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Localização do Problema da Automação

Redes de Comunicação para Aplicações Industriais
Luiz Affonso Guedes affonso@dca.ufrn.br

Comunicação no Nível de Controle
Information

Automation and Control

Nível de Gerência Nível de Supervisão Nível de Sensores, Atuadores e Controladores Nível de Processos Físicos

Discrete Device

Process Device

• Estudar as características de sistemasde comunicação no nível de sensores, atuadores e controle

Problemas da Tecnologia Atual da Automação
• Sala de Controle Central
– Quilômetros de cabos
• Milhares de conexões = pontos de falha

Fatores de Mudança
• Ambiente de maior Competitividade
– Redução de custos
• Implementação • Manutenção

– Centenas de indicadores
• Difícil compreensão • Alta probabilidade de erro de operação– Manutenção da qualidade dos produtos

• Revolução da Informática
– – – – Integração de circuitos em larga escala Utilização de computadores na indústria Surgimento dos microcomputadores Redes de comunicação digital

– No máximo, controle automático
• Coleta manual de dados para relatório • Dificuldade de rastreabilidade

1

Fatores de Mudança
• Controladores Programáveis
–Substituição dos painéis de relés
• • • • Alterações no automatismo sem alterar fiação Alta velocidade de processamento “Hardware” cada vez mais confiável Ampla oferta de recursos de programação

Fatores de Mudança
• Computadores de Supervisão
– Substituição dos painéis de controle
• Significativa economia de cabos
– Computadores ligados aos CLP’s – Forte dependência da rede de comunicaçãodigital

• Computadores de Supervisão
– Substituição dos painéis de controle
• Significativa economia de cabos • Organização das informações apresentadas ao operador

• Organização das informações apresentadas ao operador
– Amplo acréscimo de recursos ao sistema de automação

Situação Atual
• Controlador programável / Instrumentação
– Tendência à distribuição das E/S
• Economia muitosignificativa de fiação

Evolução do conceito de sistemas de comunicação em automação industrial

– Principais fatores de mudança
• Instrumentos inteligentes • Várias opções de redes p/ comunicação a nível de “chão de fábrica”

Tecnologia Dominante Pneumatica Analogica Digital

Redes de campo

– Padronização
• Nenhuma rede atende a todas as aplicações • Surgimento de novas tecnologias
–Mais recursos do que simples substituição de cabos – Viabilização de novos tipos de solução
1940 1960 1980 2000 10 Time

Distribuição E/S

Tradicional
Cada dispositivo e ligado individualmente ao CLP Alto custo de instalação

Atual
Distribuição de E/S ao longo da fabrica. Menor custo de instalação

Tendência
Sensores inteligentes Ganho funcional Baixo custo de instalação

2

LOCALAREA NETWORK

LAN

SISTEMA SUPERVISÓRIO

I/O

4 - 20 mA

GATEWAY

CAMPO
DPT101 PT101 FCV101 DPT102 PT102 FCV102 DPT101 PT101 FCV101 DPT102 PT102 FCV102

CAMPO

Paradigma do Controle Distribuído
1980’s 1990’ s
O.I. PB Panel

Redes de Comunicação
• Interligação de Computadores • Integração de computadores aos CLP’s • Integração dos CLP’s a dispositivos inteligentes
– – – – – – –Controladores de solda Robôs Terminais de válvulas Balanças Sistemas de identificação Sensores Centros de Comando de motores

2000

Flex I/O Multi-disciplined Controller PB Panel Axis Controller Drive

Prox

Flex I/O

Packaged Controller

Drive w/PID

Mais do que comunicação digital
Sistema 4 a 20 mA Sistema em Rede • Todos os dados do instrumento disponíveis no nível de controle,por ex., identificação do ponto de medição, valor medido em unidades de engenharia Controle do processo mais fácil e mais flexível

Arquitetura mais enxuta que um DCS
Sistema DCS Sistema em Rede

Tag = LIC-012 Valor = 70,34 Unidade= M3 Status = Bom

15,3 mA

Alarme = S/N •

Fonte de Alimentação Cartão de Controle Cartões de Entrada Cartões de Saída Fusíveis Painel de Rearranjo Bornes...
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