tec News23 Boletim de Tecnologia da HARTING Convidado: Prof. Michael B. Hardt A inteligência percorre um longo caminho para alcançar uma maior eficiência energética Andreas Huhmann, John Witt Monitoramento de energia a partir da infraestrutura Claus Hilger A 4ª Revolução Industrial está ocorrendo Convidado: Prof. Dr. Nils Aschenbruck Ajuda do Mundo Cibernético Avanço na eficiência energética
A HARTING na proteção climática! EMPRESA DE PROTEÇÃO CLIMÁTICA Em 2011 a HARTING foi introduzida no grupo de empresas de proteção ao clima. Todos os membros do grupo estão unidos pelo seu compromisso especial na abordagem da energia de forma eficiente e amistosa ao clima! 100 % A HARTING usa 100 % de biometano em vez de gás natural em suas fábricas alemãs! Isso é obtido totalmente a partir de recursos renováveis! 5.430 t CO 2 5.430 toneladas de CO 2 podem ser armazenados anualmente usando biometano. Dito de outra forma: um VW GOLF TDI 1,6 pode cobrir 45.630.250 km, ou o 3.042 VW GOLF 1,6 TDI pode conduzir 15.000 km por ano. Volkswagen AG: VW GOLF TDI 1,6 CO 2 emissão de 119 g/km A HARTInG ELETRIFICA! CO 2 -neutro Veículos elétricos ambientalmente amigáveis complementam a frota da HARTING. Um passo lógico em termos de meio ambiente e proteção do clima! Ao utilizar biometano (bio-gás natural) em nossas quatro centrais de cogeração, geramos kwh 4.000.000 de eletricidade e cerca de 6.000.000 kwh de calor em nossas instalações na Alemanha tudo na forma de CO 2 neutro. Dito de outra forma: o equivalente ao consumo de eletricidade anual de 1.000 famílias (4 pessoas) e do consumo de gás natural de média anual 200 lares familiares. 2
A renovação do recurso é declarada ser o pré-requisito para a sua utilização É como Ulrich Grober resume a expressão sustentabilidade em seu relato sobre a descoberta da sustentabilidade. A sustentabilidade tem origem na silvicultura e foi descrita pela primeira vez por Hans Carl von Carlowitz em 1713 em sua Sylvicultura Oeconomica.» Dietmar Harting, President/General Partner Dessa forma, apenas uma quantidade de madeira pode ser cortada em uma floresta desde que volte a crescer e seja reabastecida. Como a madeira foi usada no início do século 18 nas construções e como a fonte de energia mais importante em muitos processos pré-industriais de produção, as florestas foram cortadas e paisagens inteiras foram devastadas. Somos chamados a adotar um comportamento sustentável, sustentável, no sentido no sentido de uma de uma análise análise de custo-benefício. de Von Carlowitz, no entanto, exigiu uma gestão florestal para permitir que as florestas tenham a possibilidade de se regenerar e rejuvenescer. Somos chamados a adotar um comportamento sustentável, no sentido de uma análise de custo-benefício. O desastre nuclear no Japão levou à saída definitiva da energia nuclear do nosso país. Nós, como uma nação, estamos dando este passo sozinhos, e devemos assumir essa responsabilidade com o nosso espírito de engenhosidade e de desenvolvimento, e não ficar preso ao passado. A indústria alemã tem muitas ideias e projetos para moldar as reformas de energia, uma vez que suas atividades criativas são orientadas para o futuro. Nós também podemos ver usando as palavras de Hesse a magia que habita em cada início. Juntos vamos traduzir esta magia em soluções e forças competitivas, a fim de agir de forma sustentável, no sentido de Carlowitz '- desta vez para o bem dos nossos filhos e netos. Desejo-lhes uma leitura agradável e informativa. Hans Carl von Carlowitz (1713): Sylvicultura Oeconomica Anweisung zur wilden Baumzucht Ulrich Grober (2012): Sustainability a Cultural History 3
06 32 inteligência PErcorrE um longo caminho a fim de alcançar maior Eficiência EnErgética Conteúdo Estratégia Potência, sinal, dados Soluções 03 Editorial A renovação do recurso é a pré-condição para o seu uso 06 convidado Prof. Michael B. Hardt Um pouco de inteligência percorre um longo caminho a fim de alcançar maior eficiência energética 08 convidado Prof. Dr. Nils Aschenbruck Ajuda do Mundo Cibernético 10 indústria 4.0: a 4ª revolução industrial Está acontecendo Recursos de flexibilidade e desempenho no processo industrial é levado a novos níveis 12 PrimEiras aplicações da indústria 4.0 : a HARTING está traçando um novo curso na gestão de energia industrial 14 consumo de EnErgia transparente Redes de Energia Inteligente é a solução de sistema inovador para aumentar a eficiência energética em empresas industriais. 14 rfid um fornecedor completo O middleware Ha-VIS da HARTING avança no uso de RFID (Radio Frequency Identification) em automação. 15 switches fts: multiplicidade certificada Ampliação da área de aplicação da tecnologia do FTS para redes em aplicações marítimas 23 a compacta han-yellock O conceito de sucesso da Han-Yellock agora disponível no tamanho 10 24 da rigid-flex Para han soluções de BackPlanE da harting HARTING Integrated Solutions (HIS) desenvolve, fabrica e testa soluções em backplane específicas para cada cliente, para uma grande diversidade de áreas de aplicação. 26 real QualidadE da harting A HARTING mira robustez e qualidade com a sua família de conectores har-flex e os testes verificam o sucesso da HARTING. 28 har-flexicon : mini single Em Placa O novo conector PCB para montagens flexíveis em campo 30 desenvolvido só Para você! Novos insertos de contatos e módulos para Han Q e Han-Modular 32 Potência, sinal, dados O novo conector HARTING PushPull Signal garante a transmissão de todas as três linhas em aplicações industriais. 34 caixa forte O PushPull Fibre Box da HARTING aumenta a confiabilidade e reduz os custos de transmissão. 4
