Sistemas Automatizados na Indústria 4.0: Controle e Arquiteturas

14092023 0206 Ebook httpscodelyfmucontents3amazonawscomMoodleEADConteudoENGSIANAI21unidade3ebookindexhtml 144 SISTEMAS SISTEMAS AUTOMATIZADOS NA AUTOMATIZADOS NA INDÚSTRIA 40 INDÚSTRIA 40 SISTEMAS DE CONTROLE E SISTEMAS DE CONTROLE E SUAS ARQUITETURAS SUAS ARQUITETURAS Autora Me Pedro Vieira Souza Santos Revisor Daniel R Tasé Velázquez Tempo de leitura do conteúdo estimado em 1 hora e 11 minutos 14092023 0206 Ebook httpscodelyfmucontents3amazonawscomMoodleEADConteudoENGSIANAI21unidade3ebookindexhtml 244 Introdução Olá caroa estudante como vai No contexto dos sistemas automatizados um dos pilares básicos para a sistemática é o uso de comparações simples para a tomada de decisão Podemos por exemplo comparar se a temperatura está abaixo do ponto desejado set point e caso positivo acionar a fonte de calor Podemos ainda pensar no caso de um alarme tocar quando se tenha algum parâmetro fora dos padrões Toda essa funcionalidade pode ser incorporada aos sistemas de controle desde que os algoritmos e o controlador lógico estejam sintonizados Para isso podemos empregar os supervisórios como fonte de consulta e acompanhamento do funcionamento do sistema O estudo desses elementos é fundamental para a programação e o controle de variáveis em ambientes industriais Entender a relação entre eles é crucial para pensarmos em melhorias constantes no funcionamento dos programas de atuação controlada Vamos entender isso melhor Bons estudos 14092023 0206 Ebook Caroa estudante no contexto de programacao em algumas situagdes eou circunstancias preciso fazer a comparagao entre dois valores Nesse sentido podemos utilizar as chamadas instrugdes de comparagao Para tal os elementos designados sao os comparadores os quais empregam dois operandos byte word ou constante Outro ponto inicial estudante que o programa é executado com os operandos 1 e 2 Figura 31 Se os valores satisfizerem a condicao de comparacgao e além disso a entrada do comparador estiver no modo habilitada a saida do comparador sera acionada condicionando assim a saida do sistema Portanto as operagdes de comparagoes podem ser feitas dos seguintes modos igual maior que menor que maior ou igual a menor ou igual a e diferente PAREDE GOMES HORTA 2011 httpscodelyfmucontents3amazonawscomMoodleEADConteudoENGSIANAI21unidade3ebookindexhtml 344 14092023 0206 Ebook Operando 1 Sinal de comparacao Operando 2 Figura 31 Simbolo grafico do comparador Fonte Adaptada de Parede Gomes e Horta 2071 PraCegoVer a imagem é composta por um retangulo representando um comparador Dentro dele ha os termos Operando 1 na parte superior Sinal de comparacgao no meio e Operando 2 abaixo e Igual a Nesse caso a representacao técnica em diagrama Ladder 6 apresentada na Figura 32 httpscodelyfmucontents3amazonawscomMoodleEADConteudoENGSIANAI21unidade3ebookindexhtml 444 14092023 0206 Ebook Logica 001 100 Q00 OPR 1 OPR2 Figura 32 Diagrama Ladder da instrucao de comparaao igual a Fonte Adaptada de Parede Gomes e Horta 2071 PraCegoVer a imagem é composta por um diagrama Ladder Ha duas linhas na vertical localizadas nas extremidades direita e esquerda Mais proximo da esquerda ha um retangulo representando um comparador composto pelo termo OPR 1 na parte superior por um sinal de igual no meio e pelo termo OPR 2 abaixo Nesse caso para a situagao na qual a entrada 100 estiver habilitada temse a comparacao possivel entre 0 operando 1 e o 2 Caso sejam iguais estudante o resultado da dinamica sera igual ao nivel ldgico 1 e portanto a saida sera acionada Mas segundo Parede Gomes e Horta 2011 se forem diferentes o resultado vai ser igual ao nivel ldgico 0 e a saida sera nesse caso desligada e Maior que Para essa configuragao podese notar o comportamento da instrucdo em diagrama Ladder conforme a Figura 33 httpscodelyfmucontents3amazonawscomMoodleEADConteudoENGSIANAI21unidade3ebookindexhtml 544 14092023 0206 Ebook httpscodelyfmucontents3amazonawscomMoodleEADConteudoENGSIANAI21unidade3ebookindexhtml 644 Nesse modo quando a entrada denominada I00 estiver habilitada temse a viabilização da comparação entre os dois operandos Porém caso o operando número 1 comportese como maior que o 2 o resultado vai ter um nível lógico 1 e a saída será então acionada Para a situação em que o operando 1 for menor que o 2 o resultado será o nível lógico 0 e a saída será desligada conforme citado por Parede Gomes e Horta 2011 Menor que Nesse comportamento segundo Parede Gomes e Horta 2011 p 109 quando a entrada I00 estiver em modo habilitada temse a comparação entre o operando 1 e o 2 Figura 34 Se o operando 1 for menor que o operando 2 o resultado terá nível lógico 1 e a saída será acionada Se o Figura 33 Diagrama Ladder da instrução de comparação maior que Fonte Adaptada de Parede Gomes e Horta 2011 PraCegoVer a imagem é composta por um diagrama Ladder Há duas linhas na vertical localizadas nas extremidades direita e esquerda Mais próximo da esquerda há um retângulo representando um comparador composto pelo termo OPR 1 na parte superior por um sinal de maior que no meio e pelo termo OPR 2 abaixo 14092023 0206 Ebook httpscodelyfmucontents3amazonawscomMoodleEADConteudoENGSIANAI21unidade3ebookindexhtml 744 operando 1 for maior ou igual ao operando 2 o resultado terá nível lógico 0 e a saída será desligada Maior ou igual a A Figura 35 ilustra o tipo no qual o programa da instrução é maior ou igual a no modo Ladder Figura 34 Diagrama Ladder da instrução menor que Fonte Adaptada de Parede Gomes e Horta 2011 