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Escola SENAI “Prof. Dr. Euryclides de Jesus Zerbini” Campinas – S.P. 2003 Sistemas Digitais de Controle Sistemas Digitais de Controle SENAI-SP, 2001 Trabalho elaborado pela Escola Senai “Prof. Dr. Euryclides de Jesus Zerbini” Coordenação Geral Magno Diaz Gomes Equipe responsável Coordenação Luíz Zambon Neto Elaboração Edson Carretoni Júnior Conteúdo Técnico Sérgio Luiz Risso Versão Preliminar SENAI - Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial Escola SENAI “Prof. Dr. Euryclides de Jesus Zerbini” Avenida da Saudade, 125, Bairro Ponte Preta CEP 13041-670 - Campinas, SP senaizer@sp.senai.br Sistemas digitais de controle SENAI Sumário Topologia de sistemas de controle Tipos de sistemas digitais de controle Alguns sistemas SDCDs disponíveis no mercado Sistemas de supervisão e controle Software de supervisão e controle indusoft Configuração do driver e controlador CD600 Manual do Controlador CD600 SMAR Manual do Driver do Controlador CD600 Principais componentes de uma Planta Fieldbus Software de configuração Syscon 05 11 27 31 43 73 85 93 97 103 Sistemas digitais de controle SENAI 5 Topologia de sistemas de controle Controle local Sistema de controle onde o controlador é fixado próximo a unidade que ele controla, ao alcance do medidor e da válvula de controle. No controle de fluxo (veja na figura abaixo), apresentado como exemplo, o operador pode contar com um registrador que permite conhecer o comportamento do fluxo durante sua ausência, bem como estimar a eficiência do processo. Controle local Algumas considerações O controle local traz algumas dificuldades entre elas: • O operador estando em um ponto de controle, não tem informações do que estava ocorrendo no resto da planta industrial; Sistemas digitais de controle SENAI 6 • Não possibilita o inter-relacionamento entre medidas diversas, nem mesmo a interação entre os processos; • O ajuste do controlador exige deslocamentos constantes dos operadores até a área; Controle centralizado Sistema de controle onde o sinal das variáveis de processo a serem controladas, indicadas, registradas, etc.. são transmitidos até um painel central, onde estaram os instrumentos que farão todos os processamentos pertinentes. Após o processamento os sinais de correção retornam ao campo para atuar nos elementos finais de controle. Na figura abaixo temos a vista de um painel de controle onde estão os instrumentos. Painel de controle Algumas considerações A utilização da instrumentação pneumática na centralização do controle teve um agravante no que se refere, à distância entre sensor- controlador e controlador- atuador, com limitação de algumas dezenas de metros, sem a utilização de reforçadores de sinal. A distância econômica (sem reforçador) e o tempo de resposta que o sistema pneumático oferecia, passou a ser uma das desvantagens deste sistema. Sistemas digitais de controle SENAI 7 Com a chegada da instrumentação eletrônica analógica e digital eliminou-se o problema do tempo de resposta, e a distância pode ser aumentada drasticamente, visto que a velocidade de propagação dos sinais eletrônicos é muito mais rápida que os sinais pneumáticos. Outro ponto problemático que a centralização trouxe para a instrumentação discreta (Instrumentos Individuais), foi o grande número de informações concentradas mas com grande dificuldade de associação ao processo. Sendo que de um lado resolve-se o problema do deslocamento do operador aos vários pontos do processo, porém a concentração, aliada às poucas informações fornecidas pelos mesmos, traz dificuldades na identificação e manipulação dos processos. Na evolução da instrumentação um dos recursos para tentar contornar esse inconveniente, foi o uso de painéis gráficos (veja na figura abaixo), onde os instrumentos discretos eram montados diretamente num painel sinótico da planta. Isso era excelente do ponto de vista operacional, pois o operador ao atuar num controlador pelo sinótico já percebia suas conseqüências no processo. Painel gráfico A grande desvantagem desse sistema era justamente o enorme espaço que esse painel ocupava tornando-o inviável em processos com portes consideráveis. Sistemas digitais de controle SENAI 8 Com a alternativa ainda de minimizar o espaço ocupado pelo painel gráfico, surgiu o painel semi-gráfico, onde na parte superior ficava localizado o sinótico do processo e na parte inferior os instrumentos, como pode ser visto na figura abaixo. Painel semi-gráfico Com a chegada dos instrumentos microprocessados o problema espaço foi atenuado, visto que com a instrumentação convencional cada instrumento tinha uma função definida. Por exemplo, numa malha de controle e totalização de vazão com transmissor de ∆p, teríamos no painel os instrumentos: extrator de raiz quadrada, controlador de vazão, estação auto-manual, totalizador de vazão. Porém agora temos informações concentradas demais, e com uma Interface Homem Máquina (IHM) limitada, com poucas informações que não facilita a operação. Esta situação leva o operador a ter atenção redobrada, pois um único instrumento controla várias malhas, ou seja antes o mesmo poderia se enganar no instrumento e agora pode se enganar no ajuste específico do instrumento. A instrumentação discreta traz ainda dois inconvenientes, como sendo a grande complexidade em processos que necessitam de integração, e uma interface IHM com poucos recursos para facilitar a operação. Sistemas digitais de controle SENAI 9 Controle distribuído Sistema de controle onde os controladores ficam espalhados no campo, próximo ao processo a ser controlado, não necessitando mais de centralizar todos os controladores em uma sala central. O controle distribuído tem como ponto forte a distribuição dos controladores e a integração entre os sistemas espalhados no campo, mantendo-os totalmente interativos. A IHM também passa a ser um ponto forte do sistema distribuído, porque a base do sistema distribuído é computacional, oferecendo recursos gráficos de apresentação ao operador, facilitando enormemente a operação. Sistemas digitais de controle SENAI 11 Tipos de sistemas digitais de controle Tipos de sistemas digitais de controle Com a evolução da eletrônica, os microprocessadores começaram a ser introduzidos nos sistemas de controle, surgindo várias opções de topologia e equipamentos. Sistema de aquisição de dados (DAS - Data Aquisition System) Antes de executar a tarefa de controle é necessário medir as variáveis do processo e, por isto, uma das primeiras aplicações de computadores em processos foi a de aquisição ou coleta de dados. Um sistema DAS é composto basicamente de um computador padrão PC, placa de aquisição e o software de gerenciamento utilizados para coletar informações das variáveis analógicas ou discretas do processo, e posterior tratamento e fornecimento de informações utilizadas para o controle e gerenciamento destes. Os sinais das variáveis analógicas e/ou discretas são monitoradas por placas que são acopladas nos slots de expansão do computador, onde o sinal recebe uma série de tratamentos até estar em condições de ser lido pela CPU do computador. Estando o sinal disponível na memória do micro. O software DAS instalado no computador oferece os recursos: - Coleta de dados do processo com, periodicidade; - Informação dos valores das variáveis de processo em unidades de engenharia; - Informação dos valores de variáveis calculadas em função de outras; - Informação decálculo de performance de equipamentos e processos; - Relatórios de produção e cálculos de rendimento de produtos; - Supervisão de variáveis gerando alarmes quando detectadas condições anormais Sistemas digitais de controle SENAI 12 - Envio de mensagens de alerta para o operador; - Armazenamento de dados históricos; - Cálculos estatísticos. A estrutura de um sistema DAS aplicado ao processo pode ser visto a seguir: Sistema de aquisição de dados Um sistema DAS é composto por um microcomputador, uma impressora, uma placa DAS e um software de configuração e operação. Com relação à placa DAS que representa a interface entre o processo e o microcomputador pode ser visto o diagrama de blocos básico na figura abaixo, representado este diagrama um tipo de placa entre os diversos tipos existentes. Sistemas digitais de controle SENAI 13 Diagrama de blocos de uma placa DAS Controle de set-point (SPC- et-point control) No sistema