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Texto de pré-visualização
1 RELATÓRIO DE ATIVIDADE PRÁTICA SISTEMA SUPERVISÓRIO SCADA CURSO Tecnologia em Automação Industrial EaD DISCIPLINA Sistemas Supervisórios TÍTULO DO EXPERIMENTO Nome do projeto SCADA APLICAÇÃO INDUSTRIAL Ex Controle de nível em tanquesControle de temperatura em fornos DATA Data de realização ALUNO Nome completo RA Identificação 1 INTRODUÇÃO Contextualize a aplicação industrial escolhida justificando sua relevância para a automação ex desafios operacionais impactos na eficiência Relacione com os conceitos de SCADA abordados na disciplina e cite referências técnicas normas livros manuais Exemplo de estrutura Contexto industrial do problema Funcionalidades SCADA necessárias para a solução Objetivo geral do projeto Mínimo 1 parágrafo com citação bibliográfica 2 OBJETIVOS 21 Geral Desenvolver um sistema SCADA personalizado para aplicação específica integrando comunicação interface gráfica e relatórios 22 Específicos Configurar comunicação via Protocolo Modbus TCPOPC UA Implementar número telas interativas com elementos gráficos alarmes histórico Desenvolver scripts para função automação de relatórioscontrole avançado Gerar relatórios de dados produção falhas eficiência 2 3 APLICAÇÃO E METODOLOGIA 31 Contexto da Aplicação Descreva o cenário industrial simulado ex planta de tratamento de água linha de envase Inclua um diagrama simplificado do processo Figura 1 Anexo I 32 Metodologia de Desenvolvimento Etapas realizadas seguindo o ciclo 1 Definição de requisitos 2 Configuração de hardwaresoftware 3 Programação de scripts 4 Testes e validação 4 MATERIAIS E CONFIGURAÇÕES 41 Recursos Utilizados Software SCADA Nome versão ex SCADABR 20 Hardware CLP modelo X sensores Y atuadores Z Protocolos Detalhe configurações de comunicação Scripts Linguagem utilizada finalidade 42 Evidências Técnicas Obrigatórias Anexo II Prints das telas de configuração de tags e data sources e data points Anexo III Códigofonte dos scripts comentados Anexo IV Arquitetura SCADA 5 DESENVOLVIMENTO DO SISTEMA 51 Interface Gráfica Descreva as telas criadas ex dashboard principal tela de alarmes Inclua Print da tela principal Figura 2 Anexo V Explicação dos elementos interativos ex botões para acionamento remoto 52 Funcionalidades Implementadas Sistema de alarmes com número níveis de prioridade Gráficos de tendência para variáveis pressão temperatura Relatório automático de indicador OEE produção horária 3 6 RESULTADOS E ANÁLISE 61 Testes Realizados Tabela com dados de teste ex tempo de resposta do sistema Print do relatório gerado Anexo VI 62 Discussão Crítica Comparação entre resultados esperados x obtidos Dificuldades técnicas e soluções ex ajuste de timeout na comunicação Sugestões de melhorias ex inclusão de redundância 7 CONCLUSÃO Síntese dos resultados destacando Contribuição do projeto para o aprendizado em SCADA Aplicabilidade industrial da solução Lições aprendidas 8 REFERÊNCIAS Liste em normas ABNT manuais do software livros da disciplina artigos técnicos ANEXOS OBRIGATÓRIOS I Diagrama do Processo II Configuração de TagsData Sources III Scripts Comentados IV Arquitetura SCADA V Telas do Sistema VI Relatórios Gerados VII Arquivos do Projeto txt ou json 4 APÊNDICE CRITÉRIOS DE AVALIAÇÃO Item Pontuação Conformidade com requisitos técnicos 30 Qualidade das telasscripts 25 Análise crítica dos resultados 20 Organização e evidências visuais 15 Formatação acadêmica 10 Obs Serão descontados pontos caso falte Prints de configuração Códigos sem comentários Diagramas incompletos Dicas para alunos Use legendas em todas as imagens Ex Figura 3 Tela de gestão de alarmes Numere os anexos sequencialmente Exemplos de Formatação de figuras e tabelas Figura 1 Título Times 10 centralizado doispontos em negrito letra inicial da primeira palavra em maiúscula sem pontofinal Fonte IBM Global Artificial Intelligence Adoption Index 2022 Times 10 centralizado doispontos em negrito nome da fonte seguido de ano entre parênteses se for elaboração própria ou adaptação conferir próximos exemplos com pontofinal 5 Texto Texto Texto Figura 2 Título Fonte adaptado de Kim e Hwang 2023 Times 10 centralizado doispontos em negrito letra inicial da primeira palavra em minúscula ano entre parênteses com pontofinal Tabela 1 Título A Se palavra solta sem pontofinal B Se frase com verbos com pontofinal C X D XX E XXX F XXXX G XXXXX H XXXXXX Fonte elaborado pelos autores 2024 Times 10 centralizado doispontos em negrito letra inicial da primeira palavra em minúscula ano entre parênteses com pontofinal Texto POU PLCPRG AlunoV1project Page 1 of 35 18032025 0916 1 PROGRAM PLCPRG 2 VAR 3 Variável que seleciona qual silo será abastecido 4 SELSILO INT 0 5 SELSILO2 INT 0 6 Nenhum silo selecionanado Para testesManutenções 7 SiloNULL BOOL 0 8 Seleção de Silos 9 Silo1 BOOL 10 Silo2 BOOL 11 Silo3 BOOL 12 Silo4 BOOL 13 Silo5 BOOL 14 Silo6 BOOL 15 Silo7 BOOL 16 Silo8 BOOL 17 Silo9 BOOL 18 Silo10 BOOL 19 Silo11 BOOL 20 SELCAMINHO BOOL 21 22 VD1A BOOL 23 SRVD1A SR 24 VD1B BOOL 25 26 VD2B BOOL 27 VD2A BOOL 28 29 SRVD2A SR 30 VD3B BOOL 31 VD3A BOOL 32 SRVD3A SR 33 SRVD4A SR 34 VD4A BOOL 35 VD4B BOOL 36 SRVD5A SR 37 VD5B BOOL 38 VD5A BOOL 39 VD6B BOOL 40 VD6A BOOL 41 SRVD6A SR 42 VD7B BOOL 43 VD7A BOOL 44 SRVD7A SR 45 VD8A BOOL 46 VD8B BOOL 47 SRVD8A SR 48 VD9B BOOL 49 VD9A BOOL 50 SRVD9A SR 51 SRVD10A SR 52 VD10B BOOL 53 VD10A BOOL 54 VD11A BOOL 55 SRVD11A SR 56 VD11B BOOL 57 SRVD12A SR POU PLCPRG AlunoV1project Page 2 of 35 18032025 0916 58 VD12B BOOL 59 VD12A BOOL 60 SRVD13A SR 61 VD13B BOOL 62 VD13A BOOL 63 SRVD14A SR 64 VD14B BOOL 65 VD14A BOOL 66 SRVD15A SR 67 VD15B BOOL 68 VD15A BOOL 69 Ativador1 BOOL 70 Ativador2 BOOL 71 Ativador3 BOOL 72 Ativador4 BOOL 73 Ativador5 BOOL 74 Ativador6 BOOL 75 Silo1HH BOOL 76 Silo1Cheio BOOL 77 Silo2Cheio BOOL 78 Silo2HH BOOL 79 Silo3Cheio BOOL 80 Silo3HH BOOL 81 Silo4HH BOOL 82 Silo4Cheio BOOL 83 Silo5HH BOOL 84 Silo5Cheio BOOL 85 Silo6HH BOOL 86 Silo6Cheio BOOL 87 Silo7HH BOOL 88 Silo7Cheio BOOL 89 Silo8HH BOOL 90 Silo8Cheio BOOL 91 Silo9HH BOOL 92 Silo9Cheio BOOL 93 Silo10HH BOOL 94 Silo10Cheio BOOL 95 Silo11HH BOOL 96 Silo11Cheio BOOL 97 NoSelection BOOL 98 ENDVAR 99 1 EQ SiloNULL SELSILO 0 POU PLCPRG AlunoV1project Page 3 of 35 18032025 0916 POU PLCPRG AlunoV1project Page 4 of 35 18032025 0916 2 AND EQ Silo1Cheio Silo1 SELSILO 1 Silo1HH 3 AND EQ Silo2Cheio Silo2 SELSILO 2 Silo2HH 4 AND EQ Silo1Cheio Silo1 SELSILO 1 Silo1HH 5 AND EQ Silo3Cheio Silo3 SELSILO 3 Silo3HH 6 AND EQ Silo4Cheio Silo4 SELSILO 4 Silo4HH 7 AND EQ Silo5Cheio Silo5 SELSILO 5 Silo5HH POU PLCPRG AlunoV1project Page 5 of 35 18032025 0916 POU PLCPRG AlunoV1project Page 6 of 35 18032025 0916 8 AND EQ Silo6Cheio Silo6 SELSILO 6 Silo6HH 9 AND EQ Silo7Cheio Silo7 SELSILO 7 Silo7HH 10 AND EQ Silo8Cheio Silo8 SELSILO 8 Silo8HH 11 AND EQ Silo9Cheio Silo9 SELSILO 9 Silo9HH 12 AND EQ Silo10Cheio Silo10 SELSILO 10 Silo10HH 13 AND EQ Silo11Cheio Silo11 SELSILO 11 Silo11HH POU PLCPRG AlunoV1project Page 7 of 35 18032025 0916 POU PLCPRG AlunoV1project Page 8 of 35 18032025 0916 14 EQ GVLNoSelection SELSILO 0 15 SR Q1 SET1 RESET AND OR Seleção de Caminhos VD1A SRVD1A SELCAMINHO GVLPROP1VD GVLPROP2VD SELCAMINHO 16 SR Q1 SET1 RESET AND OR Seleção de Caminhos VD1B SRVD1A SELCAMINHO GVLPROP1VD GVLPROP2VD SELCAMINHO 17 SR Q1 SET1 RESET AND OR AND OR Seleção de Caminhos VD2B SRVD2A Silo11 Silo10 SELCAMINHO VD1A Silo11 Silo10 SELCAMINHO VD1A POU PLCPRG AlunoV1project Page 9 of 35 18032025 0916 POU PLCPRG AlunoV1project Page 10 of 35 18032025 0916 18 SR Q1 SET1 RESET OR AND OR AND OR Seleção de Caminhos VD2A Ativador2 Ativador1 SRVD2A Silo11 Silo10 SELCAMINHO SELCAMINHO VD1A Silo11 Silo10 SELCAMINHO VD1A 19 SR Q1 SET1 RESET AND OR AND OR Seleção de Caminhos VD3B SRVD3A Silo9 Silo8 Silo7 SELCAMINHO VD2A Silo9 Silo8 Silo7 SELCAMINHO VD2A POU PLCPRG AlunoV1project Page 11 of 35 18032025 0916 Ativador2 Ativador1 POU PLCPRG AlunoV1project Page 12 of 35 18032025 0916 20 SR Q1 SET1 RESET OR AND OR AND OR Seleção de Caminhos Ativador3 VD3A SRVD3A Silo9 Silo8 Silo7 SELCAMINHO SELCAMINHO VD2A Silo9 Silo8 Silo7 SELCAMINHO VD2A 21 22 SR Q1 SET1 RESET AND OR AND OR Seleção de Caminhos VD4B SRVD4A Silo6 Silo5 SELCAMINHO VD3A Silo6 Silo5 SELCAMINHO VD3A POU PLCPRG AlunoV1project Page 13 of 35 18032025 0916 POU PLCPRG AlunoV1project Page 14 of 35 18032025 0916 23 SR Q1 SET1 RESET OR AND OR AND OR Seleção de Caminhos Ativador4 Ativador5 VD4A SRVD4A Silo6 Silo5 SELCAMINHO SELCAMINHO VD3A Silo6 Silo5 SELCAMINHO VD3A 24 25 SR Q1 SET1 RESET AND OR AND OR Seleção de Caminhos VD5B SRVD5A Silo3 Silo4 SELCAMINHO VD4A Silo3 Silo4 SELCAMINHO VD4A POU PLCPRG AlunoV1project Page 15 of 35 18032025 0916 POU PLCPRG AlunoV1project Page 16 of 35 18032025 0916 26 SR Q1 SET1 RESET OR AND OR AND OR Seleção de Caminhos VD5A Ativador6 SRVD5A Silo3 Silo4 SELCAMINHO SELCAMINHO VD4A Silo3 Silo4 SELCAMINHO VD4A 27 28 SR Q1 SET1 RESET AND AND Seleção de Caminhos VD6B SRVD6A Silo11 SELCAMINHO VD2B Silo11 SELCAMINHO VD2B POU PLCPRG AlunoV1project Page 17 of 35 18032025 0916 POU PLCPRG AlunoV1project Page 18 of 35 18032025 0916 29 SR Q1 SET1 RESET OR AND AND Seleção de Caminhos VD6A SRVD6A Silo11 SELCAMINHO SELCAMINHO VD2B Silo11 SELCAMINHO VD2B 30 31 SR Q1 SET1 RESET AND AND Seleção de Caminhos VD7B SRVD7A Silo9 SELCAMINHO VD3B Silo9 SELCAMINHO VD3B 32 SR Q1 SET1 RESET OR AND AND Seleção de Caminhos VD7A SRVD7A Silo9 SELCAMINHO SELCAMINHO VD3B Silo9 SELCAMINHO VD3B 33 POU PLCPRG AlunoV1project Page 19 of 35 18032025 0916 POU PLCPRG AlunoV1project Page 20 of 35 18032025 0916 34 SR Q1 SET1 RESET AND AND Seleção de Caminhos VD8B SRVD8A Silo8 SELCAMINHO VD7A Silo8 SELCAMINHO VD7A 35 SR Q1 SET1 RESET OR AND AND Seleção de Caminhos VD8A SRVD8A Silo8 SELCAMINHO SELCAMINHO VD7A Silo8 SELCAMINHO VD7A 36 37 SR Q1 SET1 RESET AND AND Seleção de Caminhos VD9B SRVD9A Silo6 SELCAMINHO VD4B Silo6 SELCAMINHO VD4B POU PLCPRG AlunoV1project Page 21 of 35 18032025 0916 POU PLCPRG AlunoV1project Page 22 of 35 18032025 0916 38 SR Q1 SET1 RESET OR AND AND Seleção de Caminhos VD9A SRVD9A Silo6 SELCAMINHO SELCAMINHO VD4B Silo6 SELCAMINHO VD4B 39 40 SR Q1 SET1 RESET AND AND Seleção de Caminhos VD9B SRVD9A Silo6 SELCAMINHO VD4B Silo6 SELCAMINHO VD4B 41 SR Q1 SET1 RESET OR AND AND Seleção de Caminhos VD9A SRVD9A Silo6 SELCAMINHO SELCAMINHO VD4B Silo6 SELCAMINHO VD4B 42 POU PLCPRG AlunoV1project Page 23 of 35 18032025 0916 POU PLCPRG AlunoV1project Page 24 of 35 18032025 0916 43 SR Q1 SET1 RESET AND AND Seleção de Caminhos VD10B SRVD10A Silo4 SELCAMINHO VD5B Silo4 SELCAMINHO VD5B 44 SR Q1 SET1 RESET OR AND AND Seleção de Caminhos VD10A SRVD10A Silo4 SELCAMINHO SELCAMINHO VD5B Silo4 SELCAMINHO VD5B 45 46 POU PLCPRG AlunoV1project Page 25 of 35 18032025 0916 POU PLCPRG AlunoV1project Page 26 of 35 18032025 0916 47 SR Q1 SET1 RESET AND OR OR AND OR OR Seleção de Caminhos VD11B SRVD11A Silo9 Silo8 SELCAMINHO GVLPROP3VD GVLPROP3VD2 Silo9 Silo8 SELCAMINHO GVLPROP3VD GVLPROP3VD2 48 SR Q1 SET1 RESET OR AND OR OR AND OR OR Seleção de Caminhos VD11A SRVD11A Silo9 Silo8 SELCAMINHO SELCAMINHO GVLPROP3VD GVLPROP3VD2 Silo9 Silo8 SELCAMINHO GVLPROP3VD GVLPROP3VD2 49 POU PLCPRG AlunoV1project Page 27 of 35 18032025 0916 POU PLCPRG AlunoV1project Page 28 of 35 18032025 0916 50 SR Q1 SET1 RESET AND AND Seleção de Caminhos VD12B SRVD12A Silo8 SELCAMINHO VD11B Silo8 SELCAMINHO VD11B 51 SR Q1 SET1 RESET AND AND Seleção de Caminhos VD12A SRVD12A Silo9 SELCAMINHO VD11B Silo9 SELCAMINHO VD11B 52 53 54 SR Q1 SET1 RESET AND OR AND OR Seleção de Caminhos VD13B SRVD13A Silo5 Silo6 SELCAMINHO Silo5 Silo6 SELCAMINHO POU PLCPRG AlunoV1project Page 29 of 35 18032025 0916 POU PLCPRG AlunoV1project Page 30 of 35 18032025 0916 55 SR Q1 SET1 RESET OR AND OR AND OR Seleção de Caminhos VD13A SRVD13A Silo5 Silo6 SELCAMINHO VD11A Silo5 Silo6 SELCAMINHO VD11A 56 57 SR Q1 SET1 RESET AND AND Seleção de Caminhos VD14B SRVD14A Silo5 