SDCD e SCADA

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SCADA & SDCD
Sistemas Industriais
SCADA & SDCD
Sistemas Industriais
Integrantes:
André Luis Silva
Igor Guimarães Barros
Felipe Santiago Andrade
Júlio Alberto Mendonça
Marcus Vinicius Rigaud
Philippe Cedraz Lopes
Sistemas Integrados de Manufatura
Graduação em Engenharia Mecatrônica e Mecânica
Universidade Salvador - UNIFACS
SCADA
Conceito Inicial
Supervisão, Controle e Operação
Sinóticos Elétricos
Alarmes e Relatórios
Controladores PID
Arquitetura
Apresentação
SDCD
Conceito
Contextualização Histórica
Funções
Arquitetura
Subsistemas
Apresentação
SCADA
Supervisory
Control
And
Data
Acquisition
SCADA
Objetivos:
Propiciar uma interface de alto nível do operador com o processo;
Informar "em tempo real" de todos os eventos de importância da planta.
SCADA
Configurações:
Possibilidade do sistema supervisório executar ações baseadas em parâmetros antecipadamente informados, fazendo que o usuário participe do processo de controle apenas quando as ações exijam intervenção humana. 
Oleodutos (produtos líquidos e gasosos);
Distribuição e tratamento de água;
Sistemas de esgoto;
Linhas de processamento de minério;
Sistemas de transporte como ferrovias, metrô, trânsito em cidades;
SCADA
Supervisão
Monitoramentos sinóticos animados;
Gráficos de tendência analógico e digital;
Relatórios em vídeos e impressões;
		 
Operação
Ligar/desligar;
Malhas PID;
Mudanças de operação;
Controle
Controle DDC (Digital Direct Control);
SCADA
A atividade de configuração de um supervisório compreende geralmente duas etapas:
Definir cada variável de processo na base de dados;
Definir sinóticos, gráficos e relatórios;
Sinóticos Elétricos
Telas de Sinóticos:
Alarmes
Implementação de Alarmes:
Relatórios
Relatório de Alarmes
Relatório de Acesso
Relatório de Variáveis
Análise de Variáveis
Faixas de uma variável analógica:
Controladores PID
Um sistema supervisório moderno:
Capaz de comandar dezenas de malhas de controle;
Controle representado pelos CLP, Single loops e Multi loops;
Controladores PID
Linguagem procedimental ou gráfica (blocos lógicos) para descrever procedimentos de controle a serem realizados a nível de supervisão:
a) Biblioteca de entrada e saída:
Realiza leitura e escrita de variáveis na RTU, solicita dados ao operador;
b) Biblioteca de funções matemáticas:
Funções: funções convencionais + Max, Min, Média, Alarm, etc;
c) Biblioteca de funções lógicas:
Funções: And, Or, Xor, Not, Pulso, etc.
Controladores PID
Linguagem procedimental ou gráfica (blocos lógicos) para descrever procedimentos de controle a serem realizados a nível de supervisão:
d) Biblioteca de funções de controle:
Funções: PID, PI, etc;
e) Biblioteca de funções de tratamento de sinais:
Funções: Lead_Lag, Atraso, Interpolação linear em tabela, Filtro, Função Log após ganho e offset, Função Exp após ganho e offset, Aplicação de ruído, Totalização (integração), Derivação.
Arquitetura
Hardware:
Microcomputador industrial ou workstation;
Dispositivo de entrada de dados:
	Teclado de engenharia;
	Teclado Funcional;
	Mouse ou "Track-ball”;
	"Touch Screen”;
Dispositivo de comunicação com o operador:
	Monitor;
	Terminal de vídeo;
Arquitetura
Hardware:
Dispositivo de comunicação com o processo:
	Saída serial convencional: RS 232-C;
	Cartão multiserial inteligente;
	Cartão de comunicação direto com a rede de CLPs;
Dispositivos de comunicação com outros sistemas:
	Cartões de redes;
	Distribuidores de conexão ("hubs");
Outros periféricos:
	Impressoras;
	Sinópticos tradicionais;
	Mesas de controle de "back-up" (em desuso);
Arquitetura
Software:
Pacote supervisório básico:
	Contém as funções básicas descritas no item anterior;
Pacote batch:
	Contém as funções de gerenciamento de processo de batelada;
Pacote SPC/SPQ:
Contém as funções estatísticas para Statistical Process Control, basicamente plotagem automática das cartas de controle e geração de alarmes quando um determinado processo foge de seu comportamento normal.
Arquitetura
Software:
Gerador de relatórios:
	Exportação de dados para planilha Excel é a melhor opção;
Linguagem de Quarta Geração:
	Definição de programas pelo próprio usuário;
Sistema especialista de tempo real.
SDCD
Sistema
Digital de
Controle
Distribuído
SDCD
Conceito:
Elemento da área de Automação Industrial que tem como função o controle de processos;
Permitir uma otimização da produtividade industrial, estruturada na diminuição de custo de produção;
Viabilizar melhoria na qualidade de produtos, precisão das operações e garantia de segurança operacional.
Distribuição da função de controle graças ao microprocessadores de baixo-custo e alta confiabilidade
Contextualização Histórica
1930
Instrumentos mecânicos conectados ao processo (indicações e registros para monitoramento, operadores espalhados);
1940
Instrumentação analógica pneumática (conceito da “sala de controle”, alteração de set points);
1950
Transmissores e controladores eletrônicos analógicos (transmissão de sinais a distâncias relativamente consideráveis);
1960
Surgimento dos computadores para controle de processo (DDC – Direct Digital Control. Único computador utilizado para centenas de operações e variáveis)
Contextualização Histórica
Contextualização Histórica
1970 
Redes de comunicação e apareciam os minicomputadores (SDCD - distribuído por computadores menores denominados “Controladores”, que dividiam entre si as malhas de controle das plantas).
Filosofia
Dividir os equipamentos em vários módulos funcionalmente distintos:
 
