7
GERÊNCIA DE INFORMAÇÃO DE PROCESSOS INDUSTRIAIS: UM ESTUDO DE CASO NA PRODUÇÃO DE PETRÓLEO E GÁS Alessandro J. de Souza * [email protected] Clauber Gomes Bezerra * [email protected] Rafael H. Feijó * [email protected] Wany Leydiane S. de Andrade * [email protected] Gustavo Bezerra P. Leitão * [email protected] Luiz Affonso Guedes * [email protected] Adelardo Adelino D. Medeiros * [email protected] André L. Maitelli * [email protected] * Departamento de Engenharia de Computação e Automação Universidade Federal do Rio Grande do Norte Caixa Postal 6101 CEP 13081-970 - Natal, RN, Brasil ABSTRACT With the coming of intelligent field equipments, a great variety of data coming of those equipments can become available for other applications. However, now the great challenge in industrial automation is to transform that great volume of data in useful information. The production information management system (on the Web), presented in this work, it allows data visualization through Internet/Intranet, aiming at to facilitate the complex analysis of stored data in supervisory systems. The use of Web technologies, guarantees to system the advantage of the portability, economy with software licenses and maintenance, since in the days today most of the computers possesses a Browser. In that way, the proposed system are an environment capable to answer to engineers’ of processes requests for analysis, through the integration and unification of processes data. KEYWORDS: PIMS, MES, J2EE, SCADA, OPC, DDE, Database. RESUMO Com o advento dos equipamentos de campo inteligentes, uma grande variedade de dados proveniente destes pode ser disponibilizada para outras aplicações. Atualmente, o grande desafio da automação industrial é transformar esse grande volume de dados em informação útil. O sistema de gerência de informação da produção (via Web), apresentado neste trabalho, permite a visualização de dados via Internet/Intranet, objetivando facilitar a complexa análise dos dados armazenados nos sistemas supervisórios. O uso de tecnologias Web, garante ao sistema a vantagem da portabilidade, economia com licenças de software e manutenção, já que nos dias de hoje quase todos os computadores possuem navegadores (Browser). Dessa forma, o sistema proposto constitui um ambiente capaz de responder aos pedidos de análise dos engenheiros de processos, através da integração e unificação dos dados dos processos. PALAVRAS-CHAVE: PIMS, MES, J2EE, SCADA, OPC, DDE, Banco de Dados. 1 INTRODUÇÃO Para melhor representar uma arquitetura de um sistema de automação, pode-se dividi-lo em níveis, conforme mostra a figura 1. No primeiro nível, encontram-se os sensores e atuadores, como sensores de nível, pressão, temperatura, de fim de curso, válvulas, inversores de freqüência, etc. No nível seguinte, encontram-se os controladores lógicos programáveis (CLPs) e os sistemas supervisórios - SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) (Daneels e Salter, 1999), que se comunicam com os CLPs. Até o início da década de 1990, os sistemas de controle formavam ilhas de automação, onde cada sistema controlava o seu parque sem possibilitar a integração das informações. Com a disponibilização dos dados da produção, desde o chão-de-fábrica até o produto final, pode- se subir mais um nível na pirâmide da automação, onde se encontram os sistemas de gerência de informação de processos, que são englobados com o termo geral de Enterprise Production Systems (EPS), onde estão incluídos os Plant Information Management System (PIMS) e os Manufacturing Execution VII SBAI / II IEEE LARS. São Luís, setembro de 2005 1

Gerência Da Informação Na Produção de Petróleo

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Gerência Da Informação Na Produção de Petróleo

Citation preview

  • GERNCIA DE INFORMAO DE PROCESSOS INDUSTRIAIS: UM ESTUDO DECASO NA PRODUO DE PETRLEO E GS

    Alessandro J. de [email protected]

    Clauber Gomes [email protected]

    Rafael H. [email protected]

    Wany Leydiane S. de [email protected]

    Gustavo Bezerra P. [email protected]

