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PUCMINAS – ENG. PRODUÇÃO – Automação e Controle Unidade 03 – Sistemas de Automação e Equip. Controle Industrial Engenharia de Controle e Automação ● Hierarquia de Sistemas Industrias PUCMINAS – ENG. PRODUÇÃO – Automação e Controle Unidade 03 – Sistemas de Automação e Equip. Controle Industrial Engenharia de Controle e Automação ● Hierarquia de Sistemas Industrias ● Nível 1 – Chão de Fábrica: ● Nível das máquinas, dispositivos e componentes. ● Local onde a automação é realizada pelo CLP, pelo computador industrial ou pelas IHM´s. ● Ex: Linhas de Montagem e Manufatura. ● Nível 2 – Sala de Controle: ● Destinado aos sistemas de supervisão associados ao processo. ● Aqui se encontram os concentradores de informações sobre o nível 1 e as IHM’s. ● Ex: Salas de Supervisão e Comando Remoto. PUCMINAS – ENG. PRODUÇÃO – Automação e Controle Unidade 03 – Sistemas de Automação e Equip. Controle Industrial Engenharia de Controle e Automação ● Hierarquia de Sistemas Industrias ● Nível 3 – Gestão da Planta Industrial: ● Controle de processo produtivo. ● Neste nível se concentram os bancos de dados com as informações dos índices de qualidade da produção, relatórios e estatísticas. ● Ex: Supervisão/Gerência do Processo Produtivo ● Nível 4 – Setor de Planejamento e Controle de Produção: ● É o nível responsável pelo planejamento e programação da produção. ● Envolve a logística e o setor de suprimentos da empresa. ● Ex: Sistemas de PCP, CIM, MRP, MRP II e Estoques. PUCMINAS – ENG. PRODUÇÃO – Automação e Controle Unidade 03 – Sistemas de Automação e Equip. Controle Industrial Engenharia de Controle e Automação ● Hierarquia de Sistemas Industrias ● Nível 5 – Setor de Gestão Corporativa: ● Administração dos recursos da empresa. ● Nível responsável pelo planejamento estratégico. ● Aqui se encontram os software de gestão de vendas, gestão financeira, gestão produtiva e os softwares decisórios. ● Sistemas apresentam estudos de cenários e sistemas de suporte a decisão (SSD). ● Ex: Sistemas de Gestão Integrada Customizados e Sistemas ERP (Enterprise Resourse Plainning) Tradicionais – BAAN, SAP, DATASUL, RM SISTEMAS. PUCMINAS – ENG. PRODUÇÃO – Automação e Controle Unidade 03 – Sistemas de Automação e Equip. Controle Industrial Conteúdo Programático ● Engenharia de Controle e Automação. ● Sistemas SDCD. ● Controladores Lógicos Programáveis (CLP’s). ● Computadores Industriais. ● Sistemas Supervisórios: Software e Sinóticos. PUCMINAS – ENG. PRODUÇÃO – Automação e Controle Unidade 03 – Sistemas de Automação e Equip. Controle Industrial Sist. Digital de Controle Distribuído – SDCD ● Conceito ● Sistemas destinados ao controle e supervisão de processos onde predominam um grande número de variáveis contínuas com necessidade de controle de malha fechada, concentradas geograficamente. ● Sist. Digital de Controle Distribuído (SDCD) é um elemento da área de Automação Industrial que tem como função primordial o controle de processos de forma a permitir uma otimização da produtividade industrial, estruturada na diminuição de custos de produção, melhoria na qualidade dos produtos, precisão das operações, segurança operacional, entre outros. PUCMINAS – ENG. PRODUÇÃO – Automação e Controle Unidade 03 – Sistemas de Automação e Equip. Controle Industrial Sist. Digital de Controle Distribuído – SDCD ● Características ● Usualmente são formados por 03 (três) componentes: ● Controladores (CLP’s e IHM´s) ● Redes de Comunicação (LAN e WAN) ● Estações de Operação (Workstations) ● Ele é composto basicamente por um conjunto integrado de dispositivos que se completam no cumprimento das suas diversas funções – o sistema controla e supervisiona o processo produtivo da unidade. ● Sistema é dotado de processadores e redes redundantes e permite uma descentralização do processamento de dados e decisões, através do uso de unidades remotas na planta. PUCMINAS – ENG. PRODUÇÃO – Automação e Controle Unidade 03 – Sistemas de Automação e Equip. Controle Industrial Sist. Digital de Controle Distribuído – SDCD ● Características ● Sistema oferece uma interface com as máquinas por meio do Sistema de Controle Supervisório e