Sistemas Supervisórios

E aí E aí E aí E aí E aí bom então pessoal dando continuidade aí agora entramos aqui no sistema supervisórios tá bom então o que são sistemas supervisórios de hierarquia de Sistemas de Automação conceitos básicos pintando já eu já falei um pouquinho lá daí again hoje né e a diferença né de um sistema supervisório para ir h&m mas que vai tá fácil agora entender esse conceito de sistema supervisório mas isso que eu já falei né o conceito e sistema supervisório hoje pode-se aplicar no celular com a internet das coisas pode-se aplicar na tela do

seu computador né eu vou dar um exemplo aqui também é no final dessa apresentação de um sisteminha supervisório que dá para gente implementar e por um software e confia em dia tem vários né softwares para criação de sistemas supervisórios né então historicamente de nos meados das Décadas de 70 e 80 com o avanço da eletrônica o surgimento aos microprocessadores o computador se tornou uma festa chave nos diversos setores industriais surgiram também os primeiros sistemas supervisórios e olha só que que é o sistema supervisório então basicamente o destino se a capturar e armazenar em um bloco

de dados e informações sobre o processo de produção as informações vende sensores que capturam dados específicos conhecidos como variáveis de processo da nossa planta industrial [Música] um exemplo para exemplificar pense em uma usina de açúcar e álcool um equipamento essencial vai ser uma caldeira né então a Caldeira é essencial para uma usina de açúcar e álcool né E aí eu preciso controlar aí no caso a parte de pressão né o vapor gerado aí por esse por essa Caldeira tá uma caldeira pode ser comparada a uma enorme panela de pressão por isso requer cuidados né a

Caldeira possui pelo menos duas variáveis de processo e importantes Então eu preciso ter nela um sensor de pressão e um sensor de temperatura é Então dependendo do processo eu já tenho que saber que sensores que eu vou ter que monitorar [Música] e a Caldeira por si só não fornece os dados de pressão e temperatura para o sistema supervisório necessário acoplar os sensores inteligentes ao processo que monitoram e fornecem os dados para o sistema então eu tenho que ter um controlador onde eu vou ligar sensores e os dados de sensores vão ser enviados lá para o

meu sistema supervisório aí o meu sistema análise e armazenar as informações em um banco de dados e em seguida mostra o resultado em telas customizadas tô usuários que eu tenho vários tipos de representações né então Aqui nós temos uma representação gráfica com tempo né temos gauges né esses ponteirinho saque representam dados aqui temperatura pressão e nível então e nada Caldeira aqui E aí vai da Imaginação né da representação de todo esse processo né das informações são corridas dos dados que são analisados os sistemas supervisórios são conhecidos como HN escada né interface homem-máquina Olha só sistema

supervisório e entra também ó no conceito de hm ou Sistema de Controle aquisição de dados né Então tudo isso aqui é um sistema supervisório né O que muda é A nomenclatura que tá sendo usada bom então Aqui nós temos um exemplo this e controladoras de aí o todas interligadas em rede aqui um barramento né um cabo com tecnologia fieldbus as e redes industriais uma e h&m com CLP E aí eu posso interagir todo é toda essa estrutura no nível hierárquico maior lá no topo da pirâmide eu posso ter um sistema supervisório e porque o topo

da pirâmide ele é aquilo a que fica a sala de controle né aqui no caso de uma usina já já a gente vai estudar essa pirâmide aí e Aqui nós temos um sistema supervisório bem tradicional presente em vários se vocês procurarem né Sistema supervisório vai aparecer essa sala de controle da usina de Itaipu é então eu tenho um painel aqui que me dá várias informações e diversos processos adalzina das dos Vereadores de consumo né todas essas informações estão aqui na tela agora eu posso ter uma e h&m lá do lado de um gerador né Cada

gerador pode ser pode ter a sua e h&m e aqui eu tenho né no sistema supervisório uma visão macro de todo esse processo e aqui moto detalhe né da tela do supervisório né com várias informações onde os supervisores ficam analisando esses dados aí gerando Alerta né O sistema supervisório também gera Alerta né e aqui do operador Nacional do sistema né então a interligação de energia não é verdade todo o Brasil né e é feito com operador Nacional do sistema Então tem que ser telas de super liso olhos informando as demandas aqui dos estados e operador

