Eletrnica digital
UNED DE CUBATO
APOSTILA DE
CURSO TCNICO EM AUTOMAO INDUSTRIAL4o MDULO
MONTAGEM:
PROFESSOR MARCELO S. COELHO
Trabalho elaborado, a partir do contedo da apostila Configurao
de sistemas supervisrios INDUSOFT verso 4.4, 2006 do SENAI.
Reviso 1.0 AGOSTO/2007
SUMRIO
5Sistema supervisrio INDUSOFT
18Sistema SCADA
26Atividades de laboratrio para configurao de supervisrio
INDUSOFT
Sistema supervisrio INDUSOFT
Os softwares supervisrios para automao industrial so produtos
que incorporam funes de:
Controle supervisrio, tais como comando de atuadores de campo;
monitorao de dados de processo (temperatura, nvel, etc.), controle
contnuo, controle por processamento em lote e controle
estatstico;
Alarmes de condies e estado de variveis de processo;
Emisso de relatrios;
Aquisio de dados (SCADA);
Solues para processamento de batelada (Batch).
Dentre as funes mais importantes do software supervisrio para
automao industrial, destaca-se a aquisio de dados, a caracterstica
de vnculo bidirecional, onde os dados podem tambm ser enviados para
o cho de fbrica, alm de serem lidos dos equipamentos de aquisio e
controle. Uma caracterstica importante a capacidade de comunicao do
software com equipamentos (hardware) proprietrios de vrios
fabricantes diferentes, conseguido em funo do uso de pacotes de
software de interface denominado driver de comunicao.
importante deixar claro, inicialmente, alguns conceitos
importantes relacionado aplicao dos softwares:
Estao (N): Estao (n) qualquer computador que esteja rodando um
software supervisrio. Estao (n) local aquela em que se est operando
ou configurando e estao (n) remota aquela que acessada atravs de um
link de comunicao.
Estao independente (Stand Alone): uma estao que desempenha todas
funes de um sistema de superviso no conectada a uma rede de
comunicao.
Estao stand alone.
Estao servidora de Base de Dados (Servidor SCADA): uma estao que
executa a funo de aquisio de dados.
Estao de Monitorao e Operao: uma estao que permite que o
operador monitore o processo, altere parmetros do processo,
reconhea alarmes e mais algumas tarefas de operao de processo mas
no permite alterar a configurao de telas nem da base de dados.
Estao de Gerncia: uma estao que permite a gerentes, supervisores
ou quaisquer outras pessoas terem acesso aos dados de processo em
forma de relatrios, grficos e telas, sendo que reconhecimentos de
alarme ou alterao de parmetros do processo, entre outras tarefas de
operao, no podero ser realizadas nesta estao.
Arquitetura
Um software de superviso e controle de sistemas de automao de
processos tem como caracterstica fundamental a capacidade de ser
multitarefa, ou seja, de poder executar vrios mdulos aplicativos
simultaneamente.
Sua arquitetura simplificada poder ser vista como:
Arquitetura de um sistema supervisrio
Pela figura podemos notar que o centro do sistema um grande
banco de dados alimentado pelas informaes oriundas do processo via
ECLs (Estao de Controle Local). responsvel por formatar e organizar
esses dados para que outros mdulos do sistema as utilizem em suas
atividades.
A interface de operao a parte do software supervisrio com a qual
so desenvolvidas telas grficas para visualizao e comando do
processo o qual o sistema est atuando.
O driver de comunicao um mdulo de software capaz de ler e
escrever dados nas ECLs (Estao de Controle Local) de campo. Para
cada fabricante de ECL se faz necessrio um driver de comunicao.
O bloco de aquisio de dados tem capacidade de se comunicar com
os diversos drivers de comunicao, permitindo o interfaceamento
desses drivers com a base de dados, lendo e escrevendo na mesma
base.
Os mdulos aplicativos so mdulos que acessam a base de dados do
software gerando relatrios, grficos, alarmes, acesso a outros banco
de dados, etc..
O modo configurao tem, geralmente, as seguintes
caractersticas:
Possibilidade de definio e de gerao de sinticos de fluxogramas
de processo atravs de linguagens especficas ou de utilizao da
prpria tela para gerao de desenhos e das variveis representadas em
tempo real.
Possibilidade de definio do sequenciamento de operaes de
processos em batelada.
Base de Dados
Denominamos base de dados (Database) um arquivo de dados que
contm todas as variveis atualizadas em tempo real para alimentao de
dados do software supervisrio para automao industrial.
Todo o sistema de superviso ser alimentado com dados vindos de
um CP ou ECL. Assim, necessrio deixar estes dados disponveis para
que outros mdulos (vistos no item anterior) possam utiliz-los. Cada
ponto lido do CLP ou da ECL tem seu valor armazenado em uma varivel
da aplicao, que da em diante ser chamada TAG. TAGs no so somente
pontos lidos de equipamentos de campo mas qualquer varivel da
aplicao, inclusive as pr-definidas do Sistema Supervisrio, que so
chamadas TAGs internos. O conjunto de TAGs (internos ou da aplicao)
fica disponvel na database, onde todos os mdulos vo buscar ou
alterar valores dos TAGS. A database funciona como uma conexo entre
os mdulos da aplicao, onde todos os mdulos configurados s se
comunicam com a base da dados. A execuo do sistema ficar semelhante
a um sistema multitarefa. Cada mdulo tem sua vez de ser executado e
de se comunicar, seguindo sempre a mesma seqncia de execuo dos
mdulos.
Essa base de dados ser criada atravs de um software de
configurao do sistema. Geralmente se dar sob a forma de telas a
serem preenchidas, informando os dados necessrios para a configurao
do sistema que se pretende criar.
Nesse banco de dados encontraremos, principalmente, as variveis
de processo que pretendemos supervisionar representadas por
mnemnicos que contm informaes adicionais sobre: range, alarmes,
etc.
Interface de operao
onde se ir definir as telas do sistema e as variveis que
integraro as mesmas. Faremos uma diviso por telas e em cada uma
mostraremos os dados geralmente solicitados.
Telas de grupo
Essa fase da configurao obtida depois que todos os tags estejam
definidos. O sistema configurador solicitar os tags e os parmetros
que possuem.
Normalmente esses instrumentos so previamente criados pelo
sistema, cabendo ao usurio definir o tipo. Os tipos mais comuns
podem ser:
Indicao digital
Indicao analgica
Totalizao
Controle digital
Controle analgico
Registrador
Telas de sintico
Esta fase poderemos definir como a mais trabalhosa em termos de
configurao. Isso porque teremos que criar um ou vrios sinticos do
processo em questo.
Como esses sinticos so um retrato particular de cada planta no
existem, ento, sinticos pr-configurados mas ferramentas grficas que
possibilitem a criao de qualquer desenho.
Tela sintico.
A maioria dos sistemas tem implementado softwares bem
semelhantes aos softwares especficos na rea de CAD, porm com
recursos grficos limitados embora suficientes para a elaborao dos
desenhos.
Outros fabricantes criam softwares de importao de arquivos de
desenhos gerados diretamente em softwares de CAD. Isso torna o
trabalho de criao do desenho mais suave.
Podemos dividir esta fase de configurao em dois principais
mdulos: mdulo de edio de desenhos e mdulo de animao de
desenhos.
Mdulo de edio de desenhosO mdulo de edio de desenhos permite que
seja elaborado um desenho esttico que poder representar qualquer
parte do processo.
Os fabricantes permitem esse trabalho atravs do uso de elementos
geomtricos primitivos que, agrupados convenientemente, permitiro a
criao do desenho.
Os elementos geomtricos primitivos mais comuns so:
Pontos
Linhas
Arcos
Circunferncias
Animao de desenhos
O mdulo de animao de desenhos consiste em criar alteraes no
desenho em funo de valores das variveis da planta que esto
integradas no sistema digital.
Isso significa dizer que teremos um menu com os tipos possveis
animaes do desenho. Aps inserida a animao o software solicitar qual
ser o tag da base de dados que ir comand-la.
Tomemos, por exemplo, o desenho de um tanque TQ-01 e uma malha
de controle com tag LIC-01. Um efeito interessante que pode ser
realizado com a varivel nvel ser o de pintar a regio interna do
tanque em funo do valor da PV do LIC-01. Ou seja, se o valor da PV
for 0% o interior do tanque no ser pintado. Para 50% de PV teremos
50% do tanque pintados. Consequentemente para 100% de PV teremos
todo o interno do tanque pintado.
Para isso ser realizado teramos as seguintes fases:
Criar o desenho do tanque.
