Proposta de uma plataforma de monitoramento e acionamento remoto voltada para sistemas de hardware industriais utilizando LabVIEW "Este artigo tem como proposta apresentar uma plataforma para monitoramento e acionamento remoto de Sistemas de Hardware (SHW) utilizando a infra-estrutura web para comunicação de dados. " - Marcel J. Silva, O desafio: Desenvolver uma plataforma de aquisição de dados que integrasse uma plataforma de hardware existente a um Sistema de Banco de Dados Relacional através da internet. A solução: Foram desenvolvidos vários módulos em LabVIEW para aquisição de dados e sua integração com a internet. Autor(es): Nelson D. Junior - Marcel J. Silva - PROPOSTA DE UMA PLATAFORMA DE MONITORAMENTO E ACIONAMENTO REMOTO VOLTADA PARA SISTEMAS DE HARDWARE INDUSTRIAIS UTILIZANDO LABVIEW Leia o estudo de caso completo Orientador: Marcelo Augusto Costa Fernandes Instituição: Curso de Engenharia de Automação e Controle Centro Salesianoe São Paulo UNISAL Unidade Campinas São José Produtos Utilizados: LabVIEW Resumo Este artigo tem como proposta apresentar uma plataforma para monitoramento e acionamento remoto de Sistemas de Hardware (SHW) utilizando a infra-estrutura web para comunicação de dados. Esta plataforma tem como objetivo padronizar uma estrutura simples de protocolo integrando vários SHW (como microcontroladores, CLP s e outros) a um sistema de armazenamento remoto utilizando tecnologias de bancos de dados relacionais e com isto ajudar no gerenciamento e verificação das variáveis de controle de um sistema industrial através da web. Arquitetura física da proposta A Figura 1 ilustra de uma forma detalhada a arquitetura de funcionamento do projeto que é dividido em quatro módulos chamados de módulo de aquisição de dados (MAD), módulo de controle remoto (MCR), módulo de persistência de dados (MPD) e módulo de leitura (ML), os tópicos a seguir apresentarão de forma resumida os módulos. Figura 1 - Arquitetura de Comunicação. MAD - Módulo de Aquisição de Dados O MAD é constituído de um circuito microcontrolado que coleta informações de suas entradas podendo ser elas digitais ou analógicas, as manipulam de acordo com a programação e as enviam com o protocolo RS-232 para o módulo MCR conforme Figura 1. O módulo MAD pode ter vários outros layouts, a descrita neste tópico é apenas uma das implementações possíveis, tem em sua formação um microcontrolador modelo ATmega8, que coleta informações de suas entradas e saídas, todas estas informações são enviadas via RS-232 para o módulo MCR, O hardware do módulo MAD é composto por módulos de controle conforme Figura 2 para que o mesmo tenha um funcionamento eficiente. Figura 2 - Diagrama de blocos do circuito de controle. Conforme Figura 3 o circuito eletrônico possui dois reguladores de tensão para transformar 24VDC em 5VDC, um conversor MAX232 para fazer a comunicação serial com o microcontrolador, um circuito de gravação composto por transistor BC548, resistores e capacitores, circuito do microcontrolador composto por um CI ATmega8 da ATMEL, e os circuitos de potência composto por uma ponte H (L298) para fazer controle de velocidade para um motor DC e os bornes de entradas e saídas. Por se tratar de um protótipo, as saídas não possuem circuito isolador, portanto os componentes são ligados diretamente nas entradas e saídas do microcontrolador. Com base na Figura 3. Figura 3 - Esquema Elétrico do MAD. MCR - Módulo de Controle Remoto O módulo MCR pode ser constituído por um notebook ou qualquer dispositivo portátil que aceite arquivos programados em LabVIEW, este módulo faz a aquisição dos dados do módulo MAD, esses dados vêm em protocolo visto no capitulo anterior em forma de string, e processa os dados e armazena no MPD, além de armazenar os dados no MPD, faz a leitura dos campos de leitura da tabela no MPD e baseado nesses dados envia comandos para o microcontrolador, por meio de uma tela de configuração programada no LabVIEW conforme Figura 4 é inserida a string de conexão com o MPD e visualizados para conferência de valores e status, os campos referentes ao MAD como dispositivo, analógica 1, analógica 2 (temperatura), botão entrada, led saída, valor PWM, sentido horário, sentido anti horário. MPD - Módulo de Persistência de Dados O módulo MPD serve apenas como interface entre o ML e o MAD. Neste módulo são armazenas as informações enviadas pelo microcontrolador e as informações de tomada de decisão gerada pelo ML, as informações das mensagens armazenadas possuem parâmetros de leitura e escrita, a tabela 1 mostra a proveniência dos valores de registro, o qual se observa que existem três fontes diferentes de registros, sendo ela MAD para valores vindo do protocolo do microcontrolador, MCR que gera a data e à hora de acordo com o sistema da máquina e grava junto com os valores dos protocolos, e por fim ML que são os campos onde o cliente final pode alterar seus valores para gerar alguma ação tais como ligar/desligar saídas e entradas de acordo com as ações programadas e enviadas ao microcontrolador pelo MCR. 1/6 www.ni.com
Tabela 1 Valores do Registro. ML Módulo de Leitura O módulo ML é o responsável em fazer a leitura de todos os dados do banco, sendo somente ele que pode mudar os parâmetros de escrita das tabelas de leitura, este aplicativo é a interface entre o sistema e o usuário final, portanto o cliente tem acesso a todos os dados que estão armazenados em MPD, a tela principal do ML pode ser observada através da Figura 5. Figura 5 - Tela do Cliente. Figura 1: Arquitetura de Comunicação. Figura 2: Diagrama de blocos do circuito de controle. 2/6 www.ni.com
Figura 3: Esquema Elétrico do MAD. 3/6 www.ni.com
Figura 4: Tela de configuração programada no LabVIEW. 4/6 www.ni.com
Tabela 1: Valores do Registro. 5/6 www.ni.com
Figura 5: Tela do Cliente. Informações legais Esse estudo de caso (esse "estudo de caso") foi desenvolvido por um cliente da National Instruments ("NI"). ESSE ESTUDO DE CASO É FORNECIDO "COMO ESTÁ", SEM GARANTIAS DE QUALQUER NATUREZA E SUJEITO A DETERMINADAS RESTRIÇÕES, COMO ESTABELECIDO DE FORMA MAIS ESPECÍFICA NOS TERMOS DE USO DA NI.COM ( http://ni.com/legal/termsofuse/unitedstates/us/ (http://ni.com/legal/termsofuse/unitedstates/us/)). 6/6 www.ni.com