Device Net 2/10/2014 REDES INDUSTRIAIS - RCBETINI

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1 REDES INDUSTRIAIS SEMANA 13 PROTOCOLOS INDUSTRIAIS E PREDIAIS E APLICATIVOS DE SUPERVISÃO 1 Device Net Apresentado em 1994 originalmente pela Allen-Bradley, o DeviceNet teve sua tecnologia transferida para a ODVA em A ODVA (Open DeviceNet Vendor Association) é uma organização sem fins lucrativos composta por centenas de empresas ao redor do mundo que mantém, divulga e promove o DeviceNet e outras redes baseadas no protocolo CIP (Common Industrial Protocol). Atualmente mais de 300 empresas estão registradas como membros, sendo que mais de 800 oferecem produtos DeviceNet no mundo todo. Organização que suporta tecnologias de rede construídas sobre o Protocolo Industrial Comum (CIP) DeviceNet, EtherNet/IP, CompoNet, ControlNet Não é mundial! 2

2 Device Net DeviceNet é um rede digital, multi-drop para conexão entre sensores, atuadores e sistema de automação industrial em geral. Ela foi desenvolvida para ter máxima flexibilidade entre equipamentos de campo e interoperabilidade entre diferentes vendedores. 3 Device Net : Classifica-se como Device Bus Alta velocidade, comunicação a nível de byte, comunicação com equipamentos discretos e analógicos, possui alto poder de diagnóstico com os devices de rede. 4

3 Device Net - Objetivos Objetivos de transportar 2 tipos principais de informações Dados cíclicos de sensores e atuadores, diretamente relacionados ao controle e, Dados acíclicos indiretamente relacionados ao controle, como configuração e diagnóstico. 5 Camada Física e de Acesso a Rede Device Net É baseada na tecnologia CAN (Controller Area Network) e as camadas superiores no protocolo CIP, que define uma arquitetura baseada em objetos e conexões entre eles. O CAN originalmente foi desenvolvido pela BOSCH para o mercado de automóvel Europeu para substituir os caros chicotes de cabo por um cabo em rede de baixo custo em automóveis. Como resultado, o CAN tem resposta rápida e confiabilidade alta para aplicações principalmente nas áreas automobilística. 6

4 Rede Device Net Pode conter até 64 dispositivos onde cada disposito ocupa um nó na rede. Endereçados de 0 a 63 A Camada MAC usa o CSMA (Carrier Sense Multiple Access with bit wise Arbitration) 7 Exemplo de Rede Device Net - O mecanismo de comunicação é peer to peer com prioridade. O esquema de arbitragem é herdado do protocolo CAN e se realiza bit a bit. 8

5 Aplicações Device Net 9 Características da Rede Device Net Topologia baseada em tronco principal com ramificações. O tronco principal deve ser feito com o cabo DeviceNet grosso. As ramificações com o cabo DeviceNet fino ou chato. Cabos similares podem ser usados desde que suas características elétricas e mecânicas sejam compatíveis com as especificações dos cabos padrão DeviceNet. Permite o uso de repetidores, bridges, roteadores e gateways. Suporta até 64 nós, incluindo o mestre, endereçados de 0 a 63 (MAC ID). Cabo com 2 pares: um para alimentação de 24V e outro para comunicação. Inserção e remoção à quente, sem necessidade de desconectar a alimentação da rede. Suporte para equipamentos alimentados pela rede em 24V ou com fonte própria. Uso de conectores abertos ou selados. Proteção contra inversão de ligações e curto-circuito. 10

6 Características da Rede Device Net Alta capacidade de corrente na rede (até 16 A). Uso de fontes de alimentação de prateleira. Diversas fontes podem ser usadas na mesma rede atendendo às necessidades da aplicação em termos de carga e comprimento dos cabos. Taxa de comunicação selecionável :125, 250 e 500 kbps. Comunicação baseada em conexões de E/S e modelo de pergunta e resposta. Diagnóstico de cada equipamento e da rede. Transporte eficiente de dados de controle discretos e analógicos. Detecção de endereço duplicado na rede. Mecanismo de comunicação extremamente robusto a interferências eletromagnéticas. 11 Características no Nível Físico Topologia física básica do tipo linha principal com derivações. Barramentos separados de par trançado para a distribuição de sinal e de alimentação (24VCC), ambos no mesmo cabo. Inserção e remoção de nodos a quente, sem necessidade de desconectar a alimentação da rede. Uso de opto acopladores para permitir que dispositivos alimentados externamente possam compartilhar o cabo do barramento com os dispositivos alimentados pelo barramento. Usa terminadores de 121 ohms em cada fim de linha. Permite conexão de múltiplas fontes de alimentação. As conexões podem ser abertas ou seladas 12

