Gateway 5G ThinkDigital instalado em calha DIN num quadro eléctrico aberto, ao lado de um PLC, com uma nave de produção ao fundo.

Conectividade industrial · Tecnologia ThinkDigital

Ligue máquinas, MES e sistemas industriais.

Gateways 5G, Virtual RTU e Virtual Broker para recolher dados no chão de fábrica, alimentar a Efficient Factory ou entregar esses dados aos sistemas que a sua fábrica já utiliza.

  • Impulsos 24 VDC
  • 4–20 mA
  • Modbus RTU · RS485
  • 5G · fallback GPRS/2G
  • OPC-UA
  • Modbus TCP
  • MQTT
  • ZPL
  • RFID

Dois cenários · uma tecnologia

Os dados seguem o caminho que o projecto precisa.

Na maioria dos projectos, as máquinas alimentam o MES Efficient Factory. Quando a fábrica já tem um MES ou outro sistema, a mesma tecnologia recolhe os dados e entrega-os por API.

Ilustração: máquinas e quadro PLC ligados ao Gateway 5G e a um servidor de borda, que enviam os dados para o MES Efficient Factory na cloud.
Arquitectura ilustrativa · a configuração final depende do projecto
Cenário 1 · o mais comum

Máquinas ligadas à Efficient Factory

A conectividade ThinkDigital recolhe os sinais e dados dos equipamentos e integra-os no MES e nos módulos que acompanham a operação.

  1. Máquinas e PLCContagens, estados, velocidades e variáveis de processo.
  2. Conectividade ThinkDigitalGateway 5G, Virtual RTU ou Virtual Broker, conforme o equipamento e a rede.
  3. MES Efficient FactoryProdução, OEE, WMS e restantes módulos usam os dados em contexto.
Ilustração: máquina com sensores ligada ao Gateway 5G, que comunica com a Plataforma IoT ThinkDigital; a plataforma liga-se por API ao sistema do cliente.
Arquitectura ilustrativa · a configuração final depende do projecto
Cenário 2 · sistemas do cliente

Máquinas ligadas aos seus sistemas

Para quem já tem MES ou outra aplicação: o Gateway 5G envia os dados para a Plataforma IoT ThinkDigital, que os disponibiliza por API e webservices.

  1. MáquinaSinais e variáveis do equipamento.
  2. Gateway 5GAquisição física e comunicação móvel.
  3. Plataforma IoT ThinkDigitalRecebe e organiza os dados do gateway.
  4. API / webservicesPonto de integração com a aplicação do cliente.
  5. Sistema do clienteMES, ERP ou outra aplicação existente.

O Gateway comunica sempre com a Plataforma IoT ThinkDigital. Não há ligação directa do gateway ao sistema do cliente.

Gateway 5G · aquisição física

Do sinal da máquina até à rede, num só equipamento.

Gateway industrial de calha DIN que se liga directamente aos sinais e interfaces da máquina e comunica por rede móvel com a Plataforma IoT ThinkDigital.

Ilustração do Gateway 5G ThinkDigital ligado a um sensor de proximidade, a uma coluna luminosa, a um transmissor de pressão, a uma sonda de temperatura e a um analisador por RS485, com a antena a comunicar com a plataforma na cloud.
Arquitectura ilustrativa · a configuração final depende do projecto
  1. Contadores de impulsos4 entradas a 24 VDC, por exemplo para contagem de peças.
  2. Sinais digitais 24 VDCEstado da máquina em tempo real.
  3. Entradas analógicas 4–20 mAInstrumentação como pressão ou temperatura.
  4. Modbus RTU por RS485Analisadores de energia, PLCs e cartas analógicas ou de expansão compatíveis.
  5. Gateway em calha DINAlimentação a 24 VDC e memória local para guardar dados durante falhas de rede.
  6. 5G com fallback GPRS/2GEnvio para a Plataforma IoT ThinkDigital, mesmo sem cobertura 5G.
Gateway 5G ThinkDigital montado em calha DIN num quadro, ao lado de um PLC com módulos de entradas e saídas e cablagem organizada.
Instalação

Chega num quadro IP65, pronto a instalar.

Por regra, o gateway é fornecido num quadro externo IP65 pronto a instalar, com alimentação a 24 VDC. Os sinais a ligar são definidos no levantamento de cada máquina.

Gateway 5G ThinkDigital em vista lateral: caixa cinzenta de calha DIN, frente branca e azul com o logótipo think digital, porta RJ45 e antena.
Exemplos de dados
  • Contagem de peças
  • Estado da máquina
  • Velocidade
  • Temperatura
  • Pressão

Os sinais e valores disponíveis dependem da instrumentação, das interfaces e da configuração de cada equipamento.

