Post on 22-Apr-2015
Evolução dos Sistemas de Automação
Jair Jonko Araujo (jonko@cefetrs.tche.br)
Sistema de Automação Industrial
Planta Industrial
(Processo Técnico
Recursos(Matéria, energia e informação)
atuação
medidas
Produtos(Matéria, energia e informação)
Sistema de Automação Industrial
Sistema de Automação Industrial
Transmissor e Amplificador
Condicionador e Transmissor
Processamento
(Controle e
Intertravamento)
Atuador
Sensor
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 IndustrialSistemas Computacionais
Amplificador
Condicionador de Sinais
Processamento
(Controle e
Intertravamento)
Atuador
Sensor
Conversor D/A
Converso A/D
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
Chão de Fábrica
Controle
Supervisório
Gestão Industrial
ERP
FieldBus
Databus
Devicebus
Sensorbus
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)
Sistemas de Automação (CLP, SDCD, SCADA, etc.)
E a Integração? (Qual a dificuldade)
Dificuldades de Integração
A dificuldade maior éCultural