Nacional do sistema vai fazendo as manobras necessárias de energia né para alimentar as regiões do Brasil e não sobrecarregar as usinas não sobrecarregando as usinas evitamos os apagões os sistemas supervisórios em destaque Então temos o elipse é bem tradicional aí na área de sistemas supervisórios agora a rockwell em Laos Factory Talk dele a General Eletric tem o wi-fi a indusoft tem o indusoft Web Studio claro que cada fabricante vai ter né a sua ferramenta gráfica aí para a criação do sistema supervisório E aí Smart é o processo viu Mc assistem é o escada Dr Siemens

simatic wincc Twins E se ele está presente no dia Portal né então tia Portal Oi e a interface de programação do CLP Siemens os presentes lá nos Laboratórios né nos Laboratórios da Fatec tem Laos CLP Siemens e nós temos instalado lá nos computadores o tia Portal e qual tia Portal eu faço a programação em linguagem Ladder CLP e tem o em seu em cês eu faço a parte gráfica né da nossa e h&m então eu creio lá toda a arte gráfica que eu quero representar animações E endereçamentos aí eu carrego é esse é essa parte

gráfica que foi criada eu transfiro o código executável para aí Hm como é feito com a linguagem Ladder alugar gelada também e depois eu monto ela tem que compilar ela e transferir ela para o nosso CLP a Shinaider tem também né o editor dela né vigel City nós temos a invensys nós temos a National com labview né inclusive o lado de viu ele é fiel ele faz parte né é um modo na verdade que faz parte do simulador de circuitos elétricos aí né da National e para um processo de produção industrial pode-se citar as seguintes

vantagens quando se utilizam o sistema supervisório então análise de tendência bom então geralmente um sistema supervisório ele vai ter dados estatísticos mais avançados que eu não tenho lá na minha hm por isso que é possível fazer análise de tendências né então baseado no histórico de informações do banco de dados é possível tomar ações proativas para maximizar a produção de uma planta a área de alarme tem que aparecer também no meu sistema supervisório né que é uma sinalização em tempo real alguma falha no processo registra essa falha no banco de dados para consultas futuras né e

a parte de operação remota no processo né então eu posso com meu sistema supervisório geral intervenção né no meu processo a partir lá da sala de controle geração de relatórios e gráficos não é possível gerar relatórios e gráficos sobre os alarmes e tendências como aumentar a disponibilidade da planta Então a partir das informações geradas em tempo real permite identificar falhas e consequentemente utilizar as tomadas de decisão para manter a planta em operação rodar o maior tempo possível sem paradas né isso aqui que é interessante né eu programar as manutenções adequadas né para evitar né paradas

excessivas aí não no processo e Aqui nós temos a parte de análise de dados então se eu tenho dados de diversos tipos de sensores válvulas né controles de fluxo percentuais aqui de reservatórios né mais reservatórios mais controles de válvulas se eu tenho uma o monitoramento né dessas informações eu posso fazer análise de dados desses das informações que eu tô recebendo E essas análises Claro se analisadas pelos especialistas aí que ficam na área de supervisão para gerar as ações necessárias ao processo para melhorar eficiência desse processo né bom então o termo supervisório é uma supervisão né

então supervisor é aquele funcionário que tem a visão de todo mundo né então ele fica lá no alto vendo todo mundo né daí vem o termo supervisoras né ou supervisor tão sistemas supervisórios permitem que sejam monitoradas e rastreadas informações de um processo produtivo ou instalação física Em tais informações são coletadas ó por meio de equipamentos e aquisição de dados e em seguida manipulados analisados armazenados e posteriormente apresentados ao usuário estes sistemas também são chamados escada né então sistemas escada tem o nome né de aquisição de dados e controle né de sistema supervisório E olha como

eram sistema supervisório escada antigamente né É por meio de um painel sinótico pelo tem um painel um desenho da minha planta desenho mesmo né com tinta aqui e coloca as sinalizações né de lâmpadas leds e olha a quantidade de Chaves né botoeiras para fazer esse tipo de controle Então os primeiros sistemas escada basicamente telemétricos né que tem essa característica que os telemétricos permitiam informar periodicamente o estado corrente do processo Industrial monitorando os sinais representativos de medidas e estados de dispositivos por meio de painéis de e lâmpadas e indicadores painéis de lâmpadas e indicadores e atualmente

eu já tenho uma tela da né uma mais bonitinha seria colorida né aqui ficou preto e branco aqui né então atualmente sistemas de automação industrial utilizam tecnologias de computação comunicação para automatizar a monitoração e controle desse processo efetuando coleta de dados em ambientes complexos eventualmente dispersos geograficamente EA respectiva apresentação de modo amigável para o operador com recursos gráficos elaborados né no caso de hnc e sistemas supervisórios e conteúdos multimídia com animações e Oi e o sistema supervisório ele precisa né trabalhar numa rede né então geralmente são redes industriais o nível de supervisão não Exige uma

