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1 AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL Alexandre Magno Monteiro Rocha Alysson Geisel Medeiros de Araújo Dantas [email protected] [email protected] LECA-DCA-UFRN Resumo Este artigo tem como objetivo tentar descrever de maneira resumida as características, a evolução da automação, bem como as tecnologias atualmente utilizadas e as que são uma tendência de utilização no mercado. Assuntos como a evolução da automação industrial, CLP, protocolos empregados na comunicação de barramento de campo, tais como o Profibus, Devicenet, Fundation Fieldbus e sobre o sistema de supervisão de processos industriais SCADA também serão abordados no texto. Palavras Chaves: Automação Industrial, CLP, SCADA, Devicenet, Profibus, Redes para Automação Industrial. Abstract: This article try to describe in summarized way the characteristics, the evolution of the automation, as well as the technologies currently used and the ones that are a trend of use in the market. Subjects as the evolution of the industrial automation, PLC, protocols used in the communication of fieldbus, such as the Profibus, Devicenet, Fundation Fieldbus and on the system of supervision of processes. Keywords: Industrial Automation, PLC, SCADA, Devicenet, Profibus, Industrial Automation Network. 1 INTRODUÇÃO O conceito embutido na palavra automação passa por uma revolução. Primeiro devido a uma especialização causada pela melhor compreensão dos diversos tipos de processo. Automação de processos contínuos, em batelada e de manufatura requerem normas e produtos diferentes, que melhor atendam a identidade de cada setor. A segunda revolução corresponde ao aumento do escopo das atividades. A automação rompeu os grilhões do chão de fábrica e buscou fronteiras mais amplas, abrangendo-se a automação do negócio ao invés da simples automação dos processos e equipamentos. Isto abre novas perspectivas para os provedores de engenharia e produtos. Muitas vezes a idéia de automatizar processos não é bem vista ao grande publico devido a mesma estar relacionada a uma grande corrente de desemprego, uma vez que os trabalhos antes realizados por mão de obra humana são substituidos por máquinas que fazem o trabalho mais rapidamente, mais eficiente e, a longo prazo, mais barato que a mão de obra humana. Na realizade o que tem que ser revisto é a idéia de que a máquina tomará totalmento o lugar do homem, o que não é bem assim , o que se faz necessário é realizar uma reciclagem dos profissionais, com o intuito de qualifiquá-los. Com isso, o papel antes desemvolvido por um operador, será realizado por uma máquina, sendo a mesma gerenciada pelo homem em um nível mais elevado. 2 AUTOMAÇÃO 2.1 Um Pouco de História A automação industrial se caracterizava, há alguns anos atrás por um terrível imobilismo. Os sistemas abertos eram algo inalcançável. Era a época do culto ao fornecedor. Neste regime, ninguém queria abrir seu território e permitir o acesso dos demais fornecedores aos seus clientes sagrados e encurralados. Quem conseguiu subverter este ambiente de radicalismo tecnológico foi o aparecimento simples e despretensioso do PC. Caíram os painéis sinópticos, sumiram as mesas de controle e o PC passou a reinar como a plataforma preferida de supervisão e operação de processos. Os softwares SCADA apareceram em diversos tamanhos, em diversos sistemas operacionais, com diversos repertórios de funcionalidades. O mercado se depurou com o tempo. As empresas que produziam estes produtos se fundiram, se consolidaram, ficaram no final reduzidas a uma dezena. Os Sistemas operacionais de tempo real (RTOS) deram lugar ao Windows NT de uso genérico e de performance questionável em aplicações críticas. Mas nesta época, já estava claro que supervisório era uma aplicação soft real time. Por outro lado o Windows NT apresenta grandes vantagens em relação ao custo total de propriedade, à beleza e popularidade da sua interface gráfica e à abundância de drives de comunicação com todos os dispositivos de mercado. O paradigma do uso de uma rede determinística, interligando estações de controle foi vencido. Uma rede de propósitos gerais, não concebida para uso em ambiente industrial, torna-se a vencedora. A Ethernet 10-Base-T, justamente o padrão que usa par trançado como meio de comunicação, a princípio preterido em favor do cabo coaxial, vence esmagadoramente a disputa. Hoje a switched Ethernet 100-Base-T se constitui no

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AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL Alexandre Magno Monteiro Rocha

Alysson Geisel Medeiros de Araújo Dantas

[email protected] [email protected]

LECA-DCA-UFRN

Resumo Este artigo tem como objetivo tentar descrever de maneira resumida as características, a evolução da automação, bem como as tecnologias atualmente utilizadas e as que são uma tendência de utilização no mercado. Assuntos como a evolução da automação industrial, CLP, protocolos empregados na comunicação de barramento de campo, tais como o Profibus, Devicenet, Fundation Fieldbus e sobre o sistema de supervisão de processos industriais SCADA também serão abordados no texto.