Processos;
Controle;
Operação;
Gerenciamento;
Comunicação.
SDCD
Evolução da Instrumentação;
Funções dos instrumentos (condicionamento de sinal, controle e display);
Substituição de Instrumentos Analógicos para aplicações de controle contínuo (PID);
Poderosa interface homem-máquina;
CLP x SDCD
SDCD era usado para o controle PID do processo continuo 
SDCD fazia o controle regulatório do processo e o CLP fazia o controle de alarme e inter travamento do processo;
SDCD começaram a incorporar atividades de controle liga-desliga nos seus sistemas;
CLP também incorporaram o bloco PID em sua configuração e usando a estação de operação de um CP, roda aplicativos de controle supervisório;
CLP x SDCD
CLP pode fazer tudo o que o SDCD pode fazer;
CLP era usado para aplicações com muita lógica, inter travamento e sequencial;
O que o usuário deve decidir é como facilmente e quanto custa para cada sistema satisfazer as exigências do sistema de controle, como definido na cotação.
SDCD - Funções
Indicação:
Mostrar para o operador o valor de uma variável do processo.
Display simples;
Barra gráfica (bar-graphs);
Sinalizadores;
Curvas de tendência: scompanhamento da evolução de variáveis do processo ao longo do tempo (forma gráfica);
SDCD - Funções
Registro e Análise:
Histórico de variáveis do processo - permite avaliações do comportamento do processo, ajustes, analise e diagnósticos;
Alarmes – instantes de ocorrência; ações tomadas; operador que atuou; 
Relatório – geração de relatórios de operação do processo;
Logs de acesso do sistema.
SDCD - Funções
Alarmes:
Gerenciamento de alarmes.
Indicar que determinada variável saiu do intervalo normal de operação;
Indicar os componentes/equipamentos possivelmente envolvidos;
Indicar possíveis diagnósticos do problema;
Indicar possíveis ações a serem tomadas;
Controlar o atendimento de alarmes pelos operadores.
SDCD - Funções
Controle:
Controle PID;
Estratégias de controle multivariável;
Controle preditivo;
Sintonia automática de controladores;
Controle avançado (cascata, vazão, entre outros);
SDCD - Funções
Operação:
IHM – Interface gráfica para operação do processo;
Execução de receitas – Reajustes automáticos de set-points para padrões de produção;
Gestão/produção – Protocolos de interface
com sistemas de produção e/ou gestão da empresa;
Gerenciamento de manutenção de equipamentos do sistema de controle;
Arquitetura
Arquitetura
SDCD - Vantagens
Cabeamento;
Configuração;
Visão da planta;
Registro Cronológicos; 
Falhas nos equipamentos;
Registro de Variáveis;
Sistemas de Comunicação
Subsistemas de aquisição de dados
 e controle;
Subsistema do monitoramento e operação;
Subsistema de supervisão e monitoramento;
Subsistema de Monitoramento e Operação
Subsistema de Supervisão e Monitoramento
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BERNARDES, Ciro e MARCONDES, Reynaldo C. Teoria Geral da Administração – Gerenciando Organizações. 3 ed. São Paulo, 2006.
 
UHLMANN, Gunter Wilhelm. Automação Industrial Aplicada Contemporânea. São Paulo, 1997.
 
MARTINS, Petrônio G e LAUGENI, Fernando P. Administração da Produção. 2 ed. São Paulo, 2006.
 
MOURA, Reinaldo Aparecido e BANZATO, José Maurício. Jeito Inteligente de Trabalhar: 'Just-in-Time' a reengenharia dos processos de fabricação. São Paulo: IMAM, 1994.
 
OHNO, Taiichi. SCADA Supervisory Systems: além da produção em larga escala. Porto Alegre: Bookman, 1997.
 
SAYER, A. New Developments in Manufacturing: SDCD, Capital and Class, vol. 30, 1986, 371p. 
 
SHINGO, Shigeo. O Sistema Toyota de Produção: do ponto de vista da engenharia de produção. 2.ed. Porto Alegre: Bookman, 1996.
 
SOUZA, Jader. SCADA– Administrando Empresas Vencedoras. São Paulo, 2006.
 
Referências Bibliográficas
Obrigado pela atenção!