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AULA 12 – SISTEMAS SUPERVISÓRIOS

Prof. Fabricia Neres

Sistemas Supervisórios

• São sistemas digitais de monitoração e operação da planta que gerencia as variáveis do processo.

• Estas informações são atualizadas continuamente e

armazenadas em um banco de dados que pode ser local ou remoto.

Sistemas Supervisórios • Na indústria tem-se a necessidade de centralizar as

informações de forma a obter o máximo possível de informações com o menor tempo possível.

• O Sistema Supervisório foram criados para reduzir a

dimensão dos painéis e melhorar a interface homem/máquina.

• São baseados em computadores executando softwares específicos de supervisão de processo industrial.

Sistemas Supervisórios • É um software destinado a promover a interface homem/

máquina, afim de proporcionar uma supervisão plena do processo através de telas devidamente configuradas;

• As telas que representam o processo podem ser

animadas em função das informações recebidas pelo CLP;

• Quando fala-se em supervisão tem-se a idéia de dirigir,

orientar ou inspecionar em um plano superior.

Sistemas Supervisórios • Permitem uma visualização gráfica com informações do

processo por cores e animações. • Dão ao projetista uma ampla gama de comunicação com

os mais diversos tipos de marcas e modelos de equipamentos disponíveis no mercado.

Principais Elementos de um Sistema Supervisório

• Sinóticos: Fornecem uma representação gráfica geral da planta em substituição aos painéis sinóticos tradicionais.

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Sistemas Supervisórios Sistemas Supervisórios

Sistemas Supervisórios Sistemas Supervisórios

Sistemas Supervisórios Comunicação entre o Supervisório e o sistema.

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Sistema Supervisório Tipos de Variáveis Monitoradas • Digitais: quando as variáveis podem ser interpretadas por

apenas dois estados discretos. Exemplo: motor ligado/desligado

• Analógicas: quando as variáveis percorrem uma

determinada faixa estabelecida. Exemplo: temperatura do motor.

Tipos de Sistemas Supervisórios

•  IHM/HMI (Interface Homem Máquina/Human Machine Interface)

• SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition – Aquisição de dados e Controle do Supervisório)

• São sistemas normalmente usados no chão de fábrica; • Possuem construção extremamente robusta, resistentes

a jatos de água direto, umidade, temperatura e poeira de acordo com o grau de proteção (IP);

•  IHMs modernas são capazes de monitorar uma grande

quantidade de variáveis; •  IHMs podem ser usadas no microondas até cabines de

aeronaves.

IHM/ HMI

• Está instalada geralmente próxima da linha de produção, traduzindo as informações do CLP para uma linguagem de maior facilidade de compreensão;

• Composta por uma tela de cristal líquido e um conjunto

de teclas para navegação ou inserção de dados que utiliza um software proprietário para sua programação.

IHM •  Economia da fiação e acessórios, pois a comunicação é

realizada através de portas seriais; •  Redução da mão de obra para a montagem, pois em vez de

vários dispositivos apenas a IHM é montada; •  Eliminação física do painel de sinótico; •  Aumento da capacidade de comando e controle do processo;

•  Operação amigável; •  Fácil programação e manutenção.

Benefícios das IHMs

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• Visualização de alarmes; • Visualização de dados de motores e/ou equipamentos; • Visualização de dados de processo da máquina; • Alteração de parâmetros do processo; • Operação em modo manual de componentes da máquina; •  Alteração de configuração dos equipamentos.

Aplicação de IHMs

•  O uso de CNC pode-se automatizar tornos, fresadoras, retíficas, centros de usinagens.

• Exemplos de controles das IHMs: referenciamento dos

eixos, ajuste de ferramentas, carga de programa de uma peça a ser usinada e visualização de alarmes

Exemplos de IHMs CNC (Comando Númerico por Computador)

• Criado para realizar a supervisão de uma grande quantidade de variáveis;

•  Tem sido aplicado largamente nas indústrias; • Esses sistemas visam à integridade física das pessoas,

equipamentos e produção; •  Também é capaz de detectar falhas no sistema.

SCADA

• Esses sistemas possibilitam configurar os arquivos de alarmes e eventos, além de relatórios e interfaces;

• A interação do operador é garantida através das

interfaces gráficas que permitem uma interação amigável.