Palavras Chaves: Automação Industrial, CLP, SCADA, Devicenet, Profibus, Redes para Automação Industrial.

Abstract: This article try to describe in summarized way the characteristics, the evolution of the automation, as well as the technologies currently used and the ones that are a trend of use in the market. Subjects as the evolution of the industrial automation, PLC, protocols used in the communication of fieldbus, such as the Profibus, Devicenet, Fundation Fieldbus and on the system of supervision of processes.

Keywords: Industrial Automation, PLC, SCADA, Devicenet, Profibus, Industrial Automation Network.

1 INTRODUÇÃO O conceito embutido na palavra automação passa por uma revolução. Primeiro devido a uma especialização causada pela melhor compreensão dos diversos tipos de processo. Automação de processos contínuos, em batelada e de manufatura requerem normas e produtos diferentes, que melhor atendam a identidade de cada setor. A segunda revolução corresponde ao aumento do escopo das atividades. A automação rompeu os grilhões do chão de fábrica e buscou fronteiras mais amplas, abrangendo-se a automação do negócio ao invés da simples automação dos processos e equipamentos. Isto abre novas perspectivas para os provedores de engenharia e produtos.

Muitas vezes a idéia de automatizar processos não é bem vista ao grande publico devido a mesma estar relacionada a uma grande corrente de desemprego, uma vez que os trabalhos antes realizados por mão de obra humana são substituidos por máquinas que fazem o trabalho mais rapidamente, mais eficiente e, a longo prazo, mais barato que a mão de obra

humana. Na realizade o que tem que ser revisto é a idéia de que a máquina tomará totalmento o lugar do homem, o que não é bem assim , o que se faz necessário é realizar uma reciclagem dos profissionais, com o intuito de qualifiquá-los. Com isso, o papel antes desemvolvido por um operador, será realizado por uma máquina, sendo a mesma gerenciada pelo homem em um nível mais elevado.

2 AUTOMAÇÃO

2.1 Um Pouco de História A automação industrial se caracterizava, há alguns anos atrás por um terrível imobilismo. Os sistemas abertos eram algo inalcançável. Era a época do culto ao fornecedor. Neste regime, ninguém queria abrir seu território e permitir o acesso dos demais fornecedores aos seus clientes sagrados e encurralados.

Quem conseguiu subverter este ambiente de radicalismo tecnológico foi o aparecimento simples e despretensioso do PC. Caíram os painéis sinópticos, sumiram as mesas de controle e o PC passou a reinar como a plataforma preferida de supervisão e operação de processos. Os softwares SCADA apareceram em diversos tamanhos, em diversos sistemas operacionais, com diversos repertórios de funcionalidades. O mercado se depurou com o tempo. As empresas que produziam estes produtos se fundiram, se consolidaram, ficaram no final reduzidas a uma dezena.

Os Sistemas operacionais de tempo real (RTOS) deram lugar ao Windows NT de uso genérico e de performance questionável em aplicações críticas. Mas nesta época, já estava claro que supervisório era uma aplicação soft real time. Por outro lado o Windows NT apresenta grandes vantagens em relação ao custo total de propriedade, à beleza e popularidade da sua interface gráfica e à abundância de drives de comunicação com todos os dispositivos de mercado.

O paradigma do uso de uma rede determinística, interligando estações de controle foi vencido. Uma rede de propósitos gerais, não concebida para uso em ambiente industrial, torna-se a vencedora. A Ethernet 10-Base-T, justamente o padrão que usa par trançado como meio de comunicação, a princípio preterido em favor do cabo coaxial, vence esmagadoramente a disputa. Hoje a switched Ethernet 100-Base-T se constitui no

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padrão de fato. Se observarmos a evolução da história, vemos que o mais geral substitui o especialista, o mais barato, o mais comum. O que é padrão de fato, vence.