SPC o computador mantém as mesmas funções de um sistema DAS e além disso, utiliza o resultado de cálculos para o controle de processos batelada, controlando a seqüência de operações de abertura e fechamento de válvulas, e em processos contínuos no ajuste de valores de "setpoint" dos controladores convencionais. Os sistemas SPC para controle contínuo podem operar em malha aberta ou fechada, sendo no primeiro caso chamado de sistema de “instrução ao operador”. Em ambos os casos o computador calcula os melhores setpoints utilizando modelos matemáticos e teóricos de otimização, sendo que no primeiro, ele apenas informa aos operadores o valor ótimo a ser ajustado e no segundo, manipula diretamente os setpoints dos controladores. O desenho a seguir pode ser visto a estrutura SPC para o controle de ajuste de set point. Sistemas digitais de controle SENAI 14 Na ocorrência de falhas do SPC, e quando a aplicação deste sistema é em controle de processos contínuos, pode-se dotar o controlador de características que mantém os ajustes em valores seguros, como pode ser visto a seguir: - Circuito de memória de setpoint para armazenamentos do último valor de setpoint recebido; - Sinal para detecção da falha no computador; - Dispositivo de chaveamento de comando pelo computador para comando pelo controlador; - Opções de retomada do setpoint em caso de falha do computador considerando o seu retorno: - ao último valor da variável; - ao último valor do setpoint do computador; - ao último valor lido da variável e em seguida para um valor preestabelecido. Analisando uma estrutura SPC, percebe-se a utilização da estrutura DAS, o fechamento da malha, apenas para a parametrização de ajustes. Pode ser visto na figura abaixo, uma estrutura SPC. Sistema SPC Sistemas digitais de controle SENAI 15 Controle Digital Direto (DDC - Direct Digital Control) Um sistema DDC também é operacional as funções dos sistemas DAS, e além disso, o computador atua diretamente sobre os elementos finais de controle, contornando os controladores analógicos convencionais. Neste caso, os algoritmos de controle estão armazenados na memória do computador o que permite uma extensa gama de funções de transferência além do tradicional PID. Na figura abaixo um sistema DDC é utilizado para controlar quatro malhas. Sistema DDC Originalmente, esperava-se que os sistemas DDC pudessem ser justificados pela substituição direta da instrumentação convencional. No entanto, foi constatado que apesar da elevada disponibilidade do computador, sempre haveria a possibilidade de falhas e os operadores relutavam em operar sem uma instrumentação analógica de back-up, já que o mau funcionamento do computador poderia causar a perda simultânea de todo o controle do processo. Sistemas digitais de controle SENAI 16 Como uma solução para os problemas de falha do computador em sistemas DDC, os fornecedores de instrumentos lançaram no mercado as estações de back-up computador-manual. Num evento de falha do computador, ou caso ele seja posto fora de serviço qualquer outro motivo, a estação memoriza o último valor de saída calculado, e o elemento final de controle permanece na sua última posição anterior à falha ou desconecção do computador. Caso o tempo em que o computador esteja fora seja prolongado, a estação pode ser chaveada para o modo de controle manual, onde o sinal de saída pode ser manipulado diretamente pelo operador. A redundância também poderia contemplar um sistema mais complexo, permitindo um sistema de backup analógico ou digital como visto na figura abaixo. Redundância de DDC Sistemas digitais de controle distribuído Questionando o uso dos sistemas DDC, face à concentração da total responsabilidade de operação num único equipamento, evolui-se para uma filosofia de distribuição das Sistemas digitais de controle SENAI 17 funções de controle, que se tornou possível com o advento dos microprocessadores de baixo custo, elevado potencial e alta confiabilidade. Em um sistema SDCD o controle não é concentrado em um dispositivo central, mas distribuído entre as estações. Nesta arquitetura as informações são centralizadas embora possa existir salas de controle distribuídas. Um outro ponto forte é que os controladores podem ser colocados juntamente com o processo, ficando assim distribuídos. Deve ser reforçado que sistema tem total liberdade para ser colocado aonde a instalação for menos onerosa. Sendo assim os sistemas de controle distribuídos são uma série de controladores dedicados, altamente modularizados e interligados por uma rede de comunicação digital. As funções exercidas por um SDCD podem ser estruturadas de maneira hierárquica, sendo definidos diversos níveis de atividades. Estes níveis são identificados de forma a permitir a realização das funções de controle integrado, tirando proveito das características de distribuição de módulos autônomos e com a finalidade de restringir a complexibilidade das funções implementadas por um determinado nível. Esta mesma estrutura hierárquica é responsável em grande parte, pela grande modularidade e expansibilidade dos sistemas. Pode-se identificar conforme a figura 10 cinco níveis de atividades presentes em um SDCD: Nível 0 - Aquisição e atuação de dados. Nível 1 - Regulação de malha única e funções de intertravamento. Nível 2 - Regulação de malhas múltiplas e funções de controle de seqüência de eventos. Nível 3 – Otimização. Nível 4 - Sistema de gerenciamento de informações. Sistemas digitais de controle SENAI 18 Estrutura hierárquica de um SDCD Estas atividades no SDCD são agrupadas em quatro subsistemas de acordo com suas características funcionais. Na figura abaixo pode ser visto os quatro subsistemas: Sistemas digitais de controle SENAI 19 Subsistemas de um SDCD Subsistemas de um SDCD Subsistema de aquisição de dados e controle Subsistema de monitoração e operação Subsistema de supervisão e otimização Subsistema de comunicação Subsistema de aquisição de dados e controle Está diretamente ligado ao processo. A sua principal finalidade é a realização das funções de controle, que são exercidas pelas Estações de Controle Local ( ECL, níveis 0, 1 e 2 ). É formada por um conjunto de controladores capazes de executar as tarefas descritas anteriormente no subsistema de Aquisição de Dados e controle. Cada um destes controladores é implantado por meio de um processador de propósitos especiais locado remotamente, podendo receber informações de entradas digitais e/ou analógicas, processar e enviar sinais de atuação discreta ou analógica para os atuadores espalhados no campo. Sistemas digitais de controle SENAI 20 Em sistemas instalados poderemos ter vários desses controladores instalados em um rack formando uma unidade de controle local, como pode ser visto na figuraabaixo. Estação de controle local A estação de controle também pode ser um controlador Multi-loop ou um Controlador Lógico Programável (CLP) de um outro fabricante diferente do fabricante do SDCD, desde que o fabricante do SDCD tenha um protocolo aberto. Nesta situação o controlador Multi-loop ou o Controlador Lógico Programável (CLP) a ser conectado no SDCD deve ter uma interface com a rede de comunicação, sendo a partir daí considerado como um elemento do SDCD. Sistemas digitais de controle SENAI 21 Subsistema de monitoração e operação Nele se concentra a maior parte das funções de Interface (nível 3). Este subsistema trata especificamente da Interface Homem-Máquina (IHM). Por IHM entendemos como o dispositivo que fornece ao operador um maior controle e um melhor nível de informação sobre a condição de operação da planta, reduzindo o seu esforço através da simplificação dos procedimentos operacionais. São características normalmente existentes num subsistema de operação e monitoração: - Fornecer ao operador um conjunto de informações sobre o estado de operação da planta, através de um número de estações de operação suficiente para atender todas as variáveis de interesse do processo; - Fornecer ao operador em tempo hábil, informações num formato que evidencie a ocorrência de condições excepcionais de operação; - Permitir que variáveis de processo sejam agrupadas de maneira que o operador possa realizar uma análise comparativa entre variáveis constituinte de cada grupo; - Permitir ao operador a visualização de informações em detalhe crescente, dependendo do quanto ele precisa saber ou do quanto ele precisa mudar