SELCAMINHO VD13B Silo5 SELCAMINHO VD13B 58 SR Q1 SET1 RESET AND AND Seleção de Caminhos VD14A SRVD14A Silo6 SELCAMINHO VD13B Silo6 SELCAMINHO VD13B POU PLCPRG AlunoV1project Page 31 of 35 18032025 0916 POU PLCPRG AlunoV1project Page 32 of 35 18032025 0916 59 60 SR Q1 SET1 RESET AND AND Seleção de Caminhos VD15B SRVD15A Silo3 SELCAMINHO VD13A Silo3 SELCAMINHO VD13A 61 SR Q1 SET1 RESET AND AND Seleção de Caminhos VD15A SRVD15A Silo1 SELCAMINHO VD13A Silo1 SELCAMINHO VD13A 62 OR GVLSiloCheio Silo1Cheio Silo2Cheio Silo3Cheio Silo4Cheio Silo5Cheio Silo6Cheio Silo7Cheio Silo8Cheio Silo9Cheio Silo10Cheio Silo11Cheio 63 64 65 POU PLCPRG AlunoV1project Page 33 of 35 18032025 0916 POU PLCPRG AlunoV1project Page 34 of 35 18032025 0916 66 67 68 69 70 71 72 73 POU PLCPRG AlunoV1project Page 35 of 35 18032025 0916 1 RELATÓRIO DE ATIVIDADE PRÁTICA SISTEMA SUPERVISÓRIO SCADA CURSO Tecnologia em Automação Industrial EaD DISCIPLINA Sistemas Supervisórios TÍTULO DO EXPERIMENTO Nome do projeto SCADA APLICAÇÃO INDUSTRIAL Ex Controle de nível em tanquesControle de temperatura em fornos DATA Data de realização ALUNO Nome completo RA Identificação 1 INTRODUÇÃO O transporte pneumático de materiais granulados como a areia é uma tecnologia amplamente empregada em setores industriais que demandam movimentação eficiente e controlada de insumos como a construção civil a metalurgia e a indústria de vidro A automação desse processo é essencial para garantir maior precisão operacional reduzir desperdícios e minimizar riscos de falhas A empresa TranspoAreia Ltda busca aprimorar a eficiência de sua logística interna por meio da implementação de um Sistema SCADA Supervisory Control and Data Acquisition permitindo o monitoramento e controle remoto do transporte pneumático de areia Os desafios operacionais desse tipo de transporte incluem a necessidade de evitar transbordamentos nos silos de estocagem assegurar a comunicação eficiente entre os dispositivos envolvidos e garantir a ativação das válvulas e propulsores de maneira coordenada Para isso o sistema desenvolvido utiliza a plataforma CODESYS para controle lógico programável e o software Elipse E3 como supervisório permitindo a aquisição de dados em tempo real e a tomada de decisões automatizada reduzindo a necessidade de intervenções manuais Além disso a comunicação entre os dispositivos é baseada no protocolo Modbus TCP que assegura uma transmissão confiável de informações Dentre as funcionalidades essenciais de um sistema SCADA para esse tipo de aplicação destacamse a supervisão do nível de material nos silos o controle do acionamento de válvulas desviadoras e propulsores a geração de alarmes para falhas operacionais e a comunicação eficiente com o CLP Controlador Lógico Programável Segundo Bolton 2015 sistemas SCADA desempenham um papel crucial na monitorização e automação de processos industriais possibilitando maior eficiência e segurança operacional Além disso a norma IEC 611313 que define padrões para programação de CLPs orienta o desenvolvimento de sistemas de controle estruturados e confiáveis garantindo a interoperabilidade entre dispositivos industriais IEC 2013 O presente projeto tem como objetivo geral desenvolver um sistema automatizado para supervisão e controle do transporte pneumático de areia 2 otimizando o processo de movimentação do material desde sua extração até os silos de armazenamento A implementação da solução permitirá um gerenciamento mais eficiente e seguro alinhado às melhores práticas da automação industrial 2 OBJETIVOS 21 Objetivo Geral Desenvolver um sistema SCADA personalizado para o transporte pneumático de areia integrando comunicação eficiente interface gráfica intuitiva e geração de relatórios operacionais visando aprimorar a supervisão e controle do processo de movimentação do material na empresa TranspoAreia Ltda 22 Objetivos Específicos Configurar a comunicação entre os dispositivos industriais via protocolo Modbus TCP garantindo a troca confiável de informações entre o CLP Controlador Lógico Programável e o supervisório Elipse E3 Implementar telas interativas no sistema SCADA incluindo gráficos de tendências alarmes operacionais histórico de variáveis e status em tempo real do transporte pneumático Desenvolver scripts para automação da coleta e armazenamento de dados operacionais permitindo a otimização da supervisão e reduzindo a necessidade de intervenções manuais Gerar relatórios detalhados sobre produção falhas no sistema níveis de material nos silos e eficiência do transporte facilitando a análise de desempenho e a tomada de decisões estratégicas 3 APLICAÇÃO E METODOLOGIA 31 Contexto da Aplicação O presente projeto tem como cenário industrial a movimentação automatizada de areia em uma planta de transporte pneumático operada pela empresa TranspoAreia Ltda O sistema desenvolvido busca otimizar o transporte do material desde a extração até os silos de estocagem garantindo eficiência operacional e minimizando desperdícios O transporte pneumático é amplamente utilizado na construção civil metalurgia e indústrias de vidro pois permite a movimentação rápida e controlada de materiais particulados sem a necessidade de transportadores mecânicos convencionais como correias ou roscas transportadoras A solução SCADA desenvolvida possibilita a supervisão em tempo real da movimentação da areia monitorando o status dos propulsores válvulas desviadoras e sensores de nível nos silos além de permitir intervenções remotas para ajuste de operação A Figura 1 Anexo I apresenta um diagrama simplificado do sistema ilustrando os principais componentes como tremonhas tubulações válvulas de desvio propulsores e silos de armazenamento bem como a interligação entre os dispositivos controlados pelo CLP Controlador Lógico Programável e supervisionados pelo Elipse E3 3 32 Metodologia de Desenvolvimento O desenvolvimento do sistema seguiu um ciclo estruturado em quatro etapas principais 1 Definição de Requisitos o Levantamento das necessidades operacionais do transporte pneumático de areia o Identificação das variáveis monitoradas e controladas pelo sistema SCADA o Seleção do protocolo de comunicação adequado para integração entre os dispositivos 2 Configuração de HardwareSoftware o Configuração do CLP na plataforma CODESYS incluindo entradassaídas digitais e analógicas o Parametrização do driver Modbus TCPIP no Elipse E3 garantindo comunicação eficiente entre supervisório e CLP o Estruturação da interface gráfica SCADA contendo telas para monitoramento controle de válvulas e geração de alarmes 3 Programação de Scripts o Implementação de lógica ladder no CODESYS para controle das válvulas e propulsores o Desenvolvimento de scripts no Elipse E3 para coleta de dados geração de relatórios automáticos e armazenamento de históricos 4 Testes e Validação o Simulação do funcionamento do sistema para verificação da lógica de controle o Ajustes na parametrização do protocolo Modbus TCP para otimizar a comunicação entre CLP e supervisório o Avaliação do desempenho da interface SCADA garantindo que os operadores possam interagir intuitivamente com o sistema 4 4 MATERIAIS E CONFIGURAÇÕES 41 Recursos Utilizados Software SCADA Elipse E3 versão 56 utilizado para supervisão monitoramento e controle remoto do sistema de transporte pneumático de areia permitindo a visualização em tempo real dos níveis dos silos status dos propulsores e acionamento das válvulas desviadoras Hardware CLP CODESYS compatível com protocolo Modbus TCPIP responsável pelo controle lógico do sistema incluindo acionamento de válvulas sensores e propulsores Sensores Sensores de nível ultrassônicos utilizados para monitoramento dos níveis de areia nos silos evitando transbordamentos ou falta de material Atuadores Válvulas pneumáticas desviadoras e propulsores pneumáticos controlam a movimentação da areia dentro do sistema garantindo um fluxo eficiente e seguro Protocolos de Comunicação Modbus TCPIP utilizado para comunicação entre o CLP CODESYS e o supervisório Elipse E3 garantindo troca de informações em tempo real Endereço IP fixo para o CLP configurado como servidor Modbus TCP Porta de comunicação padrão 502 seguindo as normas do protocolo Modbus TCP Mapeamento de registradores o MW Memória de Retenção Armazena variáveis do sistema como estado das válvulas e níveis dos silos o QX Saídas Digitais Comanda acionamentos de válvulas desviadoras e propulsores o IX Entradas Digitais Lê estados de sensores de nível e detecção de material Scripts Utilizados 5 Linguagem VBScript Visual Basic Script embutido no Elipse E3 Finalidade o Automação da geração de relatórios com dados de produção e falhas operacionais o Criação de lógicas avançadas para controle do transporte pneumático como acionamento condicional dos propulsores e gerenciamento inteligente de silos o Implementação de alarmes operacionais alertando para situações como silos cheios falha na comunicação e obstrução de válvulas 42 Evidências Técnicas Obrigatórias Anexo II Prints das telas de configuração de tags e data sources e data points Anexo III Códigofonte dos scripts comentados Anexo IV Arquitetura SCADA 5 DESENVOLVIMENTO DO SISTEMA 51 Interface Gráfica A interface gráfica do Sistema SCADA para Transporte Pneumático de Areia foi desenvolvida no Elipse E3 garantindo uma supervisão intuitiva e eficiente do processo industrial As telas criadas permitem o monitoramento em tempo real dos componentes do sistema incluindo propulsores válvulas desviadoras sensores de nível dos silos e status da comunicação Tela Principal Dashboard de Supervisão A Figura 2 Anexo V apresenta o dashboard principal que fornece uma visão geral do sistema exibindo o estado dos silos propulsores e válvulas pneumáticas Elementos Interativos da Tela Principal Indicadores gráficos dos silos Mostram o nível de areia armazenada com cores distintas para representar silo cheio em operação ou vazio Botões para acionamento remoto Permitem ligar e desligar propulsores e válvulas desviadoras otimizando o fluxo de transporte da areia Alarmes visuais e sonoros Alertas para transbordamento de silos falha de comunicação ou erro no acionamento das válvulas 6 Gráfico de tendência de variáveis Exibe histórico do nível de areia nos silos e status dos propulsores facilitando a análise de desempenho Indicadores de status da comunicação Modbus TCP Mostram se há falha na troca de dados entre o CLP e o supervisório permitindo rápida detecção de problemas Tela de Alarmes A tela de alarmes exibe notificações em tempo real para eventos críticos do sistema destacando Silos Cheios Indicação de que a capacidade máxima foi atingida exigindo interrupção do transporte de areia Falha no Propulsor Notificação de erro no acionamento ou parada inesperada do sistema Perda de Comunicação Alertas quando há falha na conexão entre o CLP e o Elipse E3 via Modbus TCP Tela de Relatórios Foi criada uma tela específica para geração e exportação de relatórios permitindo que os operadores analisem Histórico de produção Quantidade de areia transportada ao longo do tempo Eventos críticos Registro de falhas acionamentos manuais e paradas do sistema 52 Funcionalidades Implementadas O Sistema SCADA para Transporte Pneumático de Areia desenvolvido no Elipse E3 incorpora diversas funcionalidades que garantem monitoramento em tempo real controle remoto e análise de desempenho do processo industrial As principais funcionalidades implementadas incluem Sistema de Alarmes O sistema de alarmes classifica os eventos críticos garantindo que os operadores possam responder adequadamente a cada situação 7 o Alarme Crítico Vermelho Indica falha grave no sistema como silo cheio com risco de transbordamento ou perda de comunicação com o CLP Exige ação imediata Gráficos de Tendência para Pressão e Nível dos Silos Foram implementados gráficos de tendência para variáveis operacionais críticas permitindo o acompanhamento contínuo do desempenho