Node-Red Para Automação: Conceitos e Aplicações

O uso do Node-Red para automação revoluciona os processos industriais, oferecendo uma plataforma visual que simplifica o desenvolvimento de aplicações complexas e integrações robustas.

Neste artigo, vamos explorar e entender o que é o Node-Red, suas funcionalidades e aplicações, e, além disso, como essa poderosa ferramenta pode ser utilizada para automação industrial.

O que é Node-Red?

Node-Red é uma poderosa ferramenta de programação visual de código aberto, desenvolvida pela IBM. Além disso, ela permite conectar e automatizar dispositivos de hardware, APIs e serviços online.

Com uma interface gráfica intuitiva, os usuários podem criar fluxos de trabalho conectando blocos (nodes), o que facilita o processamento de dados, a interação com sistemas e o controle de dispositivos.

Consequentemente, essa flexibilidade torna o Node-Red uma solução destacada para automação, particularmente em ambientes industriais que exigem a integração de diversas tecnologias.

Principais Funcionalidades do Node-Red

A versatilidade do Node-Red é sua grande força. Ele se adapta a uma ampla gama de aplicações dentro e fora da automação industrial, como:

  • Integração Ágil de Sistemas: Ideal para desenvolver soluções rápidas onde a comunicação direta entre sistemas é dificultada por falta de compatibilidade nativa.

  • Prototipagem de IoT e Automação: Facilita a criação de protótipos para testes e validações antes da implementação em larga escala, reduzindo riscos e custos.

  • Automatização de Tarefas Repetitivas: Reduz a necessidade de codificação manual intensiva, permitindo economias de tempo e recursos significativos.

  • Monitoramento em Tempo Real: Oferece dashboards personalizados que possibilitam a visualização e análise de dados em tempo real, garantindo tomadas de decisão informadas.

  • Modernização de Sistemas Legados: Expande a conectividade de sistemas antigos, permitindo que se comuniquem com novas tecnologias e plataformas modernas.

Exemplos de uso do Node-Red em Automação Industrial

Monitoramento Contínuo e em Tempo Real: Com o Node-Red, é possível configurar a coleta de dados de sensores e dispositivos industriais em tempo real, possibilitando o monitoramento contínuo de máquinas.

Isso garante que as equipes sejam alertadas rapidamente sobre falhas ou necessidades de manutenção preventiva, minimizando interrupções e perdas de produtividade.

    Integração Eficiente com Sistemas SCADA: O Node-Red funciona como um intermediário eficaz, integrando diferentes sistemas SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) com outras plataformas, como ERPs e bancos de dados.

    Isso promove uma troca de informações mais eficiente, otimizando a operação industrial.

      Automatização Inteligente de Processos: O Node-Red permite a automação de fluxos de dados e comunicação, como a integração de sistemas de pedidos online com controladores lógicos programáveis, transformando dados de pedidos em variáveis de processo de forma automática e precisa.

        Conectividade com IoT na Indústria 4.0: No cenário de Indústria 4.0, o Node-Red é uma ferramenta fundamental para conectar dispositivos IoT, permitindo a comunicação entre sensores, atuadores e sistemas de controle.

        Essa conectividade é essencial para a criação de um ambiente de produção inteligente e integrado.

          Aplicações de Realidade Aumentada: A integração de dados do chão de fábrica com APIs que suportam aplicações de realidade aumentada abre novas possibilidades.

          Operadores podem visualizar parâmetros críticos de máquinas sem precisar se aproximar fisicamente, usando interfaces intuitivas e conectadas, o que otimiza a segurança e a eficiência operacional.

            Como Node-Red está simplificando a integração

            No contexto industrial, o Node-Red destaca-se por sua capacidade de integrar múltiplas tecnologias e simplificar processos de automação.

            Além disso, sua interface visual amigável permite integrar APIs, gerar dashboards para análise de dados e conectar tecnologias para disparar alertas, enviar e-mails ou notificações automáticas baseadas em decisões de manufatura.

            Ademais, o Node-Red pode ser utilizado para integrar dados industriais com aplicações de inteligência artificial, consequentemente, permitindo decisões mais rápidas, precisas e eficientes.

