Uma vez que uma máquina e sua aplicação IHM estão operacionais, mesmo um ajuste menor pode ter grandes conseqüências. Linhas de produção inteiras são interrompidas enquanto o desenvolvedor de software - que teve que fazer uma viagem adicional para a chamada - tenta fazer o software da máquina funcionar novamente. Uma maneira eficaz de evitar que os custos de manutenção fiquem fora de mão é com software modular. Aplicações cujas funções são encapsulados em elementos modulares são consideravelmente mais fáceis e menos dispendiosas para manter.
"Ao longo da vida útil de uma máquina", explica Wolfgang Portugaller, chefe de arquitetos de sistemas da B&R, "você gasta muito mais com a adaptação e manutenção do software do que você gastou para desenvolvê-lo em primeiro lugar." No topo dos custos diretos para coisas como chamadas de serviço no local, os custos secundários podem juntar-se rapidamente quando uma máquina ou linha inteira precisa ser desligada, ou quando uma atualização de software apresenta novos erros no sistema. Em suas tentativas de reduzir o custo total de propriedade, os OEMs estão buscando maneiras de tornar o software mais fácil e menos dispendioso de manter.
Arquitetura de software moderna
As arquiteturas de software mais avançadas de hoje tornam possível desacoplar o aplicativo IHM da lógica de controle da máquina. "As soluções IHM convencionais estão estreitamente interligadas com a aplicação da máquina", explica Portugaller. "Isso significa que se você quiser mudar para o controle de lógica, você também terá que atualizar a aplicação IHM. Por outro lado, se você redesenhar a interface do usuário para ser mais amigável, você também terá que adaptar a lógica de controle. "
Para exibir o valor de uma determinada variável de processo, por exemplo, a variável em si muitas vezes seria vinculada diretamente ao elemento da interface do usuário correspondente. E isso não é problema nenhum - contanto que a máquina funcione inalterada por 20 anos. "Infelizmente, isso quase nunca acontece", diz Portugaller. As variáveis de processo são renomeadas; As telas da interface do usuário são reorganizadas; Novos usuários são adicionados. Mesmo um pequeno ajuste pode muitas vezes exigir uma quantidade surpreendente de reprogramação.
Uma maneira de aliviar esse problema é seguindo o princípio de design de software de separação de preocupações (SoC). No contexto do software IHM, o SoC significa manter uma clara separação entre o layout das telas da UI e os dados a serem exibidos nelas.
Troca de dados via OPC UA
"Aplicamos rigorosamente este princípio a todos os aspectos da nossa nova solução mapp View IHM", explica Portugaller. Para comunicação entre as aplicações de controle e IHM, o mapp View depende do padrão independente OPC UA. Para exibir um valor de temperatura, por exemplo, o aplicativo IHM não consulta a variável de processo na aplicação de controle, mas sim o valor fornecido pelo servidor OPC UA no controlador da máquina.
Potencial para erros reduzido
"As vantagens deste tipo de arquitetura tornam-se particularmente evidentes," observa Portugaller, "quando chega a hora de reutilizar um dos componentes, construir uma nova variante da máquina ou implementar mudanças durante a manutenção." Para modificar o intervalo de valores de uma variável de processo - mesmo que seja exibida em 10 telas de interface do usuário diferentes - basta fazer a alteração uma vez no servidor OPC UA. Isso praticamente elimina potenciais erros de copiar e colar ou de instâncias negligenciadas.
Há também um benefício muito importante ao usar OPC UA. Ao invés de simplesmente dados brutos, ele também fornece informações contextuais na forma de metadados. Para uma variável de temperatura, isso significa que você recebe não apenas um valor numérico, mas também as unidades físicas que você precisa para interpretá-lo, portanto, não há chance de erros de conversão. As unidades podem ser alteradas com um simples clique ou toque na tela da interface do usuário, independentemente de quais unidades são usadas no aplicativo de controle.
Wolfgang Portugaller, Chefe de Arquitetos de Sistemas, B&R
Alterar os setpoints com segurança
A capacidade de transmitir limites de valor também é muito útil. A interface do usuário imediatamente alerta os operadores caso eles insiram um valor de ajuste fora do intervalo permitido, portanto, não há necessidade de consultar o aplicativo de controle explicitamente. Se um técnico de manutenção adiciona um novo refrigerante, os pontos de ajuste no aplicativo de controle são ajustados automaticamente e o servidor OPC UA no controlador da máquina fornece automaticamente os dados alterados para o aplicativo IHM.
Gerencie facilmente o acesso
"Os direitos de acesso são outro tópico importante relacionado com as mudanças no ponto de ajuste", acrescenta Portugaller. Informações sobre quais funções são permitidas para alterar quais valores são incluídos junto com os metadados do OPC UA. O sistema de gerenciamento de funções da B&R facilita a definição e o gerenciamento de funções, níveis de acesso e usuários. "Em tempo de execução, você está livre para adicionar usuários e atribuir-lhes um papel sempre que quiser. Não há necessidade de fazer mudanças no próprio sistema de gerenciamento de papéis."
A B&R introduziu pela primeira vez o mapp View nas Unidades IPS SPS de 2015. A solução IHM é um componente opcional do software de engenharia do Automation Studio que está disponível com a Versão 4.2.5 LTS ou superior. Os clientes-piloto vêm usando o mapp View há cerca de um ano e as primeiras máquinas já estão sendo usadas e mantidas. "Nossos clientes estão entusiasmados com a facilidade de manutenção do software que o mapp View proporciona." diz Portugaller. "Eles ficam surpresos ao ver quão grande impacto pode ter a arquitetura de seu software IHM sobre o custo total de manutenção de suas máquinas e equipamentos."
Autor: Stefan Hensel