Apostila Sistemas de Automação e Controle - SENAI

Apostila Sistemas de Automação e Controle - SENAI

(Parte 45 de 46)

Para uma pequena aplicação: uma máquina, por exemplo, existem IHMs que possuem também a função de um CLP – um CLP incorporado na IHM. Com esse recurso tem-se várias vantagens, tais como:

• redução de espaço no painel;

• diminuição do número de fios e cabos na instalação;

• comunicação entre o CLP e a IHM bem mais rápidos do que o modelo tradicional;

• redução de custos.

Há dois modelos de IHM com CLP incorporado: somente “IHM e CLP” e “IHM, CLP e Fieldbus”. Quando usamos CLP e IHM temos um sistema centralizado onde os I/Os estão no corpo do equipamento.

E ao utilizarmos o IHM, CLP e Fieldbus podemos ter, além dos I/Os incorporados, I/Os remotos, obtendo com isso um sistema totalmente distribuído. Na fig.6.10observamos uma ilustração de como seria uma IHM, CLP e Fieldbus.

  1. Especificando uma IHM

A especificação de uma IHM é 60% preço e 40% necessidade.

Em uma aplicação onde exista a necessidade de uma IHM, nós teremos que pensar em qual deverá ser o grau de recursos que estaremos fornecendo ao operador.

Algumas perguntas são básicas:

  • Visualização somente de texto ou será necessário o uso de gráficos?

IHMs que apresentam somente textos costumam ser bem mais baratas que as gráficas; pondere, portanto, se realmente a gráfica é necessária.

  • Se for gráfica qual a resolução do display?

A resolução é um fator importante a ser considerado quando pensamos no gráfico

que iremos reproduzir e até mesmo para os desenhos que faremos.

  • A IHM deve ser grande ou pequena?

Quem irá determinar o tamanho é o display, se este for grande (normalmente telas gráficas) ou se for pequeno (normalmente textos). Mostramos na fig.6.11uma IHM bem pequena, da Siemens (OP3).

  • O display deve ser colorido ou pode ser monocromático?

Eu diria que essa questão vai um pouco da beleza da aplicação, apesar de que existem casos onde uma tela colorida faz falta, por exemplo, onde temos gráficos com mais de uma variável e desejamos distinguí-las utilizando cores diferentes. Não preciso nem dizer que uma IHM colorida é bem mais cara que uma IHM monocromática.

  • Touch-Screen?

Touch-Screen é um recurso que algumas IHMs possuem e que consistem no fato do operador interagir com a IHM tocando diretamente na tela, dispensando o teclado convencional de uma IHM (fig.6.12). Essa função é a mesma que as utilizadas em caixas eletrônicos. Uma IHM com Touch-Screen costuma ser mais cara que uma IHM com teclado de membrana.

Fig.6.9.

CLP, PC e IHM na mesma rede Fieldbus.

Fig.6.10.

IHM + CLP e rede Fieldbus.

  • Quantas teclas de funções serão necessárias?

Como foi dito anteriormente, as teclas de funções são destinadas para a navegação, alterar valores de variáveis e algumas funções específicas de cada IHM, e normalmente o número de teclas de funções é definido de acordo com o tamanho do display.

Fig.6.11.

IHM pequena, da Siemens.

  • Como a IHM irá se comunicar com o CLP?

Este é um ponto importante, pois nem todas as IHM trocam dados com todos os CLPs e com as redes Fieldbus. É fundamental observar também o protocolo elétrico do CLP, se é RS-232, RS-485 ou TTY.

• Comunicação direta? Qual o protocolo do CLP?

• Fieldbus? Qual?

• CLP incorporado? É a ideal onde temos máquinas e necessitamos baratear a aplicação, além de contribuir também com uma redução do espaço no painel.

  • É necessário o uso do teclado alfanumérico para a inserção de textos?

Muitas vezes em uma aplicação o operador precisa entrar com dados para o processo, e em uma IHM isso só é possível se houver um teclado para a inserção dos dados (se a IHM não for Touch-Screen). Caso não seja imprescindível a inserção dos dados pelo operador, a IHM não precisará ter um teclado. Existem vários modelos de IHM sem o teclado e normalmente eles têm o custo menor do que as outras.

  • Poderá ser conectada uma impressora na IHM?

Em algumas aplicações, há impressoras ligadas na IHM, e existem dois motivos para isto:

• relatório de alarmes;

• relatórios do processo.

As impressoras a serem ligadas na IHM devem ter uma porta de comunicação seriais RS-232 para esse fim, além de admitir uma programação em código ASCII dos seus parâmetros.

  • A IHM exigirá quais recursos de software?

Algumas funções básicas todas as IHM têm, porém algumas mais específicas nem todas possuem como, por exemplo, geração de receitas.

Fig.6.12.

Touch-screen.

