SISTEMAS SUPERVISÓRIOS

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1
 SISTEMAS SUPERVISÓRIOS
2
Nathalia dos Santos Silva Nolepa
Paulo Broniera Junior
São Paulo
Platos Soluções Educacionais S.A 
2022
SISTEMAS SUPERVISÓRIOS
1ª edição
3
2022
Platos Soluções Educacionais S.A
Alameda Santos, n° 960 – Cerqueira César
CEP: 01418-002— São Paulo — SP
Homepage: https://www.platosedu.com.br/
Head de Platos Soluções Educacionais S.A
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Conselho Acadêmico
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Coordenador
«Coordenador»
Revisor
«Revisor»
Editorial
Beatriz Meloni Montefusco
Carolina Yaly
Márcia Regina Silva
Paola Andressa Machado Leal
Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP)_____________________________________________________________________________ 
Sobrenome, Nome do Autor
Nome da Disciplina / Autor_material__Principal, 
Autor_material__Secundário, – São Paulo: Platos Soluções 
Educacionais S.A., 2022.
XX p.
ISBN XXX-XX-XXXXX-XX-X
1. Normas regulamentadoras. 2. NR. 3. Legislação. I. 
Título. II. Título. III. Título.
CDD XXX.XX
_____________________________________________________________________________ 
 Evelyn Moraes – CRB: 010289/O
F897l 
© 2022 por Platos Soluções Educacionais S.A.
Todos os direitos reservados. Nenhuma parte desta publicação poderá ser reproduzida ou 
transmitida de qualquer modo ou por qualquer outro meio, eletrônico ou mecânico, incluindo 
fotocópia, gravação ou qualquer outro tipo de sistema de armazenamento e transmissão de 
informação, sem prévia autorização, por escrito, da Platos Soluções Educacionais S.A.
https://www.platosedu.com.br/
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SUMÁRIO
Apresentação da disciplina __________________________________ 05
Evolução dos sistemas de automação ________________________ 06
Arquiteturas de Sistema SCADA ______________________________ 28
Dispositivos integradores para sistemas de supervisão ______ 46
Sistemas SCADA: Exemplos de software e aplicações ________ 64
Recursos e Ferramentas dos Sistemas SCADA. _______________ 82
Interfaces Humano Computador - IHC ______________________ 100
Projeto de um Sistema Supervisório _________________________ 118
SISTEMAS SUPERVISÓRIOS
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Apresentação da disciplina
Caro aluno, um aspecto imprescindível diante do mercado cada vez 
mais competitivo é a automação de processos, que está intimamente 
relacionada com a necessidade de se produzir mais utilizando menos 
recursos. Aplicando os conceitos apresentados nesta disciplina, você 
será capaz de entender e implementar sistemas de supervisão em 
processos industriais e assim contribuir de forma direta para evolução e 
modernização das plantas industriais.
Esta disciplina está dividida em 7 seções que têm por objetivo 
apresentar os sistemas supervisórios de uma maneira que facilite 
a compreensão e que promova o conhecimento. A disciplina inicia 
apresentando os conceitos da evolução dos sistemas de automação 
e instrumentação virtual. Em seguida, apresenta as arquiteturas de 
sistemas SCADA, continuando com o estudo de quatro grandes temas, 
a começar pelas interfaces homem-máquina em sistemas supervisórios, 
conceitos e exemplos de software para SCADA, acionadores e ergonomia 
de IHC. Por fim, desenvolveremos o projeto completo de um sistema de 
supervisão de processos.
O conteúdo abordado nesta disciplina irá contribuir de forma direta 
com a sua formação profissional, aluno, capaz de aplicar um sistema 
supervisão em ambiente industrial. Os conceitos apresentados aqui não 
são aplicáveis apenas na área de automação e controle, mas também 
no dia a dia do profissional, lembrando que os sistemas de supervisão 
possuem características multidisciplinares.
Bons Estudos!
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Evolução dos sistemas 
de automação
Autoria: Nathalia dos Santos Silva Nolepa
Objetivos
• Conhecer os conceitos de instrumentação e sistemas 
supervisórios.
• Compreender as características de operações em 
tempo real.
• Compreender como é realizado o controle de 
processos em sistemas supervisórios. 
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1. Evolução dos sistemas de automação
A humanidade vem confeccionando e adaptando ferramentas para 
melhorar e facilitar suas atividades desde os tempos mais remotos que 
se tem registro, por exemplo, com o uso de rodas d’água e moinhos. 
À elaboração e construção de sistemas e processos que, por meio de 
uma fonte de energia, potencializam ou ainda substituem parcial ou 
totalmente as atividades manuais, dá-se o nome de automação.
A automação revolucionou os processos produtivos na indústria e 
atualmente também está presente nas atividades agrícolas, residenciais, 
comerciais, de entretenimento e em outras áreas no nosso dia a dia, 
cada vez mais naturalizada.
Ribeiro (2001) exemplifica que o conceito de automação varia com o 
ambiente e a experiência da pessoa envolvida, como a máquina de lavar 
para uma dona de casa, o caixa eletrônico para um cliente ao sacar 
dinheiro, ou mesmo um robô para um funcionário de uma indústria 
automobilística.
A evolução da tecnologia permitiu a evolução dos sistemas de 
automação, entretanto, nem sempre foi assim, aliás, é uma ideia 
incompleta considerar somente a automação moderna, ou ainda que 
automação é sinônimo somente de tecnologia de ponta, já que as 
primeiras formas de automação eram realizadas por máquinas a vapor 
ou máquinas de calcular que operavam por válvulas elétricas (ROSÁRIO, 
2009).
Ao passo que a criação dos transistores e a evolução na fabrição de 
circuitos integrados permitiram a produção de computadores com 
grande capacidade de processamento e tamanho reduzido, como os 
diversos dispositivos eletroeletrônicos presentes na atualidade, também 
fez com que os sistemas de automação aprimorassem o trabalho na 
8
indústria, ganhando em qualidade, rapidez, estabilidade, continuidade, 
controle e gestão da produção.
Atualmente, a automação é realizada com a combinação de hardware 
e software, por meio de sensores e atuadores mecânicos, elétricos e 
eletrônicos, microprocessadores, microcontroladores e sistemas que 
integram os diversos setores da indústria por meio de comunicação em 
rede.
Rosário (2009) reforça a diferença entre os conceitos de automatização 
e automação: enquanto a automatização remete a movimentos 
automáticos, repetitivos e mecânicos, produzindo ações cegas e sem 
correção, a automação procura se parecer mais com o comportamento 
humano, que a partir de informações sensoriais recebidas é capaz de 
pensar e executar ações apropriadas.
Para Saber Mais
Algumas pessoas enxergam a automação como uma 
ameaça aos trabalhadores da indústria. É certo que 
existem questões culturais e sociais a serem consideradas 
e que este assunto poderia gerar um outro livro, mas o 
ponto interessante a ser levantado sobre a substituição 
de algumas atividades humanas por máquinas é o papel 
do trabalhador nesse processo. Muitos profissionais, 
principalmente na indústria, lidam diariamente com 
sérios riscos à saúde física e psíquica, seja por ambientes 
inóspitos, insalubres, com risco de contaminação, acidentes 
ou desconforto sob ruídos e temperaturas extremas. 
Nestes casos, as atividades podem ser desempenhadas 
e/ou auxiliadas por estruturas robóticas, diminuindo 
ou eliminando o risco ao trabalhador. Ou ainda, os 
robôs podem atuar em funções antes impossíveis de 
9
serem realizadas por humanos. Neste cenário, os postos 
de trabalho necessitarão de profissionais capazes de 
interagir com as máquinas, seja na manutenção, reparo, 
programação, melhoria ou mesmo na tomada de decisões. 
Por isso, é tão necessário o conhecimento técnico nas 
áreas de automação e informática, para o treinamento dos 
profissionais da área.
Na automação industrial, as ações executadas no ambiente de produção 
em geral seguem determinados passos:
• Os sensores posicionados em pontosespecíficos na fábrica fazem 
constantemente a leitura de dados de interesse;
• Um computador com software específico recebe estes dados, 
compara com valores de referência e efetua cálculos matemáticos 
para decidir sobre possíveis correções;
• Os dispositivos controladores e atuadores são acionados a fim de 
adotar a execução mais apropriada para o momento, conduzindo a 
produção para um objetivo ótimo (ROSÁRIO, 2009)
O mesmo autor sugeriu a classificação da automação em 3 classes, 
segundo a necessidade e critérios de programação da produção:
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Figura 1 – Comparativo entre tipos de automação
Fonte: elaborada pela autora, com base nos conceitos de Rosário (2005).
Independente do tipo de automação, o que é comum nesse contexto é a 
importância de acompanhar e controlar as ações e atividades como um 
todo no chão de fábrica e, para isto, existem os Sistemas Supervisórios, 
que, como seu próprio nome revela, é responsável por supervisionar os 
diversos acontecimentos simultâneos nos processos produtivos.
As plantas industriais e sua complexidade de processos levou à 
necessidade da criação de funções de monitoramento, alarme e 
intertravamento. A presença de processos discretos e de batelada, por 
possuírem muitas ações de ligar/desligar e controle sequencial, são as 
principais aplicações da automação (RIBEIRO, 2001).
Os sistemas supervisórios podem atuar em níveis de direitos, podendo 
ser somente para supervisão ou visualização dos detalhes em tempo 
real da planta industrial como também podem controlar parcial ou 
totalmente os equipamentos do chão de fábrica.
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Um esquema de como atuam os sistemas supervisórios pode ser 
acompanhado na Figura 2.
Figura 2 – Sistemas supervisórios: automação no 
controle de processos
Fonte: elaborada pela autora.
Neste material de estudo serão abordados os conceitos de 
instrumentação, as necessidades intrínsecas das atividades de produção 
em tempo real e os desafios técnicos para um ambiente industrial 
automatizado, supervisionado e controlado.
1.1 Instrumentação virtual versus sistemas 
supervisórios
Na era da informação, alguns dados são considerados muito valiosos, 
principalmente porque podem gerar análises sobre produção, 
máquinas, produtividade, rendimento, gastos em insumos, entre outros.
