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HMS Industrial Networks AB
O futuro das redes industriais.
Jörgen Palmhager e Leif Malmberg da HMS Industrial Networks levam-nos a conhecer os bastidores da próxima geração da tecnologia de comunicação industrial.
“De maneira a compreender as novas tecnologias, primeiro é necessário olhar para o espelho retrovisor,” diz Jörgen Palmhager, Diretor Geral da HMS. “Quando as redes de Ethernet industriais foram introduzidas no início do ano 2000, os fabricantes de dispositivos e os construtores de máquinas depararam-se com um novo desafio – manter os seus dispositivos compatíveis com as redes bus de campo existentes e com as novas redes de Ethernet industriais. Na HMS, chegámos à conclusão que era necessário um processador de rede especializado, que possuísse as funcionalidades, custo, tamanho e desempenho certos.”
O resultado foi o Anybus NP30, um processador de rede com um chip único, que incluía um processador, um controlador e um API num espaço muito limitado (10x10 mm). Também incluía uma memória flash que permitia guardar os dados no chip atual.
Novas redes, novas exigências?
Para satisfazer esta exigência, a HMS apresenta agora o Anybus NP40, um processador de rede com um chip único que inclui um núcleo ARM de alto desempenho e uma estrutura FPGA (Field-Programmable Gate Array). O dispositivo é baseado em Flash e a sua arquitetura é concebida para combinar desempenho e flexibilidade num único chip.
A estrutura FPGA é utilizada para implementar as várias interfaces Ethernet em tempo real enquanto o núcleo ARM é utilizado para dirigir o protocolo e as pilhas de aplicação. Visto que o NP40 é baseado em Flash, o dispositivo pode ser reprogramado para diferentes redes Ethernet industrial. Isto significa que uma única plataforma de hardware pode suportar várias redes diferentes através do simples download de um novo firmware. “Esta nova tecnologia facilita a vida aos fabricantes de dispositivos, já que podem instalar um módulo de comunicação num produto e, depois, podem fazer o download do software exato que necessitam para ligar as diferentes redes,” afirma Jörgen Palmhager.
“Acreditamos que esta nova tecnologia combinada com um processador mais rápido e uma área FPGA proporcionará uma plataforma que se irá impor no futuro,” continua Jörgen Palmhager. “Ela proporciona aos utilizadores o melhor de dois mundos. Eles conseguem a velocidade e precisão de que necessitam para as aplicações exigentes e a flexibilidade para adaptar diferentes redes através do simples download de um novo firmware.”
Leif Malmberg é o Gerente da Linha de Produtos para as soluções integradas da HMS. Lief viu há muito uma tendência na indústria de automação para soluções completas, mas em diferentes formas. “Os nossos clientes querem soluções completas em termos de funcionalidade, apoio, consultoria e manutenção,” afirma Lief. “Contudo, pedem formatos diferentes para as soluções de conetividade, dependendo do nível de integração que pretendem para as suas soluções. Ainda vemos que a maioria dos utilizadores pede um módulo completo que podem ligar às sua máquinas para obter a ligação à rede, mas existem utilizadores que querem um controlador de rede semi-completo que podem montar na placa-mãe e equipar com os seus próprios conectores de rede. Existem também aqueles que apenas querem um processador de rede e que criam as suas próprias soluções.”
É por esta razão que a HMS disponibiliza agora os seus CompactCom integrados em três formas diferentes: um chip, uma fonte de alimentação e um módulo permitindo ao utilizador escolher o nível de integração que pretende para a sua solução de comunicação. Isto pode variar, desde a implementação de um chip de comunicação, concebendo o restante hardware por ele próprio, montando uma fonte de alimentação e instalando os seus próprios conectores até à ligação de um módulo de comunicação já construído. “De certa maneira, já dispúnhamos destas opções anteriormente ao modelo NP30,” diz Leif Malmberg, “mas com o novo conceito de integrado, damos mais um passo em frente, alargando a nossa oferta com uma nova plataforma de tecnologia em vários formatos.”
Jîrgen Palmhager
Segurança, energia e outras tendências.
Um desempenho e flexibilidade melhorados podem ser as tendências mais fortes que impulsionam as novas tecnologias, mas existem outras tendências na indústria que também têm influência. A segurança integrada é uma das tendências, à medida que mais e mais indústrias estão a procurar maneiras de integrar redes de segurança nas suas redes normais de fábrica. É também por isto que a HMS está a desenvolver um novo módulo de segurança para permitir a comunicação entre os dispositivos industriais e a rede de segurança.
Outra tendência importante é a poupança de energia, pois as empresas estão a tentar tornar-se verdes, poupar dinheiro e cumprir com a rígida legislação sobre o consumo de energias e a emissão de poluentes. “Compreendemos claramente esta tendência,” diz Jörgen Palmhager. “Através dos perfis de energia emergentes. como a PROFIenergy, mas também como uma tendência geral da sociedade. Vemos muitas vezes instalações industriais, nas quais várias máquinas têm uma taxa de utilização inferior a 40%. Uma vez que as máquinas, em muitos casos, consomem quase a mesma quantidade de energia em stand-by como em funcionamento, poupa-se bastante dinheiro se forem desligadas automaticamente quando não estão em utilização. Outro exemplo evidente é as consequências do recente terramoto e tsunami no Japão. Uma vez que existiu uma falta de energia em consequência da avaria dos reatores de Fukushima, as empresas estão realmente a tentar poupar energia através de todos os meios possíveis de forma a que os dispositivos industriais de baixo consumo tenham uma procura elevada.”
A nova rede de Ethernet permite mais funcionalidades e acesso mais fácil às aplicações industriais. Também se torna importante considerar os aspetos de segurança, como a prevenção de acesso não autorizado – tanto para a fábrica inteira como para os vários dispositivos. “É de uma grande importância para nós proporcionar soluções seguras, e cada vez mais clientes estão a perguntar por elas,” diz Jörgen Palmhager. “No entanto, outro requisito eminente da Ethernet é proporcionar produtos de apoio para o novo Internet Protocol versão 6 (IPv6). Já dispomos de soluções em funcionamento para este protocolo e isto irá, definitivamente, ser uma mais-valia para o futuro.”
O futuro já chegou.
Apesar da nova geração de soluções de comunicação não chegar ao mercado como módulos padrão antes de 2013/2014, já existem alguns clientes piloto a difundir a tecnologia. “Estamos, na verdade, a implementar o nosso novo NP40 baseado na tecnologia, em clientes piloto e a desenvolve-lo em parceria para nos aproximarmos das aplicações de fábrica,” diz Jörgen Palmhager. Leif Malmberg completa: “Vemos um grande interesse nesta nova tecnologia, em especial, de empresas dentro do ramos dos acionamentos e controladores. As empresas AIDA e os seus fornecedores estarão, de certeza, entre os primeiros a adotar esta nova tecnologia.”
A HMS vê ainda uma procura por soluções de comunicação completas, nas quais os fabricantes de dispositivos querem uma consultoria e apoio durante a implementação, em vez de serem eles próprios a construírem uma solução. “Sim, este desejo tem permanecido mais ou menos intacto ao longo dos anos ,” diz Leif Malmberg. “Os construtores de máquinas e os fabricantes de dispositivos vêm uma grande vantagem em estarem aptos para se focarem na construção dos seus dispositivos e deixar as redes de comunicação para um parceiro.