• Gerenciamento de Alarmes;

• Realização de Bargraphs;

• Criação de Receitas.

  1. Quando não utilizar uma IHM

Apesar da IHM ser um componente fundamental em uma aplicação, ela se revela limitada em alguns recursos quando comparado com software supervisório, por exemplo, os recursos matemáticos de uma IHM são muito restritos e, em alguns casos, somente é possível a normalização de variáveis (equação do primeiro grau). Em um software supervisório a comunicação com o mundo exterior torna-se muito mais simples pelo fato de ser em plataforma Windows, entretanto, como tudo tem seu custo, um software supervisório é um programa caro, precisando-se de uma base operacional que é o Windows (já existe para Linux também) e um computador, de preferência padrão industrial. Esse conjunto acaba saindo muito caro. Por esse motivo, a IHM ainda é a preferência na maioria das aplicações.

Um outro fator que impede o uso de IHM é quando precisamos nos comunicar com algum banco de dados ou com sistemas ERP. Nesse ponto, o software supervisório é imprescindível.

  1. Conclusão

Vimos, neste artigo, a importância do uso da IHM na área de Automação Industrial, mas o mais importante é ter em mente que, ao se escolher uma IHM, tenhamos certeza que ela se encaixa na aplicação prevendo o futuro, por exemplo. Hoje, o operador não precisa entrar com dados do processo, porém num futuro próximo ele poderá inserir dados de processo. E, ao especificar, procure a que oferecer melhor custo/ benefício dentro das perguntas acima mencionadas.

  1. SISTEMA PIMS

    1. Apresentação

O termo PIMS (Plant Information Management System) começa a ecoar nos meios de TI (Tecnologia da Informação) e também nos meios industriais, onde é feita a sua aplicação. Trata-se de uma tecnologia emergente que começa a ser difundida entre os vários tipos de indústrias, embora não seja novidade para alguns segmentos industriais, como o petroquímico, onde sua utilização traz ganhos da ordem de milhões de dólares por ano. Devido aos seus benefícios, esta nova forma de controlar as informações provenientes do processo, será cada vez mais utilizada nos novos projetos que envolvam sistemas de supervisão e controle, sendo uma complementação para ambos.

A MESA (Manufacturing Execution System Association), instituição criada para regulamentar as definições das novas tecnologias de middleware (principalmente de MES), tenta sintetizar as diversas funções dos futuros sistemas industriais. Como exemplo, temos hoje definidos muitos conceitos, entre os mais conhecidos: MES (Manufacturing Executin System), EPS (Enterprise Production System) e PIMS (Plant Information Management System). Aqui vamos nos concentrar no conceito de PIMS, mas é recomendado o estudo dos outros dois termos, que de certa forma complementam ou estendem o conceito de PIMS.

 Basicamente, PIMS é um software que contém um repositório, onde são concentradas todas as informações relevantes das células de produção, diretamente ligadas aos sistemas de supervisão e controle. O PIMS coleta informações dos sistemas de supervisão, CLPs, SDCDs e sistemas legados e os armazena em uma base de dados real time. Tal base tem características não encontradas nos bancos de dados convencionais, como: grande capacidade de compactação (tipicamente de 10:1) e alta velocidade de resposta a consulta em sua base histórica. Devido a isto, é capaz de armazenar um grande volume de dados com recursos mínimos, se comparado às soluções convencionais.

O PIMS é uma solução pronta para quem quer implementar rapidamente um sistema de middleware, satisfazendo cerca de 90% das necessidades de uma indústria de processos. Quando aparece uma nova necessidade não contemplada nos pacotes tradicionais, o PIMS deixa aberta a porta para o desenvolvimento de funções específicas, utilizando, por exemplo, os tradicionais bancos de dados relacionais.

    1. Comunicação com Sistemas Externos

Uma das tarefas mais difíceis na implementação de sistemas de middleware é a conexão com os sistemas que compõem as células de produção. Estes sistemas, mesmo dentro de uma fábrica bem planejada e moderna, são extremamente heterogêneos.

Os sistemas PIMS dispõem de ferramentas especialmente desenvolvidas com a finalidade de conexão com os sistemas industriais (supervisão, CLPs, SDCDs, sistemas legados, etc) tornando essa tarefa mais fácil. Essas ferramentas já dispõem de uma grande variedade de drivers de comunicação (tipicamente 150), cobrindo a maioria dos sistemas existentes e englobando as mais novas tecnologias de troca de informação, tais como o OPC. Caso não se tenha o driver específico para a conexão entre o software de PIMS e o sistema industrial em questão, existem ferramentas disponibilizadas pelos fabricantes, que facilitam a confecção de um novo driver.

    1. Modelo de Gerenciamento de Dados CST

Gerenciamento de dados de Produção, Produtos, Processos e Equipamentos.

Fig.7.1.

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