    Luiz Affonso [email protected]

    Adelardo Adelino D. [email protected]

    Andr L. [email protected]

    Departamento de Engenharia de Computao e AutomaoUniversidade Federal do Rio Grande do Norte

    Caixa Postal 6101CEP 13081-970 - Natal, RN, Brasil

    ABSTRACT

    With the coming of intelligent field equipments, a great varietyof data coming of those equipments can become availablefor other applications. However, now the great challenge inindustrial automation is to transform that great volume of datain useful information. The production information managementsystem (on the Web), presented in this work, it allows datavisualization through Internet/Intranet, aiming at to facilitate thecomplex analysis of stored data in supervisory systems. The useof Web technologies, guarantees to system the advantage of theportability, economy with software licenses and maintenance,since in the days today most of the computers possesses aBrowser. In that way, the proposed system are an environmentcapable to answer to engineers of processes requests foranalysis, through the integration and unification of processesdata.

    KEYWORDS: PIMS, MES, J2EE, SCADA, OPC, DDE,Database.

    RESUMO

    Com o advento dos equipamentos de campo inteligentes,uma grande variedade de dados proveniente destes pode serdisponibilizada para outras aplicaes. Atualmente, o grandedesafio da automao industrial transformar esse grandevolume de dados em informao til. O sistema de gernciade informao da produo (via Web), apresentado nestetrabalho, permite a visualizao de dados via Internet/Intranet,objetivando facilitar a complexa anlise dos dados armazenados

    nos sistemas supervisrios. O uso de tecnologias Web, garanteao sistema a vantagem da portabilidade, economia com licenasde software e manuteno, j que nos dias de hoje quase todosos computadores possuem navegadores (Browser). Dessa forma,o sistema proposto constitui um ambiente capaz de responderaos pedidos de anlise dos engenheiros de processos, atravs daintegrao e unificao dos dados dos processos.

    PALAVRAS-CHAVE: PIMS, MES, J2EE, SCADA, OPC, DDE,Banco de Dados.

    1 INTRODUO

    Para melhor representar uma arquitetura de um sistema deautomao, pode-se dividi-lo em nveis, conforme mostra afigura 1. No primeiro nvel, encontram-se os sensores eatuadores, como sensores de nvel, presso, temperatura, defim de curso, vlvulas, inversores de freqncia, etc. No nvelseguinte, encontram-se os controladores lgicos programveis(CLPs) e os sistemas supervisrios - SCADA (SupervisoryControl and Data Acquisition) (Daneels e Salter, 1999), quese comunicam com os CLPs. At o incio da dcada de1990, os sistemas de controle formavam ilhas de automao,onde cada sistema controlava o seu parque sem possibilitar aintegrao das informaes. Com a disponibilizao dos dadosda produo, desde o cho-de-fbrica at o produto final, pode-se subir mais um nvel na pirmide da automao, onde seencontram os sistemas de gerncia de informao de processos,que so englobados com o termo geral de Enterprise ProductionSystems (EPS), onde esto includos os Plant InformationManagement System (PIMS) e os Manufacturing Execution

    VII SBAI / II IEEE LARS. So Lus, setembro de 2005 1

  • Systems (MES). No nvel mais alto da pirmide encontram-se ossistemas corporativos de gesto da planta, Enterprise ResourcePlanning (ERP), responsveis pela transformao desses dadosem informaes de negcio. A integrao negcio-manufatura um processo chave para as indstrias, o que requer a trocade informaes entre os processos de negcio e os sistemas demanufatura, de modo a criar e manter vantagens competitivas nomercado.

    ERP

    EPS

    CLP e SCADA

    Sensores e Atuadores

    Figura 1: Pirmide de Automao.

