MA59 - SCADA e Sistemas Supervisórios, Notas de estudo de Automação

Baixe MA59 - SCADA e Sistemas Supervisórios e outras Notas de estudo em PDF para Automação, somente na Docsity!

30 42 16

índice

Editorial

Eventos

Notícias:

Elipse apresenta a versão 2.0 do EPM ........................................ 08

Robtec lança no Brasil a Máquina de Medição Óptica

mais avançada do Mundo ..................................................................... 08

Série de instrumentos de medição industrial LJ-V, da Keyence.... 09

Endress+Hauser reforça participação no mercado

de açúcar e etanol .......................................................................... 10

A nova solução M-Bus, da HMS, permite aos usuários

otimizarem o consumo de energia ........................................... 10

Okuma fornece centro de usinagem

para segmento ferroviário ............................................................ 11

Novo Sistema de Controle de EstabilidadeAutomotiva,daTRW .. 12

Novo atuador IVAC da Norgren oferece aos fabricantes de máquinas e usuários finais,

redução expressiva de energia e custos operacionais............. 13

03 06 Índice de Anunciantes: HSM ............................... 05 Invensys ............................... 07 Metaltex ................................ 11 Feimafe 2013 ........................ 21 Nova Saber ......................... 29 Nova Saber ......................... 41 Mouser ....................... Capa 02 MDA 2013 ................... Capa 03 Festo ............................ Capa 04 42 14 30 16 34 22 46 Começa a reação do setor de máquinas no Brasil Os benefícios de arquiteturas baseadas em objetos para SCADA e Sistemas Supervisórios Profibus: Instalação Avançada

• Parte 2 Manutenção e Calibração de Medidores de Vazão Gerenciamento de Ativos e Autodiagnose Modelos de engenharia utilizados em operações de plantas Acionamento de máquinas em corrente contínua

8 Mecatrônica Atual^ :: Setembro/Outubro 2012

//notícias O Elipse Plant Manager chamou a atenção dos visitantes da ISA 2012. Elipse apresenta a versão 2.0 do EPM

Lançada no dia 14 de novembro, a nova versão

do Elipse Plant Manager possui um ambiente

integrado de análise com suporte a Python e

uma nova ferramenta gráfica

Com a crescente e contínua evolução tecnológica, deu-se início à era da inclusão digital, onde a informação é vista como o principal patrimônio de uma organização. A grande quantidade de dados que precisa ser coletada, armazenada e analisada passou a representar um enorme desafio às equipes de manutenção, engenharia e tecnologia da informação (TI) de uma planta industrial. Em decorrência disso, as corporações começaram a dar mais ênfase a sistemas capazes de transformar os dados armazenados em informações úteis para a tomada de decisões mais assertivas. Atenta a esta nova realidade, que coloca o tratamento da informação como ponto-chave para o sucesso, a Elipse Software apresenta a versão 2.0 do Elipse Plant Manager (EPM). Lançada no dia 14 de novembro, a nova versão possui um ambiente integrado com suporte a Python e uma ferramenta de análise de tendências com visualização de dados históricos e em tempo real. Com ela, o usuário pode armazenar resultados da avaliação de cálculos reali- zados pelo próprio EPM.Além destas novas funcionalidades, agora também é possível pesquisar dados em um portal corporativo baseado no Sharepoint através dos novos webparts do software. Uma solução capaz de coletar e converter os dados em informações, disponibilizando-as de maneira clara e organizada através das suas ferramentas gráficas. A forma fácil e precisa como o EPM permite manipular dados, com a possibilidade de exibi-los em gráficos através de um simples clique, assim como sua interação com a linguagem Python, chamaram a atenção dos visitantes presentes no Brazil Automation ISA 2012. Considerado um dos maiores encontros de instrumentação e automação da América Latina, o evento reuniu um total de 12,4 mil participantes e 84 expositores, entre os dias 6 e 8 de novembro, em São Paulo. “Com poucos cliques, o software faz uma análise aprofundada de qualquer informação. As diferentes formas como consegue exibir os dados, com a possibilidade de dar um zoom e ampliar a escala das imagens é muito interessante”, disse João Luiz Ferri, do setor de manutenção da Braskem / Polo de Triunfo (RS). "Gostei muito do que vi. Creio que o EPM já esteja bem maduro para conquistar cada vez mais espaço no mercado”, afir- mou Gabriel Domenech, gerente da parceira argentina Geding. Robtec lança no Brasil a Máquina de Medição Óptica mais avançada do Mundo

