Ecossistema de automação PLCnext

Suponha que tem necessidade de idealizar um projeto para colocar em funcionamento uma máquina de produção industrial (Figura 1).

Provavelmente vai identificar quais são os principais requisitos que essa máquina deverá ter a partir do objetivo de produção: entre outros domínios, que meios mecânicos e elétricos deverão ser contemplados.

A dada altura, terá de identificar os requisitos do sistema de automação. Quantos e que sinais deverão fazer parte do sistema, o que deverá ser atuado automaticamente e que comunicações deverão estar estabelecidas. Estes requisitos vão determinar a constituição do “autómato”, tais como a seleção da CPU, do número de módulos de entradas e de saídas (para os sinais) e de portas de comunicação.

Depois, ou em paralelo, como utilizar o software de programação do autómato, isto é, como deverá estar estruturado o programa, quais as linguagens de programação a utilizar e que interface homem máquina deverá ser desenvolvida.

Esta abordagem, para uma máquina de produção industrial, é a mesma para sistemas de automação a funcionar em qualquer outro domínio, como por exemplo sistemas de telegestão de águas, gestão de produção de parques fotovoltaicos ou de aerogeradores. Ou mesmo em domínios em que não há funcionamentos automáticos, em que seria mais correto ter sistemas de informação.

Na verdade, as ferramentas atuais de desenvolvimento de sistema de automação são praticamente as mesmas dos sistemas de informação. As diferenças que pode haver no hardware, autómato vs computadores, são esbatidas no software. Por exemplo, em ambos os casos o sistema operativo pode ser o Linux. Assim sendo, e concluindo, hoje em dia um “informático” pode ser o “programador” do autómato, e vice-versa (Figura 2).

E, relembrando a pergunta inicial, a que nos estamos a referir por “automação sem limites”, a resposta vem do sistema operativo dos controladores programáveis (entenda-se autómatos) que fazem parte do ecossistema da Tecnologia PLCnext. O sistema operativo está aberto! Está diretamente acessível a todos nós, para atingir as mais diversas finalidades. Logo, dependendo da capacidade do sistema operativo (Linux), a “imaginação” é o limite!

Sejamos mais concretos. Vejamos como a “automação sem limites” esta organizada no Ecossistema da Tecnologia PLCnext (Figura 3).

Qual a constituição deste ecossistema?

• Hardware: os equipamentos que contêm a arquitetura de “runtime” da Tecnologia PLCnext. Na prática, é a CPU do autómato, considerando este como o conjunto da CPU com módulos de entradas e de saídas (entenda-se sinais de entrada e de saída), módulos de comunicações e/ou módulos de funcionalidades específicas (por exemplo, de medição de potência elétrica).
• Software: o ambiente de trabalho de desenvolvimentos de programas a serem executados no autómato. É o software PLCnext Engineer. Porém, podem ser desenvolvidos programas noutros ambientes de trabalho, como é o caso do Visual Studio da Microsoft e serem executados pelo autómato sem recorrer ao PLCnext Engineer. Poderá ser mais complicado, verdadeiramente para especialistas, mas é possível!
• Loja PLCnext Store: é o repositório de software que pode ser reutilizado em novos programas. Aqui podemos encontrar software de várias categorias, como bibliotecas e programas acabados. É um “marketplace”, onde o software tem um preço, se bem que na maioria dos casos o software é gratuito.
• Comunidade: é o repositório de recursos sobre a Tecnologia PLCnext, desde recursos para dar os primeiros passos como um fórum para falar diretamente com os especialistas.

Voltemos ao princípio. Da Tecnologia PLCnext, que hardware posso escolher? Vejamos as CPU e depois os módulos para os sinais e para as comunicações.

Eis três CPU: AXC F 1252, AXC F 2152 e AXC F 3152. Ambas fazem parte da série AXIOLINE. As diferenças são técnicas, fazendo com que tenham performances e preços diferentes. O modelo AXC F 1252 é o chamado “início de linha”.

Da série AXIOLINE, temos os módulos de entradas e saídas. Como seria de esperar, é grande a diversidade de módulos. Porém, os mais frequentes são os módulos de 16 sinais digitais de entrada e de saída (sinais de 24 VDC), de 4 sinais analógicos de entrada e de saída (os sinais mais frequentes são de 0 a 10 V e de 4 a 20 mA). Uma nota importante. Estes módulos pertencem à serie AXIOLINE SMART ELEMENTS. São módulos que se encaixam numa base que, por sua vez, encaixar-se-á na CPU ou noutras bases. Da mesma série poderemos selecionar módulos de comunicação série, com interfaces RS232 ou RS485 (Figura 4).