    O nvel mais alto da pirmide, a integrao das informaes decho-de-fbrica aos dados corporativos possibilita a otimizaoda gerncia e a integrao de todo processo de manufaturarefletindo, positivamente, nos aspectos financeiros. Dentre osvrios benefcios existentes na interao negcio-manufatura,podemos destacar: a disponibilidade para comprometimento,reduo do tempo de produo e a implantao e otimizaoda cadeia de suprimento. no nvel de gerncia de negcioque no podemos deixar de ressaltar a importncia da Internet,possibilitando, por exemplo, aos clientes de uma determinadaindstria consultar o status de seu pedido de fornecimentoa qualquer instante, obtendo esta informao em tempo deexecuo.

    1.1 Objetivos do Trabalho

    Baseado nas necessidades de gerenciar e disponibilizar osdados gerados no cho-de-fabrica, este trabalho prope umaestratgia para gerncia de dados histricos e on-line de plantasindustriais atravs da Internet. A estratgia apresentada de carter genrico, ou seja, rene os mdulos consideradosbsicos (aquisio de dados, compactao e armazenamentoe visualizao) para disponibilizar os dados de um sistemade automao industrial atravs da Internet e sua posteriorvalidao.

    A estrutura proposta permite ao usurio remoto o acesso aosdados do processo automatizado. Nesta estratgia so abordadostrs contextos distintos, o sistema SCADA, o servidor deaplicaes e o cliente, juntamente com seus mdulos e a formacomo se d intercomunicao entre eles. As caractersticasprincipais da estratgia so:

    independncia de plataforma tanto do lado cliente quantodo lado servidor;

    independncia dos dispositivos e protocolos decomunicao que esto operando no sistema de automaoindustrial;

    uso de um sistema de controle de sesso de usuriosremotos;

    configurao do sistema pelo cliente remoto; baseada na utilizao de software livre.

    Para validar a estratgia proposta, o sistema de gerncia estasendo implantado como estudo de caso na produo de petrleoe gs em uma das unidades da PETROBRAS UN-RNCE,Brasil.

    2 GERNCIA DE INFORMAO DEPROCESSOS

    Basicamente, a gerncia da manufatura feita atravs de umdos sistemas EPS. Esse sistema possui um repositrio, ondeso concentradas todas as informaes relevantes das clulasde produo, diretamente ligadas aos sistemas de superviso econtrole. Esses sistemas coletam as informaes dos sistemasde superviso, CLPs, Sistemas Digitais de Controle Distribudo(SDCDs) e sistemas legados. As informaes coletadas soento armazenadas em uma base de dados em tempo real, aqual caracterizada por possuir uma grande capacidade decompactao e alta velocidade de resposta s consultas emsua base histrica. Dessa forma, o sistema torna-se capaz dearmazenar um grande volume de dados com recursos mnimos,quando comparada s solues convencionais. Basicamente, ainformao contida na base de dados consiste de uma lista deregistros temporais formada por uma ou mais tabelas, as quaispossuem tipicamente os seguintes campos:

    Time stamp; Identificador do tag; Valor; Qualidade do dado.

    A aquisio de dados consiste em uma das tarefas mais difceisna implantao de tecnologias de conexo com os sistemas quecompem as clulas de produo, pois por mais modernos eorganizados que sejam esses sistemas, sempre apresentam umagrande heterogeneidade. Os sistemas de gerncia da manufaturaj dispem de uma grande variedade de drivers de comunicaocobrindo a maioria dos sistemas existentes e englobando as maisnovas tecnologias de troca de informao, tais como o OPC(OLE for Process Control) (Iwanitz e Lange, 2001).

    Outra tecnologia de comunicao ainda bastante utilizada oDDE (Dynamic Data Exchange) (Petzold, 1998). O mecanismoDDE um protocolo baseado no conceito de mensagem e quepermite a troca de informaes entre aplicaes Windows.