Criar o efeito de mudana de nvel.
Ligar o efeito de animao com a varivel PV do LIC-01.
Como exemplos de animao que poderemos encontrar nos editores de
desenhos poderemos citar:
Barra grfica Bargraph: Efeito de uma barra retangular que
preenchida internamente em funo de uma varivel analgica associada.
Pode-se escolher a cor de fundo e/ou cor da barra proporcional
varivel associada, alm das dimenses de altura e largura desta
barra. A animao ocorrer no sentido vertical, de baixo para cima.
Como exemplo desse efeito temos a criao dos faces-plates dos
controladores nas telas de grupo, onde temos os bargraphs de PV, SP
e MV proporcionais ao seu valor analgico.
Valor numrico Display: Cria uma janela numrica que sendo
associada a uma varivel analgica retorna seu valor. Esse efeito
usado na tela de grupo onde temos o bargraph dando idia global do
valor da varivel e uma janela numrica com seu valor exato.
Mudana de cor Color: Efeito em que uma regio retangular da tela
pode sofrer mudana de sua cor em relao cor de fundo. Esse tipo de
animao associada a uma varivel digital. Como exemplo poderamos
citar uma animao em que teramos o desenho de uma bomba com sua
respectiva tubulao. Se o sistema receber o sinal digital informando
que a bomba foi ligada poderemos, ento, mudar a cor no interior da
tubulao simulando, assim, o caminho que o fluxo estar fazendo pela
planta.
Atuao Command: Efeito de se poder mudar o status de um ponto
digital ou analgico atravs de uma janela aberta no sintico. Isso
permite a atuao do ponto sem a necessidade de navegar at a tela de
instrumentos. Ex. Ligar uma bomba.
Configurao dos mdulos aplicativos
Os mdulos aplicativos do sistema consistem em pacotes de
software, tais como scheduler ou clock, recipe (receitas), report
(relatrios), matemtico, trend (tendncia) e alarm com o objetivo de
otimizar o processo.
Mdulo de Alarme
Neste mdulo possvel definir as mensagens de alarme que o sistema
ir emitir, bem como as condies em que as mesmas sero emitidas. O
pacote de software responsvel pelo gerenciamento dos alarmes
definir, tambm, se as mensagens de alarme sero impressas ou
armazenadas em disco. Ainda classificar os tags e suas mensagens em
grupos de alarmes.
Exemplo de tela de configurao de alarmes.
Exemplo de tela sumrio de alarmes.
Mdulo Relatrio
possvel definir relatrios de eventos, normalmente inerentes ao
sistema. Este mdulo geralmente solicitar parmetros de configurao,
do tipo cabealho do relatrio, mneumnico das variveis que comporo o
relatrio e sistema de emisso de relatrio.
Exemplo de tela de configurao de relatrios.
Quanto ao sistema de emisso de relatrio poderemos ter a gerao de
relatrios instantneos, ou seja, o operador via console solicita o
relatrio com as variveis naquele instante. Ainda poder ser definida
a periodicidade automtica para a emisso dos mesmos (por exemplo de
hora em hora).
Mdulo Histrico
Neste item deve-se definir quais sero as variveis que formaro as
telas de histrico. Basta, ento, informar qual o mnemnico da
varivel.
Outro parmetro que o sistema ir solicitar ser a base de tempo de
salvamento, que poder ser de 1 hora ou de outra quantidade qualquer
de tempo como, por exemplo, 1 semana, 1 ms, etc..
Obs: Todos os valores das variveis histricas so armazenados em
unidades de disco. Note, ento, que o sistema cria uma regio
definida de memria para armazenamento desses valores. Assim sendo,
fica o conceito de que ao ser iniciada a aquisio e gravao desses
dados em disco existir um dado momento em que esse espao de memria
ser preenchido e ento o sistema comear a sobrepor as primeiras
informaes gravadas.
Exemplo de tela de configurao de grficos histricos
.
A segunda observao que quanto mais alta for a base de tempo,
melhor, pois teremos um maior tempo registrado. A desvantagem que,
como a quantidade de memria por varivel histrica finita, um sistema
com base de tempo alta ter uma taxa de amostragem tambm alta, o que
poder prejudicar a preciso do registro histrico da varivel numa
futura anlise.
Para ilustrar melhor o que foi dito imaginemos uma rea de 1000
unidades de memria. Imaginemos tambm 2 bases de tempo: 1 hora e 1
dia.
A base de tempo de 1 hora far aquisies da varivel a cada 3,6s
(3600s/1000).
A base de tempo de 1 dia far aquisies de varivel a cada 86,4 s
(86400s/1000)
Note que enquanto a primeira base de tempo escolhida l a varivel
num determinado intervalo a segunda o faz num tempo 24 vezes
maior.
Deve-se, ento, de acordo com a gerncia de processos, definir
qual o valor ideal de base de tempo.
Um recurso adicional a esse sistema ser o salvamento dos
registros histricos em disquete, ou seja, o sistema poder
automaticamente ir descarregando o banco de dados em disquete.
Quando o disquete est totalmente carregado o sistema cria um aviso
ao operador para a troca por outro vazio.
Um detalhe interessante que os dados armazenados em disco podem
ser migrados facilmente para sistemas de anlise de dados (planilhas
eletrnicas) sem nenhum inconveniente.
Mdulo Matemtico
Permite que sejam desenvolvidas rotinas lgicas e clculos
matemticos necessrios para uma aplicao. Este mdulo pode ser
implementado na prpria estao de trabalho. possvel, tambm, existir
um determinado computador em um nvel hierrquico superior ao de uma
estao de trabalho executando esta tarefa, ou seja, recebendo
valores oriundos dos nveis mais baixos (ECL s) e efetuando
algoritmos matemticos com os mesmos. Esse resultado poder servir
para realimentar os nveis mais baixos. O propsito de se usar um
computador especfico para realizar esse tipo de funo deve-se ao
fato de no nvel de controle termos processadores dedicados em funes
de controle de processo em tempo real. Caso tentemos increment-los
com clculos avanados os mesmos poderiam perder essa caracterstica,
o que seria desastroso.
Geralmente o modo de se implementar tais clculos efetivado
atravs do uso de linguagens de alto nvel (C, Pascal, Fortran, etc)
ou pacotes de softwares utilitrios que venham com funes pr
definidas, conforme ilustrao a seguir.
Exemplo de tela de configurao de mdulos matemticos.
Configurao do mdulo de comunicao
Esse mdulo pode ser dividido, na maioria dos softwares de
configurao, em duas partes:
Configurao dos canais de comunicao
Configurao dos endereos das variveis
Configurao dos canais de comunicao
Em um sistema digital distribudo temos vrios canais de comunicao
com os equipamentos distribudos pela planta. O objetivo desse mdulo
informar ao sistema qual equipamento estar conectado a um
determinado canal e informar (caso necessrio) dados sobre a
comunicao do sistema com o equipamento como, por exemplo,
velocidade de comunicao(Baud Rate), quantidade de bits de dados,
stop bits, paridade, etc.
Note que num canal de comunicao poderemos ter um ou vrios
equipamentos conectados, porm todos eles devero que ser o mesmo
tipo de equipamento. Isso se deve ao fato de que cada equipamento
tem seu prprio protocolo de comunicao; ento, o sistema deve possuir
uma biblioteca que contenha os vrios protocolos dos equipamentos
(Drives).
Configurao dos endereos das variveis
Este mdulo ir dizer ao subsistema de monitorao e operao de onde
viro e/ou para onde iro os valores das variveis do processo que
sero monitorados.
Basicamente consiste em criar-se um LINK entre um endereo da ECL
e o tag da base de dados. Para esse tag ir se definir o canal, o
endereo do equipamento e o valor da memria do equipamento onde se
encontra o valor da varivel desejada.
Note que este passo de fundamental importncia para o
funcionamento correto do subsistema de monitorao e operao, pois
caso se tenha endereado incorretamente o valor de uma varivel as
informaes apresentadas no console de operao no sero espelho do que
est ocorrendo no processo, trazendo implicaes desastrosas.
recomendvel que aps o sistema configurado e instalado se realize um
loop-test das variveis tanto de aquisio como de atuao para total
confiabilidade do sistema.
Sistema SCADA
A palavra SCADA um acrnimo para Supervisory Control And Data
Acquisition. Os primeiros sistemas SCADA, basicamente telemtricos,
permitiam informar periodicamente o estado corrente do processo
industrial, monitorizando sinais representativos de medidas e
estados de dispositivos atravs de um painel de lmpadas e
indicadores sem que houvesse qualquer interface aplicacional com o
operador.
