“Simplesmente já não há uma justificação económica para que cada empresa de automação continue a reinventar a roda para fazer a ligação entre o nível de TO e o mundo de TI”, explica Martin Flöer, Program Manager da Weidmüller. Durante décadas, a tecnologia operacional (TO) nas empresas foi isolada da tecnologia da informação (TI) utilizada e dependia das próprias tecnologias, interfaces e protocolos. O hardware e o software utilizados para controlar, regular e monitorizar máquinas e equipamentos foram em grande parte, separados da TI baseada em Ethernet e usaram os seus próprios caminhos na comunicação e sistemas de barramento. “No entanto, para vincular perfeitamente a tecnologia de automação aos sistemas de TI”, explica Martin Flöer, “os sistemas de controlo disponíveis atualmente no mercado oferecem poder de computação suficiente para garantir a comunicação no nível de TI, além da automação. Mas a mudança para um sistema de controlo diferente deverá ser muito mais flexível do que era no passado. Com o seu próprio sistema operativo aberto, a Weidmüller oferece agora aos utilizadores todas as opções de que necessitam para utilizarem funcionalidades de TI também em TO. Demos os primeiros passos nessa direção com o nosso sistema operacional de automação u-OS, que apresentamos na feira SPS na Alemanha, em novembro de 2023. E expandiremos este produto passo a passo.”
O u-OS faz parte da plataforma de automação u-mation e combina automação com as possibilidades da IoT industrial em apenas um dispositivo – e também é otimizado para soluções de edge computing. O sistema operacional permite um pré-processamento eficiente de dados e um controlo preciso diretamente na máquina. É expansível e oferece uma interface baseada na web para que os utilizadores possam configurar facilmente as funcionalidades de que necessitam.
“Introduzimos a nossa plataforma de automação u-mation em 2014 e temos expandido continuamente desde então. E, entretanto, estamos a receber cada vez mais feedback dos nossos clientes, dizendo que pretendem monitorizar permanentemente máquinas e equipamentos ou re-parametrizá-los a partir de sistemas ERP – ou por outras palavras, ligá-los ao mundo da TI”, afirma Uwe Henneboel, Strategic Product Manager da divisão de Automação. “Essa conexão entre TO e TI, e o uso de soluções de TI nesta ligação, cria um valor agregado real. Por exemplo, pode poupar tempo adicional de configuração ou detetar anomalias nas máquinas. Cada vez mais utilizadores estão a reconhecer isto mesmo.”
O motor deste desenvolvimento é a digitalização cada vez mais acelerada dos processos industriais. Neste contexto, segundo explica Uwe Henneboel, “não há como evitar uma plataforma aberta no futuro”. Um número crescente de utilizadores deseja utilizar um software de código aberto e o link para a sua aplicação de controlo baseada na norma IEC 61131-3. Isso ocorre porque permite que os dados dos sensores sejam coletados e processados além da automação.
“O desejo de um PLC ou de um nível de borda adicional para se comunicar com o mundo da TI também está a tornar-se cada vez mais comum”, explica Henneboel. “Para isso, é necessária uma plataforma correspondente e também infraestruturas para que se possa obter o melhor dos dois mundos. E para isso precisa do nosso u-OS.”
O u-OS é um sistema operacional aberto – o hardware associado é expansível de forma modular. O u-OS não tem limites quando se trata de linguagens de programação, desde IEC 61131 até Python e C/C++. Os programas podem, por isso, ser executados facilmente quando combinados e também podem ser expandidos com software e aplicativos de código aberto adicionais. Henneboel dita que: “Atribuímos uma grande importância à segurança cibernética. No futuro, também ofereceremos um módulo de extensão na área de segurança funcional de acordo com a Diretiva de Máquinas. Tudo também será complementado pelo AutoML, o nosso software automatizado de aprendizagem de máquina.”
Embora o mercado de sistemas de automação abertos ainda seja muito novo, a Weidmüller não é o único fornecedor no mercado de automação a seguir este princípio de abertura. Mas afinal o que nos diferencia da concorrência?