para corrigir as falhas do processo; - Possibilitar o uso simultâneo de várias estações de operação para que todas as funções disponíveis possam ser utilizadas em todas as estações de operação e estas possam ser instaladas em locais diferentes; - Encapsular procedimentos de operação de forma que seja mais segura e veloz a resposta do operador à ocorrência de uma irregularidade na planta. Encapsulamento consiste basicamente da utilização de teclas funcionais que quando pressionadas, determinam toda uma seqüência de operações pré-programadas. Os principais elementos da IHM com suas respectivas funções e particularidades são: Estação de operação É o elemento do SDCD que suporta a IHM. É formado por um console de operação composto basicamente de um terminal de vídeo, teclado e impressora: Sistemas digitais de controle SENAI 22 Teclado É através deste que o operador pode comandar mudanças de setpoint, escolher o tipo de tela e outros dados da malha controle. Alguns sistemas usam um teclado como máquina de escrever onde as várias teclas são classificadas e codificadas e desempenham funções específicas no controle do processo. Outros sistemas utilizam um arranjo diferente, onde grupos separados de teclas são arranjados de acordo com sua função. Podem ser codificadas e coloridas para proporcionar maior facilidade de reconhecimento pelo operador. Alguns sistemas podem ser encontrados com três tipos de classificações de teclas: Teclas de controle: - Transferência de modo de operação manual/automático; - Ajuste do setpoint; - Fechamento de loop em cascata; - Etc... Teclas de operação: - Impressão de relatórios; - Conhecimento de alarmes; - Mudança de telas; - Etc.. Teclas de manutenção/configuração: - Parar/ativar uma estação de controle e aquisição; - Calibração de variáveis durante a manutenção; - Teclas de configuração do sistema; etc. Sistemas digitais de controle SENAI 23 Terminal de vídeo. Outro elemento importante da console de operação ou IHM e o terminal de vídeo que apresenta no formato de telas todas as informações fundamentais para o sistema. Por se tratar de um sistema com configuração totalmente aberta a engenharia de produção e que define a melhor apresentação do sistema no formato de telas. Impressora Por intermédio da impressora a IHM fornece o recurso de emissão de relatórios que podem se apresentar normalmente nos formatos: Momentâneo: Emitido a pedido do operador; Evento: Emitido na ocorrência de um evento pré-configurado; Periódicos: Emitidos periodicamente, conforme o período pré-configurado. Algumas considerações Alguns terminais de vídeo também são utilizados como entrada de dados, ficando assim um vídeo conjugado que recebe o nome de touch screen (toque de tela) . Esse sistema consta do vídeo o qual recebe um moldura com emissores de luz infravermelha de um lado e elementos fotossensíveis do outro. Isto cria sobre a tela do monitor uma malha invisível de luz infravermelha. Quando o operador coloca o dedo sobre a tela, os raios luminosos são bloqueados. A moldura percebe isto e informa as coordenadas da tela ao computador onde a tela foi tocada. Nesses sistema a tela Sistemas digitais de controle SENAI 24 previamente mostra várias opções de operação e o usuário deve tocar a região da tela demarcada pela moldura da opção. Subsistema de supervisão e otimização É onde são realizadas as funções de otimização e gerenciamento de informações (nível 3 e 4). Tem como principal elemento deste subsistema é o que chamamos de computador hospedeiro. Vários sistemas correntemente ofertados não possuem computador hospedeiro ou somente fornecem um com item opcional para a realização de funções avançadas. Nos sistemas distribuídos simples (sem hospedeiro) um subconjunto das funções do hospedeiro são distribuídas pelo sistema, através da distribuição de microprocessadores em cada terminal de operação. Em outras palavras, o computador hospedeiro é dividido pelos vários integrantes do sistema, exceto como funções tais como otimização. O computador hospedeiro, ocupa um nível hierárquico superior aos controladores e estação de operação. Entre programas associados ao hospedeiro realizam cálculos para atingir um ou mais objetivos de otimização da planta ou de consumo de energia e analisar a performance da planta ou equipamentos. Com exceção desta última atividade, todas as demais funções podem já estar presentes no subsistema de monitoração e operação. Neste caso, o subsistema de supervisão e otimização reservará maior capacidade para os programas de aplicação do usuário, tais como alguns relatórios especiais, balanços de massa energia, otimizações, etc... Subsistema de comunicação Para que seja possível a realização de um controle integrado, é necessário que exista uma infra-estrutura de comunicação entre os diversos subsistemas. Este subsistema será responsável pela integração dos diversos módulos autônomos do sistema. O subsistema de comunicação é uma rede local de comunicação (LAN). A via de dados inclui todo o hardware e software (protocolo) necessários ao transporte dos dados, incluindo a verificação de erros de na transmissão. Sistemas digitais de controle SENAI 25 A via de dados é o elemento do SDCD que fornece o meio pelo qual os elementos trocam informações e comandos. Basicamente é um cabo de comunicação, onde um microprocessador controla seu uso. A comunicação de dados é uma das áreas mais complexas da tecnologia dos computadores. Os dois itens principais são o cabo da via de dados e como as funções de software e hardware controlam a via de dados. Em alguns sistemas a função de controlar a via de dados é executada pelo próprio equipamento de comunicação acoplado à via de dados. Em sistemas mais sofisticados, um microprocessador separado é utilizado, sendo usualmente chamado de Unidade de Controle de Telecomunicações (T.C.U.) ou ainda Diretor de Tráfego da Via de Dados. Sistemas digitais de controle SENAI 27 Alguns sistemas SDCDs disponíveis no mercado Sistema MAX/SD representado no Brasil pela Elebra/Telecon e tecnologia da Leeds & Northrup dosEUA. Sistemas digitais de controle SENAI 28 Unicontrol sistema UNIVOX Sistemas digitais de controle SENAI 29 ECIL/P&D, Sistema EPY-100 com tecnologia CENTUM da Yokogawa Eletric Corp do Japão. Sistemas digitais de controle SENAI 31 Sistemas de supervisão e controle Um sistema de supervisão e controle é um conjunto definido por estações de operação, que são representadas por microcomputadores, instrumentos de aquisição e/ou controle e um software de supervisão. Tem como funções fornecer informações sobre o processo de forma numérica e gráfica, iniciar e interromper os vários processos, armazenar as ocorrências geradas pelos equipamentos e pelo operador, emitir relatórios, realizar cálculos, controle estatístico entre outras funções. Devemos entender como controle supervisório a função de monitoração somada a capacidade dos operadores alterarem os set points e outras variáveis de processo através do microcomputador, como ligar/ desligar bombas, abrir/fechar válvulas, gerar relatórios de alarmes e históricos, etc. A função de controle representa a capacidade de realizar algoritmos de controle, controlando processos industriais. Principais aplicativos do software de supervisão Um sistema de supervisão é composto de vários aplicativos Base de dados A parte central do software de supervisão é a base de dados, onde são definidas todas as variáveis que serão utilizadas no software de supervisão, ficando esta com função de concentrar e conectar todos os aplicativos disponíveis no software de supervisão. Sistemas digitais de controle SENAI 32 Telas de Sinóticos As telas de sinóticos são desenhos gráficos que representam o processo a ser controlado podendo assumir o formato de um desenho, fluxograma, foto digitalizada ou imagem em tempo real. Os sinoticos podem receber características adicionais que possibilitem um melhor atendimento dos mesmos, tais como: janelas para ligar e desligar dispositivos, faceplate de controlador, etc. Tela de sinóticos As telas de sinótico podem assumir vários formatos, sendo o desenvolvimento de telas muito particular para cada sistema e para cada configurador. Mesmo considerando a personalização algumas formatações são utilizadas. Como exemplo, temos uma tela de sinotico que permite a visualização geral do processo, que mostra de forma bastante simplificada uma visão geral do