Os CLPs também tiveram que mudar. Tinham que operar em rede como qualquer computador normal. Buscaram CPUs mais genéricas, maiores capacidades de memória, redes de campo que propiciassem alta descentralização e finalmente linguagens padrões. A linguagem ladder surgiu antes da criação dos CLPs. Servia para documentar gabinetes de relés. Os relés se foram, o CLP conquistou espaço também no tratamento de variáveis analógicas e malhas de controle, mas o ladder continuou. Continuou porque facilitava a manutenção, porque era a linguagem natural dos eletricistas, porque era mais fácil de entender, porque gerava menos código e cabia na exígua memória dos CLPs. Na verdade ninguém acreditava mais nestas justificativas. Os relés não são estudados em cursos técnicos, ou de engenharia, há décadas e não há algo mais indefensável, que projetar um diagrama lógico e depois traduzi-lo em linguagem ladder. Finalmente surge o padrão IEC 61131-3, definindo cinco linguagens padrões para programação de CLPs ou estações remotas. E o CLP começa a mudar de verdade.

Talvez não se deva contestar tanto contra o conservadorismo dos CLPs. Talvez sua sobrevivência até os dias de hoje deva-se exatamente a isto. Dick Morley, o inventor dos CLPs conta que no início era normal que os usuários quisessem confrontar a robustez do novo equipamento comparando-o com a solução convencional. Era comum que os clientes quisessem comprovar se ocorria algum dano depois de provocar uma queda de dois metros no equipamento ou testar seu funcionamento quando próximo a um arco voltaico, produzido por uma máquina de solda industrial. No início, o CLP teve que provar que era apto para realizar as tarefas mais árduas.

Os fabricantes de CLPs também compreenderam que o software é tão, ou mais, importante que o hardware e passaram a produzir sistemas SCADA, sistemas BATCH e outros pacotes mais especializados. Passaram a concorrer para a solução completa: SCADA + CLP .

Já recentemente surgiram os sistemas híbridos, uma versão light dos SDCDs dedicados às aplicações com mais de 1000 pontos analógicos, limite aceito para a aplicação SCADA + CLP. Os sistemas híbridos trouxeram algumas novidades interessantes. Arquitetura cliente-servidor, troca a quente de cartões de entrada e saída, dicionário de dados único. É possível definir o nome lógico de um ponto remoto de aquisição de dados e controle e este nome será enxergado e reconhecido por todos os módulos de software do sistema, independente de seu nível hierárquico. Neste sistema, também é possível programar os algoritmos de controle, usando as linguagens IEC 61131-3 diretamente das estações de supervisão, características que só os SDCDs apresentavam.

Na área de instrumentação a revolução se deu mais arduamente. Era necessário dotar os instrumentos de mais inteligência e fazê-los se comunicar em rede. O velho padrão 4-20 mA para a transmissão de sinais analógicos tinha que ceder lugar à transmissão digital. A princípio foi desenvolvido um protocolo que aproveitava a própria cablagem já existente, fazendo transitar sinais digitais sobre sinais analógicos 4-20 mA. Este protocolo (HART) não foi mais do que um paliativo, embora permaneça até hoje em sua interinidade. De certa forma, representa também uma reação ao avanço das novas tecnologias. Depois surgiram uma profusão de padrões e

protocolos que pretendiam ser o único e melhor barramento de campo. O tempo e o mercado acabaram por depurar o conceito e a selecionar os mais aptos.

Alguns barramentos servem apenas para interligar sensores e atuadores discretos, basicamente transmitindo estados e bits de comando. Foram denominados de Sensorbus. Entre eles temos a rede ASI liderada pela Siemens e o Interbus-S. Um segundo nível era representado pelas redes capazes de interligar dispositivos inteligentes mais complexos, enquadrados na denominação genérica de Devicebus. As mensagens aqui já são orientadas a byte. Nesta categoria se enquadram as redes DeviceNet e ControlNet, capitaneadas pela Rockwell, Ethernet 100Base-T e LonWorks da Echelon. Finalmente restam as redes de instrumentos de campo ou Fieldbus especializadas em variáveis analógicas e controle. Além do padrão Fieldbus Foundation (IEC/SP50 H1) temos o Profibus PA e o WorldFIP, os dois últimos padrão de fato na Europa.