do sistema o Pressão nos propulsores Monitora a eficiência do transporte pneumático garantindo que a areia seja movimentada corretamente sem obstruções nas tubulações o Nível dos silos Acompanhamento em tempo real dos níveis de areia evitando sobrecargas e otimizando o abastecimento o Estado das válvulas pneumáticas Registra a frequência de acionamento e possíveis falhas auxiliando na manutenção preventiva 6 RESULTADOS E ANÁLISE 61 Testes Realizados Para validar a eficiência e confiabilidade do Sistema SCADA para Transporte Pneumático de Areia foram realizados testes de desempenho considerando diferentes protocolos de comunicação industrial Modbus TCP OPC UA e MQTT Os testes avaliaram tempo de resposta taxa de perda de pacotes latência média tempo de reconexão consumo de CPU e consumo de memória Protocolo Tempo de Resposta ms Taxa de Perda de Pacotes Latência Média ms Tempo de Reconexão ms Consumo de CPU Consumo de Memória MB Modbus TCP 13127 429 4775 141542 1981 31631 OPC UA 18833 168 8533 198522 1565 43192 MQTT 14071 384 14597 14750 2306 47305 Na versão Demo do Elipse E3 a funcionalidade de geração automática de relatórios está desativada o que impede a criação e exportação de registros detalhados de produção falhas e eficiência operacional diretamente pelo SCADA Esse tipo de limitação ocorre porque a versão gratuita do software é voltada para testes e aprendizado restringindo algumas funcionalidades essenciais utilizadas em ambientes industriais 8 Além disso a versão Demo possui um tempo de execução limitado a 2 horas o que exige reinicializações frequentes dificultando a coleta contínua de dados operacionais Outra limitação relevante é a quantidade reduzida de tags disponíveis para comunicação o que pode comprometer o monitoramento de sistemas complexos Nesta parte será apresentado o desenvolvimento do sistema de automação para o transporte pneumático de areia destacando a estruturação do código na plataforma CODESYS e a configuração da comunicação pelo protocolo Modbus entre os equipamentos e o supervisório Elipse E3 Serão descritas as lógicas utilizadas para o controle dos propulsores válvulas de desvio e sensores bem como o processo de coleta e transmissão de dados para o sistema supervisório A conexão entre o controlador e o supervisório será ajustada para assegurar uma troca de informações eficiente permitindo o acompanhamento e a operação do sistema de forma confiável e precisa 21 Seleção de Silos A escolha dos silos no sistema é feita por meio de um comparador de igualdade EQ que verifica se a variável SELSILO corresponde ao número do silo selecionado Quando essa condição é atendida a saída correspondente ao silo é acionada O código segue uma lógica bem definida onde a variável SELSILO determina qual silo receberá o material Inicialmente um bloco de comparação EQ verifica se SELSILO tem o valor 0 o que indica que nenhum silo foi escolhido representando a condição denominada SiloNULL Para cada silo há um bloco de verificação que confere se SELSILO equivale ao número específico do silo correspondente Quando essa verificação é verdadeira uma operação lógica do tipo AND checa simultaneamente se o nível do silo SiloXHH aponta que ele já está cheio Se ambas as condições forem satisfeitas o sinal SiloXCheio é ativado Esse procedimento garante que o abastecimento ocorra apenas nos silos adequados impedindo que o material seja direcionado para um silo já cheio Imagem 2 Seleção de Silos 9 Fonte Próprio Autor O bloqueio do silo cheio é um recurso programado para impedir a movimentação da areia quando a capacidade máxima do silo for atingida A variável SELSILO define qual silo será abastecido e é comparada a valores predefinidos por meio de operadores de igualdade EQ Para cada silo existe uma condição lógica baseada em uma operação AND que verifica simultaneamente se o silo foi escolhido SELSILO X e se seu nível máximo foi alcançado SiloXHH Quando essas duas condições são verdadeiras a ativação do nível SiloXHH confirma que o silo está cheio e o resultado da operação AND aciona o sinal SiloXCheio impedindo a continuidade do transporte de areia para esse silo Esse bloqueio evita que o material seja direcionado a um silo que já está em sua capacidade total prevenindo problemas como transbordamento de areia no ambiente industrial minimizando desperdícios e eliminando possíveis riscos de acidentes Além disso protege o sistema pneumático contra condições inadequadas de funcionamento reduzindo a ocorrência de falhas e desgastes prematuros nos componentes O bloqueio automático do transporte contribui para a diminuição da necessidade de manutenções corretivas garantindo maior eficiência e continuidade na operação Com a implementação desse controle no CODESYS e sua supervisão pelo Elipse E3 o gerenciamento do transporte pneumático de areia ocorre de maneira estruturada evitando falhas que possam comprometer o desempenho produtivo 12Seleção das Válvulas Imagem 3 Leds indicando Valvulas A escolha das válvulas no sistema é controlada por meio de operadores lógicos OR e AND aliados aos comandos SET e RESET Esse gerenciamento garante que apenas uma válvula de cada par A e B seja ativada por vez evitando acionamentos simultâneos Essa abordagem assegura que o fluxo no sistema pneumático seja direcionado corretamente prevenindo interferências no transporte do material O operador OR 1 é empregado para verificar se ao menos um dos silos está em funcionamento Caso algum deles como Silo8 ou Silo9 esteja ativo a válvula correspondente poderá ser acionada Essa verificação garante que a válvula será ativada apenas quando houver necessidade de abastecimento Após essa validação inicial o operador AND entra em ação para assegurar que a válvula só será acionada se a condição anterior for verdadeira e se o trajeto selecionado SELCAMINHO for compatível com o esperado Isso evita ativações indevidas das válvulas e impede erros na distribuição do material 10 O acionamento e desativação das válvulas são realizados por meio do bloco SETRESET SR O comando SET liga a válvula correspondente como a VD3B enquanto o comando RESET desativa a válvula oposta garantindo que somente uma das duas esteja ativa em um determinado instante Esse mecanismo evita que ambas sejam acionadas ao mesmo tempo o que poderia comprometer o direcionamento adequado da areia no sistema pneumático Assim ao ativar VD3B a válvula VD3A é automaticamente desligada eliminando possíveis conflitos operacionais A lógica de controle também inclui uma verificação condicional que assegura que uma válvula só será acionada se todas as condições prévias forem atendidas Isso mantém um fluxo ordenado no sistema garantindo que cada etapa ocorra na sequência correta e evitando acionamentos incorretos simultâneos Essa estratégia impede falhas operacionais e garante que o material seja conduzido corretamente ao silo desejado A implementação do SETRESET previne a sobreposição de comandos minimizando o risco de bloqueios e otimizando o transporte pneumático da areia 13Comunicação Imagem 4 Parametrização das IOs Fonte Próprio Autor 11 A comunicação Modbus TCP entre o CODESYS e o Elipse E3 viabiliza a conexão entre o CLP Controlador Lógico Programável e o sistema supervisório permitindo a supervisão e o gerenciamento remoto do transporte pneumático de areia Essa troca de dados ocorre utilizando o protocolo Modbus TCPIP que se baseia em uma rede Ethernet para a transmissão de informações entre equipamentos industriais O protocolo Modbus TCP é estruturado de forma que o CODESYS opere como um servidor Modbus TCP disponibilizando registros de memória que armazenam o estado das variáveis do processo como sensores válvulas e propulsores O Elipse E3 atuando como cliente Modbus TCP acessa esses dados por meio de requisições possibilitando a visualização e leitura das informações na interface do supervisório Além de monitorar os valores das variáveis o Elipse E3 também pode enviar comandos para o CLP permitindo o acionamento e desligamento de dispositivos como propulsores e válvulas A configuração do servidor Modbus no CODESYS exige a parametrização do dispositivo ModbusTCPServerDevice Nessa etapa a porta padrão de comunicação é definida como 502 conforme o protocolo Modbus TCP Os registros de retenção MW são programados para armazenar dados variáveis enquanto os registros de entrada QW são designados para valores de leitura Já as bobinas IX QX são destinadas ao gerenciamento de bits associados às entradas e saídas digitais O mapeamento de dados tem início no endereço 0 garantindo que o Elipse E3 consiga acessar as variáveis corretamente No Elipse E3 a comunicação com o CODESYS é estabelecida através da adição de um Driver Modbus TCPIP Para realizar essa configuração é necessário definir o endereço IP do CLP no driver do Elipse E3 e especificar a porta 502 para a comunicação A partir dessa configuração são criadas tags que referenciam os registros do CLP Por exemplo se um sensor de nível estiver alocado no endereço MW0 o Elipse E3 acessará esse dado no registro de retenção 0 do Modbus Da mesma forma uma válvula configurada em QX00 será identificada pelo supervisório no mapeamento de bobinas Com a comunicação devidamente estabelecida o Elipse E3 pode monitorar em tempo real os sensores de nível e o status dos propulsores O sistema também possibilita o envio de comandos para ativação e desativação de válvulas e transportadores além da geração de alarmes para situações críticas como quando um silo atinge sua capacidade máxima SILOCHEIO ou apresenta um nível reduzido de material SILOAREIALL A integração entre o CODESYS e o Elipse E3 por meio do protocolo Modbus TCP permite um acompanhamento contínuo e um gerenciamento remoto eficiente do transporte pneumático de areia Esse processo promove um nível mais avançado de automação otimizando o desempenho do sistema e garantindo a execução confiável de suas operações industriais 14Lógica dos Silos 12 Imagem 4 Silos com Nível Fonte Próprio Autor O controle de nível no sistema é responsável por supervisionar a quantidade de material presente nos silos utilizando blocos de comparação para identificar limites críticos e assegurar o funcionamento adequado do transporte pneumático de areia A identificação de níveis máximo e mínimo é realizada por meio de operadores lógicos GT Greater Than Maior Que e LT Less Than Menor Que permitindo o disparo de alarmes e o gerenciamento do abastecimento conforme a demanda operacional A detecção de nível elevado é conduzida pelo bloco GT que compara o valor obtido pelo sensor de nível dos silos SILOAREIA1 e SILOAREIA2 com um limite equivalente a 80 da capacidade total do silo Caso o nível do material ultrapasse esse ponto a saída correspondente SILOAREIA1HH ou SILOAREIA2HH é ativada Esse acionamento indica que o silo está próximo do limite máximo de armazenamento e pode ser utilizado como um critério para suspender o abastecimento evitando transbordamentos e desperdícios de material A detecção de nível reduzido segue um princípio similar porém utilizando o bloco LT que compara a leitura do sensor com um valor mínimo fixado em 10 da 13 capacidade do silo Quando o nível de areia cai abaixo desse limite a saída SILOAREIA1LL é ativada indicando que a quantidade de material no silo está baixa Esse sinal pode ser utilizado para acionar o sistema de transporte pneumático garantindo que o reabastecimento ocorra antes que o silo se esvazie completamente e que a operação seja prejudicada por falta de material 14 15Driver ModBus A configuração do Driver Modbus TCP no Elipse E3 permite a comunicação entre o sistema supervisório SCADA e o CLP possibilitando a leitura e a gravação de variáveis no sistema através do protocolo Modbus TCP Esse recurso viabiliza o monitoramento e o controle remoto do transporte pneumático de areia garantindo a interação eficiente entre os dispositivos industriais Na tela de configuração do driver