Monitor permanente de redes Profibus DP com recursos para indústria 4.0

Resumo

Este projeto de pesquisa visa o desenvolvimento de protótipo funcional de um monitor permanente de redes industriais de protocolo Profibus DP, um dos protocolos de comunicação mais disseminado e consolidado no parque industrial brasileiro. Monitores permanentes de rede são dispositivos instalados no campo e conectados permanentemente às redes. Estes equipamentos capturam também de forma passiva os sinais digitais de comunicação e os interpretam para a extração de índices e indicativos sobre a operação e qualidade da rede. Sob a perspectiva da "Indústria 4.0", em que se prevê paradigmas e sistemas de automação mais próximos das Tecnologias da Informação e com intensa conectividade, geração e análise de dados provenientes de máquinas e equipamentos e computação em nuvem (IIoT - Industrial Internet of Things, Big Data e Cloud Computing), considera-se que monitores permanentes de redes industriais são plenamente compatíveis com esta tendência. O equipamento monitor de redes Profibus DP que se propõe desenvolver possui características técnicas desejadas que o colocam em vantagem competitiva com os concorrentes importados, sendo que não possui similares nacionais. Incorpora tecnologias estratégicas de IIoT e Indústria 4.0, ao contrário dos concorrentes. Os desafios científicos e técnicos que se apresentam, caso sejam vencidos, darão ao produto a condição de ser o único monitor de redes Profibus DP pronto para conectar-se a sistemas de Industrial Internet of Things, Big Data e Cloud Computing por meio de modernos padrões abertos de comunicação como OPC-UA e MQTT, além de suportar interoperabilidade M2M (Machine-to-Machine) através de Web Services e de ter a capacidade de monitores instalados em uma mesma rede local e descobrirem-se e compartilhar seus status. As etapas de desenvolvimento do projeto concentram atividades para se desenvolver um monitor de redes baseado em módulos de hardware com boa capacidade de processamento, sistema operacional Linux, adequado a processamento em tempo real de eventos que acontecem em períodos menores que 1ms, com alimentação em 24Vdc e caixa para painéis industriais com montagem em trilho DIN, conexão serial para Profibus DP via transceiver RS-485 isolado para taxas de 9,6Kbps até 12Mbps e conexão para rede Ethernet 100 Mbps ou 100/1000 Mbps por conector RJ-45.Sobre esta plataforma, o projeto prevê e desenvolvimento de um servidor web responsivo e dotado de formas de visualização gráfica de dados de monitoramento inovadoras para o mercado com possibilidade de se customizar a página web embarcada no monitor de forma a possibilitar novos modelos de negócio não atendidos pela concorrência, de servidor OPC UA embarcado, de cliente e broker MQTT embarcados para auto reconhecimento de monitores em rede local e possibilidade de monitoramento externo por outros sistemas de informação, com a premissa da não necessidade de instalação de programas em computador para configuração ou operação do sistema. Estas tecnologias visam a integração do monitor proposto a sistemas analíticos big data em nuvem. Sobre as perspectivas comerciais do ao monitor proposto, projeta-se de venda de 40 a 50 unidades no primeiro ano de comercialização, com aumentos progressivos nos anos seguintes. Além do incremento crescente no faturamento da empresa avaliado em R$ 260.000,00 a partir do primeiro ano de comercialização, há benefícios complementares para a empresa como a possibilidade de utilização do projeto proposto como base para o desenvolvimento de outros monitores de rede em médio prazo - monitor Profibus PA, monitor Fieldbus Foundation e monitor Profinet e a expansão da capacidade da empresa para acessar novos clientes, distribuidores e mercados. (AU)