Apesar dos benefícios diretos, uma rede industrial de sensores sem fio apresenta uma série de desafios técnicos (confiabilidade, consumo de energia, interferência do ambi- ente) e culturais. Sendo assim, a demanda para o desenvolvimento de ferramentas de diagnóstico, manutenção e comissionamento da rede torna-se iminente. Nesta seção, são apresentadas algumas soluções encontradas no mercado para gerir os ativos em redes in- dustriais.
3.2.1
AMS Suite
A AMS Suite da Emerson Process Management é uma família integrada de aplicativos de software de diagnóstico que permite ao usuário detectar problemas com o equipamento da planta antes que eles ocorram, usando técnicas preditivas para melhorar a disponibi- lidade e desempenho de seus principais ativos de produção, incluindo equipamentos me- cânicos, sistemas elétricos, equipamentos de processos, instrumentos e válvulas. Para o usuário que deseja realizar a gestão de instalações, operações, ou a manutenção e confi- abilidade, a AMS Suíte pode receber as informações desejadas pelos ativos para tomar decisões. Esta gestão pode ser realizada para alcançar seus objetivos financeiros com di- agnósticos preditivos de AMS Suite, pois a manutenção preditiva ajuda as plantas a evitar paradas não planejadas e práticas ineficientes que geram perdas.
Entre as aplicações contidas nesta suíte, o AMS Device Manager é um dos sistemas que ajuda a evitar custos desnecessários através da análise da saúde dos dispositivos de campo. Com base em dados coletados em tempo real a partir de dispositivos inteligentes de campo, a equipe da planta pode responder rapidamente e tomar decisões informadas sobre a possibilidade de manter ou substituir os dispositivos de campo. Ele oferece alguns
3.2. SISTEMAS RELACIONADOS À GESTÃO DE ATIVOS 25 recursos de diagnósticos preditivos para os usuários, incluindo:
• Configuração e gerenciamento de calibração; • Diagnóstico e monitoramento;
• Monitoramento de alerta avançado; • Documentação automática;
• Inicialização e comissionamento mais rápidos; • Melhoria da qualidade e aumento da disponibilidade.
Outra importante aplicação dessa suíte é o AMS Wireless SNAP-ON Application que permite planejar a rede sem fio e compará-la com as algumas práticas já analisadas, so- lucionar problemas da rede sem fio a partir de telas gráficas e manter a rede sem fio com análise de parâmetros-chave de rede. Nela é possível montar a rede em modo offline para realizar análises baseadas em dados de estudos da Emerson Process Management ou pa- râmetros informados pelo usuário. O sistema além de apresentar uma visão abrangente da rede, como está sua organização, ajuda a identificar pontos de conflito potencial, visu- alizar os parâmetros de diagnóstico e de desempenho para cada dispositivo e também se integra com o AMS Device Manager para obter detalhes adicionais do dispositivo. Entre os dados que podem ser analisados, estão:
• A tag do dispositivo ou gateway; • Tensão da bateria;
• Taxa de atualização de dados; • Temperatura ambiente; • Status;
• Vizinhos.
3.2.2
BR-Collector
A ferramenta BR-Collector, desenvolvida através de uma parceria entre a UFRN e a Petrobras, é um produto criado para integrar a captura de dados em um ambiente industrial e disponibilizá-los de forma simplificada. Atualmente o BR-Collector suporta captura de dados de processo histórico e em tempo real, captura de dados de alarmes e eventos históricos [Machado 2014].
Padronizado em módulos, o BR-Collector possui uma arquitetura dividida em slots e drivers. Os drivers são responsáveis por implementar os detalhes de cada protocolo de comunicação e servem como interfaces para o BR-Collector através dos slots. Os slots,
26 CAPÍTULO 3. ESTADO DA ARTE por sua vez, têm como função padronizar a forma como o BR-Collector entende cada tipo de dado. Atualmente são disponibilizados quatro slots e quatro drivers conforme demonstra a Figura 3.1.
À medida que necessário, novos drivers podem ser acoplados a essa arquitetura sem qualquer alteração nas camadas superiores.