A Ethernet está invadindo também os instrumentos de campo. A Fieldbus Foundation decidiu implementar a rede High Speed Fieldbus utilizando a rede High Speed Ethernet (HSE) 100Mbps com TCP/IP e toda suite de protocolos Internet, mas conservando a DLL Data link layer, utilizada no padrão Fieldbus H1. Esta rede irá promover a interligação de um segmento H1 à sala de controle. Por outro lado, o padrão IEEE1451 determina como sensores e atuadores podem ser ligados diretamente a uma rede de controle, incluindo a Ethernet. Este padrão abre uma alternativa para a Ethernet, em aplicações que não requerem segurança intrínseca, ou alimentação através do cabo de rede.

2.2 Gerenciando e Otimizando o Processo Até o início dos anos 90, os sistemas de controle constituíam ilhas de automação. Um sistema controlava o pátio de matérias primas, outro o alto forno, outro a aciaria. Um forte desejo de todos os usuários era poder unificar os dados de todas as áreas em um banco de dados único. O primeiro objetivo era propiciar uma massa de dados para análise dos engenheiros de processo. Estes queriam ser independentes do pessoal da automação, que lhes negavam os dados e que forneciam relatórios pobres e pouco flexíveis, e também do pessoal da informática, que não tinha tempo para atendê-los.

Neste cenário, surgiram os historiadores de processo ou PIMS (Plant Information Management Systems). Estes softwares são capazes de buscar os dados onde estiverem e inseri-los num banco de dados temporal com capacidade para meses ou anos. Devido a um eficiente algoritmo de compressão de dados, é possível buscar num piscar de olhos um gráfico da temperatura de um forno no dia 28 de fevereiro de 1998 e compará-lo com o comportamento da temperatura do mesmo forno um ano e cinco meses mais tarde. Isto é tudo que o engenheiro de processos precisava. Este software representa também a redenção do engenheiro de automação, que agora não precisa mais fazer malabarismos com os geradores de relatórios dos sistemas SCADA para fazer aquilo que o sistema SCADA não sabe fazer. E colocar um banco de dados relacional no SCADA só piorava as coisas. O PIMS, nascido para atender o processo químico e petroquímico, irradiou-se para todo o universo dos processos contínuos. E a engenharia de automação migrou um nível para cima.

A área de modelagem e otimização de processos industriais também cresceu e ramificou-se, mas com menor ímpeto, entre nós do hemisfério sul. A indústria do cimento adotou os

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sistemas especialistas para a condução de seus fornos, moagens e resfriadores. A mineração também começou a adotar estas soluções, mas de forma mais cautelosa. A indústria petroquímica focou principalmente na adoção de modelos e técnicas de controle avançado (APC - Advanced Process Control), abundantes para controle de processos neste setor.

As ferramentas de desenvolvimento evoluíram muito e tornaram-se mais amigáveis. Passaram a reunir os vários tipos de tecnologias: sistemas especialistas, lógica nebulosa e redes neurais, essa última usada para modelar processos, onde a modelagem fenomenológica se mostra muito difícil.

2.3 E-AUTOMATION, E-COMPANY, E-PROCESS, E-BUSINESS: O papel da Internet

A explosão do uso da Internet nas indústrias de processo será avassalador. É esperado um período de grande crescimento para as indústrias de processo nos próximos dois anos com mais do que 10% do comércio industrial sendo colocado on-line até 2003 (Forrester Research). O impacto da ferramenta Internet se dará em todas as etapas do processo, na venda e distribuição de produtos, integração da cadeia de suprimentos e integração dos processos internos: Intranet.

2.3.1 Venda e Distribuição de Produtos

Grande parte dos clientes estarão on-line. Parte do esforço hoje realizado pela força de vendas, mesmo que informatizada, será realizado diretamente pela Internet. A iniciativa de compra e venda será bilateral. O fornecedor coloca de manhã a oferta para seus clientes. Pode oferecer maiores vantagens num determinado produto, para um determinado perfil de cliente. O cliente por sua vez pode colocar um pedido de forma assíncrona e no caso de uma rede de varejo, ser atendido pelo primeiro caminhão de entregas servindo sua região.

2.3.2 Integração da Cadeia de Suprimentos

Os clientes poderão consultar a qualquer instante o status de sua ordem de compra numa linha de produção, ter o prazo consolidado de entrega visível em tempo real. O mesmo ocorrerá com a área de serviços. O cronograma do projeto, o status do desenvolvimento de cada etapa, o cronograma de desembolso, enfim todas as informações, estarão disponíveis on-line.