Aquisição de Dados (SCADA) que utiliza os algoritmos (programas) controladores, e permite o interfaceamento com controladores lógicos programáveis (CLP), com as interfaces homem-máquina (IHM), equipamentos de comunicação digital e sistemas em rede. ● Através das Unidades de Processamento distribuídas nas áreas, os sinais dos equipamentos de campo são processados de acordo com a estratégia programada. Estes sinais, transformados em informação de processo, são atualizados em tempo real nas telas de operação das Salas de Controle. PUCMINAS – ENG. PRODUÇÃO – Automação e Controle Unidade 03 – Sistemas de Automação e Equip. Controle Industrial Sist. Digital de Controle Distribuído – SDCD ● Topologia – Exemplos PUCMINAS – ENG. PRODUÇÃO – Automação e Controle Unidade 03 – Sistemas de Automação e Equip. Controle Industrial Sist. Digital de Controle Distribuído – SDCD ● Topologia – Exemplos PUCMINAS – ENG. PRODUÇÃO – Automação e Controle Unidade 03 – Sistemas de Automação e Equip. Controle Industrial Conteúdo Programático ● Engenharia de Controle e Automação. ● Sistemas SDCD. ● Controladores Lógicos Programáveis (CLP’s). ● Computadores Industriais. ● Sistemas Supervisórios: Software e Sinóticos. PUCMINAS – ENG. PRODUÇÃO – Automação e Controle Unidade 03 – Sistemas de Automação e Equip. Controle Industrial Controlador Lógico Programável – CLP ● Definição ● Controlador: ● Equipamento que possui processador, memória e portas, ou seja, é um computador de tamanho reduzido. ● Lógico: ● Significa que ele pode ter realizar cálculos e executar ações. ● Programável: ● Capaz de armazenar dados e programas. Estes programas podem ser escritos em Terminais Remotos – COMPUTADORES (C, LADDER, etc) ou no próprio CLP (LADDER, GRAFCET). PUCMINAS – ENG. PRODUÇÃO – Automação e Controle Unidade 03 – Sistemas de Automação e Equip. Controle Industrial Controlador Lógico Programável – CLP ● Configuração Clássica - Exemplos PUCMINAS – ENG. PRODUÇÃO – Automação e Controle Unidade 03 – Sistemas de Automação e Equip. Controle Industrial Controlador Lógico Programável – CLP ● Configuração Clássica - Exemplos PUCMINAS – ENG. PRODUÇÃO – Automação e Controle Unidade 03 – Sistemas de Automação e Equip. Controle Industrial Controlador Lógico Programável – CLP ● Configuração Clássica - Exemplos PUCMINAS – ENG. PRODUÇÃO – Automação e Controle Unidade 03 – Sistemas de Automação e Equip. Controle Industrial Controlador Lógico Programável – CLP ● Características ● Indicado para lidar com sistemas caracterizados por eventos discretos (SEDs), ou seja, com processos em que as variáveis assumem valores zero ou um (ou variáveis ditas digitais, ou seja, que só assumem valores dentro de um conjunto finito). ● Podem ainda lidar com variáveis analógicas definidas por intervalos de valores de corrente ou tensão elétrica. ● As entradas e/ou saídas digitais são os elementos discretos. ● As entradas e/ou saídas analógicas são os elementos variáveis entre valores conhecidos de tensão ou corrente. ● Equipamento digital que usa memória programável para armazenar instruções que implementam funções como: lógica, sequenciamento, temporização, contagem e operações aritméticas, para controlar através de módulos (cartões) de entrada e saída (digital e analógica) diversos tipos de máquinas e processos. PUCMINAS – ENG. PRODUÇÃO – Automação e Controle Unidade 03 – Sistemas de Automação e Equip. Controle Industrial Controlador Lógico Programável – CLP ● Características ● Possuem elevado nível de proteção elétrica (faiscamentos, arcos elétricos e curtos-circuitos), magnética (ruídos e interferências) e mecânica (vibrações e movimentos); ● Facilmente reprogramados sem a necessidade de interromper o processo produtivo(programação on-line) ● Possibilitam a criação de um banco de programas, os quais podem ser armazenados e reutilizados a qualquer momento; ● Mantém a documentação sempre atualizada com o processo em execução, histórico e banco de dados das variáveis da planta; ● Escalonáveis, como são equipamentos modulares, possuem a flexibilidade de expansão ou retração do número de entradas e saídas a serem controladas; PUCMINAS – ENG. PRODUÇÃO – Automação e Controle Unidade 03 – Sistemas de Automação e Equip. Controle Industrial Controlador Lógico Programável – CLP ● Revisão Histórica ● Início do séc. XX até meados dos anos 60; ● Anos 60: Desenvolvimento dos circuitos integrados. ● 1968: GM requisita ao setor de engenharia um sistema de estado sólido, confiável e escalonável, para melhorar a eficiência da divisão de hidramáticos; ● Estado Sólido – Sem partes mecânicas, sem movimento. ● Confiável – Grande precisão, exatidão e disponibilidade. ● Escalonável – Sistema que permite o crescimento sob demanda. ● Anos 70: Advento do microprocessadores impulsiona os CLP’s, eles se tornam mais confiáveis e menores; ● Anos 80: Início da utilização nas plantas no Brasil; ● Anos 90: Expansão da Automação em virtude da grande evolução dos equipamentos. PUCMINAS – ENG. PRODUÇÃO – Automação e Controle Unidade 03 – Sistemas de Automação e Equip. Controle Industrial Controlador Lógico Programável – CLP ● Características – Processos Pré-CLP – Sistemas Eletromecânicos ● Circuitos lógicos implementados com contatores, disjuntores, relés de proteção, chave manuais, etc; ● Sistemas com grande confiabilidade devido a simplicidade dos componentes; ● Alta complexidade para desenvolvimento e montagem dos circuitos lógicos; ● Pouca flexibilidade para mudanças de layout; ● Elevado consumo de energia. PUCMINAS – ENG. PRODUÇÃO – Automação e Controle Unidade 03 – Sistemas de Automação e Equip. Controle Industrial Controlador Lógico Programável – CLP ● Características – Processos Pós-CLP – Sistemas Programáveis ● Sistemas de estado sólidos (equipamentos sem partes mecânicas); ● Controle implementado através de programas carregados dentro da memória dos CLP’s; ● Sistemas com equivalente confiabilidade devido a facilidade de conferência da lógica utilizada; ● Baixa complexidade para desenvolvimento e montagem dos circuitos lógicos; ● Alta flexibilidade para mudanças de layout; ● Baixo consumo de energia. PUCMINAS – ENG. PRODUÇÃO – Automação e Controle Unidade 03 – Sistemas de Automação e Equip. Controle Industrial Controlador Lógico Programável – CLP ● Aplicações Industriais ● Linhas de Montagem CNC; ● Empacotamento; ● Tranporte; ● Usinagem; ● Sist. Controle Predial (Luz, Ar, Água, Gás); ● Sist. Tratamento de Águas (ETA/ETE); ● Alimentícia; ● Textil; ● Papel e Celulose; ● Etc......... ● Linhas de Pintura Robotizadas; ● Petroquímica; ● Química; ● Farmaceutica; ● Geração de Energia; ● Sist. Segurança Industrial e Predial; ● Siderurgia; ● Metalurgia; ● Conformação de Metais; ● Plasticos e Sintéticos; PUCMINAS – ENG. PRODUÇÃO – Automação e Controle Unidade 03 – Sistemas de Automação e Equip. Controle Industrial Controlador Lógico Programável – CLP ● Diagrama de Blocos PUCMINAS – ENG. PRODUÇÃO – Automação e Controle Unidade 03 – Sistemas de Automação e Equip. Controle Industrial Controlador Lógico Programável – CLP ● Princípio de Funcionamento – Ciclo de Varredura ● Princípio fundamental de funcionamento do CLP é a execução por parte da CPU de um programa, conhecido como “Executivo” e de responsabilidade do fabricante, este realiza as ações de leitura de entradas, execução do programa de controle do usuário e a atualização das saídas ciclicamente, ou seja, de forma repetitiva e sem fim. ● Ao tempo total para execução dessas tarefas, dá-se o nome de ciclo de varredura ou “Scanning”. Este tempo depende de alguns fatores, dentre se destacam: ● Velocidade e característica do processador; ● Tamanho do programa utilizado pelo usuário; ● Tipos de pontos de entrada/saída. PUCMINAS – ENG. PRODUÇÃO – Automação e Controle Unidade 03 – Sistemas de Automação e Equip. Controle Industrial Controlador Lógico Programável – CLP ● Módulos – Componentes Básicos PUCMINAS – ENG. PRODUÇÃO – Automação e Controle Unidade 03 – Sistemas de Automação e Equip. Controle Industrial Controlador Lógico Programável – CLP ● Módulos – Componentes Básicos ● Fonte de Alimentação; ● Unid. Central de Processamento – CPU; ● Módulos de Entrada e Saída; ● Módulos de Comunicação; ● Dispositivos e Linguagens de Programação; ● Racks. PUCMINAS – ENG. PRODUÇÃO – Automação e Controle Unidade 03 – Sistemas de Automação e Equip. Controle Industrial Controlador