38 42 FoNtes de iluminação energeticamente eficientes ebusiness conveniente para a indústria Aplicações Mundiais Em resumo 16 homem e máquina andam de mãos dadas Flexirob@hartiNg Em um primeiro teste de campo, os pesquisadores da Universidade de Bielefeld investigaram a colaboração direta entre homem e robô. 17 eficiência energética em movimento Entrevista com KUKA Roboter GmbH 37 a perfeição está Nos detalhes montagem de cabos cu high-speed Ganhos consideráveis nas taxas de transmissão, graças a alta performance das soluções de cabos SFP+ e QSFP+ 38 FoNtes de iluminação eficientes Soluções de bases para iluminação interior na ENERCON 42 Notícias curtas 43 calendário de exposições 43 detalhes da publicação 20 estabilizadores de redes móveis Como carros elétricos ajudam a estabilizar redes de energia 40 ethernet a bordo de trens A HARTING garante o funcionamento confiável da unidade múltipla elétrica NEWAG. 22 superando obstáculos Han-Yellock assegura a funcionalidade dos sistemas de portas. 36 perfeição em detalhe montagem de cabos de Fo O Grupo de Tecnologia HARTING oferece cabos pré-montados de fibra óptica para poderosas soluções. 41 transporte de massa de istambul A HARTING Turquia oferece à Istambul Ulasim uma solução confiável, flexível e aberta por meio de RFID. 5
tec.news 23: Estratégia Com inteligência se percorre um longo caminho pela maior eficiência energética As principais nações industriais seriam capazes de reduzir seu consumo de recursos e energia em 90 a 95 %, sem afetar a qualidade de vida. Isto não é algo fora de realidade, mas simplesmente uma questão de inteligência. Convidado:» Prof. Michael B. Hardt Prof. Michael B. Hardt Como professor visitante e estudante de doutorado na Universidade da Lapónia, em Rovaniemi, o professor Michael B. Hardt pesquisa temas futuros e de sustentabilidade. De 1992 a 1994, Michael Hardt atuou como presidente do BEDA (Bureau of European Design Associations) e, entre 1995 e 1997, vice-presidente do ICO- GRADA, International Council of Graphic Design Associations. Já em 1972, o Club of Rome afirmou que um conceito econômico baseado no crescimento não era sustentável no longo prazo. Quarenta anos depois, a sociedade reconhece que os principais recursos estarão esgotados em um futuro previsível. É irrelevante se a fontes de petróleo secam em 2030 ou 2100. O fato é que eles vão secar. Se quisermos que as gerações futuras tenham as mesmas oportunidades que nós tivemos, temos de agir agora. 6
tec.news 23: Estratégia Em 1999, os autores americanos Hawkins, Lovins e Lovins afirmaram que podemos preservar os recursos sem ter um efeito adverso sobre a qualidade de vida, se nós apenas agirmos de forma inteligente. Não há dúvida de que os 16 autores do de 1994 Carnoules Declaration (Declaração Carnoules), que ficou conhecido como o Factor Ten Club (Clube do Fator Dez), são algumas das pessoas inteligentes do mundo. Eles afirmam que, dentro de uma geração, é possível obter ganhos 10 vezes maiores em termos do nosso consumo parcela da receita industrial aumentará dos atuais 5 % para mais de 15 %. De acordo com estimativas otimistas, nos próximos 15 anos o mercado global para energias alternativas irão aumentar seis vezes a partir dos atuais 45 bilhões de euros para 270 bilhões de euros (Freise 2010). Em todo o mundo, estima-se que as cidades vão gastar cerca de 27 bilhões de euros na modernização de Crescimento infinito não é possível dentro de um sistema finito. CSR na HaRTInG Princípios como o respeito e consideração são importantes em todos os aspectos de nossas vidas, seja na proteção ambiental ou em nosso cotidiano. Uma empresa que abraça esses valores demonstra seu compromisso com a responsabilidade social. Com a certificação CSR, a HARTING consagrou esses valores como parte integrante da sua filosofia empresarial. de energia e recursos. Matematicamente falando, ambos cálculos chegam a aproximadamente à mesma conclusão: 1. Se nós não resolvermos este problema de forma enérgica e imediata, a sociedade terá de enfrentar uma catástrofe. Os recursos estão se esotando, enquanto a mudança climática é uma ameaça à existência humana. 2. Os problemas podem ser resolvidos com um pouco de inteligência. E precisamente este aspecto proporciona uma oportunidade para um crescimento econômico significativo. Reorganizando a sociedade e o sistema econômico global, será o maior mercado deste século. De acordo com dados do Instituto Alemão de Pesquisa Econômica, em 2030, o volume do mercado para tecnologias ambientais mais do que duplicarão em todos os setores dos atuais 400 mil bilhões de euros em todo o mundo para mais de um trilhão. A infraestrutura e desenvolvimento nos próximos 25 anos. De acordo com estatísticas do Departamento de Energia dos EUA sobre o fluxo de energia no país, apenas 40 % dos recursos estão sendo utilizados de forma eficaz. Os números para a Europa tendem a ser semelhantes. Se considerarmos a geração de energia elétrica, o resultado é ainda pior: quase 70 % da energia gerada é perdida. A maior perda ocorre na produção e distribuição de energia, e este fornece o maior potencial para economia de energia e aumento da eficiência. Continuamos a subestimar a importância da energia solar. Os cientistas, no entanto, falam de um salto evolutivo comparável com a descoberta do uso do fogo. Em vez de gerar energia a partir de um sistema finito do planeta, pode-se agora ser obtido a partir do sistema solar infinito. Podemos usar a inteligência humana para aprender com a natureza. LITeRaTuRa Paul Hawkins, Amory Lovins e L. Hunter Lovins: Natural Capitalism the Next Industrial Revolution. Little Brown and Co., New York 1999. Dennis L. Meadows et al: Limits to Growth. Universe Books, Nova York 1972 Anette Freise: Huge Growth Market for Green Urban Infrastructure Solutions. In: Pictures of the Future. Munich, spring 2010, www.siemens.com/ innovation/apps/pof_microsite/ _pof-spring-2010/_html_en/ facts-and-forecasts-greencities.html 7