2.3.3 Integração dos Processos Internos: Internet

Todos os processos internos de manufatura serão acompanhados internamente pela Intranet. Ao invés de relatórios extensos em papel, temos informações on-line. Apenas a informação necessária, personalizada para cada nível, para cada responsável por tomadas de decisão.

Tudo isto irá requerer um trabalho imenso das empresas de engenharia para alinhar os processos de seus clientes e torná-los Internet-Ready. Ao colocar uma empresa não preparada na Internet, estaremos apenas expondo suas fragilidades. A empresa deverá ser preparada para isto. Não se pode acompanhar on line, a qualidade de um processo sem qualidade e nem acompanhar a cadeia de custos de um produto em um processo, onde não existem métricas estabelecidas.

2.4 Barramentos de Campo

2.4.1 Profibus Profibus é hoje uma dos standards de rede mais empregados no mundo. Esta rede foi concebida a partir de 1987 em uma iniciativa conjunta de fabricantes, usuários e do governo alemão. A rede está padronizada através da norma DIN19245 incorporada na norma europea Cenelec EN 50170. Nela existem os dispositivos Mestres e os Escravos. Um dispositivos mestre é capaz de enviar mensagens independente de solicitações externas quando tiver a posse do token. São também chamados de estações ativas. Já os escravos, não possuem direito de acesso ao barramento e podem apenas confirmar o recebimento de mensagens ou responder a uma mensagem enviada por um mestre. São também chamadas de estações passivas. Sua implementação é mais simples e barata que a dos mestres.

2.4.2 DeviceNet A rede DeviceNet classifica-se como uma rede de dispositivo, sendo utilizada para interligação de equipamentos de campo, tais como sensores, atuadores, AC/DC drives e CLPs. Esta rede foi desenvolvida pela Allen Bradley sobre o protocolo CAN (Controller Area Network) e sua especificação é aberta e gerenciada pela DeviceNet Foundation. As características físicas da rede são: ?? ??Topologia física básica do tipo linha principal com derivações; ? ??Barramentos separados de par trançado para a distribuição de sinal e de alimentação (24VCC), ambos no mesmo cabo; ? ??Inserção e remoção de nodos a quente, sem necessidade de desconectar a alimentação da rede; ? ??Uso de opto acopladores para permitir que dispositivos alimentados externamente possam compartilhar o cabo do barramento com os dispositivos alimentados pelo barramento; ? ??Usa terminadores de 121 ohms em cada fim de linha; ? ??Permite conexão de múltiplas fontes de alimentação; ? ??As conexões podem ser abertas ou seladas. Utiliza protocolo CSMA/NBA – Carrier Sense Multiple Access with Non Destructive Bitwise Arbitration ou CSMA/CD + AMP (Arbitration on Message Priority). Através deste protocolo qualquer nó pode acessar o barramento quando este se encontra livre. Caso haja contenção, ocorrerá arbitragem bit a bit baseada na prioridade da mensagem que é função do identificador de pacote de 11 bits. A especificação DeviceNet define muito mais que a conexão física e protocolos. Define também modelos padrões para tipos de dispositivos. O objetivo final é promover a intercambialidade e interoperabilidade entre dispositivos de diferentes fabricantes.

2.4.3 Fondation Fieldbus

A rede Foundation Fieldbus (FF) é uma rede digital cuja padronização levou mais de dez anos para ser concluída. Existem duas redes FF, uma de baixa velocidade concebida para interligação de instrumentos (H1 - 31,25 kbps) e outra de alta velocidade utilizada para integração das demais redes e para a ligação de dispositivos de alta velocidade como CLPs (HSE - 100 Mpbs).

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2.5 Controladores Lógicos Programáveis (CLP)

Controlador Lógico Programável (CLP ou em inglês, Programmable Logic Contoller – PLC), tem a sua história desde de 1960, e ainda existem muitas empresas do ramo da industria de automação que possuem pouca experiência com eles. Quando estes começam a aprender sobre esses produtos, ou fizeram a mudança para alguma áreas que envolvam aplicações com CLPs, a transição pode ter sido as vezes bastante difícil. É difícil saber exatamente aonde começar, e se você necessita, a escolha de um CLP, se torna até mais complicado para saber qual modelo e qual fabricante escolher. Para realizar esta mudança, é necessário um mínimo conhecimento do que eles são, o que fazem e qual é a correta aplicação.