Modicon Modbus v3136 são definidos os principais parâmetros para a operação do protocolo No campo Modo de Comunicação Protocol Options a opção Modbus Mode é ajustada para ModbusTCP indicando que a transmissão dos dados ocorrerá via TCPIP O tamanho máximo da Unidade de Dados do Protocolo PDU é fixado em 253 bytes assegurando compatibilidade com os pacotes de comunicação No campo de Endereçamento dos Dados Data Address Model Offset a opção Data is addressed from 0 é ativada garantindo que registros e bobinas sejam referenciados a partir do endereço 0 enquanto a opção Data is addressed from 1 permanece desativada pois alguns dispositivos utilizam endereçamento começando de 1 Na configuração do escravo Modbus o endereço padrão do CLP é definido como 1 Default Slave Address 1 assegurando que todas as requisições do cliente sejam direcionadas corretamente ao equipamento Em Opções de Tratamento de Erros Error Handling Options a funcionalidade Wait Silence on error é ativada permitindo que o driver aguarde um tempo de inatividade antes de reenviar comandos em caso de falha na comunicação A opção Reconnect after Timeout Ethernet only não está ativada mas pode ser habilitada para permitir reconexões automáticas em caso de perda de comunicação A tabela de configuração de variáveis no Elipse E3 define os parâmetros de leitura e escrita que serão utilizados na comunicação com o CLP Cada variável tem um identificador único no sistema supervisório vinculado a um endereço Modbus correspondente Os campos P1P2P3N1N2N3B3 são utilizados para definir o mapeamento da variável garantindo a correta associação entre os registros do CLP e os dados do supervisório Além disso há uma configuração específica para determinar se a variável pode ser apenas lida ou também escrita LeituraEscrita além de ajustes de escala e limites assegurando que os valores sejam corretamente interpretados e exibidos na interface gráfica do Elipse E3 A comunicação entre os dispositivos ocorre em três estágios fundamentais O Elipse E3 atuando como cliente Modbus TCP envia requisições ao CLP que funciona como servidor Modbus TCP solicitando a leitura ou a escrita de informações O CLP processa essas requisições e retorna os dados armazenados nos registros que são então atualizados no supervisório As variáveis do CLP são associadas a elementos visuais na interface do Elipse E3 permitindo que os operadores monitorem e controlem o sistema em tempo real No contexto do sistema de transporte pneumático de areia essa configuração permite o monitoramento dos sensores incluindo nível de areia nos silos estado dos propulsores e válvulas desviadoras Além disso possibilita o acionamento remoto de equipamentos permitindo ligar e desligar propulsores e válvulas diretamente pelo supervisório A comunicação também possibilita a geração de alarmes operacionais como alertas para sobrecarga de silos ou falhas no sistema Essa configuração garante a integração eficiente entre o CLP e o supervisório permitindo uma automação completa do processo Com isso os operadores têm acesso às informações do sistema em tempo real podendo tomar 15 decisões rapidamente para garantir o funcionamento adequado do transporte pneumático de areia 16 Imagem 5 Parametrização Driver Elipse E3 17 26 Propulsor Imagem 6 Propulsor Fonte Próprio Autor O acionamento do propulsor no sistema de movimentação pneumática de areia é controlado por uma lógica implementada em rede ladder assegurando que a operação ocorra somente quando houver demanda e condições apropriadas para o transporte O funcionamento do propulsor depende de critérios que garantem a continuidade do fluxo de material e previnem falhas operacionais Para que o propulsor seja ativado PROPULSORXTRANSPORTANDO algumas condições precisam ser atendidas O ciclo correspondente CICLOX deve estar ativo certificando que o propulsor só entre em operação mediante uma solicitação válida de transporte Além disso o nível do silo de origem PROPXLVHH deve estar elevado garantindo que haja material suficiente para movimentação evitando que o propulsor funcione sem carga Outro requisito essencial é que o nível do silo de destino PROPXLVLL esteja baixo possibilitando que o material transportado seja armazenado corretamente e evitando sobrecarga no silo de destino O desligamento do propulsor ocorre automaticamente quando certas condições são atingidas Caso o nível baixo do silo de origem PROPXLVLL seja detectado o propulsor é imediatamente desativado para impedir transporte sem material Além disso a ativação da variável PROPXVD que pode estar associada a uma válvula ou um comando externo pode interromper o funcionamento do propulsor sempre que necessário A implementação dessa lógica tem o propósito de evitar falhas no transporte assegurando que o propulsor opere apenas quando houver material disponível no silo de origem e espaço livre no silo de destino Isso promove segurança operacional evitando deslocamentos desnecessários de areia e prevenindo sobrecarga dos silos Além disso o acionamento automático do propulsor melhora a 18 eficiência do transporte mantendo um fluxo contínuo e reduzindo a necessidade de intervenções manuais Com esse controle o sistema pneumático de transporte de areia funciona de maneira organizada e confiável minimizando desperdícios reduzindo a probabilidade de falhas e garantindo um processo eficiente e contínuo 62 Discussão Crítica Comparação entre Resultados Esperados e Obtidos Os resultados indicam que Modbus TCP apresentou o melhor tempo de resposta 13127ms enquanto OPC UA teve menor taxa de perda de pacotes 168 indicando maior estabilidade No entanto MQTT apresentou maior latência 14597ms o que pode impactar aplicações que exigem respostas rápidas Dificuldades Técnicas e Soluções 1 Atraso na Comunicação Modbus TCP Problema Pequeno aumento no tempo de resposta e reconexão Solução Ajuste do timeout de comunicação no Elipse E3 para reduzir o tempo de espera e reconectar mais rapidamente 2 Falsos Positivos nos Alarmes Problema Alarmes eram ativados indevidamente por variações bruscas nos sensores Solução Implementação de histerese nas leituras evitando acionamentos desnecessários 3 Consumo Elevado de Recursos no MQTT Problema Alto uso de memória e CPU impactando o desempenho do SCADA Solução Otimização do envio de pacotes e ajuste na frequência de atualização das variáveis Sugestões de Melhorias 1 Implementação de Redundância na Comunicação Utilizar um segundo canal de comunicação via OPC UA para evitar falhas completas no Modbus TCP 2 Otimização da Geração de Relatórios Redução do tamanho dos arquivos de logs e implementação de compressão de dados 3 Expansão do Sistema de Alarmes Integração de notificações via email e SMS para alertas remotos 7 CONCLUSÃO O desenvolvimento do Sistema SCADA para Transporte Pneumático de Areia demonstrou a viabilidade e eficiência da automação industrial permitindo monitoramento remoto controle de equipamentos e geração de relatórios operacionais Contribuição do Projeto para o Aprendizado em SCADA Este projeto possibilitou a aplicação prática de conceitos de automação industrial comunicação Modbus e supervisão SCADA reforçando a importância da integração entre hardware e software para controle de processos industriais 19 Aplicabilidade Industrial da Solução A solução desenvolvida pode ser aplicada em setores que utilizam transporte pneumático de materiais particulados como indústrias de cimento metalurgia e vidro proporcionando maior eficiência redução de desperdícios e segurança operacional Lições Aprendidas Importância da escolha do protocolo de comunicação para garantir rapidez e confiabilidade na transmissão de dados Necessidade de redundância na comunicação para evitar falhas completas no sistema Otimização dos recursos computacionais para melhorar o desempenho do supervisório e reduzir o consumo de CPU e memória 8 REFERÊNCIAS Liste em normas ABNT manuais do software livros da disciplina artigos técnicos ANEXOS OBRIGATÓRIOS I Diagrama do Processo Figura 1 Título 20 II Configuração de TagsData Sources Figura 1 Título 21 Obs Cada PDF de cada Lógica estará em anexo por fora deste arquivo III Scripts Comentados Obs Cada PDF de cada Lógica estará em anexo por fora deste arquivo Figura 1 Título PROGRAMA CicloTransporte VAR TOF116S3 TOF1 DEFSEL TIME 16s03 TOF11M30 TOF1 TOPSIGA1 BOOL TOPDESL BOOL TOF1DES TOF1 TOF1DES1 TOF1 TOF1MASK BOOL PROP31 BOOL PROP30 BOOL ENDVAR IV Arquitetura SCADA 23 V Telas do Sistema Figura 1 Título 24 Fonte Próprio Autor Figura 1 Título Fonte Próprio Autor VII Arquivos do Projeto txt ou json Lista de variáveis globais GVL AlunoV1project Page 1 of 2 18032025 0919 1 attribute qualifiedonly 2 VARGLOBAL 3 LIGACICLO1 BOOL 0 4 LIGACICLO2 BOOL 0 5 LIGACICLO3 BOOL 0 6 7 CICLO1 BOOL 0 8 CICLO2 BOOL 0 9 CICLO3 BOOL 0 10 11 PROP1TRANSP BOOL 0 12 PROP2TRANSP BOOL 0 13 PROP3TRANSP BOOL 0 14 15 PROP1ENCHE BOOL 0 16 PROP2ENCHE BOOL 0 17 PROP3ENCHE BOOL 0 18 19 ALARMES 20 SILOSELELVLL BOOL 0 21 22 CONTROLE 23 PROP1LV INT 0 24 PROP2LV INT 0 25 PROP3LV INT 0 26 27 PROP1LVLL BOOL 0 28 PROP2LVLL BOOL 0 29 PROP3LVLL BOOL 0 30 31 PROP1LVHH BOOL 0 32 PROP2LVHH BOOL 0 33 PROP3LVHH BOOL 0 34 35 VÁLVULAS SAIDAS 36 PROP1VALV1 BOOL 0 37 PROP1VALV2 BOOL 0 38 39 PROP2VALV1 BOOL 0 40 PROP2VALV2 BOOL 0 41 42 PROP3VALV1 BOOL 0 43 PROP3VALV2 BOOL 0 44 45 PROP1VD BOOL 0 46 PROP2VD BOOL 0 47 PROP3VD BOOL 0 48 PROP3VD2 BOOL 0 49 50 SELCAMINHO BOOL 51 NoSelection BOOL 52 SiloCheio BOOL 53 54 SILOAREIA1 INT 0 55 SILOAREIA2 INT 0 56 57 SILOAREIA1HH BOOL 0 Lista de variáveis globais GVL AlunoV1project Page 2 of 2 18032025 0919 58 SILOAREIA2HH BOOL 0 59 60 SILOAREIA1LL BOOL 0 61 SILOAREIA2LL BOOL 0 62 63 SILOAREIALL BOOL 0 64 ENDVAR 65 POU CicloTransporte AlunoV1project Page 1 of 2 18032025 0921 1 PROGRAM CicloTransporte 2 VAR 3 4 TOF1LIGA TOF 5 DEZSEC TIME T10S 6 TOF2LIGA TOF 7 TOF3LIGA TOF 8 TOF2DES TOF 9 TOF1DES TOF 10 TOF3DES TOF 11 PROP1VD BOOL 12 PROP2VD BOOL 13 ENDVAR 14 1 GVLLIGACICLO1 GVLCICLO2 GVLCICLO3 GVLNoSelection GVLSiloCheio GVLSILOAREIALL GVLCICLO1 2 GVLLIGACICLO2 GVLCICLO1 GVLCICLO3 GVLNoSelection GVLSiloCheio GVLSILOAREIALL GVLCICLO2 3 GVLLIGACICLO3 GVLCICLO2 GVLCICLO1 GVLNoSelection GVLSiloCheio GVLCICLO3 4 5 GVLSILOAREIA1 80 GT EN ENO GVLSILOAREIA1HH 6 GVLSILOAREIA2 80 GT EN ENO GVLSILOAREIA2HH 7 GVLSILOAREIA1 10 LT EN ENO GVLSILOAREIA1LL 8 GVLSILOAREIA2 10 LT EN ENO GVLSILOAREIA2LL 9 10 GVLSILOAREIA1LL GVLSILOAREIA1LL GVLSILOAREIALL 11 CONTROLE GVLPROP1LV 80 GT EN ENO GVLPROP1LVHH 12 GT EN ENO POU CicloTransporte AlunoV1project Page 2 of 2 18032025 0921 GVLPROP2LV 80 GVLPROP2LVHH 13 GVLPROP3LV 80 GT EN ENO GVLPROP3LVHH 14 CONTROLE GVLPROP1LV 10 LT EN ENO GVLPROP1LVLL 15 GVLPROP2LV 10 LT EN ENO GVLPROP2LVLL 16 GVLPROP3LV 10 LT EN ENO GVLPROP3LVLL 17 18 GVLCICLO1 GVLPROP1LVHH GVLPROP1TRANSP GVLPROP1LVLL GVLPROP1TRANSP GVLPROP1VD 19 GVLCICLO2 GVLPROP2LVHH GVLPROP2LVLL GVLPROP2LVLL GVLPROP2TRANSP GVLPROP2VD 20 GVLCICLO3 GVLPROP3LVHH GVLPROP3TRANSP GVLPROP3LVLL GVLPROP3TRANSP GVLPROP3VD 21 GVLPROP2VD GVLPROP1VD GVLSELCAMINHO GVLPROP3VD2 22 GVLCICLO2 GVLPROP2TRANSP GVLPROP2ENCHE 23 GVLCICLO1 GVLPROP1TRANSP GVLPROP1ENCHE 24 GVLCICLO3 GVLPROP3TRANSP GVLPROP3ENCHE 25 26 Dispositivo ModbusTCPServerDevice AlunoV1project Page 1 of 3 18032025 1322 Modbus TCP Server Device Parâmetros Parâmetros Nome Tipo Valor Valor Padrão Unidade Descrição Timeout DINT500200000 0 0 Configuration of the TimeOut InputAssemblySize UINT24096 10 10 Configure the size of the Ioscanner register OutputAssemblySize UINT24096 10 10 Configure the size of the Ioscanner register Port UINT 502 502 Port where the Server is listening for requests BindPort BOOL FALSE FALSE Bind Mdobus port to IP address of specified ethernet adaper OptimizationOn BOOL TRUE TRUE the driver optimizes the io update UpdateableHolding BOOL FALSE FALSE Holding Registers as Q data for local update by application DistinctBitAreas BOOL TRUE FALSE Coils and