Não obstante, nos processos produtivos há exigências e padrões a 
serem seguidos para fabricar produtos e atingir níveis de conformidade 
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e qualidade, como um determinado tempo de fermentação ou uma 
temperatura recomendada, por exemplo.
A ciência que trata das técnicas de medição, exibição, registro e controle 
de variáveis de processos é a Instrumentação. No ambiente industrial, 
torna-se indispensável medir, controlar e manter constante variáveis 
como temperatura, pressão, vazão, pH, condutividade, velocidade, 
umidade ou nível.
A instrumentação é indispensável na automação, pois ela é o elo entre 
o que ocorre no chão de fábrica e a lógica de controle que tomará as 
decisões no processo. Historicamente, o primeiro termo usado foi o 
de controle automático de processo, a partir de instrumentos com 
as funções de medir, transmitir, comparar e atuar no processo, para 
se conseguir um produto desejado com pequena ou nenhuma ajuda 
humana (RIBEIRO, 2001).
Nesta linha de observação, tratamento e ação de resposta em relação 
aos componentes da planta industrial estão a Instrumentação Virtual e 
os Sistemas Supervisórios.
1.1.1 Instrumentação Virtual
Os instrumentos são caracterizados de acordo com sua função:
a. Indicador: mostra a variável1 em uma escala graduada;
b. Registrador: armazena e mostra a variável e sua evolução ao longo 
do tempo;
c. Transmissor: transmite o valor da variável na sua unidade de 
medida;
d. Transdutor: transmite o valor da variável em outra unidade de 
medida;
1 A variável representa o valor (em determinada unidade de grandeza) que foi mensurado pelo equipamento, 
por exemplo: 25 °C.
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e. Controlador: compara a variável com um valor de referência 
e responde com um sinal de saída para manter a variável no 
intervalo desejado;
f. Elemento final de controle: Atua conforme o sinal de correção 
recebido.
Para cada grandeza de interesse a ser mensurada existem os 
instrumentos de medição descritos, essencialmente físicos. A evolução e 
melhoria dos equipamentos de medição e dos computadores pessoais 
resultaram na Instrumentação Virtual, que consiste em um computador 
desenvolvido com software e hardware voltados para desempenhar as 
funções dos instrumentos tradicionais.
Como seu propósito era ser um sistema de modelagem e prototipagem 
(ROSARIO, 2009), é uma ferramenta popular nas universidades, 
entretanto essa tecnologia ainda não é aplicada em larga escala nos 
ambientes industriais. Sua principal vantagem é permitir computação 
de alto desempenho, visualização das variáveis, interação por interface 
gráfica e manipulação de dados via software, desde a aquisição de 
dados aos cálculos estatísticos e visualização de espectro de potência.
Pode representar uma única grandeza ou um conjunto delas 
e, dependendo do software utilizado, consegue representar o 
funcionamento de um sistema com diversas grandezas a serem 
mensuradas, tal como é um processo real.
A Figura 3 apresenta um instrumento de medição tradicional e um 
equipamento de instrumentação virtual.
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Figura 3 – Comparativo entre instrumento de medição tradicional 
e instrumento virtual
Fonte: 1. Shutterstock.com. 
2. © ELETRONIC DESIGN, 2019
A Instrumentação virtual tem sido uma alternativa viável e precisa para 
engenheiros e pesquisadores, pois possui robustez e precisão, e por 
apresentar sua interface em software possibilita um maior conjunto 
de atuação sem a necessidade da aquisição de novo instrumento de 
medição, já que alguns modelos possuem um hardware com custo 
otimizado que pode ter sua ação customizada de acordo com a 
necessidade a partir das alterações no software.
1.1.2 Sistemas Supervisórios
Os sistemas supervisórios são sistemas digitais de monitoração e 
operação da planta que gerenciam variáveis de processo. Estas são 
atualizadas continuamente e podem ser guardadas em bancos de dados 
locais ou remotos para fins de registro histórico (MORAES; CASTRUCCI, 
2007).
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Uma das características destes sistemas é permitir a interação e o 
controle visual das variáveis, e um componente deste aspecto é a 
Interface Homem-Máquina (IHM), um monitor que permite o controle 
do sistema de automação pelos operadores da linha de produção, 
inclusive por isso ela é implementada para ser de fácil entendimento. O 
tamanho da tela e as formas de apresentar os dados variam conforme o 
fabricante e o sistema desenvolvido.
O sistema SCADA (Supervisory Control and Data Acquisiton) foi 
desenvolvido para implementações que demandam grande quantidades 
de dados de entradas e saídas e são muito utilizados na indústria. Esse 
sistema tem como base um computador comum, e dentre suas funções 
se destacam a configuração de alarmes e eventos, emissão de relatórios 
(MORAES e CASTRUCCI, 2007).
Este sistema pode ser conectado à internet para transferência de 
dados, o que facilita a gestão dos dados por parte de outros setores da 
empresa. Em algumas implementações é adotado que os dados sejam 
acessados por meio de navegadores, o que simplifica o acesso já que 
dispensa a instalação de módulos adicionais no cliente.
Sistemas supervisórios de menor porte já são implementados por meio 
dos softwares de instrumentação virtual, e a tendência é que os recursos 
dos sistemas de instrumentação virtual cheguem para competir com 
sistemas supervisórios como o SCADA.
A vantagem da instrumentação virtual é que ela foi projetada para ter 
maior portabilidade e interoperabilidade, que significa, respectivamente, 
a capacidade de ser transferida de uma máquina para outra, garantindo 
sua plena execução e a sua capacidade de interação com outros 
sistemas e equipamentos.
A Figura 4 mostra como é a tela de um sistema de supervisão.
16Figura 4 – Tela de um sistema de supervisão
Fonte: Shutterstock.com.
Independente de receberem os dados por instrumentos tradicionais 
ou instrumentos virtuais, a utilização de sistemas supervisórios é 
indispensável nas indústrias que querem controlar seus processos, ele 
foi desenvolvido especificamente para atender às demandas de medição 
das variáveis durante todo o processo produtivo no chão de fábrica.
1.2 Operação em tempo real
Sistemas de tempo real são ditos aqueles que precisam prestar serviços 
e entregar seus resultados em um tempo hábil (LIU, 2000), sendo 
chamados de hard aqueles programados para situações que exigem 
tempo de resposta quase instantâneo a cada evento, dada a quantidade 
de processos que podem depender das informações manipuladas 
naquele evento, principalmente quando envolvem situações críticas, 
prejuízos financeiros ou risco à população. 
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Pode-se descrever como uma aplicação de sistema de tempo real de 
grande porte o controle de tráfego aéreo ou sistemas de defesa militar, 
por outro lado, a aplicação de sistema de tempo real de pequeno 
porte seriam eletroeletrônicos portáteis, televisores, videogames 
e eletrodomésticos, e de médio porte seriam sistemas de logística, 
manufatura, controle de processos químicos, térmicos, entre outros.
Liu (2000) também exemplifica que sistemas de tempo real 
normalmente não são notados quando funcionam bem. Quando não 
funcionam, na prática, aquela informação retardatária não tem mais 
valor, pois após o intervalo de tempo para uma nova requisição só a 
informação mais recente é a considerada.
Sistemas supervisórios estão constantemente fazendo a aquisição de 
dezenas, centenas de sinais de entrada em curto intervalo de tempo, 
após a leitura precisam efetuar cálculos com base nos valores de 
referência para realizar suas principais entregas: apresentação em 
tela da variação dos valores, emissão de alarmes e avisos e tomadas 
de decisão, e todas essas atividades têm um tempo de latência 
determinado. Dependendo das características do tempo de latência 
tolerado, trata-se de um sistema de tempo real.
Considere um tanque controlado para manter em um intervalo seguro 
suas variáveis de temperatura, pressão e nível, e que são realizadas 
medições constantemente a fim de acionar ações de correção. Neste 
contexto existem dois desafios frequentes nos sistemas de tempo 
real: fazer a aquisição dos dados em uma frequência de amostragem 
satisfatória e controlar as requisições concorrentes, já que pode ocorrer 
de vários agentes necessitarem ler ou escrever em uma mesma variável 
ao mesmo tempo.
Este é um cenário crítico na área da automação e também ocorre em 
outros sistemas de computação, um evento pode estar alterando o valor 
de uma variável na memória enquanto outro evento está solicitando 
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uma requisição de leitura para essa a mesma variável. A solução já 
conhecida para isto é o controle de acesso à memória, uma estratégia de 
segurança chamada de Exclusão Mútua. 
A Exclusão Mútua é implementada para cuidar de regiões críticas da 
memória, ou seja, um um recurso computacional quando ela está a 
ponto de acessá-lo; o fato deve ser sinalizado com um flag adequado, 
sempre que este ocorre é preciso verificar se há alguma outra tarefa na 
mesma região e, em caso afirmativo, utilizar uma regra de prioridades. 
Dependendo da regra de prioridades utilizada pode ocorrer situações de 
deadlock2  (MORAES e CASTRUCCI, 2007).
Para estes dois desafios já existem soluções discutidas nos livros e 
implementadas pelos engenheiros, direcionadas conforme o porte da 
aplicação de tempo real. 
Embora ambos tenham necessidades similares em relação ao tempo de 
resposta que o sistema computadorizado deve apresentar e o controle 
de concorrência, o porte do sistema varia em relação à criticidade do 
processo e/ou à quantidade de tarefas e recursos concorrentes.
Em muitos programas comerciais há concorrência, no sentido de que 
muitos usuários pedem serviço simultaneamente e não aceitam esperar; 
o problema, usualmente, resolve-se com suficientes velocidades de 
processamento e número de terminais. Diz-se que tais programas são 
de tempo real.
Em automação, a corretude e a velocidade da informação são 
características essenciais para uma operação satisfatória: por exemplo, 
um programa de controle que lê medidas oriundas de um processo 
físico e as coloca num buffer, para salvar as informações no sistema. O 
maior desafio neste aspecto é que a frequência em que é realizada a 
2 Situações em que os recursos ficam com seus status como “ocupado”, pois os processos que os acessam 
estão dependendo de outros recursos e a atividade fica parada de tal forma que só o encerramento de um 
ou mais processos faz com que o sistema volte a operar.
