Laboratório B – Sistemas
Supervisórios
N8LB9
Prof. Dr. Cesar da Costa
1.a Aula: Fundamentos de Sistemas Supervisórios
O que são Sistemas Supervisórios?
•
Historicamente, nos meados das décadas de 70 e 80,
com o avanço da eletrônica e, surgimento dos
microprocessadores, o computador se tornou uma peça
chave nos diversos setores industriais. Surgiram
também os primeiros sistemas supervisórios.
•
Basicamente, um sistema supervisório destina-se à
capturar e armazenar em um banco de dados,
informações sobre um processo de produção. As
informações vem de sensores que capturam dados
específicos (conhecidos como variáveis de processo) da
planta industrial.
O que são Sistemas Supervisórios?
•
Para exemplificar, pense em uma usina de açúcar e
álcool. Um equipamento essencial da usina para o
processo de produção do álcool, é o gerador de vapor
(popularmente conhecido como caldeira).
•
A caldeira pode ser comparada a uma “enorme panela
de pressão” e por isso mesmo requer um cuidado todo
especial. A caldeira possui pelo menos duas variáveis
de processo importantes: pressão e temperatura.
O que são Sistemas Supervisórios?
Figura 1 – Imagem ilustrativa de uma caldeira
O que são Sistemas Supervisórios?
 A caldeira por si só não fornece os dados de pressão e
temperatura para o sistema supervisório.
 É necessário acoplar sensores inteligentes ao processo,
que monitoram e fornecem os dados para o sistema.
 O sistema analisa e armazena as informações em um
banco de dados e em seguida mostra o resultado em
telas customizadas no computador do usuário.
O que são Sistemas Supervisórios?
 Os sistemas
HMI/SCADA.
supervisórios
são
conhecidos
 Interface Homem Máquina
 Sistema de Controle e Aquisição de Dados
como
O que são Sistemas Supervisórios?
O que são Sistemas Supervisórios?
Figura 2 – Sistema supervisório na Sala de Controle de uma usina
O que são Sistemas Supervisórios?
 Segue abaixo, alguns sistemas supervisórios em
destaque no mercado:
1. Elipse da Elipse Software.
2. FactoryTalk View SE da Rockwell Automation.
3. iFIX da General Electric.
4. InduSoft Web Studio da InduSoft.
5. ProcessView da SMAR.
6. ScadaBR (open source) da MCA Sistemas.
7. SIMATIC Wincc da Siemens.
8. Vijeo Citect da Schneider Electric.
9. Wondeware inTouch da Invensys.
10. LabVIEW da National
O que são Sistemas Supervisórios?
 Para um processo de produção industrial, pode-se
citar as seguintes vantagens quando se utiliza um
sistema supervisório:
a) Análise de tendências: baseado no histórico das
informações do banco de dados, é possível tomar
ações proativas para maximizar a produção da planta.
b) Alarmes: sinaliza em tempo real, alguma falha no
processo e registra essa falha no banco de dados para
consultas futuras.
O que são Sistemas Supervisórios?
c) Operação remota no processo: intervenção no
processo, a partir da sala de controle.
d) Geração de relatórios e gráficos: É possível gerar
relatórios e gráficos sobre os alarmes e tendências.
e) Aumentar a disponibilidade da planta: A partir das
informações geradas em tempo real, permite identificar
falhas e consequentemente otimizar as tomadas de
decisão para manter a planta em operação (rodar o
maior tempo possível sem paradas).
CONCEITOS BÁSICOS
 Os sistemas supervisórios permitem que sejam monitoradas e
rastreadas informações de um processo produtivo ou instalação física.
 Tais informações são coletadas através de equipamentos de aquisição
de dados e, em seguida, manipulados, analisados, armazenados
e, posteriormente, apresentados ao usuário.
 Estes sistemas também são chamados de SCADA (Supervisory
Control and Data Aquisition).
CONCEITOS BÁSICOS

Os primeiros sistemas SCADA, basicamente telemétricos, permitiam
informar periodicamente o estado corrente do processo industrial,
monitorando sinais representativos de medidas e estados de
dispositivos, através de painéis de lâmpadas e indicadores.
