Evolução dos Sistemas de Automação
Jair Jonko Araujo ([email protected])
Sistema de Automação Industrial
Recursos
(Matéria, energia e informação)
Sistema de
Automação
Industrial
atuação
medidas
Planta Industrial
(Processo Técnico
Produtos
(Matéria, energia e informação)
Sistema de Automação Industrial
Processamento
Transmissor e
Amplificador
Atuador
Condicionador e
Transmissor
Sensor
(Controle e
Intertravamento)
Grandezas Manipuláveis
(Pressão, Vazão, etc.)
Histórico: Instrumentos e Controladores
Pneumáticos
• Processamento Distribuído
– Extratores de Raiz quadrada, multiplicadores, ...
• Alta Confiabilidade e Robustez
• Desvantagens:
– Baixa flexibilidade: dispositivos específicos para
cada função matemática
– Custo alto: manutenção, ampliação, ...
Histórico: Instrumentos e Controladores
Pneumáticos
• Processamento Distribuído
– Extratores de Raiz quadrada, multiplicadores, ...
• Alta Confiabilidade e Robustez
• Desvantagens:
– Baixa flexibilidade: dispositivos específicos para
cada função matemática
– Custo alto: manutenção, ampliação, ...
Sistema de Automação Industrial
Sistemas Computacionais
Processamento
(Controle e
Intertravamento)
Conversor D/A
Amplificador
Atuador
Converso A/D
Condicionador
de Sinais
Sensor
Histórico: Arquitetura Centralizada
Controle Centralizado
Controle Centralizado
• Vantagem
– Consistência dos Dados
• Desvantagens:
– Alto Custo de Cabeamentos;
– Disponibilidade do Sistema = Disponibilidade do
Computador Central;
– Dificulta ampliações do Sistema
Sistemas Digitais de Controle Distribuído
Sistemas Digitais de Controle Distribuído
• Redução dos Custos com fiação, instalação e
manutenção;
• Distribuição do Controle;
• Comunicação entre unidades de controle via
protocolos proprietários;
• Comunicação sensores / atuadores e unidades
de controle via protocolo analógico (4 a 20mA)
e transmissão de apenas uma variável medida.
Fieldbus – Barramento de Campo
?
Definição de FieldBus
• “é um barramento de dados digitais, serial,
bidirecional para a comunicação com o nível
mais baixo de controle industrial e dispositivos
de instrumentação” (Lucia Franco);
• Fieldbus = barramento de chão de Fábrica.
Fieldbus  Foundation Fieldbus
Dois Tipos de Fieldbus
• Sensores e Atuadores com capacidade de
comunicação via barramento digital (execução
de protocolo) = E/S distribuída
• Sensores e Atuadores com capacidade de
processamento local = Unidades Autônomas ou
instrumentos “inteligentes”
Dispositivos “inteligentes”(Smart Devices)
Resumo da Evolução dos Sist. de Aut.
Constatação
Os avanços tecnológicos nas áreas de eletrônica
(microeletrônica – sistemas microprocessados)
e software tem permitidos o desenvolvimento
de Sistemas Computacionais com elevada
capacidade de processamento, pequenas
dimensões, baixo consumo, custos “reduzidos”,
etc.
Pirâmide de Automação
Pirâmide de Automação
ERP
Databus
Gestão
Industrial
Supervisório
Devicebus
FieldBus
Sensorbus
Controle
Chão de Fábrica
Tipos de Processamento
•
•
•
•
•
•
•
Controle
Monitoração
Supervisão
Visualização
Simulação
Diagnose de Fallhas
Alarmes
Tempos de Resposta
Sistema de Automação (multinível)
Integração Vertical de Sist. de Aut.
Integração Horizontal de Sist. de Aut.
Integração Horizontal ao longo
da linha de Produção
Base para
uma
integração
vertical
Fácil Expansão
Motivação para Integração
Aumento da Produtividade
• Usuários:
– Integração Horizontal e vertical
– Facilidade de Expansão
• Fabricantes, Fornecedores:
– Aumento da modularidade
Necessidades dos Usuários
• Abertura:
– Padrões aceitos globalmente;
– Produtos disponíveis
• Integração:
– Integração vertical incluindo todos os níveis (do
escritório ao chão de fábrica)
• Proteção dos investimentos
– Estruturas existentes devem ser preservadas e
integradas
Benefícios aos Usuários
• Aumento da Produtividade
• Redução dos Custos durante a configuração e
operação de máquinas e equipamentos
• Acesso global a informações (coerência)
• Redução dos erros
• Agilidade para responder às mudanças
Integração
Uso do Computador em todos os níveis
Comunicação Aberta e Transparente
Aberta: conseguida
através de padrões
estabelecidos no
mercado
Comunicação Aberta e Transparente
Transparente: acesso aos dados onde ele
estiverem disponíveis
Dificuldades de Integração
Sistemas
Informatizados para
Gestão (ERP)
E a Integração?
(Qual a dificuldade)
Sistemas de Automação
(CLP, SDCD, SCADA, etc.)
Dificuldades de Integração
A dificuldade maior é
Cultural