Os sensores desempenham um papel fundamental na indústria de manufatura há muitos anos, mas, recentemente, têm enfrentado desafios como ruído no sistema, atenuação de sinal e dinâmica de resposta.

No entanto, a integração da computação local e da Internet das Coisas (IoT) tem transformado esses sensores convencionais em sensores inteligentes, capazes de realizar cálculos complexos localmente, dentro de um módulo de sensor. Além de suas capacidades aprimoradas, esses sensores inteligentes se tornaram incrivelmente compactos, sendo alguns do tamanho de uma borracha de lápis, e altamente flexíveis, podendo ser fixados em equipamentos de difícil acesso e até mesmo em máquinas potencialmente perigosas, transformando máquinas volumosas em tecnologia de ponta. Essa convergência de funções de sensoriamento e processamento de sinais está redefinindo o cenário dos sensores na automação industrial.

Definição de Sensores Inteligentes na Automação Industrial

Para uma definição precisa, recorremos a um especialista da Honeywell Industrial, um fabricante de sensores inteligentes. Tom Griffiths, Gerente de Produto da empresa, define a tecnologia da seguinte forma:

“Sensores inteligentes são dispositivos microprocessadores que incluem recursos como capacidade de comunicação e diagnóstico embarcado, fornecendo informações a um sistema de monitoramento ou operadores para aumentar a eficiência operacional e reduzir custos de manutenção.”

Além disso, os sensores inteligentes apresentam cinco características adicionais:

1. Condicionamento de sinal que preserva a integridade e garante isolamento em ambientes industriais adversos.
2. Uso do poder de processamento local para processar e interpretar dados, tomar decisões com base em parâmetros físicos medidos e comunicar essas decisões.
3. Estabelecimento de condições de limite sem necessidade de intervenção humana.
4. Ativação de alarmes em caso de falhas e melhoria na eficiência do processamento.
5. Conformidade com várias normas de comunicação, como Wi-Fi, Bluetooth e ZigBee.

Três Principais Benefícios dos Sensores Inteligentes na Indústria de Automação

Além do tamanho compacto, que permite que os sensores inteligentes sejam instalados em locais de difícil acesso, o que realmente entusiasma as empresas de automação industrial são as perspectivas de maior lucratividade, satisfação do cliente, expansão de mercado e ativos mais produtivos. Os sensores inteligentes oferecem três benefícios-chave que ajudam a alcançar esses objetivos:

1. Monitoramento das Condições de Equipamentos e Ambiente

Antigamente, determinar quais peças precisavam de substituição e quais exigiam manutenção era um jogo de adivinhação que resultava em ineficiências e perda de produtividade. A alternativa era esperar até que uma máquina superaquecesse ou quebrasse, o que poderia atrasar os cronogramas de produção e, em casos extremos, causar acidentes e lesões. Com os sensores inteligentes, esse problema é coisa do passado. Esses sensores são aplicados em toda a cadeia de suprimentos, coletando dados constantemente e monitorando as condições dos equipamentos em tempo real. Isso fornece aos operadores uma visão completa das atividades. Os sensores inteligentes monitoram uma ampla gama de condições, incluindo temperatura, velocidade, peso, falhas operacionais, mudanças nas operações e movimento de objetos, entre outras. Além disso, eles podem até mesmo monitorar os níveis de oxigênio e a frequência cardíaca dos funcionários, contribuindo para um ambiente de trabalho mais seguro.

2. Melhoria e Automatização da Logística e do Gerenciamento de Ativos

Equipados com GPS, os sensores inteligentes podem rastrear a localização de ativos, veículos, estoque e até mesmo pessoas. Os dados coletados são usados para rastrear remessas, localizar frotas de veículos e muito mais. Além disso, os fabricantes podem usar esses dados para prever e confirmar quando os ativos entram e saem de armazéns, centros de distribuição e lojas de varejo. Os sensores inteligentes também emitem notificações quando um ativo não está no local esperado, o que alerta os fabricantes sobre possíveis problemas na cadeia de suprimentos. Além disso, eles auxiliam no controle de estoque, notificando sistemas de armazenamento automatizado quando há necessidade de reposição de estoque.

3. Controle de Custos de Energia e Conformidade com Regulamentações da Indústria

Os sensores inteligentes têm a capacidade de controlar o uso de energia em larga escala, proporcionando aos fabricantes uma maneira eficaz de combater o aumento dos custos de energia. Além disso, eles ajudam as empresas a atender às rigorosas regulamentações de uso de energia impostas à indústria de manufatura. Embora sensores de movimento em residências e escritórios tenham economizado energia ao acender e apagar as luzes com base na atividade, os sensores inteligentes representam um avanço significativo. Eles permitem que os fabricantes monitorem e controlem temperaturas e atividades no chão de fábrica e em centros de distribuição, proporcionando economia de energia em grande escala.

Gerenciamento de Dados dos Sensores Inteligentes na Automação Industrial

Todos os sensores têm a capacidade de coletar, armazenar e monitorar dados, mas os sensores inteligentes vão além, oferecendo uma visão abrangente dos seguintes aspectos:

1. Contexto – Para aproveitar os dados coletados, é importante considerar os fatores contextuais, como carimbos de data e hora, coordenadas GPS, condições climáticas e informações relevantes sobre máquinas, ativos e veículos.
2. Relevância – Os dados coletados precisam estar alinhados com os objetivos da empresa, impactando positivamente a eficiência operacional ou reduzindo riscos à satisfação do cliente.
3. Comunicação – Os dados devem ser transmitidos para outra máquina, geralmente por meio da internet ou de uma intranet, para registro, armazenamento e organização. A segurança dos dados é fundamental quando se trata de informações sensíveis.
4. Análise – Os dados brutos, por si só, têm pouco valor. Eles precisam ser agregados e analisados para identificar anomalias ou pontos de dados que indiquem problemas que requerem atenção.
5. Ação – A verdadeira eficácia dos dados é alcançada quando eles podem acionar ações específicas, economizando tempo e recursos, além de garantir que as respostas adequadas sejam iniciadas sem intervenção humana.

Os sensores inteligentes, em combinação com a Internet das Coisas, estão revolucionando a forma como os fabricantes coletam dados e se comunicam. Isso não apenas resulta em melhores produtos produzidos de forma mais eficiente, como também torna a tecnologia acessível a empresas de todos os tamanhos.