CFTV NA AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL - e-Paper

CFTV – CIRCUITO FECHADO DE TV

Aplicando CFTV na Automação Industrial para Apoio no Controle Operacional

1 MÁRCIO VENTURELLI

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Márcio Venturelli


Aplicando CFTV na Automação Industrial para

Apoio no Controle Operacional




Faz algum tempo que observo usuários finais de automação e

integradores envolvidos com muita tecnologia referente aos

CFTVs (Circuito Fechado de TV), projetando e instalado os mais

diversos sistemas para apoio em controle operacional.

Todavia, observo que as soluções de automação, muitas vezes

não acompanharam a evolução tecnológica que os CFTVs

dispõem hoje, além de algumas dificuldades de pontuar

realmente o que é aplicar uma solução para apoio no controle

operacional com vistas no usuário e até mesmo a integração no

sistema.

Queremos aqui explanar de forma simples e direta o que é um

CFTV, porém com a ótica de usuário, operador de processo e

trazer informações para o integrador de automação que faz o

levantamento de necessidades e desenha a aplicação.

Não tempos a intenção em nenhum momento de detalhar as

tecnologias do CFTVs em si, mas sim como entender a

utilidade e aplicação destes, servindo de apoio para elaborar e

implantar projetos de automação cada vez mais eficazes e

seguros com as tecnologias atuais.

Especificamente, vamos falar:

Quais justificativas para utilização de CFTV no Controle

Operacional;

Quais benefícios os CFTVs levam para o Controle

Operacional junto com a Automação Industrial;

Quais tecnologias disponíveis e quais aplicações nos

sistemas de Controle e Automação.

Para limitar nosso tema, vamos considerar os seguintes

cenários para nosso estudo e apresentação de nosso texto:




É necessário operar uma caldeira de alta pressão através

de um centro de operação, como não colocar

operadores em área de risco?;

É necessário operar uma carga flutuante (esteiras de

sólidos “bagaço ou grãos”), como dar segurança ao

operador quanto a instabilidade da carga?;

Quero registrar e atuar em eventos com imagens para

rastrear possíveis sinistros de operação da planta;

Os CFTV como toda tecnologia eletrônica, evoluiu ao longo do

tempo, bem como a utilização como apoio operacional no

controle de plantas.

Quanto as tecnologias, temos no início dos CFTV os sistemas

analógicos, conectados diretamente em terminais de TV, com a

evolução da eletrônica tivemos a tecnologia digital abrindo

todos os recursos que a digitalização oferece, mas ainda em

sistemas dedicados, com a convergência da eletrônica com a

informática, temos hoje o que chamamos de sistemas digitais

IP (Protocolo de Internet), onde o sistema está baseado numa

infraestrutura de TI, logo temos os benefícios de uso de

softwares e computadores, cabeamento estruturado, WiFi, entre

outros.

Quanto a utilização, os processos industriais no início,

necessitavam do operador no local, ao lado dos caldeirados e

máquinas, operando diretamente os dispositivos, pois

praticamente não havia automação.

Com a evolução dos sistemas de controle, temos a figura do

operador supervisionando os dispositivos, ainda que no local

dos equipamentos, muitas vezes estando sob o risco

operacional e com muita operação local.

Ao longo de toda evolução hoje temos os operadores nos

centros de controle, locais centralizados, onde se opera todo

um processo industrial, para que isso seja permitido a

automação evoluiu com as redes industriais e o CFTV teve seu




papel de importância, apoiando a operação com a

visualização, agora via câmaras na sala de controle, tornando a

operação mais segura, confortável e de menor custo.