7 Caixa de Conexão Aberta e Conexão Selada 13 A partir de cada dropline vários dispositivos podem ser ligados em daisy chain. 14

8 Cabos: Há 4 tipos de cabos padronizados: o grosso, o médio, o fino e o chato. É mais comum o uso do cabo grosso para o tronco e do cabo fino para as derivações

9 Vista dos componentes do cabo padrão DeviceNet 17 Velocidades de transmissão e comprimentos de cabo na DeviceNet 18

10 E x emp l o : C á l c u l o d a d e r i v a ç ã o c u m u l a t i v a 19 E x emp l o : C á l c u l o d a d e r i v a ç ã o c u m u l a t i v a 20

11 E x emp l o : C á l c u l o d a d i s t â n c i a m á x i m a d o s c a b o s 21 Cálculo da distância Máxima dos cabos Derivação 1: Não é considerada porque seu comprimento é menor que a distância da linha tronco para o resistor de terminação (1.5 m). Derivação 2: É considerada, já que 5 > 1,5 + 1,5. Derivação 3: Não é considerada. Distância máxima dos cabos = (5 m + 50 m + 12 m) = 67 metros. 22

12 23 Resistividade de cabos DeviceNet 24

13 Cálculo de queda de tensão numa rede DeviceNet 25 Comprimento do segmento de rede x corrente máxima para fonte única 26

14 E x emp l o: Posicionamento da Fonte de Alimentação 27 E x emp l o: Posicionamento da Fonte de Alimentação Vamos determinar se a fonte de alimentação está sobrecarregada ou não: 1) Somatório das correntes dos dispositivos da Seção 1: (1,10 + 1,25 + 0,50) = 2,85 2) Somatório das correntes dos dispositivos da Seção 2: (0,25 + 0,25 + 0,25) = 0,75 3) O comprimento da seção 1 é de 86 metros. Consultando a tabela para 100 metros verificamos que a corrente máxima permitida é de 2,93 A. O comprimento da seção 2 é de 158 metros. Consultando a tabela para 160 metros encontramos 1,89 A. Logo, toda a rede está operacional. 28

15 A Rockwell Automation desenvolveu um aplicativo que facilita a configuração de um barramento DeviceNet. O software realiza os cálculos necessários para verificação de comprimentos de cabo, corrente, etc

16 Formato do Frame de Dados 31 Processo de Arbitragem - o valor do identificador da mensagem 3 tem um menor valor binário e portanto uma maior prioridade que as demais mensagens. 32

17 Modelo de rede - Utiliza paradigma Produtor/Consumidor que suporta vários modelos de rede. Produtor/Consumidor O Dado é identificado pelo seu conteúdo. A mensagem não necessita explicitar o endereço da fonte e destino dos dados. Também não existe o conceito de mestre. Qualquer nodo pode iniciar um processo de transmissão. Este modelo permite gerar todos os demais: 33 Modelo Mestre/Escravo 34

18 Modelo Peer-to-Peer 35 Modelo Multi-Mestre 36

19 Protocolo DeviceNet 37 Conectores - Há três tipos básicos de conectores: o aberto, o selado mini e o selado micro. O uso de um ou de outro depende da conveniência e das características do equipamento ou da conexão. 38

20 Conector Aberto, Selado Mini e Selado Micro 39 Ligação dos Resistores de Terminação 40

21 Derivadores (TAPS) T-Port Tap Conecta um dispositivo simples ou uma linha de derivação drop line através de um conector estilo plugrápido. 41 Derivadores Device Port componentes selados que conectam ao trunk line via drop line através de conectores de desconexão rápida somente dispositivos compatíveis a rede DeviceNet. Existem DevicePort para conectar 4 ou 8 dispositivos. 42

