AULA1 - SISTEMAS SUPERVISÓRIOS

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AULA 1 
SISTEMAS SUPERVISÓRIOS 
Profª Ana Carolina Bueno Franco 
 
 
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CONVERSA INICIAL 
Os sistemas supervisórios são amplamente usados em qualquer processo 
automatizado. Como desempenham um papel fundamental, não só no controle e 
na supervisão, é importante que o gestor de automação conheça seus conceitos, 
aplicações e modos de extrair o melhor resultado de sua aplicação. Os objetivos 
desta aula são: 
 entender o conceito de sistemas supervisórios; 
 conhecer os módulos dos sistemas supervisórios e suas funções; 
 conhecer os componentes físicos dos supervisórios; 
 entender o conceito de Sistemas Digitais de Controle Distribuídos (SDCD); 
 compreender as diferenças entre as arquiteturas SDCD e Scada + CLP; 
 conhecer as novas tendências de sistemas supervisórios; 
 entender a importância do módulo de comunicação. 
CONTEXTUALIZANDO 
Na disciplina de Filosofias de Supervisão, foi possível compreender o papel 
desempenhado por cada sistema de automação. O sistema supervisório ou Scada 
ocupa um lugar de destaque devido à sua importância. Ele permite o controle e a 
supervisão do processo em tempo real, e, além disso, atua como fonte de dados 
entre o chão de fábrica e os sistemas corporativos. Por abrir um universo de 
possibilidades e pela sua importância, há uma disciplina dedicada ao seu estudo. 
TEMA 1 – CONCEITO 
Os sistemas supervisórios também são conhecidos como sistemas Scada 
(Supervisory, Control and Data Acquisition). Suas principais funções são a 
supervisão e o controle dos dados de processo, em tempo real. Esses sistemas 
podem ser aplicados aos mais diversos tipos de processos: desde uma instalação 
física até processos produtivos, por exemplo. 
Vejamos, na Figura 1, seus tipos de aplicação: 
 
 
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Figura 1 – Tipos de aplicação dos supervisórios 
 
Fonte: Elipse Software, S.d. 
Esses sistemas começaram a ser utilizados no final da década de 1980, 
usando como sistema operacional o DOS e a comunicação serial com os 
equipamentos de campo. Nessa etapa, eram aplicados somente a sistemas 
periféricos, devido à falta de robustez do sistema operacional e às telas gráficas 
de baixa qualidade (Dutra, 2016). 
Com o lançamento do Windows, os supervisórios passaram a ser utilizados 
em sistemas críticos. As telas gráficas apresentavam melhor qualidade (2D) e 
havia duas possibilidades de realizar a comunicação com os equipamentos: 
drivers ou OPC. 
Também houve uso da tecnologia ActiveX – pequenos programas que 
podem ser executados em uma aplicação –, a qual foi desenvolvida em 1996 pela 
Microsoft e está em processo de obsolescência. Outro fator importante: múltiplas 
estações de operação na rede local. 
Com a evolução dos sistemas e o aumento da complexidade das 
aplicações, alguns problemas ficaram evidentes, como segurança dos sistemas 
(principalmente após alguns ciberataques), problemas de integração e 
redundância, entre outros. 
Atualmente, os sistemas baseados em plataforma 64 bits têm novas 
funcionalidades. O supervisório assumiu um papel bem mais abrangente e as 
indústrias começaram a perceber as vantagens desse tipo de sistema – aumento 
 
 
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da eficiência nas operações, confiabilidade nos dados, apoio às decisões 
gerenciais e integração com outros sistemas. 
No mercado nacional, duas empresas iniciaram suas atividades no 
desenvolvimento de supervisório, na década de 1990: Elipse Software e Indusoft. 
Grandes fornecedores de produtos para automação, como Siemens, Rockwell, 
GE, Schneider, entre outros, também desenvolveram seus próprios sistemas. 
Atualmente, os supervisórios são usados para centralizar, tratar e analisar 
as informações de processo. Com o avanço da mobilidade, permitem a operação 
das plantas industriais remotamente. A Figura 2 ilustra um exemplo de tela do 
Scada para DOS: 
Figura 2 – Tela do Elipse Scada para DOS 
 