ATOS ScanBox tem tecnologia alemã e é o que

há de mais novo em digitalização óptica

A Robtec, líder em prototipagem rápida na América Latina, traz para o Brasil o ATOS ScanBox, célula de medição óptica automatizada produzida pela alemã GOM, parceira da empre- sa. O equipamento tem rápida operação e combina utilização flexível com máxima confiabilidade. A máquina está pronta para uso, pois é a primeira solução padronizada incluindo todos os componentes para medição e inspeção automatizada. O conceito é plug-and-play , necessitan- do apenas de uma ligação elétrica e um espaço de 11 m². Possui componentes especificamente selecionados para assegurar que eles possam ser transportados em pallets-padrão e colocados em operação em qualquer local de um ambiente de produção. Com as suas dimensões exteriores compactas, o lançamento pode ser carregado com componentes de até 2 metros de diâmetro e de altura, e peso de até 500 kg.

Componentes e potencial

A novidade inclui em seus componentes o comprovado sensor da GOM, ATOS Triple Scan, com tecnologia Blue Light, desenvolvido especificamente para medição óptica 3D de alta resolução e uso em cenários de produção industrial, além de um robô com alcance ideal, cabeamento profissional e um manual de usuário. Para operar a célula de inspeção e avaliar os dados, apenas um software é utilizado, o GOM Inspect Professional, sendo que agora o cliente pode contar com um ponto de contato para tudo. No módulo VMR ( Virtual Measuring Room ), componente central do ATOS ScanBox, a mensuração de processos com- pletos pode ser planejada rapidamente e de maneira fácil e programada sem a necessidade de roteiros convencionais.

10 Mecatrônica Atual^ :: Setembro/Outubro 2012

//notícias Endress+Hauser reforça participação no mercado de açúcar e etanol

Empresa comemora contrato fechado com a pro-

dutora de alimentos e energia Adecoagro além

de anunciar novo produto voltado para a medição

“online” da densidade e concentração de fluidos.

O conjunto de equipamentos que formam o Liquiphant M Density. A Endress+Hauser anunciou o seu mais recente projeto vol- tado para este mercado, com a Adecoagro, uma das principais produtoras de alimentos e energia renovável da América do Sul. Com presença no Brasil, Argentina e Uruguai, as atividades a que a empresa se dedica incluem a produção de açúcar, etanol, energia, grãos, arroz, oleaginosas, lácteos, café e algodão.

Soluções customizadas para o segmento

Como destaque das soluções oferecidas, está a medição de nível em pré-evaporadores, caixas de evaporação, tanques de xarope, bases de colunas de destilação e silos de açúcar, por prin- cípio de radar de onda livre e radar de onda guiada (Micropilot e Levelflex). Esta tecnologia tem substituído instrumentos que usam pressão como princípio de medição, devido aos benefícios oferecidos aos usuários, por não serem influenciadas por con- dições de processo como variação de densidade, por exemplo, garantindo maior confiabilidade e menores custos de manutenção. O equipamento, de fácil instalação e com ampla disponibili- dade de conexões de processo e protocolos de comunicação, oferece excelentes níveis de confiabilidade e precisão, podendo ser facilmente instalado tanto em tubulações quanto diretamen- te em tanques. Entre as aplicações de sucesso estão a medição de grau INPM de álcool hidratado e anidro em destilarias. Tradi- cionalmente, em grande parte das usinas, a medição de °INPM é feita manualmente. Com a aplicação da Liquiphant M Density, a medição do grau é feita de maneira contínua, possibilitando o controle automático do processo. O custo-benefício é uma das principais vantagens deste equipamento, pois em um só transmissor podem ser instalados até cinco pontos de medição, reduzindo significativamente os custos por ponto de medição. A nova solução M-Bus, da HMS, permite aos usuários otimizarem o consumo de energia modo, não é neces- sário outro tipo de programação para configurar a ligação entre o M-Bus e a rede industrial pre- tendida. Quando a configuração para uma rede estiver concluída, será mais fácil reutilizá-la para criar ligações a ou- tras redes. A HMS acaba de lançar uma solução que permite a co- municação entre M-Bus e qualquer tipo de rede industrial. O M-Bus é um padrão amplamente utilizado em disposi- tivos de medição, tais como contadores de eletricidade, contadores de gás, contadores de água, etc. A coleta de informação destes dispositivos para uma rede industrial permite aos proprietários de estabelecimentos industriais controlarem melhor o consumo total de energia e simpli- ficarem as operações. O M-Bus (Meter-Bus/Contador Bus) é um padrão para a leitura remota de dispositivos de medição. É especialmente utilizado em edifícios como, por exemplo, em contadores de eletricidade, de gás, de água ou em qualquer outro tipo de contadores de consumo. Ao recolher dados a partir destes dispositivos de medição para um sistema CLP ou SCADA, os proprietários de estabelecimentos industriais conseguem ter uma noção geral da energia total consumi- da, incluindo parâmetros de edifícios cujos valores tinham, anteriormente, de ser contados em separado. A solução é composta de duas partes: a primeira é um conversor M-Bus transparente, que converte os sinais M-Bus para RS232. O conversor funciona como gestor ( master ) M-Bus e permite a ligação de até 10 dispositivos M-Bus padrão ( slaves ). A segunda parte é um gateway Anybus Communicator que traduz o sinal RS232 para os campos industriais ou rede industrial Ethernet escolhidos. A solução permite estabelecer a ligação dos dispositivos M-Bus a: CANopen, CC-Link, ControlNet, DeviceNet, EtherCAT, EtherNet/IP, FIPIO, Interbus, Modbus Plus, Modbus TCP, Modbus RTU, PROFIBUS, PROFINET. O Anybus Communicator é configurado para utili- zar um software Windows que inclui no produto. Deste O Anybus Communicator RS232 (à esquerda) e o conversor M-Bus (à direita).