Estando a seleção de hardware feita, passemos ao software. Regra geral, é o PLCnext Engineer (Figura 5). É um software de desenvolvimento do programa do autómato que combina várias valências, tais como a configuração de hardware, o desenvolvimento do programa e da interface Homem-Máquina desse programa (os autómatos têm servidor web).

Desenvolver o programa do autómato tem “muito que se diga”! Por muito que se possa falar de facilidades, desenvolver código é complexo! Na verdade, o que é complicado é raciocinar sobre um algoritmo para atingir uma qualquer finalidade (se bem que nos dias de hoje os “bots” de Inteligência Artificial podem ajudar). Por exemplo, programar um “pisca-pisca” pode ser desafiante para iniciantes em programação. É neste contexto que faz sentido reutilizar código, sobretudo sob a forma de bibliotecas. E destas, há muitas, pelo que faz sentido que estejam reunidas num local adequado – a PLCnext Store (Figura 6).

Como o nome sugere, a PLCnext Store é uma loja de software. Este, está organizado em várias categorias, sendo as bibliotecas uma dessas categorias. Vamos supor que pretendo utilizar o protocolo de comunicação Modbus TCP. Existe uma biblioteca para tal. Assim como existe para o protocolo de comunicação 104 (mais propriamente o protocolo IEC 60870-5-104). Ou ainda o protocolo HTTPS, bem conhecido dos “informáticos”. A grande maioria destas bibliotecas é gratuita.

Na PLCnext Store também podemos encontrar programas já feitos. Como os autómatos têm a capacidade de mostrar páginas web, os programas já feitos têm páginas de configuração, em que o utilizador é convidado a inserir os paramentos iniciais de funcionamento do programa. Um exemplo é a IIoT Framework. É um programa que serve de exemplo para recolher dados de “chão-de-fábrica”, para depois o autómato transmiti-los para uma base de dados. Os parâmetros iniciais consistem na forma de obter os dados (por exemplo, de um contador de energia via protocolo Modbus TCP). Já agora, a IIoT é um programa feito no PLCnext Engineer cujo código fonte está disponível.

Desenvolver código é complexo. Por muita experiência que se tenha, sempre podem acontecer situações que representam obstáculos ao desenvolvimento do programa do autómato. Podem ser “bugs” (daí que a funcionalidade de “debug” no software de programação ser fundamental). Mas também pode ser falta de conhecimento! Este é um dos motivos para a existência da Comunidade PLCnext (Figura 7).

Na comunidade estão disponíveis imensos recursos relacionados com a Tecnologia PLCnext, não apenas para iniciantes, mas para qualquer nível de experiência dos programadores. É o caso dos vários módulos de e-Learning. Mas também é um espaço de interação! O Forum é uma área para qualquer programador iniciar discussões ou colocar questões técnicas. Do lado de lá haverá um especialista a monitorizar as questões e a dar as respostas.

Com um ecossistema com estes 4 pilares, a Tecnologia PLCnext está preparada para requisitos presentes e futuros. Inclusive de cibersegurança. Na verdade, sobretudo na Europa, está a decorrer uma dinâmica de robustez dos sistemas informáticos ao mais alto nível, através de diretivas comunitárias e leis nacionais. Por exemplo, a Lei 125/2025 de 4 de dezembro. Mais está para vir, com a entrada em vigor do Regulamento de Resiliência Cibernética a 11 de dezembro de 2027. Os controladores da Tecnologia PLCnext estão já certificados para a norma IEC 62443, cumprindo assim a diretiva NIS2. Estão também em processo de cumprir o Regulamento de Resiliência Cibernética assim que os “detalhes” do regulamento podem publicados pela União Europeia.

Há muito mais a dizer sobre o Ecossistema da Tecnologia PLCnext. Recorrer à tecnologia para desenvolver sistemas de automação não é complicado. Muito até está disponível gratuitamente. É que nos dias de hoje, numa economia aberta como é a portuguesa, o “informático” é verdadeiramente Rei!

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