            Além disso tudo, ele também possibilita a automatização de tarefas administrativas, como o preenchimento de planilhas online.

            Como Baixar o Node-Red

            A instalação do Node-Red é simples e pode ser realizada em diversas plataformas, como Windows, macOS e Linux. Segue um guia básico:

            1. Instalação Node.js: O Node-Red é construído em cima do Node.js, portanto, a primeira etapa é instalar o Node.js no seu sistema. Isso pode ser feito baixando o instalador diretamente do site oficial do Node.js.

            1. Instalação do Node-Red: Com o Node.js instalado, use o npm (Node Package Manager) para instalar o Node-Red globalmente com o comando:

                    npm install -g –unsafe-perm node-red.

            1. Execução do Node-Red: Após a instalação, inicie o Node-Red digitando node-red no terminal. A interface do Node-Red abrirá automaticamente em seu navegador, geralmente acessível via http://localhost:1880.

            1. Instalação de Nodes Adicionais: O Node-Red permite adicionar nodes via seu gerenciador de pacotes, expandindo a integração com diversos serviços e dispositivos.

            Considerações Finais

            O Node-Red se consolida, sem dúvida, como uma ferramenta indispensável na automação industrial moderna, proporcionando não apenas flexibilidade, mas também facilidade de uso e uma capacidade de integração poderosa.

            Além disso, para aqueles que buscam conectar sistemas, automatizar processos e, ao mesmo tempo, implementar novas tecnologias de forma eficiente, o Node-Red certamente é uma escolha acertada.

            Além disso, com sua instalação simplificada e uma forte comunidade de suporte, você pode começar a utilizá-lo rapidamente em seus projetos. Dessa forma, você estará impulsionando a inovação e a produtividade em sua operação industrial.

            Se você quer aprender a aplicar o Node-Red para automação industrial, confira nosso curso de automação industrial clicando aqui!

            Ademais, para obter mais informações sobre Node-Red e ter acesso a fórum e documentações direto na íntegra, clique aqui.

            TIA Portal V19 : Confira suas Novidades e Atualizações

            A mais recente atualização do TIA Portal V19 da Siemens trouxe diversas novas funcionalidades para otimizar e aprimorar sua experiência com o software.

            Explore as principais inovações desta versão e descubra como elas podem transformar e potencializar seus projetos de automação.

            O Que É o TIA Portal V19?

            O TIA Portal (Totally Integrated Automation Portal) é a plataforma da Siemens para desenvolver soluções integradas de automação.

            A versão V19 traz avanços que aumentam a eficiência, flexibilidade e integração dos sistemas.

            Se você trabalha, gere ou busca se capacitar em programação de CLP, configuração de IHM ou qualquer aspecto da automação industrial, esta atualização é essencial para você.

            Novidades em Programação de CLP

            Melhorias no Controle PID e Novas Instruções 

            A atualização não só trouxe a nova instrução “Filter_Universal” para CLP’s S7-1500, mas também aprimorou a capacidade de ajuste de frequências.

            Este filtro digital configurável permite ajustar a transmissão ou atenuação de frequências específicas, o que é crucial para ajustes finos em processos industriais.

            Além disso, a versão 3.0 do PID_Compact agora oferece um ajuste de deadband (zona morta), o que contribui para a redução de interferências e ruídos, consequentemente aumentando a eficiência do sistema.

            Por fim, a instrução “Random” foi adicionada, sendo especialmente útil para simulação de cenários e testes, bem como para funções específicas em processos industriais.

            Acesso Simbólico Durante o Tempo de Execução

            A nova função “Symbolic access during runtime” permite que aplicativos externos acessem tags no programa PLC em tempo real.

            Isso é útil para aplicações IHM e funções OPC UA, com suporte a tipos de dados struct e STRING/WSTRING, tornando o gerenciamento e a comunicação de dados mais eficazes.

            Avanços na Configuração de Hardware

            Suporte Expandido para CPUs

             A versão V19 do TIA Portal trouxe suporte para novas CPUs, como as S7-1500 Compact CPUs 1511C-1 PN e 1512C-1 PN.

            Essas CPUs oferecem até 70% mais memória de programa e 100% mais memória de dados, além de melhorias no desempenho de comunicação, com aumentos de aproximadamente 1,6 vezes para OPC UA e 2,3 vezes para OUC.

