Sistemas de Supervisão e Controle

Abordaremos neste artigo os sistemas de supervisão industriais que são parte fundamental dos sistemas de automação e controle

O Sistema de Supervisão e Controle (SSC) é parte fundamental de praticamente qualquer sistema de automação de processos. O SSC surgiu com a função básica de fornecer uma interface amigável (geralmente gráfica) com os operadores do processo, permitindo aos mesmos realizar as seguintes funções:

-Monitorar variáveis do processo em tempo real (temperatura, pressão, nível, dentre outras);

-Diagnosticar falhas ou condições indevidas através de alarmes e eventos;

-Ajustar parâmetros do processo (set-points);

-Enviar comandos para o sistema.

O SSC é popularmente chamado de SCADA ou IHM:

SCADA (Supervisory Control And Data Aquisition): Rigorosamente, um sistema SCADA é compostos não somente pelo SSC, mas também pela instrumentação, CLPs e toda infra-estrutura de comunicação utilizada no sistema de automação e controle. Contudo, é comum definir-se o software de supervisão como SCADA. Este geralmente é localizado na sala de controle, rodando sobre plataforma PC.

IHM (Interface Homem-Máquina): Muitas vezes é necessário uma interface localizada no chão de fábrica para que o operador tenha acesso local às informações do processo. Estas interfaces variam de pequenos dispositivos alfa-numéricos até interfaces coloridas, dotadas de painel de membranas ou tela touch-screen.

É importante salientar que o Software de Supervisão não tem função de realizar controle em tempo real, tal como um Controlador Lógico Programável (CLP). Portanto, tipicamente, o SSC realiza interface com os elementos de controle (CLPs ou PB-Based Control Software), conforme é ilustrado na figura 1.

F.1 – Arquitetura Típica

Contudo, em projetos onde se deseje apenas a aquisição de dados (sem atuação no processo) é possível conectar o sistema de supervisão diretamente à instrumentação, através de redes de campo, tais como Fieldbus, Profibus, Interbus, dentre outras.

Componentes Principais de um SSC

Os principais módulos componentes de um SSC (figura 2) são:

Base de Dados (Tags): É uma área de memória que mantém os valores que estão sendo manipulados pelo sistema. Cada valor do processo é armazenado em uma variável denominada TAG.

Interface Gráfica (Telas): Representação gráfica do processo através de objetos estáticos (motores, bombas, máquinas, etc) e dinâmicas (bargraph, mudança de cor, movimento, etc). Essa interface representa para o operador de maneira intuitiva as condições do processo.

Tarefas de fundo: São módulos que rodam em background e executam funções específicas, tais como gerenciamento de alarmes (online e histórico), trends (online e histórico), receitas, relatórios, scripts, interface com bancos de dados, módulo de eventos, dentre outros.

Interfaces de Comunicação: Realizam a interface com elementos externos ao sistema de supervisão. Os drivers de comunicação implementam protocolos para comunicação com CLPs e/ou redes de processo. A interface OPC (OLE for Process Control) é geralmente utilizada para comunicação com CLPs, através de um OPC Server que implementa o protocolo específico do CLP. DDE (Dynamic Data Exchange) foi muito utilizado como padrão de comunicação entre softwares, contudo, vem caindo em desuso por limitações tecnológicas. ODBC, ADO e OLE-DB são padrões para comunicação com bancos de dados relacionais, tais como Oracle, SQL Server, dentre outros.

 

F.2 – Componentes do SSC.

Critérios de Escolha de um SSC

O mercado oferece inúmeras opções de software de supervisão. Para a melhor especificação e escolha de um SSC, os seguintes fatores devem ser considerados:

Conectividade: Não existe mais lugar para as antigas “ilhas de automação”. Todo sistema deve prever a integração do mesmo com diversos elementos de diferentes fabricantes. É importante verificar se o sistema de supervisão oferece interfaces padrão tais como OPC, ODBC, XML, TCP/IP para viabilizar essa integração. Sistemas de supervisão fornecidos por fabricantes de CLPs tendem a oferecer integração apenas para equipamentos fornecidos por eles, enquanto softwares desenvolvidos por ISV (Independent Software Vendor) procuram compatibilidade como maior número possível de fabricantes.

Arquitetura Aberta: Muitas vezes é necessário realizar interface com sistemas pré-existentes ou com sistemas proprietários que não seguem padrões de mercado. Portanto, é desejável que o sistema de supervisão ofereça meios para acesso direto à base de dados (tags) ou para desenvolvimento de novas interfaces de comunicação. Alguns softwares fornecem Toolkits para atender a esses casos.

Facilidade de Uso: Com o barateamento do Hardware e Software utilizados nos projetos, o custo da mão de obra (engenharia) é cada vez mais significativo no contexto geral. Portanto, é importante escolher uma ferramenta que seja de fácil assimilação e manutenção durantes as fases de desenvolvimento e implantação do sistema.

Escalabilidade: É importante que o sistema seja compatível com diferentes plataformas (sistemas operacionais), desde IHMs rodando WindowsCE até sistemas de grande porte baseados em PC. Isso garante maior flexibilidade para futuras expansões e facilidade na integração das estações IHMs e SCADA.

Adequação ao processo: Praticamente todos sistemas de supervisão oferecem diferentes tipos de licença para o mesmo produto, com diferentes limitações (como por exemplo, o número de tags suportados pelo banco de dados) a fim de proporcionar custos compatíveis com o porte de cada projeto. As principais características que devem ser conhecidas para especificação de uma licença são:

-Quantidade de pontos (analógicos e digitais) a serem controlados/monitorados;

-Número de estações de supervisão componentes do sistema;

-Quantidade e tipo dos elementos de controle (CLPs) que devem se comunicar com o sistema de supervisão;

-Necessidade de implementar modificações na aplicação (licença de engenharia) ou apenas de executar aplicações previamente configuradas (licença de runtime).