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leitura não pode ser maior que a frequência de entrada no buffer, sob 
pena de ocorrer perda grave da informação. As situações mais críticas 
em relação ao tempo de resposta fazem com que esses sistemas sejam 
conhecidos como programas de tempo real hard, como é discutido por 
Moraes e Castrucci (2007).
Assimile
O conceito de deadlock é muito comum em sistemas de 
computação e uma forma de visualizá-lo está ilustrada na 
Figura 5: um cruzamento de 4 vias, totalmente bloqueado, 
pois os carros avançaram na área de cruzamento, 
impedindo a passagem da via concorrente. No contexto 
da computação, um processo está ocupando o recurso 
que outro processo está aguardando, existem mais de 2 
processos paralisados e os recursos disputados entre eles 
são os mesmos.
Figura 5 – Demonstração de Deadlock
Fonte: Resende (2017)
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2. Controle de processos em sistemas 
supervisórios
O controle de processos é a principal função dos sistemas supervisórios, 
o que envolve as variáveis do processo, tais como temperatura, pressão, 
umidade, etc., e envolve também os estágios que compõem o processo.
Todo processo possui um fluxo de material, energia ou ambos, e em 
geral esse fluxo de material ou energia é manipulado sob o comando 
de um controlador cujo objetivo é manter a variável do processo em um 
valor desejado. Este valor é chamado de ponto de ajuste (set point). Por 
exemplo, um controlador de nível de um tanque manipula a vazão do 
líquido que entra no tanque, um controlador de pressão manipula a vazão 
de gás na entrada da esfera e um controlador de temperatura manipula 
a vazão de vapor da serpentina que passa no interior do vaso. (RIBEIRO, 
2001, p.307)
Na indústria existem dois modelos de processo de produção: contínuo 
e por batelada, e estes dois modelos são áreas em que a automação 
industrial tem sido aplicada. Por isso é importante conhecer os dois 
modelos, suas características e adversidades para a automação e o 
controle de processos.
O processo contínuo é uma forma de produção em que o set point do 
insumo ou da matéria-prima é a variável de disparo para o próximo 
estágio, por exemplo: um tanque de água atingindo determinado nível 
aciona uma válvula para direcionar o líquido para outro tanque, ou um 
gás que atingiu a pressão determinada e, assim, regula o liga/desliga de 
um trocador de calor. A cada ponto de ajuste, o sistema tem uma reação 
determinada, passando para o próximo estágio até o fim do processo 
produtivo.
Alguns sistemas operam em malha aberta e outros em malha fechada, 
este último também chamado de realimentado. O controle de malha 
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aberta basicamente não tem um feedback de correção, tem-se somente 
a medição da variável de controle e, se necessária, a correção é feita de 
forma manual.
Já o sistema de malha fechada consegue comparar a saída do sistema 
naquele intervalo de tempo com a saída esperada e, de acordo com a 
diferença entre o real e o esperado, é tomada a ação de controle. Um 
sistema supervisório para controle de processos pode atuar em um 
sistema de malha fechada por meio das ações de controle (OGATA, 
2003).
As ações de controle podem ser binárias (liga/desliga), proporcional, 
derivativo e integrativo, que são modalidades clássicasde teoria do 
controle. Neste aspecto, o controle contínuo é considerado menos 
complexo, já que estas técnicas tradicionais de controle são aplicáveis e 
produzem resultados satisfatórios.
O outro modelo de processo é por batelada, e neste modelo, além 
dos pontos de set point, existem intervalos de tempo que devem ser 
programados. O processo batelada é aquele em que as funções de 
transferência de material ou processamento de material são cíclicas 
com resultados repetitíveis. O processo batelada faz um produto em 
quantidades finitas (RIBEIRO, 2001).
Uma analogia interessante para um processo de batelada é uma 
receita culinária, pois tem uma ordem pré-definida em que os 
ingredientes devem ser misturados, o tempo que a mistura será agitada, 
posteriormente o tempo que a mistura irá “descansar”, ao aquecer 
pode-se propor um intervalo de tempo definido e então o produto 
estaria pronto.
Por ser um processo a ser automatizado, deve-se ter sensores capazes 
de reconhecer os níveis dos ingredientes, a temperatura das misturas, 
os temporizadores, os acionadores e os mecanismos de segurança.
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Uma característica de um processo de batelada é a dependência do 
tempo. Os produtos da batelada são feitos em uma unidade de processo, 
transferidos para outra unidade, requerendo a partida ou parada destas 
unidades de processo. O produto de uma unidade pode ser totalmente 
diferente do produto de outra unidade, mesmo que requeiram o mesmo 
equipamento. O controle do processo de batelada está relacionado, 
portanto, com estados transitórios de controle, bem como estados de 
regime permanente no processo. Neste aspecto, o processo de batelada 
é diferente do processo contínuo, que trata exclusivamente de valores em 
regime. (RIBEIRO, 2001, p. 331)
Se você já teve contato com disciplinas de programação em 
microcontroladores ou CLPs (Controle Lógico Programável), você 
consegue distinguir como seria a programação nos modelos de controle 
contínuo ou por batelada.
Se você não se deparou com esses temas ao longo da sua formação 
é válido pesquisar sobre diagrama de blocos e lógica, já que é 
basicamente isso que define como o sistema irá operar.
Neste material você foi apresentado a alguns conceitos essenciais de 
sistemas supervisórios, como a evolução dos sistemas de automação, 
já que sistemas supervisórios são os sistemas mais utilizados para 
automação de processos na indústria. Você também conheceu as 
características de um sistema de instrumentação virtual e por que ele 
pode ser muito utilizado em conjunto com os sistemas supervisórios. 
E, por último e não menos importante, você compreendeu como 
funciona a produção por batelada, muito presente nas indústrias e 
consequentemente um processo a ser automatizado. As especificações 
de um sistema supervisório dependem do conhecimento detalhado 
do processo a ser controlado, dos equipamentos no chão de fábrica, 
das características dos materiais manipulados e das necessidades e 
requisitos em geral para entrega satisfatória da produção da indústria 
em questão. É um assunto vasto em sua aplicação e com muitas 
oportunidades de melhoria para os profissionais da área.
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Teoria em prática
Você é um engenheiro de Controle e Automação e 
está sendo convidado por uma indústria de produtos 
alimentícios derivados de leite para explicar o 
funcionamento dos sistemas supervisórios. No seu dia 
a dia, uma das atividades mais importantes é manter os 
produtos lácteos refrigerados a uma temperatura adequada 
e controlar o volume de produção. Seu desafio é explicar 
para os gestores da empresa como um sistema supervisório 
auxiliaria estes e outros processos da fábrica.
Verificação de leitura
1. A humanidade sempre buscou diminuir o esforço 
necessário para desempenhar as atividades necessárias 
para sua subsistência por meio de ferramentas e 
fazeres diferentes. Neste aspecto surgiu a automação 
e suas inovações. Assinale a alternativa que apresenta 
exemplos de automação na ordem em que foram 
criados.
a. Roda, pistão e sensor de luminosidade.
b. Roldana, cardan, termistor.
c. Roda d’agua, caixa eletrônico, braço robótico.
d. Tear, máquina a vapor, acelerômetro.
e. Drone, esteira separadora, smartphone.
2. A instrumentação virtual tem sido uma alternativa 
viável e precisa para engenheiros e pesquisadores, 
24
pois possui robustez e precisão. Pode representar uma 
única grandeza ou um conjunto delas e, dependendo 
do software utilizado, consegue representar o 
funcionamento de um sistema com diversas grandezas 
a serem mensuradas, tal como é um processo real.
Sobre a instrumentação virtual, assinale a alternativa 
correta:
a. A instrumentação virtual é assim chamada porque 
os dados são fictícios
b. A instrumentação virtual utiliza um hardware com 
múltiplos sensores controlados e acessados por 
software.
c. Um sistema supervisório pode emular um 
instrumento virtual de medição.
d. Um instrumento virtual de medição é mais popular 
que que um instrumento tradicional de medição 
pela portabilidade e interoperabilidade que o 
software oferece.
e. É muito comum encontrar instrumentação virtual no 
chão de fábrica.
3. Ao aprofundar os estudos sobre automação e observar 
o quanto esse conceito evoluiu ao longo dos anos, 
deparamo-nos com dois conceitos frequentemente 
utilizados como similares: automação e automatização. 
Sobre esse tema, analise as asserções a seguir:
I–A automatização de um processo produz um trabalho 
mais elaborado e inteligente do que poderia ser obtido se 
fosse usada somente a automação do processo.
Porque
25
II–A automação é a substituição do trabalho humano 
repetitivo e determinado por um sistema mecanizado 
ou eletrônico que sempre reproduz a mesma atividade, 
independente dos acontecimentos do processo.
a. As duas asserções estão corretas, e a segunda é 
uma justificativa da primeira.
b. As duas asserções estão corretas, porém a segunda 
não é uma justificativa da primeira.
c. A primeira asserção está correta, porém a segunda 
asserção está incorreta.
d. A primeira asserção está incorreta, e a segunda 
asserção está correta.
e. As duas asserções estão incorretas.
Referências Bibliográficas
© ELETRONIC DESIGN. Industrial Automation, todos os direitos reservados. 
Disponível em: https://www.electronicdesign.com/industrial-automation/new-
labview-2018-and-more-unveiled-ni-week. Acesso em: 17 set. 2019.
MORAES, C.C.; CASTRUCCI, P.L. Engenharia de Automação Industrial. 2. ed. Rio de 
Janeiro: LTC, 2007. 506p.
OGATA, K. Engenharia de controle moderno. 4. ed. São Paulo: PRENTICE HALL, 
2003. 800p.
RIBEIRO, M. A. Fundamentos da Automação. Salvador: Tek Treinamento & 
Consultoria, 2001.
ROSARIO, J. M. Automação Industrial. São Paulo: Baraúna, 2009.
