(Parte 3 de 13)

− Implementação e execução de tarefas via software;

− Outras.

Figura 3.2.1_2 – Interligação de instrumentos em rede

Sistema de Supervisão Controlador

Sistema de Supervisão

Controlador Rede de Campo

Com a possibilidade de elaborar e executar estratégias de controle no nível dos instrumentos, como ilustrado na figura 3.2.1_3, é necessário definir a hierarquia de controle na etapa de projeto. O controle pode ser executado no nível dos controladores ou no nível dos instrumentos. Caso optemos por realizar o controle no nível dos instrumentos, o controlador é dispensável?

Figura 3.2.1_3 – Estratégia de Controle executada no nível dos instrumentos 3.2.2. Camada de Controle

Esta camada é composta por dispositivos controladores. O controlador é um computador dedicado que executa diversas lógicas de controle em tempos da ordem de 50 ms. As configurações são modulares e devem atender as necessidades do processo. A figura 3.2.2_1 mostra uma configuração, que normalmente possui: − Fonte;

− Cartão de rede;

− Cartões de entrada e saída;

− Cartões especiais para funcionalidades específicas;

− Módulos de expansão (racks);

− Etc. instalados em painéis.

Figura 3.2.2_1 –Controlador Programável montado em um painel

A maioria dos controladores industriais utiliza eletricidade ou fluido pressurizado, tais como óleo ou ar, para a transmissão dos sinais. Os controladores também podem ser classificados, de acordo com o tipo de sinal empregado na operação, como controladores pneumáticos, controladores hidráulicos ou controladores eletrônicos. A espécie de controlador a ser utilizada deve ser decidida

Medidor Atuador com base no tipo de processo a controlar e nas condições de operação, incluindo considerações como segurança, custo, disponibilidade, precisão, confiabilidade, peso e dimensão.

A figura 3.2.2_2 traz uma configuração típica de um sistema de controle industrial que consiste em um controlador automático, um atuador, um processo a controlar e um sensor (elemento de medição). O controlador detecta o sinal de erro atuante e aciona o atuador. O atuador por sua vez, produz o sinal destinado a agir sobre o processo, de acordo com o sinal de controle, de tal modo que o sinal de realimentação tenda ao valor do sinal de referência. O valor do ponto de ajuste do controlador (set point) deve ser convertido em um sinal de referência com as mesmas unidades que o sinal de retroação proveniente do sensor ou elemento de medição.

Figura 3.2.2_2 – Configuração de um sistema de controle industrial

Sistemas de controle modernos seguem uma arquitetura distribuída, com mostrado na figura 3.2.2_3.

Figura 3.2.2_3 – Arqutietura de de um sistema de controle distribuído

Sinal de Referência (Set point)

Valor da Variável de Processo

Detecção do Erro / Processamento da Lógica de Controle

Sinal para o Atuador

Medidor Atuador

Sistema de Supervisão Controlador

Unidade Principal com: Fonte CPU Cartão de Rede (caso necessário)

Sala de Operação

Unidade Remota com: Fonte Cartão de Rede Cartões de Entrada/Saída

Sala Elétrica Área X

Unidade Remota com: Fonte Cartão de Rede Cartões de Entrada/Saída

Sala Elétrica Área Y

Rede de Controle

Uma unidade principal é instalada próximo ou mesmo na sala de operação. Esta unidade contém uma fonte de alimentação, CPU e cartão de rede (caso a CPU não possua a conexão para rede exigida). A CPU é reponsável por realizar o processamento necessário a todas as áreas do processo. A comunicação com as demais unidades é realizada através da rede de controle. As unidades remotas, por sua vez, são instaladas nas salas elétricas próximo às áreas do processo. Estas unidades, que não possuem CPU, desempenham a tarefa de interface com a instrumentação.

Desde a década de 80, os fabricantes de sistemas de automação têm disputado o mercado oferecendo sistemas de controle e supervisão baseados nas seguintes tecnologias:

− CLP (Controlador Lógico Programável) + interface gráfica SCADA (Sistema de Supervisão e Aquisição de Dados); − SDCD (Sistema Digital de Controle Distribuído);

− Sistema híbrido.

O CLP teve suas origens na indústria automobilística e é indicado para aplicações com predominância de variáveis discretas. Está presente também nos segmentos de mineração, alimentício, têxtil, siderúrgico, etc.

O SDCD teve suas origens na indústria petroquímica e é indicado para aplicações com predominância de variáveis analógicas. Está presente também no segmento de papel e celulose.

Na década de 90, alguns fabricantes lançaram sistemas híbridos, como o resultado da concatenação das potencialidades de ambas as tecnologias, CLP e SDCD, em um só produto.

A seguir, são apresentadas as principais características das três arquiteturas, que comumente estão presentes nos produtos de maior penetração no mercado. Eventualmente poderão ser notados alguns desvios com relação a produtos existentes.

PLC+SCADA SDCD Sistema Híbrido

Fornecimento por projeto de integração de hardware e software: CPU e módulos de CLP, estações de engenharia e operação, redes de comunicação, softwares, engenharia básica e detalhada, configuração e integração.

Fornecimento por projeto de integração de hardware e software: CPU e módulos de SDCD, estações de engenharia e operação, redes de comunicação, softwares, engenharia básica e detalhada, configuração e integração.

Fornecimento por projeto de integração de hardware e software: CPU e módulos de CLP e SDCD, estações de engenharia e operação, redes de comunicação, softwares, engenharia básica e detalhada, configuração e integração.

Tecnologia aberta atendendo os padrões de mercado com liberdade de escolha de fornecedores.

Hardware e software padrão de mercado permitindo agilidade de atualização e incorporação de novos dispositivos.

CPU e remotas de CLP distribuídas pelas áreas do processo para atender variáveis discretas e analógicas.

CPU e remotas de SDCD distribuídas pelas áreas do processo para atender variáveis discretas e analógicas.

(Parte 3 de 13)

Comentários