O documento discute sistemas SCADA, que monitoram e controlam variáveis e dispositivos em processos industriais usando software. Ele descreve os principais componentes, modos de comunicação e arquiteturas de sistemas SCADA, além de apresentar uma atividade prática com Arduino e sensor LDR.
3. Os sistemas de supervisão e aquisição de
dados (SCADA - Supervisory Control and
Data Acquisition) , são sistemas que
utilizam software para monitorar e
controlar as variáveis e dispositivos de
controle presentes nos processos.
Os sistemas SCADA rodam em
computadores comuns e podem atuar de
modo centralizado ou distribuído.
7. Cliente
Servidor
Desenvolvimento
Banco de Dados
Interfaces de Comunicação
9. São componentes físicos que captam dados
do ambiente (temperatura, pressão, umidade,
corrente elétrica, aceleração, etc...).
10. O Controlador Lógico Programável é
responsável por receber os sinais de atuação
e controle e endereçá-los dentro de um
barramento de rede industrial.
11. Nesse nível são centralizadas as informações
coletadas na rede industrial em telas que
informam o processo em tempo real, gerando
alarmes, histórico, relatórios e gráficos.
O sistema pode ser totalmente centralizado
ou rodar em diferentes estações ao longo de
uma rede.
Podem ser representados diferentes níveis de
detalhamento dos processos em IHMs
(Interfaces Homem-Máquina).
14. Qualidade
◦ Determinar níveis ótimos de trabalho
◦ Geração de alarmes
Redução de custos operacionais
◦ Centralização de informações de processos
◦ Redução de erros humanos
◦ Geração automática de histórico e gráficos
Maior desempenho de produção
Base para outros sistemas
◦ Produção, manufatura, manutenção...
22. Aquisição de Dados
Centralização de Dados
Monitoramento e Controle
Rastreabilidade (Alarmes)
Registro de Eventos (Base de Dados)
Geração de Gráficos (Em tempo real)
Representação de Processos em IHM
Elementos Multimídia (vídeo, imagens, animações
2D, 3D);
Comunicação por diversos protocolos de redes
industriais.
Processamento Distribuído
Bases de Dados Distribuídas
25. Para realizar a atividade de supervisão de
processos utilizando sistemas supervisórios,
precisamos realizar três atividades básicas:
Modelagem de processos
Mapeamento de Variáveis
Variáveis de Controle
Variáveis de Atuação
Definição de Limites e Metas
26. Os processos são representados em telas nos
sistemas supervisórios (sinóticos). Disso a
importância da realização de um mapeamento do
processo que queremos representar.
Podemos representar diferentes níveis de
detalhamento de acordo com as necessidades de
cada processo.
Podemos utilizar imagens, animações e diversos
componentes visuais para representar um
processo com as variáveis de atuação e controle.
27. Para controlar ou supervisionar o
comportamento de um sistema automático
ou manual dentro de um processo,
precisamos identificar quais são as variáveis
envolvidas.
Tipo de dado
◦ Booleano (0, 1)
◦ Valor Inteiro
◦ Valor em Ponto Flutuante
◦ ...
28. Precisamos encontrar os valores mínimos e
máximos que poderão ser assumidos pelas
variáveis mapeadas, pois vamos precisar
configurar os componentes de tela de acordo
com essas informações.
30. Sensores e Atuadores
CLPs (Controladores Lógicos Programáveis)
Repetidores de Sinal
Conversores de Sinal
Meio de Comunicação (Cabos, Wireless, Fibra
Óptica)
Servidores
31. Definições de transmissão de dados dos
sensores e atuadores;
Configuração de comunicação e controle dos
CLPs;
Software SCADA
◦ Drivers de Comunicação e Protocolos
Preestabelecidos
◦ Configurações de variáveis (TAGs)
◦ Modelagem de Telas (IHM)
◦ Definição de níveis de acesso
◦ Banco de Dados
33. Meio Lógico
◦ Protocolo: cada fabricante possui um protocolo próprio;
◦ OPC (OLE For Process Control)
◦ MODBUS: protocolo de comunicação aberto (RTU – Serial,
TCP – Ethernet);
◦ PROFIBUS
◦ DEVICENET
◦ FIELDBUS
Meio Físico
◦ Ethernet
◦ RS485
◦ RS232
37. Instalar um sistema supervisório (Elipse
SCADA);
Modelar telas para representação de
processos;
Realizar a comunicação com um controlador
(Arduino, Protocolo MODBUS);
Realizar a leitura de um sensor;
Modelar uma interface para representar as
variações dos dados do sensor.
42. Arduino
Sketch (Código com o protocolo MODBUS)
Sensor LDR
Resistor de 10 Ω
Protoboard
Cabo USB
Elipse Scada (Instalado)