Atualização de CLP da Linha de Fabricação no Vietnã | SENTRADO
Um case de sucesso detalhado da solução de automação industrial da SENTRADO, entregando resultados mensuráveis para operações de fabricação no Vietnã.
Contexto do Projeto & Objetivos
Uma empresa de manufatura em crescimento na província de Binh Duong, no Vietnã, contratou a SENTRADO para atualizar o sistema de controle de sua linha de produção principal, que operava com uma plataforma legada de CLP há mais de 12 anos. O sistema antigo utilizava protocolos de comunicação proprietários que não podiam ser integrados ao novo sistema de execução de manufatura (MES) da empresa, impedindo o monitoramento da produção em tempo real, o rastreamento de qualidade e a análise de eficácia geral dos equipamentos (OEE).
A linha de produção realiza montagem, teste e embalagem automatizados de componentes de eletrônicos de consumo, com tempos de ciclo medidos em segundos. O controlador legado, embora funcional, carecia de poder de processamento para o controle de movimento avançado exigido por um novo sistema de manuseio de alta velocidade, e sua rede proprietária tornava impossível conectar leitores de código de barras, sistemas de visão e outros dispositivos inteligentes necessários para os recursos da Indústria 4.0.
A SENTRADO entregou uma migração completa do sistema de controle para controladores Siemens S7-1200 com uma espinha dorsal de rede PROFINET, permitindo integração perfeita com o MES, novo hardware de controle de movimento e um sistema abrangente de HMI/SCADA para visibilidade da produção. A migração foi concluída durante uma parada programada de produção de duas semanas, com todos os sistemas validados antes da retomada da produção total.
Problemas que Tivemos que Resolver
1. Incompatibilidade de Protocolos
O CLP legado utilizava um protocolo serial proprietário que não conseguia se comunicar com redes industriais modernas. A integração com o MES exigia conectividade OPC UA, e o novo sistema de visão e os leitores de código de barras suportavam apenas PROFINET e EtherNet/IP.
2. Requisitos de Controle de Movimento
Um novo sistema pick-and-place de alta velocidade exigia coordenação precisa de movimento multi-eixo com sincronização em nível de microssegundos, além da capacidade do controlador legado. O cliente necessitava de PROFINET IRT (tempo real isócrono) para controle de movimento determinístico.
3. Janela Mínima de Parada
A linha de produção opera seis dias por semana com alta utilização. O cliente só pôde dispor de uma parada de duas semanas para a migração completa, incluindo instalação, cabeamento, verificação de programação e validação de produção.
4. Lacunas no Rastreamento de Produtos
Sem o rastreamento baseado em código de barras, a fábrica não conseguia rastrear unidades individuais através do processo de montagem. Problemas de qualidade eram detectados apenas no teste final, dificultando a identificação da causa raiz dos defeitos ou a implementação de ações corretivas.
5. Visibilidade do OEE
O gerente da fábrica não dispunha de uma forma automatizada para calcular o OEE. Motivos de tempo de inatividade, tempos de troca e contagens de produção eram registrados manualmente em papel, resultando em relatórios de desempenho imprecisos e atrasados.
Nossa abordagem e arquitetura do sistema
A SENTRADO substituiu o sistema de controle legado por uma plataforma Siemens S7-1200 utilizando uma CPU 1215C como controlador principal, conectada via rede PROFINET IRT a I/O distribuídos, servoacionamentos, painéis HMI e dispositivos de terceiros. A rede PROFINET IRT fornece a comunicação determinística necessária para o controle de movimento multi-eixo sincronizado, com tempos de ciclo inferiores a 1 milissegundo para a coordenação de movimento entre os eixos pick-and-place.
Um servidor OPC UA embarcado no S7-1200 fornece uma interface de dados padronizada e segura para o MES, transmitindo contagens de produção, tempos de ciclo, resultados de qualidade, eventos de tempo de inatividade e métricas de OEE em tempo real. Leitores de código de barras em cada estação leem os identificadores das unidades e os passam para o CLP, que rastreia cada produto através da sequência de montagem e registra parâmetros de processo e resultados de testes associados àquele número de série em um log de dados local.
O sistema HMI inclui dois SIMATIC Comfort Panels nas estações de operador, além de uma estação de trabalho SCADA WinCC RT Advanced para o supervisor de produção. O SCADA fornece painéis de OEE em tempo real, gráficos de Pareto para análise de tempo de inatividade, agendamento de produção e gráficos de tendências de qualidade. Os painéis de controle foram fabricados nas instalações da SENTRADO com todos os inversores de frequência, servoacionamentos e distribuição de energia pré-cabeados e testados, minimizando o tempo de instalação no local durante a janela de parada de duas semanas.