PraCegoVer a imagem é composta por um diagrama Ladder Há duas linhas na vertical localizadas nas extremidades direita e esquerda Mais próximo da esquerda há um retângulo representando um comparador composto pelo termo OPR 1 na parte superior por um sinal de menor que no meio e pelo termo OPR 2 abaixo 14092023 0206 Ebook httpscodelyfmucontents3amazonawscomMoodleEADConteudoENGSIANAI21unidade3ebookindexhtml 844 Nesse enquadramento caroa estudante notase a entrada I00 habilitada acarretando uma comparação entre os operandos 1 e 2 Quando o operando 1 for maior ou igual ao operando 2 o resultado vai ter um nível lógico 1 e a saída será acionada Quando o operando tipo 1 for menor que o número 2 o resultado vai ter o nível lógico 0 e a saída será então desligada PAREDE GOMES HORTA 2011 Menor ou igual a Conforme conceituado por Parede Gomes e Horta 2011 no caso em que o enquadramento é menor ou igual temse a entrada I00 habilitada e a comparação entre o operando 1 e o 2 Se o operando 1 for menor ou igual ao 2 o resultado será nível lógico tipo 1 e a saída será acionada Se o 1 for maior que o operando 2 o resultado então vai ser o nível lógico zero e a saída Figura 35 Diagrama Ladder da instrução maior ou igual a Fonte Adaptada de Parede Gomes e Horta 2011 PraCegoVer a imagem é composta por um diagrama Ladder Há duas linhas na vertical localizadas nas extremidades direita e esquerda Mais próximo da esquerda há um retângulo representando um comparador composto pelo termo OPR 1 na parte superior por um sinal de maior ou igual que no meio e pelo termo OPR 2 abaixo 14092023 0206 Ebook httpscodelyfmucontents3amazonawscomMoodleEADConteudoENGSIANAI21unidade3ebookindexhtml 944 será desligada A Figura 36 apresenta a programação da instrução menor ou igual a na linguagem Ladder É importante destacar que o sinal presente no sistema indica sobretudo o que teremos de resultado na saída Para esse caso como podemos perceber se o operando 1 for maior que o operando 2 o resultado então vai ser zero e a saída será desligada Figura 36 Diagrama Ladder caso menor ou igual a Fonte Adaptada de Parede Gomes e Horta 2011 PraCegoVer a imagem é composta de um diagrama Ladder Há duas linhas na vertical localizadas nas extremidades direita e esquerda Mais próximo da esquerda há um retângulo representando um comparador composto pelo termo OPR 1 na parte superior por um sinal de menor ou igual que no meio e pelo termo OPR 2 abaixo S A I B A M A I S 14092023 0206 Ebook Caroa estudante vocé deve se questionar o que difere um elemento digital de um analdgico Na pratica entendese que os sinais atuam de modo a transportar informagées de um dispositivo para outro Nesse sentido o sinal de cunho analdgico é uma onda continua que muda continuamente ao longo do tempo Por outro lado o sinal do tipo digital é discreto por natureza Entretanto quando comparados os sinais digitais sao considerados os mais resistentes ao ruido por exemplo Ou seja temse pouca ou quase nenhuma distorao na transmissao Logo essas ondas sao simplificadas na transmissao e consideradas mais confiaveis quando comparadas as ondas de natureza analdgica Acesse 0 link para entender mais Diferente de Nesse exemplo quando a entrada 100 estiver habilitada tera a comparagao entre o operando 1 e o operando 2 Se os operandos forem diferentes o resultado tera nivel ldgico 1 e a saida sera acionada PAREDE GOMES HORTA 2011 p 110 A Figura 37 ilustra essa situacao httpscodelyfmucontents3amazonawscomMoodleEADConteudoENGSIANAI21unidade3ebookindexhtml 1044 14092023 0206 Ebook httpscodelyfmucontents3amazonawscomMoodleEADConteudoENGSIANAI21unidade3ebookindexhtml 1144 Mas caso o operando 1 seja igual ao 2 o resultado vai ser igual ao nível lógico 0 e a saída será então desligada Vejamos caroa estudante a divisão dos operandos a seguir Fonte Adaptado de Parede Gomes e Horta 2011 Figura 37 Diagrama Ladder da instrução diferente de Fonte Adaptada de Parede Gomes e Horta 2011 PraCegoVer a imagem é composta de um diagrama Ladder Há duas linhas na vertical localizadas nas extremidades direita e esquerda Mais próximo da esquerda há um retângulo representando um comparador composto pelo termo OPR 1 na parte superior por um sinal de diferente no meio e pelo termo OPR 2 abaixo Bits X Bytes B Words W Double word D Word long L utilizados para a implementação de lógica ocupam 1 bit de memória 14092023 0206 Ebook A classificagao dos operandos deriva da necessidade atual de suas aplicagdes Isso esta pautado no fato de que ao passar dos anos os blocos de instrugdes incluiram elementos tais como contadores temporizadores e outros mais 0 que gerou a criagao dos diversos tipos de operandos Teste seus Conhecimentos Atividade ndo pontuada Estudante em alguns projetos principalmente analdgicos ou naqueles em que ha uma necessidade de minimizar os problemas com a interagdo do software e 0 risco associado a saida do comparador pode ser conectada diretamente a fungdo que controla como um controle do elemento do aquecedor Isso posto sabendo da importancia dos comparadores analdgicos em sistemas de controle logico algumas comparagdes podem ser visualizadas Quando temos a situagao na qual 0 operando 1 menor que o operando 2 o resultado é igual ao nivel logico 1 e a saida é acionada Mas se 0 operando 1 for maior ou igual ao operando 2 o resultado sera igual ao nivel ldgico O e a saida sera desligada PAREDE M GOMES L E L HORTA E Eletr6nica automacao industrial Sao Paulo Fundagdo Padre Anchieta 2011 Esse tipo de comparagao se refere a qual das afirmativas a seguir