rede tão preparada por dentro Industrial porque o nível de supervisão ele fica lá no topo da pirâmide e meio que distante né da planta de chão-de-fábrica características e necessidades o em ambiente Industrial troca de informações né a troca de informações se dá entre equipamentos e às vezes entre um operador e um equipamento os tempos de respostas críticas tem que ter um tempo pequeno de resposta segurança de dados né tem que ter meio sair de gerar segurança desses dados o ambiente Industrial é caracterizado como um ambiente hostil para operação o Flamengo né porque eu tenho perturbações

eletromagnéticas temperaturas elevadas áreas de seguranças em Oeiras em unidade tem o gases né a grande quantidade de equipamentos pode estar conectada nessa rede né então eu tenho um custo de interconexão crítico aí porque essa rede não pode sofrer muitos muitas interferências muitas paradas né Aqui nós temos o nível de supervisão né o nível de planta tem um nível de controle e tem um nível de campo né aonde nós estarão estaremos aqui na um nível de campo com os nossos sensores e atuadores trabalhando aí nos processos aí a picada nível de se eu posso ter tecnologias

diferentes derretido tá tipos de redes diferentes e e aqui mais um exemplo né agora colorido mais bonitinho né de um sistema supervisório né bem animado esse aqui claro que falta animação que a irmã imagem mais eu tenho aqui ó motor Smash girando aqui ó ventoinhas temos aqui ao motores com misturador né nós temos bombas aqui na diversos tipos de bomba controles aqui ó Flex ind com vazões temos a parte aqui de alarmes né temos uma tela aqui com dados estatísticos aqui né do que tá acontecendo do que está sendo atuado alertas né com datas e

horas E aí nós temos aqui um outro exemplo aqui de sistema supervisório né com tanques aqui industriais medidores aqui de temperaturas indicadores de níveis na as espiras de elevação né pro provavelmente sólidos né e os sistemas escada identificam todas as variáveis numéricas ou alfanuméricas envolvidas na aplicação através de tags podem executar funções. Estacionais tipo operações matemáticas nojentas trabalhar com vetores Strings etc ou representar os pontos de entrada e saída de dados do nosso processo que está sendo controlado neste caso corresponde as variáveis do processo real tipo temperatura nível Vazão tá se comportando como a ligação

entre o controlador e o sistema é com base nos valores dessas tags e os dados coletados são apresentados ao usuário no caso aí o supervisor aí desse sistema e os escadas que nem aí a cdhm também verificam os alarmes né então eles geram também alarmes fora lá a minha hm O sistema supervisório também vai gerar o meu alarme identificados quando o valor de algum tag ultrapassa o limite estabelecido por ele né sendo possível programar os registros em banco de dados dessa precisar alarmes ativar sons mensagens mudanças e cores envio de alertas Ó pula mensagens aí

de e-mail celular beijar já é algo da passado né Poderia ser um SMS aqui né e a partir do momento em que a monitoração e o controle de um processo são feitos com a ajuda de um sistema supervisório ao processamento a das variáveis de campo é mais rápido e eficiente em qualquer evento imprevisto nesse processo é rapidamente detectado e mudança só não set-points nos ajustes aí padrões são e dentro imediatamente providenciadas pelo sistema supervisório no sentido de normalizar essa situação ao operador ficando convencia de acompanhar o processo de controle da planta com o mínimo de

interferência executando se caso excetuando-se casos em que sejam necessárias tomadas de decisão escritas ao operador né então se realmente vai a ser necessário o uso do operadora e claro ele vai ter que agir nesse sistema é essa aqui também é uma imagem bem tradicional que é hierarquia de Sistemas de Automação tá então ela é representada por uma pirâmide tá então um diagrama que representa de forma hierárquica os diferentes níveis de controle e trabalho em automação industrial através dos níveis aqui então nós temos geralmente níveis observa em que a interligação entre os níveis se dá através

de redes tá e nós temos tecnologias diferentes de her a procurar interligação Entre esses níveis claro que nesse nível da base é um nível que eu tenho aquele ambiente do tipo hostil né com muita interferência eletromagnética vibração com eira gases Então esse é um nível onde a sede são caracterizados como redes industriais né então aqui Industrial ela tem uma característica de ter uma imunidade a interferências ou uma imunidade generalizando né ao ambiente hostil mais efetiva do que as outras vezes né aqui no nível de gerenciamento eu tenho uma rede de computador normal né uma rede