Discrete Inputs data blocks get their own IOMapping Coils Size UINT 100 0 Number of Coils Discrete Inputs Size UINT 100 0 Number of Discrete Inputs StartAdresses Start Addresses of Modbus Data Areas Coils UINT 0 0 DiscreteInputs UINT 0 0 HoldingRegister UINT 0 0 InputRegister UINT 0 0 Data Model Options UDINT 0 0 0 default 1 Holding and InputRegister Data Areas overlay CloseTCPsocketAtTimeo ut BOOL TRUE TRUE Close TCPsocket at timeout SerialGatewayEnabled BOOL FALSE FALSE ComPort USINT 1 1 COM port number to use for the serial communication Baudrate Enumeration of UDINT 9600 9600 Baudrate of the serial port Status Devices status information Version UDINT 1 1 Connections UDINT Number of active TCP Client Connections TCPPort Status Enumeration of UDINT Current State of TCP Port Request Counter UDINT Total number of incomming client requests Modbus Exception Counter UDINT Number of Request that have been rejected with Exception Code Serial Gateway Active BOOL TCPSerial gateway function is enabled align BYTE Dispositivo ModbusTCPServerDevice AlunoV1project Page 2 of 3 18032025 1322 align BYTE align BYTE COMPort Status Enumeration of UDINT Current State of COM Port Request Counter UDINT Number of forwarded requests Error Counter UDINT Number of failed forwarded requests Timeout DINT500200000 2000 2000 Actual value of the TimeOut configured InputAssemblySize UINT24096 10 10 Actual value of the size of the assembly OutputAssemblySize UINT24096 10 10 Actual value of the size of the assembly Port UINT 502 502 Current Port where the Server is listening for requests UnitID BYTE 0 0 Current UnitID of the Server optional ConfigVersion UDINT 1603051000 1603051000 Modbus TCP Server Device Mapeamento de ES Parâmetros de entrada Mapeamento Canal Endereço Tipo Unidade Descrição Palavra1 Entradas0 IW0 WORD ApplicationPLCPRGSilo1HH Bit0 BOOL ApplicationPLCPRGSilo2HH Bit1 BOOL ApplicationPLCPRGSilo3HH Bit2 BOOL ApplicationPLCPRGSilo4HH Bit3 BOOL ApplicationPLCPRGSilo5HH Bit4 BOOL ApplicationPLCPRGSilo6HH Bit5 BOOL ApplicationPLCPRGSilo7HH Bit6 BOOL ApplicationPLCPRGSilo8HH Bit7 BOOL ApplicationPLCPRGSilo9HH Bit0 BOOL ApplicationPLCPRGSilo10HH Bit1 BOOL ApplicationPLCPRGSilo11HH Bit2 BOOL Parâmetro de saída Mapeamento Canal Endereço Tipo Unidade Descrição ApplicationPLCPRGVD1A Bit0 BOOL ApplicationPLCPRGVD2A Bit1 BOOL ApplicationPLCPRGVD3A Bit2 BOOL ApplicationPLCPRGVD4A Bit3 BOOL ApplicationPLCPRGVD5A Bit4 BOOL ApplicationPLCPRGVD6A Bit5 BOOL ApplicationPLCPRGVD7A Bit6 BOOL ApplicationPLCPRGVD8A Bit7 BOOL ApplicationPLCPRGVD9A Bit8 BOOL ApplicationPLCPRGVD10A Bit9 BOOL ApplicationPLCPRGVD11A Bit10 BOOL ApplicationPLCPRGVD12A Bit11 BOOL ApplicationPLCPRGVD13A Bit12 BOOL ApplicationPLCPRGVD14A Bit13 BOOL ApplicationPLCPRGVD15A Bit14 BOOL ApplicationPLCPRGVD1A Bit0 BOOL ApplicationPLCPRGVD2A Bit1 BOOL ApplicationPLCPRGVD3A Bit2 BOOL Dispositivo ModbusTCPServerDevice AlunoV1project Page 3 of 3 18032025 1322 ApplicationPLCPRGVD4A Bit3 BOOL ApplicationPLCPRGVD5A Bit4 BOOL ApplicationPLCPRGVD6A Bit5 BOOL ApplicationPLCPRGVD7A Bit6 BOOL ApplicationPLCPRGVD8A Bit7 BOOL ApplicationPLCPRGVD9A Bit0 BOOL ApplicationPLCPRGVD10A Bit1 BOOL ApplicationPLCPRGVD11A Bit2 BOOL ApplicationPLCPRGVD12A Bit3 BOOL ApplicationPLCPRGVD13A Bit4 BOOL ApplicationPLCPRGVD14A Bit5 BOOL ApplicationPLCPRGVD15A Bit6 BOOL ApplicationPLCPRGVD1B Bit0 BOOL ApplicationPLCPRGVD2B Bit1 BOOL ApplicationPLCPRGVD3B Bit2 BOOL ApplicationPLCPRGVD4B Bit3 BOOL ApplicationPLCPRGVD5B Bit4 BOOL ApplicationPLCPRGVD6B Bit5 BOOL ApplicationPLCPRGVD7B Bit6 BOOL ApplicationPLCPRGVD8B Bit7 BOOL ApplicationPLCPRGVD9B Bit0 BOOL ApplicationPLCPRGVD10B Bit1 BOOL ApplicationPLCPRGVD11B Bit2 BOOL ApplicationPLCPRGVD12B Bit3 BOOL ApplicationPLCPRGVD13B Bit4 BOOL ApplicationPLCPRGVD14B Bit5 BOOL ApplicationPLCPRGVD15B Bit6 BOOL Objetos Comissão Eletrotécnica Internacional Variável Tipo ModbusTCPServerDevice IoDrvModbusTCPSlave Informações Nome ModbusTCP Server Device Fornecedor CODESYS Categorias Dispositivo escravo ModbusTCP Tipo 115 ID 0000 0002 Versão 4400 Número da ordem Descrição A device that works as a Modbus TCP Server Versão da configuração 35160
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1 RELATÓRIO DE ATIVIDADE PRÁTICA SISTEMA SUPERVISÓRIO SCADA CURSO Tecnologia em Automação Industrial EaD DISCIPLINA Sistemas Supervisórios TÍTULO DO EXPERIMENTO Nome do projeto SCADA APLICAÇÃO INDUSTRIAL Ex Controle de nível em tanquesControle de temperatura em fornos DATA Data de realização ALUNO Nome completo RA Identificação 1 INTRODUÇÃO Contextualize a aplicação industrial escolhida justificando sua relevância para a automação ex desafios operacionais impactos na eficiência Relacione com os conceitos de SCADA abordados na disciplina e cite referências técnicas normas livros manuais Exemplo de estrutura Contexto industrial do problema Funcionalidades SCADA necessárias para a solução Objetivo geral do projeto Mínimo 1 parágrafo com citação bibliográfica 2 OBJETIVOS 21 Geral Desenvolver um sistema SCADA personalizado para aplicação específica integrando comunicação interface gráfica e relatórios 22 Específicos Configurar comunicação via Protocolo Modbus TCPOPC UA Implementar número telas interativas com elementos gráficos alarmes histórico Desenvolver scripts para função automação de relatórioscontrole avançado Gerar relatórios de dados produção falhas eficiência 2 3 APLICAÇÃO E METODOLOGIA 31 Contexto da Aplicação Descreva o cenário industrial simulado ex planta de tratamento de água linha de envase Inclua um diagrama simplificado do processo Figura 1 Anexo I 32 Metodologia de Desenvolvimento Etapas realizadas seguindo o ciclo 1 Definição de requisitos 2 Configuração de hardwaresoftware 3 Programação de scripts 4 Testes e validação 4 MATERIAIS E CONFIGURAÇÕES 41 Recursos Utilizados Software SCADA Nome versão ex SCADABR 20 Hardware CLP modelo X sensores Y atuadores Z Protocolos Detalhe configurações de comunicação Scripts Linguagem utilizada finalidade 42 Evidências Técnicas Obrigatórias Anexo II Prints das telas de configuração de tags e data sources e data points Anexo III Códigofonte dos scripts comentados Anexo IV Arquitetura SCADA 5 DESENVOLVIMENTO DO SISTEMA 51 Interface Gráfica Descreva as telas criadas ex dashboard principal tela de alarmes Inclua Print da tela principal Figura 2 Anexo V Explicação dos elementos interativos ex botões para acionamento remoto 52 Funcionalidades Implementadas Sistema de alarmes com número níveis de prioridade Gráficos de tendência para variáveis pressão temperatura Relatório automático de indicador OEE produção horária 3 6 RESULTADOS E ANÁLISE 61 Testes Realizados Tabela com dados de teste ex tempo de resposta do sistema Print do relatório gerado Anexo VI 62 Discussão Crítica Comparação entre resultados esperados x obtidos Dificuldades técnicas e soluções ex ajuste de timeout na comunicação Sugestões de melhorias ex inclusão de redundância 7 CONCLUSÃO Síntese dos resultados destacando Contribuição do projeto para o aprendizado em SCADA Aplicabilidade industrial da solução Lições aprendidas 8 REFERÊNCIAS Liste em normas ABNT manuais do software livros da disciplina artigos técnicos ANEXOS OBRIGATÓRIOS I Diagrama do Processo II Configuração de TagsData Sources III Scripts Comentados IV Arquitetura SCADA V Telas do Sistema VI Relatórios Gerados VII Arquivos do Projeto txt ou json 4 APÊNDICE CRITÉRIOS DE AVALIAÇÃO Item Pontuação Conformidade com requisitos técnicos 30 Qualidade das telasscripts 25 Análise crítica dos resultados 20 Organização e evidências visuais 15 Formatação acadêmica 10 Obs Serão descontados pontos caso falte Prints de configuração Códigos sem comentários Diagramas incompletos Dicas para alunos Use legendas em todas as imagens Ex Figura 3 Tela de gestão de alarmes Numere os anexos sequencialmente Exemplos de Formatação de figuras e tabelas Figura 1 Título Times 10 centralizado doispontos em negrito letra inicial da primeira palavra em maiúscula sem pontofinal Fonte IBM Global Artificial Intelligence Adoption Index 2022 Times 10 centralizado doispontos em negrito nome da fonte seguido de ano entre parênteses se for elaboração própria ou adaptação conferir próximos exemplos com pontofinal 5 Texto Texto Texto Figura 2 Título Fonte adaptado de Kim e Hwang 2023 Times 10 centralizado doispontos em negrito letra inicial da primeira palavra em minúscula ano entre parênteses com pontofinal Tabela 1 Título A Se palavra solta sem pontofinal B Se frase com verbos com pontofinal C X D XX E XXX F XXXX G XXXXX H XXXXXX Fonte elaborado pelos autores 2024 Times 10 centralizado doispontos em negrito letra inicial da primeira palavra em minúscula ano entre parênteses com pontofinal Texto POU PLCPRG AlunoV1project Page 1 of 35 18032025 0916 1 PROGRAM PLCPRG 2 VAR 3 Variável que seleciona qual silo será abastecido 4 SELSILO INT 0 5 SELSILO2 INT 0 6 Nenhum silo selecionanado Para testesManutenções 7 SiloNULL BOOL 0 8 Seleção de Silos 9 Silo1 BOOL 10 Silo2 BOOL 11 Silo3 BOOL 12 Silo4 BOOL 13 Silo5 BOOL 14 Silo6 BOOL 15 Silo7 BOOL 16 Silo8 BOOL 17 Silo9 BOOL 18 Silo10 BOOL 19 Silo11 BOOL 20 SELCAMINHO BOOL 21 22 VD1A BOOL 23 SRVD1A SR 24 VD1B BOOL 25 26 VD2B BOOL 27 VD2A BOOL 28 29 SRVD2A SR 30 VD3B BOOL 31 VD3A BOOL 32 SRVD3A SR 33 SRVD4A SR 34 VD4A BOOL 35 VD4B BOOL 36 SRVD5A SR 37 VD5B BOOL 38 VD5A BOOL 39 VD6B BOOL 40 VD6A BOOL 41 SRVD6A SR 42 VD7B BOOL 43 VD7A BOOL 44 SRVD7A SR 45 VD8A BOOL 46 VD8B BOOL 47 SRVD8A SR 48 VD9B BOOL 49 VD9A BOOL 50 SRVD9A SR 51 SRVD10A SR 52 VD10B BOOL 53 VD10A BOOL 54 VD11A BOOL 55 SRVD11A SR 56 VD11B BOOL 57 SRVD12A SR POU PLCPRG AlunoV1project Page 2 of 35 18032025 0916 58 VD12B BOOL 59 VD12A BOOL 60 SRVD13A SR 61 VD13B BOOL 62 VD13A BOOL 63 SRVD14A SR 64 VD14B BOOL 65 VD14A BOOL 66 SRVD15A SR 67 VD15B BOOL 68 VD15A BOOL 69 Ativador1 BOOL 70 Ativador2 BOOL 71 Ativador3 BOOL 72 Ativador4 BOOL 73 Ativador5 BOOL 74 Ativador6 BOOL 75 Silo1HH BOOL 76 Silo1Cheio BOOL 77 Silo2Cheio BOOL 78 Silo2HH BOOL 79 Silo3Cheio BOOL 80 Silo3HH BOOL 81 Silo4HH BOOL 82 Silo4Cheio BOOL 83 Silo5HH BOOL 84 Silo5Cheio BOOL 85 Silo6HH BOOL 86 Silo6Cheio BOOL 87 Silo7HH BOOL 88 Silo7Cheio BOOL 89 Silo8HH BOOL 90 Silo8Cheio BOOL 91 Silo9HH BOOL 92 Silo9Cheio BOOL 93 Silo10HH BOOL 94 Silo10Cheio BOOL 95 Silo11HH BOOL 96 Silo11Cheio BOOL 97 NoSelection BOOL 98 ENDVAR 99 1 EQ SiloNULL SELSILO 0 POU PLCPRG AlunoV1project Page 3 of 35 18032025 0916 POU PLCPRG AlunoV1project Page 4 of 35 18032025 0916 2 AND EQ Silo1Cheio Silo1 SELSILO 1 Silo1HH 3 AND EQ Silo2Cheio Silo2 SELSILO 2 Silo2HH 4 AND EQ Silo1Cheio Silo1 SELSILO 1 Silo1HH 5 AND EQ Silo3Cheio Silo3 SELSILO 3 Silo3HH 6 AND EQ Silo4Cheio Silo4 SELSILO 4 Silo4HH 7 AND EQ Silo5Cheio Silo5 SELSILO 5 Silo5HH POU PLCPRG AlunoV1project Page 5 of 35 18032025 0916 POU PLCPRG AlunoV1project Page 6 of 35 18032025 0916 8 AND EQ Silo6Cheio Silo6 SELSILO 6 Silo6HH 9 AND EQ Silo7Cheio Silo7 SELSILO 7 Silo7HH 10 AND EQ Silo8Cheio Silo8 SELSILO 8 Silo8HH 11 AND EQ Silo9Cheio Silo9 SELSILO 9 Silo9HH 12 AND EQ Silo10Cheio Silo10 SELSILO 10 Silo10HH 13 AND EQ Silo11Cheio Silo11 SELSILO 11 Silo11HH POU PLCPRG AlunoV1project Page 7 of 35 18032025 0916 POU PLCPRG AlunoV1project Page 8 of 35 18032025 0916 14 EQ GVLNoSelection SELSILO 0 15 SR Q1 SET1 RESET AND OR Seleção de Caminhos VD1A SRVD1A SELCAMINHO GVLPROP1VD GVLPROP2VD SELCAMINHO 16 SR Q1 SET1 RESET AND OR Seleção de Caminhos VD1B SRVD1A SELCAMINHO GVLPROP1VD GVLPROP2VD SELCAMINHO 17 SR Q1 SET1 RESET AND OR AND OR Seleção de Caminhos VD2B SRVD2A Silo11 Silo10 SELCAMINHO VD1A Silo11 Silo10 SELCAMINHO VD1A POU PLCPRG AlunoV1project Page 9 of 35 18032025 0916 POU PLCPRG AlunoV1project Page 10 of 35 18032025 0916 18 SR Q1 SET1 RESET OR AND OR AND OR Seleção de Caminhos VD2A Ativador2 Ativador1 SRVD2A Silo11 Silo10 SELCAMINHO SELCAMINHO VD1A Silo11 Silo10 SELCAMINHO VD1A 19 SR Q1 SET1 RESET AND OR AND OR Seleção de Caminhos VD3B SRVD3A Silo9 Silo8 