Assinale a alternativa correta O a Comparacao do tipo Diferente de httpscodelyfmucontents3amazonawscomMoodleEADConteudoENGSIANAI21unidade3ebookindexhtml 1244 14092023 0206 Ebook O b Comparacdo do tipo Menor ou igual a s O c Comparagao do tipo Menor que O d Comparacado do tipo Maior ou igual a 2 O e Comparacao do tipo Maior que Caroa estudante convido vocé a seguir nessa jornada conhecendo agora os elementos chamados blocos de fungao do inglés function blocks Os blocos de fungao sao definidos como uma forma de programacgao que possibilita a especificagao de algoritmos ou ainda de um conjunto de acgdes direcionados aos dados de entrada GEORGINI 2000 No caso de aplicagoes praticas os blocos sao uteis para a realizagao dos seguintes programas e Operacgoes numéricas httpscodelyfmucontents3amazonawscomMoodleEADConteudoENGSIANAI21unidade3ebookindexhtml 1344 14092023 0206 Ebook e Comparacao e Processamento de caracteres e Contador e Temporizados e comunicagdo mensagens GEORGINI 2000 entre outros mais No ano de 1992 a Comissao Internacional de Eletrotécnica a International Electrotechnical Commission IEC publicou a primeira edigao da norma IEC 61131 com o objetivo de estabelecer padrdes para os controladores programaveis Essa norma foi dividida em varios capitulos possibilitando a definiao de critérios para cada um dos topicos relacionados aos Controladores Ldgicos Programaveis CLPs Veja mais em Fonte Parede Gomes e Horta 2011 Para definirmos um bloco de funao temos duas sequéncias sendo 1 A especificagao da estrutura de dados que nesse caso composta pelos parametros de entrada pelas variaveis internas e ainda contando com os parametros de saida empregando as declaragoes textuais httpscodelyfmucontents3amazonawscomMoodleEADConteudoENGSIANAI21unidade3ebookindexhtml 1444 14092023 0206 Ebook 2 Por meio do algoritmo que pode ser configurado a partir de uma linguagem de programacao estabelecida pela IEC 113103 Texto Estruturado Ladder etc GEORGINI 2000 Contadores Os contadores caroa estudante sao utilizados quando se busca fazer a contagem do numero de vezes que um evento especifico ocorre como quantidade de itens produzidos operacées finalizadas e outros mais Algumas classificag6es para esses elementos sao e UP nessa configuragao 0 contador ora definido como crescente faz o incremento de uma unidade ao passo que o contato associado a entrada CU sai do estado Idgico nivel zero em direado ao nivel um Isso ocorre até atingir o valor predeterminado valor do preset Conforme Parede Gomes e Horta 2011 p 94 no caso em que o valor atual chegar ao valor do preset a saida E do contador sera acionada passando do nivel Idgico 0 para o 1 Quando a entrada associada ao reset R do contador for acionada passando do nivel ldgico O em diregao ao 1 o valor atual do contador vai ser zerado podendo para essa situagao ocorrer a reinicializagao da contagem quando a entrada associada ao reset retornar ao estado inicial nivel ldgico O e DOWN nessa caracterizagao temse o valor atual carregado com o valor do preset O contador desse tipo decrescente atua com o decremento de uma unidade ao passo que o contato atrelado a entrada CD sai do estado ldgico zero para o nivel um Conforme Parede Gomes e Horta 2011 p 97 na situacdo em que o valor atual httpscodelyfmucontents3amazonawscomMoodleEADConteudoENGSIANAI21unidade3ebookindexhtml 1544 14092023 0206 Ebook do contador chegar a zero a saida E do contador sera acionada passando do nivel ldgico 0 para o 1 Quando a entrada associada ao preset P do contador for acionada passando do nivel Idgico 0 para o 1 o valor atual do contador DOWN sera entao carregado com o valor do preset e a Sua respectiva saida acabara retornando ao estado inicial zero o que pode fazer a reinicializagao da contagem e Rapido 0 contador do tipo rapido faz a execugao da ldgica que esta previamente programada no CLP em razao de uma entrada rapida Nesse tipo de contador a contabilizagao dos pulsos é identificada pela entrada rapida obedecendo ao limite maximo da frequéncia de 4 kHz Segundo Parede Gomes e Horta 2011 p 101 esse tipo de contador funciona quando a entrada enable E esta habilitada é feita uma comparacao do valor atual CRxV com o valor do preset CRxP do bloco do contador rapido Além disso conforme os autores quando o valor atual for igual ou maior que o valor do preset o bit relacionado ao bloco CRxQ sera acionado Se a entrada enable E nao estiver habilitada nado sera efetuada a comparagao mas o valor atual da visualizagao vai permanecer sendo adicionado cada vez em que houver pulso na entrada rapida Temporizadores Estudante no contexto dos sistemas automatizados notase a inclusao da variavel tempo como um fator comum aos processos Portanto nesse contexto podemos indicar que o temporizador se trata de um elemento muito empregado com o intuito de definir o intervalo de tempo entre duas atividades eou operagoes Ademais ele atua de modo a verificar se uma determinada tarefa esta sendo executada dentro do tempo desejado além de httpscodelyfmucontents3amazonawscomMoodleEADConteudoENGSIANAI21unidade3ebookindexhtml 1644 14092023 0206 Ebook poder estipular o tempo ideal para a execuao da atividade Em linhas gerais ha basicamente trés tipos de temporizadores energizado TON desenergizado TOFF e de pulso TP PAREDE GOMES HORTA 2011 e TON também chamado de temporizador na energizacgao esse elemento atua de modo a causar um retardo na energizagao de sua saida Logo para que isso acontega o temporizador aciona a contagem a notar pelo instante em que a entrada enable