    3 SISTEMA DE INFORMAO PROPOSTO

    O sistema de gerncia de informao via Web, propostoneste trabalho, tem como objetivo possibilitar que usuriosobtenham os dados da clula de produo que esto nos sistemasSCADA. Aps a captura desses o sistema faz um tratamentode compactao e os armazena em uma base de dados,possibilitando a consulta a dados histricos. Alm da consulta adados histricos, o sistema possibilita a visualizao de dadoson-line do processo. Todo o sistema pode ser configurado e

    VII SBAI / II IEEE LARS. So Lus, setembro de 2005 2

  • parametrizado remotamente, atravs de um simples browser viaprotocolo HTTP (HyperText Transfer Protocol). A figura 2ilustra o funcionamneto do sistema.

    Supervisrio

    Banco de Dados

    RelatriosGERINF

    TCP/IP

    Grficos

    Figura 2: Arquitetura do Sistema.

    O sistema composto por trs mdulos independentes,conforme mostra figura 3: mdulo de comunicao, mdulode compactao e mdulo de visualizao. O mdulo decomunicao opera como interface de comunicao entre osistema e o supervisrio, atravs do qual feita a seleo dosdados que sero requisitados e seus parmetros. Em seguida, omdulo de compactao utiliza um algoritmo para compactar osdados, os quais so ento enviados via rede e armazenados nobanco de dados relacional para serem manipulados pelo mdulode visualizao.

    Comunicao

    Mdulo de Compactaoe Armazenamento

    Protocolo de

    TCP/IP

    Mdulo de Comunicao

    SCADA

    Mdulo de Visualizao

    Figura 3: Mdulos do Sistema.

    3.1 Mdulo de Comunicao

    Atravs do sistema SCADA possvel ligar ou desligarbombas, abrir ou fechar vlvulas. O sistema SCADA umsoftware destinado a promover a interface homem/mquina, queproporciona uma superviso plena de um processo atravs detelas devidamente configuradas. Esssas telas, representam oprocesso e podem ser animadas em funo das informaesrecebidas ou enviadas pelo CLP, controlador, etc. Atualmenteexistem vrios programas supervisrios no mercado, tais comoINTOUCH, ELIPSE, AIMAX, FIX-32, VIEW, CIMPLIST,entre outros.

    O mdulo de comunicao responsvel pela coleta dos dadosde produo para o seu posterior armazenamento em uma basede dados relacional, que servir de consulta para o mdulode visualizao. Os dados podem ser lidos ciclicamente pelomdulo de comunicao ou enviados por iniciativa do servidorde dados quando ocorre algum evento, como a alterao do valorde uma varivel. Essa coleta de dados pode ser realizada apartir dos sistemas de superviso ou diretamente a partir dosCLPs, utilizando alguma tecnologia de comunicao, como oOPC, DDE ou Drivers nativos dos equipamentos. Espera-se queum software de gerncia possua interfaces para a maioria dossistemas de importncia comercial.

    3.2 Mdulo de Compactao eArmazenamento

    A compresso de dados tem como principal objetivo eliminarinformaes redundantes, para tornar menor o espao dearmazenamento das informaes e diminuir custos comarmazenamento e transmisso de dados.

    Deseja-se que o algoritmo de compresso de dados tenha umataxa de compresso alta, no elimine informaes relevantese permita que os dados re-constitudos sejam o mais prximopossvel dos dados originais. Existem vrios tipos de algoritmosde compresso de dados, por isso deve-se escolher o que melhorsatisfaz a cada tipo de aplicao.

    Os algoritmos se classificam em com e sem perda de informao.Os algoritmos sem perda de informao permitem que osdados re-constitudos sejam idnticos aos dados originais, masproporcionam uma baixa taxa de compresso. Os algoritmoscom perda de informao, permitem apenas uma estimativa dosdados originais, porm possuem uma alta taxa de compresso.