22 Derivação tipo box DeviceBox são elementos passivos que conectam diretamente os dispositivos DeviceNet no Trunk Line através de conexões de terminais para até 8 nós. Eles possuem tampa removível selada que permite montagem em máquina ou no chão de fábrica. 43 Derivação de Alimentação PowerTap O PowerTap possui proteção de sobre corrente para o cabo tipo thick (grosso). Com proteção a diodo é possível utilizar vários PowerTaps permitindo assim o uso de várias fontes de alimentação. 44

23 ALLE N-BRADLEY F1 F6 F2 F7 F3 F8 F4 F9 F5 F < < ' ^ < > v Pa ne lv ie w Protocolo DeviceNet Resumo 45 Network Power 24vDC power to devices Thick & Flat trunk rated to 8 amps Thin wire rated at 3 amps DeviceNet Specifications Maximum Devices 64 Nodes per Network Physical Media (Shielded Twisted Pair) Communications and Power Thick - Trunk or drop Thin - Trunk or Drop Flat - Trunk only Trunk line Distance and Baud rate 100m Max. with Thin cable 125Kbaud (thick) 250Kbaud (thick) 500Kbaud (thick) (longer with Repeaters) Device Connections T-Taps Zero-drop (Maximum 6m each) Terminating Resistors 120W Resistors at both network trunkline ends Messaging Services Producer/Consumer High-speed I/O Programming Configuration Diagnostics Drop-line wiring Single drop Daisy-chaining off drop Branching off drop Cumulative Drop-line Budget 125Kbaud 250Kbaud 500Kbaud (Maximum of 6m each)

24 ELECTRONIC DATA SHEET 47 CÁLCULO DE CORRENTE 48

25 TENSÃO NOS EQUIPAMENTOS 49 ATERRAMENTO 50

26 Gerenciamento de Ativos Centro de Controle de Motores Inteligentes CCM inteligente CCMi Engenharia e Manutenção Impressão de Relatórios Controle do Processo Operação e Controle CCMi Área 1 CCMi Área 2 CCMi Área 3 Rede de Comunição Integração Total

27 Pontos Fortes e Fracos do DeviceNet Escolha de Velocidades Ter 24 VDC no cabo Grande número de fornecedores Distância do SPUR menor que 6 metros, o projeto é diferente do mundo real. Não é mundial (IEC) Velocidade baixa quando comparado com o Profibus DP 53 O que é Profibus O PROFIBUS é um padrão de rede de campo aberto e independente de fornecedores, onde a interface entre eles permite uma ampla aplicação em processos, manufatura e automação predial. Esse padrão é garantido segundo as normas EN e EN Desde janeiro de 2000, o PROFIBUS foi firmemente estabelecido com a IEC 61158, ao lado de mais sete outros fieldbuses. A IEC está dividida em sete partes, nomeadas a , nas quais estão as especificações segundo o modelo OSI. 54

28 Profibus Mais de 1300 associados ao redor do mundo Mais de 20 milhões de nós instalados com sucesso Mais de 2800 produtos e mais de 2000 fornecedores, atendendo às mais diversas necessidades de aplicações. Um extensivo catálogo de produtos pode ser obtido no site Descrição da tecnologia em 55 Comunicação Industrial Profibus 56

29 Ethernet, PROFIBUS e AS-Interface, oferece as condições ideais de redes abertas em processos industriais. No nível de atuadores/sensores o AS-Interface é o sistema de comunicação de dados ideal (baixo custo, alimentação de 24 VDC). No nível de campo, a periferia distribuída, tais como: módulos de E/S, transdutores, acionamentos (drives), válvulas e painéis de operação, trabalham em sistemas de automação, via um eficiente sistema de comunicação em tempo real, o PROFIBUS DP ou PA. A transmissão de dados do processo é efetuada ciclicamente, enquanto alarmes, parâmetros e diagnósticos são transmitidos somente quando necessário, de maneira acíclica. 57 No nível de célula, os controladores programáveis, como os CLPs e os PCs, comunicam-se entre si, requerendo, dessa maneira, que grandes pacotes de dados sejam transferidas em inúmeras e poderosas funções de comunicação. Além disso, a integração eficiente aos sistemas de comunicação corporativos existentes, tais como: Intranet, Internet e Ethernet, são requisito absolutamente obrigatório. Essa necessidade é suprida pelos protocolos PROFIBUS FMS e PROFINet. 58