REZENDE, D. SQL Server – Como gerar um histórico de deadlocks para análise de 
falhas em rotinas, 2017. Disponível em: https://www.dirceuresende.com/blog/sql-
server-como-gerar-um-monitoramento-de-historico-de-deadlocks-para-analise-de-
falhas-em-rotinas/. Acesso em: 27 set. 2019.
https://www.electronicdesign.com/industrial-automation/new-labview-2018-and-more-unveiled-ni-week
https://www.electronicdesign.com/industrial-automation/new-labview-2018-and-more-unveiled-ni-week
https://www.dirceuresende.com/blog/sql-server-como-gerar-um-monitoramento-de-historico-de-deadlocks-para-analise-de-falhas-em-rotinas/
https://www.dirceuresende.com/blog/sql-server-como-gerar-um-monitoramento-de-historico-de-deadlocks-para-analise-de-falhas-em-rotinas/
https://www.dirceuresende.com/blog/sql-server-como-gerar-um-monitoramento-de-historico-de-deadlocks-para-analise-de-falhas-em-rotinas/
26
Gabarito
Questão 1 – Resposta: C
Resolução:
a) Roda, pistão e sensor de luminosidade – nenhum deles é uma 
ferramenta de automação.
b) Roldana, cardan, termistor – nenhum deles é uma ferramenta 
de automação.
c) Roda d’agua, caixa eletrônico, braço robótico – sistemas de 
automação por meio de energia mecânica e elétrica, substituem a 
atividade humana por meio de seu mecanismo de funcionamento.d) Tear, máquina a vapor, acelerômetro – somente o tear e a 
máquina a vapor substituem a atividade humana, o acelerômetro 
é um sensor somente.
e) Drone, esteira separadora, smartphone – o drone autônomo 
é um exemplo de automação, a esteira separadora também, 
entretanto o smartphone não substitui o trabalho humano.
Questão 2 – Resposta: B
Resolução: A instrumentação virtual mede dados verdadeiros 
por meio de um hardware com diversos sensores controlados 
por software. Embora tenha características desejáveis para um 
software, como portabilidade e interoperabilidade, ainda não 
é largamente utilizada na indústria. O mais usado ainda é o 
instrumento de medição tradicional.
27
Questão 3–Resposta: E
Resolução: Na verdade, a automação vem ganhando uma 
conotação mais inteligente ao longo dos anos pela presença 
de cálculos matemáticos e tomada de decisão, ao contrário da 
automatização, que é um processo essencialmente repetitivo.
28
Arquiteturas de Sistema SCADA
Autoria: Nathalia dos Santos Silva Nolepa
Objetivos
• Conhecer as características de arquiteturas distintas 
em sistemas supervisórios.
• Compreender como operar e gerenciar processos de 
forma local e remota.
• Conhecer as possibilidades de simulação de 
processos em sistemas supervisórios.
29
1. Arquiteturas de Sistema SCADA
Para que os dados dos processos executados no chão de fábrica possam 
ser visualizados de forma intuitiva e dinâmica existem os sistemas 
supervisórios. Os projetistas e engenheiros combinam tecnologias e 
conhecimento dos modelos de produção para criar um sistema capaz 
de interagir com as atividades fabris e fornecer aos responsáveis pelos 
indicadores as informações necessárias para uma maior qualidade no 
processo produtivo.
O sistema supervisório é composto por sistemas de automação que 
operam em diferentes níveis, com diferentes acessos, privilégios e 
autonomia, e podem ser implementados em diferentes arquiteturas. 
Para o usuário final, a visão é da IHM (Interface Humano-Máquina), 
dos relatórios exportados ou dos dados nas telas de navegadores e 
smartphones, entretanto existem diversas camadas de comunicação nos 
níveis inferiores para fornecer essa visão de alto nível.
Neste material, você conhecerá mais sobre cada arquitetura, sua 
estrutura de comunicação e como organizam funções específicas 
nos sistemas supervisórios. Serão abordadas as arquiteturas de 
controladores: Singleloop e Multloop, a rede de comunicação FieldBus, 
os Controles Lógico – Programáveis (CLP) e o Controle Digital Direto 
(DDC).
O conceito de arquitetura está presente nas áreas de computação, 
engenharia e outras, com o mesmo propósito: descrever como os 
sistemas são constituídos, suas comunicações internas e externas e 
suas funções, se possível sendo feito um esquema gráfico para tais 
descrições.
Em um primeiro momento é importante compreender como é a 
arquitetura dos níveis de automação, como em todo esquema em 
camadas respeita-se uma hierarquia, onde a camada de cima solicita 
30
serviços às camadas inferiores e, por sua vez, todas as camadas prestam 
serviço e respondem às camadas de cima.
A arquitetura da automação é representada pela Figura 1.
Figura 1 – Automação em níveis
Fonte: elaborada pela autora, adaptado de Moraes; Castrucci (2007).
As estações de trabalho e os computadores, principalmente presentes 
nos níveis 2 e 3, costumam ter interfaces amigáveis para os operadores, 
em geral, apresentam imagens, gráficos e números, e são conectados a 
redes industriais.
Moraes e Castrucci (2007) apresentam como estas camadas são 
organizadas em termos de equipamentos conectados em rede, 
apresentados na Figura 2:
31
Figura 2 – Equipamentos conectados em rede
Fonte: adaptada de © Siemens SIMATIC PCS 7 2019, todos os direitos 
reservados. Disponível em: https://www.automation.siemens.com/bilddb/index.
aspx?gridview=view2&objkey=G_PCS7_XX_00648&showdetail=true&view=Search. Acesso 
em: 27 set. 2019.
Para entender melhor como ocorrem as trocas de informações nos 
sistemas supervisórios é importante conhecer sua arquitetura, bem 
como as características das estruturas que os compõem. Os próximos 
conceitos abordam o início dos sistemas de controle, os principais 
componentes físicos e organizacionais dos sistemas supervisórios e 
como é feito o gerenciamento dos processos pelo sistema.
1.1 Controle digital direto (DDC)
O Controle Digital Direto (DDC) foi um diferencial no controle de 
processos por computador, isso porque surgiu para substituir alguns 
32
componentes analógicos dos sistemas de controle por unidades digitais. 
O computador calcula valores dos parâmetros de entrada com valores 
desejados e esses valores são aplicados por uma conexão direta com o 
processo, daí sua nomenclatura (GROOVER, 2011).
O DDC atua em conjunto com sensores, transdutores, amplificadores 
e atuadores, substituindo os controladores analógicos, mostradores 
e comparadores. Para sua operação são necessários conversores 
analógicos-digitais e conversores digitais-analógicos.
Dentre as vantagens que o DDC agregou aos sistemas de controle, 
destacam-se (GROOVER, 2011):
• Mais opções de controle, quando comparado ao analógico;
• Integração e otimização de várias malhas;
• Possibilidade de editar os programas de controle;
• Juntamente com a evolução da tecnologia, teve o tamanho dos 
dispositivos minimizado;
• Permitiu sistemas de controle distribuídos.
O DDC representa um nível mais baixo de controle quando comparado 
à tecnologia dos sistemas supervisórios, entretanto, foi essencial para o 
funcionamento e implementação dos sistemas de automação atuais.
1.2 CLP
Os CLPs (Controle Lógico Programáveis) surgiram nos anos de 1970, 
e desde então são essenciais para compor o conceito de automação 
industrial e de controle de processos. Sua evolução se deu em termos 
de conexão, confiabilidade, robustez e preço, e é uma tecnologia ainda 
presente de forma massiva na indústria (MORAES; CASTRUCCI, 2007).
33
O CLP possui um processador que opera lendo sinais de entrada e 
executando programas de controle a cada determinado intervalo 
de tempo. Cada programa gravado no hardware executa uma série 
de tarefas de leitura, cálculo, escrita e acionamento, e cada ciclo de 
execução tendo sua execução repetida continuamente.
Suas entradas chegam ao seu processamento digitalizadas e suas 
ações também são executadas em intervalos discretos de tempo. Neste 
aspecto temporal deve-se considerar o compromisso complexidade x 
confiabilidade, tanto na definição do intervalo de tempo de leitura dos 
dados quanto no tempo total de execução do algoritmo.
Isso quer dizer que o programa não pode executar um número de 
leituras menor do que o necessário para garantir a qualidade do 
processo, porém uma superestimativa de leitura deixaria o processo 
lento e carregada desnecessariamente.
Da mesma forma, a quantidade de operações que são realizadas a cada 
ciclo não pode ser tão grande para não comprometer o processo, ou 
seja, todas as operações executadas pelo programa antes de iniciar 
uma nova leitura dos sinais de entrada para repetir o ciclo de execução 
(SILVA, 2016).
As operações de leitura também são chamadas de varredura ou scan 
e, em geral, compreendem as atividades de energização dos circuitos 
correspondentes, limpeza da memória de dados, e a partir daí a leitura 
das entradas e registro dos dados na memória.
A interface do CLP possui constantemente informação das entradas, 
já que está conectada aos instrumentos de medição, entretanto, os 
sinais são copiados para a memória somente durante as operações 
de leitura, com periodicidade conforme a necessidade e complexidade 
da aplicação, e quando copiada para a memória, essa informação é 
utilizada como uma variável ao longo da execução do programa (SILVA, 
2016).
34
De acordo com a lógica adotada, o programa terá ações sobre sobre 
a planta, essas ações são as informações de saída, resultantes dos 
cálculos, e então copiadas da memória de saída paraa interface de 
saída, resultando em gráficos e relatórios (SILVA, 2016).
Um exemplo de como as entradas e seus valores são apresentados na 
IHM é apresentado na Figura 3.
Figura 3 – IHM da Siemens
Fonte: © Siemens SIPLUS HMI TP1500 Comfort 2019, todos os direitos 
reservados. Disponível em: https://www.automation.siemens.com/bilddb/index.
aspx?gridview=view2&objkey=P_ST70_XX_08350&showdetail=true&view=Search. Acesso 
em: 27 set. 2019.
Os fabricantes de CLP diferenciam seus modelos pelas características de 
sua arquitetura, tais como a quantidade de entradas e saídas, o conjunto 
de instrução, sua capacidade de processamento, portas de comunicação, 
capacidade de interoperabilidade, IHM e outros. Um exemplo de um 
CLP, de fabricação da Siemens, é apresentado na Figura 4.