Quais são os principais desafios em projetos de CFTV

orientados para controle operacional? Abaixo listamos algumas

diretrizes importantes a serem levadas em consideração para

desenho de uma solução:

1. Como definir pontos críticos para colocação de CFTV?

O que é crítico, deve ser levantado o que

realmente é importante;

Não colocar operador em risco, o foco deve

ser o operador;

Levar conforto operacional ao usuário, ele é o

beneficiário;

2. Como integrar Controle e Imagem para o Operador?

O CFTV é complemento do controle, deve

complementar a operação;

Validar a operação pela imagem, deve ver e

comparar com a variável indicada;

Simplifica a operação, com o uso o operador

deve ter menos ação;

3. Como apoiar a tomada de decisões para o Operador?

Registar eventos (gravar), a importância de ter

a história da operação;

Tomar ações por movimento, se necessário

para registro ou ação;

Estar disponível remotamente, se necessário

para conferência fora do ambiente de

operação;

Logo, o CFTV na automação industrial é a filmagem, gravação

e ação de imagens de processo e máquinas, que são levadas

para o operador de um processo industrial, esse é nosso

conceito para desenvolver as aplicações focadas em controle.

O uso do CFTV na automação, traz diversos benefícios no

controle operacional, relacionamos abaixo alguns importantes:




Segurança operacional de planta;

Diminuição de erros de operação;

Ação por imagem, baseado no que é real;

Rastreio de operação, imagens gravadas;

Conforto operacional, o operador está fora ações de

ambiente;

Redução de custo de operação, menos ações

operacionais locais;

Resposta imediata, baseado no que está ocorrendo no

momento.

Um sistema de CFTV é composto por alguns componentes

básicos, dando o formato de uma infraestrutura de

comunicação:

Câmaras, equipamentos que geram as imagens;

Acessórios de instalação das câmaras, fixações,

proteções;

Cabeamento das câmaras até a central, estrutura de

sinais no campo;

Central de câmaras, onde se concentra as conexões das

câmaras;

Monitores de operação, onde se vê as imagens geradas;

Sistema de gerenciamento de imagens, onde se faz

processamento das imagens.

A tarefa de especificar um CFTV cabe a um técnico com

especialização e com todo conhecimento sobre os

equipamentos utilizados, abaixo relacionamos alguns itens

importantes que devem ser considerados para especificação e

aplicação de uma solução:

CFTV analógico (quantidade câmaras), definição de

tecnologia e pontos;

CFTV digital – IP (quantidade câmaras), definição de

tecnologia e pontos;

Câmara sem fio – Wireless, verificar se é necessário em

pontos especiais;




Tecnologia PoE Power on Ethernet, tecnologia que leva

sinal e energia no cabo;

Câmara com I/O, a câmara disponibiliza sinais para

interface, acionado por eventos;

Visualização noturna (infravermelho), se a operação

exige visualização a noite;

Câmara móvel, se o operador precisa manipular a

visualização e o zoom da imagem;

Sistema com detecção de movimento / evento, é

possível acionar um alarme através de um evento

ocorrido;

Gravação de imagens por Time Stamp, é possível

registrar o momento exato de uma imagem;

Câmaras e infra em área classificada Ex, o CFTV

instalado em uma área de risco de explosão;

Gravação, envio de e-mail, conexão Cloud, são opções

que permitem a gestão das imagens e seu tratamento,

envio de informações e disponibilidade pela internet.

A forma clássica de projetar e implantar um CFTV é escolher

uma solução independente da infraestrutura existente de

automação, a solução, da câmara ao monitor, é totalmente

individual, monta-se os equipamentos e cabeamento de

forma num circuito único, colocando o monitor de CFTV ao

lado de um supervisório, por exemplo, mas um não

depende do outro.

As soluções de automação atuais, se baseiam em

infraestrutura de TI, assim como os CFTVs baseado em IP,

logo podemos entender que estas soluções se convergem,

para tanto, podemos pensar numa única infraestrutura de

comunicação, levando dados de controle e imagens por

uma única rede.