Com a evoluo tecnolgica, os computadores assumiram um papel de
gesto no recolhimento e tratamento de dados, permitindo a sua
visualizao e a gerao de comandos de programao para execuo de funes
de controle complexas.
Atualmente os sistemas SCADA utilizam tecnologias de computao e
comunicao para automatizar a monitorao e controle dos processos
industriais, efetuando aquisio de dados em ambientes complexos e
dispersos geograficamente. Os sistemas SCADA cobrem um mercado cada
vez mais vasto, podendo ser encontrados em diversas reas como em
hidreltricas, indstria de celulose, petrolfera, txtil, metalrgica,
automobilstica e eletrnica, alm dos setores de saneamento bsico,
entre outros.
Estes sistemas revelam-se de crucial importncia na estrutura de
gesto das empresas, fato pelo qual deixaram de ser vistos como
meras ferramentas operacionais, ou de engenharia, e passaram a ser
vistos como uma importante fonte de informao. Num ambiente
industrial cada vez mais complexo e competitivo, os fatores
relacionados com a disponibilidade e segurana da informao tm grande
relevncia, tornando-se necessrio garantir que a informao esteja
disponvel e segura quando necessria, independentemente da localizao
geogrfica. Torna-se, portanto, necessrio implementar mecanismos de
acessibilidade, de segurana e de tolerncia a falhas.
Os sistemas SCADA melhoram a eficincia do processo de monitorao
e controle, disponibilizando, em tempo til, o estado atual do
sistema atravs de um conjunto de previses, grficos e relatrios de
modo a permitir a tomada de decises operacionais apropriadas, quer
automaticamente, quer por iniciativa do operador.
Componentes do sistema SCADA
Sensores e atuadores.
Estaes remotas.
Rede de comunicaes.
Estaes centrais de superviso.
Sensores e atuadores
Os sensores e atuadores so dispositivos conectados aos
equipamentos controlados e monitorados pelos sistemas SCADA.
Os sensores convertem parmetros fsicos, tais como velocidade,
nvel de gua e temperatura, em sinais analgicos e digitais legveis
pela estao remota.
Os atuadores so usados para atuar sobre o sistema, ligando e
desligando determinados equipamentos.
Estaes remotas
O processo de controle e aquisio de dados inicia-se nas estaes
remotas PLCs (Programmable Logic Controllers) e RTUs (Remote
Terminal Units) com a leitura dos valores atuais dos dispositivos
que lhes esto associados e o respectivo controle. Os PLCs e os RTUs
so pequenos computadores atravs dos quais as estaes centrais de
monitorao se comunicam com os dispositivos existentes nas instalaes
fabris.
Os PLCs apresentam como principal vantagem a facilidade de
programao e controle de I/O. Por outro lado, os RTUs possuem boa
capacidade de comunicao, incluindo comunicao via rdio, estando
especialmente indicados para situaes adversas onde a comunicao
difcil.
Atualmente, nota-se uma convergncia no sentido de reunir as
melhores caractersticas destes dois equipamentos: a facilidade de
programao e controle dos PLCs e as capacidades de comunicao dos
RTUs.
Rede de comunicaes
Rede de comunicaes a plataforma atravs da qual a informao de um
sistema SCADA transferida. Levando em considerao os requisitos do
sistema e as distncias a cobrir, as redes de comunicao podem ser
implementadas, entre outros, atravs dos seguintes meios fsicos:
Cabos - Os cabos esto indicados para a cobertura de pequenas
distncias. Normalmente so utilizados em fbricas, no sendo adequados
para grandes distncias devido ao elevado custo de cablagem,
instalao e manuteno;
Linhas Dial-Up - As linhas Dial-Up podem ser usadas em sistemas
com atualizaes peridicas que no justifiquem conexo permanente.
Quando for necessria a comunicao com uma estao remota efetuada uma
ligao para o respectivo nmero;
Linhas Dedicadas - As linhas dedicadas so usadas em sistemas que
necessitam de conexo permanente. Esta uma soluo cara, pois
necessrio o aluguel permanente de uma linha telefnica ligada a cada
estao remota;
Rdio-Modems - Estes dispositivos so usados em locais onde no
esto acessveis linhas telefnicas. Por vezes, em situaes onde uma
ligao direta via rdio no pode ser estabelecida devido distncia,
necessria a instalao de dispositivos repetidores.
Estaes centrais de superviso
As estaes centrais de superviso so as unidades principais dos
sistemas SCADA, sendo responsveis por recolher a informao gerada
pelas estaes remotas e agir em conformidade com os eventos
detectados. Podem estar centralizadas num nico computador ou
distribudas por uma rede de computadores de modo a permitir a
partilha de informao proveniente do sistema SCADA.
A interao entre os operadores e as estaes de monitorao central
efetuada atravs de uma interface Homem-Mquina, onde comum a
visualizao de um diagrama representativo da instalao fabril, da
representao grfica das estaes remotas, dos valores atuais dos
instrumentos fabris e da apresentao dos alarmes detectados.
Estrutura e Configurao
Funcionalidades
A capacidade de superviso do sistema SCADA inclui as seguintes
funcionalidades:
Aquisio de dados;
Visualizao de dados;
Processamento de alarmes;
Tolerncia a falhas.
Aquisio de dados:
A aquisio de dados o processo que envolve o recolhimento e
transmisso de dados desde as instalaes fabris, eventualmente
remotas, at as estaes centrais de monitorao.
O processo de aquisio de dados inicia-se nas instalaes fabris,
onde as estaes remotas lem os valores dos dispositivos a elas
conectados. Aps a leitura desses valores segue-se a fase de
transmisso de dados em que, quer em modo de comunicao por polling,
quer em modo de comunicao por interrupo (Report by Exception), os
dados so transmitidos atravs da rede de comunicaes at a estao
central.
Por fim, o processo de aquisio de dados concludo com o
respectivo armazenamento em bases de dados.
Visualizao de dados:
A visualizao de dados consiste na apresentao de informao atravs
de interfaces homem-mquina, geralmente acompanhados por animaes, de
modo a simular a evoluo do estado dos dispositivos controlados na
instalao fabril.
Os sistemas SCADA permitem visualizar, alm dos dados recolhidos,
previses e tendncias do processo produtivo com base em valores
recolhidos e valores parametrizados pelo operador, alm de grficos e
relatrios relativos a dados atuais ou existentes em histrico.
Processamento de alarmes:
O processamento de alarmes assume um papel de elevada importncia
na medida em que permite informar anomalias verificadas, sugerir
medidas a tomar e, em determinadas situaes, reagir automaticamente
mediante parmetros previamente estabelecidos.
O computador, ao analisar os dados recolhidos, verifica se algum
dos dispositivos gerou valores excepcionais, indicadores de situaes
de alarme.
No tratamento de valores digitais, as situaes de alarme podem
ser detectadas atravs de uma varivel que assume o valor 0 ou 1; no
tratamento de valores analgicos so definidos valores que limitam as
situaes aceitveis, de modo a que quando os valores lidos estiverem
situados fora das gamas de valores permitidos seja detectada uma
situao de alarme.
Alm das situaes de alarme detectadas com base nos valores lidos
pelos dispositivos, os sistemas SCADA podem acionar alarmes com
base na ocorrncia de determinadas combinaes de eventos.
Os alarmes so classificados por nveis de prioridade em funo da
sua gravidade, sendo reservada a maior prioridade para os alarmes
relacionados a questes de segurana.
Em situaes de falha do servidor ou da rede de comunicaes possvel
efetuar o armazenamento das mensagens de alarme em buffer o que,
aliado capacidade de transmisso de mensagens de alarme para vrios
servidores, permite atingir maior grau de tolerncia a falhas.
Atravs da informao proveniente do login, os sistemas SCADA
identificam e localizam os operadores, de modo a filtrar e
encaminhar os alarmes em funo das suas reas de competncia e
responsabilidade.
Os sistemas SCADA guardam em pastas .log informao relativa a
todos os alarmes gerados, de modo a permitir que posteriormente se
proceda a uma anlise mais detalhada das circunstncias que estiveram
na origem da gerao do alarme.
Tolerncia a falhas:
Para atingir nveis aceitveis de tolerncia a falhas usual a
existncia de informao redundante na rede e de mquinas backup
situadas dentro e fora das instalaes fabris, de modo a permitir que
sempre que se verifique uma falha num computador o controle das
operaes seja transferido automaticamente para outro computador -
uma rplica de backup - sem que se notem interrupes
significativas.
