Escolher a arquitetura de sistema correta: reduzir custos e manter a flexibilidade
Na automação industrial, a escolha da arquitetura de sistema correta determina a eficiência, os custos e a sustentabilidade futura. Uma comunicação inteligente entre o PLC e os componentes de automação, como atuadores, sensores e terminais de válvulas, pode não só reduzir significativamente os custos gerais, mas também garantir a flexibilidade e a escalabilidade do sistema. Atualmente, os utilizadores dispõem de uma ampla gama de opções de configuração: desde a cablagem discreta e os sistemas de barramento de campo com I/O remotas até à integração centralizada e descentralizada da pneumática. Neste artigo do blog, analisamos as áreas de aplicação, bem como as vantagens e desvantagens das diferentes abordagens de arquitetura, com foco nos custos e na flexibilidade.
Cablagem discreta: Solução económica para máquinas de pequenas dimensões
Na cablagem discreta, cada componente individual, como sensores e atuadores, é ligado diretamente à unidade de controlo central no quadro de comando. Cada entrada e saída requer um cabo próprio. Embora elimine protocolos de comunicação caros e complexos, bem como nós de barramento, essa arquitetura rapidamente atinge os seus limites, resultando numa alta necessidade de cablagem e de espaço no quadro de comando à medida que o sistema cresce. Com as expansões, o sistema torna-se rapidamente extremamente complexo e propenso a erros. No entanto, este sistema é suficiente para pequenas máquinas de pequenas dimensões ou sistemas com um número limitado de entradas e saídas, desde que os custos e a necessidade de espaço permaneçam dentro dos limites aceitáveis.
Sistemas de barramento de campo: Para tarefas de automação mais complexas
Os sistemas de barramento de campo são redes digitais que conectam vários dispositivos a uma unidade de controlo através de um único canal de comunicação. Exemplos incluem ProfiNET, EtherNET/IP ou EtherCAT. Estes são particularmente relevantes para sistemas de dimensões médias a grandes com um elevado número de entradas e saídas. Porque um sistema de barramento de campo aumenta significativamente a flexibilidade e escalabilidade de um sistema: são necessárias menos ligações elétricas, pois um único cabo de dados substitui várias conexões discretas. Novos dispositivos podem ser facilmente integrados na rede, e diferentes componentes podem comunicar através do mesmo barramento. Além disso, o diagnóstico torna-se mais simples, pois as falhas podem ser identificadas com maior facilidade.
Simultaneamente, os nós de barramento necessários são muito caros, e a compatibilidade torna-se um fator crucial: Pois nem todos os dispositivos são compatíveis com todos os sistemas de barramento de campo. A arquitetura depende do protocolo de barramento de campo utilizado no PLC.
I/O remotas: Fora do quadro de comando
As I/O remotas deslocam os módulos de I/O com grau de proteção a partir de IP65 para locais remotos, próximos dos sensores e atuadores. Estes módulos comunicam com o sistema de controlo central através de sistemas de barramento de campo. As I/O remotas são essenciais para sistemas de grandes dimensões e distribuídos, quando os módulos devem ser posicionados fora do quadro de comando e próximos dos componentes. A necessidade de cablagem é inferior, as taxas de transmissão de dados aumentam e a capacidade do quadro de comando é significativamente otimizada. A instalação no campo simplifica significativamente a escalabilidade da máquina, reduzindo custos e facilitando a manutenção, uma vez que as falhas podem ser diagnosticadas e corrigidas diretamente no local.
A utilização de I/O remotas tornou-se indispensável na arquitetura de automação moderna, representando um enorme avanço para a automação. No entanto, esta tecnologia tem um custo de aquisição inicial mais elevado. O sistema torna-se significativamente mais dependente de uma ligação de rede estável e requer um elevado nível de "know-how" no seu planeamento e integração.
Pneumática e automação elétrica perfeitamente combinadas
A integração de terminais de válvulas e componentes pneumáticos num sistema de automação oferece um grande potencial, mas também apresenta o risco de sobredimensionamento devido a longas e complexas tubagens, bem como custos elevados decorrentes da necessidade de interfaces adicionais. Com os componentes adequados e uma linguagem de comunicação unificada, é possível implementar uma ligação descentralizada ou híbrida (modular e descentralizada). Isto reduz o número de nós de barramento e endereços IP, simplificando o diagnóstico.
