Apostila de automação

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AUTOMA?ç?âO VIIII REVIS?âO 1 CURSO: ENGENHARIA ELETR?öNICA E DE TELECOMUNICA?ç?âO

1. OBJETIVO ………………………………………………………………………………………………………………… 4

2. INTRODU?ç?âO ………………………………………………………………………………………………………….. 4

3. SISTEMAS DE AUTOMA?ç?âO ………………………………………………………………………………….. 4

3.1. Evolu?º?úo da arquitetura centralizada para distribu?¡da …………………………………………. 5

3.2. Camadas de uma arquitetura distribu?¡da em sistemas de automa?º?úo ……………………. 7

3.2.1. Camada de Instrumenta?º?úo ……………………………………………………………………………… 7

3.2.2. Camada de Controle ……………………………………………………………………………………….. 9

3.2.3. Camada de Supervis?úo ………………………………………………………………………………….. 12

3.2.4. Camada de Otimiza?º?úo …………………………………………………………………………………. 17

3.2.5. Camada de Gest?úo………………………………………………………………………………………… 21

3.2.6. Camada de Integra?º?úo …………………………………………………………………………………… 25

AUTOMA?ç?âO………………………………………………………………………………………………………………… 25

4.1. Din?ómica Operacional ……………………………………………………………………………………….. 25

4.1.1. Redund?óncia f?¡sica ……………………………………………………………………………………. 26

4.1.2. Redund?óncia l??gica …………………………………………………………………………………… 27

4.2. Seguran?ºa………………………………………………………………………………………………………….. 28

4.2.1. Ambiente de instala?º?úo dos equipamentos ………………………………………………………. 28

4.2.2. Sistemas de retaguarda de energia ………………………………………………………………….. 28

4.3. Confiabilidade …………………………………………………………………………………………………… 28

4.4. Disponibilidade ………………………………………………………………………………………………….. 28

5. PLANO DIRETOR DE AUTOMA?ç?âO E INFORMA?ç?âO ………………………………………. 29

5.1. Abrang?¬ncia de um PDAI ………………………………………………………………………………….. 29

5.2. Detalhamento do Plano………………………………………………………………………………………. 30

5.2.1. N?¡vel de Instrumenta?º?úo ……………………………………………………………………………….. 30

5.2.2. N?¡vel de Controle …………………………………………………………………………………………. 30

5.2.3. N?¡vel de Supervis?úo ……………………………………………………………………………………… 30

5.2.4. N?¡vel de Otimiza?º?úo……………………………………………………………………………………… 31

5.2.5 N?¡vel de Informa?º?úo……………………………………………………………………………………… 31

6. ETAPAS DE UM PROJETO DE AUTOMA?ç?âO INDUSTRIAL ………………………………. 31

6.1. Levantamento de Campo……………………………………………………………………………………. 31

6.2. Especifica?º?úo Funcional …………………………………………………………………………………….. 31

6.3. Crit?®rios de Projeto……………………………………………………………………………………………. 32

6.4. Fluxogramas P&I (Processo e Instrumenta?º?úo) ………………………………………………….. 32

6.5. Instrumenta?º?úo do fluxograma P&I …………………………………………………………………… 32

6.6. Arranjo da Sala de Controle ………………………………………………………………………………. 33

6.7. Rela?º?úo de entradas e sa?¡das dos controladores…………………………………………………… 34

6.8. Especifica?º?úo de instrumentos ……………………………………………………………………………. 34

6.9. Folha de dados de instrumentos/equipamentos …………………………………………………… 35

6.10. Folha de Especifica?º?úo para o Sistema de Automa?º?úo ……………………………………… 35

6.11. Diagramas L??gicos …………………………………………………………………………………………. 36

6.12. Diagramas Funcionais ……………………………………………………………………………………. 37

6.13. Diagramas de interliga?º?úo ………………………………………………………………………………. 37

6.14. Diagramas de Malhas …………………………………………………………………………………….. 38

6.15. Rela?º?úo de Circuitos e Cargas ………………………………………………………………………… 38

6.16. Diagrama Unifilar ………………………………………………………………………………………….. 39

6.18. Plantas de loca?º?úo de instrumentos …………………………………………………………………. 39

6.19. Lista de Materiais…………………………………………………………………………………………… 40

6.20. Lista de Cabos ……………………………………………………………………………………………….. 41

6.21. Planilhas de Cabos …………………………………………………………………………………………. 41

6.22. Lista de Cabos para lan?ºamento……………………………………………………………………… 41

6.23. Gest?úo de Suprimentos …………………………………………………………………………………… 41

6.24. An?ílise T?®cnica de Propostas ………………………………………………………………………….. 41

6.25. Coment?írio de desenhos de fornecedores ………………………………………………………… 42

6.26. Roteiro de Aceita?º?úo ………………………………………………………………………………………. 42

6.27. Programa?º?úo de CLP……………………………………………………………………………………… 42

6.28. Configura?º?úo do Software De Supervis?úo ……………………………………………………….. 43

6.29. Desenvolvimento de drivers ……………………………………………………………………………. 44

6.30. Testes de Plataforma………………………………………………………………………………………. 44

6.31. Elabora?º?úo de Manuais ………………………………………………………………………………….. 44

6.32. As-Built …………………………………………………………………………………………………………. 44

6.33. Implanta?º?úo do Sistema………………………………………………………………………………….. 44

7. FERRAMENTAS DE APOIO ?Ç PRODU?ç?âO ………………………………………………………….. 45

8. FERRAMENTASDECONTROLEEACOMPANHAMENTODEPROJETO………….46

A disciplina tem como objetivo apresentar ao aluno informa?º?Áes sobre os sistemas de automa?º?úo de forma ampla, enfatizando as interfaces entre as diversas camadas existentes. S?úo apresentadas as arquiteturas e configura?º?Áes mais utilizadas, bem como algumas ferramentas de planejamento e gest?úo de projetos.

2. INTRODU?ç?âO Automa?º?úo ?® um conceito amplo que pode ser aplicado em qualquer ambiente, seja predial, comercial ou industrial. Baseia-se fundamentalmente na aplica?º?úo de dispositivos que visam substituir o trabalho bra?ºal, insalubre ou repetitivo.

Sistemas de automa?º?úo podem ser distribu?¡dos em camadas, como relacionado abaixo: – Gest?úo.

Ao longo do texto, ser?úo explicitados os componentes de cada camada, suas caracter?¡sticas e interfaces. Ser?úo apresentadas tamb?®m, as arquiteturas e configura?º?Áes mais utilizadas com as respectivas an?ílises de custos e benef?¡cios.

A abordagem do tema n?úo est?í vinculada a qualquer tipo de produto de mercado, sendo que os conceitos e funcionalidade dos dispositivos s?úo apresentados em ?ómbito geral. As figuras apresentadas no texto s?úo de car?íter meramente ilustrativo.

3. SISTEMAS DE AUTOMA?ç?âO A automatiza?º?úo de processos traz benef?¡cios ineg?íveis com rela?º?úo ao aumento da produtividade, redu?º?úo dos custos e melhoria global da qualidade. Traz, entretanto, alguns efeitos colaterais dos quais podemos apontar como sendo o pior o desemprego.

A automa?º?úo e a computa?º?úo s?úo duas ?íreas que t?¬m muito em comum. Podemos considerar que os processadores e de maneira geral os computadores foram e ainda s?úo uma ferramenta essencial na implementa?º?úo de sistemas automatizados. Estas ?íreas est?úo em constante evolu?º?úo em decorr?¬ncia de novas tecnologias que introduzem a cada ano novos componentes, novos materiais, novas arquiteturas e configura?º?Áes para a constru?º?úo de dispositivos e equipamentos.

Os primeiros sistemas de automa?º?úo possu?¡am tamanho avantajado, com capacidade, performance, confiabilidade e disponibilidade reduzida. Os sistemas modernos reverteram estas caracter?¡sticas desfavor?íveis e hoje se mostram surpreendentemente pequenos, com grande capacidade de processamento o que lhes atribui alta performance, s?úo extremamente confi?íveis e com altos ?¡ndices de disponibilidade.

Uma das principais mudan?ºas trazida pelo avan?ºo tecnol??gico foi a distribui?º?úo de recursos e dados pelos diversos componentes de um grupo de computadores. Outrora, tarefas e dados eram processados em uma ??nica m?íquina, servidor main-frame, que concentrava e geria todos os recursos de processamento e armazenamento dentro de uma arquitetura centralizada, como mostrado na figura 3.1_1. Os sistemas de controle eram separados da estrutura corporativa.

Super Computadores Camada Corporativa Servidor Main-Frame Processamento de Dados

Rede Corporativa Terminais ÔÇ£burrosÔÇØ Camada de Clientes Fun?º?Áes: Acesso ao Servidor

Controladores Locais Eletr??nicos ou Eletromec?ónicos (Rel?®s) Sensores Atuadores Camada de Controle Fun?º?Áes: Controle Sequenciamento Intertravamento

Camada de Instrumenta?º?úo Fun?º?Áes: Medi?º?úo Atua?º?úo Figura 3.1_1 – Arquitetura centralizada A descentraliza?º?úo trouxe maior autonomia e maior disponibilidade de recursos uma vez que cada equipamento, dotado de uma unidade de processamento e outra de armazenamento pr??pria, tornou- se capaz de realizar tarefas, armazenar dados localmente e intercambiar dados e informa?º?Áes com outros equipamentos conectados atrav?®s de uma rede constituindo uma arquitetura distribu?¡da, como mostrado na figura 3.1_2 Exemplo claro da distribui?º?úo de tarefas e da possibilidade de sua realiza?º?úo em diversos n?¡veis de um sistema de automa?º?úo ?® a tarefa de controle: – Os primeiros algoritmos de controle foram implementados em m??dulos alojados em pain?®is e alocados no campo junto aos equipamentos sensores e atuadores, desempenhando um controle local;

– Numa segunda etapa, a tarefa de controle passou a ser desempenhada por pain?®is de rel?®s, nos quais eram implementadas as l??gicas de controle, intertravamento e seq??enciamento; – Dos pain?®is de rel?®s, ainda existentes e aplicados em ?íreas de seguran?ºa m?íxima, passamos aos controladores program?íveis, que assumiram todas as tarefas at?® ent?úo desempenhadas – A utiliza?º?úo de computadores para desempenhar a interface com o usu?írio possibilitou que o controle tamb?®m fosse implementado na camada de supervis?úo, apesar de n?úo muito – Mais recentemente, o controle voltou a ser implementado na camada do ch?úo de f?íbrica com a nova gera?º?úo de instrumentos digitais conectados em rede de campo.

