Sistema de Controle_Aula05

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Sistemas de controle
Sistemas controle híbridos
Bloco 1
Rosana YaSUE Narazaki
Convergindo para o sistema de controle híbrido
SDCD ≡ DCS.
Nomenclatura usual que resulta no acrônimo DCS:
• Descentralized Control System.
• Distributed Control System.
Evolução:
• Tecnologia eletrônica.
• Tecnologia da Informação.
Convergindo para o sistema de controle híbrido
Processo 
Contínuo
Processo 
Híbrido
Processo 
Discreto
Petroquímica
Refinaria
Energia
Celulose e Papel
Farmacêutica
Química Fina
Alimentos e Bebidas
Bens de consumo
Automobilística
Aeroespacial
Usinagem
Eletrônica
Figura 1 – Ilustração de processo híbrido e a 
convergência para a hibridização dos sistemas
Fonte: elaborada pela autora.
Conceito básico de sistema de controle híbrido
DCS onde se conectam CLPs.
Conceito introduzido na 
década de 1980 .
Pesadelo:
• Engenharia para 
configuração.
• Demanda de 
memória.
• Programas para 
conectar ambos.
Fonte: elaborada pela autora.
Figura 2 – Ilustração 
conceito básico de sistema 
de controle híbrido
Conceito básico de sistema de controle híbrido
Questão: se já possuímos 
eletrônica suficiente para fabricar 
DCS e CLP, o que nos impede de 
ter um controlador de processo 
com as mesmas características de 
um DCS, tão barato e tão simples 
como um CLP?
Figura 3 – Ilustração conceito básico de sistema 
de controle híbrido (2)
Fonte: elaborada pela autora.
Pontos de comparação CLP versus DCS
Critério CLP DCS
Tipo de produto e manipulação do 
produto
Produto tem visibilidade e é 
movimentado ao longo do processo.
A visualização da movimentação do 
produto ao longo de todo o processo 
é frequentemente impossível.
Valor do produto e custo de parada 
de produção
Retornar a um nível estável de 
produção após uma interrupção é 
rápido relativamente simples.
Retornar a um nível estável de 
produção após uma interrupção é 
demorado, custoso e por vezes 
complicado.
Elemento principal do sistema
Usualmente, o elemento principal do 
sistema é a unidade de 
processamento central (UCP, em 
inglês CPU).
Usualmente, o elemento principal é a 
interface homem-máquina (IHM).
Quadro 1 – Comparação entre CLP e DCS
Fonte: elaborado pela autora.
Pontos de comparação CLP X DCS (continuação)
Quadro 2 – Comparação entre CLP e DCS
Fonte: elaborado pela autora.
Critério CLP DCS
Ação do operador
A informação crítica para o operador é de 
status (ligado/desligado, 
executando/parado).
A informação crítica para o operador é 
como estão as tendências do processo; o 
operador precisa saber o que está 
acontecendo no processo como um todo.
Performance requerida do sistema
Scan lógico ≤ 10ms necessário para o 
controle dos motores e controle dos 
movimentos.
Malhas de controle requerem Scan
determinístico com a velocidade de 100 a 
500 ms.
Grau de customização requerida
Bibliotecas padrão são consideradas boas 
características.
Bibliotecas de aplicação padronizadas com 
blocos de função são expectativas 
mínimas que sejam fornecidas pelo 
fabricante.
Expectativas da engenharia
Solução genérica aplicável a uma grande 
variedade de casos.
Uso de funções pré-definidas e 
previamente testadas para economizar 
tempo
Arquitetura de sistema de controle híbrido
Fonte: 
<https://www.automation.siemens.com/bilddb/index.aspx?gridview=view2&objkey=G_PCS7_XX
_00952&showdetail=true&view=Search>. Acesso em: 12 maio 2019. 
Figura 4 – Ilustração de sistema de controle híbrido
Flexibilidade dos sistemas de controle híbrido
• Exemplos de 
configurações
• Não-redundantes.
• Redundantes.
• Compactas.
• Engenharia.
Fonte: elaborada pela autora.
