Antonio Gomes de Araujo Laboratório de Eletrônica Industrial, Escola SENAI Anchieta São Paulo

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1 Antonio Gomes de Araujo Laboratório de Eletrônica Industrial, Escola SENAI Anchieta São Paulo Toshi-ichi Tachibana Departamento de Engenharia Naval e Oceânica, Escola Politécnica da Universidade São Paulo EPUSP.

2 INTRODUÇÃO: Rede Mundial de Computadores WWW World Wide Web Influência da Internet no processo produtivo Influência nas Técnicas de Gerenciamento Influência na manutenção Influência no tempo da máquina parada

3 ABORDAGEM: Tecnologia Emergente O processo de controle pela Internet : Sistemas de controle Necessidades / vantagens do Controle de processo pela Internet Arquitetura básica do sistema de controle pela Internet O estado da arte das áreas de conhecimentos envolvidos na tecnologia Limitações existentes

4 ABORDAGEM: Discussão As primeiras aplicações da Tecnologia - Ambientes Acadêmicos Aplicação no Controle de Processo no Laboratório de Engenharia Naval e Oceânica da USP Conclusão

5 Tecnologia Emergente Número de Hosts no Brasil Fonte: Janeiro de 1999 Janeiro de 2000 Janeiro de º Lugar 12º Lugar 11º Lugar Colocação Mundial do Brasil em relação ao número de Hosts.

6 Tecnologia Emergente Crescimento Anual de 100% Unidades da Indústria

7 Processo de controle pela Internet Sistema de Controle: Situação mais usual Rede Ethernet / Intranet Computador do Processo REDE NO PISO DE FÁBRICA Máquina 1 \ Processo 1 Máquina n \ Processo n

8 Processo de controle pela Internet Sistema de Controle: Migração para Internet PC Cliente Servidor de serviços Internet Sistema Internet -WWW Sistema mais Usual Outros Setores da Corporação Rede Ethernet/ Intranet Sistema de Segurança Sistema de Redes da Corporação

9 Sistema de Comando: Processo de controle pela Internet Sistema de Controle: Entrada Elemento de Comando Elemento de Correção Processo Saída Avanço Tecnológico Sistema de Controle: Entrada Elemento de Comando Elemento de Correção Processo Saída Re-alimentação Feed Back

10 Processo de controle pela Internet Sistema de Controle: Com o Avanço Tecnológico... Entrada Elemento de Comando Elemento de Correção Processo Saída Re-alimentação Feed Back Rede Ethernet / Intranet Protocolo TCP/IP Entrada Elemento de Comando Elemento de Correção Processo Saída Re-alimentação Feed Back

11 Arquitetura Básica do Sistema de Controle Pela Internet Integração dos Sistemas de Controle Avanço da Tecnologia de Redes.

12 Arquitetura Básica do Sistema de Controle Pela Internet Com o avanço da Tecnologia de Redes... Ethernet / Intranet e Protocolo TCP/IP

13 Arquitetura Básica do Sistema de Controle Pela Internet Com o avanço da Tecnologia de Redes... Ethernet TCP/IP 10/100 Mbps Hub Switch Router Fire All Fornecedor de Serviços INTERNET Outros Setores da Corporação

14 Arquitetura Básica do Sistema de Controle Pela Internet Necessidades e Vantagens do Controle de Processos pela Internet Alto Custo de Mão de obra especializada Altos Custos de Deslocamento Motivam o Acesso ao Processo Pela Internet Tempo de processo Parado

15 Arquitetura Básica do Sistema de Controle Pela Internet INTERNET PC CLIENTE BROWSER GERENCIAMENTO DATA TEMPLATE INFERFACE GRÁFICA MES Manufacturing Execution System MIS - Manufacturing Information System Status de I/O Interação na Lógica do CLP Diagnóstico, controle de Alarmes Páginas WEB HTML Applet JAVA Objetos WEB

16 Arquitetura Básica do Sistema de Controle Pela Internet ASPECTOS DE SEGURANÇA: SISTEMA DE SEGURANCA Níveis de acesso; Aonde acessar. Tipos de Privilégios; O que é permitido fazer. TIPOS DE SISTEMAS DE SEGURANÇA Senha Smart Card Hardware Software Token Biométrico Físico Enclausuramento do Hardware

