Antonio Gomes de Araujo Laboratório de Eletrônica Industrial, Escola SENAI Anchieta São Paulo

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Antonio Gomes de Araujo

Laboratório de Eletrônica Industrial, Escola SENAI “Anchieta” São Paulo

Toshi-ichi Tachibana

Departamento de Engenharia Naval e Oceânica, Escola Politécnica da Universidade São Paulo – EPUSP.

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INTRODU

INTRODUÇÇÃO:ÃO:

Rede Mundial de Computadores – “WWW – World Wide Web ” Influência da “Internet” no processo produtivo

Influência nas Técnicas de Gerenciamento Influência na manutenção

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ABORDAGEM:

Tecnologia Emergente

O processo de controle pela “Internet”:

•Sistemas de controle

•Necessidades / vantagens do Controle de processo pela “Internet” •Arquitetura básica do sistema de controle pela Internet

•O estado da arte das áreas de conhecimentos envolvidos na tecnologia

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ABORDAGEM:

Discussão

•As primeiras aplicações da Tecnologia - Ambientes Acadêmicos

•Aplicação no Controle de Processo no Laboratório de Engenharia Naval e Oceânica da USP

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Tecnologia Emergente

Número de Hosts no Brasil

0 200000 400000 600000 800000 1000000 14º Lugar 12º Lugar 11º Lugar Janeiro de 1999 Janeiro de 2000 Janeiro de 2001 Colocação Mundial do Brasil em relação ao número de Hosts. Fonte: http://cg.com.br/indicadores/brasil-mundo-2001.htm

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Tecnologia Emergente

Crescimento Anual de 100%

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Rede Ethernet / Intranet

Computador

do

Processo

Máquina 1 \

Processo 1

Máquina n \

Processo n

REDE NO PISO DE FÁBRICA

Situação mais usual

Processo de controle pela “Internet”

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Migração para Internet

Sistema Internet -WWW Rede Ethernet/ Intranet

Sistema mais

Usual

Outros Setores

da Corporação

Processo de controle pela “Internet”

Sistema de Controle:

Servidor de serviços Internet

PC

Cliente

Sistema de Redes da Corporação Sistema de Segurança

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Sistema de Controle:

Entrada Saída Sistema de Comando: Elemento de Comando Elemento de Correção Processo Avanço Tecnológico Entrada Saída Sistema de Controle: Elemento de Comando Elemento de Correção Processo Re-alimentação “Feed Back”

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Processo de controle pela Internet

Sistema de Controle:

Com o Avanço Tecnológico...

Rede Ethernet / Intranet – Protocolo TCP/IP

Elemento de Comando

Elemento de

Correção Processo

Re-alimentação “Feed Back”

Saída Entrada Elemento de Comando Elemento de Correção Processo

Re-alimentação “Feed Back”

Saída Entrada

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Arquitetura Básica do Sistema de Controle Pela “Internet”

Integração dos Sistemas de Controle

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Arquitetura Básica do Sistema de Controle Pela “Internet”

Ethernet / Intranet e Protocolo TCP/IP

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Ethernet TCP/IP 10/100 Mbps

Router Fornecedor

de Serviços INTERNET

Arquitetura Básica do Sistema de Controle Pela “Internet”

Hub Switch

Outros Setores da Corporação

“Fire All”

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Arquitetura Básica do Sistema de Controle Pela “Internet”

Necessidades e Vantagens do Controle de

Processos pela Internet

Alto Custo de Mão de obra especializada

Motivam o Acesso ao Processo Pela Internet Altos Custos de Deslocamento

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“BROWSER”

Arquitetura Básica do Sistema de Controle Pela Internet

PC CLIENTE GERENCIAMENTO •MES – Manufacturing Execution System •MIS - Manufacturing Information System INFERFACE GRÁFICA •Páginas WEB •HTML •Applet JAVA •Objetos WEB “DATA TEMPLATE” •“Status de I/O” •Interação na Lógica do CLP

•Diagnóstico, controle de Alarmes

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SISTEMA DE SEGURANCA

Níveis de acesso; Aonde acessar. Tipos de Privilégios;

O que é permitido fazer.