E é ativada Com isso ele altera seu nivel indo do 0 para o 1 Conforme Parede Gomes e Horta 2011 p 103 na situagdo em que o valor atualizado do mecanismo TxxV se igualar ao tempo do preset TxxP a saida do temporizador sera acionada passando do nivel ldgico 0 para o 1 Se a qualquer instante a entrada enable E for desabilitada passando do nivel Idgico indo de um para zero o valor atual TxxV permanecera em estado 0 e sua saida Q se tornara entado desabilitada voltando ao estado inicial 0 Na prdatica podemos configuralo para acionar uma carga que seja ativada e permaneca em funcionamento oito segundos depois de o botao liga ser ativado e que desligue a qualquer instante em que o botao for desacionado PAREDE GOMES HORTA 2011 e TOFF conhecido também como temporizador na desenergizacao configurase a partir do acionamento da entrada enable E e logo o valor atual do elemento TxxV acaba zerando a sajda TxxQ que se transfere para o nivel um isto 6 seguindo a entrada Nessa condiao Oo efeito de retardo ocorre na desenergizagao ou seja quando se executa 0 desacionamento Assim a entrada enable E passa do nivel ldgico um para o zero Nesse momento comegcase a contagem do httpscodelyfmucontents3amazonawscomMoodleEADConteudoENGSIANAI21unidade3ebookindexhtml 1744 14092023 0206 Ebook tempo que causara o retardo na saida TxxQ A partir do instante em que o valor atual do temporizador TxxV se igualar ao tempo do preset TxxP a saida do temporizador sera desacionada passando do nivel Idgico 1 para o O PAREDE GOMES HORTA 2011 p 104 Podemos configuralo de modo a desacionar uma carga que limite seu funcionamento oito segundos apos o botao desliga ser ativado PAREDE GOMES HORTA 2011 e TP 6 0 tipo no qual quando for acionada a entrada enable E e o pulso de entrada for notado como sendo menor que o tempo do preset TxxP do mecanismo a saida se tornara assim igual a entrada Mas caso a entrada permanega ativa por um periodo de tempo maior que o preset TxxP a saida vai ser acionada apenas através do tempo do preset TxxP o que gera um pulso na saida Para Parede Gomes e Horta 2011 p 105 no momento em que o valor observado do temporizador TxxV se tornar igual ao tempo do preset TxxP a saida Q do temporizador sera desativada passando do nivel ldgico 1 para o 0 Um fato relevante é que existem pequenas variagdes no comportamento desse timer dependendo do fabricante Podemos formatar uma programagao na qual se almeja ativar uma carga que interrompa seu funcionamento oito segundos apos o botao liga ser pressionado Se desligarmos o botao liga a qualquer momento antes de oito segundos completos ele interrompera o funcionamento instantaneamente Vejamos agora estudante as regras dos temporizadores httpscodelyfmucontents3amazonawscomMoodleEADConteudoENGSIANAI21unidade3ebookindexhtml 1844 14092023 0206 Ebook REGRAS DOS TEMPORIZADORES a a a PraCegoVer 0 infografico é interativo de titulo Regras dos temporizadores apresenta seis topicos em linha horizontal O primeiro topico é Txx e ao clicar nele o seguinte texto 6 apresentado numero do temporizador de 0 a 31 definido pelo usuario O segundo topico é Time Base e ao clicar nele o seguinte texto é apresentado base de tempo do temporizador 1 s 01 s e 001 s definida pelo usuario O terceiro topico é TxxP e ao clicar nele o seguinte texto é apresentado valor do preset do temporizador definido pelo usuario Eum numero inteiro na faixa de 0 a 65535 O quarto tdpico 6 TxxV e ao clicar nele httpscodelyfmucontents3amazonawscomMoodleEADConteudoENGSIANAI21unidade3ebookindexhtml 1944 14092023 0206 Ebook o seguinte texto é apresentado valor atual do temporizador definido por software E um numero inteiro na faixa de 0 a 65535 O quinto tdpico é Q e ao clicar nele o seguinte texto é apresentado status da saida do temporizador definido por software E ativado quando o valor atual do temporizador se iguala ao valor do preset Bit 0 ou 1 E 0 sexto tdpico é E e ao clicar nele o seguinte texto é apresentado Enable do temporizador definido pelo usuario Quando ativado faz a contagem do tempo Bit 0 ou 1 Abaixo dos tdpicos ha a ilustragao de um temporizador ao centro e duas engrenagens uma ao lado esquerdo e outra ao lado direito Em suma temos que e Temporizador de atraso TON LIGADO que se torna LIGADO apos um determinado atraso e Os temporizadores de retardo TOFF na desativacao estao LIGADOS por um periodo fixo de tempo apos desligar a entrada e O temporizador de pulso TP liga ou desliga por um periodo fixo de tempo REFLITA Estudante existe diferenca entre um contador e um temporizador Em palavras muito simples um contador é um dispositivo usado para contar qualquer coisa como pulsos eventos objetos fisicos etc Ao contrario dos temporizadores os contadores também sao usados com mais httpscodelyfmucontents3amazonawscomMoodleEADConteudoENGSIANAI21unidade3ebookindexhtml 2044 14092023 0206 Ebook frequéncia em processos industriais em que é necessario monitorar a producao Se associarmos a Cada tipo de temporizador um exemplo consideremos trés motores para uma explicagao dos temporizadores Precisamos dar partida em trés motores de maneiras diferentes Logo O primeiro motor dara partida apds um atraso de 10 segundos e O segundo motor comegara imediatamente e desligara apos um atraso de 10 segundos e O terceiro motor dara partida com pulso e desligara com atraso de 10 segundos Assim caroa estudante notase que os temporizadores possuem papel importante na programacao uma vez que em muitas aplicagdes tornase necessario controlar o tempo eou o fluxo do sinal Por exemplo uma