35
Figura 4 – CLP Logo da Siemens
Fonte: © Siemens LOGO CMK 2000 2019, todos os direitos reservados. Disponível em: 
https://www.automation.siemens.com/bilddb/index.aspx?gridview=view2&objkey=P_ST70_
XX_07449&showdetail=true&view=Search. Acesso em: 27 set. 2019.
Independente das características que os diferenciam, o que é comum 
aos CLPs é que eles seguem a norma IEC (International Electrotechnical 
Commission) 61131, que diz respeito a uma padronização global para 
linguagens de programas de controle industrial, voltada especialmente 
para sistemas de automação industrial e aplicações de TI (Tecnologia da 
Informação) na Indústria.
A norma prevê que os CLPs podem ser programados por meio de 
5 modos: lista de instrução, texto estruturado, diagrama de blocos, 
diagrama ladder e sequencial gráfico de função, e como todos os modos 
têm características de programação, tem-se a presença de variáveis, 
tipos de dados, funções e sintaxes a serem respeitadas.
Dependendo do tamanho da planta, os sistemas supervisórios atuam 
com mais de um CLP, eles ficam na camada mais próxima ao processo, 
efetuando suas operações de leitura, tomada de decisão, controle liga/
desliga ou proporcional, e escrita.
36
Os CLPs enviam as informações para o sistema supervisório, para que 
este possa mostrar o processo de forma visual como, por exemplo: nível 
do tanque, temperatura do reservatório, estado aberto ou fechado de 
uma válvula.
O CLP depende da rede industrial para sua comunicação, tanto com 
os sistemas supervisórios quanto para com os sensores e atuadores. 
As redes industriais têm finalidade de integrar todas ou parte das 
informações presentes em uma indústria, dependendo da arquitetura 
em que os sistemas foram implementados, como nos modelos singleloop 
e multloop, detalhados adiante.
1.3 Singleloop e Multloop
Assim como o CLP, os controladores singleloops e multloops estão 
no nível da máquina na hierarquia de automação. Esse nível inclui 
atuadores, sensores e outros componentes de hardware incluídos. 
Os dispositivos são combinados em loops individuais de controle, por 
exemplo, na malha de controle por realimentação para um eixo de uma 
máquina CNC ou uma articulação de um robô industrial (GROOVER, 
2011).
Para plantas de uma única malha, de pequeno ou médio porte, 
consideradas de fácil controle, são utilizados controladores chamados 
singleloop, que em geral são controladores de tamanho reduzido, com 
baixo custo (RIBEIRO, 2001). Esses controladores também são chamados 
de single station, o termo loop faz referência à malha.
Controladores singleloops possuem características de fabricação que 
seguem a evolução tecnológica e as normas de qualidade da mesma 
forma que controladores mais robustos e complexos. Operações 
populares como controle de temperatura são facilmente mantidas 
controladas por meio de controladores do tipo singleloop, podendo ser 
assistido por um sistema supervisório ou não.
37
Já as plantas que apresentam duas ou mais malhas são consideradas 
mais complexas para serem controladas, muitas vezes operam de 
maneira concorrente e as ações resultantes dependem das análises de 
mais sensores. Nestes casos são utilizados controladores mult loops.
Assimile
Como o controle do processo consiste em varrer os dados 
da planta de maneira contínua, em um loop constante, 
por isso o controlador que cuida de uma única malha é 
chamado de singleloop. De maneira complementar, quando 
é necessário controlar múltiplas plantas, têm-se um 
aumento na complexidade do processo de leitura de dados, 
alterando a arquitetura do sistema para funcionar em modo 
multloop.
1.4 Fieldbus
As informações dos processos executados em campo são transferidas e 
compartilhadas entre os dispositivos de automação por meio de redes 
industriais. Para compor um sistema supervisório é necessário que se 
tenha os recursos capazes de ler dados da planta e compartilhar esses 
dados com computadores em todos os níveis operacionais e gerenciais 
da empresa.
Os protocolos de redes industriais possuem variação quanto ao tipo 
da rede e sua respectiva aplicação. Tendem a ser robustos, podendo 
suportar mais de 2000 dispositivos conectados, dependendo de suas 
configurações.
38
Para conectar os sensores e atuadores, no primeiro nível de interação 
com a planta é utilizado um barramento de entrada e saída, que por sua 
vez é conectado ao barramento de rede local, ao CLP e às estações de 
trabalho dos outros níveis.
Para utilização em sistemas de controle de processos, especificamente 
dispositivos mais complexos, são utilizadas redes Profibus PA, HART 
e Foundation Fieldbus. Como o Fieldbus não é de propriedade de um 
único fabricante, e sim de uma organização não lucrativa que trata de 
sua normalização, esta é uma tecnologia com melhor interoperabilidade, 
permitindo a conexão de dispositivos de outros fornecedores da mesma 
rede do Fieldbus.
A tecnologia do Fieldbus é totalmente digital, opera em série e de forma 
bidirecional. Ela aproveita o modelo analógico 4-20mA, a infraestrutura 
de fiação padronizada e sua alimentação se dá por um único par de fios.
Foi desenvolvida para operar em ambientes hostis e garantir as 
medições e o controle das variáveis, local ou remotamente, de maneira 
automática e sem intervenção humana. Essas características tornam 
essa tecnologia viável e largamente utilizada nas novas implementações 
de redes.
Para a transmissão e o recebimento de dados é utilizado o conceito 
Produtor/Consumidor, de maneira que vários consumidores podem 
acessar os dados de um mesmo produtor, otimizando o fluxo de 
informação e o tráfego na rede.
O Fieldbus permite análise de tendências, otimiza processos, relatórios 
de manutenção preventiva e de gestão de ativos. Além disso, possui 
autodiagnóstico para reduzir o tempo de inatividade e melhorar a 
segurança das instalações, notificando rapidamente os setores de 
manutenção sobre ações corretivas (SELEME, 2013).
39
Para Saber Mais
As redes de comunicações industriais têm suas 
características conforme seus fabricantes determinam, 
isso se deve ao fato de que anteriormente pouco se falava 
em interoperabilidade. Você pode reparar isso em outras 
áreas, como padrão de redes celulares, que tinham várias 
tecnologias diferentes evoluindo simultaneamente até que 
os fabricantes se decidiram por seguir um padrão único.
Da mesma forma, uma tendência na área de redes 
industriais é a evolução de protocolos como Fieldbus, que 
garantem seu funcionamento juntamente com protocolos 
de fabricantes já existentes no mesmo padrão de redes.
1.5 Operar, gerenciar e simular processos
Operar e gerenciar processos de forma local e remota é uma realidade 
para as indústrias que adotam sistemas supervisórios, desde de que 
seja uma supervisão de caráter não-crítico (MORAES; CASTRUCCI, 2007). 
Os sistemas supervisórios devem também estar conectados à Ethernet, 
considerando todos os aspectos de segurança para tal.
Disponibilizar módulos do sistema supervisório, com os devidos direitos 
de acesso à internet, significa permitir que os colaboradores acessem as 
informações por meio de navegadores, como o Google Chrome, dentro 
ou fora do ambiente do chão de fábrica.
A grande vantagemé permitir que qualquer dispositivo conectado à 
internet, seja um computador ou um smartphone, tenha acesso à planta 
de controle das variáveis do processo. Isso impacta de maneira positiva 
nas atividades de gestão das empresas, como tomada de decisão, sendo 
uma vantagem competitiva (MORAES; CASTRUCCI, 2007).
40
Os desenvolvedores do sistema supervisório devem considerar, além 
dos aspectos de segurança e conectividade, a interface amigável para o 
usuário e as taxas de transferência de dados, já que os controladores da 
planta costumam ter uma quantidade muito grande de dados e poderia 
ser inviável transmitir todo o volume para os dispositivos externos.
Um exemplo de interface de sistemas supervisórios é apresentado na 
Figura 5.
Figura 4 – Tela de um Sistema Supervisório
Fonte: © Siemens Customized Panel PC 2019, todos os direitos reservados. Disponível em: 
https://www.automation.siemens.com/bilddb/index.aspx?gridview=view2&objkey=P_ST80_
XX_01810&showdetail=true&view=Search. Acesso em: 27 set. 2019.
Outra funcionalidade dos sistemas supervisórios é a simulação, assim 
como outras áreas de projetos e engenharia, ela auxilia uma melhor 
visualização e entendimento do processo antes da implementação 
de todo o sistema, já que um sistema supervisório integrado aos 
41
dispositivos e à planta demanda um processo de desenvolvimento com 
tempo considerável.
Simular processos em sistemas supervisórios envolve simular os 
processos da planta e simular o comportamento e comunicação dos 
equipamentos que irão controlar a planta.
Para a simulação dos processos da planta existem técnicas já utilizadas 
na indústria, como Redes de Petri, que inclusive possuem simuladores 
computadorizados.
Já para a simulação da integração dos componentes dos sistemas 
supervisórios existem softwares, como o TIA Portal (Totally Integrated 
Automation Portal), da Siemens, que exibe configurações sobre 
os dispositivos da Siemens, as configurações de rede e simula o 
comportamento dos CLPs.
Neste material você conheceu os conceitos envolvendo arquitetura de 
sistemas supervisórios, o que diferencia modelos singleloop de multloop 
e as características da comunicação por Fieldbus. Esta é uma área que 
está em constante evolução, sua tendência para os próximos anos é 
incorporar mais conectividade, como Internet das coisas e Indústria 4.0.
Teoria em prática
Você é o engenheiro e está sendo entrevistado para a área 
de automação de uma indústria de beneficiamento de 
sementes. Seu desafio como profissional é elaborar um 
projeto de sistemas supervisórios que atenda ao seguinte 
processo:
Carregar o silo, manter temperatura e umidade do silo 
em níveis considerados adequados, descarregar quando 
solicitado.
42
Seu projeto visa dar a dimensão dos componentes 
necessários, para isso você deve responder às seguintes 
perguntas:
• Como seria a tela ideal para descrever graficamente o 
processo?
• Como seria o controlador da planta: singleloop ou 
multloop?
• Quais seriam os sensores conectados ao CLP? E os 
atuadores?
