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Evolução dos Sistemas de Automação

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Evolução dos Sistemas de Automação

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  1. Evolução dos Sistemas de Automação Jair Jonko Araujo (jonko@cefetrs.tche.br)

  2. Recursos (Matéria, energia e informação) Produtos (Matéria, energia e informação) Sistema de Automação Industrial atuação Sistema de Automação Industrial Planta Industrial (Processo Técnico medidas

  3. Grandezas Manipuláveis (Pressão, Vazão, etc.) Sistema de Automação Industrial Processamento (Controle e Intertravamento) Transmissor e Amplificador Atuador Condicionador e Transmissor Sensor

  4. Histórico: Instrumentos e Controladores Pneumáticos • Processamento Distribuído • Extratores de Raiz quadrada, multiplicadores, ... • Alta Confiabilidade e Robustez • Desvantagens: • Baixa flexibilidade: dispositivos específicos para cada função matemática • Custo alto: manutenção, ampliação, ...

  5. Histórico: Instrumentos e Controladores Pneumáticos • Processamento Distribuído • Extratores de Raiz quadrada, multiplicadores, ... • Alta Confiabilidade e Robustez • Desvantagens: • Baixa flexibilidade: dispositivos específicos para cada função matemática • Custo alto: manutenção, ampliação, ...

  6. Sistema de Automação IndustrialSistemas Computacionais Processamento (Controle e Intertravamento) Conversor D/A Amplificador Atuador Condicionador de Sinais Sensor Converso A/D

  7. Histórico: Arquitetura Centralizada

  8. Controle Centralizado

  9. Controle Centralizado • Vantagem • Consistência dos Dados • Desvantagens: • Alto Custo de Cabeamentos; • Disponibilidade do Sistema = Disponibilidade do Computador Central; • Dificulta ampliações do Sistema

  10. Sistemas Digitais de Controle Distribuído

  11. Sistemas Digitais de Controle Distribuído • Redução dos Custos com fiação, instalação e manutenção; • Distribuição do Controle; • Comunicação entre unidades de controle via protocolos proprietários; • Comunicação sensores / atuadores e unidades de controle via protocolo analógico (4 a 20mA) e transmissão de apenas uma variável medida.

  12. Fieldbus – Barramento de Campo ?

  13. Definição de FieldBus • “é um barramento de dados digitais, serial, bidirecional para a comunicação com o nível mais baixo de controle industrial e dispositivos de instrumentação” (Lucia Franco); • Fieldbus = barramento de chão de Fábrica. Fieldbus  Foundation Fieldbus

  14. Dois Tipos de Fieldbus • Sensores e Atuadores com capacidade de comunicação via barramento digital (execução de protocolo) = E/S distribuída • Sensores e Atuadores com capacidade de processamento local = Unidades Autônomas ou instrumentos “inteligentes”

  15. Dispositivos “inteligentes”(Smart Devices)

  16. Resumo da Evolução dos Sist. de Aut.

  17. Constatação Os avanços tecnológicos nas áreas de eletrônica (microeletrônica – sistemas microprocessados) e software tem permitidos o desenvolvimento de Sistemas Computacionais com elevada capacidade de processamento, pequenas dimensões, baixo consumo, custos “reduzidos”, etc.

  18. Pirâmide de Automação

  19. ERP Gestão Industrial Supervisório Controle Chão de Fábrica Pirâmide de Automação Databus Devicebus FieldBus Sensorbus

  20. Tipos de Processamento • Controle • Monitoração • Supervisão • Visualização • Simulação • Diagnose de Fallhas • Alarmes

  21. Tempos de Resposta

  22. Sistema de Automação (multinível)

  23. Integração Vertical de Sist. de Aut.

  24. Base para uma integração vertical Integração Horizontal ao longo da linha de Produção Fácil Expansão Integração Horizontal de Sist. de Aut.

  25. Motivação para Integração Aumento da Produtividade • Usuários: • Integração Horizontal e vertical • Facilidade de Expansão • Fabricantes, Fornecedores: • Aumento da modularidade

  26. Necessidades dos Usuários • Abertura: • Padrões aceitos globalmente; • Produtos disponíveis • Integração: • Integração vertical incluindo todos os níveis (do escritório ao chão de fábrica) • Proteção dos investimentos • Estruturas existentes devem ser preservadas e integradas

  27. Benefícios aos Usuários • Aumento da Produtividade • Redução dos Custos durante a configuração e operação de máquinas e equipamentos • Acesso global a informações (coerência) • Redução dos erros • Agilidade para responder às mudanças

  28. Integração Uso do Computador em todos os níveis

  29. Comunicação Aberta e Transparente Aberta: conseguida através de padrões estabelecidos no mercado

  30. Comunicação Aberta e Transparente Transparente: acesso aos dados onde ele estiverem disponíveis

  31. Dificuldades de Integração Sistemas Informatizados para Gestão (ERP) E a Integração? (Qual a dificuldade) Sistemas de Automação (CLP, SDCD, SCADA, etc.)

  32. Dificuldades de Integração A dificuldade maior é Cultural