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Field Device Integration – descubra o que é e quais os problemas solucionados através dele

Entenda o conceito do Field Device Integration, suas principais características e quais os benefícios gerados para a comunicação entre dispositivos dentro de um ambiente industrial

Como bem sabemos, uma planta industrial apresenta diversos dispositivos distintos para a execução de um processo.

Para haver um melhor aproveitamento do mesmo e um maior nível de gerenciamento, é necessário que haja a comunicação entre os dispositivos e uma extração eficiente dos dados gerados por eles.

Porém, essa tarefa é impossibilitada quando os dispositivos não possuem o mesmo tipo de comunicação. E essa é uma situação muito comum quando se tratam de fabricantes diferentes.

Em um cenário como esse, os dispositivos serão como duas pessoas que falam idiomas distintos. Por mais que tentem trocar informações, não há compreensão e nenhuma conclusão é obtida.

Em uma planta industrial, dados preciosos como os relacionados a desempenho e manutenção podem ser perdidos e comprometer o processo devido à comunicação ineficiente.

Foi pensando em solucionar esse problema que o Field Device Integration (FDI) foi desenvolvido. Através do mesmo é possível integrar os dispositivos e sistemas de automação em um processo de forma mais simples e padronizada.

No post de hoje vamos abordar pontos importantes para a compreensão do Field Device Integration, sendo eles:

  • O que é FDI;
  • Histórico;
  • Arquitetura;
  • Características;
  • Benefícios.

Continue lendo e entenda como o FDI impacta a indústria e seus dispositivos.

O que é Field Device Integration?

O Field Device Integration pode ser definido como uma solução para integração de dispositivos e sistemas de automação em processos industriais.

O FDI é uma tecnologia padronizada internacionalmente. Ele surgiu para simplificar a instalação, manutenção e comunicação entre sistemas, aumentando ao máximo a interoperabilidade entre eles.

No Field Device Integration, o modelo cliente-servidor do OPC UA é aplicado para padronizar a troca de dados dentro do cenário industrial, independente do fornecedor do dispositivo em questão.

Um processo que antes possuía centenas de arquivos para conter as informações de todos os dispositivos de uma planta, agora utiliza apenas um arquivo e garante o fornecimento eficiente de dados.

Uma de suas principais aplicações é na gestão de ativos das indústrias. Os dados do processo podem então ser disponibilizados tanto para setores, como engenharia e manutenção, quanto para cloud computing.

Essa aplicação permite o controle de acesso, análise online do processo, avaliações do desempenho de dispositivos, gerenciamento dos dados e melhorias nas atividades realizadas.

Histórico

A comunicação em rede dentro do ambiente industrial gerou a necessidade da criação de um meio para acesso dos dados gerados ao longo do processo. Mas calma, o FDI não veio logo em seguida.

Em 2003, a Fieldbus Foundation, a HART Communication Foundation e a Profibus Nutzer Organization formaram o EDDL Cooperation Team (ECT). O objetivo era desenvolver uma especificação comum para visualização dos dados industriais. Em 2004 a OPC Foundation também se juntou ao grupo.

A primeira proposta foi baseada em DD/EDDL, e surgiu ainda em 2004. Porém, a linguagem textual utilizada mostrava-se um fator restritivo para diagnósticos do processo.

Já em 2009, inicia-se a utilização de FDT/DTM. A restrição dessa vez passou a ser a dependência para com o COM/DCOM do Windows e a variação das DTM de acordo com os fabricantes.

Após isso, em 2015, surge então o FDI. Agora, a comunicação dos dispositivos é unificada, independente de planta ou fabricante.

Arquitetura do Field Device Integration

Mas como o FDI consegue obter os dados do processo e realizar sua integração de forma padronizada?

Isso ocorre graças à sua arquitetura dividida em FDI Packages, FDI Clients, FDI Servers e FDI Communication Server. O conjunto desses três últimos elementos também é conhecido como FDI Host.