Nestas soluções, é importante observar dois pontos

principais, o primeiro é que apesar de ser uma única

infraestrutura, é necessário (boa prática de projeto), separar

logicamente as redes por VLAN (Rede Virtual), uma para o




controle e outra para o CFTV, pois a prioridade da rede é

para operação do processo, não é escopo deste texto

mostrar um projeto de VLAN em automação.

Outro ponto importante, principalmente se houverem

câmaras Wireless, é o uso de Firewall, que são

equipamentos que farão a segurança física e lógica da

rede, não permitindo acesso de usuários não autorizados,

podendo colocar o sistema em risco, precaução hoje de

grande importância em sistemas.

Entendendo que podemos usar a convergência nas soluções

de automação e CFTV em mesma infraestrutura, podemos

também desenhar a solução de operação usando o mesmo

conceito, isto é, usar as imagens “dentro” de um sistema

supervisório (Scada ou IHM) por exemplo.

Para isso o sistema utilizado (Scada/IHM/DCS) deve ter

“aderência” a utilização de imagens que vêem de um CFTV,

são conectores que colocam um (MOV, MP4) por exemplo,

em um POP UP, na mesma tela eu tenho o supervisório e

uma imagem setada ou escolhida, com a vantagens de

podemos já manipular no sistema, tais como, retroceder e

verificar tempos de eventos, por exemplo.

Abaixo listamos um pequeno roteiro dos pontos mais

importantes a se observar para a implantação de um

sistema CFTV:

O que o operador quer? É importante perguntar a

quem vai usar;

O que o operador precisa? É importante conhecer o

processo que ele usará;

Estudar o ambiente de instalação, para entender

todas limitações e acessórios;

Modo de operação esperado, o que se espera com o

sistema;




Especificação de equipamentos, fazer a aplicação de

acordo com a necessidade;

Projeto de infraestrutura, fazer o projeto da instalação

e típicos de montagem;

Projeto da sala de controle, criar o ambiente de uso

do sistema;

Implantação, instalar, comissionar e dar partida no

sistema;

Treinamento e operação dos operadores para uso

completo do sistema.

Podemos relacionar abaixo, algumas tendências no uso de

imagens no controle operacional, baseado em novas

tecnologias e convergência com a automação:

Imagem e dados estarem onipresente na operação

industrial através do IIoT (Internet Industrial das

Coisas);

Operador “veste” as informações (imagem e dados)

em tempo real (ex. Óculos Google Glass);

Imagens serem usadas para controle e automação.

Concluímos que os CFTV evoluíram tecnologicamente e são um

grande apoio ao operador no controle operacional em plantas

industriais, a convergência de imagem e informações,

permitem uma automação mais segura e otimizada.




SOBRE O AUTOR

• Márcio Venturelli trabalha no

mercado de automação industrial há 20 anos, tendo passado por diversos departamentos, tais como, assistência técnica, treinamentos, comissionamento, projetos, engenharia, marketing e negócios.

• Trabalhou em diversos projetos de implantação de sistemas de automação e controle operacional de plantas de bioenergia, transformação e manufatura, no Brasil e no exterior.

• Atualmente trabalha em desenvolvimento de novos mercados e novas tecnologias com foco em arquitetura de soluções na área de automação industrial, tendo como principal diretriz, geração de valor para o usuário, nas dimensões: aumento da produção, redução de custos e elevação da segurança operacional.

• Professor universitário de pós-graduação de automação industrial e gerenciamento de projetos.

• Membro Sênior da ISA (Sociedade Internacional da Automação), Coordenador do Comitê de Automação Industrial do CEISE Br e Diretor de Safety Bus da PI (Profibus Internacional).

• Graduado em Ciência da Computação, com especialização em Controle e Automação Industrial, Pós-Graduado em Gestão Industrial, Pós-Graduado em Tecnologia do Petróleo e Gás e possui MBA em Estratégia de Negócios.

• E-mail: [email protected] • Artigos Técnicos: https://mhventurelli.wordpress.com/

OUT/2015

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https://mhventurelli.wordpress.com/

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