Aula 06 - Redes para Automação Industrial - Parte 1

Prévia do material em texto

UFRN – CT – DCA
Prof. Anderson Cavalcanti
� Definição, caracterização e classificação de
sistemas industriais;
� Exemplos de redes de comunicação para
automação industrial;
� Requisitos demandados por aplicações� Requisitos demandados por aplicações
industriais.
� Automação é, em um contexto geral, toda e
qualquer técnica que transforma um sistema
manual (trabalho de seres humanos) para um
sistema automático (trabalho realizado por
máquinas);máquinas);
� Áreas mais freqüentes:
◦ Residencial;
◦ Comercial;
◦ IndustrialIndustrialIndustrialIndustrial.
� O Roboturb é um robô soldador, que se fixa 
nas paredes das pás das turbinas de gerador 
hidroelétricos.
Desenvolvido pela 
UFSC e LACTEC/PR
� Robô-cirurgião, criado por uma equipe da
Universidade de Washington, em Seattle, EUA.
� Automação Residencial: casa inteligente
� Revolução Industrial: consistiu em um
conjunto de mudanças tecnológicas com
profundo impacto no processo produtivo em
nível econômico e social. Iniciada na
Inglaterra em meados do século XVIII,Inglaterra em meados do século XVIII,
expandiu-se pelo mundo a partir do século
XIX;
� Henry Ford (década de 20) - linha de
produção de automóveis;
� Avanço: microeletrônica (transistores - anos
60)
� QualidadeQualidadeQualidadeQualidade:::: controle de qualidade eficiente,
compensação automática de deficiências do
processo, processos de fabricação
sofisticados;
� FlexibilidadeFlexibilidadeFlexibilidadeFlexibilidade:::: inovações freqüentes no� FlexibilidadeFlexibilidadeFlexibilidadeFlexibilidade:::: inovações freqüentes no
produto, atendimento a especificidades do
cliente, produção de pequenos lotes;
� ProdutividadeProdutividadeProdutividadeProdutividade:::: produção de refugo zero,
redução dos estoques.
� ViabilidadeViabilidadeViabilidadeViabilidade TécnicaTécnicaTécnicaTécnica:::: processamento imediato
de grande volume de informações e/ou
complexidade, limitações do homem,
condições desumanas de trabalho.
� Deve haver comunicação desde os
dispositivos “chão de fábrica” até os sistemas
corporativos.
� Sistemas físicos a serem monitorados,
controlados, supervisionados,gerenciados
� Processos Contínuos
◦ As variáveis manipuladas têm natureza contínua
◦ Processos químicos e robótica◦ Processos químicos e robótica
� Processos Discretos
◦ As variáveis manipuladas têm natureza discreta
◦ Políticas de inter-travamento e manufatura
� Sistemas Híbridos
◦ Variáveis contínuas + Variáveis discretas
� Sistema de Eventos Discretos
� Sistema Contínuo
LT LIC
Sensor de 
nível
Atuador
� Coluna de Destilação - Desbutanizadora
� Sensores:
◦ Componentes transdutores de sinais
◦ Condicionamento de sinais
◦ Calibração de sensores
◦ Sistemas de proteção◦ Sistemas de proteção
� Termopares
� Encoders
� Barômetros
� Potenciômetros
Fibras ópticas� Fibras ópticas
� Ultra-som
TermoparesTermopares
� Os sistemas conforme o tipo de energia
podem ser:
◦ Transmissão pneumática (3-15PSI)
◦ Transmissão eletrônica (4-20mA, 1-5Vcc)
◦ Transmissão digital ( RS-485, protocolo modbus, ◦ Transmissão digital ( RS-485, protocolo modbus, 
RS-232 protocolo HART, RS-422, “FoundationTM
Fieldbus”.
◦ Transmissão hidráulica
� Sensor + Transmissor (Transmissão Digital –
Protocolo Hart)
LD301 - SMARLD301 - SMAR
� Amplificadores de energia
� Transformadores de energia elétrica (sinal de
controle) em outras formas de energia
� Válvulas
� Pistões
� Inversores (eletrônica de potência)
� Resistências
� Exemplo:
Estrutura de E/S, algoritmo 
de controle, etc... dentro 
de um CLP, por exemplo!
Mais de 90% das malhas de
controle utilizam o PID como
controlador!
� A mudança do Estado das variáveis de
entrada provoca a mudança das variáveis de
saída;
� Controle de processos discretos é a
implementação de uma Operação Lógica e/ouimplementação de uma Operação Lógica e/ou
Seqüência de Eventos através do qual o
processo é levado a um estado desejado.
� Exemplos: 
◦ Pressão alta -> abrir válvula de alívio
◦ nível alto -> fecha válvula e aciona alarme
� Sentenças narrativas
� Tabela de Causa e Efeito
� Diagrama Lógico Binário
� Diagrama Ladder
Diagrama de Blocos Funcionais� Diagrama de Blocos Funcionais
� O papel do CLP na indústria é de extrema
importância por o mesmo executa tanto
funções de controle analógico, discreto e
ainda possui capacidade de comunicação com
uma gama de dispositivo através de uma redeuma gama de dispositivo através de uma rede
industrial.
� É um conjunto de Hardware e software que
permite ao operador ter acesso a informações
de um processo, tais como:
◦ Estado operacional de equipamentos
◦ Valores de variáveis de processo◦ Valores de variáveis de processo
◦ Alarmes
◦ Relatórios
� Coletar dados dos vários dispositivos de
campo, e apresentá-los em formato
padronizado e amigável, permitindo uma
eficiente interação com o processo;
� O sistema de supervisão está devidamente� O sistema de supervisão está devidamente
interligado com os níveis abaixo da pirâmide
da automação para efetuar suas funções. Isso
engloba hardwares, protocolos etc.
� Software encarregado da:
◦ Apresentação de valores de variáveis de processo
em tempo real;
◦ Geração de gráficos de tendência de variáveis de
processo;
◦ Anunciação e Reconhecimento de alarmes;◦ Anunciação e Reconhecimento de alarmes;
◦ Sinalização de estado operacional de
equipamentos;
◦ Ligar e Desligar equipamentos;
◦ Registro de eventos;
� O sistema está estruturado através de uma
série de telas e janelas;
� Tela: Exibem os diversos dados
disponibilizados pelo sistema, ocupando todo
o espaço disponível do monitor.o espaço disponível do monitor.
� Janela: Idem à tela, porém ocupando apenas
uma parte do espaço disponível do monitor.
� Telas e janelas são classificadas segundo o 
tipo de informação apresentada:
◦ processo/utilidades;
◦ segurança;
◦ instrumentação;◦ instrumentação;
◦ alarmes.
� Os dados da produção, desde o chão de
fabrica ao produto final, são transformados
em informação de negócio.
� Automação Industrial, André Maitelli
◦ www.dca.ufrn.br/~maitelli/cursos/clp
� Redes para Automação Industrial, Luiz
Affonso
◦ http://www.dca.ufrn.br/~affonso/DCA0447/curso.◦ http://www.dca.ufrn.br/~affonso/DCA0447/curso.
html
� Referências na Internet.