tec.news 23: Estratégia Ajuda do Mundo Cibernético Os sistemas computacionais em rede encontraram seu caminho em nossas vidas diárias. O mundo cibernético (cyberworld) e o mundo físico estão se fundindo nos chamados sistemas físicos cibernéticos. Esses sistemas apresentam oportunidades e desafios, especialmente no que diz respeito à sustentabilidade e eficiência energética. Convidado:» Prof. Dr. Nils Aschenbruck Os chamados sistemas físicos cibernéticos estão surgindo a partir da conjunção dos mundos físicos e virtuais. Por meio de sensores, por exemplo, termômetros ou sensores de pressão dos pneus, o mundo físico está diretamente ligado ao mundo digital. Com a ajuda de agentes, tais como robôs, o mundo cibernético pode interagir e tomar influência sobre o mundo físico. No mundo cibernético todos os sensores e atuadores fazem parte de um sistema em rede, assim há a oportunidade de coordenar e otimizar processos no mundo cibernético. Consequentemente, sistemas cyber-físicos são capazes de realizar tarefas complexas de forma mais precisa e mais rápida, altamente eficientes e de maneira mais segura. Os cenários para sistemas físicos cibernéticos incluem redes de energia inteligentes (smart grid) e locais de produção inteligentes (smart factories). Os sistemas físicos cibernéticos também oferecem vantagens decisivas em termos de políticas de rotação de energia. Coordenação e otimização no mundo cibernético ajudam a poupar recursos valiosos. Isto é particularmente evidente no campo das redes de energia inteligentes. Aqui, os produtores e consumidores de energia estão l igados entre si, permitindo o consumo e a produção serem mutuamente coordenados. Outros cenários, tais como fábricas inteligentes também oferecem a oportunidade de desligar temporariamente os componentes Coordenação e otimização no mundo cibernético ajudam a conservar recursos valiosos. não necessários, resultando em economia de energia. No caso de sistemas inteligentes de produção em rede, isso permite que os desligamentos sejam efetuados com precisão, resultando em redução de tempo de espera, custos menores e economia de energia. A eficiência energética é também um requisito importante em relação aos componentes do sistema físicos cibernéticos em si. Componentes de sensores alimentados por bateria, bem como sistemas embarcados, devem ser executados com recursos dos mais eficientes, a fim de garantir uma vida útil mais longa possível. Isto significa que subcomponentes também podem ser temporariamente colocados para hibernar. Por exemplo, um nó de sensor sem fio, que só precisa detectar e retransmitir informações físicas periodicamente (por exemplo, uma vez por hora), podem e devem hibernar pelo restante do tempo. Do ponto de vista de um invasor, essa funcionalidade é interessante também. Um invasor pode tentar impedir os nós de hibernarem através da transmissão de men- Prof. Dr. Nils Aschenbruck, HARTING Cadeira dotada, Sistemas Distribuídos (Distributed Systems), no Instituto de Ciência da Computação na Universidade de Osnabrück 8
tec.news 23: Estratégia Seção esquemática de uma micro grid, dentro de rede de abastecimento de energia (smart grid) sagens falsas, reduzindo portanto a vida útil do nó, bem como sua disponibilidade. Contramedidas adequadas por exemplo, baseado em criptografia acabam custando energia por si só. Os cenários acima (smart grid e smart factory) também implicam em compensações entre segurança e eficiência energética. Por um lado, um sistema físicos cibernéticos, que é gerido de forma que aumente a eficiência energética, geralmente não é totalmente disponível quando em modo de economia de energia. Por outro lado, deve ser assegurado que as medidas de melhoria da eficiência energética não possam ser mal utilizadas ou até mesmo, potencialmente, permitir novos ataques do ciberespaço. O desafio será resolver os objetivos conflituantes de eficiência energética e de segurança que podem surgir em cenários individuais. Micro Grid Física Controle em rede, usina virtual Conexão de rede de energia física e virtual Conexão de rede física existente Rede de controle virtual 9