    Entre os principais algoritmos de compresso esto:

    Os algoritmos de codificao de repetio (sem perda deinformao): basicamente uma palavra muito freqente,ou uma repetio contnua de um determinado caracter, substitudo por uma codificao que ocupa menos espao. mais utilizado em compresses de documentos de texto.Como exemplo temos a codificao run-length;

    Algoritmos de amostragem a intervalos fixos (com perdade informao): so salvas amostras peridicas dosdados, porm para aumentar a taxa de compresso operodo de amostragem deve ser aumentado, causandoassim perda de informaes intermedirias relevantes.Esta abordagem bastante utilizada em PIMS (Plant

    VII SBAI / II IEEE LARS. So Lus, setembro de 2005 3

  • Information Management System);

    Algoritmos de amostragem varivel (com perda deinformao): so mais eficientes. um aprimoramento doalgoritmo anterior porque salva amostras apenas quando hmudanas significativas dos dados, mantendo a qualidadedos dados, alm de permitir uma alta taxa de compresso.

    A seguir ser detalhado o funcionamento de dois algoritmos deamostragem varivel: o Swinging Doors e Boxcar/Backslope.

    3.2.1 Algoritmo Boxcar/Backslope

    O algoritmo Boxcar/Backslope (Misra et al., 1998) contm doiscritrios que so consultados para decidir se um dado serarmazenado ou no. Os critrios so o Boxcar e o Backslope.Esse algoritmo contm ainda trs parmetros que so definidosde acordo com a varivel cujas informaes sero comprimidas:o desvio de compresso, o tempo mximo de compresso e aqualidade do dado.

    A cada novo dado recebido, so verificados os dois critrios.Se ambos os critrios forem violados, ento o dado serarmazenado no Banco de Dados. Violar o critrio Boxcarsignifica que o ltimo valor recebido apresentou um desviomaior que o limite do desvio de compresso, em relao areta paralela ao eixo do tempo e que passa pelo ltimo valorarmazenado. Violar o critrio Backslope significa que o ltimovalor recebido apresentou um desvio maior que o limite dodesvio de compresso, em relao a reta definida entre os doisltimos valores armazenados. Se apenas um dos critrios forviolado, nenhum dado ser armazenado.

    Sempre que o tempo transcorrido entre o ltimo valorarmazenado e o ltimo valor recebido for maior que otempo mximo de compresso, o ltimo valor recebido serarmazenado. Se a qualidade do ltimo dado recebido mudar,o valor anterior ao ltimo recebido ser armazenado.

    A figura 4 ilustra o funcionamento deste algoritmo, onde a bolapreta representa um dado que foi armazenado, e a bola brancarepresenta um dado que no foi armazenado. A bola cinzarepresenta um dado que violou os dois critrios do algoritmo,e portando ser armazenado no Banco de Dados.

    compresso

    Violou o critrioBackslope

    Violou o critrioBoxcar

    Desvio de

    Backslope

    Boxcar

    Valor

    Tempo

    Figura 4: Algoritmo Boxcar/Backslope.

    3.2.2 Algoritmo Swinging Doors

    O algoritmo Swinging Doors contm trs parmetros que sodefinidos de acordo com a varivel cujas informaes sero

    comprimidas. So eles: tempo mnimo de compresso, tempomximo de compresso e desvio de compresso. Quanto maiorfor o tempo mximo de compresso e o desvio de compresso,maior ser a taxa de compresso.

    O algoritmo Swinging Doors cria uma rea de cobertura noformato de um paralelogramo e com largura igual ao dobrodo desvio de compresso, este paralelogramo se estende desdeo ltimo valor armazenado at o ltimo valor recebido. Sequalquer um dos valores recebidos entre o ltimo armazenadoe o ltimo recebido ficar fora da rea de cobertura, ento ovalor anterior ao ltimo recebido ser armazenado no Bancode Dados. O ltimo valor recebido sempre armazenado se otempo transcorrido desde o ltimo valor armazenado for maiorque o tempo mximo de compresso. O funcionamento destealgoritmo ilustrado nas figuras 5a e 5b.