            Gestão Uniforme de Usuários e Segurança

            A atualização também trouxe melhorias na gestão de usuários para as CPUs S7-1500, introduzindo novos recursos para comunicação PG/HMI, servidor web e OPC UA.

            Além disso, o registro de segurança agora conta com uma memória separada para logs de segurança e oferece suporte a sistemas de monitoramento externos, o que aumenta significativamente a segurança no chão de fábrica.

            Essas melhorias garantem uma gestão mais eficaz dos dados e maior proteção contra falhas e acessos não autorizados, reforçando a confiabilidade dos sistemas industriais.

            Indústria 4.0 e Integração TI-TA

            Uma das grandes novidades do TIA Portal V19 é a integração com o Visual Studio Code (VSCode), que aprimora significativamente a interação entre TI e automação.

            Com essa atualização, o VSCode agora pode ser utilizado como ambiente de desenvolvimento para scripts no WinCC Unified, aproveitando sua robustez e popularidade. Embora sutil, este update melhora a Indústria 4.0 ao oferecer uma conexão mais fluida entre programação de CLP e aplicações industriais.

            Além disso, o VSCode expande as possibilidades de integração entre TI e automação, permitindo o uso de diversas linguagens e frameworks. Isso é essencial para a implementação de novas tecnologias em ambientes industriais.

            Por exemplo, com Inteligência Artificial (IA), é possível realizar análises em tempo real, prever falhas e otimizar processos, tornando-os mais eficientes e inteligentes. O VSCode ainda oferece funcionalidades incríveis, como gerar relatórios, enviar e-mails com dados importantes, criar dashboards e preencher planilhas.

            Além disso, Machine Learning e visão de máquina podem ser integrados para otimizar decisões e monitorar o desempenho das máquinas com mais eficiência. Com isso, diagnósticos mais precisos, antecipação de falhas e maior segurança nos processos são alcançados, sem a necessidade de múltiplos sensores ou câmeras estáticas.

            Graças ao aprendizado de máquina, o processo pode identificar e corrigir erros em produtos, gerando notificações e informações detalhadas sobre o problema utilizando apenas câmeras.

            Essa conexão aprimorada entre o TIA Portal e o VSCode reforça o compromisso com a Indústria 4.0, onde a integração entre Tecnologia da Informação e automação é essencial para fábricas e processos 4.0.

            Ao utilizar o VSCode, os profissionais podem integrar aplicações de maneira mais eficaz, acelerar o desenvolvimento e garantir que as soluções de automação atendam às crescentes demandas de uma indústria cada vez mais conectada.

            Considerações Finais

            Com as novas funcionalidades do TIA Portal V19, a Siemens reafirma seu compromisso com sempre manter seu software atualizado e trazendo o que há de mais novo na automação industrial, tudo em apenas um software, oferecendo ferramentas que aumentam a eficiência, segurança e flexibilidade dos sistemas de controle.

            Se você trabalha com programação de CLP, configuração de IHM ou outros aspectos da automação, a atualização para o TIA Portal V19 é a escolha ideal para seus projetos.

            Gostou do que viu e quer se aprofundar mais? Explore o universo da Siemens e da programação avançada do TIA Portal Clicando Aqui .

            Aula de CLP do Básico ao Prático Gratuito

            Nesse artigo você verá uma aula de CLP do básico ao prático com simulador gratuito.

            Você verá como sua programação pode ser simples, rápida e fácil de fazer, mesmo que você seja iniciante.

            Veja conceitos básicos e práticos sobre CLP, seu funcionamento e sua programação.

            Você pode acompanhar esse conteúdo também no vídeo abaixo.

            CLP definição

            O termo “CLP” (Controlador Lógico Programável) é um equipamento que se parece com o cérebro humano

            Ele (assim como nosso cérebro) armazena informações enviadas por sensores externos.

            Esses sensores enviam impulsos elétricos ao CLP e podem ser substituídos por outros tipos de sensores conforme a necessidade, como pressostatos ou botões, por exemplo.

            A programação do CLP consite em, basicamente, na escrita de códigos em linguagens de programação específicas para controlar dispositivos que estão contectados a ele.