tec.news 23: Estratégia Indústria 4.0: A 4ª Revolução Industrial está acontecendo A 4ª revolução industrial irá impulsionar a flexibilidade e o desempenho de processos industriais para um novo nível. Uma comunicação consistente, networking e forma de pensamento sistémica a partir do núcleo de todo o desenvolvimento pelo Grupo de Tecnologia HARTING. Uma abordagem revolucionária, mas com os pés no chão, já foi implementada pela HARTING em várias aplicações iniciais.» Claus Hilger, General Manager IT, Germany, HARTING Technology Group, Claus.Hilger@HARTING.com A quarta revolução industrial de tecnologia da informação (TI) leva a mudanças fundamentais no planejamento e fabricação. Essencialmente, isso envolve a integração vertical dos sistemas no nível de produção com as de planejamento de recursos empresariais e, por isso mesmo, o estabelecimento dos chamados sistemas físicos cibernéticos. Desta forma, os produtos reais estão estreitamente ligados com a tecnologia da informação. As oportunidades para as empresas surgem da Indústria 4.0 em dois aspectos: por um lado, os sistemas verticalmente integrados melhoram a eficiência e a flexibilidade da produção. Por outro lado, a plataforma resulta na capacidade de refinar os produtos existentes, isto é, enriquecê-los por imbuir neles funcionalidades da tecnologia da informação. Integração De importância fundamental aqui é que as empresas na Indústria 4.0 devem unir perspectivas de planejamento e de produção. Isto exige uma cooperação próxima entre engenheiros e especialistas em TI. Sistemas físicos cibernéticos são, em grande parte, compostos de softwares altamente complexos. Além de construir o desenvolvimento de know-how, as estruturas devem ser criadas para garantir a qualidade dos produtos e processos. Oportunidades adicionais surgem a partir da expansão de ofertas de produtos para incluir uma consultoria sob medida e serviços de integração. Panorama do Software HartIng Para a IndúStrIa 4.0 Os esforços da HARTING para desenvolver um panorama de software que integra os vários componentes de TI industrial se remonta para um certo número de anos. Consequentemente, uma arquitetura orientada de serviços de forma consistente surgiu, de modo que, inicialmente para a área de AutoID (Identificação Automática e Aquisição de Dados), une sistemas no nível do dispositivo, por exemplo, transponders e leitores, através de middleware com as camadas superiores, como ERP (Enterprise Resource Planning), ou MES (Manufacturing Execution System), através de um enterprise service bus. O objetivo era criar soluções que tornam possível mapear processos industriais, sem desenvolvê-los individualmente, caso a caso e com despesas significativas. O período de retorno das soluções até o momento alcançadas tem sido inferior a 2 anos. Um novo recurso é a integração de controle e nível de controle de processo: no nível de campo, OPC (Object Linking and Embedding for Process Control) tem sido o padrão por anos. Agora, OPC-UA (Arquitetura Unificada) significa que as arquiteturas orientadas a serviços estão também se afirmando no controle de fabricação. Faz sentido: a OPC-UA está programada para ser parte integrante do conjunto Ha-VIS HARTING, a fim de permitir a comunicação direta a partir de aplicativos de negócios até o nível de automação. as aplicações InIcIaIS da IndúStrIa 4.0 A integração de unidades de energia inteligentes (smart Power Units) no panorama do sistema permite a visualização e análise de consumo de energia na empresa. A reutilização de componentes de software resulta em uma melhora na eficiência do desenvolvimento de software, bem como as sinergia do lado da utilização. 10
tec.news 23: Estratégia Arquitetura de Software ERP Backend Systems MES Backend Systems Automation Administration and Monitoring SAP AII/ OER EP- CIS Subscriber (Easy Connector, XML, csv, MySQL...) Ha-VIS Middleware Enterprise Service Bus Ha-VIS Business Application Framework Ha-VIS 4.0 OPC- UA PROFINEt Process Controll (SCADA) Controll Level (SPS) Field Devices AutoID Devices Smart Network Infrastructure Devices other Devices spu Switches with Diagnostic and I/O Functionality 11
tec.news 23: Estratégia Primeiras aplicações da Indústria 4.0 : Monitoramento de energia a partir da infraestrutura Com as redes de energia inteligentes (smart Pwer Networks), o Grupo de Tecnologia HARTING está tomando uma nova e significativa direção com a gestão de energia industrial. Isto é baseado em uma estrutura de rede Ethernet, que é usada universalmente. Os resultados da implementação nas instalações da HARTING em condições de produção superou todas as expectativas.» Andreas Huhmann, Strategy Consultant Connectivity & Networks, Germany, HARTING Technology Group, Andreas.Huhmann@HARTING.com» John Witt, System Application Manager, Germany, HARTING Technology Group, John.Witt@HARTING.com Quando as empresas não estão apenas se concentrando nas tarefas de uma estrutura de rede geral, mas também na integração da gestão de energia ativa, muitas vezes têm que mudar toda a sua infraestrutura. Considerações econômicas, bem como vários aspectos do processo de produção, têm de ser coordenados. Reestruturando o sistema de abastecimento, maior será a importância das energias renováveis e substituição de plantas de produção ultrapassadas por novos sistemas mais amigáveis ao meio ambiente e que operam de forma sustentável onde todos desempenham um papel. Como uma excelente empresa de proteção do clima, um dos objetivos corporativos da HARTING é usar redes de energia inteligentes para garantir processos de produção energeticamente eficientes e obter a certificação em conformidade com a norma DIN EN ISO 50001. Estrutura de Redes de Energia Inteligentes monitoramento de energia smartpn- -Viewer Sistema externo de monitoramento de energia Monitoramento da eficiência Controle de processo Sistemas Backend (ERP, MES ) Enterprise Service Bus Automação Framework smartpn-service PROFINET smartpn-unit Dispositivos de Infraestrutura de Rede Inteligente 12