Modos de comunicao
Os sistemas SCADA utilizam genericamente dois modos de
comunicao: comunicao por polling e comunicao por interrupo.
Tecnologias disponveis
Internet
DDE / NETDDE
OLE
OPC
Protocolos de comunicao de equipamentos
(proprietrios/abertos)
Internet
A Internet cada vez mais o meio de comunicao preferido pelas
organizaes. Atravs do uso de tecnologias relacionadas a ela e de
padres como TCP/IP, HTTP e HTML , atualmente, possvel o acesso e
partilha de dados entre a rea de produo e a rea de superviso e
controle de vrias instalaes fabris.
De fato, com o uso de um Web browser possvel controlar em tempo
real uma mquina localizada em qualquer parte do mundo, bastando
introduzir o seu URL no browser, sem que haja necessidade de
deslocamento.
Os dados so transportados atravs de protocolos comuns,
garantindo a interconectividade e a interoperabilidade entre os
diversos dispositivos que compem o sistema.
A interoperabilidade significa que os dispositivos de uma rede
partilham informao, no coexistindo isoladamente.
Utilizando as infra-estruturas de rede existentes, baseadas em
Ethernet - TCP/IP, possvel desenvolver sistemas de aquisio de dados
e automao de sistemas sem necessidade de infra-estruturas
adicionais. No necessrio nenhum hardware especial para desenvolver
uma aplicao de aquisio de dados baseada na Internet.
O browser se comunica com o servidor Web atravs do protocolo
HTTP. Aps o envio do pedido referente operao pretendida, ele recebe
a resposta na forma de uma pgina HTML.
Algumas das vantagens da implementao de uma aplicao de
recolhimento de dados atravs de um browser so:
O browser disponibiliza um modo de interao simples, com o qual
os utilizadores j esto habituados, podendo incluir ajuda on-line,
imagens, som e vdeo;
No necessria a instalao de nenhum cliente, dado que geralmente
todos os computadores tm browsers instalados, o que simplifica a
administrao do sistema;
necessrio, apenas, efetuar manuteno de pginas, applets e scripts
do lado do servidor;
A natureza cliente-servidor da Internet faz com que seja possvel
que diversos clientes acessem, simultaneamente, dispositivos e
visualizem dados em tempo real, independe da sua localizao. Essa
aproximao diferente da tradicional e permite controlar vrios
dispositivos.
Teoricamente, qualquer dispositivo com capacidade para se
comunicar com um computador pode ser colocado na rede. Neste mbito
esto includos dispositivos de amostragem analgicos e digitais,
PLCs, sensores, cmeras, etc.
Alguns destes dispositivos, especialmente os que se comunicam
via porta serial, foraram o mercado ao desenvolvimento de
dispositivos de converso de comandos de rede para comandos por eles
interpretveis, e vice-versa. Todos os dispositivos no adequados
para a rede necessitam de um servidor que traduza os pedidos e
efetue a comunicao com o dispositivo atravs do seu protocolo
nativo.
DDE / NetDDE
O DDE (Dynamic Data Exchange) um protocolo cliente-servidor que
permite a transferncia de dados entre aplicaes atravs do uso de
mensagens do Windows. O cliente e o servidor podem ser programados
para interpretar os dados como um comando. Para a troca de
mensagens entre mquinas remotas existe um mecanismo semelhante ao
DDE denominado NETDDE. O DDE totalmente bit blind, ou seja, nem o
cliente nem o servidor sabem se esto se comunicando com uma aplicao
de 16 ou 32 de bits. Na realidade o servidor desconhece se o
cliente se encontra na mesma mquina ou no.
O DDE atravs da rede - NETDDE (Network Dynamic Data Exchange) -
usa uma hierarquia de nomes semelhante ao DDE; contudo, neste caso
os nomes do servio e o tpico foram alterados, respectivamente, para
servidor DDE e share representando, o primeiro, o nome do
computador que desempenha as funes de servidor e o segundo os nomes
do servio e o tpico da aplicao servidora. O NETDDE usa o protocolo
NetBIOS, que corre sobre TCP/IP, permitindo ao NETDDE utilizar a
Internet.
OLE:O OLE (Object Linking and Embedding) um mecanismo sncrono
que permite a um cliente invocar uma subrotina num servidor.
Circunstncias em que o OLE pode ser considerado mais indicado do
que o DDE:
O uso do OLE vantajoso em situaes em que a aplicao cliente
assuma o papel principal, delegando parte do seu processamento ao
servidor que est espera de pedidos do cliente para manipulao de
objetos por ele mesmo gerados.
Nestas circunstncias mais rpido e apropriado, para o cliente,
invocar diretamente uma subrotina no servidor.
Circunstncias em que o DDE pode ser considerado mais indicado do
que o OLE:
O DDE ideal para permitir que uma aplicao monitore outra
aplicao. Devido ao fato de nenhuma das aplicaes estar operando no
mesmo contexto no existe interferncia entre elas.
O DDE um mecanismo que, por ser bit-blind, permite, quando
necessrio, que um mesmo servidor suporte clientes de 16 e 32 bits.
O servidor pode levar algum tempo para recolher a informao para a
resposta ao pedido efetuado pelo cliente. Uma vez que o DDE
assncrono, o cliente pode continuar a executar o seu
processamento.
A performance do servidor no afetada em situaes de
disponibilizao de dados para vrios clientes em mquinas distintas,
uma vez que atravs do uso do NETDDE as mensagens so colocadas na
fila de espera das mquinas clientes.
OPC:
Historicamente, os integradores de sistemas tinham que
implementar interfaces proprietrias ou personalizadas para extrair
dados de dispositivos provenientes de diferentes produtores de
hardware. H alguns anos a Microsoft introduziu as tecnologias OLE,
COM e DCOM, permitindo s aplicaes interoperar e se comunicar com
mdulos distribudos atravs de uma rede de computadores. Com o
objetivo de definir um standard para utilizao das tecnologias OLE e
COM em aplicaes de controle de produo, os principais fabricantes de
hardware e software constituram uma organizao, a OPC Foundation, da
qual resultou o OPC (OLE for Process Control). Atualmente est
disponvel uma API (Application Programming Interface) standard que
permite a criao de aplicaes que se comuniquem com diferentes
dispositivos.
As vantagens do uso do OPC, entre outras, so as seguintes:
Existncia de uma nica API para todos os servidores de OPC, de
modo que o cdigo de uma aplicao cliente possa ser reutilizado em
qualquer dispositivo;
Oportunidade para desenvolver aplicaes clientes em ambientes de
desenvolvimento que utilizem COM e ActiveX, tais como Visual Basic,
Visual C++ e Excel;
Identificao dos servidores que possam disponibilizar aos
clientes determinados itens OPC. Um item OPC um canal ou varivel
num dispositivo - normalmente um ponto de I/O - que um servidor
monitoriza ou controla;
Protocolos de comunicao de equipamentos
(proprietrios/abertos):
Alm das tecnologias citadas, redes proprietrias ou abertas,
desenvolvidas por fabricantes de equipamentos, podem vir a fazer
parte de um sistema SCADA e podem, tambm, ser utilizadas para troca
de dados entre as estaes remotas e o centro de controle
operacional.
Atividades de laboratrio para configurao de supervisrio
INDUSOFT
O objetivo deste trabalho prtico ser criar algumas telas para
que tenhamos uma aplicao onde seja possvel visualizar e comandar um
processo de medio e controle de nvel, temperatura e presso em 3
tanques similares.
Etapa 1. Criar um novo projeto
Para criar um novo projeto usando o InduSoft Web Studio, rode o
InduSoft Web Studio clicando no cone , ou usando o boto Iniciar ,
Programas -> InduSoft Web Studio Tools -> InduSoft Web
Studio.
Outra opo usar o comando seguinte: (boto Iniciar + Executar +
"C:\Arquivos de Programas\InduSoft Web
Studio\Bin\RunStudio.exe)
J no ambiente do InduSoft Web Studio, selecione File e clique em
New para abrir a janela new.
Selecione o tab "Project" e digite o nome da aplicao no campo
"Application name".
Selecione a plataforma alvo Local Interface para essa aplicao na
lista Target Platform;
Pressione o boto OK para abrir a janela seguinte
Na janela "Project Wizard", possvel selecionar algumas janelas
que podem ser utilizadas como um ponto de partida para a
aplicao.
possvel tambm escolher a resoluo apropriada em pixels.
Selecione: Empty Application (Aplicao Vazia) e Resolution = 640
x 480.