N?úo existe a priori, uma configura?º?úo ??nica ou uma regra que determine onde os recursos dever?úo ser alocados, onde as tarefas dever?úo ser desempenhadas ou onde os dados dever?úo ser armazenados. Cada sistema dever?í possuir uma configura?º?úo de hardware e software adequada ?ás suas necessidades, estar apto a receber dispositivos de outros fabricantes (sempre que poss?¡vel) bem como prever capacidade para expans?Áes e futuras mudan?ºas.

Servidor de Dados Global Esta?º?Áes Gerenciais Camada Corporativa Esta?º?úo SERVIDOR Planejamento e Programa?º?úo da Produ?º?úo

Rede Corporativa Esta?º?Áes de Opera?º?úoSistemas de Otimiza?º?úo Servidor de Dados Camada de Supervis?úo Local Fun?º?Áes: Supervis?úo Otimiza?º?úo Armazenamento de Dados

Rede de Controle Controladores Program?íveis Equipamentos Camada de Controle inteligentes Fun?º?Áes: Controle Sequenciamento Intertravamento

Rede de Campo Camada de Instrumenta?º?úo Fun?º?Áes: Controle Medi?º?úo Sensores Atua?º?úo Atuadores Dispositivos inteligentes Figura 3.1_2 – Arquitetura t?¡pica de um sistema de automa?º?úo distribu?¡da em camadas

Discutiremos a seguir cada uma das camadas: I n t e g r a ?º ?ú o Gest?úo Programa?º?úo e Gest?úo da Produ?º?úo

Otimiza?º?úo Supervis?úo Sistemas de Supervis?úo IHMs Modelos Matem?íticos Sistemas Especialistas L??gica Fuzzy Redes Neurais Controle Multivari?ível Controle Avan?ºado Controle Controladores Program?íveis Intrumenta?º?úo Sensores, Transdutores e Atuadores

Sistemas Corporativos Intranet e Internet Bancos de Dados Figura 3.2_1 – A pir?ómide de camadas da automa?º?úo 3.2.1. Camada de Instrumenta?º?úo A primeira camada, analisando a pir?ómide a partir da base, ?® denominada camada de instrumenta?º?úo. Ela ?® composta por: – Sensores que realizam as medidas do processo com base em fen??menos f?¡sicos; – Transdutores que traduzem estas medidas em sinais el?®tricos ou conjunto de bits para que – Atuadores que agem sobre o processo sob o comando dos controladores.

?ë sem d??vida a mais importante das camadas reafirmando Connvell, 1988: “Todo controle come?ºa com a medi?º?úo e a Qualidade do Controle n?úo ser?í maior que a Qualidade da Medi?º?úo”. Esta frase retrata a necessidade de um projeto de instrumenta?º?úo que realmente garanta a confiabilidade dos sinais das vari?íveis medidas e controladas para as camadas superiores. Da mesma forma, a confiabilidade da performance dos elementos final de controle, ?® indispens?ível para bom o desempenho do processo.

A instrumenta?º?úo de campo ?® uma ?írea de interface cr?¡tica entre o processo e o sistema de automa?º?úo onde um trabalho integrado de projeto, manuten?º?úo e opera?º?úo buscam garantir a fidelidade dos sinais para as fun?º?Áes de regula?º?úo e controle avan?ºado.

Os fabricantes de instrumentos disponibilizam vers?Áes de instrumentos nas tecnologias anal??gica e digital. A escolha da tecnologia depende obviamente da aplica?º?úo e da rela?º?úo custo benef?¡cio.

A tecnologia anal??gica convencional realiza a interliga?º?úo dos instrumentos aos dispositivos de controle atrav?®s de cabos, como mostrado na figura 3.2.1_1. Os sinais de entrada e sa?¡da s?úo

tipicamente correntes de 4 a 20 mA (anal??gicas) e tens?Áes de 0 a 127 Vca ou 24 Vcc (discretas). Este tipo de tecnologia possui algumas desvantagens como: – Utiliza?º?úo de grande quantidade de cabos (2 ou 4 cabos por instrumento); – Necessita de cart?Áes de entrada e sa?¡da para realizar a interface com o controlador; – Maior vulnerabilidade a desgaste, interfer?¬ncia eletromagn?®tica e mau contato; – Outras.

Sistema de Supervis?úo Controlador Figura 3.2.1_1 ÔÇô Interliga?º?úo convencional de instrumentos A tecnologia digital oferece alguns diferenciais, sendo o mais interessante a possibilidade de interliga?º?úo dos instrumentos em rede, como mostra a figura 3.2.1_2. Mesmo optando pela tecnologia anal??gica, ?® poss?¡vel conectar os instrumentos em rede atrav?®s de conversores de sinais. Entretanto, as caracter?¡sticas e funcionalidades da tecnologia digital n?úo estar?úo presentes. A tecnologia digital oferece algumas vantagens como: – Redu?º?úo dr?ística da necessidade de cabos e cart?Áes de controladores; – Realiza?º?úo de diagn??sticos dos instrumentos e emiss?úo de alarmes e mensagens; – Desenvolvimento de estrat?®gias de controle no pr??prio instrumento; – Outras.

Sistema de Supervis?úo Controlador Rede de Campo Figura 3.2.1_2 ÔÇô Interliga?º?úo de instrumentos em rede

Com a possibilidade de elaborar e executar estrat?®gias de controle no n?¡vel dos instrumentos, como ilustrado na figura 3.2.1_3, ?® necess?írio definir a hierarquia de controle na etapa de projeto. O controle pode ser executado no n?¡vel dos controladores ou no n?¡vel dos instrumentos. Caso optemos por realizar o controle no n?¡vel dos instrumentos, o controlador ?® dispens?ível?

Medidor Atuador

Figura 3.2.1_3 ÔÇô Estrat?®gia de Controle executada no n?¡vel dos instrumentos 3.2.2. Camada de Controle Esta camada ?® composta por dispositivos controladores. O controlador ?® um computador dedicado que executa diversas l??gicas de controle em tempos da ordem de 50 ms. As configura?º?Áes s?úo modulares e devem atender as necessidades do processo. A figura 3.2.2_1 mostra uma configura?º?úo, que normalmente possui: instalados em pain?®is.

Figura 3.2.2_1 ÔÇôControlador Program?ível montado em um painel A maioria dos controladores industriais utiliza eletricidade ou fluido pressurizado, tais como ??leo ou ar, para a transmiss?úo dos sinais. Os controladores tamb?®m podem ser classificados, de acordo com o tipo de sinal empregado na opera?º?úo, como controladores pneum?íticos, controladores hidr?íulicos ou controladores eletr??nicos. A esp?®cie de controlador a ser utilizada deve ser decidida

com base no tipo de processo a controlar e nas condi?º?Áes de opera?º?úo, incluindo considera?º?Áes como seguran?ºa, custo, disponibilidade, precis?úo, confiabilidade, peso e dimens?úo.

A figura 3.2.2_2 traz uma configura?º?úo t?¡pica de um sistema de controle industrial que consiste em um controlador autom?ítico, um atuador, um processo a controlar e um sensor (elemento de medi?º?úo). 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 realimenta?º?úo tenda ao valor do sinal de refer?¬ncia. O valor do ponto de ajuste do controlador (set point) deve ser convertido em um sinal de refer?¬ncia com as mesmas unidades que o sinal de retroa?º?úo proveniente do sensor ou elemento de medi?º?úo.

Sinal de Refer?¬ncia Sistema de Supervis?úo (Set point) Detec?º?úo do Erro / Processamento da Controlador L??gica de Controle Valor da Vari?ível de Processo Sinal para o Atuador

Atuador Medidor PROCESSO Figura 3.2.2_2 ÔÇô Configura?º?úo de um sistema de controle industrial Sistemas de controle modernos seguem uma arquitetura distribu?¡da, com mostrado na figura 3.2.2_3.

Unidade Principal com: Fonte CPU Cart?úo de Rede (caso necess?írio) Sala de Opera?º?úo Rede de Controle

Unidade Remota com: Fonte Cart?úo de Rede Cart?Áes de Entrada/Sa?¡da Sala El?®trica ?ürea X Unidade Remota com: Fonte Cart?úo de Rede Cart?Áes de Entrada/Sa?¡da Sala El?®trica ?ürea Y CH?âO-DE-F?üBRICA CH?âO-DE-F?üBRICA Figura 3.2.2_3 ÔÇô Arqutietura de de um sistema de controle distribu?¡do

Uma unidade principal ?® instalada pr??ximo ou mesmo na sala de opera?º?úo. Esta unidade cont?®m uma fonte de alimenta?º?úo, CPU e cart?úo de rede (caso a CPU n?úo possua a conex?úo para rede exigida). A CPU ?® repons?ível por realizar o processamento necess?írio a todas as ?íreas do processo. A comunica?º?úo com as demais unidades ?® realizada atrav?®s da rede de controle. As unidades remotas, por sua vez, s?úo instaladas nas salas el?®tricas pr??ximo ?ás ?íreas do processo. Estas unidades, que n?úo possuem CPU, desempenham a tarefa de interface com a instrumenta?º?úo.

Desde a d?®cada de 80, os fabricantes de sistemas de automa?º?úo t?¬m disputado o mercado oferecendo sistemas de controle e supervis?úo baseados nas seguintes tecnologias: – CLP (Controlador L??gico Program?ível) + interface gr?ífica SCADA (Sistema de Supervis?úo – Sistema h?¡brido.

O CLP teve suas origens na ind??stria automobil?¡stica e ?® indicado para aplica?º?Áes com predomin?óncia de vari?íveis discretas. Est?í presente tamb?®m nos segmentos de minera?º?úo, aliment?¡cio, t?¬xtil, sider??rgico, etc.

O SDCD teve suas origens na ind??stria petroqu?¡mica e ?® indicado para aplica?º?Áes com predomin?óncia de vari?íveis anal??gicas. Est?í presente tamb?®m no segmento de papel e celulose.

Na d?®cada de 90, alguns fabricantes lan?ºaram sistemas h?¡bridos, como o resultado da concatena?º?úo das potencialidades de ambas as tecnologias, CLP e SDCD, em um s?? produto.

