Tecnologia PLCnext

Tecnologia preparada para os desafios presentes e futuros

Quando decidimos por uma nova tecnologia ou um novo equipamentos, esperamos que seja fácil de utilizar e que esteja orientado para o futuro. É exactamente o que esperar da Tecnologia PLCnext. Os programadores podem continuar a utilizar as suas linguagens de programação de automação preferidas, em que programas feitos numa linguagem de alto nível são executados sincronamente e em tempo real. E a Tecnologia PLCnext não pára aqui! Há muitas mais funcionalidades orientadas para o futuro que estão descritas neste artigo.

Figura 1

Para além das linguagens de programação clássicas IEC 61131-3 (Diagrama de Blocos de Função FBD, Diagrama de Contactos LD, Gráfico de Operação Sequencial SFC e Texto Estruturado ST), os autómatos serão programados cada vez mais por linguagens de alto nível, tais como C++ e C#, assim como por linguagens baseadas em modelos, como o Matlab Simulink.

 

Os engenheiros de automação não devem apenas ter estas linguagens (que não muitas vezes são novas para eles) em consideração; devido à Indústria 4.0 e à Internet das Coisas, devem também ter noção de requisitos adicionais no domínio da conectividade, sem ignorar a importância cada vez maior da segurança das comunicações. Para responder a estes novos desafios, a Phoenix Contact desenvolveu a plataforma da Tecnologia PLCnext, a partir da qual uma nova geração de autómatos está a surgir. O primeiro autómato é o AXC F 2152 (Figura 1), o qual foi apresentado na Feira SPS IPC Drives, em Novembro de 2017.

Execução de código combinado em tempo real

O PC Worx Engineer é o software de programação dos novos autómatos da Tecnologia PLCnext. Permite aos programadores continuarem a desenvolver código de acordo com as linguagens de programação IEC 61313-3 (FBD, LD, SFC, ST), assim como configurar o autómato e a rede de campo (por exemplo, Profinet). Adicionalmente, páginas web podem ser criadas e executadas no autómato para mostrar variáveis do programa do autómato, através de uma consola Web ou de um navegador de Internet (Figura 2).

Figura 3: Há vários domínios de programação para um único autómato PLCnext  

Figura 3: Há vários domínios de programação para um único autómato PLCnext

Para linguagens de programação de alto nível, tais como o C++ e o C#, a Phoenix Contact desenvolveu uma forma de os programadores continuarem a utilizar os seus softwares de programação preferidos, como é o caso do Eclipse ou do Visual Studio. Plug-ins para estes softwares estão gratuitamente disponíveis, fazendo com que o código C++ ou C# seja importado para o PC Worx Engineer sob a forma de uma biblioteca ou que seja enviado diretamente para o autómato a partir daqueles softwares.

O programa do autómato pode ser constituído simultaneamente por código feito por linguagens IEC 61131-3 e por C++ ou C#. O PC Worx Engineer instancia as parcelas de código a tarefas de execução pelo processador do autómato, cujo Gestor de Execução e de Sincronismo (Execution and Synchronization Manager - ESM) executa em tempo real. A Tecnologia PLCnext permite que códigos feitos em IEC 61131-3 e C++/C# sejam combinados e executados numa única tarefa (Figura 3).

 

Ligação de todos os autómatos PLCnext à Proficloud

Figura 4: A plataforma tecnológica inclui um Espaço de Dados Global (GDS) e um Gestor de Execução e de Sincronização (ESM)  

Figura 4 - A plataforma tecnológica inclui um Espaço de Dados Global (GDS) e um Gestor de Execução e de Sincronização (ESM)

O Espaço de Dados Global (Global Data Space – GDS) executa as tarefas de transmissão de dados entre instâncias de programas. A comunicação é síncrona, graças à lógica de buffers inteligentes. O valor de uma variável que é calculada numa instância de uma tarefa prioritária e rápida (por exemplo, prioridade 1 e tempo de ciclo de 10 ms) e depois lida por uma instância de uma tarefa de menor prioridade e lenta (por exemplo, prioridade 2 e tempo de ciclo de 100 ms) não é alterado na instância da tarefa de menor prioridade. A Tecnologia PLCnext assegura que o valor da variável ao início da execução da tarefa lenta não é alterado pela tarefa rápida, mesmo que tenha prioridade superior (figura 4).