17 Arquitetura Básica do Sistema de Controle Pela Internet Técnicas de Controle através da Internet Computadores dedicados de processos Servidor Web Embarcado

18 Arquitetura Básica do Sistema de Controle Pela Internet Comunicação Básica: Web Server Processo sob Controle Resposta do Servidor Estruturada para HTML (Hyper Text Markup Language) CORPORAÇÃO INTERNET Requisição do Cliente em HTTP ( Hyper Text Transfer Protocol) CLIENTE

19 Arquitetura Básica do Sistema de Controle Pela Internet Melhoria da Página HTML: SERVIDOR CLIENTE INTERNET Web Server Página em HTML: Serviços Normais de Páginas comerciais Objetos Applet Java Java Virtual Machine - JVM Fábrica / Processo: Applet Java: Arquivos de I/O Dados direto na Fábrica Banco de dados Clientes

20 Arquitetura Básica do Sistema de Controle Pela Internet EDIÇÃO / FUNCIONAMENTO DE APPLET JAVA: MÁQUINA NATIVA Criação do Applet Java Compilação do Applet Java da máquina nativa. Criação do Código intermediário Byte Code WEB SERVER Inserção do Applet Java na Página em HTML INTERNET CLIENTE Interpretação do Bytecode

21 Arquitetura Básica do Sistema de Controle Pela Internet INTER-OPERABILIDADE ENTRE CLIENTE / SERVIDOR: CLIENTE SERVIDOR Protocolo TCP/IP Protocolo HTTP Estrutura em HTML Applet Java Web Server

22 Arquitetura Básica do Sistema de Controle Pela Internet O PRINCÍPIO THREE-TIER ( Aberdeen Group-1996) SERVIDOR: Camada de Função Acesso e organização das informações da camada de dados Aplicação do Cliente A qual é carregada sob demanda do cliente No Servidor é feita a personalização da Aplicação CLIENTE: APLICAÇÃO: Camada de Apresentação Sistema Windows, garante boa apresentação e ergonomia dos dados Computadores repositórios de dados da companhia Software embarcado na Aplicação ( Cliente)

23 Arquitetura Básica do Sistema de Controle Pela Internet Níveis de Informação no Servidor Embarcado no CLP: Sistema de Diagnóstico: Diagnóstico do Processo: Status de Controle Identificação de I/O Configuração e Status Utilização da Máquina Alarmes Arquivos para sistema da qualidade Processamento de Mensagem: Mensagem do processo para um Gerente Organização do Dispositivo: Normas de TAGs Tabela de variáveis

24 CONHECIMENTOS ENVOLVIDOS NA TECNOLOGIA: Compreensão de aplicação básica implementada pelo equipamento Hosting. Conhecimento da criação em HTTP para Web Sites tais como: Scripting CGI - JAVA - Applet Java. Redes de Computadores Redes Industriais Software orientados a objetos Arquitetura Cliente / Servidor

25 Limitações existentes da tecnologia Ferramenta Padrão: Formato convencional de armazenamento para plataforma Hosting Módulo Embarcado: Não utiliza diretamente o sistema de armazenamento padrão Transformação do formato de Armazenamento Padrão para o Módulo Embarcado

26 Limitações existentes da tecnologia Páginas HTML estáticas não são interessantes para aplicações de Controle. Páginas devem incorporar informações produzidas pelo sistema que opera o processo sob controle. Páginas HTML precisam ser Dinâmicas.

27 Limitações existentes da tecnologia Transformação de Páginas HTML Dinâmicas Páginas HTML divididas em dois objetos: Moldura estática Page Template 1 Dados recuperados dinamicamente da Aplicação Problema: Interfaces complexas requerem grandes áreas de memória para armazenamento de Page Template

28 Limitações existentes da tecnologia Transformação de Páginas HTML Dinâmicas Página HTML gerada como resultado da execução de rotinas com componentes de páginas um a um. Os atributos do componente da página determinados pelos parâmetros das rotinas que são dependentes da aplicação. 2 Vantagem: Redução de armazenamento Problema: Necessidade de Software de base suplementar especial composto de rotinas implementando a computação das páginas.

29 Limitações existentes da tecnologia Transformação de Páginas HTML Dinâmicas 3 Utilização da Linguagem JAVA: O Código Potável JAVA é compilado em um sistema de codificação, Denominado Java Virtual Machine JVM na máquina nativa. O código gerado pelo JVM, precisa ser interpretado por software JVM no Cliente. O código é compilado momentaneamente na máquina nativa. Problema: Não indicado para aplicação em tempo real devido a constante compilação e Interpretação.