Setembro/Outubro 2012 :: Mecatrônica Atual 11

//notícias Okuma fornece centro de usinagem para segmento ferroviário custo-benefício, prazo da entrega, instalação e treinamento oferecidos. “Este equipamento atende nossa necessidade, que é o aumento de produtividade e competitividade. É a primeira vez que adquirimos uma máquina da Okuma e pretendemos investir em outras muito satisfeitos, pois superou as nossas expectativas”. A Okuma, tradicional fabricante de máquinas operatri- zes de última geração, forneceu um Centro de Usinagem Vertical, modelo Dupla Coluna, para a Manser, empresa especializada em fabricação, recuperação e modernização de motores de tração de corrente contínua e alternada para aplicações ferroviárias, metroviárias e mineração. O modelo fornecido é o MCR-A5C 25X50, que produz motor elétrico para locomotivas. Com dupla coluna de cinco eixos, e centro de usinagem de alta precisão, a máquina possui design compacto, total- mente automático. Faz a usinagem de peças em geral em alta velocidade, sua cabine é blindada, e seu corte silencioso se destaca pela alta produtividade. Com uma seção transversal de 350 x (13,78 x ), possui, ainda, rigidez suficiente para lidar com qualquer corte horizontal. Já os longos trilhos (superior e inferior na vertical) garantem alta precisão e durabilidade. Com movimento suave sobre os trilhos, a mesa se move e absorve as vibrações do corte, que mantém a exatidão da operação durante longos períodos. Carl Janer, diretor de desenvolvimento de novos negócios da Manser, afirma que optou pela máquina da Okuma após diversas consultas no mercado, em função da qualidade, Com dupla coluna de 5 eixos, e centro de usinagem de alta precisão, a máquina possui design compacto.