Arquitetura dos sistemas SCADA

• Comunicação por consulta • Comunicação por interrupção

Tipos de comunicação • Do tipo mestre/escravo; • Vantagens: ü Simplicidade no processo de aquisição de dados; ü Inexistência de colisão no tráfego da rede; ü Permite garantir largura de banda e tempo de resposta ü Facilidade na detecção de falhas

• Desvantagens: ü Incapacidade das estações remotas de comunicar (com o mestre) em

situações adversas. ü Uma grande quantidade estações remotas influência no tempo de resposta

do sistema. ü Comunicação entre estações remotas obrigatoriamente tem que passar pela

central.

Comunicação por Consulta

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• A estação remota monitora suas informações quando julga necessário envia as mesmas para estação central;

• A estação remota deve verificar antes da transmissão se

o meio está ocupado por outra estação; • Em caso de congestionamento da rede a central deve

realizar comunicação por consulta.

Comunicação por Interrupção

• Vantagens: ü Evita a transferência de informações desnecessárias. ü Permite uma rápida de detecção de informação urgente. ü Permite comunicação entre estações remotas.

• Desvantagens: ü A estação central consegue detectar falhas depois de um determinado

período de tempo. ü É necessária a existência de ação por parte de todos.

Comunicação por Interrupção

• Visualização das variáveis do processo através da Internet

Supervisão através do Internet

• Modo de Desenvolvimento • Modo de Execução

Modos Operacionais

• É no ambiente desenvolvimento que são criadas as telas gráficas;

• As Tags são relacionadas as propriedades dos objetos

gráficos e os efeitos de animação.

Modo de Desenvolvimento • É executado uma versão compilada do código fonte; • No modo de execução é realizada a integração com o

CLP durante a automação da planta em tempo real.

Modo de Execução

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• Operador externo: trabalhador que interfere diretamente sobre a instalação (manutenção)

• Operador do Processo: trabalhador encarregado de conduzir o processo a partir de painéis, telas ou mostradores na sala de controle.

• Chefe de posto: responsável pela equipe de operadores de processo.

•  Instrumentista: operador que interfere de modo direto sobre a regulagem e manutenção dos instrumentos da instalação.

Atividades dos Operadores

•  Facilidade de interpretação: uso de desenhos animações; •  Flexibilidade: correções ou implementações são

facilmente realizadas; • Estrutura: acompanha a divisão da planta; • Geração de receitas: permite a alteração ou importação

em tempo real de parâmetros da receita de produção.

Características dos Sistemas Supervisórios

• Entendimento do processo • Variáveis do processo • Planejamento da base de dados • Planejamento dos alarmes • Planejamento da hierarquia de navegação entre as telas • Desenho das telas • Gráficos de tendências • Planejamento da segurança do sistema • Padrão industrial de desenvolvimento

Planejamento do Sistema Supervisório

• Verificar por meio de documentos ou conversas como o processo se comporta;

• Descobrir qual o melhor tipo de comunicação a ser usada

(Ethernet ou USB por exemplo)

Entendimento do Processo

• Quais variáveis são monitoradas? • Variáveis do processo devem ser convertidas para que se

tornem melhor compreensíveis pelos operadores do supervisório;

• Podem ser do tipo: digital, analógica ou string; • Campos obrigatórios: valor mínimo e máximo, unidade,

escala e tipo de dado

Variáveis do Processo

• Escolher o que é importante armazenar no banco de dados???

Planejamento da Base de Dados

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• Quais condições e variáveis devem disparar os alarmes (nível, pressão, valor);

• Como os alarmes irão indicar ao operador a informação

desejada (alarme sonoro, alarme visual); • Quais informações serão apresentadas no alarme (valor,

hora); • Como o operador deve reconhecer o alarme.

Planejamento dos Alarmes

• Como devem ser organizadas as telas? Geralmente são criados menus de navegação

Planejamento da hierarquia de navegação entre as telas

•  Telas de visão geral •  Telas de grupo •  Telas de detalhe •  Telas de malha •  Telas de tendências •  Telas de manutenção

Desenho de Telas •  Inserir o uso de permissões no sistema; • Privilégios: usuários administradores e outros.

Planejamento da segurança do sistema