“O u-OS é verdadeiramente aberto”, explica Martin Flöer. “Na sua essência, é uma compilação de tecnologias de código aberto e standards. Ao selecionar os blocos tecnológicos, o nosso objetivo é preservar a independência dos utilizadores. Por isso evitamos extensões proprietárias das tecnologias que utilizamos. Queremos oferecer ao cliente um sistema que finalmente torne possível a estratégia de 2.ª fonte na área de automação. É, por isso que, por exemplo, usamos o Codesys nativo como o nosso sistema de tempo de execução e não um derivado específico do OEM.” O Codesys é o software de automação IEC 61131-3 independente do fabricante líder para o planeamento de projetos de sistemas de controlo. “O software oferece flexibilidade ao utilizador e, de forma diferente das variantes OEM, é completamente independente do hardware, permitindo ao utilizador construir uma segunda fonte”, explica o Program Manager Flöer.
E Uwe Henneboel acrescenta ainda: “É óbvio que não negligenciaremos o nosso próprio software de automação da Weidmüller. Futuramente, o utilizador poderá utilizar isso no controlador como alternativa ou em paralelo ao Codesys. As caraterísticas especiais deste software de automação incluem a instalação baseada na web no controlador e a criação simples de aplicações, sem um amplo conhecimento de programação e software de PC.”
Nos controladores Weidmüller da série u-control-M podem ser instalados diferentes sistemas de tempo de execução nos vários núcleos do computador. Isto torna a série de controladores significativamente mais poderosa do que as soluções PLC puras, pois pode fornecer informações locais em toda a rede e pode ser expandida ao conetar módulos de função. “Isto torna o u-control M3000 e M4000, que também apresentámos em novembro, em sistemas preparados realizar todas as tarefas de automação e IIoT no futuro – e a base ideal para o nosso software de automação u-OS”, afirma o Product Manager Henneboel. “As plataformas são um controlador e um sistema de ponta num só.” Isto economiza espaço e permite um pré-processamento eficiente de dados e um controlo preciso diretamente na máquina. O u-control M3000 com dois núcleos de CPU já responde a todos os requisitos standard, enquanto o u-control M4000 oferece 2 núcleos de CPU adicionais, 4 interfaces Ethernet e mais RAM, NV-RAM e memória flash para computação de ponta complexa em automação.
Os sistemas podem ser ampliados de forma adequada com interfaces; por exemplo com barramentos de campo, wi-fi e LTE. Os utilizadores podem, por isso criar soluções personalizadas com um elevado grau de segurança futura. “Porque o seu elevado desempenho, combinado com a tecnologia de processador multi-core, significa que podem ser integrados de forma flexível no Linux”, explica Uwe Henneboel. “O Linux é o standard aberto ideal para u-OS porque combina propriedades importantes para ser utilizado no ambiente de automação e no contexto de IoT”, continua o Product Manager. A capacidade de tempo real do Linux está, portanto, totalmente integrada no núcleo para permitir aplicações de controlo com tempo de ciclo de 1 ms com sistemas de CPU modernos. “Combinado com o protocolo de tempo real baseado em Ethernet OPC UA TSN, queremos realizar um TO aberto, independente e com capacidade de tempo real no futuro. Com o u-OS, o utilizador beneficia de um sistema operativo de elevado nível técnico”, afirma Uwe Henneboel, “um sistema em constante desenvolvimento e que, por exemplo, colmata imediatamente quaisquer lacunas de segurança identificadas”.
Afinal, a segurança e a proteção estão a tornar-se questões cada vez mais importantes: os ataques às empresas industriais estão a aumentar – com consequências abrangentes. Desta forma o perigo do acesso descontrolado não é pré-programado?
