Motivação e enquadramento

O desenvolvimento tecnológico actual tem implicado o desaparecimento de inúmeros postos de trabalho menos qualificados, absorvendo mão-de-obra altamente qualificada e especializada, sobretudo em tecnologia.

Membro essencial da indústria (e não só), a Automação Industrial pode representar um passaporte para o emprego em qualquer empresa e/ou em qualquer zona do globo. Cabe aos cidadãos e instituições de ensino e formação compreenderem esta realidade, procurando soluções para o problema do emprego e da formação profissional e académica.

Em Portugal, existem cursos profissionais homologados pelo IEFP (nos níveis IV e V) que abrangem esta área. Dado que a formação profissional deve estar orientada para o mercado de trabalho, é importante implementar um ensino centrado no aluno, preparando-o para os desafios constantes que vai enfrentar. Para tal, é essencial o recurso às novas tecnologias e a utilização de hardware adequado aos conteúdos do curso.

Numa época marcada por restrições orçamentais e pela imperativa racionalização de recursos, a disponibilização de hardware adequado para a formação em Automação Industrial poderá representar um ponto crítico de todo este procedimento. É neste contexto que a PAIR - Plataforma de Automação Industrial Remota assume o seu maior relevo.

Com este projecto, pretende-se proporcionar às instituições de formação profissional e empresas uma ferramenta completa para a formação em Automação Industrial onde se pode, por exemplo, efectuar na sala de formação o código que o PLC irá executar, enviá-lo via Web para a PAIR e observar o resultado da acção desse programa em diversos kits didácticos, como, por exemplo, a automatização de uma casa ou o accionamento de um tapete rolante.

Estado de arte

A componente laboratorial e prática, sobretudo nos cursos profissionais e superiores de áreas tecnológicas, como a electrónica e automação, é cada vez mais fundamental, sendo um requisito para a formação de bons profissionais.[1]

A utilização de plataformas remotas, físicas ou virtuais, como complemento à aprendizagem teórica é uma realidade existente há algum tempo, inclusive, na temática da Automação Industrial. Internacionalmente, são vários os exemplos de plataformas remotas de auxílio à aprendizagem, nos mais variados domínios.

O Massachusets Institute of Thecnology (MIT) disponibiliza o iLabs, um projeto iniciado em finais do século XX. Esta plataforma permite que alunos e docentes, remotamente e em qualquer horário, desenvolvam experiências em áreas como a Electrónica, Controlo, Física ou Telecomunicações. Atualmente, este projeto não se encerra na oferta desenvolvida no MIT, agregando projetos desenvolvidos em outras universidades, como, por exemplo, a University of Queensland, na Austrália, ou a Makerere University, no Uganda. [2]

Na Índia, por exemplo, a rede Virtual Labs agrega uma série de universidades disponibilizando laboratórios remotos, virtuais e físicos, como apoio à aprendizagem em áreas ligadas às ciências (Física, Química, Computação) e às engenharias (Electrónica, Mecânica ou Civil, por exemplo). [3]

Em Espanha, a plataforma University Network of Interactive Labs tem como principal objetivo tirar o máximo proveito dos recursos das diferentes entidades participantes no projeto e disponibilizá-los aos alunos, mesmo que se encontrem em diferentes localizações geográficas. Ao aluno, basta ligar-se ao sistema no período que lhe foi atribuído e aplicar os seus conhecimentos em programação de autómatos. [4] Parte integrante deste projeto, a Universidad de León apresenta o Laboratorio Remoto de Automática. Com esta ferramenta, os utilizadores podem desenvolver as seguintes experiências: controlo do nível de água em quatro tanques, controlo de processos com quatro variáveis, controlo de célula robotizada, controlo de PLC\'s, controlo de variador de velocidade de motor e controlo de motores elétricos, electropneumática, domótica e controlo e gestão de energia. [5]

Também neste país é possível apontar o exemplo Universidad de Deusto, com o WebLab-Deusto. Este disponibiliza ensaios em domínios como Física, Electrónica Digital e Robótica. [6] A partir desta plataforma é ainda possível aceder ao OpenLabs Electronics Laboratory, baseado no Blekinge Institute of Technology, Suécia, uma plataforma remota dedica ao apoio da aprendizagem da Electrónica. [7]

Em Portugal pode-se apontar o exemplo do Laboratório Remoto de Automação Industrial, do Grupo de Controlo, Automação e Robótica, do Departamento de Engenharia Mecânica do Instituto Superior Técnico, Universidade Técnica de Lisboa. Os utilizadores conectam-se a este laboratório remoto a partir de uma VPN, podendo, de seguida, programar os autómatos disponíveis e visualizar o resultado das suas ações por intermédio de uma câmara IP. [8]

Outro exemplo nacional a apontar é o Remote Lab FCT, desenvolvido pela Faculdade de Ciências e Tecnologia (FCT) da Universidade Nova de Lisboa (UNL). Este laboratório remoto permite desenvolver experiência em Automação Industrial e Teoria de Controlo. [9]

A Universidade do Porto também dispõe de um laboratório remoto online, onde se podem desenvolver diversos ensaios, como a caracterização mecânica dos materiais ou a monotorização de uma estação meteorológica. [10]

Fases do projeto e calendarização

O projecto engloba as seguintes fases:

A.   Pesquisa bibliográfica (1 mês):

a.    Diferentes redes de autómatos existentes em ambiente industrial, identificando as vantagens de cada uma delas.

b.    Criação de login para acesso remoto a autómatos.

B.   Identificação do material existente e construção das maquetes (2 meses);

C.   Implementação da rede de autómatos e testes de comunicação dos autómatos da rede e com as maquetes (2 meses);

D.   Desenvolvimento do interface Web e criação de sistema de gestão de acessos à Plataforma PAIR (2 mês)

E.   Testes ao sistema e ensaio da plataforma por entidades externas (por exemplo, escolas de formação profissional) (2meses)

F.    Redacção da tese (em vários momentos).

G.   Apresentação e discussão/defesa da Tese para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Electrónica Industrial e Computadores.

Referências

[1] Soares, F., Leão, C., Carvalho, V., Vasconcelos, R., Costa, S., Automation & Control Remote Laboratory: A Pedagogical Tool.

[2] MIT iLabs

https://wikis.mit.edu/confluence/display/ILAB2/iLabs (acedido em 25.01.2014)

[3] Virtual Labs

http://www.vlab.co.in (acedido em 25.01.2014)

[4] University Network of Interactive Labs

http://unilabs.dia.uned.es (acedido em 25.01.2014)

[5] Laboratorio Remoto de Automática

http://lra.unileon.es/es (acedido em 25.01.2014)

[6]  WebLab-Deusto

http://www.weblab.deusto.es/website/ (acedido em 25.01.2014)

[7] OpenLabs Electronics Laboratory

http://openlabs.bth.se/electronics/index.php/en?page=StartPage# (acedido em 25.01.2014)

[8] Laboratório Remoto de Automação Industrial

http://web.ist.utl.pt/ist11390/aind.htm (acedido em 25.01.2014)

[9] Remote Lab FCT

http://www.remotelabfct.pt.vu (acedido em 25.01.2014)

[10] Laboratórios Remotos @ UP

http://remotelabsup.fe.up.pt (acedido em 25.01.2014)