Figura 2 – Painel sinótico
CONCEITOS BÁSICOS

Atualmente, os sistemas de automação industrial utilizam tecnologias de
computação e comunicação para automatizar a monitoração e controle dos
processos industriais, efetuando coleta de dados em ambientes
complexos, eventualmente dispersos geograficamente, e a respectiva
apresentação de modo amigável para o operador, com recursos gráficos
elaborados (interfaces homem-máquina) e conteúdo multimídia.
Figura 3 – Sistema de Supervisão SCADA
CONCEITOS BÁSICOS
CONCEITOS BÁSICOS
CONCEITOS BÁSICOS
CONCEITOS BÁSICOS
CONCEITOS BÁSICOS
CONCEITOS BÁSICOS
 Os sistemas SCADA identificam todas as variáveis numéricas ou alfanuméricas
envolvidas na aplicação através de tags, podendo executar funções
computacionais (operações matemáticas, lógicas, com vetores ou strings, etc)
ou representar pontos de entrada/saída de dados do processo que está sendo
controlado.
 Neste caso, correspondem às variáveis do processo real (ex: temperatura, nível,
vazão etc), se comportando como a ligação entre o controlador e o sistema. É
com base nos valores das tags que os dados coletados são apresentados ao
usuário.
CONCEITOS BÁSICOS
 Os sistemas SCADA podem também verificar condições de alarmes,
identificadas quando o valor da tag ultrapassa uma faixa ou condição préestabelecida, sendo possível programar a gravação de registros em Bancos de
Dados, ativação de som, mensagem, mudança de cores, envio de mensagens
por pager, e-mail, celular, etc..
 A partir do momento em que a monitoração e o controle de um processo são
feitos com a ajuda de um sistema supervisório, o processamento das variáveis
de campo é mais rápido e eficiente.
.
CONCEITOS BÁSICOS
 Qualquer evento imprevisto no processo é rapidamente detectado e mudanças
nos set-points são imediatamente providenciadas pelo sistema supervisório, no
sentido de normalizar a situação.
 Ao operador fica a incumbência de acompanhar o processo de controle da
planta, com o mínimo de interferência, excetuando-se casos em que sejam
necessárias tomadas de decisão de atribuição restrita ao operador.
HIERARQUIA DOS SISTEMAS DE AUTOMAÇÃO
HIERARQUIA DOS SISTEMAS DE AUTOMAÇÃO
 O nível mais alto dentro de uma arquitetura é representado pela rede de
informação. Em grandes corporações é natural a escolha de um backbone de
grande capacidade para interligação dos sistemas de ERP (Enterprise
Resource Planning), Supply Chain (gerenciamento da cadeia de suprimentos),
e EPS (Enterprise Production Systems).
 Este backbone pode ser representado pela rede ATM ou GigaEthernet ou
mesmo por uma Ethernet 100-BaseT, utilizando como meio de transmissão
cabo par trançado nível 5. Esta última rede vem assegurando uma conquista
de espaço crescente no segmento industrial, devido à sua simplicidade e baixo
custo.
HIERARQUIA DOS SISTEMAS DE AUTOMAÇÃO
 A rede de controle interliga os sistemas industriais de nível 2 ou sistemas
SCADA aos sistemas de nível 1 representados por CLPs e remotas de
aquisição de dados.
 Também alguns equipamentos de nível 3 como sistemas PIMS e MES podem
estar ligados a este barramento. Até dois anos atrás o padrão mais utilizado
era o Ethernet 10Base-T.
 Hoje o padrão mais recomendado é o Ethernet 100Base-T. Quase todos os
grandes fabricantes de equipamentos de automação já possuem este padrão
implementado.
HIERARQUIA DOS SISTEMAS DE AUTOMAÇÃO
HIERARQUIA DOS SISTEMAS DE AUTOMAÇÃO
 Os sistemas SCADA são os sistemas de supervisão de processos
industriais que coletam dados do processo através de remotas industriais,
principalmente Controladores Lógico Programáveis, formatam estes dados,
e os apresenta ao operador em uma multiplicidade de formas.
 O objetivo principal dos sistemas SCADA é propiciar uma interface de alto
nível ao operador com o processo informando-o "em tempo real" de todos
os eventos de importância da planta.
HIERARQUIA DOS SISTEMAS DE AUTOMAÇÃO
HIERARQUIA DOS SISTEMAS DE AUTOMAÇÃO