30 Limitações existentes da tecnologia Fatores que Influenciam as aplicações de Controle Remoto Contínuo 1 Rota da Informação - roteadores automáticos da Internet. 2 Disponibilidade do servidor. 3 Tempos de atrasos dependentes da Internet: Tempo de resposta do controle do sistema de malha fechada; Tempo de chegada e partida dos pacotes; Atrasos individuais dos roteadores; Atrasos provocados pelo protocolo de comunicação

31 Limitações existentes da tecnologia ASPECTOS DE SEGURANÇA DA URL Mecanismo de Autenticação: 1 - Cliente autentica seu ID; 2 - Cliente autentica sua Senha para cada nível de acesso; 3 - Em cada nível o cliente tem privilégios reservados.

32 Discussão Tecnologia aplicada inicialmente em Ambientes Acadêmicos. 1 Hanim, Azlan & Talal Exemplos de Aplicação: Cliente / Servidor com Lab View NI no controle de nível de uma planta. 2 Tang & Soh Sistema de Ensino de engenharia de controle monitorado pela Internet com GPIB NI 3 Araujo & Tachibana Sistema de Controle e Supervisão das características físicas de um corpo instrumentado por extensômetros pela Internet.

33 3 Araujo & Tachibana Discussão Exemplo de Aplicação: Sistema de Controle e Supervisão das características físicas de um corpo instrumentado por extensômetros pela Internet. Instalado na Escola Politécnica da Universidade de São Paulo - EPUSP no Departamento de Engenharia Naval e Oceânica. Sistema composto por: CLP modelo Modicon TSX Premium de fabricação da Schneider; Servidor Web Embarcado modelo TSX ETY 110 Schneider Módulos Digitais Módulos analógicos Condicionadores de Sinal de fabricação Kywoa dos extensômetros

34 3 Araujo & Tachibana Características do Sistema: Discussão Exemplo de Aplicação: CLP programado segundo IEC Servidor Web Embarcado responsável em: -Hospedar páginas da aplicação em HTML e Applet JAVA -Hospedar os arquivos gerais e de segurança -Disponibilizar dados da planta na Internet -Serviço de Mensagem SNMP Módulo analógicos: Condicionadores Kywoa e Potenciômetro. Módulo Digitais: Chaves, Interruptores e Sinaleiros na planta. Extensômetros de 120 e 350 Ohm

35 Discussão Exemplo de Aplicação: 3 Araujo & Tachibana Resultados: Página do sistema sob ensaio:

36 Discussão Exemplo de Aplicação: 3 Araujo & Tachibana Resultados: O Sistema é viável embora apresente atrasos quando operado na Internet convencional chegando a alguns segundos; Baixíssimo atraso quando operado na Intranet da USP na ordem de 500 ms; Grande dependência da estrutura de Intranet e Internet;

37 Discussão Exemplo de Aplicação: 3 Araujo & Tachibana Resultados: Grande dependência da capacidade de processamento e da memória do computador Cliente; Tempo de carga de aplicativos Applet Java podendo chegar a 15 seg.; Necessidade de análise criteriosa quando da aplicação em sistemas altamente dinâmicos; Sistema de segurança confiável por senha, com privilégios diferenciados, embora exigindo altíssimo sigilo por ser única.

38 Discussão Exemplo de Aplicação: 3 Araujo & Tachibana 2002 Resultados: Como Acessar o Sistema sob ensaio: Endereço: Nome de Usuário: CLIENTES Senha: USP-POLI

39 CONCLUSÕES Desafio da Comunidade Tecnológica Superar as limitações existentes Ganho Coletivo dos setores envolvidos e da Sociedade

40 FIM CONTATOS Antonio Gomes de Araujo: Escola SENAI Anchieta R. Gandavo, 550 Vila Mariana São Paulo S.P. Toshi-ichi Tachibana: USP Depto. de Eng a Naval e Oceânica. R. Prof. Mello Moraes, Cid. Universitária S.P.

41 Processo de controle pela Internet Sistema de Controle: Situação mais usual Rede Ethernet / Intranet Computador do Processo REDE NO PISO DE FÁBRICA Máquina 1 \ Processo 1 Máquina n \ Processo n

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