A seguir, s?úo apresentadas as principais caracter?¡sticas das tr?¬s arquiteturas, que comumente est?úo presentes nos produtos de maior penetra?º?úo no mercado. Eventualmente poder?úo ser notados alguns PLC+SCADA SDCD Sistema H?¡brido Fornecimento por projeto de integra?º?úo de hardware e software: CPU e m??dulos de CLP, esta?º?Áes de engenharia e opera?º?úo, redes de comunica?º?úo, softwares, engenharia b?ísica e detalhada, configura?º?úo e Fornecimento por projeto de integra?º?úo de hardware e software: CPU e m??dulos de SDCD, esta?º?Áes de engenharia e opera?º?úo, redes de comunica?º?úo, softwares, engenharia b?ísica e detalhada, configura?º?úo e Fornecimento por projeto de integra?º?úo de hardware e software: CPU e m??dulos de CLP e SDCD, esta?º?Áes de engenharia e opera?º?úo, redes de comunica?º?úo, softwares, engenharia b?ísica e detalhada, Tecnologia aberta atendendo os padr?Áes de mercado com liberdade de Hardware e software padr?úo de mercado permitindo agilidade de CPU e remotas de CLP distribu?¡das pelas ?íreas do processo para atender vari?íveis CPU e remotas de SDCD distribu?¡das pelas ?íreas do processo para atender vari?íveis CPU e remotas de CLP distribu?¡das pelas ?íreas do processo para atender vari?íveis discretas e CPU e remotas de SDCD para atender vari?íveis Possiblidade de redund?óncia com duplica?º?úo de CPU, fontes e cart?Áes de entradas e sa?¡das

PLC+SCADA SDCD Sistema H?¡brido Evolu?º?úo, migra?º?úo e/ou adapta?º?úo para a plataforma Windows NT tendo sido originalmente concebidos para sistemas como DOS, Windows 3.X, OS2, etc. Nem todos os sistemas utilizam extensivamente os recursos dispon?¡veis da plataforma NT Alguns produtos ainda utilizam a plataforma VMS, UNIX e outras, que n?úo se consolidaram como tend?¬ncia no mercado mundial. A maioria dos sistemas j?í est?úo Utiliza?º?úo da plataforma Windows NT como ambiente nativo empregando todos os recursos e tend?¬ncias recentes em termos de aplicativos, arquiteturas, padr?Áes de comunica?º?úo, redes, drivers, Alta efici?¬ncia no tratamento de vari?íveis discretas com fun?º?Áes dedicadas ?á manipula?º?úo dessas vari?íveis. Crescente melhoria no tratamento de vari?íveis Alta efici?¬ncia no tratamento de vari?íveis anal??gicas com fun?º?Áes dedicadas ?á manipula?º?úo dessas vari?íveis. Crescente melhoria no Alta efici?¬ncia no tratamento de vari?íveis anal??gicas e discretas com fun?º?Áes dedicadas ?á manipula?º?úo de ambas as Requer maior esfor?ºo de configura?º?úo e manuten?º?úo, sendo geralmente necess?írio, um profissional para realizar a programa?º?úo do n?¡vel de controle e outro para configurar Redu?º?úo do esfor?ºo de configura?º?úo sendo que um ??nico profissional pode realizar a programa?º?úo do n?¡vel de controle Redu?º?úo do esfor?ºo de configura?º?úo sendo que um ??nico profissional pode realizar a programa?º?úo do n?¡vel de controle Bases de Dados de Tempo Real localizadas no n?¡vel de supervis?úo e no n?¡vel dos controladores, o que dificulta a constru?º?úo e manuten?º?úo da consist?¬ncia e da confiabilidade Bases de Dados de Tempo Real localizadas no n?¡vel dos controladores, o que facilita a constru?º?úo e manuten?º?úo da consist?¬ncia e da confiabilidade Bases de Dados de Tempo Real localizadas no n?¡vel dos controladores, o que facilita a constru?º?úo e manuten?º?úo da consist?¬ncia e da confiabilidade Capacidade de gerenciar Bases de Dados de Tempo Real com aproximadamente 15.000 pontos de I/O sem comprometimento de performance. (*) Capacidade de gerenciar Bases de Dados de Tempo Real com aproximadamente 50.000 pontos de I/O sem comprometimento de performance. (*) Capacidade de gerenciar grandes Bases de Dados de Tempo Real com aproximadamente 50.000 pontos de I/O sem (*) Execu?º?úo da l??gica de processo, intertravamentos, controle Execu?º?úo da l??gica de processo, intertravamentos, controle convencional e controle Execu?º?úo da l??gica de processo e intertravamentos nos CLP e execu?º?úo das estrat?®gias de controle convencional e avan?ºado (*) Estes valores podem variar em fun?º?úo do hardware e software utilizado.

Em resposta ?á pergunta do item anterior, mesmo com a possibilidade de desempenhar o controle no n?¡vel dos instrumentos, ?® interessante contar com o controlador para realizar as tarefas de supervis?úo da rede de campo, seq??enciamento e intertravamento.

3.2.3. Camada de Supervis?úo A camada de supervis?úo ?® composta por computadores dotados de softwares cuja fun?º?úo ?® permitir ao operador uma completa visualiza?º?úo do processo, como ilustra a figura 3.2.3_1.

Figura 3.2.3_1 ÔÇô Sistema de Supervis?úo Tais sistemas s?úo denominados sistemas SCADA – Supervision Control and Data Acquisition ou sistemas mais simples como as IHM – Interface Humano/M?íquina. Estes sistemas possibilitam o desenvolvimento de aplicativos gr?íficos para representar atrav?®s de desenhos a din?ómica do processo al?®m de prover uma s?®rie de funcionalidades como as apresentadas na figura 3.2.3_2.

Drivers de Comunica?º?úo ReceitasRelat??rios Alarmes Gerenciador de Tarefas Tempo Real Base de Dados em Tempo Real

Tend?¬ncia Seguran?ºa Telas Gr?íficas Figura 3.2.3_2 – Funcionalidades de um sistema de supervis?úo As funcionalidades dos sistemas de supervis?úo s?úo descritas brevemente. Estas funcionalidades podem variar na forma de configura?º?úo, de acordo com o fabricante, sendo mais, ou menos amig?ível, e conseq??entemente menos, ou mais aberta. Em geral, a facilidade de configura?º?úo da tarefa ?® inversamente proporcional ?á sua abertura.

Driver de Comunica?º?úo O termo driver ?® utilizado para denominar a interface de comunica?º?úo entre as esta?º?Áes de opera?º?úo e os controladores.

A quantidade de drivers suportada por cada software supervis??rio difere de acordo com o fabricante. A priori, ?® poss?¡vel realizar a comunica?º?úo de uma esta?º?úo de opera?º?úo com mais de um tipo de controlador.

Ao configurar o driver de comunica?º?úo, dever?í ser observada a distribui?º?úo dos dados na base de dados em tempo real do controlador, para adequar a periodicidade de leitura ?á caracter?¡stica temporal dos grupos de vari?íveis. As leituras poder?úo ser realizadas por tempo ou por exce?º?úo. Uma configura?º?úo adequada do driver pode resultar em ganhos significativos de tempo na comunica?º?úo.

Telas gr?íficas Figura 3.2.3_3 ÔÇô Ambiente do editor de telas gr?íficas Os sistemas de supervis?úo possuem ferramentas para desenvolvimento de telas gr?íficas que constituir?úo a interface do sistema com o usu?írio. As telas podem ser divididas em telas de sin??ticos, telas de opera?º?úo e telas de utilidades (alarmes, relat??rios, diagn??sticos, gr?íficos, etc.).

A configura?º?úo das telas do sistema deve atender a alguns princ?¡pios de ergonomia como a cor de fundo que dever?í ser selecionada de modo a n?úo fatigar o usu?írio que passar?í horas diante do monitor. Outro ponto a ser observado ?® o emprego de cores muito claras desgastam com maior rapidez a tela do monitor.

Os desenhos dos objetos dever?úo, sempre que poss?¡vel, seguir um padr?úo. Desta forma, em qualquer ?írea atendida pelo supervis??rio, equipamentos da mesma esp?®cie ser?úo representados pelo mesmo

s?¡mbolo. Os softwares de configura?º?úo de sistemas supervis??rios geralmente possuem bibliotecas de objetos que podem ser exploradas.

A aloca?º?úo dos objetos pela ?írea ??til da tela dever?í ser distribu?¡da, evitando a concentra?º?úo em determinadas ?íreas. Telas excessivamente carregadas com objetos e textos podem dificultar a compreens?úo das informa?º?Áes por parte do usu?írio, al?®m de provocar atrasos na atualiza?º?úo das informa?º?Áes da tela.

Os recursos gr?íficos do software devem ser explorados ao m?íximo. S?úo eles: c??pia, duplica?º?úo, elimina?º?úo, sele?º?úo de objetos, sele?º?úo de cores, facilidades para confec?º?úo de textos e figuras, recursos de amplia?º?úo, grid, alinhamento de objetos, recursos de multim?¡dia, etc.

Base de dados em Tempo Real A Base de dados ?® um reposit??rio de dados do sistema de supervis?úo atualizado em tempo real. Para o cadastramento da base, dever?í ser realizado um levantamento de todas as vari?íveis envolvidas na tarefa de supervis?úo e controle.

Para cada vari?ível, dever?úo ser definidos: – o nome da vari?ível (tag) dentro do limite m?íximo de caracteres do software; – a descri?º?úo sucinta da vari?ível dentro do limite m?íximo de caracteres do software; – o valor da zona morta.

Alarmes O texto do alarme dever?í conter no m?¡nimo: Cada tela dever?í conter uma faixa dos alarmes mais recentes. Dever?úo ser constru?¡das telas separadas para os alarmes ativos e hist??rico de alarmes.

A tela de alarmes ativos dever?í conter todos os alarmes do sistema durante um per?¡odo definido. Os alarmes dever?úo ser diferenciados por cores, modo piscante e emiss?úo sonora (definidos no padr?úo), para facilitar a identifica?º?úo do defeito ou ocorr?¬ncia. O conte??do desta tela dever?í ser configur?ível, com a possibilidade de separa?º?úo dos alarmes por classes, categorias ou chaves de

sele?º?úo. Dever?í tamb?®m apresentar recursos para pagina?º?úo, sele?º?úo, reconhecimento e elimina?º?úo de alarmes, direcionamento para impressora ou arquivo, habilita?º?úo/desabilita?º?úo de alarmes sonoros.

