A Borda de TO: a espinha dorsal da arquitetura de automação moderna
Claudio Fayad, vice-presidente de tecnologia para o negócio de sistemas e software da Emerson, explica como a borda de TO moderna servirá como a espinha dorsal da automação moderna, permitindo que os dados sejam mais acessíveis do campo inteligente à nuvem.
Pergunte para dez pessoas sobre sua definição de “borda” e é provável que você obtenha doze respostas. Introduzida pela TI há vários anos para descrever a periferia de uma rede computacional e a estratégia para enviar o poder da computação ainda mais para essa periferia, a borda pode ser interpretada e definida de muitas maneiras, e todas elas podem ser verdadeiras. Mas há uma nova definição da borda específica para a tecnologia operacional (TO) que está se formando, acelerando a transformação da automação.
Nas últimas quatro décadas, as organizações investiram pesadamente em tecnologia de automação para melhorar a eficiência, a segurança da produção e entender melhor a integridade dos equipamentos. A arquitetura de automação tradicional era relativamente simples, com sensores e válvulas em campo conectados por meio de E/S com fio a um sistema de controle centralizado ou outros sistemas de software específicos da função, como manutenção e confiabilidade, segurança e muito mais. A estrutura dessa arquitetura tecnológica aproximadamente era a mesma do ano passado como há 40 anos, com apenas uma grande mudança na tecnologia da plataforma computacional acontecendo em meados da década de 1990.
A demanda por informações mais práticas de mais aplicações, entregues mais rapidamente a mais pessoas está gerando uma reformulação revolucionária da arquitetura de automação. A espinha dorsal dessa nova arquitetura é a borda específica para a TO, em que as novas tecnologias estão tornando os dados mais seguros e livremente acessíveis, elevando o poder da computação para todos os níveis de operação, tanto local quanto off-line, ao mesmo tempo em que simplificam o gerenciamento de uma densidade tecnológica cada vez maior.
Estas são algumas tendências que demonstram como a borda de TO redefinirá a arquitetura da computação local:
Desacoplamento de E/S e do controlador: essa enorme transformação da conectividade de campo simplifica a forma como os dispositivos de campo são conectados a sistemas. A tecnologia CHARMS da Emerson foi a primeira da categoria a fornecer essa capacidade. Em breve, a Ethernet-APL continuará essa jornada, usando o poder da Ethernet para desacoplar a E/S do sistema de controle. Os equivalentes da Ethernet dos protocolos atuais trarão mais tipos de dados para o sistema de controle e diretamente para análises na nuvem.
Hiperconvergência: tradicionalmente, a ideia de expandir ou reconfigurar a capacidade do sistema de controle exigia um projeto de capital, despesa considerável e muito tempo. Novas soluções hiperconvergentes, em que os próprios recursos de computação são particionados de forma flexível por meio de software, mudam esse paradigma. A implantação de uma nova capacidade de controle pode ser realizada na metade do tempo, com uma pegada tecnológica muito mais simples, proporcionando maior velocidade e flexibilidade, sem investimento de capital ou nova infraestrutura física.
Controle definido por software: hoje, o sistema de controle distribuído (DCS) é projetado com controladores de hardware projetados para condições extremas de temperatura, umidade e vibração, embora apenas cerca de 25% das aplicações realmente exijam isso. A maioria dos hardwares do controlador está seguramente protegida em gabinetes, colocados em salas com controle climático. O controle definido pelo software permite que os usuários selecionem softwares e hardwares de controle de forma independente e dimensionem conforme necessário, fornecendo flexibilidade de implantação e gerenciamento do sistema, sem sacrificar o determinismo, a precisão ou a integridade do sistema.
Conteinerização de software: ao desacoplar as funções do software do sistema operacional enquanto mantém a funcionalidade necessária do núcleo de SO, os recipientes de software leves podem ser implantados mais facilmente em uma infraestrutura, fornecendo maior flexibilidade e segurança das arquiteturas de computação e utilização de dados. A implantação da carga de trabalho pode reduzir gargalos e expandir a acessibilidade à funcionalidade do software onde for necessária.
Unificação da malha de dados: tornar os dados mais uniformemente acessíveis por mais aplicações, incluindo análises na nuvem, será possível por meio de modelos de dados padrão distribuídos e ferramentas de integração de dados como Inmation da AspenTech. Uma malha de dados unificada implantada na borda de TO ajuda a conectar o campo inteligente à nuvem, com dados contextuais fornecidos à pessoa certa, independentemente de onde ela esteja, permitindo análises mais fáceis e novos modelos operacionais com suporte especializado em qualquer lugar.
Integração com a tecnologia de TI/TO: como a TI e a TO precisam convergir melhor para proporcionar conectividade corporativa segura e uma melhor integração entre sistemas de TO e plataformas de TI, a borda de TO funciona como o principal ponto de integração entre as duas áreas. Essa convergência está facilitando a implantação de dados de DCS em toda a empresa, com tecnologias como o DeltaV™ Edge Environment da Emerson.
Acesso aberto e seguro: a solução tradicional de segurança de automação restringe o acesso aos dados dentro do ambiente da planta. Criar um acesso mais aberto, porém seguro por meio de ferramentas como o servidor de dados AMS Device Manager da Emerson permite que especialistas remotos monitorem e orientem ações corretivas sobre a integridade do equipamento, acelerando a priorização e o tempo de resposta dos recursos no local.
Inovações como inteligência artificial, aprendizado de máquina, gêmeos digitais e computação incorporada estão impulsionando a demanda por conjuntos de dados mais ricos e acesso mais fácil. Não só os sistemas centrais estão fornecendo recursos computacionais mais poderosos, mas quase todos os equipamentos ou ativos agora também têm a possibilidade de realizar tarefas computacionais habilitadas por software a bordo, de maneira imediata. A borda de TO moderna está possibilitando isso.
Um grande exemplo da indústria está na indústria de energia. Ambições de Net Zero em todo o mundo estão impulsionando uma maior demanda por eletricidade de fontes de energia renovável. Isso também está mudando a própria estrutura da “rede”, com geração descentralizada que exige soluções de controle mais flexíveis. Como resultado, a resiliência, a flexibilidade e a capacidade de resposta de nossa infraestrutura de rede elétrica tornam-se ainda mais críticas. As soluções de borda da rede Ovation™ da Emerson ajudam a fornecer dados de rede de alta resolução de dispositivos de campo, sistemas de controle distribuído e software de gerenciamento de rede. Os controladores de borda de rede expandem as opções de controle para além do centro de controle e para o campo, em que equipamentos como sistemas de controle de tensão, disjuntores, recursos de energia distribuída (DERs), como matrizes solares e carregadores de veículos elétricos, devem ser monitorados e controlados.
Tecnologias avançadas como essas estão ajudando empresas a evoluir seus modelos operacionais, tornando realidade operações corporativas e a engenharia com base na nuvem que eram possíveis apenas em sonhos há alguns anos. A borda de TO é a espinha dorsal que possibilitará isso.
Saiba tudo sobre a Boundless AutomationSM em “Inovações em automação”.