processo, arranjados de forma que o operador identifique facilmente as condições de operação geral do sistema. Existem diferentes estilos e maneiras de representar as informações nestas telas, ficando a critério da engenharia de projetos e operação quais informações devem ser apresentadas. Sistemas digitais de controle SENAI 33 Tela de situação geral Um outro exemplo de tela de sinotico é a tela de instrumentos representada normalmente por um grupo de controladores, indicadores, permitindo ao operador verificar com mais detalhe, uma seção da planta que precisa de mais atenção, mostrando mais informações dos instrumentos no vídeo. O operador poderá então monitorar e manipular valores de setpoint, transferência automático manual, saída para válvula, entradas e saídas digitais, etc. Sistemas digitais de controle SENAI 34 Tela de instrumentos Os sinóticos são compostos normalmente de desenhos estáticos e dinâmicos Desenhos estáticos: São desenhos que assumem o papel de fundo ou máscara da tela. Representam desenhos sem nenhuma mudança de cor, texto, etc. A tela de operação pode ser criada através de um software de desenho que pode ser um programa proprietário, disponível no próprio software, ou importar arquivos de desenho de softwares como Corel Draw, Paint Brush, entre outros. Desenhos dinâmicos: Os desenhos estáticos são complementados com desenhos dinâmicos que recebem a animação, que pode assumir os tipos : • Mudança de cor; • Mudança de texto; Sistemas digitais de controle SENAI 35 • Mudança de posição; • Valor numérico; • Ajuste de valores; • etc... Tela de tendência em tempo-real Representa o registro de variáveis em um período de tempo reduzido, permitindo a análise nas ultimas horas, sendo a informação substituída na seqüência por uma outra informação, ficando o conteúdo em memória RAM. Gráficos de tendências Tela de tendência histórica Mostra, a tendência das variáveis de processo ao longo de períodos maiores tais como, horas, dias e meses. São apresentados os valores médios nos períodos em questão e o gráfico não é atualizado no tempo. Normalmente dispõe de um cursor (linha vertical) que pode ser movimentado pela tela, fornecendo os pontos de Sistemas digitais de controle SENAI 36 interseção do cursor com as curvas das variáveis em unidades de engenharia da variável naquele ponto. Gráficos de tendências históricas Tela de alarmes Tabela alfanumérica contendo os alarmes ativos, seus estados, reconhecidos ou não, a condição de alarme, crítico ou não, horário de ativação, reconhecimento e desativação. Condições de alarmes também podem ser visualizados nas telas de situação geral, e individual. Quaisquer métodos poderão ser utilizados para notificar o operador da ocorrência de alarmes, como por exemplo: sinais sonoros; simbologia diferenciada; alteração de cores da tela; etc. Sistemas digitais de controle SENAI 37 Tela de alarmes Receita (RECIPE) Receita é um conjunto de valores, podendo assumir um novo conjunto de set-points, ou programas, que podem ser enviados rapidamente ao processo. Relatórios Tem por finalidade documentar todas as informações relativas ao processo consideradas importantes para posterior análise. Controle estatístico de processos O Controle Estatístico de Processos (CEP) permite uma análise estatística do processo monitorado, podendo obter gráfico de média, dispersão, histograma. Sistemas digitais de controle SENAI 38 Drivers de comunicação O driver de comunicação em um supervisório representa um software que faz a interface de comunicação entre o software de supervisão e o equipamento a ser conectado, ou seja, o driver compatibiliza a linguagem entre o supervisor e o equipamento a ser controlado. Os drivers do software de supervisão trabalham em uma estrutura mestre-escravo, ou seja: o microcomputador pede uma informação e o equipamento responde. Estes drivers possuem uma tarefa de "polling" que é um programa que fica solicitando a cada dispositivo conectado a informação necessária naquele momento e colocando esta informação na base do sistema. O driver é necessário quando se conecta o software de supervisão a um equipamento digital, ou um outro software aplicativo. A seguir temos alguns drivers que são normalmente utilizados. DDE (dynamic Data exchange) A DDE deve ser encarada como uma área de memória comum a mais de um programa. Assim um ambiente multitarefa com dois programas abertos simultaneamente (por exemplo, a planilha Excel e o processador de textos Word). Duas variáveis especificada em cada um dos programas podem compartilhar uma mesma área de memória de forma a possuir o mesmo conteúdo. Interface ODBC Open Database Connectivity (ODBC) é uma interface estratégica da Microsoft para acessar dados em um ambiente heterogêneo de sistemas gerenciadores de bancos de dados relacionais ou não. ODBC oferece uma interface universal para acesso de bancos de dados tanto em computadores pessoais como minicomputadores ou mainframes Sistemas digitais de controle SENAI 39 Drivers para fabricantes de equipamentos de comunicação digital do tipo: controladores digitais, CLPs, placas de rede, etc... Advantech Koyo Alfa Instrumentos Matsushita Alfa Laval Mauell Allen-Bradley MitsubishiAltus Modicon Atos Mycom Axiom National Balanças Marte Novus Baldor Nudam BCM Omron Bosch Opto22 Computer Boards Power Measurements Danfoss Reliance Diadur Schenck GE-Fanuc SEG Gefran Siemens Hart Smar Hitachi Spider Honeywell Sistemas digitais de controle SENAI 40 Tecnumeric Ibracon Telemecanique ICI Telemulti ICS Urano IMS WEG Interbus West Klockner Moeller Zebra Tipos de processamento A execução das atividades realizadas em um software de supervisão, pode ser centralizado ou descentralizado, pode ser realizado em função do tempo ou po exceção. A seguir temos o descritivo das possibilidades apresentadas: Processamento centralizado Trabalha com apenas uma estação (stand-alone), para executar as funções solicitadas. Processamento distribuído Sistema que trabalha com várias estações distribuídas, onde cada nó consegue comunicar-se com todos os outros nós da rede, e as tarefas locais são realizadas no próprio nó. Processamento por tempo Pode-se executar qualquer combinação de processamento baseado por tempo, isto é, pode se misturar os intervalos de tempo (segundo, minutos e hora) para a aquisição e Sistemas digitais de controle SENAI 41 cálculos de dados. Desta forma é possível equilibrar os recursos do sistema entre dados que precisam ser adquiridos rapidamente e dados que podem ser adquiridos com intervalos mais longos. Processamento por exceção Processamento que ocorre a partir de elementos-chave. este evento pode ser: alteração de um dado, mensagem não solicitada do hardware do processo, ação do operador, execução de um aplicativo. O processamento por exceção e essencial para aplicativos que monitoram um número significativo de entradas e saídas e desta forma, os dados serão enviados somente quando mudarem de valor. Alguns sistemas podem executar simultaneamente processamento baseado em tempo (polling) e por exceção. Tipos de estações Um sistema de supervisão e controle pode ser estruturado para trabalhar com uma ou mais estações. Quando temos somente uma estação, é realizado por esta a aquisição de dados e a supervisão do processo. Quando o sistema é composto de mais de uma estação, pode ser colocado também estações que fazem simplesmente a supervisão do processo compartilhando assim o sistema de aquisição de dados. Portanto temos os seguintes tipos de estações: Nó SCADA: supervisory control and data aquisition São responsáveis pela aquisição e envio de dados ao processo, constituindo uma ponte de informação entre o supervisorio e o instrumento digital supervisionado. Nó vista ou nó operação São responsáveis pela monitoração, não tendo comunicação direta com o processo, dependendo do nó SCADA para efetuar esta comunicação. É neste nó que o operador controla o processo, podendo interferir no estado de válvulas, bombas, set-points, etc. Sistemas digitais de controle SENAI 42 Tipos de nós Sistema digital de controle SENAI 43 Software de supervisão e controle Indusoft Software de supervisão e controle INDUSOFT configuração Leitura de valores Leitura de valores Sistema digital de controle SENAI 44 Para se fazer uma Leitura de Valores vá na ícone ”Text”, clique na tela, faça duas cerquilhas mínimo, selecione as cerquilhas, e vá a uma barra chamada “Dynamic Properties”, clique na ícone “Text I/O” para fazer a leitura dos valores, após selecionada clique duas vezes em cima das cerquilhas, aparecerá uma caixa chamada “Object Properties” , escreva no “Tag/Expression”:second (segundo) ou Minute (minuto) ou hour (hora). Vá a uma ícone “Run Application” e clique, as cerquilhas transformarão em um tag de leitura que foi pedido (second (segundo), Minute (minuto) ou hour (hora). Escrita de valores Escrita de valores Na Escrita de Valores se selecione a opção Input enable, onde ficará habilitada as opções, Minimum Value (valor mínimo) e Maximum Value (valor máximo). O “Tag/Expression”, não precisa ser necessariamente “second”, pode ser qualquer um outro, mas lembre-se, o indusoft só suporta 60 tags diferentes. Caso você coloque outro “tag” como por exemplo “PV”, quando você apertar a ícone “Run Application” Sistema digital de controle SENAI 45 Bargraph Bargraph Para fazer um Bargraph, precisa-se de um objeto.Na figura acima utilizamos uma barra, para se fazer a barra, há uma ícone “Rectangle”, logo após clique na barra e vá a uma ícone “Bargraph”, aperte, e retorne clicando duas vezes em cima da barra, aparecerá a janela “Object Properties” aparecerá a opções Minimum Value (valor mínimo) e Maximum Value (valor máximo), coloque 0 no valor mínimo e 100 no valor máximo, escolha a cor da variável ex:(nível), selecione o curso que a variável percorrerá, de baixo para cima, do centro para as laterais ou de cima para baixo, na horizontal ou na vertical, depois desse procedimento, vá a ícone , você verá a sua barra variando, se a barra estiver na horizontal, e a variável na opção “UP”, sua barra parecerá com um tanque e o nível do tanque está aumentando, sua representação gráfica estará quase completa. Sistema digital de controle SENAI 46 Botão Botão Para se fazer um Botão, há uma ícone “Button” aperte-a pegue um ponto na tela qualquer e arraste, a forma do botão estará formada, clique duas vezes sobre o botão, aparecerá uma janela “Object Properties” escreva o tag do botão onde for acessível, em seguida vá a uma ícone “Command “, aperte a janela “Object Properties” mudará para outra janela com várias opções, coloque o tag do botão onde esta escrito tag, logo após, está escrito “Expression” coloque “not + tag do botão, seu botão está formado. Sistema digital de controle SENAI 47 Mudança de cor Mudança de cor Para fazer a Mudança de Cor, é preciso de uma figura, e um botão como referência. Clique na figura, vá a ícone “Colors”, aperte e retorne a figura aperte duas vezes e aparecerá uma janela. Onde estiver escrito, “Tag Expression”, coloque “b” que é referente ao nome do botão, onde estiver escrito “Change” coloque 0 e 1. Em frente ao 0 há uma cor, essa cor se refere ao estado que a figura está quando estiver desavitada, a cor abaixo se refere ao estado quando a figura estiver ativada. Vá a ícone e você verá que, quando apertar o botão, a figura muda de cor. Sistema digital de controle SENAI 48 Mudança de texto Mudança de texto Para fazer a Mudança de Texto, é necessário que haja duas palavras ou frases, colocadas em seqüência na tela, clique sobre a palavra e vá a ícone “Position”, retorne a palavra, clique duas vezes e abrirá uma janela, onde está escrito “Show on Condition”, coloque o tag do botão e a condição que o deve exercer “ 0 ou 1”. Isso vale também para a outra palavra só que em condição oposta. Após apertar a ícone , aperte o botão, a figura mudará de cor assim como a frase também. Sistema digital de controle SENAI 49 Mudança de tamanho Mudança de tamanho Na Mudança de Tamanho, é preciso de alguma figura qualquer. Clique sobre a figura vá a ícone “Sise”, retorne a figura, clique duas vezes, abrirá uma janela, há duas opções “Height e Width”. Na opção ”Height”, sua figura aumentará na vertical, de um em um segundo, e a opção “Width” a figura aumentará na horizontal. As duas opções juntas, a figura aumenta em proporções iguais. Sistema digital de controle SENAI 50 Rotação Rotação Para fazer a Rotação, é preciso que haja linhas, não há outra figura que faça a Rotação, se não for linhas. Para fazer o exercício acima, faça uma linha, clique sobre a linha, vá a ícone “Dynamic Rotation”, clique e retorne sobre a linha, a janela que aparecer, terá as opções: “Tag/Expression”, coloque ex: “second”, ou qualquer outro Tag, se for aopção “second”, haverá a opção “range” “Minimum” coloque “0”, “Maximum” coloque “60”, esse range define qual o intervalo da rotação. Na opção “Rotation (degrees) “Start” coloque 0, o zero indica o ponto de partida da linha, e na opção “End” coloque 360, que representa o fim do curso da linha, a linha percorrerá 360º em 60 divisões. Há também a opção “Reference” é como se fosse o eixo da linha, que tem as opções “Left Top”, que faz com que o eixo da linha, seja no topo da linha (parte superior da linha), na opção “Center” o eixo é o centro, e por ultimo “Right Botton” o eixo é o pé da linha. Vá a ícone , e a linha percorrerá 360º sobre um ponto fixo (eixo qualquer) de um lado da linha. Sistema digital de controle SENAI 51 Slider Slider Para fazer o Slider, como o exemplo acima, faça um retângulo, com a opção “Rectangle”, em qualquer ponto da tela, faça também um botão por exemplo, que caiba dentro do retângulo. Clique sobre o botão só que não o faça como botão, vá na opção “Position”. De um tag para o botão, pode ser qualquer um, mas tem que ser na parte do movimento horizontal. E na opção “Move” ele oferece as opções de movimento na horizontal e vertical. No exemplo acima o retângulo está na horizontal se utiliza a primeira barra de opções, como mostra a figura acima, na opção “Range” significa qual faixa que o “botão” irá percorrer, então ele já tem 100% de área livre. E na opção “Position” é área em, pontos que a área total da tela tem, (esses pontos são definidos na hora de se abrir um novo projeto, pede-se qual a resolução da tela, o normal é “800x600”). Na se esqueça de habilitar uma área que esta escrita “Slider”, sem ela não se consegue fazer um Sider. Faça uma seqüência de cerquilhas “###”, par você ver a indicação do valor percorrido sobre o retângulo. Clique sobre as cerquilhas e vá na ícone “Text I/O”, coloque o tag que foi elaborado para o botão. Sistema digital de controle SENAI 52 Vá na ícone , clique sobre o botão e arraste, terá que aparecer o valor indicado no lugar das cerquilhas. Caso o curso do botão não complete o curso da área completo do retângulo, retorne na tela de projeção, clique sobre o botão e vá aumentando o valor do “Position”, haverá a sujestão de 0 à 100, no lugar do 100, aumente o valor. Retorne para , e verá que o espaço do botão ficou maior. Faça isso até que o valor da indicação das cerquilhas seja proporcional ao fim de curso do retângulo. Esses botões tem a finalidade de movimentar o cursor dentro da barra. Para fazer um botão , faça um botão como a figura abaixo: Configuração botão Faça o botão, clique duas vezes sobre ele, aparecerá uma caixa, aparecerá “Text” apague esse texto, cooque alguma expressão que represente a direção do curso do botão, no caso acima foi representado o símbolo de Inferioridade. Clique sobre a ícone “Command” retorne para botão de Inferioridade, clique sobre o botão, aparecerá uma caixa, no tag coloque o nome dado para o botão, que faz o curso sobre a barra. E na Expressão coloque o nome dado para o botão, menos qualquer valor. Veja o exemplo abaixo: Sistema digital de controle SENAI 53 Recorte da caixa de configuração para o botão de Inferioridade Esse valor negativo indicado, representa menos quanto o botão irá subtrair do valor indicado no curso do “Botão Cursor”. Aperte a ícone e comece clicar o botão o “Botão Cursor” irá se movimentar, e retrocedendo o valor indicador entre as cerquilhas. Faça o mesmo para os outros botões só que em valores diferentes. O outro lado paralelo aos botões que foram acabados de serem criados, faça também botões para superioridade e siga o exemplo abaixo: Recorte da caixa de configuração para o botão superioridade Coloque quantos botões quiser, com quantos valores quiser; Sistema digital de controle SENAI 54 Navegação de telas Navegação de tela Para fazer a navegação de telas, faça quantas telas quiser. Faça botões equivalentes ao tanto de telas. Nomeie as telas com nomes fáceis, curtos. Faça os botões, com a ícone “Button”, e vá à ícone “Command “,e faça as seguintes