Lógico Programável – CLP ● Fonte de Alimentação ● Alimenta a CPU e demais dispositivos; ● Converte a tensão AC da rede elétrica em tensão DC utilizada nos circuitos elétricos. ● Possui uma bateria interna que impede a perda do programa do usuário em caso de falta de energia; ● Sistemas atuais utilizam um banco de baterias (no-break) para alimentá-lo por um período de tempo no caso de falta de energia; ● Tipos de Fonte: ● SOURCE: Interna ao controlador – Similar aos No-breaks; ● SINK: Externa ao controlador. PUCMINAS – ENG. PRODUÇÃO – Automação e Controle Unidade 03 – Sistemas de Automação e Equip. Controle Industrial Controlador Lógico Programável – CLP ● Unidade Central de Processamento – CPU ● Executa um programa que realiza continuamente um ciclo de varredura, com os seguintes passos: ● Obtenção dos dados dos vários módulos de entrada; ● Execução das instruções do programa; ● Atualização das saídas, transferindo os dados ao equipamento controlável através dos módulos de saída. ● Memória: ● Armazena os programas e os dados coletados: ● ROM – Não volátil, armazena as instruções básicas do CLP; ● RAM – Armazena todos os programas em execução; ● FLASH – Cartão de memória não volátil que armazena o programa do usuário e os valores coletados. PUCMINAS – ENG. PRODUÇÃO – Automação e Controle Unidade 03 – Sistemas de Automação e Equip. Controle Industrial Controlador Lógico Programável – CLP ● Unidade Central de Processamento – CPU ● Memória RAM – Tabela de Processamento de Dados: PUCMINAS – ENG. PRODUÇÃO – Automação e Controle Unidade 03 – Sistemas de Automação e Equip. Controle Industrial Controlador Lógico Programável – CLP ● Unidade Central de Processamento – CPU ● Tabela de Processamento de Dados e Interfaces de Hardware Reais: Tabela de Interface de Entrada Tabela de Interface de Saída PUCMINAS – ENG. PRODUÇÃO – Automação e Controle Unidade 03 – Sistemas de Automação e Equip. Controle Industrial Controlador Lógico Programável – CLP ● Módulos de Entrada e Saída ● Módulos de Entrada: ● Tem que ser seguros contra destruição das entradas por excesso ou alimentação de tensão indevida, e devem possuir filtros de supressão para impulsos parasitários. ● Estão diretamente ligados aos sinais provenientes dos sensores, e podem ser analógicos ou digitais. ● Módulos de Saída: ● Devem ser amplificados e possuir proteção contra curto-circuito. ● Aplicam os sinais de controle sobre os atuadores que podem ser contínuos ou discretos. PUCMINAS – ENG. PRODUÇÃO – Automação e Controle Unidade 03 – Sistemas de Automação e Equip. Controle Industrial Controlador Lógico Programável – CLP ● Módulos Digitais e/ou Discretos ● Aplicação: ● São os tipos de sinais mais comuns encontrados em sistemas automatizados com CLP. Nestes tipos de interface a informação consiste em um estado binário da variável de controle (ligado ou desligado). ● Sinais – Padrões Comerciais: ● 5 Vcc, 12 Vcc, 24 Vcc, 127 Vca e 220 Vca. ● Entradas: ● Chaves seletoras, pushbottons, sensores fotoelétricos, chaves de fim de curso, sensores de proximidade, chaves sensoras de nível, contatos de partida, contatos derelés, etc; ● Saídas: ● Relés de controle, solenóides, partida de motores, válvulas, ventiladores, alarmes, lâmpadas, sirenes, etc. PUCMINAS – ENG. PRODUÇÃO – Automação e Controle Unidade 03 – Sistemas de Automação e Equip. Controle Industrial Controlador Lógico Programável – CLP ● Módulos Digitais e/ou Discretos – Entradas Sensor de Proximidade – Capacitivo ou Indutivo Chave de Fim de Curso Chave Seletora Sensor Fotoelétrico Chave Push Botton PUCMINAS – ENG. PRODUÇÃO – Automação e Controle Unidade 03 – Sistemas de Automação e Equip. Controle Industrial Controlador Lógico Programável – CLP ● Módulos Digitais e/ou Discretos – Saídas Relés de Controle Iluminações e Lâmpadas Atuador Solenoide Alarmes e Sirenes PUCMINAS – ENG. PRODUÇÃO – Automação e Controle Unidade 03 – Sistemas de Automação e Equip. Controle Industrial Controlador Lógico Programável – CLP ● Módulos Analógicos ou Contínuos ● Aplicação: ● A diferença básica com relação às entradas e saídas discretas é que aqui mais de um Bit deverá ser manipulado, seja paralelamente (todos ao mesmo tempo) ou