Evolução dos Sistemas de Automação Jair Jonko Araujo (jonko@cefetrs.tche.br)

Sistema de Automação Industrial Sistema de Automação Industrial Recursos (Matéria, energia e informação) atuação Sistema de Automação Industrial Planta Industrial (Processo Técnico medidas Produtos (Matéria, energia e informação)

Sistema de Automação Industrial Processamento (Controle e Intertravamento) Transmissor e Amplificador Atuador Condicionador e Transmissor Sensor Grandezas Manipuláveis (Pressão, Vazão, etc.)

Histórico: Instrumentos e Controladores Pneumáticos Processamento Distribuído Extratores de Raiz quadrada, multiplicadores, ... Alta Confiabilidade e Robustez Desvantagens: Baixa flexibilidade: dispositivos específicos para cada função matemática Custo alto: manutenção, ampliação, ...

Histórico: Instrumentos e Controladores Pneumáticos Processamento Distribuído Extratores de Raiz quadrada, multiplicadores, ... Alta Confiabilidade e Robustez Desvantagens: Baixa flexibilidade: dispositivos específicos para cada função matemática Custo alto: manutenção, ampliação, ...

Sistema de Automação Industrial Sistemas Computacionais Processamento (Controle e Intertravamento) Conversor D/A Amplificador Atuador Condicionador de Sinais Converso A/D Sensor

Histórico: Arquitetura Centralizada

Controle Centralizado

Controle Centralizado Vantagem Consistência dos Dados Desvantagens: Alto Custo de Cabeamentos; Disponibilidade do Sistema = Disponibilidade do Computador Central; Dificulta ampliações do Sistema

Sistemas Digitais de Controle Distribuído

Sistemas Digitais de Controle Distribuído Redução dos Custos com fiação, instalação e manutenção; Distribuição do Controle; Comunicação entre unidades de controle via protocolos proprietários; Comunicação sensores / atuadores e unidades de controle via protocolo analógico (4 a 20mA) e transmissão de apenas uma variável medida.

Fieldbus – Barramento de Campo ?

Fieldbus  Foundation Fieldbus Definição de FieldBus “é um barramento de dados digitais, serial, bidirecional para a comunicação com o nível mais baixo de controle industrial e dispositivos de instrumentação” (Lucia Franco); Fieldbus = barramento de chão de Fábrica. Fieldbus  Foundation Fieldbus

Dois Tipos de Fieldbus Sensores e Atuadores com capacidade de comunicação via barramento digital (execução de protocolo) = E/S distribuída Sensores e Atuadores com capacidade de processamento local = Unidades Autônomas ou instrumentos “inteligentes”

Dispositivos “inteligentes”(Smart Devices)

Resumo da Evolução dos Sist. de Aut.

Constatação Os avanços tecnológicos nas áreas de eletrônica (microeletrônica – sistemas microprocessados) e software tem permitidos o desenvolvimento de Sistemas Computacionais com elevada capacidade de processamento, pequenas dimensões, baixo consumo, custos “reduzidos”, etc.

Pirâmide de Automação

Pirâmide de Automação Gestão Industrial Supervisório Controle Chão de Fábrica Controle Supervisório Gestão Industrial ERP Databus Devicebus FieldBus Sensorbus

Tipos de Processamento Controle Monitoração Supervisão Visualização Simulação Diagnose de Fallhas Alarmes

Tempos de Resposta

Sistema de Automação (multinível)

Integração Vertical de Sist. de Aut.

Integração Horizontal de Sist. de Aut. Integração Horizontal ao longo da linha de Produção Base para uma integração vertical Fácil Expansão

Motivação para Integração Aumento da Produtividade Usuários: Integração Horizontal e vertical Facilidade de Expansão Fabricantes, Fornecedores: Aumento da modularidade

Necessidades dos Usuários Abertura: Padrões aceitos globalmente; Produtos disponíveis Integração: Integração vertical incluindo todos os níveis (do escritório ao chão de fábrica) Proteção dos investimentos Estruturas existentes devem ser preservadas e integradas

Benefícios aos Usuários Aumento da Produtividade Redução dos Custos durante a configuração e operação de máquinas e equipamentos Acesso global a informações (coerência) Redução dos erros Agilidade para responder às mudanças

Uso do Computador em todos os níveis Integração Uso do Computador em todos os níveis

Comunicação Aberta e Transparente Aberta: conseguida através de padrões estabelecidos no mercado

Comunicação Aberta e Transparente Transparente: acesso aos dados onde ele estiverem disponíveis

Dificuldades de Integração Sistemas Informatizados para Gestão (ERP) E a Integração? (Qual a dificuldade) Sistemas de Automação (CLP, SDCD, SCADA, etc.)

Dificuldades de Integração A dificuldade maior é Cultural