Artigos Técnicos
Ferramentas Web para controle e supervisão:
o que está por vir
Marcelo Salvador, Diretor de Negócios da Elipse Software Ltda.
Já faz algum tempo que ouvimos falar do controle e supervisão de processos industriais e sistemas prediais através da Internet, onde, através de um browser comum, podemos visualizar as variáveis em formato de gráficos e sinóticos, realizar comandos e extrair relatórios, dentre outras atividades.
O que podemos obter dessa tecnologia até hoje está na grande flexibilidade oferecida ao usuário final de um sistema de automação na forma de obter informações sobre o processo, seja no aspecto físico (pode-se acessar os dados em qualquer lugar, não necessariamente na rede do processo) ou no aspecto tecnológico, pela capacidade de interação dos componentes ou subsistemas de automação presentes numa corporação, que podem ser revolucionados pelas possibilidades geradas com o advento da grande rede.
É justamente neste segundo tópico que residem ainda as grandes
oportunidades para o mercado de automação, pois possibilita a geração de novos patamares de atuação para seus profissionais, que agora não estão limitados somente ao seu processo isolado, mas como parte “viva” de um grande sistema, que oferece serviços a outros processos, e também para os usuários finais, que passam a contar com sistemas cada vez mais inteligentes e ágeis, nos mais variados aspectos de análise.
Novos modelos
Novos desenvolvimentos sempre partem de premissas desejadas pelos usuários, ou de oportunidades visualizadas por empreendedores, sejam eles desenvolvedores ou usuários finais. Algumas palavras-chave para sistemas Web realmente integrados e capazes de auxiliar na tomada de decisões que podemos citar são flexibilidade, rapidez de desenvolvimento, escalabilidade, facilidade de migração, mobilidade, adaptabilidade e segurança; são tópicos muitas vezes difíceis de obter com metodologias ainda hoje utilizadas, mesmo que contenham componentes Web.
Historicamente, a tecnologia até então utilizada em desenvolvimento de aplicativos consistia na integração de serviços em um sistema local, que garantia acesso a uma grande quantidade de recursos de desenvolvimento e o controle preciso de como o aplicativo se comportaria.
Esse modelo, porém, já está superado. Hoje, os desenvolvedores constroem sistemas complexos que unificam o uso dos mais diversos aplicativos (as
chamadas arquiteturas de várias camadas) através de redes, cujo valor agregado aparece no final da cadeia de aplicativos. Essa arquitetura está baseada diretamente na divisão dos processos ou subsistemas em componentes, que possuem um conjunto de regras flexíveis de atuação, sendo responsáveis por tarefas específicas, oferecendo e consultando serviços quando solicitado. A comunicação entre os componentes, a fim de atingir nossos objetivos, se processa da mesma forma que dentro de uma Intranet (ou rede fechada) como na Internet, onde cada parte pode estar sendo executada em localidades distantes.
A chave para a criação de sistemas realmente Web, com a possibilidade de geração de tecnologia de serviços entre os desenvolvedores e integradores de sistemas está na estruturação dos conceitos de componentes no núcleo das ferramentas de desenvolvimento de aplicativos, notadamente os sistemas SCADA e MES, estendendo-se além de suas tradicionais fronteiras.
Metodologias utilizadas
A tecnologia COM/DCOM (Distributed Component Object Model), inicialmente desenvolvida pela Microsoft e hoje utilizada e difundida por diversas empresas, e disponível para uma série de componentes e sistemas operacionais, é um dos grandes conceitos para os chamados “building block services”.
Através dela, cada componente pode trocar informações com outro, independentemente da localização, ou seja, tanto o desenvolvedor quanto o usuário final não precisam se preocupar com a localização dos mesmos, já que o conceito de Internet ou Intranet fica totalmente transparente. Além disso, o COM/DCOM inclui uma série de facilidades de gerenciamento e utilização, como a independência de localização, neutralidade de linguagem (Java, C++, Delphi, Visual Basic ou ainda C#), gerenciamento de conexão, multiprocessamento simétrico, divisão automática de processamento, isolamento de componentes críticos, pipelining, agrupamento de mensagens, redirecionamento de componentes, balanceamento de carga e tolerância a falhas, dentre outros.
Através do COM/DCOM e outras tecnologias conjuntas, como o OPC, o SOAP (Simple Object Access Protocol) e o XML (Extensible Markup Language), está a criação de “Serviços Web”, que são a base para novas estratégias como o “.NET” da Microsoft.
Um serviço Web pode ser entendido como um aplicativo que expõe suas propriedades programaticamente dentro da Internet ou da Intranet usando protocolos padrão, como o HTTP e XML, o que permite utilizar interfaces de programação Web da mesma maneira como numa rede local.
Novas funcionalidades
As aplicações práticas desses conceitos podem ser traduzidas em algumas situações comuns do desenvolvimento de sistemas de automação, destacados a seguir:
Arquitetura: Os aplicativos de supervisão podem ser desenvolvidos e executados separadamente, podendo ou não criar dependências entre si.
Cada componente pode ser responsável por uma parte do sistema e se expandir tanto vertical como horizontalmente, isto é, pode conter as definições de um pedaço de cada uma das atividades de um sistema de supervisão (comunicação, alarmes, banco de dados, interface gráfica) ou de tarefas específicas (somente comunicação, OPC, etc.).