TIPOS DE SISTEMAS DE SEGURANÇA

Senha

“Smart Card” “Hardware”

“Software Token” “Biométrico”

Físico – Enclausuramento do “Hardware”

ASPECTOS DE SEGURANÇA:

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Arquitetura Básica do Sistema de Controle Pela Internet

Técnicas de Controle através da Internet

Computadores dedicados “de processos”

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Comunicação Básica:

Arquitetura Básica do Sistema de Controle Pela Internet

CLIENTE

INTERNET

CORPORAÇÃO

Requisição do Cliente em HTTP

( Hyper Text Transfer Protocol)

Resposta do Servidor Estruturada para HTML

(Hyper Text Markup Language)

Processo sob Controle

Web Server

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CLIENTE

Página em HTML:

•Serviços Normais de Páginas

comerciais

•Objetos Applet Java

•Java Virtual Machine - JVM

Arquitetura Básica do Sistema de Controle Pela Internet

Melhoria da Página HTML:

Fábrica / Processo:

•Applet Java:

Arquivos de I/O

Dados direto na Fábrica

•Banco de dados •Clientes INTERNET SERVIDOR Web Server

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Arquitetura Básica do Sistema de Controle Pela Internet

EDIÇÃO / FUNCIONAMENTO DE APPLET JAVA:

•Criação do Applet Java

•Compilação do Applet Java da máquina nativa. Criação do Código intermediário “Byte Code”

MÁQUINA NATIVA

Inserção do Applet Java na Página em HTML

WEB SERVER

INTERNET

Interpretação do “Bytecode” CLIENTE

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Arquitetura Básica do Sistema de Controle Pela Internet

INTER-OPERABILIDADE ENTRE CLIENTE / SERVIDOR:

Web Server SERVIDOR CLIENTE •Protocolo TCP/IP •Protocolo HTTP •Estrutura em HTML •Applet Java

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Arquitetura Básica do Sistema de Controle Pela Internet

O PRINCÍPIO “THREE-TIER” ( Aberdeen Group-1996)

Camada de Função

Acesso e organização das informações da camada de dados Aplicação do Cliente

A qual é carregada sob demanda do cliente

• No Servidor é feita a personalização da Aplicação

SERVIDOR:

Camada de Apresentação

•Sistema Windows, garante boa apresentação e ergonomia

dos dados CLIENTE:

APLICAÇÃO: Computadores repositórios de dados da companhia

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Arquitetura Básica do Sistema de Controle Pela Internet

Níveis de Informação no Servidor Embarcado no CLP:

Sistema de Diagnóstico:

•“Status”de Controle •Identificação de I/O •Configuração e “Status”

Diagnóstico do Processo:

•Utilização da Máquina •Alarmes

•Arquivos para sistema da qualidade

Processamento de Mensagem:

•Mensagem do processo para um Gerente

Organização do Dispositivo:

•Normas de TAGs

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CONHECIMENTOS ENVOLVIDOS NA TECNOLOGIA

:

•Compreensão de aplicação básica implementada pelo equipamento

“Hosting”.

•Conhecimento da criação em HTTP para “Web Sites” tais como:

Scripting CGI - JAVA - Applet Java.

•Redes de Computadores

•Redes Industriais

•Software orientados a objetos

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Limita

ç

ões existentes da tecnologia

•Ferramenta Padrão: Formato convencional de armazenamento

para plataforma “Hosting”

•Módulo Embarcado: Não utiliza diretamente o sistema de

armazenamento padrão

•Transformação do formato de Armazenamento Padrão para

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Limita

ç

ões existentes da tecnologia

•Páginas HTML estáticas não são interessantes para aplicações

de Controle.

•Páginas devem incorporar informações produzidas

pelo sistema que opera o processo sob controle.

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Limita

ç

ões existentes da tecnologia

Transformação de Páginas HTML Dinâmicas

1 Páginas HTML divididas em dois objetos:

•Moldura estática “Page Template”

•Dados recuperados dinamicamente da Aplicação

Problema: Interfaces complexas requerem grandes áreas

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Limita

ç

ões existentes da tecnologia

Transformação de Páginas HTML Dinâmicas

2 •Página HTML gerada como resultado da execução de

rotinas com componentes de páginas um a um.

•Os atributos do componente da página determinados

pelos parâmetros das rotinas que são dependentes da

aplicação.

Vantagem: Redução de armazenamento

Problema: Necessidade de “Software”de base suplementar especial

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Limita

ç

ões existentes da tecnologia

Transformação de Páginas HTML Dinâmicas

3 Utilização da Linguagem JAVA:

•O Código Potável JAVA é compilado em um sistema de codificação,

Denominado Java Virtual Machine – JVM na máquina nativa.

