O tema da Indústria 4.0 apresenta novos desafios para a comunicação de dados: tempos de transmissão curtos, alta disponibilidade, tempo real e, acima de tudo, alta confiabilidade são mais importantes do que nunca. As redes devem ser monitoradas para detectar sinais de vulnerabilidades em tempo hábil, de preferência antes que ocorra um mau funcionamento. Componentes de infraestrutura de alto desempenho, como switches que monitoram a qualidade da rede, ao mesmo tempo que armazenam dados e visualizam, e geram alertas, desempenham um papel importante nesse contexto, por exemplo, em modernos centros logísticos omnichannel.

A Puma, uma das marcas líderes mundiais de calçados esportivos, vestuário e acessórios, investiu em um novo armazém central europeu, que entrou em operação em abril de 2021. Convenientemente localizado na A3, perto de Würzburg, o site Geiselwind agora atende a vários canais de distribuição e atende pedidos provenientes de toda a Europa. Isso é possível graças à intralogística eficiente e altamente automatizada do novo armazém central, que foi fornecida pelo grupo austríaco TGW (TGW Logistics Group), especialista em intralogística, com sede em Marchtrenk, Áustria.

Sistema Shuttle com elevadores de alto desempenho

A peça central da solução é o sistema Stingray Shuttle, com mais de 700.000 locais de armazenamento, que guarda e recupera mercadorias novas e devolvidas em bandejas que facilitam o manuseio dos produtos de forma totalmente automática e abastece as estações de trabalho de coleta manual. O comprimento total do sistema de transporte energeticamente eficiente, que liga todas as áreas, é superior a 21 km. Vinte e quatro elevadores, de alto desempenho, com uma ou duas mesas elevatórias móveis independentes, garantem a correta alocação dos carros nos níveis individuais do rack para se chegar aos locais de armazenamento com máxima eficiência.

Como todos os outros componentes do sistema de intralogística no armazém central, os elevadores também se comunicam com o controlador de nível superior via PROFINET. Essa comunicação deve ser segura e confiável para garantir que a tecnologia de armazém altamente automatizada funcione adequadamente e sem que haja tempo de inatividade não programado. Mesmo as menores anomalias devem, portanto, ser detectadas para que erros “reais” não ocorram em primeiro lugar. Esta tarefa é realizada nos elevadores por switches da especialista em rede Indu-Sol. Os PROmesh P9s cuidam do monitoramento da rede e do aplicativo. Dependendo do número de mesas elevatórias, de dois a três desses “gerentes inteligentes” estão agora em uso em cada elevador. Graças às suas dimensões de apenas 105 mm de altura, 49 mm de largura e 122 mm de profundidade, os switches, projetados para montagem em trilho DIN, cabem facilmente no gabinete de controle dos elevadores, que também devem ser projetados da forma mais compacta possível.

Gerentes inteligentes poderosos 

Muitos foram os motivos para a escolha. Thomas Wimmer, gerente de Projetos da R&D Smart Mechatronics, aponta os mais importantes: “O PROFINET foi essencial para nós porque, por exemplo, os sistemas de câmeras nos guindastes também o usam para se comunicar. Devido aos comprimentos dos cabos, um requisito especial para nós era que as correntes de perda também fossem medidas”. Essas correntes de equalização de potencial, que entram nos dispositivos através da blindagem das linhas de dados, podem causar irregularidades no tráfego de dados. Para evitar isso, um circuito de medição integrado na chave monitora permanentemente essas correntes e armazena os valores, incluindo a curva de frequência, caso sejam excedidos.

A medição contínua em todo o espectro de frequência (20 kHz) e o registro de valores médios (medição RMS) e picos também permitem rastrear as causas e as correlações entre os distúrbios EMC. Caso essa corrente de perda exceda os valores limites predefinidos, o que representaria um perigo para a comunicação livre de interferências, um aviso direcionado é emitido.

“Igualmente importante foi a exibição com precisão de milissegundos da carga da rede. Aqui, conseguimos identificar detalhadamente os picos de carga de curto prazo. Soma-se a isso a ampla faixa de temperatura de operação dos dispositivos. Isso nos permite usar os mesmos switches para projetos em áreas de refrigeração, por exemplo”, continua Thomas Wimmer. Mas, o switch tem ainda mais a oferecer: Ele atende aos requisitos da Classe B de conformidade PROFINET e atende aos rigorosos requisitos de EMC. Além disso, é compatível com uma variedade de recursos úteis de gerenciamento, como IGMP snooping, VLAN, QoS, SNMP e possui quatro filas de prioridade por porta.

Interface orientada ao usuário e gerenciamento de alertas

Além dessas funções, o switch oferece uma interface de operação orientada ao usuário. A interface da web exibe a atribuição da porta e informações importantes sobre o seu status diretamente na página inicial e as visualiza claramente nas cores dos semáforos para o operador do sistema. Por exemplo, além da disponibilidade básica e detecção de vizinhos de uma porta, a carga da rede, descartes e erros são registrados, permanentemente comparados com os valores de disparo predefinidos, e são emitidos avisos, caso haja necessidade.

O gerenciamento de alertas por meio de um contato sem potencial, por e-mail, consulta à central SNMP ou diretamente ao CLP garante o aviso oportuno da falha. Todas as irregularidades são documentadas internamente e registradas como uma foto. "As informações claramente apresentadas são extremamente benéficas para o nosso pessoal de manutenção e reparos", acrescenta Thomas Wimmer. "As medidas de manutenção preventiva são fáceis de implementar e os funcionários também sabem imediatamente o que precisa ser feito". O fabricante de artigos esportivos pode se concentrar em seus processos principais enquanto os técnicos do TGW no local trabalham proativamente na manutenção e no aperfeiçoamento contínuo do sistema.

Comissionamento perfeito

O comissionamento dos switches nos elevadores ocorreu sem problemas. “A Indu-Sol nos forneceu um suporte muito competente, mesmo quando posteriormente precisamos de um novo recurso na assinatura da mensagem, para otimizar ainda mais o procedimento”, lembra Thomas Wimmer. Portanto, não é surpresa que a colaboração continue. Em todos os projetos em que os elevadores de alto desempenho serão usados no futuro, os switches PROmesh P9 desempenharão seu papel como “gerenciadores de rede”. Talvez o novo PROmesh P10 também entre em jogo aqui; apesar de ter o mesmo tamanho, também monitora permanentemente a qualidade das linhas conectadas, para tornar visível o desgaste físico das linhas da rede.

- PROFIBUS & PROFINET International (PI)