tcpip que não necessariamente precisa é esse nível aqui geralmente ele não está nesse é considerado o nível hostil um bom então o nível 1 né então voltando aqui ao nível 1 é a parte é a base aqui da nossa pirâmide né então o nível 1 é a parte de aquisição de dados e controle manual e eu majoritariamente o composto por dispositivos que estão lá no campo ou seja os atuadores sensores transmissores entre os componentes presentes na planta é que compõem esse nível então é onde eu tenho a geração dos sinais né de raio do meu

sistema é um nível 1 é a base aí vamos começar a subir tá tamo nível 2 o é um controle individual que que tem no nível 2 o CLP é o segundo nível compreende equipamentos que realizam o controle automatizado das atividades da planta eu tenho eu começo a ter nesse nível processamento de informações por isso que nós temos o CLP o sistema digital de controle relevo etc nível 2 subindo mais a nossa pirâmide Vamos para o nível 3 o controle de células supervisão otimização de processo um nível 3 ele já entra uma supervisão né já

é considerado um nível de supervisão tão terceiro nível destinasse a supervisão dos processos executados por uma determinada célula é de trabalho em uma planta na maioria dos casos também o que tem suporte de um banco de dados com todas as informações relativas ao processo então o número o nível 3 representa é aquela número 3 já é uma supervisão Mas é uma supervisão restrita a uma célula um determinado processo o nível quatro Estamos subindo mais né a nossa pirâmide e meu quatro é um controle Fabril Total produção e programação tão quarto única responsável pela parte de

programação e também do planejamento da produção auxilia tanto no controle de processos industriais quanto também na logística de suprimentos podemos encontrar o termo gerenciamento de planta para este nível então a produção a visualização do processo no nível 4 é como um todo né o controle total que eu voltei lá do meu processo o nível 5 é o a pontinha lá da nossa pirâmide e aonde fica a inteligência né corporativos gerenciamento planejamento estratégico né então quinto e último nível da pirâmide da automação industrial se encarrega da administração dos recursos da empresa neste nível encontra-se softwares para

gestão só de venda gestão financeira inteligência de negócios Neo businness inteligence para ajudar na tomada de decisões que afetam a empresa como um todo e E aí e aqui um resumo né da nossa pirâmide Então nós temos aqui a base da pirâmide e ficam aos nossos sensores atuadores motores válvulas eles o CLP Este cão aqui né os controladores os sistemas escadas já começam a aparecer no nível 3 né de gerenciamento mas geralmente é um gerenciamento de uma Pati né do processo desse nível 3 nível 4 já entra uma parte de gerenciamento de processo e o

nível o topo da pirâmide aqui no nível 15 já representa todo o controle né do processo é onde eu tenho a supervisão geral Inclusive a visão aqui do alto né você vê tudo né Daqui do alto por isso que essa representação aí do topo da pirâmide né tô vendo toda a empresa e todo o processo desse nível e do nível 5 aqui dois programa bom então eu tenho aqui o controle do lado esquerdo não tá então eu tenho aqui a parte de controle que a gente usa um software que chama cade simu a observa em

que eu tenho um lado aqui ó uma linguagem Ladder bem simples né fácil de entender no lado direito aqui da minha tela eu tenho o PC simu não pc-simu faz ele é um monto mar interface gráfica Ou melhor o sistema supervisório bom então eu tenho aqui um tanque um reservatório aqui no caso de água que tá abastecendo uma casa e Sistema de Controle é só para vocês entenderem hoje em dia né como é que a gente como é fácil né e implementar um sistema supervisório inclusive Vale se o projeto de conclusão de curso de vocês

é e se vocês no projeto de conclusão de curso implementar em uma tela sistema supervisório é bem fácil vocês fazerem isso inclusive esse sistema em aqui de simulação de supervisório ele se integra alguns clps da Siemens e até o Arduino Dá para vocês fazerem os endereçamentos de com Arduino Uno né então você monta uma lógica de controle com Arduino e você monta um sistema supervisório né para simular e o seu projeto fica até legal né as vezes é vocês implementar em nenhum supervisório aí um determinado o projeto que se aplique Claro ao supervisório e esses