Setembro/Outubro 2012 :: Mecatrônica Atual 13

//notícias Novo atuador IVAC da Norgren oferece aos fabricantes de máquinas e usuários finais, redução expressiva de energia e custos operacionais A Norgren, líder global em automação pneumática e controle de fluidos, anunciou o lançamento de uma linha de atuadores inovadores e de alto desempenho, desenvolvidos para reduzir significantemente o consumo de energia e custos operacionais para fabricantes de máquinas (OEM) e usuários finais em diversas aplicações. Os controles pneumáticos convencionais possuem uma combinação de válvulas e ilhas de válvulas, atuadores, controles de fluxo e sensores juntamente com conexões e acessórios. Em aplicações típicas, mais de 13 componentes diferentes podem ser necessários para operar um atuador. Essa com- plexidade apresenta algumas desvantagens e restrições de desempenho. Através de uma colaboração muito próxima com os clientes e no intuito de fornecer uma solução que pudesse superar essas deficiências, a Norgren desenvolveu o IVAC (atuador com válvula de controle integrada) – uma única unidade que combina a válvula, os controles de fluxo, amor- tecimento e sensores em um pacote integrado de atuação. O IVAC é um atuador com peso e espaço otimizado, apropriado para uma diversidade de diâmetros, de 40 a 80 mm, com válvula integrada e sensores magnéticos para o seu controle completo. Capaz de ser adaptado ou integrado a novos sistemas, cada unidade exige apenas uma conexão pneumática e elétrica, eliminando a necessidade de ilha com múltiplas válvulas, componentes, tubos e acessórios. Essa plataforma integrada diminui custos para os usuários de várias formas. É fácil de instalar, manter e substituir uma única unidade, instalação programada e não programada, menos paradas para manutenção e custos reduzidos. Enquanto isso, eliminando as tubulações de ar entre a válvula e atuador, o que minimiza o volume “morto”, reduzimos o consumo de ar em até 50%, diminuição significativa no custo por mm de curso quando comparado com sistemas pneumáticos convencionais. Para uma máquina operando em 2 milhões de ciclos por ano, esse resultado em economia de energia é suficiente para pagar custo do produto em 1 ano. Em suma, o IVAC proporciona uma estética melhorada da máquina. A aparência ajuda a passar uma imagem mais sofisticada da fábrica, e para os usuários, ela parece mais limpa e avançada. Um número de opcionais e variáveis estão disponíveis, incluindo versão cleanline (limpa) para os cilindros industriais, que é mais fácil de lavar e ajuda os OEMs a atingirem os regulamentos de higiene mais facilmente. Os fabricantes de máquinas podem se beneficiar dessa vantagem sem nenhuma mudança no design mecânico da máquina, uma vez que o IVAC está em conformidade com ISO VDMA. Seu conector único M12 para entradas e saídas pode ser ligado por multipolo ou conectado diretamente a um sistema fieldbus, não importando qual o protocolo que está sendo utilizado. O design de um atuador integrado é baseado no máximo de modularidade para permitir que todos os componentes sejam montados e desmontados facilmente. Os fatores essenciais do conceito de um IVAC modular incluem módulo de pilotos localizado no cabeçote traseiro do atuador, integrado por uma interface pneu- mática, sensores de posição, indicador de status e conexão elétrica. O IVAC já está gerando interesse considerável entre grandes clientes, engenheiros de desenvolvimento, gerentes de fábricas e responsáveis pela manutenção e principalmente em aplicações onde a higiene não pode ser comprometida. Um exemplo de grande empresa que já está usufruindo Engineering Advantage através do IVAC é o líder global no mercado de equipamentos para processamento – a KHS Kriftel, que já instalou as unidades do IVAC em sua nova linha de produção CombiKeg”. O IVAC é um atuador com peso e espaço otimizado, apro- priado para uma diversidade de diâmetros, de 40 a 80 mm.

14 Mecatrônica Atual^ :: Novembro/Dezembro 2012

reportagem saiba mais Os assinantes da revista Mecatrônica Atual ( que possuem acesso exclusivo ), poderão ver mais sobre esta entrevista com diversos outros indicadores da indústria em 2012, em nosso portal na internet: www.mecatronicaatual.com.br

L

A ABIMAQ fez um balanço de janeiro até outubro de

2012 e mostrou que neste mês houve um faturamento

bruto nominal de R$ 6,5 bilhões, o que representa um

aumento de 7 % sobre o mês anterior. Este resultado se

deveu ao aumento das exportações enquanto o mercado

interno sofreu uma retração forte

Começa a reação do

setor de máquinas

no Brasil

Hélio Fittipaldi

Luis Aubert, presidente da ABIMAQ, em apresentação contundente mas otimista para o ano de 2013, mostrou o que vem passando o setor de máquinas no Brasil e a demora do governo em tomar decisões para salvar o setor da desindustrialização. Uma das coisas inéditas citadas por Aubert foi a união dos empresários com os diversos sindicatos de trabalhadores nesta luta, para evitar também que a força de trabalho seja dizimada pelas demissões, dificultando uma retomada no futuro. O resultado positivo mostrado neste primeiro mês do último trimestre de 2012 deveu-se ao crescimento das exportações, pois, o mercado interno teve uma retração de 18,2% em relação ao mês anterior e uma queda de 48,5% em comparação com o mesmo período do ano anterior. Comparando este mês de outubro/ com o de 2011, houve uma retração de 2,7% e no acumulado de janeiro a outubro de 2012 tivemos uma queda de 2,3% em relação a 2011, como mostra a figura 1 – Faturamento Bruto mensal. Nesta figura podemos notar, inclusive, que aumentou a exportação e isto é o reflexo da cotação do dólar, devido à desvalorização do real. O consumo aparente, que representa o consumo total de máquinas e equipa- mentos no mercado nacional, incluindo as produzidas aqui e as importadas, menos as máquinas e equipamentos exportados, fechou o acumulado de 2012 em R$ 94, bilhões, resultado 1,9% superior ao mesmo período de 2011. Os importados representaram 61,1% deste valor, seguido das vendas internas das empresas locais, que foram 23,6% e dos produtos importados incorporados à produção de bens de capital, que somaram 15,3%, evidenciando a forte participação dos produtos importados no mercado doméstico. O mercado interno de consumo de máquinas está aquecido, agora a produção nacional é menor como podemos notar na figura 2 – Consumo Aparente Mensal. Vejam o resultado do mês apresentado no gráfico desta figura, na coluna de outubro de 2012, onde a parte em azul é a receita líquida de produção nacional (que nos últimos meses vem diminuindo sistematicamente) e em vermelho temos o aumento de participação dos importados. Luis Aubert chamou a atenção dos pre- sentes, afirmando: “Neste gráfico (figura 2), a coluna azul neste ano (2012) está menor do que em 2004, oito anos atrás, isto mostra claramente que as nossas porteiras estão completamente abertas e os importados estão arrasando. Isto é o processo de desindus- trialização... é quase terra arrasada. E posso afirmar que todos os males neste caso aqui no Brasil residem no câmbio... é o câmbio.