Verificação de leitura
1. Conhecer a arquitetura de um sistema faz com que se 
conheça as principais características de operação do 
sistema, bem como suas estruturas internas. Adotar um 
modelo singleloop ou multloop impacta diretamente na 
arquitetura do sistema de automação. Sobre o conceito 
de singleloop, assinale a alternativa correta:
a. É um microcontrolador que controla uma única 
planta.
b. É um sistema supervisório que controla uma única 
planta.
c. É uma rede industrial de um único ponto.
d. É um sensor que monitora uma única variável.
e. É um sistema supervisório que controla um único 
microcontrolador.
2. Com o avanço da tecnologia, o setor industrial passou 
a ter seus processos controlados, e nesse aspecto, 
43
sistemas de automação contam com os sistemas 
supervisórios, isso se deve ao fato de eles possuirem 
características desejáveis para sistemas computacionais 
industriais. Assinale a alternativa que apresenta uma 
informação INCORRETA sobre os sistemas supervisórios:
a. Conseguem interagir com um ou mais CLPs.
b. Seus programas não dependem da leitura dos 
dados.
c. Apresentam interface gráfica.
d. Permitem visualizações e/ou ações por parte do 
usuário.
e. Podem exportar informações para internet, 
permitindo visualizações por qualquer parte do 
mundo;
3. As redes industriais são indispensáveis no que 
tange à controle de processos por meio de sistemas 
supervisórios, porque são responsáveis por interligar 
todos os componentes do sistema de automação. Sobre 
o conceito de redes industriais atuando para controle de 
processos, julgue os itens a seguir como verdadeiro ou 
falso:
( ) Os fabricantes de equipamentos de automação são 
responsáveis por todos os protocolos de redes industriais.
( ) As redes industriais são analógicas porque os sensores 
medem dados analógicos.
( ) Redes industriais utilizam o mesmo barramento para 
sinais de entrada/saída e comunicação com a web.
( ) O protocolo Fieldbus possui interoperabilidade com 
outros protocolos de redes industriais.
44
a. F – F – V – F.
b. V – F – V – V.
c. V – F – F – V.
d. F – F – V – V.
e. F – F – F – V.
Referências Bibliográficas
ABNT. Norma IEC 61131-3:2013. Disponível em: https://www.abntcatalogo.com.br/
norma.aspx?ID=195941. Acesso em: 24 set. 2019.
GROOVER, M. P. Automação Industrial e Sistemas de Manufatura. São Paulo: 
Pearson, 2011.
PETRUZELLA, F. D. Controladores Lógicos Programáveis. 4. ed. Santana: AMGH 
Editora Ltda, 2014.
MORAES, C. C.; CASTRUCCI, P. L. Engenharia de Automação Industrial. 4. ed. Rio 
de Janeiro: LTC, 2011.
RIBEIRO, M. A. Fundamentos da Automação. Salvador: Tek Treinamento & 
Consultoria, 2001.
SELEME, R.; SELEME, R. B. Automação da produção: uma abordagem gerencial. 
Curitiba: Editora Intersaberes, 2013.
SILVA, E. A. Introdução às linguagens de programação para CLP. São Paulo: 
Blucher, 2016.
© Siemens Customized Panel PC 2019, todos os direitos reservados. 
Disponível em: https://www.automation.siemens.com/bilddb/index.
aspx?gridview=view2&objkey=P_ST80_XX_01810&showdetail=true&view=Search. 
Acesso em: 27 set. 2019.
© Siemens LOGO CMK 2000 2019, todos os direitos reservados. 
Disponível em: https://www.automation.siemens.com/bilddb/index.
aspx?gridview=view2&objkey=P_ST70_XX_07449&showdetail=true&view=Search. 
Acesso em: 27 set. 2019.
© Siemens SIMATIC PCS 7 2019, todos os direitos reservados. Disponível em: https://
www.automation.siemens.com/bilddb/index.aspx?gridview=view2&objkey=G_PCS7_
XX_00648&showdetail=true&view=Search. Acesso em: 27 set. 2019.
© Siemens SIPLUS HMI TP1500 Comfort 2019, todos os direitos reservados. 
Disponível em: https://www.automation.siemens.com/bilddb/index.
aspx?gridview=view2&objkey=P_ST70_XX_08350&showdetail=true&view=Search. 
Acesso em: 27 set. 2019.
45
Gabarito
Questão 1 – Resposta: A
Resolução: Singleloop é um microcontrolador destinado ao 
controle de uma única malha, daí o termo loop. Quando há mais 
de uma malha é necessário multiloop, e o sistema supervisório 
controla esses microcontroladores.
Questão 2 – Resposta: B
Resolução: Os sistemas supervisórios dependem totalmente das 
leituras da planta, embora indiretamente, já que na maioria das 
vezes é o CLP ou o microcontrolador que vai fazer a leitura. O CLP 
vai mostrar os dados dessa leitura.
Questão 3–Resposta: E
Resolução: No caso do Fieldbus, o responsável é uma organização 
e não os fabricantes. Embora os sensores meçam dados 
analógicos, as redes industriais são digitais. Redes industriais 
utilizam barramentos distintos para sinais de entrada/saída e 
comunicação com a web, até por segurança. O protocolo Fieldbus 
possui interoperabilidade com outros protocolos de redes 
industriais.
46
Dispositivos integradores para 
sistemas de supervisão
Autoria: Paulo Broniera Junior
Objetivos
• Compreender os conceitos fundamentais 
integradores para sistemas supervisórios. 
• Compreender sobre terminologias, integradores e 
componentes utilizados nos sistemassupervisórios. 
• Distinguir os componentes presentes em 
integradores para sistemas supervisórios.
47
1. Introdução
No setor industrial, a automação de processos está intimamente 
relacionada com a necessidade de se produzir mais utilizando menos 
recursos, um aspecto imprescindível diante de um mercado cada vez 
mais competitivo (CAPELLI, 2008).
Os sistemas de automação são constituídos basicamente por sensores, 
transdutores, atuadores, controladores e sistemas de supervisão, 
os quais demandam o emprego de tecnologias recentes. Sensores 
detectam condições presentes no ambiente, transdutores convertem 
grandezas físicas em sinais de tensão ou corrente para que possam ser 
interpretadas pelo sistema. Atuadores são dispositivos que recebem os 
sinais do controle a fim de modificar a variável de saída. Controladores 
são os elementos que possuem embarcado a técnica de controle 
responsável pelo comportamento correto do processo o qual está 
empregado. Os sistemas de supervisão são responsáveis por comunicar 
controladores, hardware de aquisição dedicado e sensores inteligentes 
com o usuário, permitindo a atuação, aquisição, armazenamento, bem 
como a análise e supervisão do processo.
De acordo com Moraes e Castrucci (2003), dentre os componentes que 
compõem os sistemas supervisórios, pode-se destacar os elementos 
integradores, os quais são responsáveis por integrar os requisitos de 
hardware e software que compõem a aplicação de supervisão de um 
processo. Assim, serão estudados nesta seção os conceitos sobre os 
elementos integradores compostos por tecnologias como interfaces 
homem-máquina por meio de sistemas de supervisão, drivers de 
comunicação e topologias de implementação de sistemas de supervisão 
e aquisição de dados do tipo SCADA (do inglês Supervisory Control and 
Data Acquisition).
48
Para Saber Mais
A indústria 4.0 é basicamente a informatização da 
manufatura. Assim, é necessário o controle total do 
processo industrial, como, por exemplo, a quantidade 
e qualidade dos produtos produzidos e a predição de 
possíveis problemas de máquinas e equipamentos. Para 
que isso seja possível é necessária a utilização de sistemas 
que monitoram e disponibilibilizam os dados das referidas 
tarefas e necessidades em um banco de dados, script ou 
dashboard.
2. Interface Homem-Máquina via sistemas 
de supervisão
As Interfaces Homem-Máquina (IHM) são aplicações que obtivam a 
integração entre homens e máquinas, dispositivos que proporcionam a 
supervisão de processos, bem como a atuação, caso necessário, no processo 
por meio de botoeira, telas, painéis luminosos, entre outros recursos. Assim, 
pode-se obter uma forma de visualização simplificada do processo industrial 
ou de uma máquina em específico, proporcionando a tomadas de 
decisões, em termos de operação, de forma mais rápida e precisa.
Dentre as IHM disponíveis para a aplicação, destacam-se as que são 
integradas em sistemas de supervisão, em especial os sistemas SCADA. 
Nestes casos, além da IHM, é possível integrar a comunicação entre um 
computador e uma rede de automação, disponibilizando ferramentas 
padronizadas dedicadas à contrução do ambiente de interface entre o 
operador e o processo. A Figura 1 Ilustra um diagrama de um processo 
integrado a um sistema SCADA.
49
Figura 1 – Sistema integrado IHM/SCADA
Descrição da Figura 1:
O princípio de funcionamento das IHM em sistemas SCADA se dá por 
meio da aquisição de dados dos dispositivos de segunda camada do 
processo (Controladores). A IHM lê as medidas dos controladores 
plotando os valores em gráficos e quadros, bem como envia a 
parametrização de ganhos e setpoints para os controladores, que, por 
sua vez, realizam os cálculos e atuam no processo.
Aliadas à funcionalidade de supervisão, as IHM/SCADA oferecem 
visualização do processo de forma amigável ao operador, além de 
50
disponibilizar telas e botões de intervenção direta no processo, caso 
necessário.
As IHM/SCADA podem ser desenvolvidas utilizando programação de 
alto nível, basta o desenvolvedor clicar, arrastar telas e criar tags de 
comunicação entre o ambiente virtual e componentes reais disponíveis. 
A Figura 2 mostra um exemplo de IHM/SCADA.
Figura 2 – Tela IHM/SCADA
Fonte: elaborada pelo autor com https://www.antaresacoplamentos.com.br/wp-content/
webp-express/webp-images/uploads/2021/09/motor-eletrico-720x720.jpg.webp
No exemplo da Figura 2, a comunicação entre a IHM/SCADA e o 
controlador foi realizada utilizando o Protocolo Modbus RTU. Por 
mais que o foco do estudo seja a IHM/SCADA, para que esta aplicação 
referida aconteça são necessários dispositivos de 3 níveis diferentes da 
automação, a saber: i) Sensor de corrente (entrada do controlador). ii) 
Contator para seccionamento da partida direta do motor (Entrada do 
controlador) III) controlador. IV) Sistema SCADA.
