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Sistemas Supervisórios Professor : Jair Jonko Araujo.

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1 Sistemas Supervisórios Professor : Jair Jonko Araujo

2 Definições  Um Sistema Supervisório é uma Interface amigável (eficiente e ergonômica), cujo objetivo é permitir a supervisão e muitas vezes o comando de determinados pontos de uma planta automatizada  Também chamada de Interface Homem- Máquina (IHM)  A IHM recebe sinais vindos de um CLP e do operador e pode enviar sinais para o CLP atuar nos equipamentos instalados na planta

3 Definições  A IHM está normalmente instalada em uma estação de trabalho, traduzindo os sinais vindos do CLP para sinais gráficos, de fácil entendimento  Porém, quem faz o controle da planta é o CLP, de acordo com a programação e com os comandos do operador

4 Benefícios  Informações instantâneas  Redução no tempo de produção  Redução de custos de produção  Precisão das informações  Detecção de falhas  Aumento da qualidade  Aumento da produtividade

5 Definição (Elipse)  Um conjunto de ferramentas avançadas, prontas para atender as necessidades de gerenciamento de processos, possibilitando a comunicação com qualquer sistema, desde plantas industriais até automação predial  Com um ou mais computadores ligados numa rede de equipamentos eletrônicos de chão de fábrica, o software fornece uma ‘foto’ instantânea do processo monitorado, com informações como temperatura, pressão, peças produzidas, tempo de máquina parada, etc.

6 Aquisição de dados  A aquisição das informações de processo se dá através de equipamentos de aquisição de dados, tipicamente PLCs (Controlador Lógico Programável) ou placas de aquisição de dados.  O PLC recebe as informações, processa os dados e atua num sensor ou equipamento. A comunicação do PLC com o computador é feita através da porta serial RS-232 ou diretamente pelas placas de aquisição.  Uma vez que as informações ficam disponíveis, o software de supervisão mostra, em telas gráficas e em tempo real, o status do processo.  Os dados podem ficar armazenados, permitindo análises históricas, relatórios e até controle estatístico do processo.

7 Rede de Comunicação de Dados Local Processo Físico 1 SensoresAtuadores Condicionamento de sinais Controlador Local 1 Processo Físico n SensoresAtuadores Condicionamento de sinais Controlador Local n... Supervisor Base de Dados Gerência de Informação Visão Geral do Sistema de Automação

8 Tags  Tags são todas as variáveis envolvidas em um processo de supervisão  Um tag pode ser o endereço de uma entrada, uma saída, endereços de memória, resultados de equação matemática, etc.  Tags podem ser do tipo “Device”, “DDE” ou “Memory”

9 Principais Funções de Supervisório  Apresentar valores de variáveis de processo em tempo real;  Gerar de gráficos de tendência de variáveis de processo;  Anunciar e Reconhecer alarmes;  Sinalizar estado operacional de equipamentos;  Ligar e Desligar equipamentos;  Registrar eventos;

10 Principais Funções de Supervisório  Alterar parâmetros de operação :  “By-pass” de pontos de entrada;  “Override” de pontos de saída;  Parametrização de instrumentos;  Registrar histórico de variáveis de processo;  Armazenar e recuperar dados de equipamentos;  Emitir de relatórios.

11 Arquitetura de Rede  Um software aplicativo pode rodar em um computador isolado ou em rede  A aplica ç ão isolada possui uma ú nica interface de opera ç ão para cada sistema monitorado  As aplica ç ões distribu í das são mais complexas e podem possuir v á rias camadas de rede  Estas aplica ç ões distribu í das, tipicamente, possuem uma esta ç ão de desenvolvimento central, armazenamento central de dados e v á rias esta ç ões clientes ou remotas

12 Arquitetura de Rede  Aplica ç ões isoladas possuem uma ú nica interface de opera ç ão para cada processo monitorado  Consiste de um computador pessoal isolado que funciona como a principal interface de opera ç ão  O computador é ligado ao sistema que coleta dados (CLP, por exemplo) do processo industrial atrav é s de conexão direta, como um cabo serial

13 Arquitetura de Rede Arquitetura Baseada em Cliente  Em ambiente TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol), o modelo cliente servidor interage no processamento dos dados distribu í dos, em que um programa em um local envia uma requisi ç ão para um programa em outro local e espera a resposta. O programa requisitante é chamado de cliente; o programa de resposta é chamado de servidor.