Etapa 2. Criar tags na Base de dados Database
Na Workspace, selecione o tab "Database". Clique na pasta
Application Tags para expandi-la. Clique duas vezes em Datasheet
View.
O Database ser preenchido e alterado durante o desenvolvimento
da aplicao. Porm, para iniciarmos uma aplicao de exemplo, podemos j
previamente definir alguns tags que sabemos que sero utilizados.
Criaremos trs Tanques cada qual controlado por duas vlvulas.
A primeira vlvula enche o tanque e a segunda o esvazia.
Para sabermos o estado da primeira vlvula, teremos o tag
(EstadoEnche) e para a segunda (EstadoEsvazia).
Como cada vlvula s pode estar aberta ou fechada, estes tags
devem ser booleanos.
Sendo trs Tanque, precisaremos de trs vlvulas para enche-los e
outras trs para esvazi-los. Portanto usaremos Arrays para
rapidamente criarmos as vlvulas.
Vamos configurar o "Application Datasheet" como mostrado a
seguir:
Vamos criar agora os tags que enviaro os comandos para abrir ou
fechar as vlvulas.
Esses comandos, na vida real, seriam enviados aos CLPs atravs do
driver, endereando esses tags para serem pontos de I/O.
Salve a configurao do banco de dados usando o cone: Etapa 3.
Criar telas no projeto
A figura a seguir mostra uma das telas, no caso a tela de nome
Principal.
Primeiramente criaremos o CABEALHO e o RODAP em uma tela
(STANDARD) que servir de padro bsico para as demais telas.
Selecione o tab "Graphics" no Workspace e selecione na pasta
"Screens.Agora, clique com o boto direito na pasta "Screens" e
clique na opo Insert.
Na janela "Screen Attributes" devemos configurar alguns
atributos gerais sobre a tela que est sendo criada. Primeiro
configure a tela STANDARD como mostrado na figura abaixo:
Pressione o boto OK e uma tela vazia dever aparecer com os
atributos configurados para ela.
Desenhar o CABEALHO (parte superior da tela) e os botes de
comando
Depois de criar a tela, mudemos a cor de fundo usando o
background color. Selecione o cinza claro (light gray) utilizando o
cone do toolbar de desenho no canto inferior direito da tela.
Desenhe nove botes no canto superior direito da tela.
Esses botes chamaro as outras telas e ainda permitiro fechar a
aplicao. Para desenhar os botes, utilize o cone do Toolbar. Nosso
CABEALHO dever parecer com a figura abaixo:
Nota: possvel copiar e colar objetos das telas utilizando-se do
recurso Ctrl+C Ctrl+V. Outra forma, a exclusiva do InduSoft, clicar
no objeto a ser duplicado ao mesmo tempo que se pressiona a tecla
Ctrl.
Quando se clica duas vezes em um objeto desenhado, temos a
janela de Object Properties. Nesta janela so configuradas todas as
propriedades, tais como comandos, animaes, texto, etc No caso dos
botes (pushbuttons), o texto que aparece dentro deste o campo
Caption ( nome do boto).
Portanto, mos a obra: nove botes com os Captions mostrados na
tela abaixo:
Agora desenharemos alguns retngulos e textos que faro parte da
tela no canto superior esquerdo. Esses campos mostraro a data e
horas atuais, bem como nome do usurio logado.
Para tanto, aprenderemos mais algumas coisas do Toolbar. Quando
mudamos algum dado (setting), como por exemplo, cor e espessura das
linhas, cor de preenchimento de objetos, formatao de fontes de
texto, etc, essas mudanas passam a ter efeito no prximo objeto
desenhado e nos outros que estejam selecionados.
Desenhe agora trs retngulos azuis, com contorno cinza escuro de
espessura (Weight) 2.
V ao Toolbar (lado superior direito da tela) e selecione o cone
Fill Color , e troque para a cor azul.
Selecione line color e mude a cor da linha para cinza escuro
(dark gray) com largura weight = 2.
Desenhemos trs Rectangles conforme figura abaixo:
Agora vamos mudar o estilo das fontes. Clique no cone mostrado
ao lado e selecione os parmetros da fonte. Selecione o tamanho 12 e
fonte tipo Courier.
- Para inserir caracteres de texto nos retngulos, usaremos o
cone mostrado ao lado .Clique no cone e depois clique dentro de um
dos retngulos azuis que foram desenhados.
Para mostrarmos o valor de um tag na tela, usamos o caractere #
(que recebe vrios nomes, entre eles sustenido, cerquilha,
cerquinha, jogo da velha, hash sign, etc). O mesmo nmero de
caracteres cerquinha que forem digitados, ser o mesmo nmero de
caracteres do tag sero mostrados. Como queremos mostrar a data
utilizando o formato MM/DD/AAAA, precisamos de 10 caracteres no
retngulo da esquerda, 8 caracteres para o retngulo da direita e 20
(ou mais) caracteres no retngulo inferior.
-Clique duas vezes no caracter cerquinha e configure conforme as
propriedades abaixo:
-Clique em Fonts e selecione fonte Courier, tamanho 12.
Quando o Cabealho da nossa tela estiver pronta, deve parecer com
a figura abaixo:
Salve a tela como STANDARD.
Para salvar, clique no menu File na barra superior, e no item
Save As e digite o nome STANDARD no campo Nome do arquivo, e clique
em Salvar.
Aplicar as primeiras propriedades: Criar os links para outras
telas no cabealho
Agora que os objetos esto desenhados, podemos comear a aplicar
em cada um deles as propriedades de comando e de display com o
valor de tags.
Nota: Neste momento passa a ser interessante utilizar-se do
recurso "Disable Drag" atravs do atalho "Ctrl+D". Este recurso faz
com que os objetos no possam mais ser movimentados na tela pelo
mouse. Como estaremos duplo-clicando vrias vezes nos objetos, s
vezes estes podem mudar de posio. Com o Ctrl+D eles no se movero.
Para mostrar o valor de tags ou mesmo expresses numa tela,
aplicaremos nos textos onde houver os caracteres #####. a
propriedade "Text I/O", atravs do cone mostrado ao lado .
Clique duas vezes no retngulo com 8 caracteres ##### (para
hora), e em seguida no cone "Text I/O", a janela "Objects
Properties" aparecer. Note que o check -list superior direito ter
alm da opo Text, a propriedade Text I/O. No campo "Tag/Expression"
preencha com Time.Como na figura abaixo;
Selecione o outro retngulo com texto ######, com 10 caracteres
(para data) apliquemos a propriedade "Text I/O".
Ao abrir a janela "Objects Properties" digite Date no campo
"Tag/Expression".Como na figura abaixo:
A partir de agora estaremos inserindo os comandos de abrir tela
nos botes do Cabealho da tela. Clique duas vezes no boto escrito
"PRINCIPAL"
Insira a propriedade "Command" . A janela Object Properties ser
aberta. Configure-a como mostrado abaixo.
A funo Open ( ), abre uma tela, que sra chamada atravs do nome
dado a ela dentro das aspas passada como parmetro. No necessrio que
a janela tenha sido criada para que programemos um boto para
cham-la. Mas para que a funo funcione ai sim a tela j deve ter sido
criada. O nome da tela a ser chamada, deve estar entre aspas por
tratar-se de uma constante do tipo String. Se colocarmos ao invs
disso um tag do tipo string, sendo que este tag possui como valor,
o nome de uma tela, a ento podemos colocar o nome do tag sem
aspas.
Clique duas vezes no boto "Sair" e repita o procedimento.
O boto Sair ter a funo de fechar os mdulos de RunTime(execuo) da
aplicao. Para tal, usamos a funo "Shutdown ( )". Mas,
aproveitaremos a ocasio para deixar o operador confirmar se
realmente ele deseja sair. Ento iremos criar uma tela chamada
Confirmao, com as opes Sim e No para confirmar o fechamento da
aplicao.
Criar tela Confirmao
Agora crie a tela Confirmao, para inserir uma nova tela clique
com o boto direito na pasta Screens, clique em Insert e configure
como na figura abaixo:
Na nova tela desenhe os seguintes objetos (botes e texto) como
na figura abaixo:
No boto Sim, clique duas vezes, insira a propried. Command e
digite Shutdown ( ).
No boto No, clique duas vezes e insira a propriedade Command e
digite, na coluna Expression o comando Close (Confirmacao).
Salve a tela como Confirmacao.
Para salvar, clique no menu File na barra superior, e no item
Save As.
Digite o nome Confirmacao no campo Nome do arquivo, e clique em
Salvar.
Agora feche a tela Confirmacao.