A tela hist??rico de alarmes dever?í possibilitar o resgate dos alarmes ocorridos, a partir da data corrente at?® uma determinada data. O conte??do desta tela tamb?®m dever?í ser configur?ível, com a possibilidade de separa?º?úo dos alarmes por classes, categorias ou chaves de sele?º?úo. Dever?í tamb?®m apresentar recursos para pagina?º?úo, sele?º?úo e elimina?º?úo de alarmes, direcionamento para impressora ou arquivo.

O gerenciamento dos arquivos de hist??ricos ?® importante afim de n?úo ocupar espa?ºo desnecessariamente no disco r?¡gido do computador. Os arquivos podem ser armazenados em disquetes e posteriormente eliminados. A figura 3.2.3_4 mostra uma tela de alarmes.

Relat??rios Os relat??rios do sistema dever?úo ter seu conte??do e formata?º?úo definidos previamente ?á configura?º?úo. A tela de relat??rios dever?í apresentar a rela?º?úo de relat??rios emitidos pelo sistemas e bot?Áes para a comandar gera?º?úo destes.

?ë desej?ível que o usu?írio possa visualizar o conte??do do relat??rio antes de solicitar a impress?úo, bem como realizar altera?º?Áes e adicionar coment?írios. Dever?í ser prevista ainda, a possibilidade de direcionamento do conte??do do relat??rio para arquivos.

Os constantes insucessos nas implementa?º?Áes de relat??rios em sistemas de supervis?úo, mostraram que este n?úo ?® o ambiente adequado para suportar tal funcionalidade. ?ë interessante contar com um computador ?á parte, no qual deve ser instalado um banco de dados. O banco de dados ser?í o respons?ível por armazenar e organizar os dados, aliviando a base de dados em tempo real do sistemas de supervis?úo. Um software espec?¡fico dever?í ser utilizado para a elabora?º?úo dos relat??rios.

Tend?¬ncia Os gr?íficos de tend?¬ncia apresentam o comportamento din?ómico de vari?íveis em per?¡odos definidos pelo usu?írio.

Os gr?íficos dever?úo possibilitar a sele?º?úo das vari?íveis apresentadas, sele?º?úo da cor da pena, sele?º?úo do per?¡odo e escala de apresenta?º?úo, bem como recursos de deslocamento no tempo, amplia?º?úo, congelamento, barra de valores instant?óneos, etc.

Receitas Receita ?® um conjunto de par?ómetros pr?®-definidos do sistema para ser enviado ao CLP. Esta tarefa ?® de grande utilidade em processos em batelada.

A tarefa dever?í ser configurada de forma a possibilitar o envio da receita ao CLP sem interrup?º?úo da opera?º?úo, modificar par?ómetros durante a opera?º?úo e resgatar o conjunto de par?ómetros modificado como uma nova receita.

Dever?í ser estabelecida uma estrat?®gia de seguran?ºa operativa implementada atrav?®s de senhas com 2 (dois) n?¡veis de restri?º?úo: permiss?úo de acesso do usu?írio somente ?ás ?íreas permitidas, e acesso do usu?írio somente aos comandos permitidos.

3.2.4. Camada de Otimiza?º?úo O principal objetivo da otimiza?º?úo ?® eleger ?¡ndices de desempenho e realizar modifica?º?Áes nos recursos instalados (equipamentos e instrumentos) e pr?íticas operacionais a fim de maximizar ou minimizar estes ?¡ndices.. A redu?º?úo de custos, o aumento da quantidade produzida e a melhoria da qualidade dos produtos s?úo ?¡ndices comuns para otimiza?º?úo.

Antes de apresentar algumas das t?®cnicas de otimiza?º?úo, ?® importante entender como opera um sistema de otimiza?º?úo. A figura 3.2.4_1 ilustra uma poss?¡vel configura?º?úo:

Esta?º?úo de Otimiza?º?úo Esta?º?úo de Opera?º?úo Rede de Controle Controlador Program?ível Figura 3.2.4_1 ÔÇô Sistema de otimiza?º?úo operando junto ao sistema de controle e supervis?úo Consideremos, inicialmente, o sistema de otimiza?º?úo desativado. Neste caso, os set-points do processo s?úo definidos pelo operador, que possui em sua mente as regras e estrat?®gias operacionais para atender as metas e condi?º?Áes estabelecidas pela produ?º?úo. Na maioria das vezes, estes set- points permanecem fixos ou sofrem pequenas altera?º?Áes ao longo do turno de servi?ºo do operador. Sem entrar no m?®rito da quest?úo, ?® poss?¡vel imaginar que devem haver outras combina?º?Áes de set- points, distintas das usadas pelo operador, que proporcionam melhores rendimentos.

Quando o sistema de otimiza?º?úo ?® ativado, os set-points do processo passam a ser definidos por ele. O sistema de otimiza?º?úo buscar?í, a todo instante, a melhor combina?º?úo de set-points a fim de obter os melhores rendimentos para o processo.

Sistemas de otimiza?º?úo podem utilizar diversas tecnologias, das quais podemos relacionar as mais utilizadas: – Controle Avan?ºado.

Segue uma breve explana?º?úo sobre estas t?®cnicas, j?í estudadas em outras disciplinas do curso: Modelagem Matem?ítica Um modelo matem?ítico reproduz a din?ómica entre vari?ívies entradas e sa?¡das de um processo real. S?úo v?írias as possibilidade de representa?º?úo, conforme estudado: – Etc.

Um bom modelo permite a realiza?º?úo de simula?º?Áes computacionais a fim de verificar o comportamento do processo para entradas espec?¡ficas, sem ter que necessariamente, submeter o processo real a tais circunst?óncias.

Permitem tamb?®m a estima?º?úo de vari?íveis do processo e a elabora?º?úo das estrat?®gias de controle, conforme abordado no item Controle Avan?ºado.

Intelig?¬ncia Artificial As t?®cnicas de Intelig?¬ncia Artificial podem ser utilizadas como alternativa ou mesmo apoio aos sistemas de automa?º?úo, nos procedimentos de diagn??stico, tomada de decis?úo e estima?º?úo de vari?íveis.

A base de um sistema de otimiza?º?úo que utiliza Intelig?¬ncia Artificial pode ser um Sistema Especialista, sobre o qual podem ser inseridos m??dulos de L??gica Nebulosa e Redes Neurais. Nesta configura?º?úo, o Sistema Especialista contemplar?í as regras operacionais e as estrat?®gias de otimiza?º?úo e utilizar?í as vari?íveis recebidas do processo para desempenhar suas tarefas. O bom desempenho do Sistema Especialista depende do bom desempenho da instrumenta?º?úo do processo, ou seja, as vari?íveis devem ser precisas. Como a qualidade dos dados do processo n?úo pode ser amplamente garantida, pode haver a necessidade de tratar as vari?íveis imprecisas utilizando a L??gica Nebulosa. Outro problema ainda pode ocorrer: a aus?¬ncia de vari?ívies importantes para a otimiza?º?úo. Neste caso, podem ser utilizadas Redes Neurais para estim?í-las.

Sistemas Especialistas s?úo programas computacionais desenvolvidos a partir do conhecimento dos especialistas, para resolver problemas num dom?¡nio restrito. O conhecimento extra?¡do dos especialistas ?® formalizado e codificado numa Base de Conhecimento. A utiliza?º?úo de um Sistema Especialista para resolver um problema consiste em manipular este conhecimento atrav?®s do uso de silogismos l??gicos, derivando novos conhecimentos, estendendo assim a Base de Conhecimento. Sistemas Especialistas s?úo utilizados para resolver problemas para os quais n?úo existe uma solu?º?úo algor?¡tmica vi?ível. Tais problemas envolvem, geralmente, conhecimento extenso, freq??entemente difuso e emp?¡rico. Uma outra caracter?¡stica importante da classe de problemas abord?íveis pelos Sistemas Especialistas ?® o papel importante desempenhado pelo conhecimento heur?¡stico dispon?¡vel sobre o problema.

A L??gica Nebulosa ?® uma t?®cnica que possibilita trabalhar com o conhecimento incerto e impreciso, permitindo que se retirem conclus?Áes sobre situa?º?Áes que n?úo dominamos completamente. Ela possui uma estrutura que incorpora alguns dos mecanismos de infer?¬ncia humanos, sendo muito

adequada ao desenvolvimento de sistemas de controle inteligentes, pois permite que o conhecimento de peritos possa ser traduzido de maneira direta em um algoritmo de controle e decis?úo.

As Redes Neurais s?úo aproximadores universais capazes gerar valores aproximadamente corretos para entradas arbitr?írias que n?úo faz parte do subconjunto de treinamento padr?úo. As redes neurais podem ser utilizadas para substituir modelos matem?íticos, filtros e estimadores de modo geral. Ela necessita de uma massa de dados do processo para realizar a etapa de treinamento. S?úo utilizadas em aplica?º?Áes de Controle de processos, Controle de qualidade, Reconhecimento de voz, escrita e caracteres, etc.

Controle Avan?ºado As t?®cnicas de Controle Avan?ºado consistem em estrat?®gias de controle elaboradas com base em algoritmos avan?ºados do tipo multivari?ível, adaptativo e preditivo.

A estrat?®gia de controle multivari?ível contrasta com o controle convencional no sentido de que a primeira ?® aplic?ível a sistemas com entradas e sa?¡das m??ltiplas, lineares ou n?úo-lineares, variantes ou invariantes no tempo, enquanto a ??ltima ?® aplic?ível apenas aos sistemas monovari?íveis (uma ??nica entrada e uma ??nica sa?¡da), lineares e invariantes no tempo. Al?®m disso, a estrat?®gia de controle multivari?ível ?® uma abordagem centrada essencialmente no dom?¡nio do tempo, enquanto a o controle convencional adota um enfoque no dom?¡nio de freq???¬ncia. A figura 3.2.4_2 apresenta os sistemas mono e multivari?íveis.

entrada Fun?º?úo de Transfer?¬ncia sa?¡da (a) entrada 1 entrada 2 .

entrada N FT 11 FT 12 … FT 1M FT 21 FT 22 … FT 2M FT N1 FT N2 … FT NM sa?¡da 1 sa?¡da 2 .

sa?¡da M (b) Figura 3.2.4_2 – Sistemas (a) mono e (b) multivari?íveis O estado de um sistema din?ómico ?® o menor conjunto de valores de vari?íveis (chamadas vari?íveis de estado) de modo que o conhecimento destes valores em t = t0, junto com o conhecimento dos valores do sinal de entrada para t >= t0, determina completamente o comportamento do sistema em qualquer instante t >= t0.