    A bola preta representa um dado que foi armazenado, a bolabranca representa um dado que no foi armazenado e a bolacinza representa o ltimo dado recebido. A figura 5a apresentaum paralelogramo formado pelo ltimo valor armazenado eo ltimo valor recebido. Nenhum dos valores intermediriosficaram fora do paralelogramo, portanto nada ser armazenado.

    A figura 5b mostra outra situao, onde um dos valoresintermedirios ficou fora da rea do paralelogramo. Logo,o valor anterior ao ltimo valor recebido (em cinza), serarmazenado no Banco de Dados.

    do paralelogramoDesvio decompresso

    rea de coberturaValor

    Tempo(a)

    paralelogramoFora do

    Valor

    Tempo

    Valor armazenado

    (b)

    Figura 5: Algoritmo de compactao de dados Swinging Doors.

    3.3 Mdulo de Visualizao

    Sistemas tradicionais de gerncia de processo tm sidoinstalados como sistemas desktop, com limitadas interaescom os ambientes de escritrio da corporao, o que leva necessidade dos usurios destes ambientes fazerem uso de outrosaplicativos para obter dados do processo de produo. Outro

    VII SBAI / II IEEE LARS. So Lus, setembro de 2005 4

  • fator negativo que os atuais sistemas so voltados para opessoal de processo, dificultando o entendimento e operao porparte do pessoal dos setores administrativos.

    Aps analisar as inmeras aplicaes para resolver esseproblema de conectividade entre o cho-de-fbrica, gernciade processos e administrao, tornou-se claro que a soluoestaria no desenvolvimento de um sistema em ambiente Web.O navegador Web (browser) se tornou para o usurio final, oambiente onde ele faz tudo o que precisa na empresa, desdea troca de e-mails at a visualizao de relatrios, grficose imagens. Neste contexto, o sistema de gerncia via Web,possibilitar que cada setor da corporao tenha sua visosegundo as necessidades de informaes desejadas, a partir dologin do usurio no sistema.

    A utilizao de um sistema Web trar as seguintes vantagens:facilidade e baixo custo de manuteno e atualizao dossistemas, pois para efetuar a manuteno do sistema sernecessrio alterar apenas arquivos HTML, Applets Java e Scriptsque se encontram no servidor; possibilidade de execuo deaplicaes em mquinas sem grande poder de processamentoe sem a necessidade de constantes atualizaes de hardwaree software; o sistema no fica condicionado instalao emnenhuma mquina cliente, pois todos os computadores tmbrowser previamente instalados.

    O sistema foi desenvolvido baseado na tecnologia Java,mais especificamente a plataforma Java 2 Enterprise Edition(J2EE) (Singh et al., 2002). Esta tecnologia consiste emum conjunto de especificaes coordenadas e um guia deprticas que permitem o desenvolvimento, instalao, execuoe gerenciamento de aplicaes n-camadas no servidor.

    O principal objetivo da utilizao da Plataforma J2EE foiexplorar suas capacidades para suporte a aplicaes corporativastais como: robustez, estabilidade, segurana e performance. Taiscapacidades foram de extrema importncia para nosso projeto,haja vista, a excessiva quantidade de requisies recebidas evolume de informaes tratadas em cada requisio.

    O desenvolvimento do sistema seguiu um padro de projeto,Design Patterns, bastante difundido no desenvolvimento deaplicaes Web, chamado Model-View-Controller - MVC (Tichy,1997), possibilitando um maior controle sobre as requisiesvindas das mquinas clientes para a aplicao. Esse padrofoi implementado atravs do Framework de aplicao Struts daApache Software Foundation (Husted et al., 2004).

    O mdulo de Visualizao consiste em um ambiente genricotanto para o suporte aos demais mdulos (comunicao ecompactao) do sistema, quanto para possibilitar que usuriospossam construir dinamicamente suas consultas.