Silo7 SELCAMINHO VD2A Silo9 Silo8 Silo7 SELCAMINHO VD2A POU PLCPRG AlunoV1project Page 11 of 35 18032025 0916 Ativador2 Ativador1 POU PLCPRG AlunoV1project Page 12 of 35 18032025 0916 20 SR Q1 SET1 RESET OR AND OR AND OR Seleção de Caminhos Ativador3 VD3A SRVD3A Silo9 Silo8 Silo7 SELCAMINHO SELCAMINHO VD2A Silo9 Silo8 Silo7 SELCAMINHO VD2A 21 22 SR Q1 SET1 RESET AND OR AND OR Seleção de Caminhos VD4B SRVD4A Silo6 Silo5 SELCAMINHO VD3A Silo6 Silo5 SELCAMINHO VD3A POU PLCPRG AlunoV1project Page 13 of 35 18032025 0916 POU PLCPRG AlunoV1project Page 14 of 35 18032025 0916 23 SR Q1 SET1 RESET OR AND OR AND OR Seleção de Caminhos Ativador4 Ativador5 VD4A SRVD4A Silo6 Silo5 SELCAMINHO SELCAMINHO VD3A Silo6 Silo5 SELCAMINHO VD3A 24 25 SR Q1 SET1 RESET AND OR AND OR Seleção de Caminhos VD5B SRVD5A Silo3 Silo4 SELCAMINHO VD4A Silo3 Silo4 SELCAMINHO VD4A POU PLCPRG AlunoV1project Page 15 of 35 18032025 0916 POU PLCPRG AlunoV1project Page 16 of 35 18032025 0916 26 SR Q1 SET1 RESET OR AND OR AND OR Seleção de Caminhos VD5A Ativador6 SRVD5A Silo3 Silo4 SELCAMINHO SELCAMINHO VD4A Silo3 Silo4 SELCAMINHO VD4A 27 28 SR Q1 SET1 RESET AND AND Seleção de Caminhos VD6B SRVD6A Silo11 SELCAMINHO VD2B Silo11 SELCAMINHO VD2B POU PLCPRG AlunoV1project Page 17 of 35 18032025 0916 POU PLCPRG AlunoV1project Page 18 of 35 18032025 0916 29 SR Q1 SET1 RESET OR AND AND Seleção de Caminhos VD6A SRVD6A Silo11 SELCAMINHO SELCAMINHO VD2B Silo11 SELCAMINHO VD2B 30 31 SR Q1 SET1 RESET AND AND Seleção de Caminhos VD7B SRVD7A Silo9 SELCAMINHO VD3B Silo9 SELCAMINHO VD3B 32 SR Q1 SET1 RESET OR AND AND Seleção de Caminhos VD7A SRVD7A Silo9 SELCAMINHO SELCAMINHO VD3B Silo9 SELCAMINHO VD3B 33 POU PLCPRG AlunoV1project Page 19 of 35 18032025 0916 POU PLCPRG AlunoV1project Page 20 of 35 18032025 0916 34 SR Q1 SET1 RESET AND AND Seleção de Caminhos VD8B SRVD8A Silo8 SELCAMINHO VD7A Silo8 SELCAMINHO VD7A 35 SR Q1 SET1 RESET OR AND AND Seleção de Caminhos VD8A SRVD8A Silo8 SELCAMINHO SELCAMINHO VD7A Silo8 SELCAMINHO VD7A 36 37 SR Q1 SET1 RESET AND AND Seleção de Caminhos VD9B SRVD9A Silo6 SELCAMINHO VD4B Silo6 SELCAMINHO VD4B POU PLCPRG AlunoV1project Page 21 of 35 18032025 0916 POU PLCPRG AlunoV1project Page 22 of 35 18032025 0916 38 SR Q1 SET1 RESET OR AND AND Seleção de Caminhos VD9A SRVD9A Silo6 SELCAMINHO SELCAMINHO VD4B Silo6 SELCAMINHO VD4B 39 40 SR Q1 SET1 RESET AND AND Seleção de Caminhos VD9B SRVD9A Silo6 SELCAMINHO VD4B Silo6 SELCAMINHO VD4B 41 SR Q1 SET1 RESET OR AND AND Seleção de Caminhos VD9A SRVD9A Silo6 SELCAMINHO SELCAMINHO VD4B Silo6 SELCAMINHO VD4B 42 POU PLCPRG AlunoV1project Page 23 of 35 18032025 0916 POU PLCPRG AlunoV1project Page 24 of 35 18032025 0916 43 SR Q1 SET1 RESET AND AND Seleção de Caminhos VD10B SRVD10A Silo4 SELCAMINHO VD5B Silo4 SELCAMINHO VD5B 44 SR Q1 SET1 RESET OR AND AND Seleção de Caminhos VD10A SRVD10A Silo4 SELCAMINHO SELCAMINHO VD5B Silo4 SELCAMINHO VD5B 45 46 POU PLCPRG AlunoV1project Page 25 of 35 18032025 0916 POU PLCPRG AlunoV1project Page 26 of 35 18032025 0916 47 SR Q1 SET1 RESET AND OR OR AND OR OR Seleção de Caminhos VD11B SRVD11A Silo9 Silo8 SELCAMINHO GVLPROP3VD GVLPROP3VD2 Silo9 Silo8 SELCAMINHO GVLPROP3VD GVLPROP3VD2 48 SR Q1 SET1 RESET OR AND OR OR AND OR OR Seleção de Caminhos VD11A SRVD11A Silo9 Silo8 SELCAMINHO SELCAMINHO GVLPROP3VD GVLPROP3VD2 Silo9 Silo8 SELCAMINHO GVLPROP3VD GVLPROP3VD2 49 POU PLCPRG AlunoV1project Page 27 of 35 18032025 0916 POU PLCPRG AlunoV1project Page 28 of 35 18032025 0916 50 SR Q1 SET1 RESET AND AND Seleção de Caminhos VD12B SRVD12A Silo8 SELCAMINHO VD11B Silo8 SELCAMINHO VD11B 51 SR Q1 SET1 RESET AND AND Seleção de Caminhos VD12A SRVD12A Silo9 SELCAMINHO VD11B Silo9 SELCAMINHO VD11B 52 53 54 SR Q1 SET1 RESET AND OR AND OR Seleção de Caminhos VD13B SRVD13A Silo5 Silo6 SELCAMINHO Silo5 Silo6 SELCAMINHO POU PLCPRG AlunoV1project Page 29 of 35 18032025 0916 POU PLCPRG AlunoV1project Page 30 of 35 18032025 0916 55 SR Q1 SET1 RESET OR AND OR AND OR Seleção de Caminhos VD13A SRVD13A Silo5 Silo6 SELCAMINHO VD11A Silo5 Silo6 SELCAMINHO VD11A 56 57 SR Q1 SET1 RESET AND AND Seleção de Caminhos VD14B SRVD14A Silo5 SELCAMINHO VD13B Silo5 SELCAMINHO VD13B 58 SR Q1 SET1 RESET AND AND Seleção de Caminhos VD14A SRVD14A Silo6 SELCAMINHO VD13B Silo6 SELCAMINHO VD13B POU PLCPRG AlunoV1project Page 31 of 35 18032025 0916 POU PLCPRG AlunoV1project Page 32 of 35 18032025 0916 59 60 SR Q1 SET1 RESET AND AND Seleção de Caminhos VD15B SRVD15A Silo3 SELCAMINHO VD13A Silo3 SELCAMINHO VD13A 61 SR Q1 SET1 RESET AND AND Seleção de Caminhos VD15A SRVD15A Silo1 SELCAMINHO VD13A Silo1 SELCAMINHO VD13A 62 OR GVLSiloCheio Silo1Cheio Silo2Cheio Silo3Cheio Silo4Cheio Silo5Cheio Silo6Cheio Silo7Cheio Silo8Cheio Silo9Cheio Silo10Cheio Silo11Cheio 63 64 65 POU PLCPRG AlunoV1project Page 33 of 35 18032025 0916 POU PLCPRG AlunoV1project Page 34 of 35 18032025 0916 66 67 68 69 70 71 72 73 POU PLCPRG AlunoV1project Page 35 of 35 18032025 0916 1 RELATÓRIO DE ATIVIDADE PRÁTICA SISTEMA SUPERVISÓRIO SCADA CURSO Tecnologia em Automação Industrial EaD DISCIPLINA Sistemas Supervisórios TÍTULO DO EXPERIMENTO Nome do projeto SCADA APLICAÇÃO INDUSTRIAL Ex Controle de nível em tanquesControle de temperatura em fornos DATA Data de realização ALUNO Nome completo RA Identificação 1 INTRODUÇÃO O transporte pneumático de materiais granulados como a areia é uma tecnologia amplamente empregada em setores industriais que demandam movimentação eficiente e controlada de insumos como a construção civil a metalurgia e a indústria de vidro A automação desse processo é essencial para garantir maior precisão operacional reduzir desperdícios e minimizar riscos de falhas A empresa TranspoAreia Ltda busca aprimorar a eficiência de sua logística interna por meio da implementação de um Sistema SCADA Supervisory Control and Data Acquisition permitindo o monitoramento e controle remoto do transporte pneumático de areia Os desafios operacionais desse tipo de transporte incluem a necessidade de evitar transbordamentos nos silos de estocagem assegurar a comunicação eficiente entre os dispositivos envolvidos e garantir a ativação das válvulas e propulsores de maneira coordenada Para isso o sistema desenvolvido utiliza a plataforma CODESYS para controle lógico programável e o software Elipse E3 como supervisório permitindo a aquisição de dados em tempo real e a tomada de decisões automatizada reduzindo a necessidade de intervenções manuais Além disso a comunicação entre os dispositivos é baseada no protocolo Modbus TCP que assegura uma transmissão confiável de informações Dentre as funcionalidades essenciais de um sistema SCADA para esse tipo de aplicação destacamse a supervisão do nível de material nos silos o controle do acionamento de válvulas desviadoras e propulsores a geração de alarmes para falhas operacionais e a comunicação eficiente com o CLP Controlador Lógico Programável Segundo Bolton 2015 sistemas SCADA desempenham um papel crucial na monitorização e automação de processos industriais possibilitando maior eficiência e segurança operacional Além disso a norma IEC 611313 que define padrões para programação de CLPs orienta o desenvolvimento de sistemas de controle estruturados e confiáveis garantindo a interoperabilidade entre dispositivos industriais IEC 2013 O presente projeto tem como objetivo geral desenvolver um sistema automatizado para supervisão e controle do transporte pneumático de areia 2 otimizando o processo de movimentação do material desde sua extração até os silos de armazenamento A implementação da solução permitirá um gerenciamento mais eficiente e seguro alinhado às melhores práticas da automação industrial 2 OBJETIVOS 21 Objetivo Geral Desenvolver um sistema SCADA personalizado para o transporte pneumático de areia integrando comunicação eficiente interface gráfica intuitiva e geração de relatórios operacionais visando aprimorar a supervisão e controle do processo de movimentação do material na empresa TranspoAreia Ltda 22 Objetivos Específicos Configurar a comunicação entre os dispositivos industriais via protocolo Modbus TCP garantindo a troca confiável de informações entre o CLP Controlador Lógico Programável e o supervisório Elipse E3 Implementar telas interativas no sistema SCADA incluindo gráficos de tendências alarmes operacionais histórico de variáveis e status em tempo real do transporte pneumático Desenvolver scripts para automação da coleta e armazenamento de dados operacionais permitindo a otimização da supervisão e reduzindo a necessidade de intervenções manuais Gerar relatórios detalhados sobre produção falhas no sistema níveis de material nos silos e eficiência do transporte facilitando a análise de desempenho e a tomada de decisões estratégicas 3 APLICAÇÃO E METODOLOGIA 31 Contexto da Aplicação O presente projeto tem como cenário industrial a movimentação automatizada de areia em uma planta de transporte pneumático operada pela empresa TranspoAreia Ltda O sistema desenvolvido busca otimizar o transporte do material desde a extração até os silos de estocagem garantindo eficiência operacional e minimizando desperdícios O transporte pneumático é amplamente utilizado na construção civil metalurgia e indústrias de vidro pois permite a movimentação rápida e controlada de materiais particulados sem a necessidade de transportadores mecânicos convencionais como correias ou roscas transportadoras A solução SCADA desenvolvida possibilita a supervisão em tempo real da movimentação da areia monitorando o status dos propulsores válvulas desviadoras e sensores de nível nos silos além de permitir intervenções remotas para ajuste de operação A Figura 1 Anexo I apresenta um diagrama simplificado do sistema ilustrando os principais componentes como tremonhas tubulações válvulas de desvio propulsores e silos de armazenamento bem como a interligação entre os dispositivos controlados pelo CLP Controlador Lógico Programável e supervisionados pelo Elipse E3 3 32 Metodologia de Desenvolvimento O desenvolvimento do sistema seguiu um ciclo estruturado em quatro etapas principais 1 Definição de Requisitos o Levantamento das necessidades operacionais do transporte pneumático de areia o Identificação das variáveis monitoradas e controladas pelo sistema SCADA o Seleção do protocolo de comunicação adequado para integração entre os dispositivos 2 Configuração de HardwareSoftware o Configuração do CLP na plataforma CODESYS incluindo entradassaídas digitais e analógicas o Parametrização do driver Modbus TCPIP no Elipse E3 garantindo comunicação eficiente entre supervisório e CLP o Estruturação da interface gráfica SCADA contendo telas para monitoramento controle de válvulas e geração de alarmes 3 Programação de Scripts o Implementação de lógica ladder no CODESYS para controle das válvulas e propulsores o Desenvolvimento de scripts no Elipse E3 para coleta de dados geração de relatórios automáticos e armazenamento de históricos 4 Testes e Validação o Simulação do funcionamento do sistema para verificação da lógica de controle o Ajustes na parametrização do protocolo Modbus TCP para otimizar a comunicação entre CLP e supervisório o Avaliação do desempenho da interface SCADA garantindo que os operadores possam interagir intuitivamente com o sistema 4 4 MATERIAIS E CONFIGURAÇÕES 41 Recursos Utilizados Software SCADA Elipse E3 versão 56 utilizado para supervisão monitoramento e controle remoto do sistema de transporte pneumático de areia permitindo a visualização em tempo real dos níveis dos silos status dos propulsores e acionamento das válvulas desviadoras Hardware CLP CODESYS compatível com protocolo Modbus TCPIP responsável pelo controle lógico do sistema incluindo acionamento de válvulas sensores e propulsores Sensores Sensores de nível ultrassônicos utilizados para monitoramento dos níveis de areia nos silos evitando transbordamentos ou falta de material Atuadores Válvulas pneumáticas desviadoras e propulsores