instruções: Faça como a figura acima, o botão que está selecionado é o botão “T2”. Após fazer o botão e clicar sobre o ícone “Command “, aparecerá uma caixa, vá na opção “Expression”, e faça a figura abaixo: Recorte da caixa de configuração para o botão das navegações de tela. Sistema digital de controle SENAI 55 Esse valor de [open(”T2”)], significa que o botão abrirá a tela T2. Coloque somente o nome da tela que será aberta por aquele botão. No lugar de T2, pode ser o nome de alguma figura que esteja na tela, ou qualquer nome denominado por você. Faça com todos os botões. Será mais fácil se colocar o nome da tela no próprio botão, assim você saberá qual terá será aberta. Não se esqueça de colocar na “Expression”, o nome da tela como ela foi salva. Repare na figura abaixo: Navegação de tela _02 Essa figura representa as diferentes formas de configuração do botão e sua representação. Sistema digital de controle SENAI 56 Navegação de telas _03 Essa tela mostra que se pode fazer algum tipo de botão, sem usar necessariamente o botão. Faça uma imagem qualquer que represente a direção da próxima tela ou qualquer imagem que lembre alguma tela. Clique sobre ela vá a ícone “Command “, e faça o mesmo. Veja a figura abaixo: Recorte da caixa de configuração para o botão das navegações de tela, para desenhos sem ser o próprio botão. Se quiser por figuras vá à biblioteca, vá no ícone “Open Library”, lá se encontra vários desenhos da área da automação. Sistema digital de controle SENAI 57 Alarme Alarme Para fazer o Alarme, é preciso que se faça uma caixa como a de cima, cheia de códigos. Sistema digital de controle SENAI 58 Alarme 2 Sistema digital de controle SENAI 59 Trend Trend Sistema digital de controle SENAI 60 Sistema digital de controle SENAI 61 Trend_03 Sistema digital de controle SENAI 62 Planilha matemática Planilha matemática Sistema digital de controle SENAI 63 Planilha matemática_01 Sistema digital de controle SENAI 64 Planilha matemática_02 Sistema digital de controle SENAI 65 Planilha matemática_03 Sistema digital de controle SENAI 66 Scheduler Scheduler Sistema digital de controle SENAI 67 Sistema digital de controle SENAI 68 Scheduler_02 Sistema digital de controle SENAI 69 Sistema digital de controle SENAI 70 Fechamento da aplicação Fechamento da aplicação Sistema digital de controle SENAI 71 Faça um botão como o de cima , a ícone da mão, vá na biblioteca, ou pegue daquelas telas de “DEMO”, selecione o botão, vá no comando “command”, e siga as regras como a caixa do command acima. Vá na pasta “Screens” e siga o exemplo da figura abaixo. Sistema digital de controle SENAI 72 Coloque no “Tag Expression” “open(“o nome da tela”). Quando clicar no botão na hora em que estiver rodando o programa, abrirá uma janela na qual se coloca uma confirmação do fechamento da aplicação. Para fazer as configurações para fechar a aplicação siga os passos abaixo. Sistemas digitais de controle SENAI 73 Configuração do driver do controlador CD600 Configuração do driver do controlador CD600 Sistemas digitais de controle SENAI 74 Sistemas digitais de controle SENAI 75 Sistemas digitais de controle SENAI 76 Sistemas digitais de controle SENAI 77 Sistemas digitais de controle SENAI 78 Sistemas digitais de controleSENAI 79 Configuração Sistemas digitais de controle SENAI 80 Sistemas digitais de controle SENAI 81 Sistemas digitais de controle SENAI 82 Sistemas digitais de controle SENAI 83 Sistemas digitais de controle SENAI 85 Manual do controlador CD600 SMAR Blocos de comunicação Função 34- - SCAN (SCN) Operação Este bloco é usado para comunicação digital. Como ele pode operar com variáveis de vários loops, deve ser alocado no loop geral (LOOP G). Sistemas digitais de controle SENAI 86 Este bloco habilita a seleção das variáveis analógicas ou digitais usadas no CD600, e as faz presentes no barramento de comunicação digital. Estas variáveis podem ser classificadas em 5 grupos: I) Variáveis analógicas Neste grupo, podem ser alocadas 32 variáveis escolhidas livremente entre as saídas dos blocos usados na configuração. Estas variáveis são definidas pelos parâmetros de ligação LI01 e LI32, e contém o endereço de saída dos blocos das respectivas variáveis. Por exemplo, LI01=2 significa que a entrada analógica 1 está acessível ao barramento, para a comunicação em LI01. cada variável é representada na forma de “word”. A comunicação digital lê os parâmetros de ligação em seqüência. Quando a varredura alcança um Lixx com zero (0), a leitura dos blocos analógicos é interrompida. II) Variáveis digitais Até oito (8) sinais de saída digitais podem ser alocadas neste grupo, escolhidas livremente entre as saídas com interpretação digital dos blocos usados na configuração. Estas saídas digitais são definidas pelos parâmetros de ligação LI33 e LI40. A ordem de leituras de status dos blocos local/remoto e auto/manual são especificadas no bloco de comunicação (BLK 121) da Função 36 – Atuação. Cada variável é representada na forma de “bit”. III) Status e alarme de limite Neste grupo, podem ser alocados até 20 pontos de alarme, com seus respectivos limites. Status de alarme serão representados em forma de bit e limite de alarme na forma word. A seqüência de leitura dos alarmes é definida no bloco de atuação (BLK 121), pelos parâmetros AL01 e AL02. IV) Totalização As oito (8) totalizações correspondentes aos blocos da Função 18 – “totalização analógica” e Função 19 – “entrada para totalização de pulsos” estão disponíveis neste grupo. Sistemas digitais de controle SENAI 87 Não é necessário relacionar os parâmetros dos blocos de totalização. Eles serão incluídos na comunicação digital automaticamente na mesma ordem que aparecem na configuração. O bloco de entrada de pulsos tem 2 registros de totalização, cada um ocupando 4 bytes. V) Entradas e saídas digitais O status das 4 entradas e das 8 saídas digitais, em ordem fixa, estarão disponíveis neste grupo. São representadas na forma de bit e não é necessário configurá-los para ter a sua leitura. TIPO MNE DESCRIÇÃO OPÇÕES DEFAUT I LI01 .. LI032 Endereço de saída de blocos analógicos 0 I LI33 e LI40 Endereço de saída de blocos digitais Endereços 0 a 170 / 225 a 240 0 I CBID Número de identificação (livre) 0 - 100 0 Número de bytes por tipo de parâmetro: A=0 C=2 L=80 Sistemas digitais de controle SENAI 88 FUNÇÃO 35 – SCAN / ATUAÇÃO DOS PARAMETROS DO PID (PRM) 0 Interrupção do scan 1 BLK039 2 BLK040 3 BLK041 4 BLK042 Função 09 do PID avançado 5 BLK043 6 BLK044 7 BLK045 8 BLK046 Função 10 do PID avançado Tabela 4.35.1 – número dos blocos PID correspondentes aos parâmetros CTR Operação Este bloco permite a atuação e leitura dos parâmetros KP, TR, TD e Bias dos blocos PID e PID avançado, através do barramento de comunicação. A ordem de informação no buffer de comunicação do scan é a ordem que será utilizada para atuação. Esta ordem é determinada pelos parâmetros CTR1 e CTR8 com os valores de 0 a 8, cada um correspondendo a um bloco PID de acordo com a tabela 4.35.1. Se um parâmetro é encontrado co o valor defaut (valor zero), o scan é interrompido. Número de bytes por tipo de parâmetro: A=0 C=18 L=0 TIPO MNE DESCRIÇÃO OPÇÕES DEFAUT P CBID Identificação do bloco (livre) 0 – 100 0 P CTR1 Número do 1º PID 0 – 8 0 P CTR2 Número do 2º PID 0 – 8 0 P CTR3 Número do 3º PID 0 – 8 0 P CTR4 Número do 4º PID 0 – 8 0 P CTR5 Número do 5º PID 0 – 8 0 P CTR6 Número do 6º PID 0 – 8 0 P CTR7 Número do 7º PID 0 – 8 0 P CTR8 Número do 8º PID 0 – 8 0 Sistemas digitais de controle SENAI 89 FUNÇÃO 36 – ATUAÇÃO (ATU) Operação Este bloco permite a atuação nas variáveis digitais e analógicas dos blocos do CD600, por meio de comandos recebidos via barramento de comunicação. Estas variáveis se classificam em 4 grupos. 