30 Arquitetura Profibus Três variantes principais: Profibus DP Profibus FMS Profibus PA 59 Transparent Communication from Sensor/Actuator to Area Controller Factory Level Bus Cycle Time < 1000 ms Ethernet/TCP/IP Area Controller CNC TCP/IP/Ethernet PC/VME Cell Level PROFIBUS-FMS Bus Cycle Time < 100 ms VME/PC PLC DCS Field Level PROFIBUS-DP PROFIBUS-PA Bus Cycle Time < 10 ms

31 Profibus DP O PROFIBUS DP é a solução de alta velocidade (high-speed) do PROFIBUS. Voltado para sistemas de controle, onde se destaca o acesso aos dispositivos de I/O distribuídos. É utilizada em substituição aos sistemas convencionais 4 a 20 ma, HART ou em transmissão com 24 Volts. Utiliza-se do meio físico RS-485 ou fibra ótica. Requer menos de 2 ms para a transmissão de 1 kbyte de entrada e saída e é amplamente utilizada em controles com tempo crítico. Atualmente, 90% das aplicações envolvendo escravos Profibus utilizam-se do PROFIBUS DP. Essa variante está disponível em três versões: DP- V0 (1993), DP-V1 (1997) e DP-V2 (2002). 62

32 Versões do Profibus DP 63 64

33 PROFIBUS-FMS É a solução de padrão de comunicação universal que pode ser usada para resolver tarefas complexas de comunicação entre CLPs e DCSs. Suporta a comunicação entre sistemas de automação, assim como a troca de dados entre equipamentos inteligentes, e é geralmente utilizada em nível de controle. Recentemente, pelo fato de ter como função primária a comunicação mestre-mestre (peerto-peer), vem sendo substituída por aplicações em Ethernet. 65 PROFIBUS-PA É a solução PROFIBUS que atende os requisitos da automação de processos, onde se tem a conexão de sistemas de automação e sistemas de controle de processo com equipamentos de campo, tais como: transmissores de pressão, temperatura, conversores, posicionadores, etc. Pode ser usado em substituição ao padrão 4 a 20 ma. 66

34 PROFIBUS-PA Oferece perfil original da aplicação para a automação do processo e interoperabilidade dos equipamentos de campo dos diferentes fabricantes. Adição e remoção de estações de barramentos mesmo em áreas intrinsecamente seguras sem influência para outras estações. Uma comunicação transparente através dos acopladores do segmento entre o barramento de automação do processo PROFIBUS PA e do barramento de automação industrial PROFIBUS-DP. Alimentação e transmissão de dados sobre o mesmo par de fios baseado na tecnologia IEC Uso em áreas potencialmente explosivas com blindagem explosiva tipo intrinsecamente segura ou sem segurança intrínseca. Benefícios econômicos: Instalações com redução de até 40% em alguns casos em relação aos sistemas convencionais Custos de manutenção com redução de até 25% em alguns casos em relação aos sistemas convencionais Menor tempo de startup, oferece um aumento significativo em funcionalidade e segurança. 67 Profibus DP e PA A conexão dos transmissores, conversores e posicionadores em uma rede PROFIBUS DP é feita por um coupler DP/PA. O par trançado a dois fios é utilizado na alimentação e na comunicação de dados para cada equipamento, facilitando a instalação e resultando em baixo custo de hardware, menor tempo para iniciação, manutenção livre de problemas, baixo custo do software de engenharia e alta confiança na operação. 68

35 Arquitetura de comunicação do Protocolo PROFIBUS: Todas as variantes do PROFIBUS são baseadas no modelo de comunicação de redes OSI em concordância com o padrão internacional ISSO

36 PROFUBUS DP e PA O protocolo de comunicação PROFIBUS PA usa o mesmo protocolo de comunicação PROFIBUS DP. Isto porque os serviços de comunicação e mensagens são idênticos. De fato, o PROFIBUS PA = PROFIBUS DP - protocolo de comunicação + Serviços Acíclico Estendido + IEC61158 que é a Camada Física, também conhecida como H1. Permite uma integração uniforme e completa entre todos os níveis da automação e as plantas das áreas de controle de processo. Isto significa que a integração de todas as áreas da planta pode ser realizada com um protocolo de comunicação que usa variações diferentes. 71 IEC e o Modelo 72

