Neste post serão abordados conceitos básicos sobre sistemas supervisórios de processos e sua utilidade no âmbito da automação industrial.
Introdução
Um Sistema Supervisório é um software que funciona geralmente na plataforma Windows, destinado a construir telas com um desenho esquemático do processo que está sendo controlado por um PLC ou outro sistema de controle, permitindo a um operador verificar
de forma gráfica, os valores das variáveis do processo, observar tendências de variação, verificar os estados de equipamentos, etc., possibilitando também o envio de comandos e parâmetros para o processo, inerentes à sua operação.
As telas construídas em um sistema supervisório são chamadas geralmente de telas sinóticas, nome este herdado dos sinóticos elétricos utilizados durante muitos anos na indústria (e por incrível que pareça, ainda presente em algumas indústrias), onde se tinha um grande desenho do sistema controlado, com informações visuais através de sinaleiros luminosos, instrumentos de medição analógicos ou digitais, sinaleiros sonoros, registradores gráficos em papel, bem como botões, potenciômetros, chaves do tipo thumbwheel e outros métodos de ação sobre o processo controlado. Um exemplo de um sinótico elétrico é mostrado na Figura 1.
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| Figura 1 – Antigo sinótico elétrico (Imagem disponível neste link) |
A Figura 2 apresenta uma tela sinótica de um sistema supervisório.
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| Figura 2 – Tela sinótica de um sistema supervisório (Fonte: Elipse Software) |
Os sistemas supervisórios, em conjunto com os PLCs formam o chamado sistema SCADA – Supervisory Control and Data Acquisition, ou Sistemas Controle e Aquisição de Dados.
Princípio de operação
O princípio de operação de um sistema supervisório é relativamente simples. Este software faz a aquisição de dados no campo (valores instantâneos das variáveis de processo, tais como temperatura, vazão, velocidade, estado de um equipamento, etc.), associa cada dado a uma variável, denominada TAG e possibilita uma série de operações com essas TAGs, tais como:
- Associar uma TAG discreta (0 ou 1) a objetos para indicação do estado de um equipamento, sendo que este objeto muda sua cor de acordo com o estado real do equipamento em campo.
- Assiociar uma TAG contínua (variável analógica) a um campo que simplesmente exibe o valor dessa variável.
- Associar TAGs discretas a botões de comando, possibilitando o acionamento de equipamentos no campo quando o operador pressiona o botão.
- Associar TAGs contínuas a campos editáveis, de modo que o operador poderá enviar valores pré-definidos (presets ou setpoints) para os equipamentos em campo.
- Construir animações e associá-las a TAGs discretas ou contínuas, de maneira a representar mais fielmente movimentos ou vários estados possíveis de um equipamento.
- Gerar gráficos de tendência a partir de TAGs contínuas.
- Armazenar um histórico de variáveis em um banco de dados.
- Haja um meio físico que faça a interligação entre o dispositivo e o computador/servidor onde está o sistema supervisório. (Ex: Cabo serial RS-232, Rede RS-485 com conversor para RS-232, rede Ethernet TCP/IP, etc.)
- Estejam agregados ao sistema supervisório, drivers ou servidores OPC que possibilitem a comunicação com os dispositivos de campo, através de um protocolo de comunicação aberto ou proprietário, possibilitando a alimentação da base de dados do sistema.
- Sejam criadas TAGs associadas a endereços específicos em cada dispositivo de campo, de modo que seja possível associar cada valor em campo a objetos na tela do sistema.
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| Figura 3 – Princípio de operação de um supervisório com device drivers |
Para equipamentos específicos ou muito antigos, com protocolos de comunicação de dados proprietários, provavelmente nenhum software de mercado suportará e será necessário desenvolver um device driver para aquele equipamento. Geralmente os fabricantes de softwares de supervisão possuem esse serviço mas ele é muito caro, pois exigirá um grande esforço de engenharia e talvez até testes de campo para concluir este desenvolvimento. Em uma certa ocasião, um cliente mencionou que havia feito uma cotação para o desenvolvimento de um driver que ele precisaria e o fabricante cobraria cerca de US$ 5.000,00 (cinco mil dólares) para o desenvolvimento, se não houvesse a necessidade de realizar testes de campo, o que encareceria mais o processo.
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| Figura 4 – Operação de um Sistema Supervisório com OPC |
Outro detalhe importante de ser reforçado é que como o OPC Server é um aplicativo independente do sistema supervisório (ver Layout da Figura 4) vários OPC Clients podem acessar um mesmo OPC Server, de maneira que os dados do processo podem ser disponibilizados para diversos aplicativos ou sistemas, de acordo com a necessidade. Sendo assim, o OPC server pode estar instalado na mesma máquina onde está o supervisório, ou pode também estar em outra máquina, que pode ser acessada via rede.
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