Visão Geral

O curso APIs e Integração de Sistemas Industriais apresenta os principais conceitos, tecnologias, padrões e práticas utilizados para integrar sistemas de Tecnologia da Informação (IT) e Tecnologia Operacional (OT) em ambientes industriais.

O treinamento aborda a utilização de APIs REST, HTTP, JSON, Webhooks, MQTT, OPC UA, bancos de dados, microsserviços e plataformas de integração para conectar equipamentos, sistemas de automação, aplicações industriais e sistemas corporativos.

Os participantes aprenderão a construir e consumir APIs, trocar dados entre aplicações e desenvolver fluxos de integração envolvendo PLC, SCADA, MES, ERP, IIoT, sistemas de monitoramento, bancos de dados e aplicações em nuvem.

A abordagem é prática e utiliza ferramentas acessíveis e open source, permitindo a realização dos laboratórios sem necessidade de equipamentos industriais físicos.

Objetivo

Após realizar este curso APIs e Integração de Sistemas Industriais, você será capaz de:

• Compreender os fundamentos de APIs
• Diferenciar APIs REST, SOAP e outras arquiteturas
• Compreender HTTP e seus principais métodos
• Trabalhar com JSON e XML
• Criar APIs REST
• Consumir APIs existentes
• Utilizar ferramentas de testes de APIs
• Implementar autenticação e autorização
• Integrar APIs com bancos de dados
• Integrar APIs com sistemas industriais
• Compreender a integração entre APIs e IIoT
• Utilizar MQTT em arquiteturas de integração
• Compreender OPC UA e sua utilização em integração industrial
• Criar fluxos de integração utilizando Node-RED
• Desenvolver uma arquitetura IT/OT integrada
• Aplicar boas práticas de segurança em APIs industriais
• Desenvolver um projeto completo de integração de sistemas industriais

Publico Alvo

• Engenheiros de automação
• Engenheiros de controle
• Engenheiros de processos
• Desenvolvedores de software
• Desenvolvedores de aplicações industriais
• Profissionais de TI e OT
• Técnicos de automação
• Administradores de sistemas industriais
• Profissionais de IIoT
• Profissionais de Indústria 4.0
• Arquitetos de soluções
• Analistas de integração
• Profissionais de transformação digital

Pre-Requisitos

• Conhecimentos básicos de informática
• Conhecimentos básicos de redes TCP/IP
• Conhecimentos básicos de sistemas industriais são recomendados
• Conhecimentos básicos de programação são desejáveis
• Conhecimentos básicos de JSON são recomendados
• Conhecimentos básicos de banco de dados são desejáveis
• Não é necessário conhecimento prévio avançado em APIs

Materiais

Conteúdo Programatico

Módulo 1 – Fundamentos de Integração de Sistemas

• O que é integração de sistemas
• Sistemas isolados x sistemas integrados
• Integração na Indústria 4.0
• Integração IT/OT
• Sistemas industriais
• PLC
• SCADA
• MES
• ERP
• IIoT
• Cloud
• Bancos de dados
• APIs como mecanismo de integração
• Arquiteturas de integração

Módulo 2 – Conceitos Fundamentais de APIs

• O que é uma API
• API como contrato entre sistemas
• API Provider
• API Consumer
• Request
• Response
• Endpoint
• Resource
• URI
• Headers
• Payload
• Status Codes
• APIs síncronas
• APIs assíncronas
• APIs internas e externas

Módulo 3 – HTTP para Integração

• Fundamentos do protocolo HTTP
• HTTP Request
• HTTP Response
• Headers
• Body
• URL
• Query Parameters
• Path Parameters
• Cookies
• HTTP Methods
  • GET
  • POST
  • PUT
  • PATCH
  • DELETE
• HTTP Status Codes
  • 200
  • 201
  • 204
  • 400
  • 401
  • 403
  • 404
  • 409
  • 500

Laboratório

Utilização do Postman para realizar requisições HTTP e analisar respostas de APIs.

Módulo 4 – JSON e XML

• Estrutura JSON
• Objetos
• Arrays
• Tipos de dados
• JSON nested
• Serialização
• Desserialização
• XML
• Elementos
• Atributos
• JSON x XML
• Utilização em sistemas industriais

Laboratório

Criação e interpretação de mensagens JSON e XML utilizadas em uma integração industrial.

Módulo 5 – APIs REST

• Conceito de REST
• RESTful APIs
• Recursos
• Endpoints
• Stateless
• CRUD
• Métodos HTTP
• Query parameters
• Path parameters
• Paginação
• Filtragem
• Ordenação
• Versionamento
• Tratamento de erros

Laboratório

Construção de uma API REST para disponibilizar dados de equipamentos industriais.