1) Atuadores de registro Os atuadores de registro correspondem às teclas <∆> e <∇ > do frontal do CD600. Os 12 registros analógicos contidos nos blocos atuadores de Registro, Seletor Interno/Externo, e Gerador de Setpoint são definidos pelos parâmetros CR01 e CR12. Para estabelecer a ordem de atuação, os parâmetros CRxx devem ser definidos com os números correspondentes aos blocos conforme mostrado na tabela abaixo. Sistemas digitais de controle SENAI 90 Números dos blocos correspondentes aos parâmetros CR II) Estação Auto/Manual A seqüência de atuação para os blocos A/M é estabelecida pelos usuários CMV1 a CMV4. Estes parâmetros são usados para o sinal analógico (incremento e decremento) e para o sinal digital (Auto/Manual). Os números correspondentes aos blocos são dados na tabela 4.36.2. CMV Nº DO BLOCO NOME DO BLOCO 0 BLK 035 1 BLK 036 2 BLK 037 3 BLK 038 Função 08 Estação Auto/Manual Número do bloco A/M correspondente aos parâmetros CMV. III) Estação Auto/Manual A seqüência de atuação dos sinais digitais do bloco seletor Local/Remoto é estabelecida pelos parâmetros CLR1 e CLR4. A tabela 4.36.3 mostra os números relacionados a estes blocos. CR Nº DO BLOCO NOME DO BLOCO 0 BLK 031 1 BLK 032 2 BLK 033 3 BLK 034 Função 07 chave local/remoto 4 BLK 075 5 BLK 076 Função 21 – gerador de setpoint 6 BLK 097 7 BLK 098 Função 27 – seletor interno/externo 8 BLK 099 9 BLK 100 10 BLK 101 11 BLK 102 Função 28 – atuador de registro Sistemas digitais de controle SENAI 91 CLR Nº DO BLOCO NOME DO BLOCO 0 BLK 031 1 BLK 032 2 BLK 033 3 BLK 034 Função 07 Chave Local/Remoto Número do bloco L/R correspondente aos parâmetros CLR IV) Variáveis digitais Neste grupo podem ser recebida, via barramento de comunicação, até 8 entradas digitais, as quais ficarão disponíveis nas saídas do bloco 161 a 168, podendo ser usadas por qualquer bloco da configuração. Deve ser observados que a atuação das teclas L/R e A/M do painel frontal é feita pelos parâmetros CLRx e CMVx respectivamente. IV) Variáveis analógicas Neste grupo podem ser recebidas até 2 variáveis analógicas, as quais ficarão disponíveis nas saídas 169 e 170, podendo ser usadas por qualquer bloco da configuração. A representação é na forma de Word. V) Limites de alarme Neste grupo podem ser recebidos os comandos de cada alarme disponível no CD600, na ordem determinada nos parâmetros AL01 à AL02. A faixa de ajuste destes parâmetros é de 0 a 20, correspondendo à identificação mostrada na tabela 4.36.4. AL Nº DO BLOCO NOME DO BLOCO IDENTIFICAÇÃO DOS PARÂMETROS 0 - Sem varredura - 1 a 4 BLK 039 a BLK 042 Função 09 PID avançado Parâmetro AMXD 5 a 12 BLK 077 a BLK 080 Função 22 alarme duplo Parâmetros ARG1; ARG2 13 a 20 BLK 081 a BLK 084 Função 23 limitador com alarme Parâmetros A-BL; A- BH Número do alarme correspondente aos parâmetros AL Se um parâmetro de alarme for encontrado com o valor Defaut (valor zero), a seqüência de scan é interrompida. Sistemas digitais de controle SENAI 92 TIPO MNE DESCRIÇÃO OPÇÕES DEFAUT I CBIDIdentificação do bloco (livre) 0-100 0 I CR01 a CR12 Número do 1º ao 12º registro 0 – 11 0 I CMV1 Número do 1º bloco A/M 0 – 3 0 I CMV2 Número do 2º bloco A/M 0 – 3 1 I CMV3 Número do 3º bloco A/M 0 – 3 2 I CMV4 Número do 4º bloco A/M 0 – 3 3 I CLR1 Número do 1º bloco L/R 0 – 3 0 I CLR2 Número do 2º bloco L/R 0 – 3 1 I CLR3 Número do 3º bloco L/R 0 – 3 2 I CLR4 Número do 4º bloco L/R 0 – 3 3 I AL01 a AL20 1º ao 20º alarme 0- 20 0 Número de bytes por tipo de parâmetro: A=40 C=42 L=0 Sistemas digitais de controle SENAI 93 Manual do driver do controlador CD600 SMAR Introdução Para maiores informações sobre a configuração ou programação do equipamento documentação do fabricante. Este documento supõe a familiaridade do usuário com a configuração do equipamento. Configuração dos parâmetros de comunicação Os parâmetros referentes à comunicação serial devem ser preenchidos de acordo com os requisitos do equipamento. Valores sugeridos: COM: COM2 Baud Rate: 2400, 4800, 9600, 19200 Data Bits: 8 Stop Bits: 1 Parity: EVEN O campo Station pode ser deixado em branco, ou 0. O campo "Number of registers in block 119" deve conter o numero de LIs configuradas no bloco 119 do CD600. Exemplo: 16. O botão Advanced abre uma caixa de dialogo com parâmetros mais avançados, que devem ser utilizados apenas para comunicação em RS 485. Sistemas digitais de controle SENAI 94 IMPORTANTE: O echo da comunicação serial do CD600 deve estar desabilitado, senão o driver do UniSoft pode não funcionar corretamente. Certifique com a SMAR como desabilitar o echo. Configuração de Leitura e Escrita Station: Número da estação do CD600 . Parâmetro IA, na configuração do CD600. Header: Sintax: <loop>:<block> <loop> = number of loop [1..5] <block> = number of block [1..121] Examples: 5:119 = Block 119 (SCAN), from loop G 1:27 = Block 75 (SPG), from loop 1 IMPORTANTE : Se o projeto estiver sendo feito com vários equipamentos CD600, e estes tiverem configurações do bloco 119 diferentes,a configuração do Hedaer para leitura deste bloco deverá ser da seguinte forma: <loop>:119:<número de LIs >:<número de Alarmes> Se o número de LIs não for configurado no Header, será assumido o valor configurado no Configuration Parameters e o número de alarmes será setado para 20. Address: Sintax: <address> <address> varies according the block number For block 119:(leitura) LI1 .. L32 - Analogic Word 0 - 31 LI33 .. LI40 – Digital Word 32 LR1 .. LR4 - Digital Word 32 MV1 .. MV4 - Digital Word 32 AL1 .. AL20 - Analogic Word 33 - 52 Sistemas digitais de controle SENAI 95 ST1 .. ST20 - Digital Word 53 - 54 TOT1 .. TOT8 - Analogic Word 55 - 62 DIN1 .. DIN4 - Digital Word 63 DOUT1.. DOUT8- Digital Word 63 For block 120:(Leitura/Escrita) KP1 .. KP8 TR1 .. TR8 TD1 .. TD8 BIAS1 .. BIAS8 For block 121:(Escrita) CR1 .. CR12 CMV1 .. CMV4 CLR1 .. CLR4 AL1 .. AL20 AIN1 .. AIN20 DIN1 .. DIN20 XMV1 .. XMV4 A configuração dos Address para os blocos diferentes de 119,120 e 121 são em endereços lógicos, ou seja, deve ser colocado números, que seqüencialmente indicam os registro do bloco. Ex: Header 5:27 - Loop 5, Bloco 27 Address 0 - Primeiro Registro do Bloco 27 no CD600 Address 1 - Segundo Registro do Bloco 27 no CD600 Address 2 - Terceiro Registro do Bloco 27 no CD600 Comandos opcionais Leitura e Escrita do nome da Receita Armazenada no CD600 Para ler o Nome da Receita armazenada no CD600, configure no final do bloco 119 e 120 uma variável do tipo string e coloque no ADDRESS -> RCP. Sistemas digitais de controle SENAI 96 Para modificar o Nome da Receita configure no final do bloco 109 ou 110 uma variável do string e coloque no ADDRESS -> RCP. Escrita de arquivos de configuração no CD600 Para enviar um certo arquivo de configuração para o CD600, deve-se colocar no HEADER a string CONF, e no TAG NAME uma variável do tipo STRING contendo o path e o nome do arquivo de configuração (arquivo este gerado pelo programador do CD600). O ADDRESS deve ser preenchido com o valor zero. O arquivo será enviado para o CD600 no momento em que for dado um trigger de escrita. Runtime Na execução do Runtime, o status pode ser monitorado a partir do LOGWIN, habilitando o LOG da comunicação. Sistemas digitais de controle SENAI 97 Principais de componentes de uma planta Fieldbus Sistemas digitais de controle SENAI 98 Planta Fieldbus Smar - Senai Instrumentos Placa PCI W W PORTA I/O 0 0 240.25FH 0 1 280.2AFH 1 0 300.32FH 1 1 340.36FH W1 2W 3W CARD 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 2 0 1 1 3 1 0 0 4 1 0 1 5 1 1 0 6 1 1 1 7 Sistemas digitais de controle SENAI 99 W5 INTERRUPÇÃO 0 IRQ12 1 IRQ15 LD302 Transmissor fieldbus de pressão Características • 0 ~ 12,5 mbar a 0 ~ 400 bar • 0,1% de precisão do range calibrado • Aceita calibração de URL/40 a URL • Partes molhadas em Aço Inox 316, Hastelloy, Tântalo • Display digital (opcional) • Configuração atráves de comunicação Foundation Fieldbus, utilzando PC ou chave de ajuste local • Blocos funcionais: - Entrada Analógica - Controle PID - Totalização da Vazão - Caracterização do Sinal - Aritmético - Seletor de Sinal de Entrada • Totalmente digital: sensor, circuito e comunicação • Autodiagnose • À prova de tempo, à prova de explosão e intrinsecamente seguro • Capacidade de Mestre da rede Fieldbus • O LD302 pertence à primeira geração de equipamentos Fieldbus. É um transmissor para medição de pressão diferencial, absoluta, manométrica, nível e vazão. É baseado em um sensor capacitivo digital. Conversores IF302 Conversor de corrente para fieldbus Precisão de 0.03%. Três canais de corrente de entrada. Configuração através de protocolo Fieldbus (via PC) ou por ajuste local • Blocos Funcionais: Sistemas digitais de controle SENAI 100 • Entrada Analógica • Controle PID • Seletor de Sinal de Entrada • Aritmético • Totalização de Fluxo • Indicador Digital (opcional) • Capacidade de Mestres na rede Fieldbus • Auto-diagnose À prova de tempo, à prova de explosão e intrinsecamente seguro O IF302 permite a interligação de instrumentos com saída 4 a 20 mA à rede Fieldbus. O conversor IF302 pode receber até