No sistema SCADA pode-se desenvolver interfaces simples com apenas 
alguns botões, conforme ilustrado na Figura 2, como interfaces mais 
51
elaboradas com gráficos, histórico e réplicas virtuais dos componentes 
utilizados no processo. A Figura 3 mostra uma interface completa 
quando comparada com a da Figura 1.
Figura 3 – Tela IHM/SCADA completa
Fonte: elaborada pelo autor.
Na IHM apresentada na Figura 3 foram utilizados recursos virtuais para 
representar componentes reais do processo industrial. Deste modo, 
o operador pode saber o que está acontecendo fisicamente com o 
processo sem a necessside de inspeção visual.
As principais vantagens de se utilizar um sistema IHM/SCADA são:
• Linguagem de programação de alto nível;
• Torna a automação mais eficaz e direta;
• Interface amigável com o operador;
• Possibilita a integração entre os sistemas de automação.
Já a desvantagem de utilizar um sistema de supervisão fica por conta da 
necessidade de mão de obra capacitada para desenvolver as telas de 
interface IHM.
52
A integração entre os sistemas SCADA e outros dispositivos de níveis 
diferentes de automação se dá por meio de protocolos de comunicação 
dos tipos OPC e DDE, que serão apresentados nas seções a seguir.
3. Componentes físicos de integração de um 
sistema de supervisão
Os componentes físicos de um sistema SCADA são representados por 
sensores, atuadores, controladores, estações remotas de aquisição 
e controle, sistema de monitoração central (SCADA) e as redes de 
comunicação industrial que são regidas por protocolos de comunicação 
conforme apresentado pela figura 4.
Figura 4 – Componentes Fisicos de um sistema SCADA
Fonte: elaborda pelo autor.
53
Os protocolos de comunicação são um dos elementos mais importantes 
da automação industrial, por meio destes é possível comunicar 
diversos dispositivos em diferentes níveis da automação industrial, 
implementando assim uma automação de processos rápida e eficaz.
De acordo com Albuquerque e Alexandria (2009), os referidos protocolos 
utilizam como meio físico de transmissão os padõres USB, RS232, RS485, 
RS422 e ethernet, sendo que os padrões RS485 e 422 podem transmitir 
dados a uma distância de 1200 metros. Entre os padrões citados, o mais 
difundido para rede local é a ethernet, que pode transmitir dados até 
100 metros de distância.
3.1. Protocolo OPC
O protocolo OPC (OLE for Process Control) realiza a integração entre 
diferentes tipos de sistemas SCADA, com diferentes tipos de CLP 
(Controlador Lógico Programável) e outros dispositivos de diferentes 
camadas da automação. O Servidor OPC disponibiliza dados em tempo 
real de sensores do processo (vazão, nível, outros), sinais de comando 
(acelar, freiar, start, stop), atualização de comunicação e performance 
do sistema. Foi construído com base nos modelos de componentes da 
Microsoft (COM – Componet Object Model), sendo uma maneira eficaz 
de interface de processos alternativa às tradicionais, chamadas de 
processo. A figura 5 ilustra o diagrama de aplicação do protocolo OPC na 
manufatura (ALBUQUERQUE E ALEXANDRIA, 2009).
54
Figura 5 – Integração protocolo OPC
Fonte:elaborada pelo autor.
O padrão OPC é constituído de comunicações periódicas ou por exceção. 
Cada interação pode ter milhares de dados, fato este que o torna 
eficiente. Entretatanto, não resolve problemas de nomes globais, deve 
ser informado exatamente em que servidor uma dada variável pode ser 
encontrada.
O Servidor OPC é considerado um objeto COM. As principais 
características na aplicação cliente é:
• Gerenciamento de grupos: gerar, copiar, ativar ou desativar apagar 
grupos;
• Navegar em tags existentes;
• Visualizar atributos;
• Selecionar linguagem de comuncação;
• Associar mensagens;
55
• Status do funcionamento do servidor.
No Servidor OPC, o grupo de dados forma maneiras convenientes para 
a aplicação ajustar os dados. Grupo a grupo pode obter taxas de leitura 
específicas, ou seja, periódica ou por exceção. A interface de grupo 
permite as seguintes ações para a aplicação cliente (ALBUQUERQUE; 
ALEXANDRIA, 2009).
• Incluir ou excluir itens do grupo;
• Ajustar a taxa de amostragem do dado;
• Ler ou escrever dados;
• Verificar por meio de assinatura dados do grupo por exceção.
As verificações de dados podem ser realizadas por meio da leitura 
periódica, leitura assíncrona e por exceção. As leituras do tipo cíclica e 
assíncrona operam sobre subconjuntos de um grupo e a por exceção 
leva aos clientes itens do grupo que mudam de valor.
3.2. Protocolo DDE/NETDDE
O protocolo DDE (Dynamic Data Exchange) é baseado na técnica cliente/
servidor, veloz e seguro, no qual permite a integração de dados entre 
aplicações por meio de mensagens do Windows. As aplicações cliente/
servidor podem ser programadas para verificar dados com apenas um 
comando. No caso de envio de mensagens entre máquinas remotas é 
utilizado um mecanismo homólogo, chamado NETDDE (Network Dynamic 
Data Exchange) (ALBUQUERQUE; ALEXANDRIA, 2009).
A aplicação DDE, por meio da rede NETDDE, utiliza hierarquias de nomes 
parecidos ao DDE, entretanto, no caso dos nomes do serviço foram 
ajustados para o servidor DDE. Utiliza protocolo NetBIOS, que trafega 
pelo meio físico TCP/IP, permitindo assim o NETDDE acessar a internet.
56
Assimile
Ao estudar sobre sistemas de supervisão é importe verificar 
que os sistemas SCADA não são dedicados apenas para 
realizar aplicações de Interface Homem-Máquina, mas sim 
aplicações de alto nével, como controle em malha fechada, 
aquisição e tratamento dos dados. Para isto, nota-se a 
importância dos protocolos de comunicação utilizados 
na integração do sistema com componentes de níveis 
hierárquicos diferentes. 
4. Topologia de implementação nos sistemas 
supervisórios
As aplicações com sistemas SCADA têm apresentado resultados 
relevantes na estrutura de gestão de empresas. Estas ferramentas 
executam as funções de supervisão, operação e controle dos processos 
industriais e são caracterizadas por realizar a aquisição de sinais (dados) 
do processo, tornar os dados disponíveis de forma visual, processar os 
dados sinalizando eventos e alarmes, bem como ser tolerante a falhas 
(ALBUQUERQUE; THOMAZINI, 2004).
Se a empresa decide implementar um sistema SCADA em seu processo 
é necessário seguir técnicas (topologias e metodologias) que permitam 
a integração de toda as bases da hierarquia do processo produtivo. 
Segundo Albuquerque e Alexandria (2009), na maioria das vezes, 
é levado em conta apenas metodologias para o projeto da IHM, 
entretanto, existem outras etapas que abrangem desde a arquitetura do 
sistema supervisório até os ensaios finais do sistema como um todo.
As etapas que compõem o projeto de um sistema supervisório são:
57
• Conhecimento do processo industrial a ser implementado;
• Levantamento das variáveis;
• Dimensionamento do banco de dados;
• Projeto dos alarmes;
• Planejamento da hierarquia de navegação entre as telas da IHM;
• Projeto das Telas;
• Gráficos de tendências na Telas;
• Projeto do sistema de segurança;
• Escolha da plataforma de trabalho (Windows ou Linux).
Segundo Moraes e Castrucci (2003), além da metodologia citada acima é 
necessário verificar o planejamento de hardware e software, bem como 
os testes operacionais do sistema.
Cábus et al. (2004) definem 5 etapas que devem compor o planejamento 
de um sistema SCADA:
• Projeto da arquitetura do sistema, ou seja, MTUs (Maximum 
Transmission Unit) e dispositivo de controle, tio de rede, distâncias, 
número de E/S, protocolos, drivers, etc.
• Escolha da RTU necessárias, comunicações, dispositivos IHM, 
bem como a aquisição do pacote do software SCADA apropriado à 
topologia dos sistemas do processo.
• Instalação do equipamento de comunicação e MTU.
• Programação, tanto dos equipamentos de comunicação quanto 
dos equipamentos IHM e software SCADA.
58
Uma estrura melhor de projeto, quando comparada às duas acima 
citadas, é descrita por ALBUQUERQUE; THOMAZINI (2004), cujo o projeto 
do sistema requer várias etapas e provavelmente exige vários testes por 
parte do projetista. O principal benefício dessa técnica é obtido através 
da análise a partir do nível empresarial, de tal forma que os padrões 
corporativos possam ser desenvolvidos.
Teoria em prática
Os softwares para sistemas supervisórios estão disponíveis 
em pacotes comerciais ou proprietários com um custo 
muito alto, fato este que muitas vezes inviabiliza sua 
utilização para automação de sistemas. Entretanto, no 
final da década de 1990 surgiram as primeiras iniciativas 
em software livre com algumas funcionalidades de SCADA. 
Pesquise e reflita sobre softwares livres que possam ser 
aplicados na implementação de sistemas SCADA e que não 
impactem no funcionamento pleno do processo.
Verificação de leitura
1. Com base nos conhecimentos sobre o protocolo de 
comunicação OPC, analise os itens a seguir:
I–O padrão OPC é constituído de comunicações periódicas 
ou por exceção. Cada interação pode ter milhares de 
dados, fato este que o torna eficiente. Entretatanto, não 
resolve problemas de nomes globais, deve ser informado 
exatamente em que servidor uma dada variável pode ser 
encontrada.
59
II–As verificações de dados podem ser realizadas por meio 
da leitura periódica, leitura assíncrona e por exceção. 
As leituras do tipo cíclica e assíncrona operam sobre 
subconjuntos de um grupo e a por exceção leva aos clientes 
itens do grupo que mudam de valor.
III–O Servidor OPC é considerado um objeto COM.
