Aquisição de dados, supervisão e controlo
robótica
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Adriano A. Santos Departamento de Engenharia Mecânica Politécnico do Porto
AUTOMAÇÃO E CONTROLO
1.ª Parte
INTRODUÇÃO O objetivo principal da automatização de um qualquer processo consiste no controlo de toda a atividade do sistema e na evolução do processo sem que a intervenção do operador humano seja uma constante. Neste sentido, a utilização de sistemas de supervisão e de controlo, como o SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition), permitirá monitorizar as diversas variáveis intervenientes num qualquer processo. Estes sistemas de aquisição, em português designados de Sistemas de Supervisão e Aquisição de Dados, são uma ferramenta de elevada importância uma vez que permite ter acesso a todo o historial de alarmes e variáveis de controlo combinando-as com bases de dados relacionadas e apresentá-las em folhas de cálculo como sejam, por exemplo, os documentos Office (Excel, Word, entre outros) e num ambiente amigável. Estes sistemas de supervisão e controlo são constituídos, na sua essência, por um terminal de controlo o MUT (Master Terminal Unit), por sistemas monoposto (standalone), por unidades remotas (RTUs), constituídas por cliente-servidor ou múltiplos servidores-clientes, e pelos sistemas de comunicação que permitem a interação (leitura e escrita nos I/Os) entre dispositivos como sejam os CLP (Controladores Lógicos Programáveis), os módulos DAQ (Aquisição de Dados), entre outros.
Estes sistemas, suportados por um computador, serão responsáveis por efetuar as tarefas de supervisão e de gestão de alarmes, bem como o tratamento de dados e o controlo do processo.
SOFTWARE SCADA Os sistemas SCADA, para além de possibilitarem a monitorização de variáveis, permitem supervisionar o controlo pela atuação direta, e em tempo real, sobre as variáveis de controlo de forma intuitiva e liberta dos protocolos de comunicação proprietários. Este é uma aplicação informática especialmente desenhada para a supervisão que permite monitorizar e operar sobre partes ou sobre todo o processo industrial ou não industrial atuando, diretamente, sobre os controladores e os autómatos programáveis independentemente do tipo de sistema, transporte, elétrico, domótica, entre outros. O controlo do processo é realizado remotamente a partir do ecrã do computador supervisor fornecendo toda a informação gerada ao longo da evolução do todo o processo. Estes sistemas, suportados por um computador, serão responsáveis por efetuar as tarefas de supervisão e de gestão de alarmes, bem como o tratamento de dados e o controlo do processo. Executando-se em tempo real permitem a intervenção
direta do operador na supervisão e no controlo do processo. São sistemas, normalmente, centralizados embora possam ser implementadas soluções de SCADA distribuídas comunicando com o sistema central. No desenvolvimento de sistemas SCADA podem ser utilizadas aplicações proprietárias específicas dos fabricantes como seja, por exemplo, o WinCC ou o Pro Tool da Siemens suportados por linguagens Ladder ou SCL (Structured Control Language). Muitas outras linguagens podem ser utilizadas na programação como seja o Visual Basic, o C++, ou outras famílias de linguagens estruturadas ou gráficas como o LabVIEW. Este último software, para além de poder comunicar facilmente com produtos da National Instruments (NI) pode, também, comunicar com um elevado número de equipamentos comerciais, de diferentes fabricantes, mediante os standards OPC (Open Platform Communications) tirando partido das capacidades de comunicação em tempo-real entre os diferentes equipamentos. Tratando-se de um standard de comunicação no campo do controlo e da supervisão de processos permite que diferentes fontes de dados possam enviar dados para um mesmo servidor OPC, ou seja, podem interligarem-se diferentes programas compatíveis com o standard. A utilização desta interligação, utilização do OPC, permite eliminar a instalação de diversos drives de diálogo com múltiplas fontes de dados. Assim, quando desenvolvemos uma aplicação SCADA deveremos considerar que no mínimo deverá possuir: • Uma interface gráfica que proporcione ao operador as ferramentas de controlo do sistema de supervisão utilizando sinóticos gráficos ativos de diferentes formas e cores. Os sinóticos apresentam o esquema da instalação apresentando as variáveis de entrada e saída. • Histórico de sinais das variáveis do processo que podem ser descarregados para o processo sobre uma folha de cálculo. • Painéis de alarmes que permitem reconhecer uma paragem ou uma situação de alarme, com registo de incidências. • Criação de informações, avisos e documentação em geral. • Gestão de arquivos de dados para processamento, inclusive para a realização de cálculos complexos e armazenamento dos mesmos considerando o processamento por periféricos (impressoras, registadores, entre outros) ou para software (bases de dados, folhas de cálculo, entre outros) por forma a permitir o acesso aos mesmos.
REFERÊNCIA [1]
Martínez, J. Molina – Adquisición de datos, supervisión y control. In Canales, António Ruiz y Martínez, José Molina – Automatización y Telecontrol de Sistemas de Riego. Barcelona. Editora Marcombo, 2010. ISBN 9788426716347. Cap. 19.