valvula ou até mesmo um motor pode precisar ser controlado para operar por um intervalopadrao de tempo sendo ligado apos algum intervalo de tempo eou apos algum atraso Atividade ndo pontuada httpscodelyfmucontents3amazonawscomMoodleEADConteudoENGSIANAI21unidade3ebookindexhtml 2144 14092023 0206 Ebook No contexto da automagao de sistemas uma das fungdes mais essenciais na programacao dos controladores logicos é o temporizador Nesse caso 0 tempo nos programas CLP é incrementado em quase todos os cenarios desde atrasar a partida de um motor até prolongar um sinal por exemplo CAVALCANTI P J M Fundamentos de eletrotécnica 21 ed Rio de Janeiro Freitas Bastos 2001 Considerando sua funcionalidade assinale a alternativa correta sobre o temporizador TOFF O a E chamado de temporizador de atraso na desativacao porque a Saida é desligada apos um atraso O b E chamado de temporizador de atraso na desativacao porque gera um pulso de comprimento especifico O c Echamado de temporizador de atraso na desativacado porque a Saida é ligada apds um atraso O d Echamado de temporizador de atraso na desativacdo porque o pulso acontecera independentemente do estado da entrada no tempo médio O e E chamado de temporizador de atraso na ativacdo porque 0 pulso acontecera independentemente do estado da saida no tempo médio httpscodelyfmucontents3amazonawscomMoodleEADConteudoENGSIANAI21unidade3ebookindexhtml 2244 14092023 0206 Ebook Prezadoa estudante conforme Fernandes Junior et al 2005 p 4 O controle do tipo analogico desenvolveuse inicialmente com o surgimento dos amplificadores operacionais por meio das malhas especificas de acao de controle Controladores de processos continuos evoluiram juntamente com a microeletronica e passaram a utilizar circuitos mais complexos microprocessados de forma a poderem utilizar poderosos recursos e efetuarem técnicas de acao de controle dos mais diversos tipos tais como Proporcional IntegralDerivativo PID PID adaptativo nao linear entre outros Ainda segundo os autores 2005 o Controlador Légico Programavel comportase como um instrumento eficaz diante da necessidade de implementagao de controle discreto em equipamentos dispostos nas industrias O CLP é amplamente utilizado a partir da adigao de novos recursos 0 que o torna cada vez mais pratico e eficiente nas tarefas a que se destina FERNANDES JUNIOR et al 2005 Isso posto estudante observase que ha uma gama de praticas e técnicas direcionadas para o controle de sistemas que podem ser utilizadas nos diversos campos de atuagao Entretanto a metodologia mais comum de encontrarmos na industria utilizada para controlar sistemas é o PID Proporcional Integral e Derivativo httpscodelyfmucontents3amazonawscomMoodleEADConteudoENGSIANAI21unidade3ebookindexhtml 2344 14092023 0206 Ebook Tratase de uma abordagem usada para controle classico e que é aplicada em sistemas cuja configuragado permite uma entrada e uma saida Single Input Single Output SISO O PID tornouse popular em virtude da sua facilidade de ajuste e disposiao no mercado de uma ampla variedade de ferramentas que permitem e tornam viaveis sua aplicacao Segundo Guerra 2009 p 1 temse 0 caso em que todo CLP por mais simples que seja possui o algoritmo PID pronto para ser usado Existem até aqueles que possuem ferramentas de autoajuste do PID reduzindo ainda mais a necessidade de ter uma pessoa qualificada para ajustalo Segundo Oliveira 2002 os fabricantes de CLPs que incrementam da funao PID em sua ldgica devem atentarse com relagao a configuragao das constantes Isso é importante tendo em vista que um simples erro pode levar ao comprometimento do desempenho do sistema como um todo e causar um mau funcionamento do processo OLIVEIRA 2002 A associagao PIDCLP é feita por exemplo conforme ilustrado na Figura 38 httpscodelyfmucontents3amazonawscomMoodleEADConteudoENGSIANAI21unidade3ebookindexhtml 2444 14092023 0206 Ebook CLP i ae Referéncia DA Saida Conversor Entrada Controlador Figura 38 Relacao do PID com a arquitetura CLP Fonte Adaptada de Carvalho et al 2020 PraCegoVer a imagem é composta por cinco retangulos conectados por uma linha A esquerda temos a indicacdo do CLP na parte superior a qual engloba o retangulo do PID que esta conectado com o controlador A saida do retangulo do PID esta direcionada ao Conversor DA e sua saida se direciona ao Processo Este por sua vez conectase ao Conversor AD que se conecta ao Controlador Estudante uma observagao importante que justifica essa associacao é feita por Guerra 2009 p 20 em processos de producao industrial é comum que maquinas ou linhas de produgao inteiras permanegam ligadas por varios dias ou semanas Mas o periodo de amostragem considerado para um algoritmo tipo PID em geral nao ultrapassa dezenas de minutos aigoritmo PID ten httpscodelyfmucontents3amazonawscomMoodleEADConteudoENGSIANAI21unidade3ebookindexhtml 2544 14092023 0206 Ebook Essas funcionalidades fazem com que o PID seja de natureza flexivel o que possibilita o atendimento a qualquer sistema de controle Tais sistemas buscam atender a algumas especificagdes como e Rapidez de operacao e Amortecimento de modo satisfatorio e Precisao em regime e Imunidade a disturbios ALCINDO 2010 Lugli et al 2015 p 2 observam que A escolha do CLP depende muito do numero de variaveis do processo que se deseja controlar Especificacdes de redes de comunicacao quantidade de memoria e entradas especiais também podem ser consideradas A maioria dos CLPs permitem expansodes como por exemplo modulos de entradas e saidas digitais ou analdgicas mddulos com