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Abstract:
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É um fato que produção e processos de automação estão se tornando cada vez mais inseparáveis em quase todos os ambientes de manufatura. Na competição atual das empresas procura-se produzir uma gama de produtos com pequenos ciclos de inovação, que sejam curtos, contínuos e rapidamente implementados. Além disto, o incremento da complexidade nos processos industriais requer um tempo de resposta cada vez mais curto, seja devido a variações na demanda, sazonalidades, abastecimento ou tendências do mercado. Portanto os pontos críticos referentes á implementação de um novo processo precisam ser mensurados no fator tempo e custo. Uma forma de abordar esta problemática é através da virtualização destes sistemas automatizados, permitindo que tarefas de um ambiente real possam ser simuladas em um ambiente virtual. Assim o fator custo e tempo poderão ser reduzidos, mensurados e simulados enquanto paralelamente o ambiente real está em operação. Com esta abordagem é possível previamente remover erros, simular falhas e novos cenários, bem como melhorar a qualidade do processo e segurança. Atualmente a Siemens AG é o maior conglomerado de engenharia na Europa e evidentemente se encontra dentro da esfera do problema abordado. Suas principais áreas de atuação são: Indústria, Energia e Medicina, sendo que em Erlangen localiza-se um dos seus principais escritórios ligados ao setor industrial, dos quais se podem destacar os segmentos de Automação Industrial, Drivers, Tecnologia para construção, Soluções para indústria e Mobilidade. Diante deste desafio a Siemens em Nuremberg construiu uma máquina piloto em conjunto com a Festo1 para estudar as possibilidades da virtualização, bem como usá-la para outros projetos pertinentes a sua área de atuação. A máquina, chamada Athene, é uma fábrica hibrida de aprendizado que ocupa um espaço enxuto, mas que desempenha todas as funções elementares de um sistema automatizado de produção. Por se tratar de uma máquina hibrida pode assumir diversos formatos para se adaptar ao processo, permitindo assim uma gama maior de aplicação e estudo. O foco da Athene é ensinar processos básicos presentes em indústrias farmacêuticas e alimentícias. De modo que aprendizes venham adquirir conhecimento prático em programação, automação e documentação de fábrica por meio da tecnologia de controle de temperatura, nível de enchimento, pressão e fluxo de bombas e válvulas. Um dos exemplares da Athene está em Erlangen no Setor Industrial I CS EH BB e é chamada de Backbone Factory, pois foi customizada para atender melhor as necessidades dos trabalhos desenvolvidos nesta divisão. Esta monografia examina as possibilidades da virtualização de uma das estações da Backbone Factory, onde um modelo tridimensional foi construído utilizando o software Tecnomatix Plan Simulation desenvolvido pela Siemens para modelar, simular, analisar, visualizar e aperfeiçoar sistemas e processos de produção como o fluxo de material e logística. O CLP2 que controla esta estação no ambiente real é simulado através dos programas S7-PLCSIM e WinCC Flexible Runtime. A conexão do CLP simulado com o ambiente virtual é feita via OPC-Interface3, sendo possível testar o código para esta estação no ambiente virtual criado. |