tec.news 23: Estratégia As empresas que se esforçam para destravar o potencial econômico da gestão de energia irão utilizar um sistema de gestão que, além de registrar dados de energia, controlam ativamente o consumo e uso da mesma. Em tais sistemas, a pausa ou gestão de carga, por exemplo, podem ser utilizadas para reduzir o consumo consideravelmente. ConCeito e implementação Em comparação com os sistemas centralizados convencionais, a abordagem de infra-estrutura distribuída do Grupo de Tecnologia HARTING oferece máxima abertura, máxima flexibilidade, bem como segurança futura. Conectando a infraestrutura através de middlewares eficientes, o serviço smartpn, cria-se uma plataforma de dados universal. A capacidade deste middleware é o fator chave para a integração em uma ampla variedade de aplicações diferentes. A HARTING usa uma estrutura de software uniforme a fim de conectar, por exemplo, os dispositivos RFID e unidades de rede inteligente de energia com várias aplicações (por exemplo, MES, ERP). Outras funções, como por exemplo a mudança dos consumidores no contexto da gestão de pausa, monitoramento de valor limite ou limitadores de carga máxima habilitam o controle do processo ativo. No futuro, o uso da pilha PROFINET I / O permitirá uma fácil integração na tecnologia de automação. O smartpn-viewer é implementado a nível da aplicação. É utilizada para simples monitoramento de energia, a fim de satisfazer os requisitos DIN EN ISO 50001.Sistema de referência de sucesso da HARTING A aplicação foi baseada na análise de consumo de energia na produção da HARTING. Captura de dados de medição e avaliação foram definidas em colaboração com os Serviços Técnicos. As redes necessárias para captura foram planejadas em conjunto com a empresa de TI. Devido ao conceito distribuído, a infraestrutura poderia ser estendida a qualquer momento nas redes Ethernet de toda a empresa, o que simplificou a instalação. Unidades Energia Inteligente distribuídas serão utilizadas perto de todos os grandes consumidores. As unidades constituem a interface para os dispositivos de medição. Calor, água, gás e medidores elétricos foram ligados através de entradas de pulso S0 e interfaces seriais (M-Bus e RS485). As unidade coletam os valores de potência ativa ou leituras dos medidores de máquinas e equipamentos, por estes dispositivos de medição e / ou medidores, os envia para o middleware, o serviço smartpn. Este serviço armazena os dados de medição no banco de dados. Outros valores (cos phi, U e I) como por exemplo, os intervalos de tempo entre as medições individuais, podem ser configurados por meio do smartpn-viewer em intervalos entre 15 minutos e um segundo. O smartpn-viewer é uma ferramenta de aplicação adequada para o monitoramento de energia em conformidade com a norma DIN EN ISO 50001. A compatibilidade futura do sistema de referência HARTING também reside na consistente ligação da infraestrutura de Redes de Energia Inteligente com aplicações de negócios, como o MES e sistema ERP. A Rede de Energia Inteligente fornece a base para destravar todo o potencial econômico da gestão de energia, agora e no futuro. 13
tec.news 23: Soluções Consumo de energia transparente» Markus Simons, Product Manager Power Networks, Germany, HARTING Technology Group, Markus.Simons@HARTING.com Redes de Energia Inteligente é a solução de sistema inovador para aumentar a eficiência energética em empresas industriais. O sistema consiste de switches de alto desempenho com interfaces I / O integradas, unidades smartpn e software de visualização e configuração (smartpn-viewer). Os dados de energia de diferentes transportadores de energia são coletados, armazenados em um banco de dados, visualizados e disponibilizado para avaliação. Os dados de energia coletados são usados para criar perfis de carga e para gerar indicadores de desempenho. Pode-se alcançar economia, por exemplo, pela detecção precoce de avarias e de manutenção preventiva. O operador da máquina ou da planta ganha uma visão sobre o estado da máquina, pode identificar picos de energia, consumo de controle de acordo com os custos de energia ou estabelecer padrões de referência para máquinas individualmente. Sistema de redes de energia inteligentes Calorímetro Ha-VIS smartpn-viewer Visão geral do medidor Dados de configuração de energia a cada 1s Medidor de gás Ha-VIS Dashboard Administração de topologia de red Medidor elétrico LAN EnMS: sistema de gestão de energia Energy values on 15 minute basis ISO 50001 Medidor de energia Ha-VIS smartpn-unit Ha-VIS smartpn-service Banco de dados Processo Relais RFID - Um fornecedor completo O middleware Ha-VIS da HARTING avança no uso de RFID (Radio Frequency Identification) em automação.» René Wermke, Product Manager RFID Transponder, Germany, HARTING Technology Group, Rene.Wermke@HARTING.com O novo middleware Ha-VIS torna possível comunicar com os leitores Ha-VIS e dados de processo, sem qualquer fornecimento de programação. Como resultado, pela primeira vez o operador do sistema tem a possibilidade mesmo sem experiência interna para implementar sistemas de RFID nos processos existentes no menor nível de campo da automação. E formatos de dados padrão preferenciais estão disponíveis, tais como XML, ou MySQL. Além de oferecer uma gama de componentes de hardware, a HARTING está entre as primeiras empresas a oferecer um middleware totalmente configurável ao cliente, fornecendo então uma máxima flexibilidade. 14