Com base na análise dos itens acima, assinale a alternativa 
correta:
a. Somente o Item I está correto.
b. Somente os itens I e II estão corretos.
c. Somente os itens II e III estão corretos.
d. Somente os itens I e III estão corretos.
e. Os itens I, II e III estão corretos.
2. Com relação aos conhecimentos sobre IHMs e sistemas 
supervisórios, analise os itens a seguir, classificando-os 
como verdadeiro e falso.
I–As IHM/SCADA podem ser desenvolvidas utilizando 
programação de alto nível, basta o desenvolvedor clicar, 
arrastar telas e criar tags de comunicação entre o ambiente 
virtual e componentes reais disponíveis.
II–As IHM são aplicações que obtivam a integração entre 
homens e máquinas, dispositivos que proporcionam 
a supervisão de processos, bem como a atuação, caso 
necessário, no processo por meio de botoeira, telas, painéis 
luminosos, entre outros recursos.
III–O princípio de funcionamento das IHM em 
sistemas SCADA se dá por meio da aquisição de dados 
dos dispositivos de segunda camada do processo 
(Controladores). A IHM lê as medidas dos controladores 
plotando os valores em gráficos e quadros, bem como 
60
envia a parametrização de ganhos e setpoints para os 
controladores, que, por sua vez, realizam os cálculos e 
atuam no processo.
Marque a alternativa que classifica os itens I, II e III 
respectivamente de forma correta.
a. V; V; F.
b. F; F; F.
c. F; V; F.
d. V; V; V.
e. F; F; V.
3. 3. Um sistema automatizado tem por objetivo 
produzir mais utilizando menos recursos. Assim, 
vários elementos são empregados em um sistema 
automatizado. Com base nos conhecimentos sobre os 
elementosde automação industrial, analise os itens a 
seguir:
I–Os elementos sensores são responsáveis por monitorar 
o processo e emitir sinais para o controlador, que serão 
analisados e calculados para que possam realizar a devida 
correção do sistema.
II–Interface Homem-Máquina (IHM) são dispositivos 
que visam fazer a interação entre homens e máquinas, 
elementos por meio dos quais podemos supervisionar 
o funcionamento do sistema e até aplicar ações, caso 
necessário.
III–Os atuadores atuam no sistema de forma física, 
sendo responsáveis pela operação final, que consiste em 
transformar sinais elétricos, pneumáticos e hidráulicos 
em uma outra grandeza física, geralmente mecânica, que 
61
acionará ou compensará o distúrbio sofrido ou causado 
pelo elemento controlado.
Com base na análise dos itens acima, assinale a alternativa 
correta.
a. Somente o item I está correto.
b. Os itens I, II e III estão corretos.
c. Somente os itens II e III estão corretos.
d. Somente os itens I e II estão corretos.
e. Somente o item III está correto.
Referências Bibliográficas
ALBUQUERQUE, Pedro U. B. de; ALEXANDRIA, Auzuir Ripardo de. Redes industriais: 
aplicações em sistemas digitais de controle distribuído protocolos industriais, 
aplicações SCADA. 2. ed. São Paulo: Ensino Profissional, 2009. 258 p
ALBUQUERQUE, Pedro Urbano Braga de; THOMAZINI, Daniel. Engenharia de 
Automação Industrial. 2. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2007.
BOYER, Stuart A. SCADA: supervisory control and data acquisition. 3. ed. Research 
Triangle Park, NC: ISA, 2004. 219 p.
ALVES, José Luiz Loureiro. Instrumentação, Controle e Automação de Processos. 
2. ed. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos Editora Ltda., 2017
CABÚS, J. R.; NAVARRETE, D. G.; PORRAS, R. P. Sistemas SCADA. Miniproyecto 
Automatización Industrial. Especialidad (Electrónica Industrial). Escola Politècnica 
Superior d’ Enginyeria de Vilanova i La Geltrú. Universitat Politécnica de Catalunya. 
2004.
CAPELLI, Alexandre. Automação industrial: controle do movimento e processos 
contínuos. 2 ed. São Paulo: Érica, 2008.
MORAES, Cícero Couto de; CASTRUCCI, Plínio de Lauro. Engenharia de automação 
industrial. 2. ed. Rio de Janeiro: LTC: 2010
62
Gabarito
Questão 1 – Resposta: E
Resolução: O padrão OPC é constituído de comunicações 
periódicas ou por exceção. Cada interação pode ter milhares de 
dados, fato este que o torna eficiente. Entretanto, não resolve 
problemas de nomes globais, deve ser informado exatamente 
em que servidor uma dada variável pode ser encontrada. As 
verificações de dados podem ser realizadas por meio da leitura 
periódica, leitura assíncrona e por exceção. As leituras do tipo 
cíclica e assíncrona operam sobre subconjuntos de um grupo e a 
por exceção leva aos clientes itens do grupo que mudam de valor. 
O Servidor OPC é considerado um objeto COM.
Questão 2 – Resposta: D
Resolução: (V) As IHM/SCADA podem ser desenvolvidas utilizando 
programação de alto nível, basta o desenvolvedor clicar, arrastar 
telas e criar tags de comunicação entre o ambiente virtual e 
componentes reais disponíveis.
(V) As IHM são aplicações que obtivam a integração entre homens 
e máquinas, dispositivos que proporcionam a supervisão de 
processos, bem como a atuação, caso necessário, no processo por 
meio de botoeira, telas, painéis luminosos, entre outros recursos.
(V) O princípio de funcionamento das IHM em sistemas SCADA se 
dá por meio da aquisição de dados dos dispositivos de segunda 
camada do processo (Controladores). A IHM lê as medidas dos 
controladores plotando os valores em gráficos e quadros, bem 
como envia a parametrização de ganhos e setpoints para os 
controladores, que, por sua vez, realizam os cálculos e atuam no 
processo.
63
Questão 3 – Resposta: B
Resolução: Os elementos sensores são responsáveis por 
monitorar o processo e emitir sinais para o controlador, que 
serão analisados e calculados para que possam realizar a devida 
correção do sistema. As Interface Homem-Máquina (IHM) 
são dispositivos que visam fazer a interação entre homens e 
máquinas, elementos por meio dos quais podemos supervisionar 
o funcionamento do sistema e até aplicar ações, caso necessário. 
Os atuadores atuam no sistema de forma física, sendo 
responsáveis pela operação final, que consiste em transformar 
sinais elétricos, pneumáticos e hidráulicos em uma outra grandeza 
física, geralmente mecânica, que acionará ou compensará o 
distúrbio sofrido ou causado pelo elemento controlado.
64
Sistemas SCADA: Exemplos de 
software e aplicações 
Autoria: Paulo Broniera Junior
Objetivos
• Compreender os conceitos fundamentais dos 
softwares utilizados em sistemas SCADA.
• Compreender sobre terminologias, tagnames e 
variáveis utilizadas em sistemas SCADA. 
• Distinguir os componentes presentes em sistemas 
supervisórios.
65
1. Introdução
Os sistemas supervisórios são componentes fundamentais nos 
processos industriais, por meio destes é possível monitorar em tempo 
real as plantas industriais, bem como aquisitar, tratar e processar dados 
que são úteis na análise de falhas, produção e otimização do processo. 
São constituídos basicamente por elementos sensores, atuadores, 
controladores, redes de comunicação e Interface Homem-Máquina (IHM) 
(ALBUQUERQUE; THOMAZINI, 2004).
As IHMs/SCADA (acrônimo para Supervisory Control and Data Acquisition) 
são desenvolvidas nos softwares dedicados para sistemas supervisórios, 
os quais estão disponíveis em pacotes comerciais ou proprietários com 
custo de assinatura, bem como em versões gratuitas disponibilizadas em 
alguns casos (MORAES; CASTRUCCI, 2003).
A aquisição de dados, passo fundamental para a supervisão, é iniciada 
no nível das RTU (Remote Terminal Unit) ou Controladores Lógicos 
Programáveis (CLP), se os sinais aquisitados são enviados aos sistemas 
SCADA que implementam, tipicamente, banco de dados de forma 
distribuída, normalmente conhecida como banco de dados de tagname 
que possui dados dos pontos de Pontos de entrada e saída (I/O, Input/
Output).
Nesta seção serão estudados os tipos de softwares para sistemas de 
supervisão, bem como as ferramentas que integram o projeto dos 
sistemas SCADA.
 2. Softwares para sistemas de supervisão
Os softwares de supervisão são considerados o ponto alto na 
utilização de sistemas SCADA, por meio deles são desenvolvidas as 
66
telas de monitoramento e interface com o usuário (CAPELLI, 2008). 
São disponibilizados por grandes empresas do ramo de automação, 
das quais pode-se destacar: Siemens, Elipse, Smar, Wonderware, GE, 
Schneider entre outras. Para entendimento de softwares de supervisão 
serão detalhadas, a seguir, as principais características do software Elipse 
Scada.
2.1 Elipse
A Elipse, empresa do ramo de automação, possui sede no Brasil e 
trabalha essencialmente com duas grandes versões de software para 
supervisão, a saber:
• Elipse SCADA;
• Elipse E3.
O Elipse SCADA disponibiliza ambientes para o desenvolvimento e 
a execução de aplicações de IHM e sistemas SCADA para os mais 
variados tipos de processo. Possui comunicação com diversos tipos de 
equipamentos, possibilitando a aquisição de dados em tempo real, bem 
como a visualização dos sinais em telas e gráficos.
O software disponibiliza recursos como botões, gráficos de tendência, 
animações, gaujes, bem como uma ampla biblioteca gráfica de 
desenhos, possibilitando a personalização para aplicações específicas. A 
Figura 1 apresenta uma aplicação desenvolvida no Elipse SCADA. 
67
Figura 1 – Aplicação Elipse SCADA
Fonte: elaborada pelo autor.
Os pacotes do software podem ser escolhidos de acordo com o perfil de 
utilização. Entre eles,, pode-se destacar: I) Elipse View–Recomendado 
para interfaces de operação e acionamento. II) Elipse MMI–É uma versão 
de supervisão completa, com a inclusão de banco de dados proprietário. 
III) Elipse PRO–Versão completa do Elipse SCADA que possui todas as 
funcionalidades do MMI e permite enviar/receber dados em tempo real 
com outras estações.
O Elipse