    O suporte dado pelo mdulo de visualizao ao mdulo decomunicao corresponde parametrizao necessria para queeste possa buscar as informaes nos sistemas SCADA. Dentreos parmetros necessrios possvel escolher o tipo de protocolode comunicao a ser utilizado, tipo de supervisrio e variveis(tags) que devem ser monitoradas em cada sistema SCADA.Outros parmetros como unidade de valor, qualidade do dado,tambm, podem ser especificados no mdulo de visualizao.Todos os parmetros configurados so enviados ao mdulo decomunicao para que esse possa buscar os dados e ter a melhor

    desempenho possvel.

    O suporte fornecido ao mdulo de compactao earmazenamento consiste, tambm, em fornecer parmetrosnecessrios ao funcionamento deste, de acordo com o algoritmode compactao escolhido.

    A gerao de consultas dinmicas, ponto principal do mdulode visualizao, consiste na busca de informaes em um bancode dados relacional gerado pelo mdulo de compactao earmazenamento. As consultas dinmicas so geradas a partir doacesso aos metadados do banco, que proporcionado atravs dainterfase DatabaseMetaData do Java 2. Esta interface possibilitaa montagem de consultas baseada nos metadados do bancode dados. Desta forma, o sistema no se refere apenas aconsultas pr-existentes (criadas por desenvolvedores), mas simna construo de consultas pelo prprio usurio.

    Alm de visualizar consultas histricas o mdulo devisualizao, tambm, possibilita a viso on-line dos dados doprocesso.

    Desta forma, atravs do mdulo de visualizao possvelchegarmos como as informaes do processo a todos os setoresda corporao de forma rpida, independente de plataforma ecom custo de software e manuteno bastante baixos.

    4 ESTUDO DE CASO NA INDSTRIA DEPETRLEO E GS

    Como foi citado na introduo desse artigo, o objetivo dosistema de gerncia de informao proporcionar aos usuriosdos diversos setores da corporao uma visualizao dos dadoshistricos e on-line da planta possibilitando anlises e auditoriaspara tomada de decises. Nesse contexto, o sistema de gernciaest sendo avaliado como estudo de casos em uma das plantas deproduo de Petrleo e Gs da PETROBRAS UN-RNCE.

    Inicialmente podemos constatar que a integrao entre osmdulos do sistema (modulo de visualizao Web, comunicao,compactao e armazenamento) foi bastante satisfatria.

    Durante o experimento foi possvel observar a operao domdulo de comunicao capturando dados de um sistemasupervisrio do tipo Intouch. A partir do momento que osdados estam sendo capturados pelo mdulo de comunicao, omesmo repassava ao mdulo de visualizao para acesso on-line(figura 7) e ao mdulo de compactao e armazenamento, que responsvel por armazenar os dados em uma base de dadosPostrgreSQL para gerao e avaliao de dados histricos daproduo (figura 6).

    Para o mdulo de compactao e armazenamento foi escolhidoo algoritmo de amostragem varivel Swinging Doors, devido necessidade de se armazenar um volume de informaes muitogrande, que so coletados durante anos, este algoritmo nosgarante uma alta taxa de compresso e mantm a qualidade dosdados armazenados. Para o nosso sistema, o parmetro tempomnimo de compresso no foi utilizado, essa adaptao foi feitapara que informaes relevantes no fossem perdidas.

    Atravs do mdulo de visualizao via Web foi possvel observaro ganho de agilidade, pois alm de disponibilizar as informaesda planta via Web, o mdulo tem a capacidade de configurar

    VII SBAI / II IEEE LARS. So Lus, setembro de 2005 5

  • os demais mdulos do sistema, como por exemplo: cadastro denovos supervisrio e suas variveis (tags), tempo de amostragempara captura de dados, entre outros.

    Atualmente, o sistema de gerncia esta em fase experimental.Depois de implantado a verso final, toda a produo poderser avaliada atravs dos histricos formados, sendo possvelvisualizar a produo de anos anteriores.