tec.news 23: Soluções Switch FTS: Multiplica Certificações» Dimitrios Charisiadis, Director Product- / Project- / Processmanagement ICPN / RFID, Germany, HARTING Technology Group, Dimitrios.Charisiadis@HARTING.com Além do certificado PROFINET e aprovação UL, os switches Ha-VIS Fast Track da HARTING também já foram certificados pela fundação independente DNV. Isso amplia a área de aplicação da tecnologia do FTS para redes em aplicações marítimas. Desde que a ABB aprovou o uso do FTS em suas aplicações de procedimentos, todas as subsidiárias da ABB são igualmente autorizadas a usar essas opções em suas aplicações. Os Switches FTS da HARTING tornam possível priorizar quadros de tempo crítico de Ethernet a fim de garantir uma rede determinística. O FTS funciona com comunicação Ethernet padrão e não requer nenhum hardware especial nas unidades finais. As características de prioritização da tecnologia do FTS combinados com a utilização de o modo de comunicação cut-thorugh padrão asseguram um melhor desempenho da rede. Stefan Willby Engenheiro de Certificação IIT ABB AB, Suécia Certificação Industrial de TI envolve a verificação da conformidade com os requerimentos System 800xA da ABB. O System 800xA é o sistema de controle líder mundial em processo para a maior variedade de procedimentos. A infraestrutura básica que é para ser usado com o System 800xA, como switches, roteadores, servidores e estações de trabalho, podem ser certificada para IIT. Esta estabelece as bases para a funcionalidade plugar e produzir, que permite aos nossos clientes reduzir seus custos operacionais e obter um melhor desempenho do sistema e a redução do risco com maior segurança. A vantagem mais significativa para os clientes finais é que um produto testado está disponível e confirmado para trabalhar no ambiente 800xA. 15
tec.news 23: Aplicações Mundiais Homem e máquina andam de mãos dadas FlexIRob@HARTING Os sistemas de assistência de colaboração estão se tornando cada vez mais difundidos: Em um primeiro teste de campo, pesquisadores da Universidade de Bielefeld investigaram a colaboração direta entre homens e robôs. Funcionários da HARTING programaram um inovador braço robótico controlado por força, que foi então usado para executar tarefas.» Christian Emmerich, doctoral student & research assistant at the Institute for Cognition and Robotics (CoR-Lab), Bielefeld University» Dr.-Ing. Agnes Swadzba*, holds a faculty staff position as postdoctoral researcher in the Applied Informatics group, Bielefeld University (*Contact person: aswadzba@techfak.uni-bielefeld.de) O robô como mão amiga Sistemas de assistência, permitindo a colaboração homem-robô mais próxima, estão se tornando cada vez mais importantes na produção industrial. Ao apoiar os seres humanos em processos de montagem, eles podem simplificar fluxos de trabalho, prevenir riscos à saúde, como problemas de articulações e costas, e aumentar a eficiência, impedindo falhas. 1 Flexirob um braço robótico Flexível e interativo Pesquisadores do Instituto para Cognição e Robótica na Universidade de Bielefeld estão operando o FlexIRob, um protótipo de sistema de assistência robótica, que consiste em uma versão mais leve do 7-DOF KUKA IV, com sensores de força e de aprendizagem inteligente e software de controle, que foi desenvolvido em Bielefeld. Como o sistema tem sete juntas, existem muitas possibilidades diferentes para se mudar para um ponto específico ou para mover-se ao longo de uma determinada trajetória. Por meio da capacidade de redundância, conformidade e de aprendizagem, o sistema é capaz de utilizar a interação física para aprender movimentos especiais ou posições favoráveis na área de trabalho dos seres humanos. estudo de interação na Harting No estudo de interação realizado no Grupo de Tecnologia HARTING, a equipe FlexIRob avaliou este tipo de interação homem-robô. O estudo investigou a operação intuitiva e a treinabilidade do sistema por usuários não-especialistas e aceitação avaliadas de um braço robótico treinável pelos participantes. Um total de 49 funcionários das áreas de montagem e produção da planta Espelkamp treinou o braço robótico em um ambiente com obstáculos. Estes correspondem a outras máquinas ou objetos em um ambiente real. Os colaboradores então mostraram ao braço um caminho neste ambiente, onde teria que percorrer automaticamente. Isto corresponde à tarefa atual, por exemplo, de transporte de objetos da esquerda para a direita. Apenas um dos dois grupos de teste foi auxiliado pelo sistema FlexIRob para manter uma posição favorável do braço que tinha sido definida, aprendendo as condições ao redor. A equipe da Universidade de Bielefeld agora quer utilizar os resultados obtidos para desenvolver ainda mais o sistema FlexIRob. O feedback dos funcionários HARTING foi extremamente positivo. A tarefa de mostrar ao braço robótico um determinando caminho em um ambiente com obstáculos teve um desempenho geralmente melhor e mais rápido quando o robô usou as informações que tinha aprendido a partir do ambiente. Reconfiguração: um colaborador HARTING testa o sistema FlexIRob para aprender posturas úteis em um local de trabalho restrito. Jogo do Fio : um colaborador HARTING demonstra um movimento especial ao braço robótico 1 Este estudo é parte do experimento Model-free Flexible Trajectory Generation (MoFTaG) financiado pela UE no âmbito ECHORD (European Clearing House for Open Robot ics Development, www.echord.info). 16