serialmente (um Bit de cada vez), a fim de se controlar a grandeza física do processo em questão. ● Sinais – Padrões Comerciais: ● Corrente: 0 a 20 mA, e 4 a 20 mA; ● Tensão: 0 a 1 V, 0 a 5 V, -10 a +10 V, -5 a +5 V, e +1 a +5 V; ● Entradas: ● Transdutores de tensão e corrente, de temperatura, de pressão, de fluxo, potenciômetros, encoders absoluto e incremental. ● Saídas: ● Válvula analógica, acionamento de motores DC, controladores de potência, atuadores analógicos, mostradores gráficos, medidores analógicos, acionamento de motor de passo, displays de 7 segmentos e alfa-numéricos. PUCMINAS – ENG. PRODUÇÃO – Automação e Controle Unidade 03 – Sistemas de Automação e Equip. Controle Industrial Controlador Lógico Programável – CLP ● Módulos Analógicos ou Contínuos – Entradas Sensor Potenciométricos Encoders Incrementais ou Absolutos Transdutor de Temperatura ou Pressão Transdutores de Fluxo Transdutores de Tensão e Corrente PUCMINAS – ENG. PRODUÇÃO – Automação e Controle Unidade 03 – Sistemas de Automação e Equip. Controle Industrial Controlador Lógico Programável – CLP ● Módulos Analógicos ou Contínuos – Saídas Motores Elétricos Servomotor e Motor de Passo Paineis Indicadores de Ponteiros Motor Hidráulico e Válvula c/ Piloto Pneumático Displays Informativos PUCMINAS – ENG. PRODUÇÃO – Automação e Controle Unidade 03 – Sistemas de Automação e Equip. Controle Industrial Controlador Lógico Programável – CLP ● Módulos de Comunicação ● Aplicação: ● São responsáveis principalmente pela ligação do CLP com os seus periféricos: terminais de vídeo, impressoras, instrumentos digitais e quaisquer instrumentos; ● As portas mais comuns são: Serial (RS 232 / DB9) – Mouse Paralela (LPT1 / DB25) – Impressora Dial Up (RJ 11) – Modem Ethernet (RJ 45) – Rede Profibus FieldBus (SMAR) Serial Universal (USB) PUCMINAS – ENG. PRODUÇÃO – Automação e Controle Unidade 03 – Sistemas de Automação e Equip. Controle Industrial Controlador Lógico Programável – CLP ● Dispositivos e Linguagens de Programação ● Definição: ● As linguagens de programação permitem aos usuários se comunicar com o CLP através de um dispositivo de programação e definir as tarefas que o CLP deve executar. ● As linguagens mais usadas são: ● Diagrama de Contatos (Ladder Diagram) – Diagrama de relés cujos símbolos representam contatos e saídas. ● Lista de Instruções (Statement List) – Descrição literal do programa, normalmente C/C++ ou Delphi. PUCMINAS – ENG. PRODUÇÃO – Automação e Controle Unidade 03 – Sistemas de Automação e Equip. Controle Industrial Controlador Lógico Programável – CLP ● Dispositivos e Linguagens de Programação ● Diagramas Lógicos: Lista de Instruções (Statement List) Diagrama de Contatos (Ladder Diagram) PUCMINAS – ENG. PRODUÇÃO – Automação e Controle Unidade 03 – Sistemas de Automação e Equip. Controle Industrial Controlador Lógico Programável – CLP ● Dispositivos e Linguagens de Programação ● Características: ● A programação de CLPs é realizada através de dispositivos de programação separados que são compartilhados por vários CLPs de uma instalação; ● Os principais dispositivos de programação são as IHM’s remotas (salas de controle) ou locais (portáteis, normalmente notebooks); ● Podem ser : ● OFF-LINE (mais comum, o CLP é retirado do processo e atualizado). ● ON-LINE (modelos mais raros, permitem ao usuário alterar a programação com a mesma em execução). PUCMINAS – ENG. PRODUÇÃO – Automação e Controle Unidade 03 – Sistemas de Automação e Equip. Controle Industrial Controlador Lógico Programável – CLP ● Bastidores, Gabinetes ou Rack´s ● Características: ● A base ou rack é responsável pela sustentação mecânica dos elementos que compõem o CLP; ● Contém o barramento que faz a conexão elétrica entre eles, no qual estão presentes os sinais de dados, endereço e controle necessários para que a CPU e os módulos de entrada/saída possam operar. ● São dispositivos de acondicionamento e segurança dos sistemas. PUCMINAS – ENG. PRODUÇÃO – Automação e Controle Unidade 03 – Sistemas de Automação e Equip. Controle Industrial Controlador Lógico Programável – CLP ● Bastidores, Gabinetes ou Rack´s PUCMINAS – ENG. PRODUÇÃO – Automação e Controle Unidade 03 – Sistemas