•O código gerado pelo JVM, precisa ser interpretado por

software JVM no Cliente.

•O código é compilado momentaneamente na máquina nativa.

Problema: Não indicado para aplicação em tempo real devido a

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Limita

ç

ões existentes da tecnologia

Fatores que Influenciam as aplicações de

Controle Remoto Contínuo

1 – Rota da Informação - roteadores automáticos da Internet.

2 – Disponibilidade do servidor.

3 – Tempos de atrasos dependentes da Internet:

•Tempo de resposta do controle do sistema de malha fechada;

•Tempo de chegada e partida dos pacotes;

•Atrasos individuais dos roteadores;

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Limita

ç

ões existentes da tecnologia

ASPECTOS DE SEGURANÇA DA URL

Mecanismo de Autenticação:

1 - Cliente autentica seu ID;

2 - Cliente autentica sua Senha para cada nível de acesso;

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Discussão

Tecnologia aplicada inicialmente em Ambientes Acadêmicos.

Exemplos de Aplicação

:

1 – Hanim, Azlan & Talal- 2000.

•Cliente / Servidor com Lab View – NI no controle de nível de uma planta.

2 – Tang & Soh – 2001.

•Sistema de Ensino de engenharia de controle monitorado pela Internet com GPIB – NI

3 – Araujo & Tachibana – 2002.

•Sistema de Controle e Supervisão das características físicas de um corpo instrumentado por extensômetros pela Internet.

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Discussão

Exemplo de Aplicação:

•Sistema de Controle e Supervisão das características físicas de um corpo

instrumentado por extensômetros pela Internet. Instalado na Escola Politécnica da Universidade de São Paulo - EPUSP no Departamento de Engenharia Naval e Oceânica.

Sistema composto por:

•CLP modelo Modicon TSX Premium de fabricação da Schneider; •Servidor Web Embarcado modelo TSX ETY 110 Schneider

•Módulos Digitais •Módulos analógicos

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Discussão

Exemplo de Aplicação:

Características do Sistema:

•CLP programado segundo IEC 1131 – 3 •Servidor Web Embarcado responsável em:

-Hospedar páginas da aplicação em HTML e Applet JAVA -Hospedar os arquivos gerais e de segurança

-Disponibilizar dados da planta na Internet -Serviço de Mensagem SNMP

•Módulo analógicos: Condicionadores Kywoa e Potenciômetro. •Módulo Digitais: Chaves, Interruptores e Sinaleiros na planta. •Extensômetros de 120 e 350 Ohm

(35)

Exemplo de Aplicação:

Discussão

3 – Araujo & Tachibana – 2002 -

Resultados:

(36)

Exemplo de Aplicação:

Discussão

Resultados:

• O Sistema é viável – embora apresente atrasos quando operado na Internet

convencional chegando a alguns segundos;

•Baixíssimo atraso quando operado na Intranet da USP na ordem de 500 ms;

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Exemplo de Aplicação:

Discussão

Resultados:

•Grande dependência da capacidade de processamento e da memória do

computador Cliente;

•Tempo de carga de aplicativos Applet Java podendo chegar a 15 seg.;

•Necessidade de análise criteriosa quando da aplicação em sistemas

altamente dinâmicos;

•Sistema de segurança confiável por senha, com privilégios diferenciados,

embora exigindo altíssimo sigilo por ser única.

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Exemplo de Aplicação:

Discussão

3 – Araujo & Tachibana – 2002

Resultados:

Como Acessar o Sistema sob ensaio:

Endereço:

http://143.107.109.114

Nome de Usuário: CLIENTES Senha: USP-POLI

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CONCLUSÕES

Desafio da Comunidade Tecnológica

Superar as limitações existentes

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FIM

CONTATOS

Antonio Gomes de Araujo: Escola SENAI ”Anchieta”

R. Gandavo, 550 – Vila Mariana 04023-010 - São Paulo – S.P.

senaianchieta@sp.senai.br

araujo.ag@gmail.com

Toshi-ichi Tachibana:

USP – Depto. de Enga _{Naval e Oceânica.}

R. Prof. Mello Moraes, 2231

05508-900 – Cid. Universitária – S.P.

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REDE NO PISO DE FÁBRICA