tec.news 23: Aplicações Mundiais Eficiência energética em movimento KUKA é sinônimo de tecnologia inovadora na automação robótica em processos de produção industrial. A extensão da inovação e liderança em tecnologia está resultando em uma otimização contínua de soluções, na eficiência, na precisão e no uso de energia razão suficiente para uma estreita colaboração com o Grupo de Tecnologia da HARTING. As novas tendências em questões de eficiência energética estão no centro da discussão entre KUKA e HARTING. O que faz deste rolamento se tornar o mais energeticamente eficiente no desenvolvimento da tecnologia robótica? Os produtos do futuro devem ser econômicos e particularmente, de baixa emissão. O fato de que quantidades consideráveis de energia estão sendo consumidas na produção, liberando emissões no processo, está aparecendo cada vez mais no radar do público. Em setembro de 2011, se viu portanto a Comissão Europeia, no Roteiro para uma Europa de Recursos Eficientes, pedir por medidas para ampliar a responsabilidade dos fabricantes para o ciclo de vida de seus produtos. O projeto de eficiência energética da mecânica do robô e a seleção dos materiais utilizados influenciam de muitas maneiras diferentes sobre a eficiência energética e o equilíbrio ecológico de todo o sistema. O peso morto da mecânica do robô foi reduzido em mais de 12 % com seleção específica dos materiais utilizados em linha com compatibilidade ecológica e pela substituição de ligas de alumínio por um baixo balanço de CO 2 juntamente com o inovador ferro fundido nodular de aço (permitindo paredes consideravelmente mais finas). Menos massa em movimento requer menos energia. Alta qualidade de mecanismos de engrenagem com uma perda por atrito muito baixa, e o uso de motores Estabelecendo novos padrões: A série KR QUANTEC da KUKA mais eficientes garantem um consumo otimizado ao longo da vida útil do sistema. Além disso, uma nova tecnologia de drive com uma calibração automática e energeticamente otimizada de conversores e motores garantem um consumo ideal ao utilizar o sistema do robô para todas as sequências de movimento. Juntamente com um planejamento de rotas e novos comandos de consumo energeticamente otimizadas, o consumo de energia em movimento foi reduzido em até 30 % em comparação com o sistema anterior (dependendo da aplicação). Tendências como miniaturização, seleção de materiais / matérias-primas e modularidade / flexibilidade também es- 17
tec.news 23: Aplicações Mundiais tão se tornando cada vez mais importantes em tecnologias de conexão. Estes são os elementos tópicos em robótica? E como podem os produtos e soluções da HARTING apoiar esta tendência? Tendo em vista as diretivas do ERP de Bruxelas para eficiência energética, uma atenção especial deve ser dada para emissões de CO 2 na seleção de materiais e na escolha de matérias-primas. Como o fabricante do sistema de robô, nós damos grande importância para a sustentabilidade e, portanto, a compatibilidade ambiental, de nossos sistemas robóticos. Os componentes do Grupo de Tecnologia HARTING utilizados no sistema do robô são capazes de satisfazer nossas altas exigências. Isso significa que eles também estão contribuindo para a melhoria da emissão de CO 2 dos robôs KUKA. Para nós, é um investimento no futuro para que não sofram o destino da lâmpada convencional, que foi vítima das diretivas emitidas pelo ERP em Bruxelas. No KR QUANTEC, tem havido algumas soluções de conectividade recém-integradas da HARTING. Quais são, neste contexto, os benefícios para KUKA resultantes desta colaboração de muitos anos? Na KUKA KR QUANTEC, abordamos a integração de um conector compacto na mecânica do robô, juntamente com a HARTING. O resultado foi um conector multifuncional que foi capaz de substituir totalmente a caixa de junção de grandes dimensões. Também em estreita colaboração com a HARTING, a exigência de transmissão de dados CAT 5 com tamanhos de conectores existentes foi validada e trazida até a fase de preparação da produção. A necessidade de espaço para os conectores necessários para a operação do robô foi minimizada com sucesso, para que mais espaço esteja disponível para a interface com o cliente. Além de apenas o robô, novas soluções conjuntas surgiram para aplicações, tais como os pacotes de mangueira para a carroceria automotiva, que estão totalmente equipadas com a infraestrutura de soluções HARTING. O Plug & Play é um elemento chave de benefício para o cliente. Como os seus clientes finais se beneficiam em relação à montagem, instalação e serviço? A exigência de trocar os cabos, incluindo conectores, em pacotes de mangueira de forma rápida e sem retirar os conectores beneficia os clientes. Além disso, na personalização dos pacotes de mangueira, não há necessidade de encaixar os conectores após a alimentação do cabo. Isto representa uma enorme economia de tempo de preparação, e também os cabos pré-inspeccionados simplificam a aceitação final. O novo robô KR Agilus de pequeno porte, e a versão mais leve LBR, vangloriam-se da sua simplicidade, tamanho compacto e flexibilidade. Além disso, eles são sinônimos de inovação em termos de sistemas de sensores e tecnologia de controle. A conectividade é resolvida de forma compacta ainda que de forma relativamente simples, com novas interfaces. Por que uma redução até o elemento essencial é tão importante aqui? O novo KR Agilus da KUKA: compacto, rápido, preciso Uma equipe criando valor agregado: robô KR QUANTEC carregando e descarregando em uma máquina operatriz CNC 18
