Superar as barreiras para poder adoptar a tecnologia sem fios

A tecnologia sem fios é melhor ou pior que uma rede com fios? A resposta é não; é diferente. Existem várias tecnologias sem fios que se adaptam a uma grande variedade de utilizadores. A tecnologia sem fios pode ser utilizada para todas as aplicações? Não. Mas para muitas delas, a tecnologia sem fios pode ser mais flexível, versátil e rentável que as redes com fios. No entanto, questões relacionadas com segurança, fiabilidade e suas próprias capacidades continuam a impedir que utilizadores finais mais conservadores tirem proveito das suas vantagens. Será possível superar estas questões?

N.º 1: Segurança

A segurança é o primeiro tópico a surgir quando se discute a tecnologia sem fios numa rede de fábrica, sendo que a decisão de implementação não é, frequentemente, feita de modo isolado. Os engenheiros da fábrica querem garantir uma produção ininterrupta e que sejam implementadas medidas de segurança de modo a proteger o processo e o equipamento da fábrica. Os engenheiros informáticos querem garantir que os sistemas implementados na fábrica coexistam de modo harmonioso com as redes na restante organização, e que nada comprometerá a segurança em relação à informação da empresa. Embora diferentes, as preocupações do engenheiro da fábrica e do engenheiro informático são de extrema importância.

Actualmente, os mecanismos estão disponíveis para que os sistemas sem fios industriais correspondam às questões de ambos os intervenientes. Contudo, conhecer as capacidades que existem nos dispositivos de rede sem fios e saber como utilizá-las para o aperfeiçoamento do funcionamento nem sempre é apreciado. Podem ser utilizadas técnicas de encriptação modernas para evitar que alguém interprete os seus dados de forma errónea. A filtragem e a forte autenticação apenas permitem dispositivos autorizados na rede. Os mecanismos utilizados pelo governo norte-americano para a transferência de informações confidenciais estão presentes nos dispositivos sem fios industriais da actualidade, e solucionam muitas das preocupações de segurança da informação, bens e fiabilidade de processos.

Logo, não veja este debate sobre a segurança de uma rede de fábrica como um debate em que os engenheiros informáticos e os engenheiros da fábrica têm interesses diferentes. Na verdade, devemos reconhecer que cada um tem as suas próprias experiências. Os engenheiros da fábrica têm uma vasta experiência em fiabilidade 24 horas por dia/7 dias por semana, e no papel desempenhado pela fiabilidade na implementação de redes automativas. Os engenheiros informáticos têm uma vasta experiência na coexistência de vários sistemas e na gestão de redes. Se existir cooperação, os dois complementam-se entre si.

Incluir as tecnologias informáticas?

Deverá arriscar e incluir as tecnologias informáticas desde o início? Provavelmente, as tecnologias informáticas implementaram a tecnologia sem fios de modo mais subtil nas suas redes e quererão incorporar as suas melhores práticas, atribuir frequências para garantir a coexistência com outras redes e, potencialmente, ajudar a planear as tecnologias que serão utilizadas. Se as tecnologias informáticas não forem incluídas no processo e prosseguir com o seu sistema, poderão querer silenciá-lo. Aconselhe-se com o seu fornecedor de soluções sem fios industriais. Ele deverá entender as necessidades de ambos os departamentos e poderá estabelecer a ponte de modo a encontrar uma solução em comum. Os fornecedores de soluções sem fios industriais também estão a par das limitações existentes na fábrica, que não são provas para os técnicos de informática, mas das quais se aperceberão rapidamente.

Tenha diálogos abertos sobre as medidas de segurança que podem ser adoptadas para alcançar o mesmo nível de segurança, ao qual estão habituados nos sistemas com fios. Actualmente, com as normas implementadas, um sistema sem fios totalmente integrado pode bloquear a rede em segurança e satisfazer os requisitos das empresas. Por vezes, isto implica rodear os complexos procedimentos.

Por exemplo, as indústrias altamente regulamentadas, como a farmacêutica, têm de aderir a especificações rigorosas de recolha de dados, logo, os departamentos de tecnologias informáticas são mais sensíveis às questões de segurança. É importante ser claro sobre aquilo que se precisa e aquilo que as tecnologias informáticas precisarão de si para se sentirem confortáveis com a sua decisão quanto à tecnologia a adoptar.

Sou uma pessoa que gosta do controlo e agora apliquei as tecnologias informáticas no meu sistema. Logo, quem é o proprietário da minha rede em caso de avaria no sistema? Com que rapidez pode ser solucionado? Com que rapidez pode ser diagnosticado?

É aqui que as coisas podem ficar problemáticas. Nós somos pessoas de controlo. Decisões resignadas sobre os nossos processos são contrárias à nossa forma de pensar. A decisão da pessoa que controla a rede baseia-se, frequentemente, na política que existe ou que foi implementada. Com a tecnologia sem fios deveriam ser aplicadas as mesmas regras de demarcação como na Ethernet. Em alguns casos, as tecnologias informáticas não controlam nada do que está ligado à Ethernet. Em alguns casos, a fábrica não controla nada relacionado com a produtividade. Por vezes, as tecnologias informáticas estarão envolvidas no processo de tomada de decisões e na atribuição de frequências, mas a fábrica é responsável pela instalação e manutenção do sistema. De qualquer forma, o importante é que a linha de demarcação seja estabelecida a priori e que a tecnologia sem fios seleccionada disponibilize as ferramentas de diagnóstico para satisfazer ambos os intervenientes.