pneumáticos controlam a movimentação da areia dentro do sistema garantindo um fluxo eficiente e seguro Protocolos de Comunicação Modbus TCPIP utilizado para comunicação entre o CLP CODESYS e o supervisório Elipse E3 garantindo troca de informações em tempo real Endereço IP fixo para o CLP configurado como servidor Modbus TCP Porta de comunicação padrão 502 seguindo as normas do protocolo Modbus TCP Mapeamento de registradores o MW Memória de Retenção Armazena variáveis do sistema como estado das válvulas e níveis dos silos o QX Saídas Digitais Comanda acionamentos de válvulas desviadoras e propulsores o IX Entradas Digitais Lê estados de sensores de nível e detecção de material Scripts Utilizados 5 Linguagem VBScript Visual Basic Script embutido no Elipse E3 Finalidade o Automação da geração de relatórios com dados de produção e falhas operacionais o Criação de lógicas avançadas para controle do transporte pneumático como acionamento condicional dos propulsores e gerenciamento inteligente de silos o Implementação de alarmes operacionais alertando para situações como silos cheios falha na comunicação e obstrução de válvulas 42 Evidências Técnicas Obrigatórias Anexo II Prints das telas de configuração de tags e data sources e data points Anexo III Códigofonte dos scripts comentados Anexo IV Arquitetura SCADA 5 DESENVOLVIMENTO DO SISTEMA 51 Interface Gráfica A interface gráfica do Sistema SCADA para Transporte Pneumático de Areia foi desenvolvida no Elipse E3 garantindo uma supervisão intuitiva e eficiente do processo industrial As telas criadas permitem o monitoramento em tempo real dos componentes do sistema incluindo propulsores válvulas desviadoras sensores de nível dos silos e status da comunicação Tela Principal Dashboard de Supervisão A Figura 2 Anexo V apresenta o dashboard principal que fornece uma visão geral do sistema exibindo o estado dos silos propulsores e válvulas pneumáticas Elementos Interativos da Tela Principal Indicadores gráficos dos silos Mostram o nível de areia armazenada com cores distintas para representar silo cheio em operação ou vazio Botões para acionamento remoto Permitem ligar e desligar propulsores e válvulas desviadoras otimizando o fluxo de transporte da areia Alarmes visuais e sonoros Alertas para transbordamento de silos falha de comunicação ou erro no acionamento das válvulas 6 Gráfico de tendência de variáveis Exibe histórico do nível de areia nos silos e status dos propulsores facilitando a análise de desempenho Indicadores de status da comunicação Modbus TCP Mostram se há falha na troca de dados entre o CLP e o supervisório permitindo rápida detecção de problemas Tela de Alarmes A tela de alarmes exibe notificações em tempo real para eventos críticos do sistema destacando Silos Cheios Indicação de que a capacidade máxima foi atingida exigindo interrupção do transporte de areia Falha no Propulsor Notificação de erro no acionamento ou parada inesperada do sistema Perda de Comunicação Alertas quando há falha na conexão entre o CLP e o Elipse E3 via Modbus TCP Tela de Relatórios Foi criada uma tela específica para geração e exportação de relatórios permitindo que os operadores analisem Histórico de produção Quantidade de areia transportada ao longo do tempo Eventos críticos Registro de falhas acionamentos manuais e paradas do sistema 52 Funcionalidades Implementadas O Sistema SCADA para Transporte Pneumático de Areia desenvolvido no Elipse E3 incorpora diversas funcionalidades que garantem monitoramento em tempo real controle remoto e análise de desempenho do processo industrial As principais funcionalidades implementadas incluem Sistema de Alarmes O sistema de alarmes classifica os eventos críticos garantindo que os operadores possam responder adequadamente a cada situação 7 o Alarme Crítico Vermelho Indica falha grave no sistema como silo cheio com risco de transbordamento ou perda de comunicação com o CLP Exige ação imediata Gráficos de Tendência para Pressão e Nível dos Silos Foram implementados gráficos de tendência para variáveis operacionais críticas permitindo o acompanhamento contínuo do desempenho do sistema o Pressão nos propulsores Monitora a eficiência do transporte pneumático garantindo que a areia seja movimentada corretamente sem obstruções nas tubulações o Nível dos silos Acompanhamento em tempo real dos níveis de areia evitando sobrecargas e otimizando o abastecimento o Estado das válvulas pneumáticas Registra a frequência de acionamento e possíveis falhas auxiliando na manutenção preventiva 6 RESULTADOS E ANÁLISE 61 Testes Realizados Para validar a eficiência e confiabilidade do Sistema SCADA para Transporte Pneumático de Areia foram realizados testes de desempenho considerando diferentes protocolos de comunicação industrial Modbus TCP OPC UA e MQTT Os testes avaliaram tempo de resposta taxa de perda de pacotes latência média tempo de reconexão consumo de CPU e consumo de memória Protocolo Tempo de Resposta ms Taxa de Perda de Pacotes Latência Média ms Tempo de Reconexão ms Consumo de CPU Consumo de Memória MB Modbus TCP 13127 429 4775 141542 1981 31631 OPC UA 18833 168 8533 198522 1565 43192 MQTT 14071 384 14597 14750 2306 47305 Na versão Demo do Elipse E3 a funcionalidade de geração automática de relatórios está desativada o que impede a criação e exportação de registros detalhados de produção falhas e eficiência operacional diretamente pelo SCADA Esse tipo de limitação ocorre porque a versão gratuita do software é voltada para testes e aprendizado restringindo algumas funcionalidades essenciais utilizadas em ambientes industriais 8 Além disso a versão Demo possui um tempo de execução limitado a 2 horas o que exige reinicializações frequentes dificultando a coleta contínua de dados operacionais Outra limitação relevante é a quantidade reduzida de tags disponíveis para comunicação o que pode comprometer o monitoramento de sistemas complexos Nesta parte será apresentado o desenvolvimento do sistema de automação para o transporte pneumático de areia destacando a estruturação do código na plataforma CODESYS e a configuração da comunicação pelo protocolo Modbus entre os equipamentos e o supervisório Elipse E3 Serão descritas as lógicas utilizadas para o controle dos propulsores válvulas de desvio e sensores bem como o processo de coleta e transmissão de dados para o sistema supervisório A conexão entre o controlador e o supervisório será ajustada para assegurar uma troca de informações eficiente permitindo o acompanhamento e a operação do sistema de forma confiável e precisa 21 Seleção de Silos A escolha dos silos no sistema é feita por meio de um comparador de igualdade EQ que verifica se a variável SELSILO corresponde ao número do silo selecionado Quando essa condição é atendida a saída correspondente ao silo é acionada O código segue uma lógica bem definida onde a variável SELSILO determina qual silo receberá o material Inicialmente um bloco de comparação EQ verifica se SELSILO tem o valor 0 o que indica que nenhum silo foi escolhido representando a condição denominada SiloNULL Para cada silo há um bloco de verificação que confere se SELSILO equivale ao número específico do silo correspondente Quando essa verificação é verdadeira uma operação lógica do tipo AND checa simultaneamente se o nível do silo SiloXHH aponta que ele já está cheio Se ambas as condições forem satisfeitas o sinal SiloXCheio é ativado Esse procedimento garante que o abastecimento ocorra apenas nos silos adequados impedindo que o material seja direcionado para um silo já cheio Imagem 2 Seleção de Silos 9 Fonte Próprio Autor O bloqueio do silo cheio é um recurso programado para impedir a movimentação da areia quando a capacidade máxima do silo for atingida A variável SELSILO define qual silo será abastecido e é comparada a valores predefinidos por meio de operadores de igualdade EQ Para cada silo existe uma condição lógica baseada em uma operação AND que verifica simultaneamente se o silo foi escolhido SELSILO X e se seu nível máximo foi alcançado SiloXHH Quando essas duas condições são verdadeiras a ativação do nível SiloXHH confirma que o silo está cheio e o resultado da operação AND aciona o sinal SiloXCheio impedindo a continuidade do transporte de areia para esse silo Esse bloqueio evita que o material seja direcionado a um silo que já está em sua capacidade total prevenindo problemas como transbordamento de areia no ambiente industrial minimizando desperdícios e eliminando possíveis riscos de acidentes Além disso protege o sistema pneumático contra condições inadequadas de funcionamento reduzindo a ocorrência de falhas e desgastes prematuros nos componentes O bloqueio automático do transporte contribui para a diminuição da necessidade de manutenções corretivas garantindo maior eficiência e continuidade na operação Com a implementação desse controle no CODESYS e sua supervisão pelo Elipse E3 o gerenciamento do transporte pneumático de areia ocorre de maneira estruturada evitando falhas que possam comprometer o desempenho produtivo 12Seleção das Válvulas Imagem 3 Leds indicando Valvulas A escolha das válvulas no sistema é controlada por meio de operadores lógicos OR e AND aliados aos comandos SET e RESET Esse gerenciamento garante que apenas uma válvula de cada par A e B seja ativada por vez evitando acionamentos simultâneos Essa abordagem assegura que o fluxo no sistema pneumático seja direcionado corretamente prevenindo interferências no transporte do material O operador OR 1 é empregado para verificar se ao menos um dos silos está em funcionamento Caso algum deles como Silo8 ou Silo9 esteja ativo a válvula correspondente poderá ser acionada Essa verificação garante que a válvula será ativada apenas quando houver necessidade de abastecimento Após essa validação inicial o operador AND entra em ação para assegurar que a válvula só será acionada se a condição anterior for verdadeira e se o trajeto selecionado SELCAMINHO for compatível com o esperado Isso evita ativações indevidas das válvulas e impede erros na distribuição do material 10 O acionamento e desativação das válvulas são realizados por meio do bloco SETRESET SR O comando SET liga a válvula correspondente como a VD3B enquanto o comando RESET desativa a válvula oposta garantindo que somente uma das duas esteja ativa em um determinado instante Esse mecanismo evita que ambas sejam acionadas ao mesmo tempo o que poderia comprometer o direcionamento adequado da areia no sistema pneumático Assim ao ativar VD3B a válvula VD3A é automaticamente desligada eliminando possíveis conflitos operacionais A lógica de controle também inclui uma verificação condicional que assegura que uma válvula só será acionada se todas as condições prévias forem atendidas Isso mantém um fluxo ordenado no sistema garantindo que cada etapa ocorra na sequência correta e evitando acionamentos incorretos simultâneos Essa estratégia impede falhas operacionais e garante que o material seja conduzido corretamente ao silo desejado A implementação do SETRESET previne a sobreposição de comandos minimizando o risco de bloqueios e otimizando o transporte pneumático da areia 13Comunicação Imagem 4 Parametrização das IOs Fonte Próprio Autor 11 A comunicação Modbus TCP entre o CODESYS e o Elipse E3 viabiliza a conexão entre o CLP Controlador Lógico Programável e o sistema supervisório permitindo a supervisão e o gerenciamento remoto do transporte pneumático de areia Essa troca de dados ocorre utilizando o protocolo Modbus TCPIP que se baseia em uma rede Ethernet para a transmissão de informações entre equipamentos industriais O protocolo Modbus TCP é estruturado de forma que o CODESYS opere como um servidor Modbus TCP disponibilizando registros de memória que armazenam o estado das variáveis do processo como sensores válvulas e propulsores O Elipse E3 atuando como cliente Modbus TCP acessa esses dados por meio de requisições possibilitando a