Figura 3.1: Arquitetura do BR-Collector. Aspectos de Robustez
Visando evitar ao máximo a perda de dados, o BR-Collector incorpora uma lógica de redundância. Ao configurar o BR-Collector para captura de dados, o usuário pode optar por adicionar um servidor secundário o qual entrará em ação no momento em que o primário ficar indisponível, superando assim eventuais falhas de operação e evitando perda de dados. Tal operação ocorre de forma totalmente transparente ao usuário, ou seja, toda a configuração pré-existente no servidor primário é transferida para o secundário automaticamente. O sistema se encarrega ainda de chavear novamente para o servidor primário tão logo este volte à ativa.
Comunicação
Atualmente o BR-Collector utiliza a tecnologia Java Remote Method Invocation (RMI) como forma de comunicação com as máquinas clientes. Assim, para se ter acesso a todos as funcionalidades disponibilizadas pelo BR-Collector é necessário que a aplicação cli- ente seja implementada também em Java, e realize primeiramente o processo de conexão com o RMI.
3.2. SISTEMAS RELACIONADOS À GESTÃO DE ATIVOS 27 Após a conexão ter sido realizada o cliente recebe uma referência para a interface Re- quest onde estão todos os métodos de acesso as funcionalidades do BR-Collector. Desse ponto em diante o acesso a todos os dados se dará através de chamadas de métodos da classe Request. Para o usuário, a partir desse momento, a comunicação remota entre a máquina cliente e servidora é totalmente abstraída. No entanto, dependendo do tipo de dados que se deseja obter, diferentes fluxos de execução poderão ser tomados.
Adição de Driver
Devido à sua grande aceitação no mercado, sua facilidade na adição de novos drivers e realização de uma abstração de diversas fontes de dados utilizando-se de drivers, que fornecem as informações dos servidores de dados de uma forma padronizada e indepen- dente do método utilizado para obtê-los e têm por função transformar a conexão com qualquer servidor de dados em uma conexão homogênea a fim de que a mesma possa ser interpretada pelas camadas superiores do BR-Collector, pretende-se, como trabalho futuro, reaproveitar o BR-Collector para implementar a proposta, adicionando um driver para coleta de dados de redes HART e WirelessHART. Os detalhes serão explicados no Capítulo 4.
3.2.3
BR-PlantHistorian
O BR-PlantHistorian é um sistema desenvolvido pelo Laboratório de Informática In- dustrial da UFRN para gerenciamento das informações das variáveis de processos indus- triais de forma otimizada com técnicas apropriadas para gestão de big data. O objetivo é auxiliar a gestão dos processos, possibilitando armazenar e distribuir os dados de cada planta industrial. Atualmente, o sistema está gerenciando as informações de processos da Petrobras de forma automática, onde a coleta é realizada fazendo uso do BR-Collector.
Ele é um sistema para armazenamento e processamento de dados oriundos de proces- sos industriais através de atividades de pesquisa e suporte tecnológico que propiciem uma melhoria significativa no gerenciamento das informações das indústrias e consequente- mente uma diminuição dos riscos e custos de produção. Os seus diferenciais em relação às soluções existentes no mercado são:
• Um ambiente integrado de armazenamento e processamento de dados industriais com tecnologias modernas e que permite a fácil integração com outras soluções; • Necessidade de menos recursos de infraestrutura devido à utilização de novas téc-
28 CAPÍTULO 3. ESTADO DA ARTE Este sistema é utilizado para armazenar e permitir consultas posteriores aos dados coletados de redes WirelessHART. A tela do sistema para análise geral das variáveis de processos historiadas pode ser visualizada na Figura 3.2.
Figura 3.2: Análise geral das variáveis historiadas.
3.2.4
BR-PlantViewer
O BR-PlantViewer é um sistema, que foi desenvolvido pela UFRN em parceria com a Petrobras, para monitoramento das variáveis de processos industriais via navegadores Web ou dispositivos móveis. O seu objetivo é auxiliar no gerenciamento dos processos, possibilitando o acompanhamento dos dados de cada planta industrial em tempo real ou a partir de dados históricos, através de telas e gráficos construídos dinamicamente. Atu- almente, o sistema consegue obter informações das variáveis de processos monitoradas pelo PI System, que é um sistema muito utilizado para gerenciamento das informações dos processos, BR-PlantHistorian e diretamente do BR-Collector. Os seus benefícios são: • Criação de relatórios visuais customizados para extração de informação de negócio; • Criação de relatórios visuais para extração de informação e acompanhamento de
3.3. TRABALHOS RELACIONADOS A SIMULADORES 29