Criar o RODAP (parte inferior da tela)
Vamos criar agora um RODAP, e editar as suas propriedades.
Selecione o cone "Alarm" (canto direito da tela) no Toolbar e
crie no inferior da tela, como se fosse um boto o RODAP.
Clique duas vezes na tela de Alarme recm criada, e edite suas
propriedades na tela "Object properties" como mostrado abaixo:
Clique no boto Font... para selecionar fonte tipo: Courier -
Tamanho 10 - Cor Branca (White).
O objeto ento dever parecer como este abaixo:
A tela deve ser salva para que os atributos tenham efeito.
Salve a tela como STANDARD.
Para salvar, clique no menu File na barra superior, e no item
Save As e digite o nome STANDARD no campo Nome do arquivo, e clique
em Salvar.
Criar tela Principal com os itens de processo e sinticos
Nesta tela principal, deveremos:
Mostrar as propriedades de trs Tanques (Temperatura, Presso e
Nvel) em formato grfico e numrico.
Mostrar o estado das vlvulas de enchimento e esvaziamento dos
Tanques atravs de objetos da biblioteca .
Inserir comandos de abertura e fechamento das vlvulas.
Nota: Partindo do princpio que os trs Tanques sero idnticos,
aproveitaremos esta aplicao para j treinar o conceito de Arrays.
Portanto criaremos uma tela com tags indexados onde mostraremos os
valores das variveis do Tanque um de cada vez.
Para criar os tanques, os canos e as vlvulas, usaremos objetos
da biblioteca. Para acessarmos a biblioteca de smbolos, clique com
no cone mostrado na figura abaixo:
Para importar um objeto da biblioteca para a tela da aplicao,
simplesmente clique no objeto e depois na tela.
claro que h outras formas de se desenhar sem ser utilizando a
biblioteca, mas para os propsitos deste tutorial a biblioteca nos
atende bem.
Portanto vamos importar objetos como vlvulas (na janela Valves
da biblioteca), canos (em Pipes) e o tanque em Tanks) como mostrado
abaixo. As setas so totalmente opcionais e se encontram na tela
Arrows.
Desenhemos tambm trs retngulos na posio vertical.
Crie agora os tags Temperatura, Nivel e Pressao que mostraro a
Temperatura, o Nvel e a Presso dos Tanques.
E mais um tag que ser o ndice dos Tanques chamado Indice e
configure conforme mostrado na tabela abaixo.
Os 4 primeiros tag's j haviam sido criados previamente durante o
exerccio anterior.
Selecione o texto " ### " abaixo do texto Temperatura, insira a
propriedade do cone "Text I/O" e configure como mostrado
abaixo:
Este display mostrar o valor da temperatura do tanque associado
pelo tag Indice.
Se Indice = 1, ele mostrar a temperatura do tanque 1, se Indice
= 2 ele mostrara a temperatura do tanque 2, e assim
sucessivamente.
Selecione o texto ### abaixo de Presso e configure como mostrado
abaixo.
- Por ltimo, selecione o texto ######### abaixo de Nvel.
Configure seu Texto I/O como abaixo:
A fim de mostrar os valores de Temperatura, Presso e Nvel
graficamente, usaremos a propriedade Bargraph nos trs retngulos
desenhados acima dos textos.
No nosso exemplo, o retngulo vai tendo o seu interior preenchido
de acordo com o valor do tag associado ao seu bargraph. Se o tag
for zero retngulo vazio, 50% cheio pela metade e 100%, teremos o
retngulo cheio.
Selecione o retngulo acima do texto Temperatura e clique no cone
mostrado ao lado, Bargraph .
Configure o retngulo como mostrado abaixo:
Clique suas vezes no retngulo sobre o texto Presso e clique no
cone Bargraph .
Por ltimo, selecione retngulo sobre o texto Nivel: Insira a
propriedade Bargraph e configure como mostrado abaixo.
Agora vamos s vlvulas.
As vlvulas que escolhemos na biblioteca funcionam da seguinte
forma: so dois bitmaps: um com a vlvula vermelha e o outro com a
mesma vlvula, porm verde, que ficam sobrepostos. Dependendo do
valor do tag, a vlvula verde se sobrepe sobre a vermelha ou no.
Isso acontece graas propriedade Position, mostrada no cone ao
lado.- Chamaremos a vlvula que se encontra na horizontal de
"ValvulaEnche". Clique duas vezes em cima dela e selecione a
propriedade Position, e configure como mostrado abaixo:
EstadoEnche[Indice]- Esta propriedade far com que, sempre que o
valor do tag EstadoEnche[Indice] for 1, o bitmap verde ser
mostrado. Pensando em uma aplicao real, o valor deste tag dever ser
LIDO do campo.
Clique duas vezes na "VlvulaEnche", e selecione a propriedade
Command, configure o comando como mostrado abaixo:
ComandoEnche[Indice] Numa aplicao real, este tag c estaria
enviando comandos para abrir e fechar as vlvulas para do sistema.
Portanto este tag seria um tag de ESCRITA para o Driver.
Chamaremos de "ValvulaEsvazia" a vlvula que est na posio
vertical.
Esta vlvula, quando aberta, esvaziar o tanque.
Clique duas vezes em cima dela e selecione a propriedade
Position e no campo Show on Condition digite
EstadoEsvazia[Indice].
EstadoEsvazia[Indice]
Agora vamos inserir o comando para controlar essa vlvula.
Clique duas vezes na ValvulaEsvazia e selecione a propriedade
Command.
Configure como mostrado abaixo.
ComandoEsvazia[Indice] Finalmente vamos criar os comandos para o
tag Indice.
J havamos desenhado dois botes com setas para cima e para baixo,
ao lado do nmero do tanque escolhido.
Clique duas vezes no boto que aponta para cima. Insira a
propriedade Command e configure como mostrado abaixo.
J para o boto que aponta para baixo, repita a operao e configure
como mostrado abaixo:
Agora vamos mostrar qual o nmero do tanque, clique duas vezes no
texto " # " e clique no cone da propriedade Text I/O" , configure
como mostrado abaixo.
Salve a tela como Principal.
Para salvar, clique no menu File na barra superior, e no item
Save As e digite o nome Principal no campo Nome do arquivo, e
clique em Salvar.
Em seguida configure a partida no menu Project, clique na opo
Settings.
No tab Runtime Desktop e digite dentro da janela Startup:
Principal.
Salve a aplicao e Rode.TAREFA: Configur uma Planilha Matemtica
(Math Worksheet) para simular valores de processo
Agora hora de desenvolvermos alguns scripts para simular valores
de processo na tela Principal.
Right click na pasta "Math" localizada no tab Tasks. Selecione o
comando "Insert" para criar uma nova planlha matemtica.
O campo Execution controla a execuo da planilha. Pode-se digitar
a um valor, um tag, uma expresso ou uma funo que, sendo este valor
verdadeiro, executa a matemtica.
Portanto o nosso campo Execution ser preenchido com o valor 1.
Isto habilita a execuo contnua desta planilha uma vez que 1 ser
sempre um valor verdadeiro (TRUE).
No corpo da planilha, estaremos simulando:
Os status das vlvulas, de acordo com o comando enviado.
O nvel, a presso e a temperatura dos trs Tanque .
Para simular o status de cada vlvula, simplesmente vamos
transferir o valor do Comando para o Status, uma vez que no estamos
numa aplicao real.
Para os valores de temperatura e presso brincaremos com as funes
trigonomtricas de seno e cosseno (sine e cosine).
Para simular a propriedade Nvel (Nivel) de cada tanque, usaremos
os status das vlvulas de Enchimento e esvaziamento (fill and empty)
para incrementar ou decrementar o valor da varivel de Nvel.