16 Mecatrônica Atual^ :: Novembro/Dezembro 2012

supervisão saiba mais Vírus em redes SCADA: proteção garante o faturamento Mecatrônica Atual 58 Arquiteturas para sistemas de medição Mecatrônica Atual 37 Sistema supervisório: único e absoluto Mecatrônica Atual 11

C

Com a agilidade de produção. Hoje, com arquiteturas

baseadas em objetos, os desenvolvimentos de aplicações

de supervisão SCADA oferecem até 80% de economia

no custo de engenharia ao longo de arquiteturas base-

adas em tag.

Os benefícios de

arquiteturas baseadas

em objetos para

SCADA e Sistemas

Supervisórios

ondições econômicas enfrentadas em insta- lações industriais ditam que a produtividade de engenharia deve ser maximizada com a agilidade de produção. Hoje, com arquiteturas baseadas em objetos, os desenvolvimentos de aplicações de supervisão SCADA oferecem até 80% de economia no custo de engenharia ao longo de arquiteturas baseadas em tag. Ser capaz de construir uma única vez e usar muitas vezes é fundamental para o gerenciamento de custos do projeto, e o desenvolvimento baseado em objeto permite melhores práticas a serem encapsuladas em aplicações e padronização em toda a empresa. Veja a figura 1. Arquitetura de Software com base em objeto têm estado ao redor, por muitos anos, no mundo da computação comercial. Agora, essas arquiteturas estão sendo aplicadas em controle de processos e aplicações SCADA para entregar um custo significativo e be-

Autor: Steven D. Garbrecht

Tradução e adaptação: Thomaz Oliveira

nefícios operacionais. Neste artigo vamos discutir o que são arquiteturas baseadas em objeto, como elas melhoraram o desenvolvi- mento de aplicações SCADA e HMI e como você pode calcular potenciais economias de custos sobre os tradicionais sistemas baseados em tag.

Sistemas baseados em Tag

vs. Baseados em Objetos

Sistemas baseados em Tag

Desde o início do PC baseado em HMI e sistemas de supervisão, o acesso a dados de processo, scripting , análise de alarmes e de dados foram baseados no conceito de tags. Estes sistemas utilizam uma lista de “flat” de tags com built-in de hierarquia, relacionamentos ou interdependências. Grandes mudanças globais para uma base de dados de um sistema de tag são tipicamente realizadas externamente à apli- cação, muitas vezes através de um arquivo de texto ou através de ferramentas como o Microsoft Excel ®. Uma vez feitas, as alterações são impor- tadas para o banco de dados do aplicativo. Reutilização de engenharia em um sistema baseado em tags é comumente instituída através da referência a dinâmica ou cliente- -servidor. O sistema cria gráficos comuns con- tendo os scripts que mudam em tempo de

Novembro/Dezembro 2012 :: Mecatrônica Atual 17

supervisão F1. Sistemas com arquitetura baseadas em objetos. execução. Devido a estrutura da aplicação ser “flat”, o usuário deve então mudar cada tag no sistema e analisar como a mudança afeta o resto da aplicação. Manutenção de aplicações baseadas em tag geralmente envolve análise tag por tag e atualização, que pode consumir quanti- dades significativas de trabalho. Uma vez que as alterações do sistema são demoradas e muitas vezes envolvem o uso de mão de obra de terceiros, os sistemas baseados em tags ficam limitados.