Em alguns sistemas de controle, certos par?ómetros n?úo s?úo constantes ou variam de uma maneira n?úo conhecida. H?í formas de minimizar os efeitos de tais conting?¬ncias projetando um controlador para sensibilidade m?¡nima (sens?¡vel a pequenas varia?º?Áes). Se, entretanto, as varia?º?Áes dos par?ómetros s?úo grandes ou muito r?ípidas, pode ser desej?ível projetar um controlador com a capacidade de identificar estas varia?º?Áes continuamente e ajustar seus par?ómetros de sintonia (Kp, Ti

e Td) de modo que os crit?®rios de desempenho estabelecidos para o sistema sejam sempre satisfeitos. Isto ?® chamado sistema de controle adaptativo.

A figura 3.2.4_3 mostra um diagrama de blocos de um sistema de controle adaptativo. Os par?ómetros A e B da planta s?úo variantes no tempo. O m??dulo designado por Identifica?º?úo e Ajustamento dos Par?ómetros mede continuamente a entrada M(s) e a sa?¡da C(s) da planta, para identificar os par?ómetros A e B. Desta maneira, os par?ómetros de sintonia do controlador (Kp, Ti e Td) podem ser modificados por este m??dulo para satisfazer as especifica?º?Áes do sistema. O projeto do m??dulo de Identifica?º?úo e Ajustamento dos Par?ómetros ?® o problema maior do controle Identifica?º?úo e Ajustamento dos Par?ómetros R(s) E(s) +_ K (1 + T s + T T s 2 ) p i id Ts i M(s) 1 s 2 + As + B C(s)

Figura 3.2.4_3 – Diagrama de blocos de um sistema em malha fechada com controlador PID adaptativo Apesar da t?®cnica de controle adaptativo n?úo ser nova, sua implementa?º?úo em software ?® recente. Os produtos recebme a denomina?º?úo de self-tuning ou auto-tuning. Podem constituir ferramentas de sintonia de controladores independentes ou estar incorporadas em sistemas de controle e supervis?úo industriais. O processo de auto sintonia pode ser executado automaticamente toda vez que o erro entre o set-point e a sa?¡da do sistema ultrapassar um valor determinado pelo usu?írio, ou ser executado somente ao comando do usu?írio.

A estrat?®gia de controle preditivo visa determinar o valor da entrada do sistema (excita?º?úo) de modo que o erro entre a sa?¡da e o set-point seja minimizado dentro de um determinado n??mero de amostragens futuras. Esta afirma?º?úo equivale dizer que o sistema dever?í ser capaz de predizer os futuros valores da vari?ível de sa?¡da.

A fun?º?úo preditiva ?® tarefa do modelo matem?ítico. Portanto, o sucesso do controlador preditivo est?í diretamente relacionado ?á capacidade do modelo matem?ítico em predizer com precis?úo razo?ível o valor da entrada (excita?º?úo) do processo a ser aplicada no pr??ximo instante para que a sa?¡da diste o m?¡nimo do set-point. Atrav?®s da realimenta?º?úo o sistema de controle verifica a todo instante a performance e a robustez do controlador e se ajusta para minimizar o erro. Modelo Matem?ítico

R(s) E(s) +_ Controle da Excita?º?úo M(s) Planta C(s)

Figura 3.2.4._4 – Diagrama de blocos de um sistema em malha fechada com controlador preditivo

Nesta camada concentra-se a programa?º?úo e a gest?úo da produ?º?úo. Para realizar tais tarefas, o corpo administrativo das empresas utiliza poderosas ferramentas de software, baseadas no conceito ERP: Enterprise Resource Planning ou Planejamento dos Recursos do Empreendimento.

ERP ?® uma arquitetura de software que facilita o fluxo de informa?º?Áes entre todos os departamentos da empresa e suas atividades, tais como fabrica?º?úo, log?¡stica, finan?ºas e recursos humanos. ?ë um sistema amplo de solu?º?Áes e informa?º?Áes. A figura 3.2.5_1 mostra o conceito de integra?º?úo ERP, onde um banco de dados ??nico operando em uma plataforma comum interage com um conjunto integrado de aplica?º?Áes consolidando todas as opera?º?Áes do neg??cio em apenas um ambiente computacional.

Figura 3.2.5_1 ÔÇô Conceito de integra?º?úo ERP A implanta?º?úo do ERP traz vantagens como: – Otimiza?º?úo do fluxo da informa?º?úo e da qualidade da mesma dentro da organiza?º?úo – Redu?º?úo dos tempos de resposta ao mercado.

A implanta?º?úo de um sistema ERP pode, contudo, ser bastante complexa e sujeita a turbul?¬ncias caso n?úo esteja adequada ao ambiente da empresa, em raz?úo das mudan?ºas provocadas. Algumas mudan?ºas podem ser necess?írias na organiza?º?úo como: – Elimina?º?úo das fun?º?Áes em duplicidade e fluxos de informa?º?úo mal definidos; – Desenvolvimento de um sistema adicional para estabelecer a interface com o n?¡vel de ch?úo- de-f?íbrica.

Diante da pouca flexibilidade de comunica?º?úo do ERP com o ch?úo-de-f?íbrica, torna-se necess?írio, algumas vezes, desenvolver um sistema denominado MES (Manufacturing Execution System). O MES funciona como uma camada intermedi?íria, que processa as informa?º?Áes brutas do ch?úo-de- f?íbrica que v?úo para o ERP, e no sentido inverso, processa as informa?º?Áes vindas do ERP adequando-as aos padr?Áes do ch?úo-de-f?íbrica. A natureza das interfaces depender?í das regras de neg??cio e estrat?®gias de informatiza?º?úo da organiza?º?úo.

Al?®m de estabelecer esta interface, o MES desempenha outras tarefas como o sincronismo do trabalho, m?íquinas, ferramentas e recursos (ver figura 3.2.5_2). Baseado em informa?º?Áes atuais e hist??ricas do processo, os gerentes de produ?º?úo definem os procedimentos e os recursos que ser?úo utilizados para atender as ordens de produ?º?úo, vindas do ERP, em tempo, quantidade e qualidade requerida.

ERP (Enterprise Resource Planning) Planejamento da Produ?º?úo Gest?úo do Patrim??nio

Gest?úo da Manuten?º?úo Gest?úo de Dispositivos Gest?úo das Receitas Assist?¬ncia ?á Opera?º?úo

Gest?úo da Seguran?ºa Planejamento Gest?úo da Informa?º?úo Simula?º?úo Otimiza?º?úo Modelagem Controle Avan?ºado

Execu?º?úo do Controle Comunica?º?úo com o campo Sub-sistemas Figura 3.2.5_2 ÔÇô Funcionalidade de um sistema MES O sistema MES possui 11 funcionalidades conforme definido pela MESA (Manufacturing Execution Systems Association): 1. Aloca?º?úo de recursos (energia, mat?®ria-prima, material em processo) e status do processo; 11. An?ílise de performance.

A implanta?º?úo de um sistema MES come?ºa pela aquisi?º?úo e armazenamento de dados. As ferramentas que realizam estas tarefas no ch?úo-de-f?íbrica s?úo denominadas PIMS, Plant Information Management System ou Sistema de Gest?úo das Informa?º?Áes da Planta. Nos laborat??rios, a ferramenta ?® denominada LIMS.

PIMS O PIMS ?® uma infra-estrutura utilizada para o gerenciamento dos dados de processo, que possibilita a utiliza?º?úo da informa?º?úo nos diversos n?¡veis: opera?º?úo, supervis?úo, manuten?º?úo, produ?º?úo, gest?úo, qualidade dentre outros, constituindo um grande recurso para a empresa.

O PIMS coleta os dados da planta atrav?®s de sistemas de controle automatizados como SDCD, CLP, SCADA ou diretamente de outras fontes. Os dados s?úo direcionados para o sistema PIMS, armazenados em um banco de dados em tempo real, compactados e transformados em informa?º?Áes ??teis. Telas interativas criadas pelo usu?írio tornam as informa?º?Áes dispon?¡veis para quando for

preciso. O PIMS pode armazenar uma quantidade sem limite de dados, todas em sua formata?º?úo original, virtualmente para sempre.

Com o PIMS, todos os n?¡veis da empresa ganham um ilimitado acesso ?ás informa?º?Áes em tempo real, ajudando a tomar melhores decis?Áes de neg??cios. Embora o PIMS tenha sido usado principalmente em ind??strias de processos, sua flexibilidade e sofistica?º?úo de recursos fazem dele um ativo valioso em qualquer lugar onde informa?º?Áes importantes necessitem ser gerenciadas com precis?úo.

O sistema PIMS deve possuir, no m?¡nimo, as seguintes funcionalidades: – Interfaces com o processo: conex?Áes bidirecionais de alta velocidade (drivers) ?ás fontes de – Conectores com o n?¡vel corporativo: conex?Áes bidirecionais com o sistema corporativo para o interc?ómbio das informa?º?Áes, distribuindo os dados ou seus hist??ricos entre o ERP e os bancos de dados externos ao sistema, sem necessitar armazen?í-los em bancos de dados – Interface gr?ífica com o usu?írio: representa?º?úo gr?ífica dos dados de processo de forma din?ómica e interativa incluindo sin??ticos, anima?º?Áes, tend?¬ncia hist??rica e/ou instant?ónea, gr?íficos diversos, etc. Suporte para visualizar informa?º?Áes de diversos sistemas PIMS – Conector com planilha eletr??nica: conex?úo bidirecional com softwares de planilha eletr??nica como o MS-Excel ou Lotus, permitindo a recupera?º?úo de dados armazenados no sistema PIMS. Possibilidade de gera?º?úo de relat??rios complexos, gr?íficos utilizando dados hist??ricos – Interfaces com coletores de dados: permite a entrada manual de dados no sistema PIMS – Interface WEB: permite a cria?º?úo de p?íginas html para exibir telas gr?íficas contendo – Banco de dados em tempo real: banco de dados em tempo real com a capacidade de armazenar e compactar os dados por longos per?¡odos de tempo, em um ??nico servidor, sem – Seguran?ºa: permite restringir o acesso aos dados e funcionalidades atrav?®s de senhas. Cada usu?írio possui atributos espec?¡ficos, de acordo com a sua atividade, para definir o n?¡vel de interven?º?úo sobre o sistema: visualiza?º?úo, e/ou altera?º?úo dos dados e/ou configura?º?úo do – Organizador por grupos: permite organizar o conte??do de dados do PIMS por grupos de modo a facilitar a sua utiliza?º?úo por usu?írios de ?íreas distintas em programas e telas. – M??dulo estat?¡stico: permite realizar c?ílculos estat?¡sticos em tempo real para os dados armazenados no sistema PIMS. Permite o c?ílculo de diversos par?ómetros (desvios, m?®dias, etc) al?®m de permitir a constru?º?úo de diversos gr?íficos estat?¡sticos (tend?¬ncias, histogramas, – M??dulo batelada: utilizado para visualizar os dados armazenados no PIMS a partir de processos de fabrica?º?úo associados por lotes: n??mero do lote ou batelada, produto e unidade – M??dulo de c?ílculo avan?ºado: permite a elabora?º?úo de c?ílculos complexos em ambiente externo, como por exemplo, a linguagem de programa?º?úo Visual Basic. Permite a cria?º?úo de – Sum?írio de alarmes: sumariza as informa?º?Áes do servidor de alarmes e as exibe na forma de – Reconciliador de dados: valida as informa?º?Áes de produ?º?úo, verifica a qualidade dos dados e garante a produ?º?úo de dados limpos, consistentes e confi?íveis.