37 Perfil de comunicação PROFIBUS Communication Profile:define como os dados serão transmitidos serialmente através do meio de comunicação. O DP é o perfil mais utilizado. Otimizado para alta velocidade e conexão de baixo custo, foi projetado especialmente para a comunicação entre sistemas de controle de automação e seus respectivos I/O s distribuídos em nível de dispositivo. O PROFIBUS-DP pode ser usado para substituir a transmissão de sinal em 24 V em sistemas de automação de manufatura assim como para a transmissão de sinais de 4 a 20 ma ou HART em sistemas de automação de processo. 73 Perfil Físico 74

38 RS 485: O MEIO FÍSICO MAIS APLICADO DO PROFIBUS, FIBRA ÓPTICA USADA EM CASO DE LONGAS DISTÂNCIAS (MAIOR QUE 80 KM) Transmissão Assíncrona NRZ. Baud rates de 9.6 kbit/s a 12 Mbit/s, selecionável. Par trançado com blindagem. 32 estações por segmento s/repetidor, máx. 126 estações c/repetidor. Distância dependente da taxa de transmissão 12 MBit/s = 100 m; 1.5 MBit/s = 400m; < kbit/s = 1000 m. Distância expansível até 10Km com o uso de repetidores. 9 PIN, D-Sub conector. 75 PROFIBUS DP ARQUITETURA MÁXIMO DE 32 DISPOSITIVOS POR S/ REPETIDOR. MÁXIMO DE 126 DISPOSITIVOS C/ REPETIDOR 76

39 PROFIBUS DP ARQUITETURA Taxa de transmissão [Kbits/s] 9.6; 19.2; 45.45; Distância por segmento ; 6000; MÁXIMO DE 32 DISPOSITIVOS POR S/ REPETIDOR MÁXIMO DE 126 DISPOSITIVOS C/ REPETIDOR Os valores referentes ao cabo do tipo A tem as seguintes propriedades: Impedância 135 a 165W Capacitância < 30 pf/m Resistência de loop < 110W/Km Diâmetro do fio > 0,64 mm Secção do cordão de guia > 0,34 mm 2 78

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41 PROFIBUS DP CABO E CONECÇÕES CABO, ATERRAMENTO E TERMINAÇÃO PROFIBUS DP CABO E CONECÇÕES CONECTORES MAIS COMUNS 82

42 Detalhe do Conector Típico 9 Pin Sub D 84

43 Detalhe da Preparação do Cabo Profibus 85 Conexão de Conectores e Indutores na Rede Profibus DP 86

44 Repetidores, Terminadores e Link Ópticos 87 88

45 PROFIBUS DP COMUNICAÇÃO NO BARRAMENTO COMUNICAÇÃO CÍCLICA E ACICLICA NO DP-V1 89 Para casos com mais de 32 estações ou para redes densas, devem ser utilizados repetidores. O comprimento máximo do cabeamento depende da velocidade de transmissão. 90

46 TECNOLOGIA DE TRANSMISSÃO NO PROFIBUS PA o IEC e foi elaborada no intuíto de satisfazer os requisitos das indústrias químicas e petroquímicas: segurança intrínseca e possibilidade de alimentar os equipamentos de campo pelo barramento. As opções e os limites de trabalho em áreas potencialmente explosivas foram definidos segundo o modelo FISCO ( Fieldbus Intrinsically Safe Concept). 91 TRANSMISSÃO POR FIBRA ÓPTICA: A solução utilizando-se de fibra óptica vem atender às necessidades de imunidade a ruídos, diferenças de potenciais, longas distâncias, arquitetura em anel e redundância física e altas velocidades de transmissão. 92

47 Camada MAC no Profibus A arquitetura e a filosofia do protocolo PROFIBUS asseguram a cada estação envolvida nas trocas de dados cíclico um tempo suficiente para a execução de sua tarefa de comunicação dentro de um intervalo de tempo definido. Para isso, utiliza-se do procedimento de passagem de token, usado por estações mestres do barramento ao comunicar-se entre si, e o procedimento mestre-escravo para a comunicação com as estações escravas. 93 Comunicação Mestre-Escravo 94