entrada para encoder modulos de contagem rapida modulos com entradas para PI100 e Termopares modulos de comunicacao para Redes industriais dentre varios outros Observe estudante que a Figura 39 ilustra em sintese a representagao de um diagrama de blocos do principio de funcionamento de um CLP httpscodelyfmucontents3amazonawscomMoodleEADConteudoENGSIANAI21unidade3ebookindexhtml 2644 14092023 0206 Ebook httpscodelyfmucontents3amazonawscomMoodleEADConteudoENGSIANAI21unidade3ebookindexhtml 2744 Por outro lado a estrutura PID alinha o sistema de controle por meio da constituição de que é apta para receber o Set Point SP ler a variável de entrada Et e tomar uma decisão de modo que haja a atuação ou não na saída ut com vistas à obtenção do valor do set point Figura 310 Figura 39 Representação de um CLP Fonte Adaptada de Silveira e Santos 2010 PraCegoVer a imagem é composta por um retângulo central Dentro dele há outros dois retângulos menores intitulados de Processador e de Memória Ambos estão ligados à entrada e à saída por uma seta em que está escrito Barramento de Comunicação No lado direito temos a representação da saída e à esquerda representando as entradas temos um retângulo com setas em direção à direita 14092023 0206 Ebook httpscodelyfmucontents3amazonawscomMoodleEADConteudoENGSIANAI21unidade3ebookindexhtml 2844 Figura 310 Estrutura básica de um sistema de controle Fonte Adaptada de Ogata 2003 PraCegoVer a imagem é composta por um retângulo central no qual está escrito Controlador Da esquerda para a direita há uma seta indicando o sinal de entrada Et Na região superior central da imagem há uma seta tracejada indicando o Set Point SP e à direita há uma seta representando o Sinal de Saída PVt Logo estudante o propósito de um controle de natureza malha fechada é induzir o sinal de erro Et para o valor zero em que se caracteriza como base a diferença relativa do sinal de saída PV e o Set Point do processo em foco LUGLI et al 2015 Pautandose nessa diferença o erro gera um sinal de controle habilitado para corrigir ou anular essa diferença conforme a equação 1 Contudo mesmo com o Set Point estando em função do tempo na maioria das aplicações ele mantémse constante por um longo tempo LUGLI et al 2015 Et SPt PVt1 14092023 0206 Ebook httpscodelyfmucontents3amazonawscomMoodleEADConteudoENGSIANAI21unidade3ebookindexhtml 2944 atividade Atividade Em sistemas automatizados podemos encontrar controles de malha fechada ou malha aberta Nesse contexto o controle de sistemas tem como objetivo buscar a otimização de um processo de tal maneira que uma dada saída seja obtida através de uma entrada de referência indicada Com base no exposto elabore um texto dissertativo explicando a diferença entre uma malha aberta e uma malha fechada Além disso cite exemplos de cada modelo Supervisório 14092023 0206 Ebook Prezadoa estudante conforme Fernandes Junior et a 2005 o termo supervisorio trata de um programa orientado para promogao da interface homemmaquina Com isso temse a possibilidade de proporcionar a supervisao técnica de um processo por meio de telas devidamente configuradas e adaptadas O supervisdério tem painéis que representam sistematicamente o processo e que podem ser alimentados com funcionalidades diversas inclusive com informacgédes e dados oriundos do CLP de controladores e de outros elementos mais Em sintese 0 supervisorio pode ser compreendido como um tipo de software para supervisionar e controlar aleém da aquisigao de dados em inglés Supervisory Control and Data Acquisition SCADA Um exemplo desse tipo de elemento é 0 caso de uma bomba para seu acionamento a tela informa a mudanga de cor caso ela esteja ligada Outra situagao 6 quando um controle de nivel tem variagao detectada e na tela aparece a informacao atualizada O supervisorio é habilitado para leitura e escrita sobre a memoria do CLP com o intuito de atualizar as telas para o usuario Por meio desse tipo de sistematica tornase possivel ligar ou desligar bombas abrir ou fechar valvulas ou seja registrar na memoria do controlador FERNANDES JUNIOR et al 2005 PETRUZELLA 2013 Quando tratamos de sistemas cuja complexidade é oriunda de sua arquitetura em funcao da natureza das operacées temse a possibilidade de utilizarmos os sistemas de superviséo e aquisigao de dados SCADA viabilizando um aumento do desempenho da eficiéncia e da qualidade dos processos automatizados SILVA 2017 Silva 2017 p 48 aponta que os sistemas tipo SCADA sao comumente formados por uma unidade central de processamento chamada MTU Master Terminal Unit e diversas unidades remotas chamadas de RTUs Remote Terminal Units Segundo o autor quando em associacdao com os controladores ldgicos firmam a gestao local das instalagdes industriais e o recolhimento de dados locais que sao posteriormente enviados a MTU por httpscodelyfmucontents3amazonawscomMoodleEADConteudoENGSIANAI21unidade3ebookindexhtml 3044 14092023 0206 Ebook httpscodelyfmucontents3amazonawscomMoodleEADConteudoENGSIANAI21unidade3ebookindexhtml 3144 meio de sistemas de comunicação e redes de longo alcance onde são armazenados Ademais há as interfaces de operação chamadas de HMI e Workstations de engenharia no centro de controle destinadas ao monitoramento e controle de processos remoto BRANQUINHO et al 2014 Veja estudante a Figura 311 a qual apresenta um sistema SCADA e sua composição além da interface com o CLP e demais níveis de sistemas de automação Do ponto de vista dos componentes lógicos inerentes a um sistema SCADA de modo geral eles dividem suas principais