LIMS O sistema LIMS (Laboratory Information Management System ou Sistema de Gest?úo das Informa?º?Áes do Laborat??rio) ?® uma infra-estrutura utilizada para o gerenciamento dos dados do laborat??rio.

O LIMS supre as necessidades de empresas em que as atividades do laborat??rio exigem um sistema com alto grau de flexibilidade em termos de configura?º?úo. Capaz de simular os fluxos de trabalho do laborat??rio, foi projetado para ser configurado nas esta?º?Áes clientes, sem comprometer a seguran?ºa do sistema e sem necessidade de customiza?º?úo. A implementa?º?úo de um sistema LIMS permite a gera?º?úo de dados a serem transformados em valiosas informa?º?Áes para tomada de decis?Áes.

O LIMS coleta os dados de amostras diretamente dos equipamentos de laborat??rio utilizando drivers espec?¡ficos e/ou gen?®ricos. Os dados s?úo direcionados para um banco de dados relacional, onde s?úo armazenados. A interface com o usu?írio proporciona uma estrutura de organiza?º?úo que permite o usu?írio interagir com os dados e informa?º?Áes de cada amostra de maneira simples e bastante amig?ível.

O sistema LIMS, al?®m de desempenhar as atividades espec?¡ficas do laborat??rio, pode ser integrado ao sistema PIMS para auxiliar a tarefa de controle da produ?º?úo, consolidando as informa?º?Áes da qualidade e integrando-as ao sistema de gest?úo empresarial. Oferece tamb?®m, respaldo para o cumprimento dos requerimentos regulat??rios para a armazenagem de longo prazo e reutiliza?º?úo da informa?º?úo.

O sistema LIMS deve possuir, no m?¡nimo, as seguintes funcionalidades: – Interfaces espec?¡ficas com equipamentos de laborat??rio: conex?Áes (drivers) ?ás fontes de dados, equipamentos de laborat??rio, que utilizam um padr?úo de comunica?º?úo aberto. – Interfaces gen?®ricas com equipamentos de laborat??rio: conex?Áes (drivers) ?ás fontes de dados, equipamentos de laborat??rio, que n?úo utilizam um padr?úo de comunica?º?úo aberto. Nestes casos, ?® necess?írio utilizar um processo de leitura gen?®rico, que possibilite a convers?úo de – Interface com outros sistemas de informa?º?úo: os dados do sistema LIMS dever?úo estar dispon?¡veis em um banco de dados relacional e poder?úo ser acessados, via ODBC por – Interface amig?ível com o usu?írio: permite a organiza?º?úo das informa?º?Áes em pastas, numa estrutura do tipo ?írvore, com a possibilidade de visualiza?º?úo seletiva atrav?®s de filtros de – Gest?úo do fluxo de amostras do laborat??rio: toda a din?ómica do laborat??rio deve ser gerida pelo sistema LIMS: recebimento das amostras; aloca?º?úo das amostras em pastas organizadas por etapa do processo; indica?º?úo do(s) teste(s) a realizar; respons?ível por cada teste; procedimento de teste(s); resultados obtidos; indica?º?úo do status de cada amostra com – Seguran?ºa: permite restringir o acesso aos dados e funcionalidades atrav?®s de senhas. Cada usu?írio possui atributos espec?¡ficos, de acordo com a sua atividade, para definir o n?¡vel de interven?º?úo sobre o sistema: visualiza?º?úo, e/ou altera?º?úo dos dados e/ou configura?º?úo do – Gera?º?úo de relat??rios: permite a gera?º?úo de relat??rios padronizados ou configur?íveis pelo usu?írio, em padr?úo pr??prio ou em padr?úo export?ível para planilhas eletr??nicas.

A integra?º?úo ?® fundamental para a troca de dados entre os diversos sistemas existentes no ambiente industrial. Os processos industriais trabalham sob enorme press?úo para se tornarem mais lucrativos. Baixar custos ?® quest?úo chave para o aumento da lucratividade. Nesse ambiente, ?® esperada dos funcion?írios e dos processos uma alta produtividade. O tempo perdido na procura de informa?º?Áes poderia ser utilizado para prop??sitos que incrementassem as vendas, reduzissem tempo de parada e desperd?¡cios, e assim por diante.

A integra?º?úo ocorre em n?¡veis f?¡sico e l??gico: – Dados e informa?º?Áes organizadas em banco de dados corporativos que concentram o – Informa?º?Áes da corpora?º?úo de interesse interno e externo dispostas em recursos de intranet e – Sistemas corporativos do tipo ERP que possuem informa?º?Áes de todas as camadas da corpora?º?úo e desempenham fun?º?Áes em n?¡vel estrat?®gico.

Um sistema de automa?º?úo moderno utiliza extensivamente as redes de comunica?º?úo para intercambiar dados entre os dispositivos de ch?úo de f?íbrica, destes dispositivos com os controladores e sistemas de supervis?úo das salas de controle e destes sistemas com a ?írea corporativa da empresa.

Para defini?º?úo de uma rede de comunica?º?úo alguns aspectos devem ser observados: – Outros.

4. SEGURAN?çA, CONFIABILIDADE E DISPONIBILIDADE EM SISTEMAS DE AUTOMA?ç?âO

4.1. Din?ómica Operacional Atualmente, a arquitetura mais utilizada em sistemas de controle e supervis?úo ?® a arquitetura SERVIDOR/CLIENTE. Esta modalidade operacional pode ser aplicada a qualquer camada dos sistemas de automa?º?úo. Como exemplo, segue uma aplica?º?úo em esta?º?Áes de supervis?úo. De acordo com a fun?º?úo desempenhada, uma esta?º?úo de supervis?úo pode ser configurada como: – Esta?º?úo SERVIDOR, que realiza a aquisi?º?úo de dados do processo, supervis?úo e controle; – Esta?º?úo CLIENTE, que busca dados da esta?º?úo servidora e realiza apenas as tarefas de supervis?úo e controle. V?írias esta?º?Áes cliente podem estar interligadas a um servidor.

CLIENTE n?úo possuem BDTR pr??pria, e os seus dados s?úo referenciados a uma base localizada numa m?íquina SERVIDOR.

Esta?º?úo SERVIDOR Esta?º?Áes CLIENTE BDTR Rede de Controle

Controlador Controlador Program?ível A Program?ível B

Figura 4.1_1 ÔÇô Arquitetura SERVIDOR / CLIENTE Este modo de opera?º?úo possibilita a implementa?º?úo de redund?óncia para que o sistema de controle e supervis?úo continue funcionando mesmo que haja perda de uma das unidades de processamento. A redund?óncia deve ser sempre implementada em sistemas que requeiram grande disponibilidade e confiabilidade. A redund?óncia em um sistema de automa?º?úo pode ocorrer nos n?¡veis f?¡sico e l??gico.

4.1.1. Redund?óncia f?¡sica No n?¡vel f?¡sico a redund?óncia ?® estabelecida pela multiplica?º?úo dos equipamentos essenciais ao sistema. No exemplo da configura?º?úo da figura 4.2_1, a redund?óncia foi implementada nos n?¡veis de controle, comunica?º?úo e supervis?úo.

Esta?º?úo SERVIDOR A Esta?º?úo SERVIDOR B Esta?º?Áes CLIENTE

Rede de Controle Controlador A Controlador B Figura 4.2_1 – Redund?óncia f?¡sica

No n?¡vel de controle, dois CLP exatamente iguais (fonte, CPU e m??dulo de comunica?º?úo) controlam o mesmo processo compartilhando os cart?Áes de entrada/sa?¡da. Al?®m disso, ?® necess?íria a inclus?úo de um software de sincronismo em ambas as CPU. Normalmente, um sistema redundante ?® implementado em arquiteturas de I/O distribu?¡do.

No n?¡vel de comunica?º?úo, duas redes interligam os CLP e as esta?º?Áes de supervis?úo. Em caso de falha em uma das vias, a comunica?º?úo permanece atrav?®s da outra. ?ë recomend?ível que os cabos de cada via sejam lan?ºados em trajet??rias distintas para que o motivo de uma falha n?úo atinja os dois cabos simultaneamente.

No n?¡vel de supervis?úo, onde as falhas nos PC s?úo mais freq??entes, a redund?óncia das esta?º?Áes servidoras de dados de processo ?® usual e recomend?ível. Na figura, dois servidores se comunicam com o processo adquirindo dados e gerindo duas bases de dados id?¬nticas e redundantes.

Para todas as situa?º?Áes, as unidades de processamento operam em paralelo e independentemente da unidade redundante (n?úo verificam o estado de funcionamento da replica). Em caso de falha em um dos equipamentos, o outro continua executando a sua fun?º?úo como se nada houvesse ocorrido. Os clientes buscam dados de uma das unidades servidoras operantes. Para os usu?írios, a redund?óncia ?® transparente.

4.1.2. Redund?óncia l??gica A redund?óncia l??gica se faz no n?¡vel das unidades de processamento, portanto entre as esta?º?Áes servidoras de dados e CPU dos controladores. A redund?óncia l??gica pode ser do tipo: – Voter.

Hot stand by Em modo hot stand by, o objetivo ?® aumentar a disponibilidade. Uma das unidades SERVIDOR trabalha como mestre e a outra como escrava. Todo o controle bem como a base de dados em tempo real ?® de responsabilidade da unidade mestre. O escravo funciona como um CLIENTE e busca as informa?º?Áes no mestre. Em caso de falha no mestre, a esta?º?úo escrava assume o comando e passa a ser o SERVIDOR mestre. Esta transi?º?úo ?® autom?ítica e transparente para o usu?írio.

