Laboratório B – Sistemas Supervisórios N8LB9 Prof. Dr. Cesar da Costa 1.a Aula: Fundamentos de Sistemas Supervisórios (Parte 1)

História

Modelo de Referência ISA 95

HIERARQUIA DOS SISTEMAS DE AUTOMAÇÃO

HIERARQUIA DOS SISTEMAS DE AUTOMAÇÃO

Modelo de Arquitetura de Referência da Indústria 4.0 (RAMI 4.0)

Modelo de Arquitetura de Referência da Indústria 4.0 (RAMI 4.0)

Futuro da Indústria

Novas Tecnologias

Realidade Virtual

Computação em Nuvem

INTERNET DAS COISAS (IOT)

Big Data Capacidade de processamento de grandes volumes de dados, calculando em tempo-real as programações de máquinas e ajustes nos processos produtivos de forma integrada na cadeia produtiva.

Indústria do Futuro

5 Mercado?? Escola 1 Conceitos

Sistemas Supervisórios ou SCADA Na indústria tem-se a necessidade de centralizar as informações de forma a termos o máximo possível de informações com o menor tempo possível. O Sistema Supervisório veio para reduzir a dimensão dos painéis sinóticos e melhorar a interface homem/máquina. Fig.5 – Painel Sinotico Fig.6 – Sistema Supervisorio

Sistemas Supervisórios Sistemas Supervisórios são sistemas digitais de monitoração e operação da planta que gerenciam as variáveis de processo (PV). Com o uso de ferramentas especializadas estas informações dos controladores industriais são atualizados continuamente e podem ser guardadas em bancos de dados locais ou remotos para fins de registros histórico.

Sistemas Supervisórios É um software destinado a promover a interface homem/máquina, afim de proporcionar uma supervisão plena do processo, através de telas devidamente configuradas.

Sistemas Supervisórios As telas que representam o processo podem ser animadas em função das informações recebidas pelo CLP. Quando falamos em supervisão temos a ideia de dirigir, orientar ou inspecionar em um plano superior.

Variáveis de Processo (PV) Em todos os processos industriais existentes dois tipos básicos de variáveis: Digitais: representam dois estados discretos – 0 e 1, ou desligado e ligado. Analógicos: variáveis cujo o valor percorre uma faixa estabelecida –sensor de temperatura – 0 à 100ºC.

Sistemas Supervisórios Os sistemas supervisórios podem ser classificados quanto a complexidade, robustez, número de telas de supervisão e número de entradas e saídas monitoradas (endereços/tags). Podem ser: IHM/HMI (Interface Homem-Máquina/Human Interface Machine) SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition –Aquisição de Dados e Controle de Supervisório)

Sistemas Supervisórios SCADA Sistema de Visualização para qualquer cenário industrial.

IHM São sistemas normalmente utilizados em automação no chão de fábrica, geralmente caracterizado por um ambiente agressivo. Possuem construção extremamente robusta, resiste a jatos de água direto, umidade, temperatura, choques mecânicos, vibração e poeira de acordo com o IP (grau de proteção) necessário.

IHM Uma IHM é um hardware industrial composto por uma tela de cristal líquido e um conjunto de teclas numéricas e de função para a navegação ou inserção de dados que utiliza um software para a sua programação. Existem várias aplicações para uma IHM: Visualização de alarmes; Visualização de dados dos motores e/ou equipamentos na linha de produção; Visualização de dados de processo da máquina; Alteração de parâmetros de processo; Seleção de modos de operação do sistema; Alterações de configuração de dispositivos/equipamentos;

IHM em Maquina CNC Fig.10 – IHM – Interface Homem Maquina

SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition O sistema Scada foi criado para a supervisão e controle de quantidades elevadas de variáveis de entrada e saídas digitais e analógicas distribuídas (Tags). Sua aplicação tem sido utilizada para a assegurar a integridade física das pessoas, equipamentos e produção, consistindo muitas vezes em sistemas redundantes de hardware e meio físico e permitindo pronta identificação de falhas e alarmes.