14 Arquitetura de Rede Arquitetura Baseada Servidor  Servidor é uma unidade funcional que fornece servi ç os compartilhados para uma rede (servidor de arquivo, servidor impressora, servidor correio)  A arquitetura baseada em servidor permite v á rios n ó s de Visão compartilhar uma ú nica aplica ç ão do supervis ó rio

15 Arquitetura de Rede Servidor I/O  Um Servidor I/O é uma aplica ç ão que permite outros programas de aplica ç ão Windows acessar dados no n í vel mais baixo de chão de f á brica, como Controla- dores L ó gico Program á veis ou Unidades Remotas  Geralmente, um Servidor I/O se comunica com um dispositivo atrav é s de porta serial do computador onde a aplica ç ão Servidor I/O est á instalada  Alguns CLPs possuem placas e m ó dulos que são instalados no computador servidor I/O

16 Configuração de Telas  Aplicativo supervisório serve para configurar telas de operação com: Diagramas de processo e instrumentos Instrumentos virtuais Botões virtuais para atuar no processo em manual Lista de alarmes Gráficos de tendência real e histórica Login de operadores com senhas

17 Caixas de Ferramentas  Todo Supervisório possui várias caixas de ferramentas para auxiliar a configuração: Geral Desenho Cores Alinhamento Arranjo

18 Bibliotecas de Objetos e Símbolos  Supervisório possui uma biblioteca com vários símbolos estáticos e dinâmicos Equipamentos de processo (Bombas, Motores, Válvulas) Instrumentos Botões Indicadores  Desenhos são colocados na tela e atribuídos Tags

19 Animação de Objetos  Objetos, linhas, células podem ser animados em função de mudança de status (ligado ou desligado) em função de:  Cor  Tamanho  Piscamento  Visibilidade  Posição  Rotação

20 Animação de Objetos  Modo de desenvolvimento: é o ambiente onde se criam as telas gráficas, isto é, onde se elabora um desenho que será animado em outro modo operacional  Modo Run Time: é o ambiente onde se mostra a janela animada criada no modo de desenvolvimento e no qual se dará a operação integrada com os equipamentos durante a automação em tempo real

21 Operação  Tipicamente, tem-se as seguintes telas para a opera ç ão do processo: Abertura Visão geral Operação Tendência real Tendência histórica Alarmes Ajuda Menu de utilitários Ajuste de parâmetros Relatório instantâneo Cadastro de senhas e operadores

22 Ferramenta Exemplo:

23 Interface Gráfica Intuitiva O Organizer fornece uma visão geral de todos os elementos do sistema, organizando naturalmente o trabalho de configuração e documentação do aplicativo. A concepção do Organizer é muito próxima à do Windows Explorer. Através de uma árvore visualiza-se e configura-se tags, telas, relatórios ou qualquer outro elemento do sistema, tudo centralizado num mesmo lugar e feito da mesma maneira. O resultado é um sistema mais flexível onde as informações são manipuladas de maneira simples e intuitiva.

24 Base de Dados Através dos Tags são passadas as informações para os objetos do software (objetos de telas, relatórios, históricos, etc.).

25 Relatórios Relatórios permitem imprimir os dados de um arquivo de Histórico ou Alarmes (extensão DAT), ou arquivos de Batelada (extensão HDR). Existe ainda o relatório formatado, que permite a criação de um relatório num formato livre. Pode-se definir um Relatório no Organizer durante a configuração da aplicação ou em tempo de execução usando Funções Especiais através de Scripts.