de Automação e Equip. Controle Industrial Conteúdo Programático ● Engenharia de Controle e Automação. ● Sistemas SDCD. ● Controladores Lógicos Programáveis (CLP’s). ● Computadores Industriais. ● Sistemas Supervisórios: Software e Sinóticos. PUCMINAS – ENG. PRODUÇÃO – Automação e Controle Unidade 03 – Sistemas de Automação e Equip. Controle Industrial Computadores Industriais ● Conceito ● Consiste de computador baseado em Plataforma PC Padrão destinado a aplicações industriais. ● Sistema utilizado principalmente quando o programa de controle se torna muito complexo e elaborado sendo dificil sua implementação dentro de um CLP pela falta de uma interface direta. ● Lembre-se: CLP não possui tela na maioria das vezes, computador sim. ● Características ● Equipamentos que oferencem níveis diferenciados de confiabilidade, de compatibilidade, de opções de expansão em relação as tradicionais. ● Alguns modelos são confecionados na forma de um painel PC onde o display, em geral LCD, é incorporado no mesmo modulo da placa-mãe e dos outros eletrônicos. Os paineis atualmente incluemrecursos touchscreen para facilitar o manuseios. ● Podem possuir proteção para ambientes explosivos e contra água. PUCMINAS – ENG. PRODUÇÃO – Automação e Controle Unidade 03 – Sistemas de Automação e Equip. Controle Industrial Computadores Industriais ● Características ● Praticamente, todos os PCs industriais compartilham uma filosofia de design padronizada para fornecer um ambiente controlado à eletrônica instalada sobreviver aos rigores do chão de fábrica. ● Construção de metal mais pesada em comparação com o computador de escritório típico não robusto. Fator de forma de caixa que inclui disposição para montagem no ambiente circundante. ● Os próprios componentes eletrônicos são escolhidos pela sua capacidade de suportar os mais elevados esforços e trabalhar gerando as mais baixas temperaturas de funcionamento se comparados com componentes comerciais típicos. ● Faixa de temperatura operacional mais amplo do que os normais, com os intervalos de temperatura mais ampla sendo -40 a 75 ° C. Alternativa, tais como métodos de arrefecimento forçado a ar, líquido e condução. ● Suporte e retenção de placa de expansão. ● Filtragem avançada e isolamento de EMI. PUCMINAS – ENG. PRODUÇÃO – Automação e Controle Unidade 03 – Sistemas de Automação e Equip. Controle Industrial Computadores Industriais ● Características ● Protecção ambiental reforçada a prova de poeira, spray de água ou à prova de imersão, etc. ●Conectores e contatos selados impedindo curto-circuito e desconexão. ● Controles e recursos de hardware mais robustos. ● Fonte de alimentação de grau superior com presença de No-break. ● Controle o acesso aos controles com o uso de bloqueio de portas. ● Acesso controlado para I/O através do uso de tampas de acesso. ● Possibilidade de inclusão de um temporizador para restartar o sistema automaticamente no caso de software bloquear. PUCMINAS – ENG. PRODUÇÃO – Automação e Controle Unidade 03 – Sistemas de Automação e Equip. Controle Industrial Computadores Industriais ● Exemplos PUCMINAS – ENG. PRODUÇÃO – Automação e Controle Unidade 03 – Sistemas de Automação e Equip. Controle Industrial Conteúdo Programático ● Engenharia de Controle e Automação. ● Sistemas SDCD. ● Controladores Lógicos Programáveis (CLP’s). ● Computadores Industriais. ● Sistemas Supervisórios: Software e Sinóticos. PUCMINAS – ENG. PRODUÇÃO – Automação e Controle Unidade 03 – Sistemas de Automação e Equip. Controle Industrial Sistemas Supervisórios ● Conceito ● Software destinado a promover a interface homem/máquina, proporcionando a supervisão de um processo através de telas devidamente configuradas. ● Possui telas que representam o processo que podem ser animadas em função das informações recebidas pelo CLP, controlador, etc. ● Possui interfaces que podem ser puramente textuais (escritas), codificadas (teclas configuraveis) e/ou gráficas (visuais). ● Por exemplo: no acionamento de uma bomba, a representação na tela mudará de cor informando que a mesma está ligada; se um determinado nível varia no campo, a representação na tela mudará informando a alteração de nível. ● São