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Projeto e Implementa¸˜o de um Sistema ca SCADA e Controlador PID Embarcado

Natal – RN Julho / 2006

Felipe C´sar Alves do Couto e Leonardo S´vio Guanabara Ramalho a

Projeto e Implementa¸˜o de um Sistema ca SCADA e Controlador PID Embarcado
Trabalho de Conclus˜o de Curso apresentado a para obten¸˜o do t´ ca ıtulo de Engenheiro de Computa¸ao da Universidade Federal do Rio c˜ Grande doNorte.

Orientador:

Prof. Dr. Luiz Affonso H. Guedes de Oliveira

Graduacao em Engenharia de Computacao ¸˜ ¸˜ Departamento de Engenharia de Computacao e Automacao ¸˜ ¸˜ Centro de Tecnologia Universidade Federal do Rio Grande do Norte

Natal – RN Julho / 2006

Trabalho de Gradua¸ao sob o t´ c˜ ıtulo “Projeto e Implementa¸˜o de um Sistema SCADA ca e Controlador PID Embarcado”, defendido porFelipe C´sar Alves do Couto e Leonardo e S´vio Guanabara Ramalho, em Natal, Rio Grande do Norte, e examinado pela banca a constitu´ pelos doutores: ıda

Prof. Dr. Luiz Affonso H. Guedes de Oliveira Departamento de Engenharia de Computa¸˜o e ca Automa¸ao - UFRN c˜ Orientador

Prof. Dr. Jorge Dantas de Melo Departamento de Engenharia de Computa¸˜o e ca Automa¸ao - UFRN c˜

Prof. Dr. Adri˜oDuarte D´ria Neto a o Departamento de Engenharia de Computa¸˜o e ca Automa¸ao - UFRN c˜

Dedicamos este trabalho aos nossos pais, cujos exemplos de honestidade e trabalho tˆm sido de fundamental importˆncia para as nossas vidas. e a

Agradecimentos
Gostar´ ıamos de dedicar nossos sinceros agradecimentos aos nossos pais e familiares, cujo incentivo foi, por diversas vezes, fundamental nodecorrer do curso. Queremos agradecer de forma especial nosso orientador, Prof. Dr. Luiz Affonso Guedes, pelo tempo dedicado ao nosso trabalho com tanta aten¸ao e, principalmente, a amizade constru´ c˜ ıda durante o tempo de convivˆncia. Da mesma maneira aos Profs. Drs. Jorge Dantas de e Melo e Adri˜o Duarte D´ria Neto, coordenadores do projeto SINTELI, assim como aos a o companheiros de projeto IsabeleMorais, Eloi Cagni, Leonardo Casillo, Diego Domingos e Thiago Colombi´ri. Por fim, deixamos um agradecimento a todas aquelas pessoas n˜o e a mencionadas, mas que nos deram for¸a de alguma maneira para conduzirmos este trac balho, como os colegas de curso, demais companheiros de laborat´rio e demais professores. o

Resumo
O presente trabalho tem o objetivo de apresentar o projeto e aimplementa¸ao de c˜ um sistema embarcado baseado em microcontrolador, cuja comunica¸ao tem como base o c˜ protocolo Modbus. S˜o descritos os procedimentos utilizados para o desenvolvimento de a aplica¸oes industriais em tempo real nas ´reas de monitoramento e controle de processos. c˜ a Para a valida¸ao da proposta, foi projetada uma aplica¸ao de controle em tempo real c˜ c˜ de um sistema para fins did´ticos. Osistema ´ composto por um tanque real, o qual a e recebe sinais de controle oriundos de uma estrat´gia fixa na placa microcontrolada, e ´ e e monitorado por um supervis´rio. Os sinais de controle e medi¸˜o passam por circuitos o ca conversores para adequa¸ao `s necessidades do sistema. Dessa forma, foi poss´ executar c˜ a ıvel testes reais e observar o funcionamento da aplica¸ao, sendo analisadoseu desempenho c˜ tanto para o problema de controle quanto para o de comunica¸ao. c˜

Sum´rio a

Lista de Figuras Lista de Tabelas 1 Introdu¸˜o ca 1.1 Sistemas de Automa¸ao Industrial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . c˜ 1.1.1 1.1.2 Breve Retrospecto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . N´ ıveis de Hierarquia em Sistemas de Automa¸˜o . . . . . . . . . ca

p. ix p. x p. 1p. 1 p. 2 p. 3 p. 4 p. 5 p. 7 p. 7 p. 7 p. 8 p. 8 p. 10 p. 10 p. 11 p. 12 p. 13 p. 13 p. 14

1.2 Objetivos e Localiza¸˜o do Trabalho . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ca 1.3 Estrutura do Trabalho . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 Fundamenta¸˜o Te´rica ca o 2.1 Sistemas Supervis´rios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . o 2.1.1 2.1.2 2.1.3 2.1.4...
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