atividades em blocos ou módulos Figura 311 Exemplo de uma estrutura básica de um sistema SCADA Fonte Adaptada de Silva 2017 PraCegoVer a imagem é composta de um retângulo central com os termos CLPs e Nível 2 Acima há um retângulo maior que mostra vários computadores conectados ao termo SCADA Abaixo há um retângulo indicando o Nível 1 ilustrando quatro elementos sensores válvulas motores e atuadores 14092023 0206 Ebook que viabilizam a habilidade de flexibilidade e robustez seguindo a orientacao predeterminada De modo objetivo as atividades podem ser listadas como e Nucleo de processamento e Comunicacao com CLPsUTRs Unidades Terminais Remotas e Histdricos e banco de dados e Ldgicas de programacao interna scripts ou controle e Interface grafica e Comunicagao com sistemas externoscorporativos e outros mais De acordo com Azevedo 2013 p 5657 A regra geral para o funcionamento de um sistema SCADA parte dos 57 processos de comunicacao com os equipamentos de campo Cujas informacodes sao enviadas para o nucleo principal do software O nucleo é responsavel por distribuir e coordenar o fluxo dessas informacdes para os demais moédulos até chegarem a forma esperada para o operador do sistema na interface grafica ou console de operacao com o processo geralmente acompanhadas de graficos animacoes relatorios etc de modo a exibir a evolucao do estado dos dispositivos e do processo controlado permitindo informar anomalias sugerir medidas a serem tomadas ou reagir automaticamente Estudante de modo ilustrativo temos o exemplo de um supervisorio na Figura 312 httpscodelyfmucontents3amazonawscomMoodleEADConteudoENGSIANAI21unidade3ebookindexhtml 3244 14092023 0206 Ebook a 3g iT os sis roo meee os 100 000 m7h 00 Kgfcm mv4 j ice T 1 TQ02 a ol SaDEEae INFERIOR NLS Coleta de dados para relatério uo he 35 Figura 312 Exemplo de um supervisorio Fonte Adaptada de Silva Paula e Silva 2011 PraCegoVer a imagem é composta de varios elementos interligados e que representam um modelo de supervisorio Por meio do sistema de supervisao é possivel ter a definigaéo dos mais variados parametros variaveis essas que sao necessdrias para 0 bom funcionamento do processo produtivo sem a necessidade de acesso ao CLP de modo direto SILVA PAULA SILVA 2011 CAPELLI 2013 Um controlador logico por exemplo pode intervir no controle de vazao de um determinado fluido de resfriamento ao longo de uma etapa do processo industrial Por outro lado o sistema de superviséo SCADA pode ser direcionado para tornar possivel que o usuario operador altere o Set Point da referida vazao além de poder fazer a habilitagao de alarmes tudo isso sendo armazenado em uma memria Logo ha duas formas de controlar as variaveis nesse contexto Observe httpscodelyfmucontents3amazonawscomMoodleEADConteudoENGSIANAI21unidade3ebookindexhtml 3344 14092023 0206 Ebook Na otica de Tagliari 2010 p 9 ambas as maneiras de realizar o controle em sistemas de supervisao sao bastante utilizadas Nesse caso a definicao de qual opao sera ativada depende da natureza do sistema a ser controlado e sobretudo do software de programacao que sera empregado para realizar esse controle Vamos Praticar httpscodelyfmucontents3amazonawscomMoodleEADConteudoENGSIANAI21unidade3ebookindexhtml 3444 14092023 0206 Ebook httpscodelyfmucontents3amazonawscomMoodleEADConteudoENGSIANAI21unidade3ebookindexhtml 3544 Silva 2017 p 48 aponta que os sistemas tipo SCADA são comumente formados por uma unidade central de processamento chamada MTU Master Terminal Unit e diversas unidades remotas chamadas de RTUs Remote Terminal Units Nesse sentido devemos compreender como a arquitetura de um supervisório é composta A partir do que foi apresentado elabore um texto dissertativo explicando as relações entre os diversos elementos que compõem um sistema SCADA Além disso destaque o papel de cada um deles no funcionamento prático 14092023 0206 Ebook Material FILME Blackhat ameaca na rede ae Ano 2015 a a Comentario A obra audiovisual dirigida por Michael ome Mann aborda uma situagao na qual ha ataques cibernéticos O filme se passa inicialmente em uma sala de steerer controle nuclear especificamente onde tratam do controle da temperatura da planta A produgao aborda a discussao sobre topicos de segurana e alternativas de controle complexas para impedir ataques eou vazamento de informacées TRAILER httpscodelyfmucontents3amazonawscomMoodleEADConteudoENGSIANAI21unidade3ebookindexhtml 3644 14092023 0206 Ebook oN Introdugdo a sistemas de supervisqdo controle e aquisido de dados SCADA C 1 Editora Alta Books 4 al ll Autor Ervaldo Garcia Junior ae i i ISBN 9788550804644 CO 7 Comentario A obra de Garcia Junior langada em 2019 traz uma abordagem dinamica sobre o sistema de supervisao SCADA A leitura trara grandes conhecimentos sobre o funcionamento e a aplicagao pratica de supervisorios em ambientes industriais O objetivo do livro mostrar ao leitor de modo simples e didatico como um sistema tipo SCADA é formado apresentando as tecnologias envolvidas em seu projeto e sua especificagao httpscodelyfmucontents3amazonawscomMoodleEADConteudoENGSIANAI21unidade3ebookindexhtml 3744 14092023 0206 Ebook httpscodelyfmucontents3amazonawscomMoodleEADConteudoENGSIANAI21unidade3ebookindexhtml 3844 14092023 0206 Ebook C 5 Caroa estudante Conforme percebido ao longo deste material compreender as relacées entre estruturas de controle envolve uma série de elementos e suas funcionalidades Os controladores PID por exemplo analisam o ponto de ajuste e o comparam com o valor real da variavel de processo Isso faz com