Software na rede do cliente

Duas funções virtuais, dois sentidos de comunicação.

A Virtual RTU recolhe dados das máquinas para o MES. O Virtual Broker deixa os PLCs consultar informação que o MES disponibiliza.

Ilustração da Virtual RTU: PLCs, uma impressora de etiquetas e uma antena RFID ligados a um switch na rede OT; a Virtual RTU corre numa máquina virtual e abre um túnel de saída através da firewall até ao MES na cloud.
Arquitectura ilustrativa · a configuração final depende do projecto
Máquina → MES

Virtual RTU

RTU (Remote Terminal Unit) executada numa máquina virtual na rede do cliente, ou fornecida em hardware. Recolhe dados da rede OT e pode funcionar como OPC Server, sem ser preciso adquirir um servidor OPC à parte para essa função.

  1. Rede OT do clientePLCs, impressoras ZPL e antenas RFID ligados à rede industrial.
  2. Virtual RTUEm máquina virtual (por exemplo VMware ou Proxmox) ou em hardware.
  3. FirewallA ligação é iniciada de dentro para fora; não é preciso abrir portas de entrada.
  4. Cloud MES Efficient FactoryRecebe os dados das máquinas para produção, etiquetagem, rastreabilidade e stock.
OPC-UA Modbus TCP MQTT ZPL RFID
Opção licenciada · definida por projecto
Ilustração do Virtual Broker: o PLC envia um pedido à máquina virtual e recebe a resposta com receita e produto; o Broker liga-se por túnel de saída através da firewall ao MES na cloud, que comunica com ERP e CRM.
Arquitectura ilustrativa · a configuração final depende do projecto
MES → Máquina

Virtual Broker

Componente virtual na rede do cliente que disponibiliza informação do MES aos PLCs por OPC-UA. O controlador consulta o contexto de que precisa, em vez de receber uma escrita forçada pelo MES.

  1. PLC / máquinaO controlador pede o contexto de que precisa.
  2. Pedido por OPC-UAÉ o PLC que consulta. O MES não força escritas no controlador.
  3. Resposta com contextoOrdem em curso, SKU, receita ou parâmetros de processo.
  4. Virtual BrokerSoftware em máquina virtual na rede do cliente.
  5. Túnel de saídaIniciado dentro da rede do cliente, sem portas de entrada abertas.
  6. MES Efficient FactoryDisponibiliza a informação de produção.
  7. ERP · CRMOutros sistemas ligados ao MES por API/webservices.

Este fluxo pode apoiar a configuração automática de uma máquina, de acordo com o produto e os parâmetros definidos no processo.

Opção licenciada · definida por projecto

Cibersegurança por arquitectura

A ligação começa sempre dentro da sua rede.

A Virtual RTU e o Virtual Broker estabelecem o túnel para a Cloud MES a partir da rede do cliente. A configuração final é validada com a equipa de IT/OT de cada projecto.

  1. A Virtual RTU ou o Virtual Broker inicia a ligação a partir da rede do cliente.
  2. O destino é o IP público da Cloud MES Efficient Factory.
  3. Não é preciso abrir portas de entrada na firewall para ligações vindas de fora.

Interfaces por componente

O que cada componente liga, e onde corre.

Nem todos os protocolos existem em todos os componentes. A escolha parte do parque instalado, dos sinais necessários e do sistema de destino.

Componente Onde corre Sentido Interfaces e protocolos Fornecimento
Gateway 5G Quadro IP65 junto à máquina, em calha DIN Máquina → Plataforma IoT
24 VDCImpulsos 24 VDC4–20 mAModbus RTU · RS4855G · fallback GPRS/2G
Equipamento físico
Virtual RTU Máquina virtual na rede do cliente, ou hardware Máquina → MES
OPC-UAModbus TCPMQTTZPLOutros, conforme projecto
Opção licenciada
Virtual Broker Máquina virtual na rede do cliente MES → PLC (consulta)
OPC-UA
Opção licenciada

Antes de fechar a arquitectura

  • Os dados disponíveis dependem dos sinais e interfaces que cada equipamento expõe.
  • A Virtual RTU e o Virtual Broker são opcionais e licenciados por projecto.
  • RFID e impressão ZPL dependem dos equipamentos e fluxos incluídos no projecto.

Avaliação de conectividade industrial

Vamos avaliar a conectividade da sua fábrica.

Partilhe os equipamentos, sinais, protocolos e sistemas que pretende ligar. A equipa Efficient Factory pode analisar as opções ThinkDigital para recolher dados, integrar o MES ou disponibilizar informação aos sistemas existentes.

Levantamento inicial de máquinas, sinais e interfaces Avaliação entre Gateway 5G, Virtual RTU e Virtual Broker Enquadramento da ligação ao MES ou aos sistemas existentes