Hot backup Em modo hot backup, o objetivo ?® aumentar a confiabilidade. As esta?º?Áes SERVIDOR redundantes operam de maneira independente e apenas os dados s?úo replicados em ambas as unidades processadoras com o objetivo de manter o sincronismo e a consist?¬ncia das informa?º?Áes.

Voter Em modo voter o objetivo tamb?®m ?® aumentar a confiabilidade. As esta?º?Áes SEVIDOR redundantes, duas ou tr?¬s, estabelecem uma vota?º?úo antes da tomada da decis?úo. Se n?úo h?í discord?óncia na decis?úo a ser tomada, a mesma ?® efetivada. Se ocorrer discord?óncia, a decis?úo dever?í ser validada pela maioria, no caso de tr?¬s ou mais esta?º?Áes, ou abortada no caso de duas esta?º?Áes. Em ambas as situa?º?Áes, um alerta dever?í ser anunciado ao operador do sistema.

Os conceitos de seguran?ºa variam de acordo com o tipo da aplica?º?úo, sendo definidos por fatores f?¡sicos como: o ambiente de instala?º?úo dos equipamentos; a robustez dos sistemas de alimenta?º?úo; as condi?º?Áes operacionais; etc. e por fatores l??gicos definidos pelas necessidades de processamento aliadas ?í disponibilidade e confiabilidade do sistema como um todo. Alguns destes aspectos s?úo discutidos a seguir.

4.2.1. Ambiente de instala?º?úo dos equipamentos O ambiente de instala?º?úo determinar?í o tipo de equipamento que poder?í ser utilizado. O equipamento dever?í obedecer ?ás condi?º?Áes construtivas e operacionais definidas por norma para n?úo apresentar nenhum desgaste excessivo e/ou risco ao ambiente industrial. Estes equipamentos dever?úo apresentar um inv??lucro que possuam um grau de prote?º?úo e resist?¬ncia mec?ónica adequado para ?íreas classificadas.

4.2.2. Sistemas de retaguarda de energia Um sistema de retaguarda de energia ou UPS(Uninterruptible Power Suplly) garante a continuidade do fornecimento de energia el?®trica em caso de falha no fornecimento da concession?íria. Durante a falta de energia el?®trica, o No Break continua fornecendo energia aos sistemas a ele conectados atrav?®s de um conjunto de baterias pr??prias. Al?®m disso, o No Break dito inteligente possui o recurso de salvar os arquivos abertos e encerrar os aplicativos em opera?º?úo, protegendo al?®m dos equipamentos, os dados e informa?º?Áes em uso.

Um No Break de boa qualidade dever?í possuir as seguintes caracter?¡sticas: – Fornecer energia em forma de onda senoidal isolada da rede, filtrada e estabilizada; – Apresentar f?ícil opera?º?úo com possibilidade de ligamento autom?ítico programado; – Oferecer sinaliza?º?úo visual e sonora para supervis?úo de qualquer anormalidade; – Realizar o fechamento de arquivos e o shutdown do sistema operacional automaticamente na – Possibilitar a supervis?úo das opera?º?Áes do equipamento pela tela do computador, por exemplo, data, hor?írio, tempo em opera?º?úo, medi?º?úo de tens?úo, corrente e outros dados; – Apresentar dados estat?¡sticos que informam sobre cada tipo de anormalidade, n??mero – Gerar relat??rio que informa a data, hor?írio e a dura?º?úo das faltas de energia; – Possibilitar o gerenciamento remoto atrav?®s de software 4.3. Confiabilidade O conceito de confiabilidade ?® traduzido pela qualidade das informa?º?Áes envolvidas nas decis?Áes tomadas pelos sistemas de automa?º?úo. Este conceito deve ser sempre implementado em sistemas que t?¬m a responsabilidade de tomar decis?Áes e que, em hip??tese alguma, podem cometer erros que possam comprometer a qualidade e a seguran?ºa do processo.

4.4. Disponibilidade O conceito de disponibilidade ?® traduzido pelo m?íximo tempo de funcionamento sem interrup?º?úo dos sistemas de automa?º?úo. Este conceito deve ser sempre implementado em sistemas que requerem grande disponibilidade por parte das unidades vitais de processamento e que estas unidades n?úo possam, em hip??tese alguma, deixar de funcionar podendo causar grandes preju?¡zos f?¡sicos e/ou financeiros.

A disponibilidade pode ser quantificada atrav?®s de dois ?¡ndices: – MTBF (Mean Time Between Failure) ?ë o tempo m?®dio entre falhas dos m??dulos utilizados em um sistema de automa?º?úo.

– MTTR (Mean Time to Return) ?ë o tempo m?®dio de reposi?º?úo (troca) e reconfigura?º?úo (fazer o m??dulo funcionar novamente) dos m??dulos de um sistema de automa?º?úo.

5. PLANO DIRETOR DE AUTOMA?ç?âO E INFORMA?ç?âO Um Plano Diretor de Automa?º?úo e Inform?ítica ÔÇô PDAI, estabelece as diretrizes tecnol??gicas e orienta os futuros investimentos de uma empresa nestas ?íreas. Um PDAI deve seguir as seguintes premissas: – Ser focado nos objetivos finais da empresa: ganhos de produtividade e qualidade e integra?º?úo das informa?º?Áes de processo com os sistemas superiores, principalmente sistemas de suporte – As tecnologias e solu?º?Áes propostas devem levar em considera?º?úo o princ?¡pio da adequa?º?úo – As proposi?º?Áes devem ser focadas no processo e n?úo na estrutura org?ónica da unidade; – O plano deve considerado um horizonte de validade de 3 a 5 anos.

5.1. Abrang?¬ncia de um PDAI Um PDAI deve ter a seguinte abrang?¬ncia: – Analisar o estado dos sistemas atuais de instrumenta?º?úo, controle, supervis?úo, otimiza?º?úo e – Estudar solu?º?Áes e tecnologias aplic?íveis aos processos existentes; – Definir um modelo conceitual de arquitetura para os sistemas de automa?º?úo e informa?º?úo, – Recomendar a aquisi?º?úo/ado?º?úo de equipamentos, tecnologias, software, funcionalidades, protocolos, padr?Áes, interfaces, etc., buscando sempre solu?º?Áes e arquiteturas abertas; – Recomendar melhorias de infra-estrutura, procedimentos operacionais, planejamento e – Avaliar os projetos existentes e de novos sistemas j?í contemplados no planejamento – Definir as altera?º?Áes nos sistemas existentes para atender ao modelo conceitual proposto; – Estudar a viabilidade da centraliza?º?úo da opera?º?úo dos sistemas de controle e supervis?úo; – Levantar as oportunidades e avaliar ferramentas para uso de modelos de simula?º?úo e – Avaliar a capacita?º?úo tecnol??gica do pessoal de manuten?º?úo e opera?º?úo para suporte e uso das novas tecnologias a serem implantadas, com sugest?úo de planos de desenvolvimento – Elaborar um plano de implanta?º?úo;

– Elaborar um Sum?írio Executivo, contendo os principais pontos do plano, cronograma, custos.

5.2. Detalhamento do Plano 5.2.1. N?¡vel de Instrumenta?º?úo Levantamento de todos os equipamentos, instrumentos, dispositivos e softwares usados para monitorar, medir e controlar as vari?íveis de processo, explicitando suas fun?º?Áes e aplica?º?Áes.

Defini?º?úo das necessidades da instrumenta?º?úo quanto a: – Adequa?º?úo dos instrumentos existentes para atender a automa?º?úo e sistemas de informa?º?úo; – Estudo da necessidade e viabilidade da utiliza?º?úo de redes de campo; – Treinamento das equipes de manuten?º?úo.

5.2.2. N?¡vel de Controle Levantamento de todos os equipamentos dispositivos e softwares usados para controlar as vari?íveis de processo, explicitando suas fun?º?Áes e aplica?º?Áes.

Defini?º?úo das necessidades de controle quanto a: – Identifica?º?úo de ?íreas de processo n?úo controladas automaticamente; – Adequa?º?úo dos sistemas de controle existentes para atender a automa?º?úo e sistemas de informa?º?úo (capacidade de mem??ria, linguagens utilizadas, estrutura de programas, – Treinamento das equipes de manuten?º?úo.

5.2.3. N?¡vel de Supervis?úo Levantamento de campo incluindo a verifica?º?úo de todos os requisitos t?®cnicos acerca dos sistemas existentes e realiza?º?úo de entrevistas com o corpo t?®cnico e usu?írios finais.

Defini?º?úo dos requisitos funcionais dos sistemas de supervis?úo, a saber: – Interfaces com CLP, bancos de dados externos, equipamentos de monitora?º?úo de energia e – Treinamento das equipes de opera?º?úo e manuten?º?úo.

Levantamento de todos os sistemas de otimiza?º?úo usados para melhorar os ?¡ndices de processo, explicitando suas fun?º?Áes e aplica?º?Áes.

Defini?º?úo das necessidades de otimiza?º?úo quanto a: – Identifica?º?úo de oportunidades de benef?¡cios a partir da implanta?º?úo de sistemas de – Adequa?º?úo das estrat?®gias de otimiza?º?úo existentes para atender os ?¡ndices estabelecidos; – Treinamento das equipes de opera?º?úo e manuten?º?úo.

5.2.5 N?¡vel de Informa?º?úo Levantamento de todos os sistemas de informa?º?úo usados para coletar, armazenar e tratar dados a fim de auxiliar os sistemas de gest?úo do processo e da produ?º?úo, explicitando suas fun?º?Áes e aplica?º?Áes.

Defini?º?úo das necessidades de informa?º?úo quanto a: – Identifica?º?úo de vari?íveis importantes n?úo coletadas e armazenadas; – Efici?¬ncia e qualidade da comunica?º?úo com os sistemas de ch?úo-de-f?íbrica e corporativos; – Treinamento das equipes de opera?º?úo e manuten?º?úo.

6. ETAPAS DE UM PROJETO DE AUTOMA?ç?âO INDUSTRIAL 6.1. Levantamento de Campo Atividade que consiste no levantamento de todas as informa?º?Áes necess?írias para o desenvolvimento do projeto: – An?ílise dos percursos a serem utilizados para as redes de comunica?º?úo; – Cronograma detalhado do empreendimento.