dois softwares ele se integram né então existe uma comunicação serial entre os dois e esse primeiro aqui é a nossa linguagem Ladder e eu tenho as tabelas de endereçamento é então eu uso essas tabelas de endereçamento de entradas e saídas para que o nosso sistema supervisório consiga identificar a mudança desses níveis lógicos de entrada e saída Então observa em que há sinalizações Elas têm os endereços que 02 e 03 e 04 se vocês observarem aqui na tabela de endereçamento ao que 02 03 04 são os LEDs LED verde LED amarelo e LED vermelho e esses

leads são essas saídas aqui ó que eu tenho no meu diagrama Ladder e eu torço eu estou associando o nome dado a saída a um endereço físico de um CLP é porque aqui na no nosso sistema supervisório ele vai entender esses endereços quis e os interesses e os rios nós temos o e 03 e 04 00 01 02 00 01 02 são três sensores que nós temos de nível desse reservatório de água Então olha só 100 é um Max ee01 é um mede e 02 é um ninho e olha só eles estão aqui ó são

contatos normalmente aberto mas mete em mim nós temos também o v1 e V2 que são essas chaves aqui ó o ver um é o 03 que ouviam essa chave aqui essa chave se eu acioná-la ela vai gerar uma saída vem a saída vem observa em que está associada ao q00 e o que 00 é a minha válvula de entrada de água E se eu acionar a chave e 04 que a chave de liga-desliga saída de água do reservatório we-04 é o v21 v25 contato também normalmente aberto que aciona o vi out movie out é um

quiser um e o que 01 é o sistema supervisório é a válvula de saída que vai enviar água por uma residência e como é que eu entro no modo de simulação seleciona o play no cade simu que é o controle seleciono A conexão aqui do computador do PC simu e um play para iniciar a simulação observa em que o tanque está vazio Agora toda interação que eu fizer aqui nas Chaves eu botei o controle aqui da minha parte de comando do meu CLP eu vou acionar o e 03 que a chave que controla a entrada

de água no meu reservatório Então observa em que o reservatório está enchendo eu tô tendo a sinalização do nível mínimo e depois o nível médio depois o nível máximo e o nível máximo Olha só eu tenho um contato normalmente fechado para parar entrada de água agora parou a entrada de água quando acionou nível máximo é porque senão vai transbordar eu fiz essa esse contato NF tem essa característica de segurança Vamos abrir agora água para casa né água para residências Então olha só agora nós estamos com água sendo consumida na residência eu tenho uma indicação aqui

de volume do nosso tanque do tá diminuindo porque o fluxo de consumo é maior que o dia entrada isso aí é configurável nessas válvulas tá eu consigo mesmo com a água ligada de entrada né então agora ouvem tá ligado mas ele não dá conta de encher o tanque né porque porque eu consumo de água é maior da casa do que na entrada do tanque vou parar aqui a entrada do tanque eu parei a entrada do tanque que eu tava tendo um consumo maior né daí até aqui vai acabar água do tanque a casa vai ficar

sem água né bom então a acabou a água do tanque os finalização do mínimo né Tá tudo desligado ou seja não tem mais água no certo acabou vamos ligar água de entrada no tanque Então agora eu tô tendo um consumo excessivo da casa não dá nem conta de encher né o nosso tanque vou desligar aqui o consumo da casa o tanque começa encher eu vou ligar agora o consumo da casa bom então agora o tanque começa esvaziar Então eu tenho uma animação gráfica né desse tanque aqui eu poderia ter vários tanques motores né Tem várias

ferramentas aqui de interface gráfica para simulação usando o PC simu tá deixou parar um pouquinho aqui ó então nós temos várias ferramentas aqui temos motores e o motor de indução trifásico temos aqui ao motor de Passo temos esteiras temos garras aqui abre um leque de vários Ó tem ter teclado tem serra circular tem agitador tem bomba d'água tem ventilador tem Gol compressor de grupo I hidráulico triturador a resistência cale fatura queimadores em é esse simulador aqui de interface gráfica Dá para vocês montarem né um sistema supervisório bem legal de controle e pode ser um sistema

até real né através aqui de um CLP ou através de um Arduino vocês geram Esse sistema de controle de entrada e saída aqui eu tô usando um simulado em cima para gerar uma lógica de controle através de um CNT inclusive aqui no cade simu vocês também conseguem colocar aqui os controladores que vocês quiserem né temos aqui alguns controladora da para vocês colocarem aqui na parte de controle aqui né alguns clps que vocês podem utilizar fazer as ligações deles aqui né e usar no projeto é só uma pequena demonstração e como nosso assunto hoje foi sistema

supervisório tá é uma demonstração Zinha rápido aqui de um sistema supervisão e E aí E aí