tec.news 23: Aplicações Mundiais Energeticamente eficiente e multitalentoso: O robô KUKA da KR QUANTEC com capacidade de cargas de 90-300 kg e faixas de 2500-3900 mm Dado ao pouco espaço de conexão no robô, uma interface compacta e amigável para o cliente na base robô tinha que ser implementadas para esses projetos. Uma vez que os importantes parâmetros elétricos precisavam até o momento de grandes conectores, era necessário projetá-los utilizando um design menor. O excelente trabalho de consulta do Grupo de Tecnologia HARTING e verificações efetuadas pelo laboratório de ensaio mostram que agora somos capazes de implementar requisitos elétricos com tamanhos de conectores menores. As interfaces da base do robô para suas operações e também as interfaces com os clientes são sensivelmente harmonizadas agora em ambos projetos. Seus robôs estão no trabalho em todo o mundo. Após a variada gama de sistemas Fieldbus, sistemas preferred também surgiram para comunicação Ethernet nas respectivas regiões. Os EUA são sinônimos de Ethernet IP por exemplo, enquanto PROFINET é o favorito na Europa. A funcionalidade de comutação do Grupo de Tecnologia HARTING pode suportar ambos os sistemas como uma plataforma de comunicação de base sem trocar o hardware. Que papel esta questão da abertura desempenhará no futuro para os sistemas de comunicação utilizados no contexto dos mercados globais? Nos últimos anos temos visto o desenvolvimento da comunicação fieldbus na automação de redes de campo clássicas como Interbus, PROFIBUS e DeviceNet usado anteriormente através de protocolos baseados em Ethernet. Tem se concentrado o desenvolvimento em dois dialetos. PROFINET e Ethernet/IP estão dominando o mercado de automação de uma forma cada vez maior. Os dois protocolos de comunicação fazem exigências diferentes da tecnologia de switch. Em colaboração com a HARTING foi a intenção da KUKA Robotics para encontrar uma solução conjunta para os dois dialetos. A abordagem aberta no desenvolvimento da tecnologia de switch HARTING foi voltada para o mercado global, sem clara especificação de qualquer um dos fornecedores de maior dimensão do controlador. O FTS 3100 e o mcon 3080 da HARTING nos deram a oportunidade de aceitar perfeitamente ambos perfis exigidos com uma tecnologia única de switch. Isto habilitou o teste e a liberação de sobrecarga para uma série de switches de serem reduzidos para dois. Esta concentração em apenas dois switches nos deu a capacidade para integrar esta tecnologia ao sistema de controle KUKA. Isso nos permite oferecer aos clientes diagnósticos abrangentes e opções de configuração, independentemente do protocolo de comunicação utilizado. 19
tec.news 23: Aplicações Mundiais Estabilizadores de Rede Móvel A revolução energética reivindica novas tecnologias para armazenamento e fluxos bidirecionais de energia e troca de dados com a demanda de conectividade confiável e tecnologia de transmissão de dados. Os carros elétricos também podem contribuir para a estabilidade da rede de energia. A HARTING fornece as tecnologias essenciais.» Veit Schröter, Business Development Manager E-Mobility, Germany, HARTING Technology Group, Veit.Schroeter@HARTING.com As previsões dos fornecedores de energia garantem que cada vez mais do total de energia consumida será na forma de energia elétrica. Uma razão para esta importante tendência é a transição para veículos elétricos no futuro, que é acompanhada pela necessidade de fontes renováveis de energia. Vento, sol, biomassa e água são esperados para formar a espinha dorsal. Este desenvolvimento vem sendo promovido intensivamente: em 2020, 30 % da eletricidade da Alemanha já deve vir a partir de energias renováveis. Um dos componentes mais importantes da revolução da energia renovável é o desenvolvimento de tecnologias autosuficientes e custo de armazenamento eficiente que permitirá que as energias renováveis, particularmente a partir do sol e do vento, possam ser introduzidas na rede, mais precisamente, adaptados ao consumo de energia real. Se essa etapa falhar, há um risco de flutuações de energia que ameacem a segurança do abastecimento. A adoção da e-mobilidade corresponde à necessidade de uma enorme expansão da capacidade de armazenamento de energia. Baterias em veículos elétricos podem desempenhar um papel fundamental aqui. Cerca de um milhão de veículos elétricos devem estar em uso na Alemanha em 2020. Assumindo uma potência média da bateria de 15 kwh, isto significa um total de cerca de 15 GWh, com cerca de um quarto disponível como a capacidade de estocagem. Um volume de fornecimento notável, que corresponde a cerca de 40 % da energia disponível na Alemanha a partir de usinas hidroelétricas, que são particularmente utilizados como fontes de energia reguladoras para estabilização da rede. A demanda por energia regulada é crescente enquanto as energias renováveis são mais desenvolvidas. Os veículos Sistemas de transmissão inteligentes e conectividade são necessárias, a fim de fornecer energia no lugar certo na hora certa. elétricos podem ser alimentados com a mesma rapidez e de forma seletiva como usinas hidrelétricas e, consequentemente, são adequados para atuar como reguladores de fontes de energia para a estabilização da rede. Para tais cenários de utilização, no entanto, os veículos elétricos devem ter uma boa conexão à rede para que a energia 20