SUPERVISO E CONTROLE OPERACIONAL DE SISTEMASProf. Andr Laurindo MaitelliDCA-UFRN

INTRODUO

Automao no Dia-a-DiaEm casa:Lavando roupaLavando louaEsquentando o leite no microondasNa rua:Sacando dinheiroFazendo compras

Automao no Dia-a-Dia

Introduo Automao Conjunto de tcnicas destinadas a tornar automticos vrios processos na indstria, substituindo o trabalho muscular e mental do homem por equipamentos diversos Quantidade com qualidade e economia: Competitividade Incio: Henry Ford (dcada de 20) - linha de produo de automveis Avano: microeletrnica (transistores - anos 60) Automao x desemprego

Exemplo: Sistema Automatizado

Objetivos da AutomaoQualidade: controle de qualidade eficiente, compensao automtica de deficincias do processo, processos de fabricao sofisticadosFlexibilidade: inovaes freqentes no produto, atendimento a especificidades do cliente, produo de pequenos lotes

Objetivos da AutomaoProdutividade: produo de refugo zero, reduo dos estoques

Viabilidade Tcnica: processamento imediato de grande volume de informaes e/ou complexidade, limitaes do homem, condies desumanas de trabalho

Tecnologias Disponveis Instrumentao InteligenteInstrumentao VirtualComputador no Processo Controlador Lgico Programvel (CLP)Sistema Digital de Controle Distribudo (SDCD)Controle Supervisrio e Aquisio de Dados (SCADA)Integrao de Sistemas (Redes)

Instrumentao InteligenteInstrumentao inteligente aquela base de microprocessadorCondiciona o sinal, no lugar do operador e apresenta informao de modo amigvelPossuiCPUMemriaMdulo I/O

Instrumentao Inteligente

Instrumentao VirtualCamada de software, hardware ou de ambos, colocada em um computador de uso geral, para o usurio interagir com o computador como se fosse um instrumento convencionalInstrumento personalizado feito dentro do computador atravs de software aplicativo

Instrumentao Virtual

Computador no Processo Computador usado em controle para fazer:Aquisio de Dados Controle Seqencial (CLP, SDCD ou supervisrio )Controle Lgico (CLP)Controle Distribudo (SDCD/DCS)Controle SupervisrioControle Supervisrio e Aquisio de Dados (SCADA)

Computador no Processo

Aquisio de Dados Primeira aplicao usada pelo computador, ainda usada (e combinada com controle supervisrio)Coleta de dados analgicos e digitais, em tempo real, para armazenagem e uso posterior: anlise, indicao, registro, totalizao, alarme, intertravamento e controle

Aquisio de Dados

Controlador Lgico Programvel CLPSistema digital (1969) introduzido para substituir rels eletromecnicos Sistema programvelAplicado a controle lgico ou discretoGrande capacidade de coletar dados e condicionar sinaisNo possui(a) interface homem-mquina

CLP

Sistema Digital de Controle DistribudoSistema (1974) introduzido para substituir painis de controle convencionais, centralizando tarefas e distribuindo funes Sistema configurvelAplicado a controle contnuoPossui IHM poderosa e amigvel

Sistema Digital de Controle Distribudo - SDCD

CLP x SDCD

Sistemas SCADA

DefinioOs sistemas SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) comearam a ser idealizados desde a primeira metade do sculo XX, com a necessidade de obteno de dados meteorolgicos em grande volumeAtualmente eles esto sendo largamente utilizados na indstria, principalmente aquelas cujos processos so geograficamente muito distribudos

Componentes BsicosCentro de Operaes (CO) com uma Unidade Mestre (UM), que interage com as URs e uma Interface Homem-Mquina (IHM) baseada em computador Uma ou mais Unidades Remotas (URs) que interagem diretamente com os processosSistema de comunicao que permite a troca de informaes entre o CO e as URs

RDIO

RDIO

MODEM

MODEM

MODEM

MODEM

UR-01

UR-02

UR-03

UM

IHM

CENTRO

DE

OPERAES

(CO)