Os CLPs, são freqüentemente definidos como miniaturas de computadores industriais que contem um hardware e um software que são utilizados para realizar as funções de controles. Um CLP consiste em duas seções básicas: a unidade central de processamento (CPU – central processing unit) e a interface de entradas e saídas do sistema. A CPU, que controla toda a atividade do CLP, pode ser dividida em processador e sistema de memória. O sistema de entradas e saídas são conectados fisicamente nos dispositivos de campo (interruptores, sensores, etc.) e provem também uma interface entre a CPU e o meio externo.

Operacionalmente, a CPU lê os dados de entradas dos dispositivos de campo através da interface de entrada, e então executa, ou realiza os controles de programa que tinham sido armazenados na memória. Os programas são normalmente realizados na linguagem Ladder, a linguagem que mais se aproxima de um esquema elétrico baseado em relês, e são colocados na memória da CPU em forma de operações. Finalmente, baseado no programa, o CLP escreve ou atualiza as saídas atuando nos dispositivos de campo. Este processo, também conhecido como um ciclo, continua na mesma seqüência sem interrupções, ou mudanças, apenas quando as mudanças são realizadas através de comandos de programa.

Como a tecnologia do CLP tem avançado, temos diferentes linguagens de programação e capacidades de comunicação e muitas outras características. O CLP de hoje, oferece ciclo de programa mais rápidos, sistema de entrada e saída mais compacto, interfaces especiais que permitem que aparelhos sejam conectados diretamente no CLP. Além de comunicar com outros sistemas de controles, eles também podem realizar funções que indiquem suas próprias falhas, como também as falhas da máquina ou do processo.

O tamanho é normalmente usado para caracterizar um CLP, e é freqüentemente uma indicação de característica e tipo para a aplicação que irá acomodar. Pequenos, os CLPs sem módulos (também conhecidos como CLPs de I/O fixos), geralmente têm menos memória e acomodam um número menor de entradas e saídas na configuração fixa. Os CLPs modular, possuem bases ou racks que permitem a instalação de múltiplos módulos de entradas e saídas, e são utilizados em aplicações mais complexas.

Quando você considerar todas essas vantagens que o CLP tem e todos os benefícios que ele oferece, é fácil perceber porque eles se tornaram um padrão nas industrias e porque irá continuar com o sucesso deles no futuro.

2.5.1 Linguagens de Programação Utilizadas nos CLPs

As linguagens mais utilizadas para a programação dos CLPs são o Diagrama de Contatos (Ladder Diagram) e a Lista de Instruções (Statement List).

O Diagrama de Contatos é uma linguagem baseada na lógica dos Relés, cujos símbolos representam contatos normalmente abertos ou fechados e sáidas que são representadas por bobina.

O Diagrama Ladder é como uma escada, sendo feito entre duas linhas verticais, onde a esquerda será conectada à tensão da fonte e a da direita ao terra. Linhas horizontais são feitas interligando as duas linhas verticais e nelas são colocados os símbolos de entrada e saída. Entradas em série formam a função lógica E e entradas em paralelo formam a função lógica OU entre as mesmas. A negação da entrada é representada pelo contato normalmente fechado.

As saídas são colocadas do lado direito do final da linha horizontal. Quando programamos, cada símbolo se refere a um endereço real do CLP na forma simplificada (endereço simbólico).

Ao contrário do Ladder, a Lista de Instruções não é uma representação gráfica, mas a descrição literal do programa. Ela permite ao programador resolver tarefas de comando usando instruções simples, para descrever as operações desejadas de comando. A natureza modular da linguagem permite resolver tarefas complexas de uma maneira eficiente e de documentação própria do usuário. Os programas de lista de instruções são construídos usando alguns elementos importantes, e o modo pelo qual os elementos são combinados tem grande influência no modo que o programa irá operar.

A lista de instruções é formada por “linhas de instrução”, cada uma mostrando uma instrução individual. Uma instrução é formada por uma sentença, nível mais básico da organização do programa, sendo formada por uma parte condicional e uma parte executiva.