Fonte: Elipse Software, S.d. 
A nova geração de supervisórios permite conectividade com sistemas 
corporativos, comunicação por OPC-UA (não utiliza mais o DCOM) e 
desenvolvimento de telas em 3D. As aplicações ficaram mais rápidas e robustas, 
permitindo a conexão com Web Services. Vejamos uma tela dos novos sistemas 
na Figura 3: 
 
 
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Figura 3 – Exemplo de tela dos sistemas recentes 
 
Fonte: Elipse Software. 
Saiba mais 
Para entender melhor o que é um software Scada, assista ao vídeo 
disponível em <https://www.youtube.com/watch?v=K6g2hzqSrDg>. 
TEMA 2 – COMPOSIÇÃO DOS SISTEMAS SUPERVISÓRIOS 
Os sistemas supervisórios coletam dados do processo de forma 
automática. Essa característica confere a esses sistemas confiabilidade e acesso 
em tempo real às informações. Além disso, permite coletar dados de sistemas 
críticos e de difícil acesso. 
De forma geral, pode-se dizer que os componentes físicos dos sistemas 
supervisórios são: estação de monitoramento central, sensores e atuadores, rede 
de comunicação e controladores (Figura 4). 
Os sensores são conectados aos equipamentos controlados e monitorados 
pelos supervisórios, que, por sua vez, convertem os parâmetros físicos 
(velocidade, temperatura, umidade, nível da água etc.) para sinais analógicos e 
digitais, legíveis pela estação remota. Já os atuadores do processo têm a função 
 
 
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de atuar ou executar uma ação sobre o sistema, como, por exemplo, ligar/desligar 
um equipamento (Silva; Salvador, 2011). 
A aquisição de dados e o controle do processo são iniciados nas estações 
remotas e em Controladores Lógicos Programáveis (CLP) através da leitura das 
variáveis do processo. As informações do processo trafegam nas redes de 
comunicação industriais, e os sistemas supervisórios ficam nas estações de 
monitoramento central e disponibilizam as informações em tempo real. 
Figura 4 – Componentes físicos dos sistemas supervisórios 
 
Fonte: Elipse Software. 
As informações podem ser distribuídas e compartilhadas com outros 
usuários (ou operadores) do processo. Em alguns processos mais críticos, como 
energia, saneamento, transportes, entre outros, é muito comum a centralização 
das informações nos chamados centros de controle e operação. Esses centros de 
operação recebem dados de diversas localidades e permitem que vários 
operadores realizem o controle do processo, de forma remota. 
Na Figura 5, temos um exemplo: 
 
 
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Figura 5 – Centro de controle operacional da CCR (metrô da Bahia) 
 
Fonte: Tecnologia..., [S.d.]. 
Com relação aos módulos que compõem os sistemas supervisórios, temos: 
1. Módulo de comunicação: responsável pelo gerenciamento da comunicação 
com equipamentos de campo. Como existem diversos protocolos 
industriais, é necessário utilizar drivers de comunicação específicos. Outra 
opção é o uso de comunicação por OLE for Process Control (OPC). 
2. Núcleo de processamento: responsável pela execução e pelo 
gerenciamento dos módulos do supervisório. Coordena o fluxo de 
informações e execução dos módulos. 
3. Módulo de interface gráfica: disponibiliza elementos gráficos para a 
customização das telas do supervisório. 
4. Módulo de gerenciamento de alarmes: especifica os alarmes, bem como 
determina em qual banco de dados (tabelas) eles serão armazenados. 
5. Módulo de banco de dados: é extremamente importante, pois determina 
qual tipo de banco de dados será usado, quais tabelas e a periocidade de 
armazenamento. Nele são indicadas as variáveis de processo que devem 
ser armazenadas. 
6. Módulo de programação: permite que o usuário crie lógicas de 
programação e scripts para a aplicação. 
7. Módulo de relatórios: permite gerar relatórios específicos de acordo com a 
aplicação do usuário. Esses relatórios podem ser disponibilizados em rede. 
 