- Portanto, com o entendimento acima, vamos configurar a
planilha como mostrado abaixo :
Tag NameExpression
EstadoEnche[1]ComandoEnche[1]
EstadoEsvazia[1]ComandoEsvazia [1]
EstadoEnche[2]ComandoEnche[2]
EstadoEsvazia[2]ComandoEsvazia [2]
EstadoEnche[3]ComandoEnche[3]
Estadosvazia[3]ComandoEsvazia [3]
Temperatura[1](Sin((Second/30)*PI())+1)*50
Temperatura[2](Sin((Second/20)*PI())+1)*50
Temperatura[3](Sin((Second/10)*PI())+1)*50
Presso[1](Cos((Second/30)*PI())+1)*50
Presso[2](Cos((Second/20)*PI())+1)*50
Presso[3](Cos((Second/10)*PI())+1)*50
Nvel[1]if ((Not EstadoEsvazia[1] and EstadoEnche[1]) and
Nivel[1] < 100, Nivel[1] +1) // Filling up the Tanque
Nvel[1]if ((Not EstadoEnche[1] and EstadoEsvazia[1]) and
Nivel[1] > 0, Nivel[1] - 1) // Getting the Tanque empty
Nvel[2]if ((Not EstadoEsvazia[2] and EstadoEnche[2]) and
Nivel[2] < 100, Nivel[2] +1) // Filling up the Tanque
Nvel[2]if ((Not EstadoEnche[2] and EstadoEsvazia[2]) and
Nivel[2] > 0, Nivel[2] - 1) // Getting the Tanque empty
Nvel[3]if ((Not EstadoEsvazia[3] and EstadoEnche[3]) and
Nivel[3] < 100, Nivel[3] +1) // Filling up the Tanque
Nvel[3]if ((Not EstadoEnche[3] and EstadoEsvazia[3]) and
Nivel[3] > 0, Nivel[3] - 1) // Getting the Tanque empty
Agora j podemos rodar a aplicao e verificar o comportamento do
nosso processo.
IMPORTANTE: o mdulo do InduSoft Studio que controla a execuo das
matemticas, bem como de outras tarefas de Runtime como Alarmes,
Trends, etc o BackGround Tasks. Se uma matemtica aparenta no
funcionar verifique se este mdulo est rodando. Se ele estiver, um
cone deve estar no canto direito do Status Bar do Windows NT (onde
fica normalmente o relgio)
Criando grupos de Alarmes (Alarms Group)
Para criar um grupo de alarmes, vamos ao tab Tasks, e clique com
o boto direito na pasta "Alarm" seguido de um clique no boto
Insert.
- Configure a planilha como mostrado abaixo:
Criando esta planilha, voc est informando ao sistema quais tags
devem ter a funo de alarmes, que tipo de alarmes, quais os seus
limites, as mensagens para tais, prioridades e filtros (dados)
O check box Disk permite escolher salvar o histrico destes
alarmes em disco, em formato ASCII na pasta alarm da aplicao.
O manual explica o Header (cabealho) ,da planilha de Alarme da
forma abaixo descrita:
ALARM WORKSHEET HEADER
Define algumas caractersticas em comum para todos os
alarmes.
Campo Group Name
Nome utilizado para distinguir os grupos de alarme.
Campo Description
Ajuda na descrio do grupo.
Campo Disable
um tag que, se seu valor for maior do que zero, os alarmes sero
desabilitados.
Campo Remote Ack
Tag que permite o reconhecimento dos alarmes deste grupo.3
Campo Total Active
Neste campo um tag receber o nmero de alarmes ainda ativos,
mesmo que no reconhecidos.
Campo Total Active ou Unack
O tag deste campo receber o nmero de alarmes que ainda no foram
reconhecidos. Como estes alarmes podem no estar mais ativo, ou
apenas no reconhecido, isto, justifica o nome do campo.
Group Box
Summary Check-box Quando selecionada permite que estes alarmes
sejam mostrados em um objeto de alarme.
IAck Check-box Permite o reconhecimento do alarme. Alguns
alarmes, usados apenas por alerta, no precisam de reconhecimento. S
habilitado se o campo Summary tambm estiver habilitado.
Beep Check-box Faz soar o Bip do computador quando h alarmes no
reconhecidos. Disponvel apenas se Ack e Summary estiverem
habilitados.
Printer Check-box Envia o alarme para uma impressora. No tem
sido mais utilizado pois as impressoras de hoje no permitem a
impresso linha a linha, e s pgina a pgina. J pensou se acontecer 5
alarmes simultneos e forem impressas 5 pginas de uma linha?
Disk Check-box Habilita a gravao dos alarmes em disco,
permitindo o seu uso em objetos de alarme histrico. Se no for
escolhido no ser registrado nenhum alarme desta planilha em
disco.
Generate Ack Messages Check-box e Generate Norm Message
Check-box Se a opo Disk estiver habilitada, permite decidir que se
grave em disco as informaes de quando e se o alarme ocorrido foi
reconhecido e/ou normalizado .
Colors Group BoxDefine as cores dos alarmes no objeto de alarme,
tanto da fonte quanto do seu background (fundo). S tem efeito se a
opo radio estiver em Custom. No caso de Default, a cor do alarme
que ser mostrada ser a mesma que configurada no objeto de alarme da
tela
Criando a tela de Alarm on-line Abra a tela Standard e desenhe
um objeto de "Alarm" utilizando o cone "Alarm " .
Duplo-clique no objeto de Alarm e configure a janela "Object
Properties" como mostrado abaixo.
Esteja certo de que a opo "On-line" est selecionada.
Clique no boto Selection que possui alguns itens a serem
configurados.
Estudaremos estes detalhes quando falarmos dos alarmes
histricos:
Vimos que j existem duas maneiras de se reconhecer os
Alarmes.
Trigando o tag que estaria no campo Remote Ack, da planilha de
alarmes, ou trigando um tag que estaria no campo Ack Tag do objeto
de alarme.
Mas ainda h outra maneira. H trs tags internos que estudaremos
agora: Alarm, AckAlr e AckAll.
O tag AckAlr reconhece o alarme que est carregado no tag string
alarm.
Este tag alarm. Recebe sempre o ltimo alarme no reconhecido.
Trigando AckAlr reconhecemos este alarme. J o tag interno AckAll
reconhece todos os alarmes no reconhecidos, independentes do grupo
que ele pertence: de alarmes, objeto, etc . Portanto, neste
tutorial, usaremos estes tags internos.
Clique duas vezes no boto "Reconhece Um" e configure o tag
interno AckAlr como mostrado abaixo:
Clique duas vezes no boto "Reconhece Todos" e configure o tag
interno AckAll como mostrado abaixo:.
Salve a tela, com o nome de AlarmOnLine e rode a aplicao.
Criando a tela de Histrico de Alarmes (Historical Alarm
screen)
Crie os seguintes tags dentro da pasta Application Tags do
Database como mostrado abaixo.
Abra a tela AlarmOnLine, e configure como abaixo.
No se esquea de desenhar um boto no lado superior direito da
tela, ao lado do objeto de Alarme.
Esta tela de histrico dos alarmes mostrar todos os alarmes que
aconteceram e foram gravados em disco, de acordo com um perodo
definido como parmetro.
Clique com o boto direito em algum lugar vazio da tela, e
escolha a opo Screen Attributes.
Selecione o check Box e clique sobre On Open.
A lgica configurada abaixo ser executada quando a tela for
aberta. Isto serve como parmetro inicial para a funo de alarme.
Duplo-clique no objeto de alarmes e configure a janela "Object
Properties" como mostrado abaixo. No se esquea de mudar a opo de
On-line para History
Os tags que se encontram nos campos PgUp e PageDown permitiro
uma rolagem pelos alarmes mostrados neste perodo.
Pressione o boto Selection e vamos configurar como mostrado
abaixo
{AlarmeSel}
Nesta janela, estamos declarando quais tags definiro o perodo
que ser mostrado no objeto de alarme. Portanto teremos que criar
textos com Text I/O para a entrada de dados destes campos. Repare
que no campo Selection o tag est entre chaves porque neste campo
que colocamos o filtro dos alarmes, configurado na coluna Selection
da planilha de alarmes. Portanto, podemos colocar a A que mostraria
s os alarmes com esta seleo ou um tag (como o caso do tag string
AlarmSel) que mudaramos o valor pela tela (de A para B, ou C, etc)
Outro ponto que chama a ateno o campo View %. Imaginemos que temos
100 alarmes para serem mostrados no perodo definido, mas o objeto s
pode mostrar 25 deles de cada vez. Atravs dos tags que esto nos
campos PgUp e PgDown da primeira tela de Object Properties, podemos
rolar entre os alarmes mostrados. O campo View% ter um tag que dir
para onde do conjunto de 100 mensagens de alarme est apontado o
incio do objeto. Por exemplo. Ao abrirmos a tela e mostrarmos
apenas 25 alarmes de um conjunto de 100, faltam outros 75,
escondidos na memria. O tag que estiver no campo View% receber o
valor 0. Damos um Para Baixo. Este tag do campo View% passar ao
valor 25, e estaremos mostrando as mensagens de alarme do nmero 26
ao 50. Mais um Para Baixo e View% = 50 e mostraremos do valor 51 ao
75, e assim por diante. Portanto daremos um exemplo de como
utilizar isso criando como que uma barra de rolagem.
