Sistemas supervisórios (SCADA Systems)

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Aula ministrada sobre sistemas supervisórios.
FURG - Engenharia da Computação

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Sistemas supervisórios (SCADA Systems)

  1. 1. Natanael Garcia Rodrigues
  2. 2.  Introdução  Características ◦ Visão Geral ◦ Principais Módulos  Componentes Físicos  Componentes Lógicos  Modos de Comunicação  Arquiteturas  Atividade Prática
  3. 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.
  4. 4.  Cliente  Servidor  Desenvolvimento  Banco de Dados  Interfaces de Comunicação
  5. 5.  São componentes físicos que captam dados do ambiente (temperatura, pressão, umidade, corrente elétrica, aceleração, etc...).
  6. 6.  O Controlador Lógico Programável é responsável por receber os sinais de atuação e controle e endereçá-los dentro de um barramento de rede industrial.
  7. 7.  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).
  8. 8.  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...
  9. 9.  Geração, Transmissão e Distribuição de Energia;
  10. 10.  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
  11. 11.  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
  12. 12.  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.
  13. 13.  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 ◦ ...
  14. 14.  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.
  15. 15.  Sensores e Atuadores  CLPs (Controladores Lógicos Programáveis)  Repetidores de Sinal  Conversores de Sinal  Meio de Comunicação (Cabos, Wireless, Fibra Óptica)  Servidores
  16. 16.  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
  17. 17.  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
  18. 18.  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.
  19. 19.  Arduino  Sketch (Código com o protocolo MODBUS)  Sensor LDR  Resistor de 10 Ω  Protoboard  Cabo USB  Elipse Scada (Instalado)
  20. 20.  Indusoft WebStudio ◦ http://www.indusoft.com/  Elipse E3  http://www.elipse.com.br  Eclipse Scada ◦ http://www.eclipse.org/eclipsescada/  ScadaBR  http://www.scadabr.com.br/  BluePlant ◦ http://www.altus.com.br  Factory Studio ◦ http://tatsoft.com/  Mango M2M ◦ http://infiniteautomation.com/

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