48 Serviços do PROFIBUS (nível 2) 95 ELEMENTOS DA REDE PROFIBUS PA Mestres (Masters): são elementos responsáveis pelo controle do barramento. Podem ser de duas classes: Classe 1: responsável pelas operações cíclicas (leitura/escrita) e controle das malhas abertas e fechadas do sistema de controle/automação (CLP). Classe 2: responsável pelos acessos acíclicos dos parâmetros e funções dos equipamentos PA (estação de engenharia ou estação de operação: Simatic PDM ou CommuwinII ou Pactware). Acopladores (Couplers): são dispositivos utilizados para traduzir as características físicas entre o PROFIBUS DP e o PROFIBUS PA (H1: 31,25 kbits/s). E ainda: São transparentes para os mestres (não possuem endereço físico no barramento). Atendem aplicações seguras (Ex) e (Non-Ex), definindo e limitando o número máximo de equipamentos em cada segmento PA. Podem ser alimentados até 24 Vdc, dependendo do fabricante e da área de classificação. Podem trabalhar com as seguintes taxas de comunicação, dependendo do fabricante: P+F (93.75 kbits/s e SK2: até 12Mbits/s) e Siemens (45.45 kbits/s). 96

49 Arquitetura básica com couplers 97 Link Devices Link devices : São dispositivos utilizados como escravos da rede PROFIBUS DP e mestres da rede PROFIBUS PA (H1: 31,25kbits/s). São utilizados para se conseguir altas velocidades (de até 12Mbits/s) no barramento DP. E ainda: Possuem endereço físico no barramento. Permitem que sejam acoplados até 5 couplers, mas limitam o número de equipamentos em 30 em um barramento Non-Ex e 10 em barramento Ex. Com isso, aumentam a capacidade de endereçamento da rede DP. 98

50 ENDEREÇAMENTO NA REDE PROFIBUS 99 Topologia Estrela 100

51 Topologia Barramento 101 Topologia Ponto-a-Ponto 102

52 Pontos Fortes e Fracos do Profibus Mais veloz que o DeviceNet É IEC Pode importar HART (DP-V2) Permite alcance maior que o DeviceNet Grande número de fornecedores O uso de Spur não é usual Alimentação externa (pela norma) Terminadores alimentados (porém tem imunidade a ruídos) 103 APLICATIVOS DE SUPERVISÃO SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition Supervisão Controle e Aquisição de Dados. O SCADA faz a coleta e transferência das informações lógicas e analógicas sobre o estado corrente do sistema, pela exibição desses dados na sala de controle e pelo comando remoto de dispositivos (automaticamente ou por iniciativa do operador). Controle supervisório é o processo de monitorar a distância uma atividade. 104

53 Atribuições de um Sistema SCADA Controle ação de gerar sinais de forma que a variável controlada se comporte de acordo com o preestabelecido. Monitoração aquisição de dados para verificar as condições de funcionamento do processo (sinalização de valores limites, ocorrências de falhas, alarmes e relatórios). Supervisão aquisição de dados para permitir a elaboração de uma estratégia de operação para maximizar o retorno financeiro (maior produção, qualidade e eficiência). Necessita de uma LAN e gateways para ligar diversos protocolos envolvidos e seus diversos níveis. 105 Controle 106

54 Monitoração 107 Supervisão: (a) gateway; (b) LAN e vários processos 108

55 Definições Importantes Aplicativo algoritmos de alto nível, conjunto de telas, recursos, comunicações e configurações elaboradas pelo usuário responsável pela personalização do sistema SCADA. É no aplicativo que é definida toda a funcionalidade do sistema. Scripts sub-rotinas (módulos) em que se pode definir linhas de código em linguagem de programação (Basic, VB, C). Tags é o nome dado as variáveis utilizadas em um sistema SCADA. Hardkey dispositivo de segurança ligado à porta paralela ou USB do microcomputador, que permite e utilização plena do software. Os tipos de Hardkey são: Configurador Módulo que permite a o desenvolvimento de aplicações de supervisão de processos. Runtime Módulo que permite a execução de um aplicativo de supervisão desenvolvido com o uso do Configurador. Master Módulo que engloba o Configurador e o Runtime. 109 Arquitetura de um Sistema SCADA 110