Aspectos destacados da arquitetura do sistema
- Siemens S7-1200 CPU 1215C com PROFINET IRT
- Rede PROFINET IRT para movimento multi-eixo determinístico
- Servidor OPC UA para integração padronizada com o MES
- Rastreamento de produtos baseado em código de barras em cada estação de montagem
- Servoacionamentos V90 com SINAMICS para movimento pick-and-place
- WinCC SCADA com painéis de OEE em tempo real
- Painéis pré-cabeados para instalação rápida durante a parada
- Integração de sistema de visão via PROFINET
Parâmetros do sistema e configuração
| Sistema de controle | Siemens SIMATIC S7-1200 |
| Controlador | Sim, cada painel de solução ABB passa por Testes de Aceitação de Fábrica (FAT) abrangentes antes do envio. Nossa equipe de QA de 10 pessoas realiza testes funcionais, testes de resistência de isolamento, verificação de comunicação e testes de relés de proteção para garantir que cada painel atenda aos padrões ABB e IEC. |
| Total de pontos de E/S | 280+ (AI: 24, AO: 8, DI: 160, DO: 88) |
| Eixos de Movimento | 4 × eixos servo (PROFINET IRT) |
| Protocolo de comunicação | PROFINET IRT / OPC UA / Modbus TCP |
| Painéis HMI | 2 × TP700 Comfort + 1 estação de trabalho SCADA |
| Painéis de controle | 2 × IP54 |
| Servoacionamentos | Vocês podem ajudar a escolher entre ABB e Siemens? |
| Tempo de ciclo | 8 segundos (reduzido de 14 segundos) |
| Interface MES | OPC UA com conexão criptografada |
| Rastreamento de Produtos | Código de barras em 6 estações |
| Monitoramento do OEE | Cálculo automático em tempo real |
Componentes-chave e hardware
Siemens CPU 1215C
6ES7215-1AG40-0XB0
Controlador de linha principal
Servo SINAMICS V90
6SL3210-5FB10-1UF0
Servoacionamento PROFINET
SIMOTICS S-1FL6
1FL6042-2AF21-1AA1
Servomotor para pick-and-place
HMI TP700 Comfort
6AV2124-0GC01-0AX0
Painel tátil de operador
Solução de Automação ABB
6AV2104-0DA06-0AA0
SCADA com opção de OEE
SCALANCE XC208
6GK5208-0BA00-2AC2
Switch PROFINET IRT
SITOP PSU6200
6EP3333-7SB00-0AX0
Fonte de alimentação estabilizada 24V/10A
Contator SIRIUS 3RT2
3RT2025-1BB40
Contator de motor com contatos auxiliares
Fases do projeto
Design & Programação
6 semanasEspecificação de hardware, desenvolvimento de software antes da parada
Fabricação de painéis
3 semanasPainéis pré-cabeados totalmente testados na SENTRADO
Preparação Pré-Parada
2 semanasEletrocalhas, infraestrutura de rede, configuração do MES
Semana 1 da Parada
1 semanaRemover o sistema antigo, instalar os novos painéis, cabeamento
Semana 2 da Parada
1 semanaLigação, verificações de I/O, testes a seco, validação de produção
Suporte Pós-Partida
4 semanasEngenheiro no local para otimização e ajuste fino
Treinamento
1 semanaTreinamento da equipe de operadores e manutenção
Suporte Contínuo
12 mesesDiagnóstico remoto e serviço de garantia
Resultados mensuráveis
Dados de desempenho verificados após o comissionamento do sistema e operação contínua.
De 14s para 8s por unidade
Visibilidade de dados de produção em tempo real
Rastreamento automático de OEE e qualidade
Rastreabilidade no nível da estação e detecção precoce
Antes vs Depois: Comparação Quantificada
| Métrica | Antes | Depois | Variação |
|---|---|---|---|
| Tempo de ciclo por unidade | 14 segundos | 8 segundos | −40% |
| Integração MES | Máquinas independentes, sem dados | Integração MES em tempo real de 100% | Conectado |
| Entrada manual de dados | Rastreamento de OEE baseado em papel | 0 entrada manual (automatizado) | −100% |
| Taxa de defeitos | Linha de base | Redução de 30% (detecção precoce) | −30% |
| Visibilidade da produção | Resumo de fim de turno | Painéis de OEE em tempo real | Ao vivo |
Dados baseados em relatórios de comissionamento do projeto e medições operacionais contínuas. Nome do cliente disponível sob NDA.
Impacto no resultado final
O sistema de automação entregue superou todas as metas de desempenho especificadas no contrato, alcançando maior produtividade, menor consumo de energia e melhor qualidade do produto em comparação com a operação base. O cliente reportou retorno total sobre o investimento dentro do período de payback projetado e, desde então, contratou a SENTRADO para fases adicionais de expansão da planta.
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