Caso de uso: LoRaWAN na indústria.

Os diferentes setores e instalações industriais têm pouco em comum, uma fábrica de componentes automóveis e uma farmacêutica ou de food&beverage regem-se por normas e necessidades bastante diferentes. No entanto, em todas elas se continua a procurar a melhoria contínua do seu processo e aumentar o grau de automatização ao menor custo possível.

Um dos caminhos utilizados para isso tem sido o uso de tecnologias de comunicação sem fios. Não é estranho encontrar redes Wifi numa fábrica, mas já o é que tenha um uso alargado.

As redes Wifi em OT nunca tiveram uma grande aceitação, o seu baixo alcance e pouca imunidade ao ruído representam um problema insuperável. Da mesma forma, a sua capacidade de transmissão (MB/s) é útil para se conectar com PLCs e controladores, mas desnecessariamente grande e dispendiosa energeticamente para implementar iniciativas IIoT. Atualmente, grande parte das iniciativas deste tipo são rejeitadas por serem demasiado complexas de realizar – requerem a instalação massiva de modems por toda a fábrica – ou demasiado dispendiosas – necessitariam que a equipa de manutenção estivesse constantemente a trocar as baterias dos dispositivos -.

LoRaWAN, em contrapartida, é uma tecnologia que foi concebida desde o princípio para permitir a realização de iniciativas IIoT. As suas características tornam-na idónea para este cenário, já que com uma única antena – ou duas em instalações muito grandes – já se pode dar cobertura a toda uma instalação, o seu baixo consumo garante que as baterias possam durar anos, a segurança e encriptação das mensagens é nativa e a sua funcionalidade de ADR permite garantir a comunicação inclusive nos cenários mais complexos.

As possibilidades de uso são muitas. Neste artigo, comentamos cinco aplicações de uso genérico, úteis para qualquer tipo de indústria:

1 – Acompanhamento do processo.

O grande alcance de LoRaWAN e o seu baixo consumo permitem instalar um conjunto de instrumentação ou sensorização que permite conhecer muito melhor o estado atual da sua manufatura ou processo. É evidente que os sensores indispensáveis já estão instalados, mas não os que, sem serem imprescindíveis, também podem fornecer informações muito úteis. Por exemplo, controla-se a temperatura de todos os tanques ou de tantos pontos frios quanto se desejaria?

2 – Manutenção preventiva e preditiva.

O primeiro passo para a manutenção preventiva é saber o estado atual da sua maquinaria. O exemplo clássico é a vibração de um motor ou o ruído que faz, até agora era inviável instalar em todos eles um sensor, agora já não. Além disso, todos estes novos dados vão permitir que as ferramentas de manutenção preditiva gerem cenários, alertas e estudos muito mais precisos, prevendo muito melhor o que vai acontecer.

3 – Gestão energética.

Cada vez mais se estão a utilizar em fábrica sistemas EMS para fazer um controlo do seu gasto energético. Por não se ter pensado desde o início, muitas vezes não se tem conhecimento ao detalhe do consumo de cada linha elétrica e suas divisões, mas apenas se tem a de um conjunto de linhas. Atualmente, já existem contadores que podem retransmitir o seu consumo (atual ou acumulado) via LoRaWAN. Além disso, se quiser conservar os que já estão instalados, também existem opções para ler destes o seu valor – via Modbus RTU tipicamente – e transmiti-lo via LoRaWAN ao sistema.

4 – Monitorização ambiental.

LoRaWAN também permite monitorizar o ambiente interior da fábrica, não tanto por temas de resíduos ou controlo de gases emitidos para o exterior – tudo isso tem mais sentido sensorizá-lo fora da fábrica – mas para poder detetar fuga de derrames nos tanques, emissão de gases nocivos, climatização nas diferentes áreas ou um ponto tão crítico e difícil de controlar como a legionelose – permite assegurar que os tanques e tubagens são purgados acima ou abaixo da temperatura indicada para assegurar a salubridade do ar condicionado -.

5 – Coordenação com os elementos anexos à fábrica.

Elementos anexos como são os armazéns ou as instalações exteriores. No final, a produção e produtividade não dependem unicamente do que acontece entre as paredes da fábrica, mas também é necessário conhecer e melhorar tudo aquilo que afeta o processo em questão.

No entanto, é preciso ter consciência de que, para poder explorar as possibilidades de LoRaWAN, tudo aquilo que se instalar na fábrica deve ser completamente interoperável com os sistemas de monitorização e controlo já existentes. Se a arquitetura e os dispositivos estiverem bem escolhidos, não vai ser complicado integrar todos estes novos equipamentos. Para isso, o mais comum é utilizar um Gateway que tenha a capacidade de traduzir os Payloads provenientes dos dispositivos para o protocolo MQTT – e fazer o mesmo, mas com o caminho inverso -. Se o sistema de controlo não tiver a capacidade de comunicar via MQTT, poderão ser utilizadas ferramentas como KEPServerEX ou OPC Router para enviar esses dados para todas as aplicações necessárias, seja para o SCADA, para bases de dados, para plataformas IoT, para sistemas Big Data ou inclusive diretamente para o ERP.

Se tiver interesse em conhecer mais as diferentes aplicações LoRaWAN que podem melhorar a sua fábrica e o quão fáceis são de testar e instalar, não hesite em entrar em contacto connosco.