“O u-OS e o u-control são desenvolvidos a pensar nos mais recentes standards de segurança”, diz Henneboel. “São implementados Secure Boot e um cesso seguro via protocolo HTTPS ou via conexão VPN, entre outros. Além disso, desde o início desenvolvemos consistentemente o u-mation de acordo com o conceito de ‘segurança desde a conceção’. Com este método, já durante o desenvolvimento de hardware e software, são tomados cuidados para garantir que os sistemas estejam protegidos contra ataques externos. Isso garante segurança durante todo o ciclo de vida dos produtos.”
No que diz respeito aos controladores, até o momento o u-OS tem sido executado na série de controladores u-control M da Weidmüller – há planos para outras plataformas de hardware?
“Sim, o nosso plano também prevê isto. Os utilizadores também devem poder usar o u-OS em sistemas de terceiros ou construir o seu próprio firmware baseado no u-OS”, explica o Program Manager Flöer. “No entanto, a Weidmüller planeia implementar isto numa data posterior – dependendo acima de tudo do feedback dos clientes.”
Outras empresas de automação que também possuem sistemas operacionais de automação abertos também estão a lançar redes de parceiros para as suas plataformas abertas. Qual é a resposta da Weidmüller a isto?
“Os nossos parceiros são muito importantes para nós, e é por isso que lançámos a rede de parceiros IIoT da Weidmüller em 2021. Temos agora mais de 50 parceiros de soluções. Continuaremos a expandir estas parcerias no futuro”, explica Martin Flöer. “Muitas empresas de software procuram sistemas e controladores de I/O fiáveis para o ambiente industrial. Com o lançamento do u-OS, já conseguimos garantir vários parceiros APP como Codesys, Crosser, Flecs Technologies, Mirasoft e Siemens Industrial Edge.”
Uwe Henneboel descreve os utilizadores e as aplicações alvo que a Weidmüller visa com o sistema operativo de automação na primeira fase da seguinte forma: “Por um lado, estamos, naturalmente, a dirigir-nos aos nossos clientes existentes em todo o mundo. Temos uma excelente relação dos utilizadores com todo o nosso portefólio de automação. No entanto, também temos como alvo pequenas, médias e grandes empresas que procuram formas de alargar a sua estratégia de segunda fonte aos seus sistemas de automação e que procuram uma maior flexibilidade para o futuro. Ou que, antes de tudo, desejam conetar perfeitamente o nível de TO e o mundo de TI com o nosso u-OS num projeto de automação independente e, ao mesmo tempo, experimentar e beneficiar diretamente dos valores agregados da IoT.”
E para onde irá a Weidmüller, de forma estratégica, com o sistema operacional de automação u-OS? Em última análise, os fornecedores de hardware já não existindo atualmente – qual será o USP da Weidmüller no futuro?
“Faremos um sem abandonar o outro”, explica Uwe Henneboel. “O hardware terá, sempre, um papel importante na Weidmüller. Além disso, no futuro também seremos capazes de apoiar os clientes e os seus utilizadores na conversão da sua tecnologia operacional com aplicações e soluções práticas.” Projetar uma solução agora, muitas vezes, custa mais do que os próprios componentes, e é por isso que muitas empresas evitam fazer a mudança. “Mas com o u-OS, os utilizadores podem converter ou configurar um projeto de automação passo-a-passo, sem necessitar de alterar toda a sua infraestrutura de TO. É por isso que vemos o u-OS como um fator de sucesso nos negócios de projetos. E também já temos fortes diferenciais noutras soluções que argumentam a favor da Weidmüller: Industrial AutoML, que permite a aplicação de aprendizagem automática de forma simples e eficiente, ou o nosso portefólio modular IO u-remote, onde somos líderes tecnológicos”, afirma Uwe Henneboel, enumerando mais exemplos. “Estamos a posicionar-nos, claramente, como um fornecedor de soluções na área da automação e IoT industrial.”
Com soluções como o u-OS, a Weidmüller permite que os seus clientes implementem casos de utilização de IoT industrial com sucesso e com valor acrescentado para o cliente final. A abertura, a flexibilidade e a preparação para o futuro desempenham um papel tão importante como a independência de outros sistemas, se quisermos prosseguir com sucesso, com a trajetória simples “dos dados ao valor”.
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