que grande parte de suas aplicagdes sejam relacionadas eou integradas a um CLP Assim sendo notase que o entendimento acerca dessa relagao e suas fungdes especiais é crucial para o desenvolvimento e a aplicagao melhorada em sistemas contemporaneos Por fim estudante o resultado sera um programa de controle dinamico capaz de alimentar um esquema de supervisao no qual o usuario possa interagir com o sistema Foi otimo compartilhar todo esse conhecimento com vocé Até a proximal ae Referéncias Sue r ALCINDO P J Controle de processos ame industriais Max Pezzin 2010 Disponivel em httpsbitylicom9f3nO Acesso em 29 maio 2021 httpscodelyfmucontents3amazonawscomMoodleEADConteudoENGSIANAI21unidade3ebookindexhtml 3944 14092023 0206 Ebook AZEVEDO P K C Desenvolvimento de um sistema supervisorio e logicas de CLP no ambiente de Geragao de Energia 2013 Monografia Graduacao em Engenharia de Controle e Automacao Centro Tecnoldgico Universidade Federal de Santa Catarina Florianopolis 2013 Disponivel em httpsbitylicomYqXxX2a Acesso em 29 maio 2021 BLACKHAT Ameaga na Rede Trailer Oficial Legendado Portugal S s n 2014 1 video 2 min 26 s Publicado pelo canal Universal Pictures Portugal Disponivel em httpswwwyoutubecomwatchvum88Tw1937A Acesso em 29 maio 2021 BRANQUINHO M A et al Seguranga de Automagao Industrial e SCADA Rio de Janeiro Elsevier 2014 CAPELLI A Automagao industrial controle do movimento e processos continuos 3 ed SAo Paulo Erica 2013 Livro digital Disponivel em httpsintegradaminhabibliotecacombrbooks9788536519616 Acesso em 16 abr 2021 CARVALHO N A et al Controle de uma estufa agricola utilizando Controlador Ldégico Programavel In CONGRESSO DE COMPUTACAO E TECNOLOGIAS DA INFORMAGAO 22 2020 Palmas Anais Palmas Centro Universitario Luterano de Palmas 2020 Disponivel em httpsbityliicomJNfss Acesso em 29 abr 2021 CAVALCANTI P J M Fundamentos de eletrotécnica 21 ed Rio de Janeiro Freitas Bastos 2001 FERNANDES JUNIOR F G et a Implementacdo de controladores PID utilizando légica fuzzy e instrumentacdo industrial In SIMPOSIO BRASILEIRO DE AUTOMAGAO INTELIGENTE 7 2005 Sao Luis Anais Campinas Sociedade Brasileira de Automatica 2005 Disponivel em httpswwwdcaufrnbraffonsoFTPartigos2005sbai200503pdf Acesso em 30 abr 2021 httpscodelyfmucontents3amazonawscomMoodleEADConteudoENGSIANAI21unidade3ebookindexhtml 4044 14092023 0206 Ebook GARCIA JUNIOR E Introdugao a sistemas de supervisao controle e aquisigao de dados SCADA Rio de Janeiro Alta Books 2019 GEORGINI M Automagao aplicada descriao e implementagao de sistemas sequenciais com PLCs Sao Paulo Erica 2000 GOMI E S Inteligéncia Artificial e programagao em ldgica e suas aplicagdes nos sistemas de supervisao e controle de sistemas de poténcia Sao Paulo Escola Politécnica 1989 GUERRA W A Implementagao de Controle Proporcional Integral e Derivativo Digital em Controladores Légico Programaveis 2009 Monografia Especializagao em Engenharia de Instrumentaao Centro de Tecnologia e Geociéncias Universidade Federal de Pernambuco Recife 2009 Disponivel em httpsbitylicomnedlew Acesso em 30 abr 2021 GUTIERREZ R M V PAN S S K Complexo eletronico automagao do controle industrial BNDES Setorial Rio de Janeiro n 28 p 189232 set 2008 Disponivel em httpsbitylicomcwV5c Acesso em 29 maio 2021 LUGLI A B et al Sistema aplicado a controle de posiao utilizando algoritmo PID In SEMINARIO DE AUTOMAGAO INDUSTRIAL E SISTEMAS ELETRO ELETRONICOS 2015 Santa Rita do Sapucai Anais Santa Rita do Sapucai Fundagao Instituto Nacional de Telecomunicagées 2015 OGATA K Engenharia de controle moderno 4 ed Sao Paulo Pearson Prentice Hall 2003 OLIVEIRA J C P Controlador programavel Sao Paulo Makron Books 2002 PAREDE M GOMES L E L HORTA E Eletronica automagao industrial Sao Paulo Fundagao Padre Anchieta 2011 PETRUZELLA F D Controladores ldgicos programaveis 4 ed Porto Alegre AMGH 2013 Livro digital Disponivel em httpsintegradaminhabibliotecacombrbooks9788580552836 Acesso em 4 maio 2021 httpscodelyfmucontents3amazonawscomMoodleEADConteudoENGSIANAI21unidade3ebookindexhtml 4144 14092023 0206 Ebook PLCOPEN IEC 611313 a norma para programagao Disponivel em httpsplcopenorgsitesdefaultfilesdownloadsintroiecmarch04portuguesepdf Acesso em 29 maio 2021 SILVA G B S PAULA G B SILVA S F P Automagao industrial utilizando clp sistema supervisério e seus protocolos de comunicacdo In CONFERENCIA DE ESTUDOS EM ENGENHARIA ELETRICA 9 2011 Uberlandia Anais Uberlandia Universidade Federal de Uberlandia 2011 Disponivel em httpswwwpeteletricaufucomstaticceeldocartigosartigos2011IXCEEL082pdf Acesso em 30 abr 2021 SILVA L F Projeto de automagao CLPSCADA de uma linha de produgao simulada de portas automotivas 2017 Monografia Graduagao em Engenharia Automotiva Faculdade UnB Gama Universidade de Brasilia Brasilia 2017 SILVEIRA P R SANTOS W E Automagao e controle discreto 9 ed Sao Paulo Erica 2010 TAGLIARI B Sistema de supervisao de processos industriais 2010 Trabalho de Graduacao Graduacdo em Engenharia de Controle e Automacao Unidade Experimental de Sorocaba Universidade Estadual Paulista Sorocaba 2010 ZAMARO L A Sinais analdgicos e digitais de um sistema embarcado introdugao a linguagem dos sistemas Oficina Brasil 2017 Disponivel em httpsbitylicomQ3Xj6 Acesso em 29 maio 2021 httpscodelyfmucontents3amazonawscomMoodleEADConteudoENGSIANAI21unidade3ebookindexhtml 4244 14092023 0206 Ebook httpscodelyfmucontents3amazonawscomMoodleEADConteudoENGSIANAI21unidade3ebookindexhtml 4344 14092023 0206 Ebook httpscodelyfmucontents3amazonawscomMoodleEADConteudoENGSIANAI21unidade3ebookindexhtml 4444