Resolução de problemas na fábrica

As ferramentas das tecnologias informáticas e da fábrica podem diferir. Dispor das ferramentas apropriadas para cada um dos departamentos é essencial para resoluções imediatas. No mundo das tecnologias informáticas, as ferramentas baseiam-se no "Simple Network Management Protocol" (SNMP), suportado por alguns rádios industriais. Os diagnósticos de nível superior poderão incluir dados de nível OPC, que podem ser utilizados para integrar diagnósticos no sistema de controlo.

Embora as políticas variem de uma organização para a outra, a tendência parece seguir os passos da Ethernet com fios na fábrica. Quer seja a tecnologia com ou sem fios, quando uma linha avaria às duas da manhã, é o telefone do director da fábrica que toca.

Independentemente do proprietário da rede, é justo afirmar que a resolução de problemas de uma rede sem fios é feita por meio de um processo diferente do utilizado num sistema Ethernet com fios. A rede sem fios não é tangível. Não é possível segurá-la na mão. Ela pode ser afectada por contaminação exterior, o que amplia o âmbito quando se tenta isolar a origem de um problema. É por este motivo que é essencial dispor das ferramentas adequadas de modo a monitorizar e diagnosticar o seu sistema. Tal como com todos os outros componentes essenciais do seu sistema, tenha sempre alguém visivelmente identificado que saiba como utilizar estas ferramentas e conheça o equipamento. Seleccione um fornecedor que o possa apoiar durante a sua implementação e no futuro, com as ferramentas e a formação adequadas, selecção de tecnologias e programas de assistência técnica. Com tudo isto organizado, alguém que esteja familiarizado com a realização de diagnósticos numa rede com fios também poderá diagnosticar a rede sem fios.

N.º 2: Capacidade

Como poderei ter a certeza de que um sistema sem fios satisfará os meus requisitos de largura de banda, principalmente no futuro?

Primeiro, faça os trabalhos de casa com antecedência. Saiba quais são as exigências da sua rede, os seus objectivos e o ambiente com que está a lidar. Quais são as distâncias e as velocidades necessárias? Precisa de acesso móvel dos trabalhadores? A sua aplicação está num ambiente interior ou ao ar livre? Existem superfícies reflectoras? Maquinaria em deslocação, rotação ou vibração? Certifique-se de que articula o tráfego que a sua rede consegue suportar. Existem vários tipos de tecnologias sem fios, cada uma adaptada a aplicações diferentes.

Em segundo lugar, escolha cuidadosamente o seu prestador de serviços. Trabalhe com uma tecnologia de tipo industrial de um fornecedor que possa determinar, com confiança, aquilo de que necessita na sua aplicação específica e que possa seleccionar uma solução escalável adaptada ao seu crescimento. Seleccione fornecedores com um forte conhecimento do seu equipamento e do seu processo. Procure a combinação certa de ferramentas de diagnóstico. Alguns fornecedores oferecem ferramentas de integração HMI utilizando OPC para lhe proporcionar uma sobreposição visual da sua rede. Certifique-se de que a empresa disponibiliza serviços de valor acrescentado, como estudos de caminhos e auditorias no próprio local. Estes são aspectos a ter em conta quando for especificar os seus projectos.

No entanto, algumas aplicações não podem simplesmente ser suportadas pela tecnologia sem fios. Por exemplo, linhas de produção com 1000 pontos de E/S e taxas de rastreio ao milésimo de segundo. As actuais tecnologias sem fios não conseguem lidar com este nível de capacidade.

Como poderei proteger a minha rede contra interferências caso uma instalação vizinha instale a sua própria rede sem fios?

Certifique-se de tudo o que está implementado. Pense nas tecnologias informáticas como um bem. Utilize a sua perícia na área e elabore um programa de manutenção para monitorizar a saúde do sistema. Um entendimento profundo dos critérios necessários pode proporcionar a possibilidade de prever o desempenho da tecnologia sem fios ao longo do tempo. As tecnologias informáticas poderão "espreitar" a rede periodicamente, monitorizar novos participantes ou outras alterações no ambiente sem fios, medir a interferência exterior e garantir que o desempenho não seja reduzido.

Contudo, até uma rede perfeitamente implementada, com um plano bem delineado para isolar as interferências, é vulnerável ao ambiente de radiofrequência em constante mudança. Não é possível saber se um vizinho se mudará para as proximidades e interferirá com a sua rede, mas poderá tomar precauções ou ajustar as suas aplicações posteriormente para limitar o impacto.