A Tecnologia PLCnext inclui também um data logger que periodicamente guarda dados por si só ou na sequência da execução de tarefas. Os valores são guardados na memória do autómato ou num cartão de memória SD. Em ambos os casos, os dados podem ser transferidos para um PC. Adicionalmente, é possível guardar os dados num buffer “de anel”, em que a gravação por ser terminada por um “trigger”, de modo que possa ser avaliada a evolução dos dados antes e depois do “trigger”.

Outra funcionalidade da Tecnologia PLCnext é a ligação dos autómatos à Proficloud. A Proficloud é uma nuvem desenvolvida pela Phoenix Contact para apoiar empresas de engenharia na transição digital. Sendo uma plataforma Internet das Coisas (Internet of Things – IoT) aberta e modular, a Proficloud oferece serviços de nuvem e ferramentas de análise de dados, para além da oferta de tecnologia de rede de comunicações globais. Adicionalmente, um elevado nível de segurança dos dados é assegurada permanentemente. Estas funcionalidades potenciam as empresas de engenharia a desenvolver soluções com o benefício de uma plataforma segura e disponível globalmente.

 

Acesso ao autómato com autenticação correta

Não são apenas os servidores e os computadores pessoais que têm sido o alvo dos hackers nos últimos anos, mas também os autómatos e similares, pelo que a Phoenix Contact colocou ênfase especial no tema da segurança das comunicações durante o desenvolvimento da Tecnologia PLCnext. Ninguém acederá ao autómato sem credenciais corretas! Ao colocar em serviço um autómato com parâmetros de fábrica, o programador deve definir primeiro, através da página web do autómato, as suas credenciais e as outros utilizadores, se for o caso, e respectivos direitos. Para tal, o programador “entra” com a palavra-passe que está impressa numa das faces do autómato e, depois, define as credenciais dos utilizadores de acordo com o procedimento RBAC (Role Based Access Control).

 

Todo o Sistema de segurança de acesso é baseado num módulo TPM (Trusted Platform Module), um clip integrado no autómato que introduz funções de segurança essenciais. A esta “segurança” é atribuído um certificado único durante a produção do autómato. É assegurado, portanto, que só componentes de firmware assinados pela Phoenix Contact, assim como o bootloader, por ser iniciados. Este mecanismo exclui as hipóteses de manipulação por entidades terceiras porque não serão capazes de assinar os componentes de firmware e, portanto, assegurando que não serão executados.

 

Adição de mais programas e blocos de software ao sistema operativo

Os autómatos da Tecnologia PLCnext têm sistema operativo Linux Embedded, o qual tem capacidade de execução em tempo real graças à já provada extensão de sofwtare fornecida pela associação OSADL (Open Source Automation Development Lab). Por esta razão, o Linux pode credivelmente executar tarefas de controlo automático. Lacunas de software, após serem detectadas e identificadas, são corrigidas em tempo útil pela cada vez mais vasta comunidade Linux, sobretudo antes de hackers terem conhecimento da sua existência e explorá-las para possíveis ataques. Assim, a Phoenix Contact colocará à disposição dos utilizadores as atualizações do sistema operativo (patches) quase imediatamente após estas ameaças serem conhecidas.

Outro componente integral da Tecnologia PLCnext é o servidor OPC UA (OPC Unified Architecture). Este reside no autómato e comunica diretamente com clientes OPC UA (normalmente softwares de supervisão). Com OPC UA é possível também que os autómatos comuniquem entre si ou com quaisquer outros equipamentos que suportem OPC UA. A transmissão de dados por OPC UA assegura segurança das comunicações visto que apenas utilizadores autorizados podem aceder aos equipamentos.

 

Conheça a lista de artigos:

Phoenix Contact

+351 219 112 765

Carlos Coutinho

Engº Carlos Coutinho

Product Manager

Torne-se membro da Comunidade PLCnext

Discuta experiências e ideias.

Comunidade PLCnext
Ir para Comunidade PLCnext

PLCnext Technology

A plataforma para automação sem limites.

PLCnext Technology
Ir para site do PLCnext

Este website usa cookies. Ao continuar a navegar, está a concordar com a nossa política de cookies. Saiba mais sobre a nossa política de privacidade.

Fechar