Sistemas SCADA São aplicativos que permitem que sejam monitoradas e rastreadas informações do processo produtivo, as informações podem ser visualizadas por intermédio de telas animadas com indicações instantâneas das variáveis de processo (vazão, temperatura, pressão, volume, etc). Um sistema SCADA permite a um operador, em uma localização central, controlar um processo distribuído em lugares distantes, como, óleo ou gás natural, sistemas de saneamento, ou complexos hidroelétricos, ajustar set-point ou controlar processos distantes, abrir ou fechar válvulas ou chaves, monitorar alarmes, e armazenar informações de processo.

Sistemas Supervisórios ou SCADA Os sistemas SCADA são os sistemas de supervisão de processos industriais que coletam dados do processo através de remotas industriais, principalmente Controladores Lógico Programáveis, formatam estes dados, e os apresentam ao operador em uma multiplicidade de formas.

Arquitetura de Sistemas SCADA

Sistemas Supervisórios ou SCADA Figura 8 – Sistema supervisório na Sala de Controle de uma usina

Sistemas Supervisórios ou SCADA

Sistemas Supervisórios ou SCADA

Sistema de Automação Os blocos são realimentados e o controlador (CLP) verifica os estados do processo, através dos sensores, toma a decisão que foi programada e interfere no processo, através dos atuadores, além de receber e enviar informações para o sistema de supervisão.

Sistema de Automação Stand Alone

Arquitetura de Redes Industriais Rede de comunicação industrial é o conjunto de equipamentos e softwares utilizados para propiciar o trânsito de informações da produção, entre os diversos níveis hierárquicos de um processo industrial. As informações (dados) são transmitidas em quadros ou pacotes, que são uma sequência de bytes definida por um protocolo de rede.

Arquitetura de Redes Industriais Permitem uma visualização gráfica com informações do processo por cores e animações. Dão ao projetista uma ampla gama de comunicação com os mais diversos tipos de marcas e modelos de equipamentos disponíveis no mercado.

Arquitetura Local de CLP e I/O

Arquitetura de Redes de CLP

Sistemas Supervisórios

Tela do Supervisorio

Tela do Supervisorio

Exemplo de Tela do Supervisorio

Principais Caracteristicas Software aplicativo roda em um PC convencional; Aplicações para monitoração, supervisão, obtenção de dados e rastreamento de informações do processo produtivo; Visualização em telas animadas que representam o processo a ser controlado; Indicação instantânea das variáveis de processo (vazão, temperatura, pressão, volume, etc); Facilitam movimentação de informações para gerenciamento e diretrizes.

Funções Basicas de um Supervisório Aquisição de dados: Retirada de informações do processo, através da conexão que o computador tem com o CLP, controlador do processo. Gerenciamento de dados: Apresentação, em tempo real de execução, dos dados do processo (telas, relatórios, históricos, etc.)

Padrão Industrial Atualmente, o que predomina em Sistemas Supervisórios é o padrão Windows, baseado no padrão Microsoft de interface homem-máquina, o qual possibilita redução no tempo de aprendizagem se o operador estiver familiarizado com outras aplicações Microsoft em seu ambiente de trabalho. O que se procura buscar em um Supervisório é a capacidade de integração com outros produtos tipo Windows, que facilite o link com outros sistemas da Microsoft.

Licenciamento do Software A grande maioria dos softwares utilizados em IHM é proprietária, logo deve-se pagar pela licença de uso. Forma de proteção do fabricante do software IHM: Chave de Hardware ( hardkey) - cada chave está associada a um único número de série. A chave é instalada na porta USB do micro PC. Chave de Software (softkey) – normalmente estas chaves são associadas a uma característica do PC como o endereço MAC da interface de rede, serial do HD ou serial do processador.

Licenciamento do Software Quando a licença não é adquirida, normalmente os softwares de supervisão possuem um modo demonstrativo com algumas limitações. Exemplos de limitações: Número máximo de janelas, número máximo de tagnames, tempo máximo em “Run”. Esta é uma forma marketing do fabricante do software de supervisão.

Principais Sistemas Supervisórios do Mercado Segue abaixo, alguns sistemas supervisórios em destaque no mercado: 1. Elipse da Elipse Software. 2. FactoryTalk View SE da Rockwell Automation. 3. iFIX da General Electric. 4. InduSoft Web Studio da InduSoft. 5. ProcessView da SMAR. 6. ScadaBR (open source) da MCA Sistemas. 7. SIMATIC Wincc da Siemens. 8. Vijeo Citect da Schneider Electric. 9. Wondeware inTouch da Invensys. 10. LabVIEW da National