FieldEcho® – IO-Link aprimorado

7/jul/2021

GO BEYOND. Discovery #6 

Existe uma ferramenta que reconhece automaticamente todos os dispositivos IO-Link numa máquina? Não seria desejável se com isso também fosse possível baixar as descrições do dispositivo (IODD) de modo igualmente automático? E não está no sentido dos conceitos de máquinas de futuro seguro e da Indústria 4.0, parametrizar e monitorar dispositivos IO-Link ao longo de toda a sua vida útil de modo independente do comando e do barramento de campo? Três perguntas, para as quais só tem uma resposta: Fieldecho da SICK.

O FieldEcho tem como meta facilitar o quanto possível o manuseio de dispositivos de todos os fabricantes e tirar do caminho tudo o que poderia ser um obstáculo ao uso de dispositivos IO-Link. A ferramenta de software independente do sistema está sempre disponível e fecha lacunas de integração existentes. O FieldEcho se integra autonomamente em HMIs de máquinas e cria um acesso direto aos dados de serviço e de processo de todos dispositivos IO-Link. Estes são exatamente os valores de parâmetros, avisos de diagnóstico, ocorrências e alarmes que geralmente não são necessários, ou muito raramente, no programa de comando da máquina ou da instalação, mas que fornecem informações decisivas para as aplicações MES ou na nuvem. O FieldEcho garante a transparência completa dos dados de dispositivos e auxilia na colocação em operação, no monitoramento durante a operação da instalação bem como em medidas de manutenção programadas. O FieldEcho economiza tempo de desenvolvimento – o código CLP adicional necessário consiste em uma única linha – deste modo os tempos de ciclo do CLP não são influenciados. A comunicação do comando via OPC UA ou TCP/IP bem como a troca de dados com aplicações de TI ou baseadas na nuvem por meio de REST possibilitam uma integração de dados IO-Link State-of-the-Art IO-Link em todas as aplicações da Indústria 4.0. 

 

 

IO-Link: o canal de dados ideal para automação inteligente e de futuro seguro 

Digitalização, Indústria 4.0, Smart Factory ou a Industrial Internet of Things (IIoT) – a implementação destas mega tendências necessita principalmente de uma coisa: dados. A comunicação ponto-a-ponto IO-Link é o canal ideal para disponibilizar tais dados, normalmente valores medidos, ajuste de parâmetros e informações de dispositivos. O êxito de IO-Link tem uma série de motivos: os dispositivos são independentes de barramentos de campo, ajudam a reduzir custos e são neutros em questão de custos. Eles reduzem a enormidade de tipos de E/S diferentes numa máquina num IO-Link-mestre, transmitem dados de modo digital e disponibilizam informações de diagnóstico adicionais. Eles podem ser conectados com cabos padronizados para sensores e se comunicam de modo bidirecional, portanto, podem ser lidos e parametrizados no tempo de execução. Tudo isso abre as mais variadas e novas funcionalidades da aplicação – na fabricação no tamanho de lote 1, o bloqueio de elementos de comando ou a disponibilização de dados previamente processados. Os sensores inteligentes podem executar autonomamente até mesmo as Smart Tasks, por exemplo, contar ou medir comprimentos –e disponibilizar estas informações via IO-Link. Esta preferência por IO-Link não é de se admirar: sempre mais dispositivos de campo, principalmente aqueles que não oferecem espaço para Ethernet, dispõem da interface a bordo. Por isso, várias centenas de dispositivos IO-Link numa linha de máquinas não são mais nenhuma raridade.

 

Tornar os benefícios de IO-Link úteis e mais simples de acessar

Com o objetivo de fechar lacunas de integração ainda existentes, simplificar o uso de dispositivos IO-Link preservando os recursos e, ao mesmo tempo, disponibilizar dados de IO-Link do modo habitual para a TI para aplicações na Indústria 4.0, a SICK desenvolveu a ferramenta de software FieldEcho. Ele oferece, a qualquer momento, possibilidade total de acesso a todos os dados de dispositivos IO-Link, para buscá-los, observá-los ou modificá-los por meio de um browser ou uma HMI (Human Machine Interface). Os IODD dos dispositivos IO-Link conectados e reconhecidos pelo FieldEcho são baixados automaticamente e disponibilizados nas portas do IO-Link-mestre configurado. O trabalho de um download manual não é mais necessário. A comunicação se realizada independentemente do sistema, portanto, é possível por meio de diferentes SPSen, barramento de campo e IO-Link-mestre. O trabalho de desenvolvimento é mínimo: o desenvolvedor do software do fabricante de máquinas escreve unicamente uma única linha de código do controlador lógico programável, pelo qual é buscado o módulo de função genérico, fornecido junto com o FieldEcho, a fim de enviar consultas de leitura ou escrita aos dispositivos IO-Link. Atualmente, são suportados os comandos da Beckhoff, Mitsubishi, Rockwell Automation e Siemens. No acesso de dados por escrita ou leitura, o FieldEcho se comunica com o CLP da máquina através de OPC UA ou TCP/IP – ambos são padrões estabelecidos na comunicação industrial que oferecem segurança para o futuro. Igualmente a bordo se encontra um REST API, através do qual são enviados e recebidos dados em formato JSON. Desta maneira, podem ser transmitidos dados de dispositivos IO-Link a sistemas ERP ou MES bem como serviços baseados na nuvem, para aproveitar os dados num mundo da Indústria 4.0, por exemplo, para análises de dados, manutenção preventiva ou para inventários. 