Os módulos podem ser adicionados, deletados e modificados em execução, como um Web Site, sem prejuízo do conjunto. Em se tratando de um processo crítico, podem ser definidos componentes back-up que entrem em execução na falha de um dos módulos (na mesma máquina ou em outras), na falha de um conjunto de módulos, ou ainda na falha da aplicação inteira, como nos sistemas tradicionais de Hot-Backup.
Através do processamento paralelo, a mesma metodologia utilizada para o desenvolvimento de uma aplicação pode ser usada para o gerenciamento de centenas ou milhares de processos, bastando para isso adicionar recursos de hardware suficientes, sem necessidade de novos desenvolvimentos de software.
Bibliotecas mais poderosas podem ser criadas, através da utilização de vários componentes adaptáveis. As bibliotecas podem conter, além da interface gráfica (item que veremos adiante), definições de alarmes, funções e eventos próprios, conexões com banco de dados, componentes ActiveX, etc.
Tal componentização favorece em vários aspectos a criação de aplicativos, uma vez que partes cada vez mais poderosas podem ser reaproveitadas, cujo trabalho de desenvolvimento pode ser compartilhado entre vários grupos de indivíduos.
Dessa maneira, novas possibilidades de gerenciamento de sistemas podem ser obtidas. Podemos, por exemplo, criar serviços de supervisão e controle remotos, onde componentes de aquisição de dados e atuação no processo podem ser locais (no cliente), a base de dados histórica pode ser um serviço de ASPs (Application Service Providers), incluindo questões de segurança e política de backups; o gerenciamento e a configuração do processo,
incluindo a adição/modificação de componentes, podem ser feitos por um integrador de sistemas numa localidade de preferência ou com melhor infra- estrutura e a monitoração do processo pode ser feita pela Web, obviamente,
pelo próprio cliente, ou ainda por terceiros.
O Conceito de Serviços Web (Fonte: Microsoft MSDN)
Podemos imaginar ainda um conjunto de aplicações combinadas, realizando tarefas como, por exemplo, verificar que uma válvula do processo atingiu um número máximo de operações de abertura e fechamento, através da comparação de um contador, com as informações obtidas on-line no site do fabricante, e assim avisar uma assistência técnica para uma manutenção preventiva; ou ainda, realizar a consulta entre sistemas de automação em localidades distintas para a tomada de atitudes e/ou modificações no processo de forma on-line, modificações essas que podem ser flexíveis e consultadas num serviço, como uma fórmula ou receita do processo.
Interface Gráfica: A conversão das telas de um formato proprietário para um padrão “Web” como o HTML também é um conceito ultrapassado, já que cada componente expõe seus serviços num formato conhecido. A interface gráfica pode ser desenvolvida em qualquer linguagem ou metodologia, como Flash, DreamWeaver ou ASP, por exemplo.
As interfaces gráficas desenvolvidas podem ser executadas livremente dentro do Browser, sem diferenciação da execução local. Para isso, as lógicas de programação existentes nas bibliotecas ou nos objetos gráficos devem ser feitas em linguagens suportadas pelos Browsers, como o VBScript.
Interfaces desenvolvidas em outros aplicativos podem ser incorporadas através de componentes ActiveX, como já existentes hoje, além da utilização de recursos multimídia da mesma forma.
Outra grande vantagem desse modelo é a maior capacidade de geração de relatórios para o usuário final, visto que nem sempre as informações on-line
são as mais úteis. Uma ferramenta de criação de relatórios pela Internet possibilita obter respostas para questões que não são as mesmas levantadas durante o comissionamento e start-up de um sistema, mas que são geradas todos os dias. Assim, podem ser consultadas de qualquer lugar informações em formatos diferentes, como novas consultas, totalizações e cálculos.
Vale ressaltar que nem somente através de browsers em um computador que podemos acessar as informações do processo. Outros dispositivos, como Handhelds e Embedded Systems, também podem utilizar o conjunto de serviços Web para essa interação, o que faz parte do conceito de prover a informação de onde e para onde ela é necessária. A prova disso são os recentes desenvolvimentos em softwares para dispositivos com outros sistemas operacionais, como o PalmOS, Linux, Windows CE e Embedded.
A chave para essa independência de dispositivos está na dissociação total da interface gráfica ao sistema de supervisão em si, permitindo a criação de inúmeros componentes de visualização e interface, que se conectam através de um “agente” de uma forma comum com o servidor de dados.
Integração com Outros Sistemas: A utilização de arquiteturas aberta, como todos sabemos, veio para facilitar a integração com outros sistemas. A utilização de um componente específico, atuando como serviço e elo de ligação entre o sistema de chão-de-fábrica e um sistema corporativo como um ERP, traz enormes vantagens. Dentre elas, podemos citar a facilidade e flexibilidade na interface, devido às inúmeras consultas, atuações e
modificações que os processos de produção dinâmicos precisam sofrer para se adequarem a um ambiente competitivo moderno.
Outra vantagem é a capacidade de reutilização de conjuntos de regras desenvolvidas, de modo que possam ser reaproveitadas em outras circunstâncias.
É importante observar também a maior evolução dos meios de comunicação que estamos presenciando, de forma a tornar aplicações mais complexas possíveis de serem realizadas, especialmente na questão da qualidade das conexões, segurança e capacidade de tráfego.
Podemos concluir que os benefícios da utilização dos moldes de aplicações Web são amplamente favoráveis, mesmo nos formatos mais simples, pois trouxeram benefícios indiscutíveis aos usuários, principalmente no tocante à racionalização dos custos de licenciamento dos softwares quanto na sua manutenção, que pode ser realizada de locais centralizados, ou ainda pela própria Internet.
