A WEG é uma empresa multinacional brasileira com sede na cidade de Jaraguá do Sul / SC. É uma das maiores fabricantes de equipamentos elétricos do mundo, atuando nas áreas de comando e proteção, variação de velocidade, automação de processos industriais, geração e distribuição de energia, entre outros produtos. Na área de Automação Industrial, fornece soluções completas utilizando as mais modernas ferramentas de hardware e software disponíveis no mercado.
Visando aprimorar o processo de comunicação de dados via fibra óptica gerados por inversores de frequência que estão submersos em aplicações como extração de petróleo, onde o inversor fica localizado em uma profundidade tal onde é necessário que a comunicação com a superfície e com a IHM funcione sem interferência da distância, a WEG contratou o time da Macnica DHW para solucionar esse desafio, e trazer total confiabilidade e precisão nos dados auferidos e comunicados pelos inversores.
O sistema de controle atual usado pela WEG possui um conjunto de 5 fibras plásticas para trocar informação entre um sistema mestre de controle e um controlador gerenciado pelo mestre.
A taxa de transferência nestas fibras plásticas é baixa, na ordem de poucos megabits/segundo.
Nesta configuração, o comprimento máximo da fibra plástica é de poucas dezenas de metros.
Para uma nova oportunidade de aplicação deste sistema, o mestre deveria ficar afastado até 120 Km dos controladores gerenciados, não sendo possível usar uma fibra por sinal, apenas uma fibra ótica de vidro para trafegar toda informação, tanto entre o mestre e o controlador gerenciado pelo mestre, quanto para os sinais enviados pelo controlador para o mestre.
A proposta feita pela Macnica DHW foi de entregar para o cliente dois conversores de fibras plásticas para fibras óticas de vidro, usando um sistema de desenvolvimento da própria Macnica que seria:
Uma placa Beryll, com uma placa desenvolvida pela Macnica DHW, com o código e todo o sistema funcionando em um curto espaço de tempo.
Para resolver este problema, a solução foi implementar um sistema onde os sinais trafegados pelas 5 fibras plásticas fossem convertidos para uma única fibra ótica.
Foi implementado um sistema em uma FPGA da Intel, usando uma interface de alta velocidade de 1.25 Gbps e um transceiver de alta velocidade, permitiu enviar e receber dados em taxa bem mais alta que a taxa total transferida pelo conjunto das 05 fibras plásticas, com baixa latência, através de uma única fibra ótica de vidro que conecta duas placas adaptadoras.
Os transceivers óticos usados são bidirecionais, onde os dados transmitidos e recebidos trafegam em uma única fibra ótica, mas usando comprimentos de onda diferentes, e com alcance de até 120 Km, como esperado pelo cliente.
O projeto foi implementado em FPGA utilizando as ferramentas da Intel, incluindo o Quartus Prime, software de desenvolvimento, e o Platform Designer, solução que permite integrar sistemas complexos de forma simples, implementando os módulos específicos necessários para este projeto e integrando estes módulos aos já disponíveis no Platform Designer para criar o sistema completo.
O processo completo de desenvolvimento do código foi concluído em menos de dois meses.
Os testes iniciais e as alterações necessárias para o projeto funcionar corretamente foram feitos na WEG.
Nos primeiros testes observou-se que o jitter na latência era alta, e o projeto foi corrigido para que a latência total fosse menor e que fosse mais determinística, reduzindo o jitter da latência para menos de 20 ns.
Uma vez alterado o projeto e acertadas estas questões, o sistema completo foi testado por mais de duas semanas sem nenhum erro, validando assim o projeto feito.
A WEG pretende, uma vez que o sistema está funcionando, desenvolver agora um sistema completo, com placas desenvolvidas pela própria WEG, para iniciar a produção e venda desta solução, que permitirá que esta solução seja usada em diversas aplicações que requeiram que os sistemas controlados fiquem distantes do sistema de controle, permitindo inclusive que se usem fibras óticas padrão, disponíveis em muitas instalações, como meio de conexão entre o sistema de controle e o controlador gerenciado pelo mestre.
Os principais pontos fortes da Macnica que permitiram obter o bom resultado alcançado foram o conhecimento da equipe nas tecnologias usadas neste projeto, a utilização de conhecimentos obtidos em projetos anteriores e o trabalho em equipe realizado, tanto internamente quanto com o time da WEG, que permitiu que alcançássemos um bom resultado em um prazo extremamente.
Depoimento:
“O time da Macnica DHW possui um excelente nível técnico, além de ser muito prestativo.
O projeto foi um sucesso!”
Joable Andrade Alves- Application Engineer at WEG