 
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8. Comunicação com outros sistemas: é muito comum a troca de informações 
dos supervisórios com sistemas de manutenção, corporativos e até mesmo 
outros supervisórios. 
Os fornecedores de supervisórios disponibilizam uma plataforma dedesenvolvimento, e cada cliente final customizará o aplicativo de acordo com suas 
necessidades. Existem dois tipos de licenças: a runtime (execução), que é a 
licença em tempo real utilizada pelos usuários finais, e a licença de engenharia 
(ou desenvolvimento). 
Uma das funções do gestor de automação é elaborar uma especificação 
técnica, com o detalhamento do sistema: lista das variáveis, tipos e padrões de 
telas, lista de usuários, entre outros. Esse desenvolvimento pode ser feito por uma 
equipe interna ou por empresas terceirizadas. 
TEMA 3 – SISTEMAS DIGITAIS DE CONTROLE DISTRIBUÍDOS (SDCD) 
Para determinados tipos de indústrias, em especial processos contínuos 
complexos, que exigem muitas malhas de controle, é muito comum o uso de 
Sistemas Digitais de Controle Distribuídos (SDCD). O primeiro SDCD surgiu no 
final da década de 1970, a partir de um estudo promovido pela empresa 
Honeywell. Atualmente, existem diversos fornecedores: Emerson, Foxboro, 
Yokogawa, Bailey, Honeywell, entre outros. 
O SDCD pode ser definido como uma arquitetura composta de estações de 
controle de campo (onde as lógicas e os intertravamentos são executados), 
estações de operação e engenharia (baseadas em plataforma PC, em que são 
executados os softwares de operação e desenvolvimento de lógicas) e a rede de 
controle (Medeiros; Pinto; Almeida, 2010) – Figura 6. 
Ele tem a função de controlar e supervisionar a planta industrial, utilizando 
técnicas de processamentos digitais e analógicos, controle e monitoramento da 
produção, controle de processos de batelada, gerenciamento de alarmes e 
gerenciamento de informações da planta. Normalmente essas funções são 
executadas por diferentes produtos de diversos fornecedores (Medeiros; Pinto; 
Almeida, 2010). 
Nesse caso, a vantagem do SDCD é que tudo é feito em uma única 
plataforma (um fornecedor), unificação que facilita a operação e a manutenção do 
sistema. 
 
 
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Figura 6 – Composição de um SDCD 
 
Fonte: Esteves, 2013. 
A escolha da melhor arquitetura a ser usada (CLP + Scada ou SDCD) deve 
considerar as características intrínsecas de cada tipo de processo. Os SDCD são 
muito utilizados em processos que exigem um alto grau de integração e quando 
estratégias de controle avançado precisam ser utilizadas (Figura 7). Já a 
integração entre sistemas supervisórios e CLP garante maior versatilidade e 
abrangência, pois estes se conectam aos mais diversos tipos de equipamentos. A 
integração desses dois tipos de arquiteturas é muito comum, visando à 
complementação de ambas. 
Figura 7 – Exemplo de tela de um SDCD 
 
Fonte: ABB. 
 
 
 
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TEMA 4 – O PAPEL DO SUPERVISÓRIO: NOVO CONTEXTO 
Atualmente, o papel do supervisório vai muito além do controle e da 
operação de uma planta. Com a evolução dos sistemas, a necessidade de reduzir 
custos e a competitividade entre as indústrias, a cada dia novas funcionalidades 
são incorporadas aos sistemas Scada. 
A comunicação com os mais diversos equipamentos de campo (de diversos 
protocolos e fornecedores) confere aos supervisórios uma característica bastante 
significativa: faz com eles sejam fontes de dados importantes. O uso em conjunto 
com os sistemas PIMS (conteúdo visto na aula de Filosofias de Sistemas de 
Supervisão) é cada vez mais comum. 
Os sistemas PIMS (historiadores industriais) otimizam o armazenamento 
das informações de processo, através do uso de algoritmos que compactam o 
volume de dados, permitindo a análise e a consulta das informações. A 
visualização desses dados, seja por gráficos, tabelas ou indicadores, pode ser 
feita no próprio supervisório ou por um portal na web. Essas informações servem 
de apoio para os gestores da produção e da manutenção (Figura 8). 
Figura 8 – Tela de Dashboard: análise de dados e índices 
 