Sistemas baseados em Objetos

O conceito de desenvolvimento orien- tado a objeto é originado em tecnologia da informação (TI). O objetivo foi o de fornecer ferramentas que liberam o desenvolvedor de programas repetitivos, enquanto, ao mesmo tempo maximizassem a reutilização de código através do desenvolvimento de objetos de software comuns. Como seria de esperar, essas ferramentas não são um ajuste exato para o ambien- te industrial. Por um lado, integradores de sistemas e engenheiros de produção não são tipicamente os programadores de computador. Além disso, existem algumas diferenças fundamentais entre arquitetura de TI e aplicações de automação de produção. Por exemplo, aplicações de TI normal- mente envolvem acessar bancos de dados não determinísticos, baseados em interfaces de formulários que realizam coisas como bancos online, relatórios de negócios, gestão de RH, contabilidade financeira ou pesquisas de informações estáticas. Por outro lado, o controle de supervisão, sistemas de execução de manufatura (MES) e aplicativos de inteligência de plantas envol- vem a aquisição de dados em tempo real do processo; executar cálculos sofisticados para determinar os fluxos e os valores de produção, mostrando dados em tempo real nas telas de operação ou de relatórios de processo e ferramentas de análise e armazenamento de dados para historiadores ou produções relacionados com bases de dados. Os dois ambientes são diferentes o sufi- ciente para ditar que ferramentas baseadas em objetos são construídas propositadamente para o ambiente industrial. O ArchestrA System Platfoem® usa uma arquitetura ba- seada em objetos que se chama ArchestrA. Ele é projetado especificamente para clientes industriais que desenvolvem, gerenciam e mantêm sistemas de supervisão.

Comparando os dois sistemas

A tabela 1 , a seguir, mostra o contraste de sistemas de Tag X Baseados em Objetos. Atente também para a figura 2.

Objetos ajudam a trabalhar

com Consistência e aplicar

as Melhores Práticas

Em aplicações SCADA com base em objetos, aplicação com objetos contém aspectos ou parâmetros associados com a representação de ativos. Por exemplo, um objeto-válvula pode conter todos os even- tos, alarmes, segurança, cálculos, coleta de dados, integração, comunicação e scripts associados ao ativo. Objetos não representam apenas equi- pamentos da fábrica. Eles podem incluir cálculos, métodos de acesso a banco de dados, indicadores-chaves de desempenho T1. O contraste entre sistemas: Tag x Baseado em Objetos. Arquitetura baseado em objeto Arquitetura baseado em tag Desenvolvimento Runtime Desenvolvimento Runtime Estrutura da Aplicação Hierarquia – Objetos criados usando objetos orientados a metodologia Workflow Hierarquia – Componentes que representam dispositivos físicos e podem coordenar com components em diferentes computadores Hierarquia – Conteúdos gráficos criados algumas vezes usando orientação a objetos Plano – Exemplos Monolíticos de software executado em uma / múltiplas máquinas como “Aplicações” separadas Desenvolvimento Gráfico Último Realizado N/A Primeiro Realizado N/A Scripting Desenvolvido em modelos de objetos, em seguida implantado para aplicação em tempo de execução específico. N/A Desenvolvidos separadamente, ligada a uma interface gráfica N/A Padrões Rigorosamente aplicados N/A Não são Rigorosamente aplicados N/A Alterações de aplicação Propagado a partir de modelos de objetos Os objetos podem ser distribuídos, trocados ou melhorados Com base em gráficos ou alterados usando ferramentas como Excel Exigi recompilação da aplicação Como os dados são representados Construções lógicas, tais como dispo- sitivos físicos (por exemplo, válvulas ou bombas) ou dispositivos lógicos (por exemplo, loops PID ou cálculos) são representados como objetos N/A Dispositivos gráficos são representa- dos como objetos ou tags N/A

Novembro/Dezembro 2012 :: Mecatrônica Atual 19

supervisão F3. Representação gráfica de vários modelos de objetos.

• Integração de dispositivos;
• Fluxo de trabalho. Para realizar plenamente os benefícios de uma arquitetura baseada em objetos, um sistema SCADA/HMI precisa incluir todas estas funções ou capacidades em modelos de objetos, incluindo gráficos.

Vantagens de desenvolvimento

de arquiteturas

baseadas em objetos

Arquiteturas baseadas em Tag

Desde o início do software SCADA e HMI baseados em PC, os usuários cons- truíram gráficos para operadores e ligavam as tags que representam endereços em um CLP ou um sistema de controle. Os passos abaixo representam o desenvol- vimento do processo típico para a tradicional aplicação SCADA baseada em tags:

• Utiliza um único computador para o desenvolvimento;
• Gráficos para o operador e telas são criados para a aplicação;
• Definições de tag são importadas do CLP, ou configuradas manualmente;
• Os scripts de alarme e detecção de eventos são definidos para cada tag;
• Tags e I/O associados são ligados a elementos gráficos;
• Scripts de animação gráfica ou links são criados;
• As alterações no sistema requerem fechar o aplicativo, fazer alterações em muitos scripts e referências de banco de dados de tags para permitirem a nova funcio- nalidade. O aplicativo é então reins- talado em cada estação de trabalho do operador.