    Para adquirir as informaes provenientes do campo deproduo, utilizamos uma interface de comunicao entre osistema de gerncia proposto e o supervisrio utilizado, nestecaso especfico o Intouch. Isso ocorre, devido ao fato de queos supervisrios j existem e invivel manuse-los para gerarum banco de dados. Dessa forma, necessrio acessar nosupervisrio para adquirir tais informaes.

    Na implementao da interface de comunicao, utilizamoso protocolo DDE. O DDE (Dynamic Data Exchange) umprotocolo para troca dinmica de informaes entre aplicativosWindows. Atravs dele possvel a duas aplicaes (umservidor e um cliente) conversarem atravs de mensagenspadronizadas, que permitem ao cliente obter dados a partir doservidor. Cada cliente tambm pode requisitar dados de diversosservidores, onde para cada um deles um canal de comunicao estabelecido. No contexto deste projeto, os servidoresDDE sero definidos como sendo os softwares supervisrios,enquanto que o cliente ser o software de gerncia.

    De acordo com esta abordagem, o software de gerncia iniciauma conversao com o software supervisrio, solicitando-lheos dados relevantes ao usurio para o gerenciamento do processoem questo. Feito isto, o supervisrio comea a transmitir osdados do processo que est sendo monitorado para o softwarede gerncia a cada intervalo de amostragem do sistema e asenvia para o banco de dados temporal do sistema, para a suarecuperao quando solicitado pelo usurio.

    Levando em considerao a linguagem utilizada (JAVA), importante ressaltar que este sistema no depende de sistemaoperacional ser executado, ou seja, qualquer sistema operacionalcomo Linux, Windows pode ser servidor do sistema. Sea empresa julgar necessrio possvel disponibilizar estasinformaes na internet, isto depender somente da infra-estrutura da empresa, pois o sistema j possui suporte para estefim.

    As telas apresentadas encontram-se com valores fictcios, tendoem vista a necessidade de manter o sigilo das informaes daempresa.

    5 CONCLUSES

    As tecnologias Web conquistaram grande importncia dentroda rea dos sistemas de automao industrial, possibilitandoa expanso dos mesmos para uma rede mundial. Adisponibilizao de um sistema de gerncia de informao dosprocessos industriais atravs da Internet vem dinamizar o fluxoda informao dentro da corporao.

    Sendo assim, o presente trabalho em seu prottipo inicialmostrou possuir as caractersticas necessrias para auxiliartomadas de deciso referentes produo de petrleo e gs,

    Figura 6: Dados Histricos da Planta.

    Figura 7: Dados On-line da Planta.

    propiciando aos usurios da empresa uma ferramenta capaz deinformar quanto est sendo produzido em tempo real ou fazeravaliaes atravs de um banco de dados histrico do processo.

    Atualmente se est trabalhando no aperfeioamento e ampliaodas funcionalidades do sistema de gerncia de informao, demodo que se possa obter, alm de informao, o conhecimentode forma inteligente sobre os dados de operao.

    REFERNCIAS

    Daneels, A. e Salter, W. (1999). What is scada?, InternationalConference on Accelerator and Large ExperimentalPhysics Control Systems .

    Husted, T., Dumoulin, C., Franciscus, G. e Winterfeldt,D. (2004). Struts in Action, second edn, ManningPublications.

    Iwanitz, F. e Lange, J. (2001). OLE for Process Control, firstedn, Huthing.

    VII SBAI / II IEEE LARS. So Lus, setembro de 2005 6

  • Misra, M., Kumar, S., Qin, S. J. e Seemann, D. (1998). On-line data compression and errors analysis using wavelets,AICHE Journal .

    Petzold, C. (1998). Programming Windows, 5th edn, MicrosoftPress.

    Singh, I., Sterans, B. e Johnson, M. (2002). DesigningEnterprise Applications with the J2EE Platform, secondedn, SUN.

    Tichy, W. F. (1997). A catalogue of general-purpose softwaredesign patterns. IEEE Computer Society.

    VII SBAI / II IEEE LARS. So Lus, setembro de 2005 7