Figura 5 – Exemplos de configurações de 
sistemas híbridos
Outra tendência?
Sistema de controle de processo modular:
• Fabricantes focados em processos contínuos e/ou por batelada.
• Baseado na possibilidade de se construir um sistema capaz de 
permitir módulos de controle de processo, sem a necessidade 
de uma grande intervenção em um sistema em execução.
• Permite partir um sistema mínimo e adicionar expansões: 
melhor planejamento produtivo e financeiro ou adequações ao 
longo do ciclo 
de vida da instalação.
Aspectos relevantes de sistemas de 
controle híbridos
Bloco 2
Rosana YaSUE Narazaki
Aspectos relevantes de sistemas de controle híbridos
• Hierarquia.
Figura 6 – Ilustração de hierarquia
Fonte: bananajazz/iStock.com.
Aspectos relevantes de sistemas de controle híbridos
• Arquitetura. Figura 7 – Ilustração de arquitetura
Fonte: 
<https://www.automation.siemens.com/bilddb/index.aspx?gridview=view2&objkey=G
_PCS7_XX_00950&showdetail=true&view=Search>. Acesso em: 31 maio 2019. 
Aspectos relevantes de sistemas de controle híbridos
• Campo de aplicação.
Figura 8 – Ilustração de processo de fabricação de cerveja
Fonte: alejomiranda/iStock.com.
• Farmacêutica.
• Química fina.
• Alimentos e bebidas.
• Bens de consumo.
Teoria em prática
Bloco 3
Rosana YaSUE Narazaki
Teoria em prática
Objetivo: elaborar critérios para escolher 
um fornecedor para um sistema de 
controle híbrido.
Caso:
• Empresa fictícia Química Fina 
Morubixaba.
• Projeto de expansão: produção de 
anidrido ftálico 200 mil toneladas.
• Substância para fabricação de 
estabilizantes de PVC, plastificantes, 
resinas poliéster, entre outros.
• Restrições orçamentárias para investir 
em substituição do sistema antigo.
• Diretoria indecisa quanto a tecnologia e 
o fornecedor.
• Engenharia consultiva: analise e 
proponha critério de escolha adequado.
Figura 9 – Ilustração de planta química
Fonte: Nivellen77/iStock.com.
Teoria em prática
Quadro 3 – Ilustração de solução do problema
Fonte: elaborado pela autora.
ABORDAGEM TÉCNICA ABORDAGEM ESTRATÉGICA
Processo DCS híbrido / CLP híbrido Processo de implantação rápido
Tamanho do processo:
• Quantidade de subprocessos.
• Número de entradas e saídas (dispositivos de campo).
• Quantidade de estações (controle, operação e engenharia).
Tamanho do projeto:
• Pequeno, médio ou grande.
Tecnologia:
• Fácil de usar, simples de manter, interface de usuário 
efetiva, e fácil de integrar.
Tecnologias: diferentes fabricantes podem disponibilizar diferentes 
arquiteturas e funcionalidades de software.
Business Case: garantia do fabricante/fornecedor que o 
sistema trará resultados para o negócio.
Rede de comunicação e redundância. Interface amigável, suporte integrado, personalização.
Sala de controle. Compatibilidade com outros sistemas
Software e hardware disponível no mercado. Pós-venda e suporte, treinamento.
Objetivo: elaborar critérios escolha fornecedor sistema de controle híbrido
Dica da professora
Bloco 4
Rosana YaSUE Narazaki
Dica da professora
• Consulta ao sites dos fabricantes de sistemas de controle híbridos:
• Consultar publicações técnicas (white papers) que abordem as tendências 
tecnológicas que serão seguidas pelos fabricantes fornecedores de sistemas de 
controle em curto, médio e longo prazos.
• Buscar informações sobre sistemas de automação modular.
Dica da professora
• Buscar informações sobre sistemas de automação modular.
Figura 10 – Ilustração de plantas em módulos
Fonte: AlfazetChronicles/iStock.com. 
Referências
GREEFF, Gerhard; GHOSHAL, Ranjan. Practical E-Manufacturing and 
Supply Chain Management. Oxford: Elsevier, 2004.