Fonte: ICONICS. 
Não basta coletar e armazenar dados de processo, é preciso transformar 
dados em informações úteis que ajudem a otimizar o processo produtivo. Por esse 
motivo, os sistemas PIMS têm ferramentas que agregam valor e inteligência ao 
processo, tais como lógica Fuzzy, algoritmos genéticos, métodos de regressão, 
entre outros métodos de inteligência artificial. 
 
 
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Outro papel importante assumido pelos supervisórios diz respeito ao 
gerenciamento dos alarmes. Existem metodologias e estudos que possibilitam a 
implementação de um sistema de alarmes inteligente. Um erro muito comum, 
entretanto, é gerar alarmes para qualquer anomalia ou desvio do processo. 
Esse excesso de alarmes compromete a segurança e a capacidade de 
ação dos operadores. Aplicar a metodologia para gerir corretamente os alarmes 
auxilia a identificação de áreas críticas, máquinas com problemas recorrentes, e 
ainda identifica a má configuração dos setpoints e parâmetros (Figura 9). 
É muito importante destacar que o gerenciamento de alarmes não é 
considerado um produto, mas uma metodologia que pode ser implementada em 
qualquer supervisório. As normas para o gerenciamento de alarmes são ISA 
SP18.02, EEMUA 191 e Namur NA 102. 
Figura 9 – Análise dos alarmes ocorridos 
 
Fonte: Elipse Software. 
As normas citadas propõem taxas aceitáveis de alarmes, seja em situações 
críticas ou normais. Com a análise dos alarmes gerados, é possível identificar os 
que ocorrem com maior frequência e propor ações corretivas, como filtragem, 
reconfiguração, temporização, supressão, adequação do nível de prioridade, entre 
outros (Paiola, 2013). 
A mobilidade é outro papel importante do supervisório: permite que o 
usuário acesse o sistema de qualquer local, a qualquer hora, utilizando o celular 
ou um tablet. Esses são alguns exemplos das possibilidades que os supervisórios 
 
 
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disponibilizam. Na verdade, eles abrem um universo de possibilidades de 
implementações. 
Saiba mais 
Acesse o link <https://www.elipse.com.br/case/softwares-da-elipse-sao-
utilizados-nos-processos-de-reducao-de-perdas-de-agua-e-eficientizacao-
energetica-da-aguas-guariroba/> e veja a implementação de um sistema Scada 
para controlar e supervisionar o saneamento da cidade de Campo Grande - MS. 
Nesse estudo de caso, foram usados: interfaces gráficas em 3D, tratamento e 
análise de dados, dispositivos móveis com o supervisório e centralização da 
operação (Centro de Controle). 
TEMA 5 – MÓDULO DE COMUNICAÇÃO 
O módulo de comunicação tem uma função primordial no supervisório, 
sendo responsável pela aquisição de dados com os equipamentos de campo ou 
pela comunicação com outros sistemas. 
A comunicação com os equipamentos de campo (CLP, remotas, IED etc.) 
pode ser feita de duas formas: 
1. Driver de comunicação; 
2. Servidores OPC. 
Os drivers de comunicação são necessários porque cada equipamento usa 
um protocolo específico, como Modbus, DNP3.0, Bacnet, entre outros (os 
protocolos de comunicação foram abordados na disciplina de Filosofias de 
Supervisão). Existem ainda dois tipos de comunicação: por polling ou por 
interrupção, também conhecida por report by exception. 
Na comunicação por polling, a estação considerada “mestre” é responsável 
pelas comunicações, requisitando dados de cada uma das estações clientes (ou 
estações remotas). Estas, por sua vez, só respondem à estação mestre após a 
recepção do pedido. 
As vantagens dessa forma de comunicação são a inexistência de colisões 
no tráfego da rede, a facilidade na detecção de falhas de ligação e a simplicidade 
na coleta de dados. Por outro lado, a desvantagem é que as estações remotas 
não têm a possibilidade de realizar a comunicação por conta (Silva; Salvador, 
2011). 
 