            Sendo assim, o programador carrega esses códigos no CLP e ele executa para controlar dispositivos e equipamentos.

            Lógica de Programação em Ladder

            Sabemos que a programação em Ladder é uma das mais utilizadas na área industrial.

            Porque, ladder é uma linguagem visual e fácil de entender, e se parece muito com um diagrama elétrico.

            Aliás, a origem da linguagem ladder, vem dos diagramas elétricos.

            Passo a passo Prático com CLP

            Vamos simular uma chave seletora conectada ao CLP que liga/desliga um motor que movimenta uma esteira.

            Abaixo vemos as instruções para esse projeto:

            • Uma entrada digital do CLP é energizada quando a chave seletora está na posição “on”, o que indica ao CLP para ligar o motor.
            • Uma saída digital é energizada pelo CLP para acionar um contato que liga o motor fisicamente.
            • Ao colocar a chave seletora na posição “on”, o motor liga imediatamente e após 10 segundos a esteira também liga. Após mais 10 segundos, o motor desliga automaticamente.
            • Para religar, é necessário colocar a chave seletora na posição “off” e depois voltá-la para “on”.

            Como Funcionam as Entradas e saídas no CLP

            Para essa lógica serão usadas entradas e saídas digitais.

            A entrada é representada por uma chave aberta no esquema elétrico, ou seja, um contato NA e está no endereço físico do CLP %I0.0. Essa é nossa chave seletora.

            Enquanto que, a saída digital %Q0.7 está fisicamente conectada a um contator, responsável por movimentar o motor.

            Software de programação gratuito para CLP

            Vamos usar o Machine Expert Basic da Schneider – se quiser saber como baixar, CLIQUE AQUI.

            Criando a lógica de programação

            Em primeiro lugar, abra o software.

            Perceba que aparece uma configuração de segurança, porém, deixe inativo.

            Clique em “Aplicar”.

            Agora, na aba “Configuração”, vamos configurar o hardware (mesmo sendo uma simulação).

            Selecione o CLP de sua escolha e arraste. Aqui, escolhi o TM221M16R.

            E então, adicione os seguintes componentes aos degraus :

            • 1 contato NA

            • 1 Bobina

            Atribua nome e endereço conforme figura abaixo. Contato NA = %I0.0 e bobina = %M0.

            Sendo assim, agora adicione uma nova linha.

            Nesse ponto adicione um temporizador do tipo TON.

            E acaso queira saber mais sobre os elementos básicos mais utilizados em programação de CLP, CLIQUE AQUI.

            Continuando, pré configure o temporizador para 10 segundos.

            Por favor, lembre-se de colocar a base de tempo na unidade de segundos.

            Então adicione um contato normal aberto com endereço %M0 (auxiliar liga) e conecte ao IN do contador. 

            Depois adicione ao final da linha uma bobina com endereço %M1 (auxiliar contador).

            Agora crie mais uma linha e adicione um contato normal aberto com endereço %M0 (auxiliar liga) e adicione ao final da linha uma bobina com endereço físico %Q0.7 (liga motor).

            Para que o descritivo operacional seja respeitado, precisamos inserir um componente que desligue o motor passado os 10 segundos do temporizador.

            Sendo assim, insira um contato normal fechado na linha após o contato normal aberto.

            O endereço será o %M1 que é referente à bobina do temporizador.

            Simulando a lógica

            Antes de mais nada, clique sobre o botão Iniciar o Simulador e veja sua lógica funcionando.

            Dessa forma irá aparecer uma janela que é referente ao PLC que você escolheu.

            Agora clique para “Iniciar o controlador”.

            Clique em “OK”.

            Então, para testar sua lógica, clique sobre o número “0” na coluna “IN”.

            Assim, o temporizador começará a contar o tempo, e após 10 segundos irá desenergizar a bobina, o que fará com que o motor seja também desligado.

            Após o tempo decorrido, o motor foi desligado automaticamente.

            Conclusão

            E então, você fez uma automatização para ligar e desligar um motor com um tempo predeterminado, que nesse caso, aciona uma esteira.

            Perceba que existem inúmeras possibilidades e necessidades de automação dentro da área industrial.