Existem várias opções de precaução. Para começar, é aconselhável escolher uma solução com frequências flexíveis que possam ser alteradas, se necessário (802.11n tem 24 canais na banda 5GHz). Outro método eficaz é a utilização de antenas direccionais para reforçar a ligação entre rádios e reduzir a sensibilidade às interferências. No entanto, o alinhamento de antenas direccionais, principalmente em distâncias maiores, pode ser difícil. Técnicas de instalação avançadas como estas são frequentemente implementadas durante estudos no local, realizados por fornecedores de tecnologias de alto gabarito.

N.º 3: Fiabilidade

A tecnologia sem fios é menos fiável que um sistema com fios? A resposta é não; é diferente. Da mesma forma que um utilizador não colocaria cabos junto a accionamentos devido às interferências, a interferência da tecnologia sem fios também tem de ser considerada. A tecnologia sem fios apenas exige passos diferentes. Factores como o campo de visão e a selecção do rádio, a antena e o cabo são importantes. Considere as características de desempenho específicas destes dispositivos em relação à sua aplicação.

Em muitos casos, um sistema com fios pode ser menos fiável, principalmente no equipamento móvel onde são utilizados colectores para comunicação. A natureza destas aplicações sujeita os cabos a flexão, ruptura ou degradação ao longo do tempo.

A tecnologia sem fios sempre foi bem sucedida na área da supervisão, mas tem o mesmo sucesso no controlo?

Em muitos casos, sim. No fabrico, a Ethernet é agora amplamente utilizada no controlo; e onde exista Ethernet, frequentemente a tecnologia sem fios é implementada. Alguns dispositivos sem fios são suficientemente sofisticados para funcionar como comutadores geridos, proporcionando uma filtragem inteligente dos pacotes. Algumas suportam aplicações determinísticas e conseguem garantir um elevado nível de flexibilidade, velocidade, precisão e previsibilidade. Nestes projectos é essencial que o design e a tecnologia do sistema sejam cuidadosamente planeados e executados, trabalhando em parceria com especialistas distribuidores, integradores e fornecedores de soluções.

Uma outra batalha é um clássico, o cliché "percepção é fiabilidade". Qualquer pessoa com um computador e ligação à Internet tem experiência com a tecnologia sem fios, normalmente interpretada com memórias de routers avariados e redefinição de modems. Quem quererá arriscar isto na sua fábrica? Actualmente, os produtos sem fios existentes são bastante mais robustos e fiáveis para ambientes industriais que para o consumidor tradicional ou até tecnologias de nível empresarial. Existem novas técnicas e ferramentas de teste para determinar o momento em que a rede poderá avariar, e interfaces de utilizador para disponibilizar informações saudáveis em tempo real. Para aumentar a fiabilidade, poderão ser implementados sistemas de repetição para a gestão de tecnologia e gestão de procedimentos.

Muitas aplicações sem fios do mundo real melhoraram verdadeiramente a eficácia e a fiabilidade ao trocarem os seus cabos por antenas. As aplicações com equipamento móvel podem reduzir drasticamente os custos, as paragens e a manutenção utilizando a tecnologia sem fios.

Por exemplo, a Proctor & Gamble migrou para a tecnologia sem fios especificamente para aumentar a fiabilidade. Na fábrica, substituíram os colectores por uma rede sem fios que foi criada para optimizar a rede EtherNet/IP existente. Utilizaram uma solução 802.11 numa frequência de 5GHz de modo a permitir a coexistência com uma banda 2.4GHz já saturada. Conseguiram satisfazer os requisitos de desempenho com determinismo, notaram menos falhas nos pacotes, não sofreram paragens devido a erros de comunicação e, por fim, receberam um forte aplauso dos técnicos da fábrica.

A Liberty Airport Systems de Ontário, Canadá, desenvolve sistemas de iluminação personalizados para pistas de aviação comercial e militar. A fiabilidade destes sistemas de iluminação é essencial para facilitar as movimentações das aeronaves, de modo a evitar as paragens que podem ter como consequência atrasos, cancelamentos, reencaminhamentos de voos ou, no pior dos cenários, numa incursão. As linhas de comunicação de fibra óptica primária são colocadas por baixo das pistas dos campos de aviação e, no caso de ficarem danificadas, podem desligar toda a pista. A Liberty utiliza agora a tecnologia sem fios como um sistema de comunicação de segurança independente em muitas das suas instalações, com o objectivo de aumentar o tempo operacional e cortar os custos de manutenção.

Numa instalação, a linha de fibra ficou danificada durante a construção e o sistema de segurança sem fios continuou a comunicação sem qualquer problema durante uma semana, enquanto a linha de fibra era reparada.

Conclusão

No final, as chaves para superar os obstáculos actuais e futuros começam com o devido entendimento, planeamento e execução da sua rede sem fios.

A tecnologia sem fios não é uma solução de »instalar e esquecer». Audite a sua rede. Envolva as tecnologias informáticas logo de início. Dê-lhes aquilo que precisam para se sentirem confortáveis com o plano, e, na maior parte das vezes, eles ajudarão a manter a rede.

Com estes aspectos implementados, os utilizadores podem desfrutar da flexibilidade e versatilidade inerentes à tecnologia sem fios e, em muitos casos, reduzir os custos.