26 Drivers de Comunicação O Elipse Windows permite a comunicação com equipamentos de aquisição de dados e outros computadores executando o Elipse, através de Drivers de I/O fornecidos pela Elipse Software de acordo com o tipo do equipamento. Os Drivers do Elipse são arquivos separados com extensão DLL. Um Help é fornecido com cada driver contendo informações importantes a respeito de sua configuração.

27 Históricos Históricos permitem armazenar dados de processo para análises futuras. Pode-se criar tantos arquivos de Históricos quantos desejar, cada um com diversos Tags.

28 Históricos Pode-se gerar Históricos de duas maneiras diferentes: Contínua ou em Batelada. O primeiro armazena dados continuamente durante a execução da aplicação, o segundo é para processos em lote e precisa de um comando para ser iniciado e terminados

29 Alarmes A estrutura de alarmes do Elipse permite ao usuário definir até 999 níveis de prioridade e quatro limites de atuação para cada alarme: HH (high-high), H (high), L (low) e LL (low-low), além de possibilitar a associação de diferentes tarefas a cada um deles. Podem ser definidos também grupos de alarmes para uma melhor organização. Todas essas características também podem ser alteradas em tempo de execução.

30 Scripts Os Scripts funcionam como uma linguagem de programação interativa, assim como o Visual Basic. Os Scripts permitem definir lógicas ou criar seqüências de atitudes através de funções específicas ou comandos de programação. As lógicas são acionadas por eventos relacionados aos objetos.

31 Receitas Ferramenta do Elipse que permite gravar em arquivo um conjunto de valores pré-definidos, que podem ser carregados em um grupo de Tags visando configurar um processo específico. Exemplo: uma máquina que fabrica diferentes tipos de parafusos, as variáveis envolvidas no processo são sempre as mesmas mas seus valores podem mudar dependendo do tipo de parafuso que se quer produzir. Estes valores podem ser gravados em uma Receita e carregados nos Tags no momento apropriado. As receitas podem ser criadas livremente e são carregadas para os respectivos tags, através de funções especiais.

32 Conectividade O Elipse Windows permite a troca de informações entre programas Windows e mesmo entre outros sistemas operacionais. Os principais bancos de dados do mercado podem ser alimentados com informações diretas do processo, em tempo real, através do ODBC (Open Data Base Connectivity).

33 Conectividade Esta ferramenta permite, também, jogar as informações vindas da rede corporativa automaticamente para o processo de chão de fábrica, dispensando planilhas de produção. Outra forma é utilizar a biblioteca da Elipse para a comunicação com um DLL externo, ou seja, trocar dados com um programa criado pelo próprio usuário.

34 Controle de Acesso O Elipse Windows permite definir níveis de segurança no seu sistema, controlando o acesso às telas de sua aplicação através de uma lista de nomes onde cada um possui uma senha e um nível de acesso específico. O Supervisor possui acesso ilimitado ao sistema. Os demais usuários possuem um nível de segurança associado que permite a eles acessarem apenas as características atribuídas ao seu nível de acesso. O cadastro de usuários, bem como a edição de usuários pode ser feita tanto em tempo de execução como em configuração.

35 Acesso via Internet Elipse Web: Utilizando um browser comercial (Internet Explorer, Netscape, etc) é possível conectar-se a uma estação de supervisão remota, recebendo dados em tempo real de um processo de qualquer parte do mundo.

36 Elipse Watcher Monitoração de sistemas com recursos de captura, registro e transmissão digital de imagens em tempo real. Suporta diversos padrões, possibilitando a visualização em janelas com tamanho e qualidade programáveis pelo usuário.

37 Aplicações Reais Cervejaria Dado Bier: Aplicação para o controle da temperatura e pressão dos tanques de cerveja.

38 Aplicações Reais Petrobras: Supervisão das condições de estocagem de GLP, fornecendo dados para faturamento, bem como diagnóstico dos equipamentos.

39 Aplicações Reais Fábrica de Rações Avipal: Aplicação para dosagem e formulação de rações.

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