 

Gráfico, baseado na web, prático para o usuário: a interface de operação

FieldEcho oferece uma instalação de usuário gráfica, baseada na web, em design moderno, auto esclarecedor. Ela pode ser aberta por um browser ou ser integrada no HMI de uma máquina ou instalação. Na visão geral do sistema e do IO-Link-mestre, ele visualiza todos os IO-Link-mestre configurados bem como os sensores e atuadores IO-Link conectados e automaticamente detectados nas respectivas portas. Além disso, ele indica o estado de todos os dispositivos IO-Link de modo bem visível. Além disso, é possível abrir uma página do dispositivo no software, que dá ao usuário condições de olhar para dentro dos dados do dispositivo como num zoom. Nesta visualização, são exibidos a identificação do dispositivo com informações, tais como o número de série e a versão do software bem como o nome do dispositivo e a imagem. Dados do processo que entram e saem são visualizados rapidamente. Além disso, a interface de operação gráfica também oferece a possibilidade de parametrizar completamente todos os dispositivos IO-Link. Assim sendo, o FieldEcho proporciona transparência ilimitada – o sistema IO-Link completo é como um livro aberto para o operador em sua tela. Para o fabricante da máquina ou o integrador de sistema, ele não apenas poupa tempo, como também alivia o seu CLP, preservando o desempenho habitual de sua máquina ou instalação.

 

Autônomo, dinâmico, comunicativo: FieldEcho-Dashboard

Por meio de REST API, o FieldEcho possibilita uma integração de dados IO-Link em sistemas ERP e MES bem como em aplicações proprietárias ou serviços baseados na nuvem. Com o uso deste REST API, o FieldEcho fornece uma visão geral completa sobre o estado de todos os dispositivos IO-Link. Adicionalmente, ele adverte ou emite um alarme autônomo no caso de qualquer anomalia. Ele se conecta automaticamente com o FieldEcho e, através do REST API, busca de modo autônomo a informação ao longo de todo o sistema IO-Link e ainda forma a superfície com base nos dados recebidos dinamicamente, com domínio próprio – portanto, o usuário não tem o trabalho de configuração. Para poder administrar muitas informações de um grande número de dispositivos IO-Link, o dashboard dispõe de um banco de dados integrado. Todas as aplicações podem acessar este banco de dados como alternativa para a consulta via REST API – assim se reduz a carga de comunicação no barramento de campo e através de IO-Link. O dashboard possibilita, a partir do nível da nuvem, escolher dados de processo individuais e parâmetros de dispositivos para fins de observação – sem FieldEcho e sem Dashboard, isso teria que ser programado com muito trabalho no CLP – bem como definir valores-limite e alarmes. Um exemplo do que é possível com esta funcionalidade, é o diagnóstico Quality-fo-Run de um sensor ótico, a fim de determinar a sua segurança de detecção quando aparece sujeira. Normalmente, para este caso, está definido um limite de comutação no dispositivo, no qual o sensor gera automaticamente um sinal correspondente. Agora, no dashboard é possível definir e monitorar valores-limite de sujeira próprios, independentemente deste valor limiar no sensor, a fim de aproveitar estes valores na aplicação de manutenção preventiva. Advertências e alarmes são visualizados – também na forma de mensagens faladas. Além disso, o dashboard pode enviar e-mails, por exemplo, para responsáveis pela operação da instalação ou para o pessoal de serviço da máquina.

 

 

Integração IO-Link tão simples como nunca

FieldEcho, uma ferramenta de integração independente de fabricante, torna todos os dados IO-Link acessíveis e transparentes. De modo independente do sistema, ele permite o acesso à parametrização e monitoramento de todos os dispositivos IO-Link de uma instalação ao longo de toda a vida útil. A detecção automática de dispositivos IO-Link conectados e a busca automática de suas IODDs minimiza o gasto de tempo e as fontes de erros na engenharia e na colocação em operação. A troca de dados entre FieldEcho e o sistema de automação se realiza via OPC UA ou, como alternativa, também via TPC/IP. O REST API serve de canal de comunicação para aplicações MES, ERP ou na nuvem. FieldEcho fecha lacunas ainda existentes na integração IO-Link e incentiva a expansão da tecnologia IO-Link em todos os ramos da técnica de automação.

 

Christoph Müller 

Vice-presidente Sênior Product Management Industrial Integration Space

Christoph Müller é responsável pelo Product Management e pelo Marketing para o Global Business Center Industrial Integration Space e, assim, pelas atividades da SICK que se ocupam da integração vertical e em soluções baseadas em dados na Indústria 4.0. Anteriormente ele gerenciava na SICK, entre outros, as áreas Global Marketing and Communication bem como a criação de novos campos de negócios.

 

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