escritos de modo que se possa configurá-los de forma a cumprir as funções descritas para os sistemas digitais de controle distribuído (SDCD): ● Gerência do Sistema; ● Configuração (Building); ● Visualização (Run-time). PUCMINAS – ENG. PRODUÇÃO – Automação e Controle Unidade 03 – Sistemas de Automação e Equip. Controle Industrial Sistemas Supervisórios ● Conceito ● Sistema lê e escreve na memória do CLP ou computador industrial para a atualização das telas. ● O Sistema Supervisório é uma Interface amigável (eficiente e ergonômica), cujo objetivo é permitir a supervisão e muitas vezes o comando de determinados pontos de uma planta automatizada. ● Os programas de supervisão se dividem em duas classes em função da sua magnitude: ● Interface Homem-Máquina (IHM) – Programas de Controle Específico de uma Máquina; ● Sistema de Controle Supervisório e Aquisição de Dados (SCADA) – Sistema Operacional de Controle que Gerencia o SDCD. PUCMINAS – ENG. PRODUÇÃO – Automação e Controle Unidade 03 – Sistemas de Automação e Equip. Controle Industrial Sist. Supervisórios – Inter. Homem-Máquina (IHM) ● Conceito ● Sistema operacional de pequeno porte que gerencia as operações de uma máquina em específico. ● Instalado no chão de fábrica na máquina ou ao lado da mesma. ● Trabalha diretamente com o CLP ou com o computador industrial, se não for este. ● Pode ser programado no local ou remotamente. ● Geralmente, sua plataforma de trabalho é codificada e textual, ou seja, básica. ● Atualmente, incorpa recursos gráficos e visuais para facilitar o trabalho dos operadores. ● As mais evoluidas, permitem que o operador simule as tarefas antes de executas a fim de verificar a existencia de tarefas incongruentes. PUCMINAS – ENG. PRODUÇÃO – Automação e Controle Unidade 03 – Sistemas de Automação e Equip. Controle Industrial Sist. Supervisórios – Inter. Homem-Máquina (IHM) ● Exemplos PUCMINAS – ENG. PRODUÇÃO – Automação e Controle Unidade 03 – Sistemas de Automação e Equip. Controle Industrial Sist. Supervisórios – Sist. de Controle Supervisório e Aquisição de Dados (SCADA) ● Conceito ● SCADA é um sistema operacional de grande porte com sinais codificados sobre canais de comunicação, de modo a fornecer o controle de um equipamento remoto (usando tipicamente um canal de comunicação por estação remota). ● São um tipo de sistema de controle industrial (ICS). ● São sistemas baseados em computadores que monitoram e controlam processos industriais que existem no mundo físico. ● Sistemas SCADA historicamente diferem-se dos outros sistemas ICS por serem processos em grande escala que pode incluir vários sites, e grandes distâncias. PUCMINAS – ENG. PRODUÇÃO – Automação e Controle Unidade 03 – Sistemas de Automação e Equip. Controle Industrial Sist. Supervisórios – Sist. de Controle Supervisório e Aquisição de Dados (SCADA) ● Aplicações ● Processos industriais: Incluem fabricação, produção, geração de energia, refino, podendo ser executado em modo contínuo, lote, batelada ou discreto. ● Processos estruturais: Podem ser públicas ou privadas, e incluem o tratamento e distribuição de água, coleta e tratamento de esgotos, oleodutos e gasodutos, de transmissão de energia elétrica e distribuição, os parques eólicos, sistemas de sirene de defesa civil, e grandes sistemas de comunicação. ● Processos de infra-estrutura: Podem ocorrer tanto em instalações públicas e privadas, incluindo edifícios, aeroportos, navios e estações espaciais. Eles monitorar e controlar o aquecimento, ventilação e sistemas de ar condicionado (HVAC), acesso e consumo de energia. SUPERVISÓRIO PUCMINAS – ENG. PRODUÇÃO – Automação e Controle Unidade 03 – Sistemas de Automação e Equip. Controle Industrial Sist. Supervisórios SCADA – Quadro Sinótico ● Origem ● Nome herdado dos sinóticos elétricos utilizados durante muitos anos na indústria (e por incrível que pareça, ainda presente em algumas indústrias), onde se tinha um grande desenho do sistema controlado, com informações visuais através de sinaleiros luminosos, instrumentos de medição analógicos ou digitais, sinaleiros sonoros, registradores gráficos em papel, bem como botões, potenciômetros, chaves seletoras e outros métodos de ação