56 Níveis de Arquitetura do Sistema Escada 111 Arquitetura do Sistema SCADA com o Mestre em Rede 112

57 Arquitetura do Sistema SCADA tendo o Servidor como Mestre 113 Arquitetura utilizando CLP Mestre ligado ao Servidor 114

58 Porque a empresa precisa de um sistema SCADA (SSC)? QUALIDADE - Através do monitoramento das variáveis do processo produtivo, (pressão, temperatura, vazão, etc.) é possível determinar níveis ótimos de trabalho. Caso estes níveis saiam da faixa aceitável o SSC pode gerar um alarme na tela, alertando o operador do processo para um eventual problema no processo produtivo. Desta forma, as intervenções no processo são feitas rapidamente, garantindo que o produto final sempre tenha as mesmas características. 115 Porque a empresa precisa de um sistema SCADA (SSC)? REDUÇÂO DOS CUSTOS OPERACIONAIS - Imagine um processo produtivo com inúmeros instrumentos de medição. Quanto tempo e quantos funcionários especializados seriam necessários para percorrer todo o processo de produção afim de realizar a leitura de todos os instrumentos? Quantas planilhas seriam necessárias e qual a probabilidade de erros humanos? Com um SSC é possível centralizar toda a leitura dos instrumentos de campo, gerar gráficos de tendência e gráficos históricos das variáveis do processo. São necessários poucos funcionários especializados. 116

59 Porque a empresa precisa de um sistema SCADA (SSC)? MAXIMIZAR DESEMPENHO DE PRODUÇÃO - Através da rapidez da leitura dos instrumentos de campo, as intervenções necessárias podem ser feitas mais rapidamente. Problemas de parada de máquina por defeitos podem ser diagnosticados mais pontualmente e os setup s s de máquina também são agilizados. 117 Porque a empresa precisa de um sistema SCADA (SSC)? BASE DE DADOS PARA OUTROS SISTEMAS - Os SSC podem coletar os dados do processo produtivo e armazená-los em banco de dados. Estes dados podem ser utilizados para gerar informações importantes, sendo integrados com sistemas MES, ERP, SAP e etc. Podem também fornecer dados em tempo real, para sistemas que realizam cálculos de OEE, sistemas SFC, sistemas de PCP ou similares. OEE - Overall Equipment Effectiveness PCP Planejamento e controle de produção MES - Manufacturing Execution Systems SFC - Shop floor control 118

60 Sinóticos Através das telas de sinóticos é que um processo industrial pode ser monitorado. Estas telas são projetadas e desenhadas através de um desenvolvedor (conforme dito anteriormente) e depois executadas através do executável (run-time). 119 Alarmes Os SSC s podem ser configurados para gerar alarmes, ou seja, avisar ao usuário do sistema quando uma variável ou condição do processo de produção está fora dos valores previstos. Os alarmes são mostrados na tela em formato de planilhas e/ou animações na tela. 120

61 Alarmes e Sinóticos 121 Relatórios Atualmente, os SSC s do mercado possuem ferramentas para a geração de relatórios na própria estação de trabalho. Os relatórios mais comuns que são utilizados são: Relatório de alarmes: Lista um histórico com os alarmes ocorridos durante uma faixa de tempo escolhida pelo operador do sistema. Relatório de Acesso: Lista quais foram os usuários que acessaram o SSC ou modificaram algum parâmetro do processo. Relatório de variáveis: Lista a alteração de variáveis ao decorrer do tempo/lote/período. 122

62 Redundância e confiabilidade Existem processos industriais que não podem parar. Desta forma alguns dos sistemas SCADA podem ser configurados de forma redundante. (depende do fabricante) Existem inúmeros métodos de arquitetura de redundância de dados, variando de fabricante a fabricante de SSCs. O mais utilizado é comumente chamado de hot standby. 123 Aplicativos de Mercado FIX D MACS e IFIX da Intellution para aplicações genéricas LAB VIEW da National Instruments para aplicações em laboratórios. ISIS 1000 da Merlin Gerin para sistemas elétricos. ELIPSE SCADA da Elipse Software (Nacional) para uso genérico sendo o ELIPSE LAB para aplicações em sistemas de laboratório, ELIPSE POWER para sistemas elétricos. MIDAS da YOKOGAWA UNITEC IN TOUCH Cimplicity da GE Fanuc Action View WinCC da Siemens 124