MODEM

ComponentesComputador(es) principais (host computers) Rede(s) de rea LocalEstao MestreModem(s) Mestre(s)Rede(s) de TelemetriaModem(s) Remoto(s)Estaes Remota(s)

Computadores HostUm ou mais computadores host podem se comunicar com a estao mestre atravs de uma rede de conexo localOs computadores host rodam um software de Interface Homem-Mquina (IHM) que tipicamente exibe, registra, soa alarmes e relata os dados coletados pela estao mestreComputadores host podem tambm ser configurados para inicializar aes de controle para as estaes remotas via a estao mestre

Projeto de um Sistema SCADARede de Telemetria:topologia de conexomodo de transmissomeio de ligaoprotocolo de comunicaoModemsEstao MestreEstaes Remotas

Rede de Telemetriatopologia de conexomodo de transmissomeio de ligaoprotocolo de comunicao

1- Topologia de ConexoPonto-multiponto: mais que dois modems particionam um canal de comunicao comum

Ponto-a-pontoentre dois modems (tal como com modems de discagem) ou uma combinao de ambos

2- Modo de TransmissoLinhas de transporte:Dial-upLeased

AtmosferaRdioMicroondasSatlite

3- Meio de LigaoSemi-Duplo transmisso de dados em uma nica direo por vezutilizada em conexo ponto-para-multiponto

Duplo-Cheiodois dispositivos podem simultaneamente enviar e receber dados (duas direes)utilizada em conexo ponto-para-ponto

4- Protocolo de Comunicao primariamente dependente da topologia de conexo, modo de transmisso e requerimentos de aplicao, tal como conexo com equipamentos existentes.

ModemsO tipo de Modem a ser utilizado em uma aplicao ditado pela escolha dos meios de comunicaoUma vez especificado o tipo de Modem (tal como por discagem ou por rdio), existem vrias caractersticas e opes que variam de acordo com o fabricante:Modem por discagemModem por linha dedicadaModem por rdio

ModemsPodem ser usados tanto para aplicaes ponto-para-ponto, como para aplicaes ponto-para-multipontoA considerao principal para modems de rdio a banda de freqncia que os mesmos vo operarOs usurios finais devem estar licenciados para operar um modem de rdio em uma localizao particular com determinadas freqncias de rdio

Estao Mestre e RemotasProcessadores do tipo CLP e Software de Controle podem ser usados como estao mestre de um sistema SCADAA determinao de qual tipo de CLPs devem ser usados em uma estao mestre baseada estritamente nos requerimentos necessrios de memria (nmero de estaes remotas que esto ligadas a cada estao mestre)No caso de estaes remotas, tambm podemos utilizar processadores do tipo CLP

Sistemas SupervisriosPermitem uma visualizao grfica com informaes do processo por cores e animaesDo ao projetista um ampla gama de comunicao com os mais diversos tipos de marcas e modelos de equipamentos disponveis no mercado

Sistemas Supervisrios

Integrao de Sistemas TransacionalTempo Real

Integrao de Sistemas Interligar as vrias ilhas de automao em nico sistema paraCoordenar as diferentes funesCompartilhar dadosCompartilhar recursosOtimizar algumas funes Unir tcnicas e negcios

Redes de ComputadoresIntegram todo o conjunto de informaes presentes na indstriaSistema distribudo eficaz no compartilhamento de informaes e recursos dispostos por um conjunto de mquinas processadorasVrios usurios podem trocar informaes em todos os nveis dentro da fbrica

Componentes de uma RedeUnidade de Processamento: onde executado o software do usurioSistema Especialista (gerenciador): composto por hardware (equipamento de rede, placa, etc) e softwareMeio Fsico: linha transmissora de dados, podendo ser par tranado, coaxial ou fibra tica. Outros: satlites, microondas

Protocolo de Comunicao

Conjunto de regras, procedimentos e leis que governam a troca de informaes entre dois ou mais processos, incluindo o formato e aes a serem executadas quando do envio e do recebimento destes dados

Protocolos IndustriaisVrios protocolos de comunicao foram desenvolvidos pelos mais diferentes fabricantes de equipamentos industriaisMais conhecidos:InterbusModbusDevicebusFieldbusProfibus

At a prxima aula !!!

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