sobre o processo controlado. ONTEM – Antigo Quadro Sinótico Elétrico HOJE – Tela Sinótica de Sist. Supervisório Elétrico PUCMINAS – ENG. PRODUÇÃO – Automação e Controle Unidade 03 – Sistemas de Automação e Equip. Controle Industrial Sist. Supervisórios SCADA – Quadro Sinótico ● Conceito ● Refere a um esquema que representa de modo gráfico e com palavras a estrutura que um determinado texto utiliza para desenvolver um tema. ● Especialmente útil para o estudo realizado com a finalidade de aprovar em exames na medida em que serve como meio de simplificação, resumo e captação das principais ideias de um determinado tema. ● Através de quadros sinóticos, um processo industrial pode ser monitorado. Estas telas são “projetadas e desenhadas” através de um desenvolvedor (conforme dito anteriormente) e depois executadas através do executável (run- time). ● As telas construídas em um sistema supervisório são chamadas geralmente de telas sinóticas. PUCMINAS – ENG. PRODUÇÃO – Automação e Controle Unidade 03 – Sistemas de Automação e Equip. Controle Industrial Sist. Supervisórios SCADA – Quadro Sinótico ● Ambiente de Configuração ● Aplicativo configurador do sistema supervisório serve para configurar telas de operação com: ● Diagramas de processo e instrumentos; ● Instrumentos virtuais; ● Botões virtuais para atuar no processo em manual; ● Lista de alarmes; ● Gráficos de tendência real e histórica; ● Login de operadores com senhas. PUCMINAS – ENG. PRODUÇÃO – Automação e Controle Unidade 03 – Sistemas de Automação e Equip. Controle Industrial Sist. Supervisórios SCADA – Quadro Sinótico ● Ambiente de Configuração – Bibliotecas ● Supervisório possui uma biblioteca com vários símbolos estáticos e dinâmicos: ● Equipamentos de processo (Bombas, Motores, Válvulas); ● Instrumentos; ● Botões; ● Indicadores. ● ● Desenhos são colocados na tela e atribuídos Tags. ● ● Objetos, linhas, células podem ser animados em função de mudança de status (ligado ou desligado) em função de: ● Cor / Tamanho;● Piscamento / Visibilidade; ● Posição / Rotação. PUCMINAS – ENG. PRODUÇÃO – Automação e Controle Unidade 03 – Sistemas de Automação e Equip. Controle Industrial Sist. Supervisórios SCADA – Quadro Sinótico ● Ambiente de Programação e Configuração de Telas Tela de Configuração de Ambientes do Software Elipse PUCMINAS – ENG. PRODUÇÃO – Automação e Controle Unidade 03 – Sistemas de Automação e Equip. Controle Industrial Sist. Supervisórios SCADA – Quadro Sinótico ● Exemplos – SOLOS – Usina de Asfalto / Tela Geral Visão Geral e Resumida do Sistema. ń Indicadores Individuais Divididos por Tela. PUCMINAS – ENG. PRODUÇÃO – Automação e Controle Unidade 03 – Sistemas de Automação e Equip. Controle Industrial Sist. Supervisórios SCADA – Quadro Sinótico ● Exemplos – Indústria Siderúrgica – Forno de Tratamento Superficial Informações mais detalhadas sobre o processo em supervisão. Mostra em detalhes os elementos que compõem um sub-processo ou parte do processo. PUCMINAS – ENG. PRODUÇÃO – Automação e Controle Unidade 03 – Sistemas de Automação e Equip. Controle Industrial Sist. Supervisórios SCADA – Quadro Sinótico ● Exemplos – Usina Hidrelétrica – Quadro de Alarmes Lista todos os eventos que ocorrem na planta industrial e que podem ser percebidos pelos sensores presentes. PUCMINAS – ENG. PRODUÇÃO – Automação e Controle Unidade 03 – Sistemas de Automação e Equip. Controle Industrial Sist. Supervisórios SCADA – Quadro Sinótico ● Exemplos – Indústria de Laticínios – Gráficos de Tendências Permite a visualização de qualquer variável definida como de tendência histórica no sistema. Resumo de alarmes no menu inferior alerta o operador em caso de ocorrências de alarme, enquanto estiver monitorando as variáveis. PUCMINAS – ENG. PRODUÇÃO – Automação e Controle Unidade 03 – Sistemas de Automação e Equip. Controle Industrial Sist. Supervisórios SCADA – Quadro Sinótico ● Exemplos – Ambiente de Desenvolvimento – Tela de Login e Acesso Solicita a credencial do usuário e conforme o sistema, restringe o acesso a apenas aos aplicativos destintos permitindo o controle de acesso e aumentando a segurança dos sistemas.
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