6.2. Especifica?º?úo Funcional Documento onde s?úo descritos: – Benef?¡cios obtidos;

6.3. Crit?®rios de Projeto Documento onde s?úo estabelecidas as principais diretrizes que orientar?úo a elabora?º?úo do projeto de automa?º?úo tais como:Caracter?¡sticas principais dos equipamentos;Distribui?º?úo de tens?úo de controle;Padroniza?º?úo de cabos e bitolas;Filosofia de comandos, emerg?¬ncias, reservas instaladas, etc.

6.4. Fluxogramas P&I (Processo e Instrumenta?º?úo) Consolida?º?úo dos fluxogramas existentes onde s?úo substitu?¡das as indica?º?Áes da instrumenta?º?úo convencional por indica?º?Áes das fun?º?Áes executadas por software e pelas esta?º?Áes de opera?º?úo/supervis?úo. Verifica?º?úo da necessidade e elabora?º?úo de novos fluxogramas.

6.5. Instrumenta?º?úo do fluxograma P&I Documento contendo a representa?º?úo de todos os elementos de campo (sensores, transmissores, atuadores, etc) e as fun?º?Áes executadas por software e pelas esta?º?Áes de opera?º?úo e supervis?úo para cada malha de controle/instrumento.

Documento que apresenta a distribui?º?úo dos equipamentos do sistema de automa?º?úo dentro da sala de controle.

que apresenta a imagem dos m??dulos de E/S. Cont?®m informa?º?Áes como: – Etc.

6.8. Especifica?º?úo de instrumentos Documento ??nico que se aplica ?á qualquer tipo de instrumento, contendo informa?º?Áes, crit?®rios e caracter?¡sticas t?®cnicas que em conjunto com as folhas de dados dos instrumentos propiciam a aquisi?º?úo dos mesmos.

e caracter?¡sticas t?®cnicas necess?írias e suficientes para a aquisi?º?úo dos instrumentos/equipamentos especificados, permitindo a sele?º?úo do modelo e/ou c?ílculo do instrumento e a sua cota?º?úo.

6.10. Folha de Especifica?º?úo para o Sistema de Automa?º?úo Contempla todas as informa?º?Áes e caracter?¡sticas t?®cnicas necess?írias e suficientes para a aquisi?º?úo dos seguintes equipamentos/software: – Outros.

Elabora?º?úo/revis?úo dos diagramas l??gicos da planta de forma a disponibilizar as seguintes informa?º?Áes: – Sinaliza?º?Áes de processo n?úo associadas a equipamentos.

Desenhos para apoio ?á manuten?º?úo, que apresentam de forma esquem?ítica a correla?º?úo entre as entradas e sa?¡das do CLP e todos os dispositivos dos CCM (Comando e Controle de Motores), pain?®is locais e campo indicando a fun?º?úo de cada sinal, sem a finalidade de interliga?º?úo e lan?ºamento de cabos.

6.13. Diagramas de interliga?º?úo Desenhos elaborados por equipamentos que mostram todas as interliga?º?Áes el?®tricas, informando identifica?º?úo de cabos e condutores, bitola, r?®gua de bornes, bornes e terminais, pontos de aterramento, para cada interliga?º?úo relativa ao equipamentos (campo-CLP, CCM-CLP, campo- CCM, outros).

Este documento contempla todas as malhas de controle da planta, com defini?º?úo das fun?º?Áes envolvidas e as interliga?º?Áes entre as mesmas, fazendo-se a representa?º?úo de acordo com a localiza?º?úo f?¡sica de cada instrumento ou fun?º?úo. O documento complementa as informa?º?Áes apresentadas no Fluxograma P&I.

6.15. Rela?º?úo de Circuitos e Cargas Documento, elaborado para cada quadro de distribui?º?úo de tens?úo de controle (QDTC), contendo uma rela?º?úo de todos os circuitos do quadro (com informa?º?úo da capacidade de corrente de cada disjuntor) com a rela?º?úo / identifica?º?úo de todas as cargas ligadas a ele.

Este documento define de forma completa toda a necessidade de alimenta?º?úo el?®trica de tens?úo e controle para a instrumenta?º?úo e equipamentos do sistema de automa?º?úo, incluindo as cargas previstas distribu?¡das de acordo com os n?¡veis de tens?úo, a necessidade de sistemas ininterruptos e alimenta?º?úo redundante, al?®m de determinar as prote?º?Áes el?®tricas necess?írias.

6.17. Lista de Instrumentos Este documento contempla a rela?º?úo de todos os instrumentos (existentes e novos) e suas principais fun?º?Áes, definindo o tipo, loca?º?úo f?¡sica e servi?ºo de cada instrumento.

6.18. Plantas de loca?º?úo de instrumentos Este documento define a posi?º?úo f?¡sica e eleva?º?úo de todos os instrumentos e pain?®is de campo para os quais exista a interliga?º?úo de sinal e/ou alimenta?º?úo el?®trica. Al?®m disso s?úo localizadas as caixas de jun?º?úo, o encaminhamento de eletrodutos entre instrumentos e caixas de jun?º?úo e o encaminhamento de eletrodutos/dutos entre as caixas de jun?º?úo e as salas de controle

Este documento relaciona todos os materiais necess?írios para a montagem da instala?º?úo definindo o tipo e especifica?º?úo t?®cnica do material, unidade de medida/contagem e a quantidade.

Documento que relaciona todos os cabos de interliga?º?úo entre equipamentos, instrumentos, caixas de jun?º?úo, CCM, pain?®is e outros elementos de campo.

6.21. Planilhas de Cabos Planilha identificando todos os cabos/condutores associados a cada equipamento com as suas conex?Áes nas borneiras dos pain?®is existentes e as suas liga?º?Áes correspondentes nas borneiras dos novos pain?®is facilitando o remanejamento dos cabos entre os pain?®is.

6.22. Lista de Cabos para lan?ºamento Este documento relaciona todos os cabos de interliga?º?úo entre equipamentos, instrumentos, caixas de jun?º?úo, CCM, pain?®is e outros elementos de campo, com os respectivos percursos para orientar o lan?ºamento de cabos pela montadora.

6.23. Gest?úo de Suprimentos Consiste no acompanhamento, etapa por etapa, de todo o processo de compra dos equipamentos, softwares e materiais de instala?º?úo el?®trica fornecidos.

6.24. An?ílise T?®cnica de Propostas – Prepara?º?úo de question?írios objetivando a equaliza?º?úo t?®cnica das propostas; – Prepara?º?úo da documenta?º?úo t?®cnica final para compra.

Comentar/aprovar os desenhos enviados pelos fornecedores de equipamentos el?®tricos/instrumentos, antes do in?¡cio da fabrica?º?úo, para verifica?º?úo da adequabilidade do que vai ser fabricado com o que foi especificado.

6.26. Roteiro de Aceita?º?úo Documento onde s?úo estabelecidos procedimentos e par?ómetros a para aceita?º?úo do sistema de automa?º?úo durante o teste de f?íbrica e de plataforma.

6.27. Programa?º?úo de CLP Consiste no desenvolvimento do programa do CLP, utilizando o software espec?¡fico do fabricante, contendo a l??gica de comando, sequenciamento, controle e sinaliza?º?úo dos equipamentos/instrumentos e outros dispositivos. Associados ?á l??gica teremos: – Mapa de mem??ria.

Desenvolvimento de software de comunica?º?úo para interfacear os dispositivos 6.30. Testes de Plataforma Montagem de uma plataforma contendo os dispositivos m?¡nimos necess?írios de hardware e software da configura?º?úo para: – Testes nas l??gicas relativas ?ás ?íreas de interface, alarmes, etc.; – An?ílise da performance do Sistema.

6.31. Elabora?º?úo de Manuais Estes documentos t?¬m como objetivo funcionar como material complementar aos treinamentos e subsidiar a opera?º?úo e manuten?º?úo de sistema ap??s a sua entrega. S?úo desenvolvidos os seguintes manuais: – Manual de manuten?º?úo de software de supervis?úo;

6.32. As-Built 6.33. Implanta?º?úo do Sistema A Implanta?º?úo do Sistema ?® realizada de acordo com o planejamento definido e compreender?í as seguintes etapas: Supervis?úo de Montagem Compreende a supervis?úo da montagem e das liga?º?Áes e energiza?º?Áes dos equipamentos do sistema de automa?º?úo.

Montagem da rede e comunica?º?úo Testes bit a bit Os testes bit a bit s?úo iniciados ap??s a conclus?úo dos testes de continuidade el?®trica. Durante estes testes s?úo verificadas todas as liga?º?Áes feitas durante a transfer?¬ncia dos sinais do campo e CCM para os novos CLP.

Start up Ap??s os testes bit a bit, s?úo executados todos os testes operacionais com os equipamentos de processo j?í ligados ao novo sistema de automa?º?úo, para verifica?º?úo na pr?ítica, da integra?º?úo realizada em plataforma. S?úo simulados todos os intertravamentos, prote?º?Áes dos equipamentos, realizados ajustes e aferi?º?Áes da aquisi?º?úo e tratamento de dados reais coletados e enviados ao processo. Ap??s realiza?º?úo de todos os testes com os equipamentos operando sem carga (testes em vazio), os mesmos s?úo colocados em opera?º?úo com carga, nas condi?º?Áes nominais.

Opera?º?úo AssistidaAcompanhamento da opera?º?úo normal do sistema pelos integradores e operadores para verifica?º?úo da performance do sistema implantado. Neste per?¡odo ser?úo realizados tamb?®m os ajustes dos par?ómetros, an?ílise da estabilidade e verifica?º?úo das faixas de alarmes e das malhas de controle.

7. FERRAMENTAS DE APOIO ?Ç PRODU?ç?âO As ferramentas de apoio ?á produ?º?úo apresentam uma s?®rie de funcionalidades pr?®-definidas que atendem boa parte das necessidades, mas n?úo contemplam toda a documenta?º?úo de um projeto. Estas ferramentas possibilitam: – Gerar automaticamente listas de materiais.

Algumas ferramentas podem ser utilizadas para o controle e o acompanhamento do projeto. Permitem realizar: – Acompanhamento das datas do projeto – Gest?úo do tempo gasto na execu?º?úo de cada tarefa – Estabelecer v?¡nculo entre tarefas – Controle do tempo previsto versus realizado – Defini?º?úo das etapas cr?¡ticas – Realiza?º?úo de simula?º?Áes – Controle de recursos

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