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Análise e Desenvolvimento de Subsistemas de Comunicação e Processamento de Dados para Integração e Supervisão de Processos de Soldagem
Autor: Gustavo Luis de Sousa
Data: 13/04/2018, 09h00min
Local: Auditório da Mecânica - Bloco A - EMC/CTC/UFSC - Campus Universitário Trindade, Florianópolis/SC
Orientador: Prof. Régis Henrique Gonçalves e Silva, Dr. Eng.
Coorientador: Dr. Eng. Cleber Marques
Resumo:
Os desenvolvimentos tecnológicos atuais vêm acontecendo em escala exponencial ao ponto de as máquinas serem enxergadas como peças inteligentes dentro de um grande sistema de produção. Essa é uma das características da Indústria 4.0 que integrando Internet of Things (IoT), Internet of Services (IoS), Big Data e virtualização têm influenciado não somente a maneira como a produção industrial acontece, mas também como são desenhados os modelos de negócio da indústria. Na soldagem, esses avanços vêm se constituindo principalmente na integração de subsistemas como sensores, robôs, supervisório, fontes de energia, etc., com o objetivo de se obter resultados de solda íntegros, operações seguras, documentação fiel e rastreabilidade do processo. Neste contexto, o LABSOLDA vem realizando diversos avanços em inovações nacionais e executando projetos de P&D, que inclusive, envolvem empresas dos setores tanto de petróleo e gás como também de máquinas e equipamentos. O SISASOLDA é um desses projetos, o qual este trabalho é inserido, e conta como interveniente a empresa IMC Soldagem, spin-off do LABSOLDA, que tem contribuído com seus produtos na área de fontes de energia e de robótica, possibilitando a criação de sistemas avançados de soldagem. Nesse meio, o objetivo deste trabalho é estabelecer uma abordagem para a integração e supervisão de processos de soldagem em equipamentos nacionais utilizando redes de comunicação cabeada, também considerando e avaliando tecnologias sem fio acerca de suas capacidades e limitações com foco em sistema fonte de soldagem-robô manipulador. Esses sistemas, predominantemente microprocessados, demandaram um embasamento multidisciplinar envolvendo áreas como mecânica, elétrica, eletrônica e TIC (tecnologia da informação e comunicação) que foi substancialmente exigido nas produções dos resultados tanto em nível de hardware, pelo desenvolvimento de circuitos e modificações eletrônicas, quanto em nível de firmware e software. Como resultados do trabalho, obteve-se a geração de bibliotecas e ferramentas para a comunicação em rede de microprocessadores STM32F4 Discovery utilizando-se do protocolo Ethernet em conjunto a LwIP. Também foram avaliados os protocolos ZigBee e Wifi para comunicação sem fio, além do desenvolvimento de um software de supervisão, denominado Connect, que permitiu controle e acesso aos dados das fontes de soldagem da IMC. Não obstante, para o funcionamento, ainda que parcial, da comunicação em rede de fontes ainda não atualizadas tecnologicamente com o microcontrolador STM32F4 Discovery, foi desenvolvimento e implementado um Gateway Ethernet, que tem por função permitir a comunicação via rede com as fontes de soldagem por meio do atual protocolo de comunicação RS-232 disponível. Alguns resultados ainda foram implementados em projetos especiais e da empresa IMC que pode validar industrialmente os recursos desenvolvidos.
Palavras-chave: Indústria 4.0; Ethernet; Light Weigth IP; ZigBee; Supervisório