores e controladores são usados ​​para rastrear a integridade do equipamento e as partes móveis dentro dele. Com a computação de ponta, a máquina não precisa se comunicar com a nuvem central antes de tomar uma decisão que preservará o equipamento e reduzirá o tempo de inatividade em tempo real.

Infraestrutura de computação distribuída e processamento de dados são dois componentes principais da computação de ponta. Dependendo da complexidade da análise necessária, a infraestrutura de computação pode variar de um simples MCU a uma GPU de alta tecnologia. A computação de borda compreende computação, armazenamento, gerenciamento de dados, análise de dados e rede, entre outros. As informações são transferidas para a nuvem para análise posterior ou integração em um sistema maior, dependendo da complexidade.

Muitos dos sensores usados ​​no chão de fábrica são sem fio, comunicando-se por meio de protocolos Bluetooth, Wifi, Zigbee ou Thread. Esses sensores não podem usar protocolos fieldbus-over-TCP / IP típicos, em vez de depender de padrões específicos de IoT como CoAP e MQTT. Gateways industriais inteligentes geralmente têm uma CPU capaz de executar um sistema operacional sofisticado como Linux ou Windows 10, bem como ferramentas de software como Node-RED e linguagens de programação de uso geral como C, C ++ e Python.

Conforme citado no white paper intitulado ‘ Edge computing no ambiente industrial ‘na seção’ As formas da computação de borda ‘, os dispositivos de borda são formados em subcamadas grossas, finas e micro bordas. A borda espessa, ou camada densa de computação, inclui os data centers locais e as instalações compartilhadas operadas por provedores de serviços de internet ou celular e outros que fornecerão acesso sob demanda para recursos de computação e armazenamento. Ele cobre a forma tradicional que tem sido usada para executar o SCADA e aplicativos semelhantes. A borda fina e a micro borda representam a camada que está mais próxima do maquinário do chão de fábrica e a parte do ecossistema de computação industrial que é mais madura. A ponta fina inclui dispositivos como PLCs e computadores embarcados especializados que são incorporados a máquinas-ferramentas e outros equipamentos de produção. A microaresta representa os sensores que adquirem dados de equipamentos de processo e manufatura que, tradicionalmente, são diretamente acoplados a PLCs.

Industrial Edge e Enterprise Edge são as duas tecnologias a serem consideradas. No Industrial Edge, um grande número de sensores são conectados com diferentes protocolos, diferentes fontes de dados e formatos de dados incompatíveis, unindo equipamentos industriais e sistemas de fábrica para atender ao mundo digital. Ao chegar ao Enterprise Edge, ele calcula recursos e gerencia Industrial Edge e implanta infraestrutura de nível empresarial no chão de fábrica.

Caso de Uso: Solução de Fábrica Inteligente

Conforme mostrado na figura abaixo, uma solução de fábrica inteligente tem a capacidade de conectar vários sensores para monitorar o status, automatizar e coletar dados, analisá-los e derivar percepções úteis para melhorar as operações de manufatura. A computação de ponta industrial pode ser configurada de forma que uma empresa obtenha os benefícios da computação de ponta e dos recursos escalonáveis ​​da computação em nuvem.

Figura: Solução de Fábrica Inteligente (link)

Conforme ilustrado na figura anterior, envolve a avaliação do local, por meio da qual uma equipe técnica identifica as máquinas inteligentes, semi-inteligentes e burras. Máquinas inteligentes podem ser conectadas à nuvem diretamente. Máquinas semi-inteligentes podem fornecer alguns pontos de dados diretamente para a nuvem e requerem sensores / atuadores externos para enviar quaisquer pontos de dados adicionais. Dispositivos burros não podem fornecer dados e requerem sensores / atuadores externos para se conectar e enviar dados específicos para a nuvem.

Figura: Conectando Inteligência a ativos (link)

A análise de borda empurra os recursos de comunicação, poder de processamento e inteligência dos gateways de borda diretamente em dispositivos como controladores de automação programáveis ​​(PACs). Envolve previsão de demanda e planejamento de capacidade, manutenção preditiva com algoritmos avançados, visibilidade da demanda em tempo real, sugerindo gargalos na cadeia de suprimentos, detecção de anomalias na borda e sintomas de falhas de equipamento.

Contato da Newark no Brasil

Para mais informações e adquirir componentes contate a LATeRe , representante da Newark, pelo Telefone (11) 4066-9400 ou e-mail: [email protected] 

* Texto originalmente publicado em: link

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