Aps ter criado botes de Para Cima e Para Baixo
No boto Para Cima, insira a propriedade Command e configure como
abaixo:
No boto Para Baixo, insira a propriedade Command e configure
como abaixo:
Associemos a propriedade Position a um boto como mostrado abaixo
sem texto (caption) .
Configure a propriedade Position com o tag Visao.
De acordo com o valor deste tag, o boto movimentar verticalmente
aquele nmero de pixels.
Para os textos de Dia Inicial, Dia Final, etc, configure como
mostrado abaixo.
Todos os textos ####### devem conter a propriedade Text I/O com
o Input Enabled habilitado.
- Para o texto de Seleo o item Tag/Expression deve ser
preenchido com o tag AlarmSel j criado anteriormente.
Salve a tela como AlarmHistory e rode.
Os Tag Fields de Alarmes
Alguns dos Tag fields (TagName->Field) so diretamente
relacionados a alarmes. Os limites dos alarmes, por exemplo, podem
ser mudados dinamicamente escrevendo um novo valor no tag field.
Veja abaixo os tag fields relacionados aos alarmes (* significa que
podem ser alterados dinamicamente)
*HiHiLimit *HiLimit
*LoLimit
*LoLoLimit
*DevLimit*RateLimit*DevSetpointExemplo: TMP->AlrDisable=1
HiHi Se maior que zero, h alarme tipo HiHi
Hi Se maior que zero, h alarme tipo Hi
Lo Se maior que zero, h alarme tipo Low
LoLo Se maior que zero, h alarme tipo LowLow
Rate Se maior que zero, h alarme tipo Rate
Dev Se maior que zero, h alarme tipo Deviation
Criando a tela Trend
A tarefa Trend guarda um caminho traado pelas variveis da
aplicao. Voc pode guard-las em disco ou ainda mostr-las em forma de
grficos. Vamos criar objetos para mostrar grficos de variaes na
tela tanto On-Line (que atualizado a cada x segundos com os novos
valores das variveis como se fosse um registro grfico), quanto
Histrico (que inclui recuperar dados passando-se como parmetros uma
data e hora inicial e uma durao para o grfico).
Trend On line
Nosso Trend On Line mostrar algumas variveis e ser atualizado a
cada segundo.
Abra a tela Standard.scr.
Insira um objeto Trend atravs do cone e configure-o com mostrado
a seguir:
Clique duas vezes no objeto e configure a tela Object Properties
como abaixo:
Clique no boto Horizontal Scale e edite como mostrado
abaixo:
Clique em OK Agora clique no boto Vertical Scale e configure
como mostrado a seguir:
Clique em OK
Agora clique no boto Pens e edite como mostrado abaixo:
Salve a tela, como TrendOnLine rode a aplicao e aps alguns
segundos teremos um grfico parecido com o mostrado abaixo:
Criando um grfico de tendncias histrico (Trend History)
Nesta parte do tutorial mostraremos vrios recursos ao mesmo
tempo, incluindo tags indiretos e outras operaes usadas nos
controles do grfico.
Criando um Grupo de Trend
A principio criaremos os tags que controlaro o objeto de Trend
Histrico.
Crie os tags abaixo.
Agora temos que dizer para o sistema quais os tags que queremos
gravando seus valores em disco, e de quanto em quanto tempo.
Clique com o boto direito na pasta Trend (tab "Tasks") e clique
em Insert.
Configure a planilha como mostrada a seguir.
Assim voc est preparando o sistema para salvar os valores dos
tags de temperatura dos Tanques, toda vez que o tag Gravar mudar de
valor, e guardando isso em disco por at 700 dias.
O check box Save on Trigger define a taxa de gravao.
IMPORTANTE: O mdulo do InduSoft Web Studio que controla a execuo
das funes matemticas, bem como de outras tarefas de Runtime, como
Alarmes, Trends, etc o BackGround Tasks. Se uma funo matemtica
aparenta no funcionar verifique se este mdulo est rodando. Se ele
estiver, um cone deve estar no canto direito inferior da tela
(Status Bar) do Windows NT (onde fica normalmente o relgio).
Configurando uma planilha Scheduler para o uso dos eventos
Clock, Calendar e Change
Apenas como EXEMPLO observe a planilha scheduler abaixo:
Notas:
O evento Clock utilizado para disparar eventos baseados em
temporizadores. Na coluna Time, configuramos a base de tempo (mnimo
de 100ms). Isso significa que, a cada HH: MM: SS.100ms o evento ser
executado. Na coluna Tag, devemos configurar o tag que receber o
valor da expresso da coluna Expression. Finalmente, a coluna
Disable pode conter um tag, funo ou expresso que, se verdadeira,
impedir a execuo do comando. Desta maneira possvel controlar a base
de tempo da execuo bem como se deve executar se ou no. As colunas
Trigger e Date no so utilizadas para este tipo de evento
O tipo Calendar dispara eventos em uma data e hora definida, ou
sempre no mesmo horrio todos os dias. A coluna Trigger no
utilizada. J as colunas Tag, Expression e Disable so utilizadas da
mesma forma que mostrado acima par ao evento Clock.
J o tipo Change dispara uma ao sempre que o tag colocado na
coluna Trigger tem o seu valor alterado. As colunas Time e Date no
so utilizadas e as demais tm o mesmo comportamento descrito para os
tipos anteriores.
Para criar uma planilha de Scheduler, continuemos no Tab Tasks e
clique com o boto direito na pasta Scheduler e clique na opo
Insert.
Esta planilha servir para definir um timer e, toda vez que esse
tag Gravar mudar de valor os valores atuais dos tags
Temperatura[1], Temperatura[2] e Temperatura[3] sero salvos em
disco.
Configure a planilha scheduler como mostrado abaixo
Criando uma tela Trend History
Nesta tela de histrico estaremos criando alguns campos para
entrada de alguns valores como data inicial do grfico, hora
inicial, durao, etc
O grfico estar apresentando um cursor vertical que, sempre em
interseco com as curvas, indicar o valor daquela curva naquele
momento. Alm disso, mostraremos as penas com as opes de escond-las
ou no, utilizando-se de tags indiretos para tal.
Crie tambm um tag chamado Vazio, Array Size 0 e do tipo
Inteiro.
Abra a tela Standard e importe da biblioteca, um objeto Trend
(na janela Trend da biblioteca), ajuste o objeto na tela conforme
figura abaixo.
Salve a tela como TrendHistory.
Clique com o boto direito em qualquer lugar vazio da tela e
escolha a opo Screen Atributes,
Selecione o check-box On Open e clique nele.
Configure como mostrado a seguir:
O prximo passo desenhar os outros objetos na tela.
MUITA ATENO AO CONFIGURAR OS COMANDOS DESTA TELA.
Configure-a como mostrado a seguir:
COMANDOS E PROPRIEDADES
A. Criar trs retngulos e inserir a propriedade CommandA letra X
equivalente ao nmero 1, 2 ou 3 referente ao tanque.
Se for Temperatura[1], substitua o X por 1 e assim por
diante.
Propriedade Command
Campo Tag = Pena[X]
Campo Expression More>> =
if(Pena[X]="Temperatura[X]","Vazio","Temperatura[X]").B. Trs
Objetos de Texto com a propriedade Text I/O
Considerar X igual ao item anterior.
Propriedade Text I/O
CampoTag/Expression= CursorPenX
Check-box Input Enable = Desabilitado
C. Objeto de Texto com a propriedade Text I/O
Propriedade Text I/O
CampoTag/Expression= DataIni
Check-box Input Enable = Habilitado
D. Objeto de Texto com a propriedade Text I/O
Propriedade Text I/O
CampoTag/Expression= TempoIni
Check-box Input Enable = Habilitado
E. Objeto de Texto com a propriedade Text I/O
Propriedade Text I/O
CampoTag/Expression= Duracao
Check-box Input Enable = Habilitado
Salve a tela
Rode o Runtime, aguarde alguns instantes, preencha os
campos:
DataInicial = Com a data atual do sistema
HoraInicial = Com a hora atual do sistema
Durao = Valor de 0.01 EMBED PBrush
PV=0%
PV=50%%
PV=100%
_1118817480.doc
INTERFACE DE
OPERAO
BASE DE
DADOS
AQUISIO DE
DADOS
DRIVERS DE
COMUNICAO
MDULOS APLICATIVOS
ECLS
CAMPO
MDULO
MATEMTICO
MDULO
HISTRICO
MDULO
ALARM
MDULO
SCHEDULER
MDULO
REPORT
MDULO
RECIPE