três sinais de 4 a 20 mA, como pode ser visto na seqüência. Sistemas digitais de controle SENAI 101 O conversor tem a estrutura abaixo FP302 Conversor de fieldbus para sinal pneumático Configuração através de produto de protocolo Fieldbus (via PC) ou por ajuste local Blocos funcionais: • Saída analógica • Controle PID • Seletor de sinal de entrada • Aritmético • Seletor de saída Indicador digital (opcional) Capacidade de mestre na rede Fieldbus Auto-diagnose À prova de tempo, à prova de explosão e intrinsecamente seguro Indicação local (com indicador) e remota da pressão de saída Indicação de perda de ar remota. O FP302 à primeira pertence à geração de equipamentos Fieldbus. É um conversor destinado a interfacear uma rede Fieldbus com uma válvula de controle atuada pneumaticamente, ou um posicionador. O FP302 fornece uma saída de 3 ~ 15 psi Sistemas digitais de controle SENAI 102 (0,2 ~1,0 Kg/cm2) proporcional a uma entrada recebida de uma rede Fieldbus. Endereçamento dos instrumentos de campo Sistemas digitais de controle SENAI 103 Software de configuração do Syscon O software SYSCON gera dois tipos de arquivo, que armazenam sobre a aplicação de controle desenvolvido: • Arquivos de configuração do bloco de função (*.FBC). Este arquivo contem a configuração do sistema Fieldbus, informações sobre a estação de computação,a interface Fieldbus e seus canais, os dispositivos usados numa aplicação de controle, os blocos de função usados em cada dispositivo de campo e os valores de parâmetro atribuídos para cada dispositivo e bloco de função. • Arquivos de Ligação dos blocos de função (*.FBL)-Este arquivo contém a interface gráfica e as ligações entre a saída e a entrada dos blocos de função. Criação de uma configuração fieldbus A criação de uma configuração Fieldbus é um processo de desenvolvimento, onde se escolhe a interface de comunicação Fieldbus, os dispositivos de campo que serão utilizados para fazer a função de controle da aplicação. Após salvar a configuração Fieldbus em um arquivo , é possível descarregar essa configuração para dispositivos de campo e colocar a rede Fieldbus em funcionamento. A criação de uma configuração passo a passo Para dar início a uma nova configuração Fieldbus, siga os passos a baixo: • Para criar um arquivo novo, use o menu FILE (arquivo) ou o botão da barra “Criar um documento novo” (figura abaixo). Sistemas digitais de controle SENAI 104 • Escolha “Arquivos de configuração de bloco de função (*.FBC)”. • Uma janela “FB config Files” (Arquivos de configuração de bloco de função) de abrirá (próxima figura). Neste ponto , deve-se selecionar uma interface Fieldbus. • Para selecionar uma nova interface, desloque o cursor do mouse para o ícone do computador (figura abaixo) e clique o botão direito do mouse, e assim aparecerá um menu com um item de nova interface. • Escolha New Interface (nova interface). Aparecerá um quadro de diálogos de nova interface (figura abaixo). Ajuste os atributos desejados e clique o botão de OK. Sistemas digitais de controle SENAI 105 Agora é chegado o momento de selecionar quais dispositivos e canais serão usados para implementar a aplicação de controle. • Para selecionar um canal, clique duas vezes o botão esquerdo do mouse sobre oícone da interface, e aparecerão os ícones dos canais (figura 6). A escolha de um canal se faz clicando a botão esquerdo do mouse sobre o ícone do canal. • Para incluir um dispositivo novo na aplicação de controle new file 1 (arquivo novo 1) (arquivo de configuração), desloque o cursor do mouse para o ícone do canal selecionado (figura 6) e clique o botão direito do mouse. Isso fará aparecer um menu com o item dispositivo novo. • Escolha new device (dispositivo novo). Sistemas digitais de controle SENAI 106 Após inserir todos os dispositivos que serão utilizados na aplicação de controle desenvolvida com o SYSCON, é chegado o momento de inserir os blocos de função. • Para incluir um novo bloco de função no arquivo de configuração new file 1 (arquivo novo 1), desloque o cursor do mouse sobre o ícone do dispositivo selecionado (figura 7) e clique o botão direito do mouse, o que fará aparecerá um menu com o item “Instantiate FB” para inserir um novo bloco e função. Sistemas digitais de controle SENAI 107 Sistemas digitais de controle SENAI 108 Após haver instancionado todos os blocos de função que serão utilizados, podem-se ligar seus parâmetros de entrada e de saída. Isto é possível através da criação de um documento de arquivo de ligação nova. • Para criar um arquivo novo, use o menu FILE (arquivo) ou a “speed bar” “Creates a new document” (criar documento novo) (figura 3). • Escolha “FB Link’s Files” (*.FBL)* (arquivos de ligação de blocos de função). • Uma janela de “FB Link’s Files” se abrirá (figura 8). Pode-se ver um novo menu e uma nova “speed bar”. Agora, é preciso habilitar a janela Tool Box (quadro de ferramentas). Este botão da “speed bar” habilita a janela Tool Box (quadro de ferramentas). Clique este botão. A janela Tool Box tem todas as ferramentas necessárias para traçar um diagrama de aplicação de controle nas “FB Link’s Files” (Arquivos de Ligações de Blocos de Função). Sistemas digitais de controle SENAI 109 • Escolha a ferramenta “Inserir bloco de função” para inserir um bloco de função na janela Drawing File (Arquivo de desenho). Este botão da janela Tool Box (quadro de ferramentas) é ferramenta “Inserir bloco de função”. Sistemas digitais de controle SENAI 110 • Clique sobre o botão de função a ser inserido , na janela do arquivo FBC, para selecionar o bloco de função. • Clique sobre a janela de desenho e use a ferramenta MOVE para posicionar corretamente a figura do bloco. Este botão da janela Tool Box (quadro de ferramentas “FB Parameter I/O Linking” (Ligação do parâmetro de entrada/saída do bloco função). Escolha a ferramentas “FB Parameter I/O Linking” para o Parâmetro de entrada do bloco função, na janela Arquivo de desenho. • Após selecionar a ferramenta “FB Parameter I/O Linking” (ligação dos Parâmetros de entrada/saída do bloco Função) (figura 8), use o mouse para deslocar o cursor para o bloco de função ao qual será ligado o parâmetro de saída. • Escolha o Parâmetro de saída. • Use o mouse para deslocar o cursor para o bloco de função, do qual partirá o Parâmetro de entrada e clique o botão esquerdo do mouse. • Escolha o Parâmetro de entrada. • A ligação está feita. O próximo passo é configurar os valores dos Parâmetros e descarregar a configuração para os dispositivos de campo. Antes de descarregar a configuração, deve-se atribuir o TAG dos dispositivos de campo. A atribuição de valores a parâmetros Para atribuir valores a parâmetros de blocos de função, deve-se seguir os passos abaixo: • Selecione o bloco de função que será configurado, clicando sobre o ícone do bloco de função. • Para selecionar um parâmetro de bloco de função, clique duas vezes o botão esquerdo do mouse sobre o ícone do bloco de função, isto fará aparecer os ícones de parâmetro (figura 9). Escolha um Parâmetro. • Para atribuir um valor a esse Parâmetro, use o mouse para deslocar o cursor para o ícone do Parâmetro selecionado (figura 9) e clique o botão direito do mouse, o Sistemas digitais de controle SENAI 111 que fará aparecer um menu com os atributos é utilizado para configurar um Parâmetro para comunicação, para atribuir seu atributo de LER/ESCREVER. A caracterização é utilizada para atribuir um valor de Parâmetro. • Escolha caracterização. • Aparecerá um quadro de diálogos do valor de Parâmetro. O valor atual do quadro mostra seu valor atual. Escolha o valor desejado no quadro de valor desejado (figura 10). Caso o Parâmetro não seja uma variável simples, caso seja uma estrutura de dados, o quadro do grupo Browse Member mostrará os nomes de seus membros, que serão utilizados. • A opção “[ ] Save value to configuration file” (salvar valor para o arquivo de configuração) é utilizada para salvar do Parâmetro desejado para o arquivo FBC. Caso NÃO seja assinalada, o valor NÃO é salvo. O botão Send (enviar) é utilizado para enviar o valor para o dispositivo de campo através da rede de comunicação Fieldbus. Sistemas digitais de controle SENAI 112 Configuração da rede fieldbus Exemplo Montar uma configuração FILDBUS que realize a lógica de controle conforme indicado na figura (controle PID simples de vazão).Lc
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