 
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Na comunicação por interrupção, os dispositivos de controle (CLP) 
monitoram os valores de entrada, e, quando detectam alterações significativas, 
enviam as informações para uma estação central. Esse tipo de comunicação 
reduz de forma considerável o tráfego de dados na rede, evitando a transferência 
de informação desnecessária. Além disso, realizaa detecção de informação 
urgente de forma rápida. 
Além dos drivers de comunicação, há a possibilidade do uso de servidores 
OPC, que são disponibilizados pelos fabricantes dos equipamentos. Praticamente 
todos os sistemas supervisórios são clientes e servidores OPC. As vantagens do 
uso do OPC são: 
1. Uniformidade de interface para diversos protocolos e redes: a utilização de 
servidores OPC para diferentes redes facilita o acesso de dados do 
processo sem que haja necessidade de ajustes em drivers de 
comunicação, reduzindo o tempo de configuração (Maciel, 2011). 
2. Integração plena com a rede: em boa parte dos casos, os servidores OPC 
são desenvolvidos e disponibilizados pelos fabricantes dos equipamentos. 
Com isso, os servidores serão atualizados automaticamente sobre 
qualquer alteração de protocolo que ocorra (Maciel, 2011). 
3. Elimina a necessidade de drivers de comunicação: cada driver de 
comunicação tem configurações diferentes, e alguns são bastante 
complexos. Outro fato importante é que, dependendo da política comercial 
do fornecedor do supervisório, os drivers são cobrados, e isso gera custo 
para o projeto. 
4. Integração com outros sistemas supervisórios: como todos os sistemas 
supervisórios são clientes/servidores OPC, podem realizar a comunicação 
entre si de forma simples. 
O uso dos servidores OPC também tem desvantagens: a velocidade de 
comunicação é menor em relação ao uso de drivers de comunicação, pois utilizam 
um número maior de sistemas. Outra desvantagem é que o servidor OPC usa 
serviços do sistema operacional, portanto é preciso investir em máquinas que 
tenham um bom processamento. A manutenção também deve ser considerada, 
uma vez que falhas nos sistemas operacionais podem causar paradas na 
comunicação. 
 
 
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FINALIZANDO 
Os sistemas supervisórios são de grande importância e têm aplicações nos 
mais diversos tipos de processos. É importante compreender seu papel e o modo 
como podem auxiliar na melhoria da gestão do processo e em eficiência. 
Nesta aula, foi possível conhecer como esses sistemas são compostos e 
as novas tecnologias adotadas. Isso auxiliará os gestores de automação a 
especificarem o sistema de forma adequada. 
 
 
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REFERÊNCIAS 
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Disponível em: <https://www.youtube.com/watch?v=672Myg3h58o>. Acesso em: 
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14 mar. 2018. 
MACIEL, P. H. S. Configurando o Elipse E3 como cliente OPC. Elipse 
Knowledgebase, 2011. Disponível em: <http://kb.elipse.com.br/pt-
br/questions/30/Configurando+o+Elipse+E3+como+cliente+OPC.>. Acesso em: 
13 mar. 2018.MEDEIROS, A. L.; PINTO, J. L.; ALMEIDA, M. Arquiteturas de 
Automação: SDCD ou CLP + Supervisório? InTech, São Paulo, p. 22-24, 2010. 
PAIOLA, C. E. G. O papel do supervisório no atual contexto tecnológico. InTech 
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<http://www.aquarius.com.br/Boletim/InTech132_artigo.pdf>. Acesso em: 13 mar. 
2018. 
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Knowledgebase, 2011. Disponível em: <http://kb.elipse.com.br/pt-
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2018. 
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TECNOLOGIA: Centro de Controle Operacional (CCO). CCR Metrô Bahia, [S.d.]. 
Disponível em: <http://www.ccrmetrobahia.com.br/linha-1/tecnologia>. Acesso 
em: 14 mar. 2018.