FDI - Arquitetura

FDI Packages

FDI Package é o modo no qual o fornecedor de um dispositivo provem as informações sobre o mesmo ao sistema.

O FDI Package coleta em um módulo único todas as informações e ferramentas necessárias exigidas pelo fornecedor sobre determinado dispositivo.

Além disso, é um sistema independente. Isso significa que todos os dispositivos fornecerão o mesmo PDI Package para todos os sistemas.

Estão contidos no FDI Package:

  • Device Definition: definição principal do dispositivo em questão usado por um FDI Server para criar o Information Model;
  • Business Logic: garante a integridade do modelo de informação;
  • User Interface Description: Interface do usuário que é processada por um FDI Client através de um UID Interpreter;
  • User Interface Plug-In: Interface opcional hospedada por um FDI Client.

Destes, apenas o Device Definition e o Business Logic são usados exclusivamente pelo FDI Server.

Já User Interface Description é processado pelo FDI Server e transferido para o FDI Client. Esses três componentes são plataformas independentes.

FDI Client

O FDI Client realiza a interpretação e processamento dos conteúdos descritivos que são entregues via Information Model do FDI Server. Porém, a interpretação da parte EDD de um FDI Package é feita apenas no FDI Server.

FDI Clients também hospedam o User Interface Plug-ins, citado anteriormente.

FDI Server

O FDI Server fornece o acesso de informações ao FDI Clients sobre Device Instances e Device Types, independente de onde essas informações estejam armazenadas. As mesmas podem ser fornecidas via OPC UA.

O Information Model é responsável por especificar as entidades que podem ser acessadas em um FDI Server, como propriedades e operações que podem ser executadas.

O FDI Server também deve apoiar todos os elementos provenientes do FDI Package.

FDI Communication Server

O FDI Server sabe de modo inerente como se comunicar com os dispositivos através do hardware de comunicação nativo. Mas além disso, um FDI Communication Server pode ser utilizado como uma forma de estender os dispositivos com os quais o FDI Server pode se comunicar.

Características do Field Device Integration

O FDI traz consigo uma série de características que norteiam o seu funcionamento. Algumas delas são:

  • Padrão único de troca de dados;
  • Extensão das funções realizadas, sem que haja a perda das funções já existentes;
  • Escalável devido a possibilidade de crescimento contínuo à medida que as necessidades do processo também vão aumentando;
  • Unificação da troca de dados já que todos se comunicam através de um único canal;
  • Interconectividade através da troca de dados entre os equipamentos de um processo;
  • Interoperabilidade com a possibilidade de troca de informações entre fabricantes distintos.

 

Benefícios do Field Device Integration

Através do que já foi explicado, fica fácil perceber que essa solução veio para beneficiar os processos industriais e auxiliar na aquisição de melhores resultados em uma planta.

Um dos benefícios mais observados é a simplificação na utilização dos dados e funções de um dispositivo. Fato que reduz problemas de interoperabilidade, situação comumente enfrentada antes do FDI.

O seu uso também é simples e tem sempre a mesma aparência, independente do dispositivo aplicado.

No FDI ainda é percebido um acesso transparente ao dispositivo, colaborando para integrações eficazes com ERPs e MES.

O hosts do FDI também demonstram compatibilidade independente da versão que apresentarem, assim como suportam hosts baseados em EDD e FDT.

Conclusão

Chegamos ao final do post e através dele pudemos compreender melhor o Field Device Integration, desde seu conceito e características até os benefícios gerados.

Mais do que padronizar a troca de dados, o FDI veio para tornar essa atividade mais simples e eficiente.

E então, ficou claro como o FDI atua na indústria? Caso tenha ficado alguma dúvida, é só encaminhá-la para o meu e-mail, paula.andrade@logiquesistemas.com.br. Ficarei feliz em te ajudar!


Postado por Ana Paula Andrade

Um pouco sobre o autor (a): Graduanda em Engenharia de Produção que caiu por um acaso no mundo do marketing digital.


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