Arquiteturas baseadas em Objeto

Arquiteturas baseadas em objetos associa- dos com aplicações de supervisão e SCADA/ HMI foram pioneiras pela Wonderware®. O ArchestrA System Platform e sua ferramenta de desenvolvimento, o Integrated Deve- lopment Environment (IDE), mudaram fundamentalmente a forma de criação de aplicações SCADA/HMI desenvolvidas. Usando o ambiente de desenvolvimento integrado, o desenvolvedor do aplicativo cria um modelo de planta única com modelos reutilizáveis de objetos. O desenvolvedor é, assim, removido das complexidades do ambiente de computação e pode concentrar-se na modelagem da unidade de produção. O desenvolvedor pode se concentrar em diferentes ativos e processos de produção que compõem toda a supervisão do controle da fábrica. Depois que o modelo de planta é capturado, é fácil de implementar as funções de controle de supervisão. Um pequeno investimento em criação de modelos de objeto produz grandes resultados em produtividade de engenharia. Criar um aplicativo de supervisão utili- zando o ArchestrA System Platform, envolve:

• Uma pesquisa do site conduzido para entender o layout da operação de produção ou processo;
• Criação de uma lista de peças simila- res, de equipamentos / ativos. Áreas distintas de operação também são identificadas;
• Modelos de objetos são configurados para cada ativo comum na instala- ção, incluindo gráficos de IHM. Este passo essencial permite que as melhores práticas e padrões sejam criados para uso em todos os projetos de aplicações futuras;
• Dispositivos ou Componentes Mode- lados em objeto podem estar contidos dentro de um ou outro para criar peças complexas de equipamento;
• Modelos de objetos de dispositivo têm atributos que representam verdadeiros I/Os disponíveis no sistema CLP ou controle. Estes atributos são, então, ligados a E/S através de objetos de integração de positivos (Objetos DI); - O aplicativo pode ser montado no IDE usando a simples operação de arrastar-e-soltar; - Objetos de aplicação são atribuídos a grupos de segurança; - O modelo de planta criada no IDE pode, agora, ser implantado nos computadores que vão armazenar a aplicação; - Assim que o aplicativo é desenvolvido, a manutenção do sistema é fácil. As alterações feitas em modelos de ob- jeto podem ser propagadas para os componentes-filhos encontrados em aplicativos implementados.

Economizando Ciclo de Vida

Arquiteturas baseadas em objeto podem proporcionar economia significativa durante o seu ciclo de vida. Estas economias podem ser classificadas em quatro áreas básicas tal como ilustrado na tabela 2. Num sistema baseado em tags tradicio- nais, as tags 162 (27 * 6 válvulas parâmetros (I / O) valores por válvula) seriam criadas. Em um Sistema SCADA baseado em objeto, um modelo de objeto comum de válvula é criado e objetos que representam cada válvula individual são instanciados ou replicados a partir desse modelo de objeto Agora, vamos supor que ele leva 0, horas por tag para desenvolver o aplicativo usando um tradicional tagbased Sistema SCADA. Isso não inclui gráficos de pro- cesso ou de desenvolvimento CLP lógica de controle.

20 Mecatrônica Atual^ :: Novembro/Dezembro 2012

supervisão Vamos estimar que leve duas horas para desenvolver um modelo de objeto da válvula e um adicional de 20% mais (ou 0,4 horas) por instância de objetos para customizar cada válvula individualmente na aplicação. Observe na tabela 3 o Exemplo de Dispositivo e a Estimação Individual. Vamos supor que nós estamos desen- volvendo uma aplicação de supervisão que tem, entre outras coisas, 27 válvulas de assento duplo, cada um com seis parâmetros de processo (I/O) que vai ser monitorado. Estes são pontos I/O do CLP que medem o desempenho desta válvula. Lembre-se que um modelo de objeto encapsula scripting, segurança, alarmes, eventos, história e configuração do dispositivo comunicações. Em um sistema baseado em tags, tudo isso precisa ser programado usando as tags de memória adicionais. Agora, vamos comparar o tempo total para desenvolver o aplicativo usando cada tipo de abordagem de desenvolvimento. Veja na tabela 4 o Esforço de desenvol- vimento Inicial. Esta é uma economia impressionante e mesmo se você estimar a metade deste número, economizará 40% em custos de desenvolvimento.