2.5.2 Aplicações dos Controladores Lógicos Programáveis na Indústria

Atualmente, encontramos CLPs utilizados na implementação de painéis seqüenciais de intertravamento, controle de malhas, servo-posicionamento, sistemas SCADA (Supervisory Control and Data Aquisition), sistemas de controle estatístico de processo, sistema de controle de estações, sistemas de controle de células de manufatura, etc. Os CLPs são encontrados em processos de: empacotamento, engarrafamento, enlatamento, transporte e manuseio de materiais, usinagem, geração de energia; em sistemas de controle predial de ar condicionado, sistemas de segurança, montagem automatizada, linhas de pintura e sistemas de tratamento de água, existentes em indústrias de alimentos, bebidas, automotiva, química, têxtil, plásticos, farmacêutica, siderúgica/metalúrgica.

De uma maneira geral, os CLPs tem aplicação na automação de processos discretos (controle ON-OFF) e na automação de processos contínuos (controle de malhas).

2.6 SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition)

São os sistemas de supervisão de processos industriais que coletam dados do processo através de estações remotas,

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principalmente Controladores Lógico Programáveis, formatam estes dados, e os apresenta ao operador em uma multiplicidade de formas. O objetivo principal dos sistemas SCADA é propiciar uma interface de alto nível do operador com o processo informando-o "em tempo real" de todos os eventos de importância da planta. Hoje os sistemas de supervisão oferecem três funções básicas, são elas: funções de supervisão, funções de operação e funções de controle.

i) Funções de Supervisão Inclui todos as funções de monitoramento do processo tais como: sinóticos animados, gráficos de tendência de variáveis analógicas e digitais, relatórios em vídeo e impressos, etc.

ii) Funções de Operação

Atualmente os sistemas SCADA substituíram com vantagens as funções da mesa de controle. As funções de operação incluem: ligar e desligar equipamentos e seqüência de equipamentos, operação de malhas PID, mudança de modo de operação de equipamentos, etc.

iii) Funções de Controle

Alguns sistemas de supervisão possuem uma linguagem que permite definir diretamente ações de controle, sem depender de um nível intermediário de controle representado por remotas inteligentes. Todas as operações de entrada e saída são executadas diretamente através de cartões de I/O ligados diretamente ao barramento do micro. Os dados são amostrados, um algoritmo de controle como um controlador PID por exemplo, é executado, e a saída é aplicada ao processo (ação direta sobre uma variável manipulada). Isto entretanto só é possível quando a velocidade do processo assim o permite. Em alguns casos requisitos de confiabilidade tornam desaconselhável este tipo de solução.

2.6.1 Tecnologias Web

A grande revolução nos sistemas SCADA se deu com a introdução de dois padrões: o OPC para comunicação do SCADA com os CLPs e demais dispositivos de controle, e os padrões da Web para disseminar informações a baixo custo para todas as áreas da empresa. Já em 1998 todos os supervisórios praticamente, ofereciam estações clientes leves que podiam exibir quaisquer dados da planta em um PC convencional dotado de um browser. Numa primeira fase tínhamos apenas a feature de Internet publishing, isto é, as informações eram disponibilizadas para leitura, mas o usuário não podia interagir com a planta, por exemplo dando comandos para a planta. Uma vez vencidas as barreiras iniciais de segurança, hoje não existem mais limitações e uma planta pode ser tanto telesupervisionada como telecomandada. Isto fez com que uma estação cliente Web pudesse ser fornecida a um custo extraordinariamente baixo. Dentro deste novo contexto é hoje comum que informações de alarmes possam ser direcionadas para um e-mail, para um pager ou para um telefone celular, criando-se ainda mais flexibilidade para as atividades básicas.

3 CONCLUSÃO A automação evolui de forma espantosa, trazendo consigo o sentimento de buscar cada vez mais novas inovações. Uma tecnologia de ponta hoje pode simplesmente deixar de existir num futuro próximo devido a esta evolução.

Hoje em dia quem ignora a automação e facilmente passado para trás, a automação está diretamente envolvida com todos os processos de produção existentes e os que ainda não são automatizados, com certeza um dia serão. Isto também gera uma mão de obra bastante qualificada e um mercado cada vez mais competitivo.

As constantes pesquisas no ramo da automação tem melhorado consideravelmente a qualidade de vida do ser humano, uma vez que a mesma gera avanços nas mais diversas áreas como a medicina, biologia, informática e engenharia.

REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA Lopez, R. A. (2002). Sistemas de Redes para Controle e

Automação, Book Express.

Maitelli, A. L. (2001). Controladores Lógicos Programáveis, Apostila.

Filho, C. S. (2003). www.cpdee.ufmg.br/~seixas, CPDEE - UFMG.