            E como conseguimos, em poucos passos, criar uma lógica para acionar um motor automaticamente após um período de tempo.

            Capacitação Profissional em CLP

            Se você tem interesse em aprender a programar CLP´s e criar as mais variadas lógicas para automação de processos…

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            Bye!

            Como Baixar (Download) Siemens TIA Portal v18

            O Download do Tia Portal Siemens v18 com melhorias e novas funções ficou disponível em Novembro de 2022.

            Muitos profissionais estavam ansiosos aguardando este lançamento com suas melhorias e novidades.

            Se você quer saber mais sobre o TIA Portal Siemens, CLIQUE AQUI.

            Antes de mais nada, para fazer logo o Download, clique no link abaixo para download diretamente do site da Siemens:

            Quais CLPs e IHMs são compatíveis

            Em primeiro lugar, se você não sabe, TIA Portal significa “Totally Integrated Automation Portal”. Este software é fornecido pela Siemens, ou seja, o TIA Portal v18 pode ser utilizado para programação de PLCs das linhas S7-1200/1500 e S7-300/400 e ele também possui softwares de programação HMI para o painel Simatic e software SCADA.

            Requisitos de Hardware para Instalação

            A Siemens recomendou o hardware para instalar e utilizar  o download do TIA Portal v18 conforme abaixo:

            Processador (CPU): Intel® Core™ i5-8400H (2,5 GHz até 4,2 GHz)

            Memória: Mínimo 8 GB. Recomendado 16 GB ou 32 GB para grandes projetos.

            Disco rígido: Mínimo de 50 GB de espaço de armazenamento livre do (SSD)

            Rede 1 Gbit (para multiusuário)

            Monitor: Tela Full HD de 15,6″ (1920 x 1080 ou mais)

            Requisitos do Sistema Operacional para Instalação

            A Siemens também recomendou o Software Sistema Operacional conforme abaixo:

            Windows 10 64-bit Home Versão 21H1/21H2 (Apenas para edições básicas)

            A versão Windows 10 de 64 bits versão profissional 21H1/21H2

            O Windows 10 64-bit Enterprise Versão 2009/20H2/21H1/21H2/

            Também o Windows 10 Enterprise LTSC de 64 bits 2016/2019/2021

            Windows 11 (64 bits) Home/Pro/Enterprise Versão 21H2

            Windows Server (64 bits): Versão 2016/2019/2022 Standard (instalação completa)

            Plataformas de virtualização suportadas

            VMware vSphere Hypervisor (ESXi) 6.7 ou superior

            A versão VMware Workstation 12.5.5 (somente WinCC)

            O VMware Workstation 15.5.0 ou superior

            VMware Player 12.5.5 (somente WinCC)

            VMware Player 15.5.0 ou superior

            Microsoft Hyper-V Server 2019 ou superior

            Compatibilidade com outros produtos e sistemas operacionais

            Projetos a partir do TIA Portal V13 SP1 podem ser atualizados diretamente para V18, porém a atualização de projetos de versões de projeto anteriores (V11 – V13) é realizada com base nos produtos TIA Portal (por exemplo, STEP 7) usados ​​no projeto na versão V13 SP1 ou V13 SP2 (última atualização recomendada).

            Da mesma forma, os projetos criados com o TIA Portal V13 SP1 a V17 são atualizados com o TIA Portal V18, porém, se você precisar editar um projeto TIA Portal v13 SP1 a V17, a princípio recomendamos uma instalação adicional do software correspondente para TIA Portal V18.

            Da mesma forma, a configuração de hardware e o código do programa do STEP 7 V5.4 SP5 ou superior podem ser migrados diretamente para um projeto TIA Portal V18 com o STEP 7 V18.

            Simulador de PLC PLCSIM V18

            Você pode baixar o simulador de PLC no link abaixo:

            Outras Versões do TIA Portal

            Você pode também se interessar em versões mais antigas do TIA Portal, seja como for, vou deixar disponibilizado aqui logo abaixo:

            Eu particularmente instalei o TIA Portal v18 aqui e já comecei a ver algumas diferenças e alguns recursos bem interessantes. Caso você também encontre alguma mudança significativa para você, comente aqui o que mais você gostou.