• Pode a segurança de rede ser facilmente integrada na aplicação, incluindo a configuração de segurança centra- lizada?
• Será que oferecem conectividade de dispositivos flexíveis e de custo/ ferramentas eficazes para fazer a interface com todos os dispositivos de campo na planta?
• Ela fornece utilitários de diagnóstico centralizados?
• Pode o ambiente de desenvolvimento permitir escalabilidade da aplicação de um único nó para muitos nós sem precisar refazer toda a aplicação?
• Aplicações IHM podem ser remota- mente implantadas em computadores através da rede?
• A ferramenta de desenvolvimento fornece um espaço unificado que facilita a navegação de tags do PLC em rede, tanto em tempo de execução como em off-line de desenvolvimento?
• É possível fazer download de dados distribuídos em vários computadores?
• O sistema fornece redundância rentável usando a tecnologia de virtualização comercial “off the shelf”?
• O subsistema de alarme é distribuído?
• O arquivamento histórico definido durante o desenvolvimento ou HMI é uma ferramenta separada? Um sistema SCADA moderno deve ser capaz de oferecer todos os itens acima. Steven D. Garbrecht é vice-presidente de Software e Marketing de aplicações avançadas, Invensys Operations Management
• Lake Forest/CA - USA Thomaz Oliveira, Technical Sales Consultant Wonderware, Invensys Operations Management - São Paulo/SP - Brasil Área de economia Explicação Economia de Desenvolvimentos iniciais relacionados a geração de aplicações Isto representa a economia que resulta do tempo quando usuários desenvolvem aplicações definindo modelos de objetos uma vez e, em seguida, usando esses modelos várias vezes. Economia de Desenvolvimentos iniciais relacionados a alterações de aplicativos Isso representa a economia de desenvolvimento obtida através da capacidade para propagar alterações a partir de modelos de objeto para todas as instâncias em tempos de execução derivados desses modelos. Quando múltiplas alterações são solicitadas para aplicação durante o desenvolvimento, a economia pode realmente ser maior. Economia de manutenção ao longo do Ciclo de Vida do Sistema Utilizando um sistema de distribuição, reduz significativamente os custos de manutenção através da capacidade de monitorar remotamente, alterar e implementar o software para todos os computadores com IHM em rede. Isto é especialmente importante para redes geograficamente distribuídas, pois os usuários podem economizar tempo e dinheiro, eliminando a necessidade de viajar para cada local para manutenção ou upgrades. Economia em todos os sites Estas economias resultam de reutilizar os modelos e aplicações criados para este projeto em outros projetos. As empresas usam isso para conduzir os padrões em seus projetos. Isto é particularmente benéfico para integradores de sistemas, revendedores de valor agregado (VARs), equipamentos originais fabricantes (OEMs), fabricantes de máquinas e operadores de instalações. T2. Clasificação das economias por área. Tipo do Dispositivo Número de Instâncias I/O por instância Double seat valve 27 6 Tradicional IHM baseado em Tag Componente SCADA baseado em objeto Economia 162 tags*0,4 h por tag = 64,8 h (2 h * 1 Modelo de Objeto) + (27 Instâncias de válvulas * 0,4 h por instância) = 12,8 h 52 h ou 80% Tradicional, IHM baseado em Tag Componente SCADA baseado em objeto Economia 64,8 h * 10% mudança = 6,48 h 2 h / modelo de objetos * 10% mudança = 0,2 h 6,28 h ou 96% T3. Aplicação de supervisão com 27 válvulas com 6 parâmetros. T4. Comparação entre os tempos totais (Tag x SCADA baseado em objeto). T5. A mesma comparação entre os tempos totais, agora com mudança de 10% da aplicação. Agora, o que acontece se uma mudança é necessária e afeta 10% da aplicação? Usando-se desenvolvimento baseado em tag é razoável assumir que 10% do esforço gasto no desenvolvimento inicial seria neces- sário para efetuar as alterações. No entanto, usando-se desenvolvimento baseado em objeto, tal como o Wonderware ArchestrA System Platform, o esforço de mudança 10% apenas necessita ser aplicado no modelo do objeto - por causa da relação pai-filho entre objetos e componentes. Nesta situação, as economias adicionais podem ser calculadas assim: Veja na tabela 5 o Esforço na alteração da aplicação.

Desenvolvimento baseado

em objetos é o Futuro

Arquiteturas baseadas em Objeto po- dem proporcionar grandes vantagens no desenvolvimento e manutenção de sistemas SCADA e de supervisão. Ao avaliar arquiteturas é importante avaliar os seguintes aspectos técnicos con- siderados, incluindo:

• A ferramenta de desenvolvimento fornece um modelo realista de equipa- mentos da fábrica e áreas de produção, processos e linhas de produção? MA