Dominando Alta Disponibilidade para Sistemas de Controle Industrial Modernos

Hoje em dia, garantir alta disponibilidade de sistemas de controle de máquinas industriais é uma necessidade básica. A quarta revolução industrial, ou Indústria 4.0, apresenta grandes desafios na manufatura ou prestação de serviços, incluindo otimização de operações, sistemas mais flexíveis, mais inteligentes, mais disponíveis.

Do que depende a disponibilidade de um sistema de controle e como é medida?

Entendemos disponibilidade como a chance de um sistema realizar seu trabalho satisfatoriamente quando necessário. Em outras palavras, é a proporção de tempo em que um sistema pode realizar seu trabalho sem nenhuma falha. É expressa com valores percentuais maiores que 99,9%. Disponibilidade = MTBF / (MTBF+MTTR), onde MTBF é o tempo médio entre falhas e MTTR é o tempo médio para reparo. Isso significa que qualquer coisa que limite essa capacidade de realizar sua função subtrairá desta porcentagem. Essas falhas podem ocorrer como resultado de falhas de hardware, software e infraestrutura. Além disso, tempo de inatividade programado para realizar manutenção e/ou atualizações de sistema deve ser levado em conta.

Exemplo de cálculo de disponibilidade para sistemas de controle industrial

Vamos tomar como referência o cálculo em um período anual.

Por que a indústria exige alta disponibilidade?

Negócios industriais geralmente solicitam infraestrutura robusta e segura, com CLPs, backups, automações, SCADAs e todo tipo de servidores.

Na verdade, de acordo com a Lei de Proteção de Infraestruturas Críticas (2011), é essencial que sistemas SCADA tenham alta disponibilidade, incluindo, entre outros, gestão de mudanças e backup de ativos de automação como CLPs, SCADAs e HMIs.

Em outras palavras, se seu negócio tem um sistema de produção complexo e robusto, você pode muito bem exigir alta disponibilidade para otimizar tempo de inatividade e interrupções de serviço. De acordo com um estudo da Price Waterhouse Cooper intitulado "Oportunidades e desafios da internet industrial": A base da quarta revolução industrial é a disponibilidade de toda informação relevante em tempo real, que é alcançada conectando todos os elementos envolvidos na cadeia de valor.

Como melhorar a disponibilidade de um sistema de controle?

Existem pontos essenciais para garantir que a disponibilidade de um sistema seja melhorada:

1. Redundância de componentes. Este é um dos melhores métodos para aumentar disponibilidade em caso de perda de visibilidade ou desligamento de controle. Redundância de componentes elimina pontos únicos de falha, reparando, substituindo ou recuperando de uma falha sem pausar a operação.
2. Design de rede. A rede é um sistema de alta disponibilidade que precisa ser gerenciada o tempo todo. É por isso que interrupções de rede não planejadas representam outro ponto potencial de falha para sistemas de alta disponibilidade. Para isso, a criação de uma estratégia de rede redundante será vital para evitar possíveis incidentes.
3. Diagnósticos. Ser capaz de diagnosticar elementos do sistema de controle será a chave para detecção precoce de possíveis falhas de produção.
4. Virtualização. Ter sistemas operacionais e plataformas que reduzem a dependência de software em hardware ao executar ajudará a reduzir restrições ao longo da vida do sistema.
5. Hot swapping. Hot swapping é a única maneira de garantir alta disponibilidade em uma linha de produção. Ou seja, quando qualquer equipamento precisar ser substituído, deve ser feito sem afetar o processo de produção, restaurando a redundância naquele ponto.
6. Mudanças online. Para garantir alta disponibilidade, os sistemas devem permitir adição, modificação ou melhoria da configuração de hardware e software sem parar a instalação.
7. Manutenção preditiva. Manutenção preditiva é uma das técnicas que podem ajudar empresas da indústria a aumentar a disponibilidade de seus equipamentos. Baseada na aplicação de tecnologias de Machine Learning, permite antecipar possíveis mau funcionamento destes equipamentos. Dessa forma, ação pode ser tomada antes que ocorram, minimizando possíveis impactos na produção.

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