Módulo 6 – Desenvolvimento de APIs com Python

• Python para desenvolvimento de APIs
• Introdução ao FastAPI
• Estrutura de uma aplicação
• Endpoints
• Request Models
• Response Models
• Pydantic
• Validação de dados
• Query Parameters
• Path Parameters
• HTTP Methods
• Tratamento de erros
• Documentação automática

Laboratório

Desenvolvimento de uma API para:

• Consultar equipamentos
• Consultar sensores
• Consultar status
• Registrar eventos
• Registrar medições
• Consultar alarmes

Módulo 7 – Consumo de APIs

• API Client
• Requests em Python
• Consumo de APIs REST
• Headers
• Query Parameters
• Authentication
• Tratamento de respostas
• Tratamento de erros
• Timeout
• Retry
• Rate Limiting

Laboratório

Criação de uma aplicação Python que consome uma API industrial e apresenta os dados coletados.

Módulo 8 – APIs e Bancos de Dados

• Integração API + Database
• SQLite
• PostgreSQL
• CRUD
• Persistência
• Modelos de dados
• Consultas
• Transactions
• Connection Pool
• APIs para consulta de dados industriais
• APIs para gravação de dados

Laboratório

Construção de uma API integrada a um banco PostgreSQL contendo:

• Equipamentos
• Sensores
• Medições
• Eventos
• Alarmes

Módulo 9 – Autenticação e Segurança de APIs

• Conceitos de segurança
• Authentication x Authorization
• API Keys
• Basic Authentication
• Token Authentication
• OAuth 2.0
• JWT
• HTTPS
• TLS
• Controle de acesso
• CORS
• Rate Limiting
• Validação de entrada
• Proteção contra ataques
• Logs e auditoria

Módulo 10 – APIs em Ambientes Industriais

• APIs para automação
• APIs para SCADA
• APIs para MES
• APIs para ERP
• APIs para IIoT
• APIs para manutenção
• APIs para qualidade
• APIs para produção
• APIs para logística
• Integração entre chão de fábrica e sistemas corporativos

Arquitetura de referência

PLC/SCADA → Gateway → API → Banco de Dados → MES/ERP

Módulo 11 – OPC UA e Integração Industrial

• Fundamentos do OPC UA
• OPC UA Client
• OPC UA Server
• Nodes
• Tags
• Browsing
• Leitura de dados
• Escrita de dados
• Segurança OPC UA
• OPC UA x REST
• Utilização de gateways
• Integração OPC UA + API

Laboratório

Simulação de um servidor OPC UA e criação de um fluxo para disponibilizar seus dados por meio de uma API.

Módulo 12 – MQTT para Integração Industrial

• Conceitos de MQTT
• Publisher
• Subscriber
• Broker
• Topics
• Messages
• QoS
• Retained Messages
• MQTT sobre TLS
• MQTT x HTTP
• Comunicação em tempo real
• Eventos industriais

Laboratório

Implementação da arquitetura:

Sensor → MQTT Broker → Node-RED → API → Banco de Dados

Módulo 13 – Node-RED para Integração

• Introdução ao Node-RED
• Flows
• Nodes
• Function Nodes
• JSON
• MQTT
• HTTP Request
• HTTP Response
• APIs
• Webhooks
• Integração com banco de dados
• Tratamento de mensagens
• Transformação de dados

Laboratório

Construção de um fluxo completo de integração entre:

MQTT → Node-RED → API REST → PostgreSQL

Módulo 14 – Integração com Sistemas Corporativos

• Integração IT/OT
• ERP
• MES
• CRM
• Sistemas de manutenção
• Sistemas de qualidade
• Data Lake
• Cloud
• APIs corporativas
• Webhooks
• Integração baseada em eventos
• Sincronização de dados
• Fluxo de informações entre fábrica e sistemas corporativos

Módulo 15 – Arquiteturas de Integração

• Point-to-Point
• Hub-and-Spoke
• API Gateway
• Event-Driven Architecture
• Microservices
• Message Broker
• Integration Platform
• Enterprise Service Bus
• REST
• MQTT
• OPC UA
• Arquiteturas híbridas
• Edge-to-Cloud

Arquitetura de referência

Equipamentos → PLC → OPC UA → Edge Gateway → MQTT → API → Data Platform → ERP/MES

Módulo 16 – APIs Assíncronas e Event-Driven

• Comunicação síncrona
• Comunicação assíncrona
• Eventos
• Event-driven architecture
• Message brokers
• Filas
• Pub/Sub
• MQTT
• Webhooks
• Processamento de eventos
• Aplicações industriais em tempo real

Módulo 17 – Observabilidade e Monitoramento de APIs

• Logs
• Métricas
• Tracing
• Monitoramento de disponibilidade
• Tempo de resposta
• Taxa de erros
• Monitoramento de endpoints
• Health Checks
• Alertas
• Auditoria
• Troubleshooting