visualização e leitura das informações na interface do supervisório Além de monitorar os valores das variáveis o Elipse E3 também pode enviar comandos para o CLP permitindo o acionamento e desligamento de dispositivos como propulsores e válvulas A configuração do servidor Modbus no CODESYS exige a parametrização do dispositivo ModbusTCPServerDevice Nessa etapa a porta padrão de comunicação é definida como 502 conforme o protocolo Modbus TCP Os registros de retenção MW são programados para armazenar dados variáveis enquanto os registros de entrada QW são designados para valores de leitura Já as bobinas IX QX são destinadas ao gerenciamento de bits associados às entradas e saídas digitais O mapeamento de dados tem início no endereço 0 garantindo que o Elipse E3 consiga acessar as variáveis corretamente No Elipse E3 a comunicação com o CODESYS é estabelecida através da adição de um Driver Modbus TCPIP Para realizar essa configuração é necessário definir o endereço IP do CLP no driver do Elipse E3 e especificar a porta 502 para a comunicação A partir dessa configuração são criadas tags que referenciam os registros do CLP Por exemplo se um sensor de nível estiver alocado no endereço MW0 o Elipse E3 acessará esse dado no registro de retenção 0 do Modbus Da mesma forma uma válvula configurada em QX00 será identificada pelo supervisório no mapeamento de bobinas Com a comunicação devidamente estabelecida o Elipse E3 pode monitorar em tempo real os sensores de nível e o status dos propulsores O sistema também possibilita o envio de comandos para ativação e desativação de válvulas e transportadores além da geração de alarmes para situações críticas como quando um silo atinge sua capacidade máxima SILOCHEIO ou apresenta um nível reduzido de material SILOAREIALL A integração entre o CODESYS e o Elipse E3 por meio do protocolo Modbus TCP permite um acompanhamento contínuo e um gerenciamento remoto eficiente do transporte pneumático de areia Esse processo promove um nível mais avançado de automação otimizando o desempenho do sistema e garantindo a execução confiável de suas operações industriais 14Lógica dos Silos 12 Imagem 4 Silos com Nível Fonte Próprio Autor O controle de nível no sistema é responsável por supervisionar a quantidade de material presente nos silos utilizando blocos de comparação para identificar limites críticos e assegurar o funcionamento adequado do transporte pneumático de areia A identificação de níveis máximo e mínimo é realizada por meio de operadores lógicos GT Greater Than Maior Que e LT Less Than Menor Que permitindo o disparo de alarmes e o gerenciamento do abastecimento conforme a demanda operacional A detecção de nível elevado é conduzida pelo bloco GT que compara o valor obtido pelo sensor de nível dos silos SILOAREIA1 e SILOAREIA2 com um limite equivalente a 80 da capacidade total do silo Caso o nível do material ultrapasse esse ponto a saída correspondente SILOAREIA1HH ou SILOAREIA2HH é ativada Esse acionamento indica que o silo está próximo do limite máximo de armazenamento e pode ser utilizado como um critério para suspender o abastecimento evitando transbordamentos e desperdícios de material A detecção de nível reduzido segue um princípio similar porém utilizando o bloco LT que compara a leitura do sensor com um valor mínimo fixado em 10 da 13 capacidade do silo Quando o nível de areia cai abaixo desse limite a saída SILOAREIA1LL é ativada indicando que a quantidade de material no silo está baixa Esse sinal pode ser utilizado para acionar o sistema de transporte pneumático garantindo que o reabastecimento ocorra antes que o silo se esvazie completamente e que a operação seja prejudicada por falta de material 14 15Driver ModBus A configuração do Driver Modbus TCP no Elipse E3 permite a comunicação entre o sistema supervisório SCADA e o CLP possibilitando a leitura e a gravação de variáveis no sistema através do protocolo Modbus TCP Esse recurso viabiliza o monitoramento e o controle remoto do transporte pneumático de areia garantindo a interação eficiente entre os dispositivos industriais Na tela de configuração do driver Modicon Modbus v3136 são definidos os principais parâmetros para a operação do protocolo No campo Modo de Comunicação Protocol Options a opção Modbus Mode é ajustada para ModbusTCP indicando que a transmissão dos dados ocorrerá via TCPIP O tamanho máximo da Unidade de Dados do Protocolo PDU é fixado em 253 bytes assegurando compatibilidade com os pacotes de comunicação No campo de Endereçamento dos Dados Data Address Model Offset a opção Data is addressed from 0 é ativada garantindo que registros e bobinas sejam referenciados a partir do endereço 0 enquanto a opção Data is addressed from 1 permanece desativada pois alguns dispositivos utilizam endereçamento começando de 1 Na configuração do escravo Modbus o endereço padrão do CLP é definido como 1 Default Slave Address 1 assegurando que todas as requisições do cliente sejam direcionadas corretamente ao equipamento Em Opções de Tratamento de Erros Error Handling Options a funcionalidade Wait Silence on error é ativada permitindo que o driver aguarde um tempo de inatividade antes de reenviar comandos em caso de falha na comunicação A opção Reconnect after Timeout Ethernet only não está ativada mas pode ser habilitada para permitir reconexões automáticas em caso de perda de comunicação A tabela de configuração de variáveis no Elipse E3 define os parâmetros de leitura e escrita que serão utilizados na comunicação com o CLP Cada variável tem um identificador único no sistema supervisório vinculado a um endereço Modbus correspondente Os campos P1P2P3N1N2N3B3 são utilizados para definir o mapeamento da variável garantindo a correta associação entre os registros do CLP e os dados do supervisório Além disso há uma configuração específica para determinar se a variável pode ser apenas lida ou também escrita LeituraEscrita além de ajustes de escala e limites assegurando que os valores sejam corretamente interpretados e exibidos na interface gráfica do Elipse E3 A comunicação entre os dispositivos ocorre em três estágios fundamentais O Elipse E3 atuando como cliente Modbus TCP envia requisições ao CLP que funciona como servidor Modbus TCP solicitando a leitura ou a escrita de informações O CLP processa essas requisições e retorna os dados armazenados nos registros que são então atualizados no supervisório As variáveis do CLP são associadas a elementos visuais na interface do Elipse E3 permitindo que os operadores monitorem e controlem o sistema em tempo real No contexto do sistema de transporte pneumático de areia essa configuração permite o monitoramento dos sensores incluindo nível de areia nos silos estado dos propulsores e válvulas desviadoras Além disso possibilita o acionamento remoto de equipamentos permitindo ligar e desligar propulsores e válvulas diretamente pelo supervisório A comunicação também possibilita a geração de alarmes operacionais como alertas para sobrecarga de silos ou falhas no sistema Essa configuração garante a integração eficiente entre o CLP e o supervisório permitindo uma automação completa do processo Com isso os operadores têm acesso às informações do sistema em tempo real podendo tomar 15 decisões rapidamente para garantir o funcionamento adequado do transporte pneumático de areia 16 Imagem 5 Parametrização Driver Elipse E3 17 26 Propulsor Imagem 6 Propulsor Fonte Próprio Autor O acionamento do propulsor no sistema de movimentação pneumática de areia é controlado por uma lógica implementada em rede ladder assegurando que a operação ocorra somente quando houver demanda e condições apropriadas para o transporte O funcionamento do propulsor depende de critérios que garantem a continuidade do fluxo de material e previnem falhas operacionais Para que o propulsor seja ativado PROPULSORXTRANSPORTANDO algumas condições precisam ser atendidas O ciclo correspondente CICLOX deve estar ativo certificando que o propulsor só entre em operação mediante uma solicitação válida de transporte Além disso o nível do silo de origem PROPXLVHH deve estar elevado garantindo que haja material suficiente para movimentação evitando que o propulsor funcione sem carga Outro requisito essencial é que o nível do silo de destino PROPXLVLL esteja baixo possibilitando que o material transportado seja armazenado corretamente e evitando sobrecarga no silo de destino O desligamento do propulsor ocorre automaticamente quando certas condições são atingidas Caso o nível baixo do silo de origem PROPXLVLL seja detectado o propulsor é imediatamente desativado para impedir transporte sem material Além disso a ativação da variável PROPXVD que pode estar associada a uma válvula ou um comando externo pode interromper o funcionamento do propulsor sempre que necessário A implementação dessa lógica tem o propósito de evitar falhas no transporte assegurando que o propulsor opere apenas quando houver material disponível no silo de origem e espaço livre no silo de destino Isso promove segurança operacional evitando deslocamentos desnecessários de areia e prevenindo sobrecarga dos silos Além disso o acionamento automático do propulsor melhora a 18 eficiência do transporte mantendo um fluxo contínuo e reduzindo a necessidade de intervenções manuais Com esse controle o sistema pneumático de transporte de areia funciona de maneira organizada e confiável minimizando desperdícios reduzindo a probabilidade de falhas e garantindo um processo eficiente e contínuo 62 Discussão Crítica Comparação entre Resultados Esperados e Obtidos Os resultados indicam que Modbus TCP apresentou o melhor tempo de resposta 13127ms enquanto OPC UA teve menor taxa de perda de pacotes 168 indicando maior estabilidade No entanto MQTT apresentou maior latência 14597ms o que pode impactar aplicações que exigem respostas rápidas Dificuldades Técnicas e Soluções 1 Atraso na Comunicação Modbus TCP Problema Pequeno aumento no tempo de resposta e reconexão Solução Ajuste do timeout de comunicação no Elipse E3 para reduzir o tempo de espera e reconectar mais rapidamente 2 Falsos Positivos nos Alarmes Problema Alarmes eram ativados indevidamente por variações bruscas nos sensores Solução Implementação de histerese nas leituras evitando acionamentos desnecessários 3 Consumo Elevado de Recursos no MQTT Problema Alto uso de memória e CPU impactando o desempenho do SCADA Solução Otimização do envio de pacotes e ajuste na frequência de atualização das variáveis Sugestões de Melhorias 1 Implementação de Redundância na Comunicação Utilizar um segundo canal de comunicação via OPC UA para evitar falhas completas no Modbus TCP 2 Otimização da Geração de Relatórios Redução do tamanho dos arquivos de logs e implementação de compressão de dados 3 Expansão do Sistema de Alarmes Integração de notificações via email e SMS para alertas remotos 7 CONCLUSÃO O desenvolvimento do Sistema SCADA para Transporte Pneumático de Areia demonstrou a viabilidade e eficiência da automação industrial permitindo monitoramento remoto controle de equipamentos e geração de relatórios operacionais Contribuição do Projeto para o Aprendizado em SCADA Este projeto possibilitou a aplicação prática de conceitos de automação industrial comunicação Modbus e supervisão SCADA reforçando a importância da integração entre hardware e software para controle de processos industriais 19 Aplicabilidade Industrial da Solução A solução desenvolvida pode ser aplicada em setores que utilizam transporte pneumático de materiais particulados como indústrias de cimento metalurgia e vidro proporcionando maior eficiência redução de desperdícios e segurança operacional Lições Aprendidas Importância da escolha do protocolo de comunicação para garantir rapidez e confiabilidade na transmissão de dados Necessidade de redundância na comunicação para evitar falhas completas no sistema Otimização dos recursos computacionais para melhorar o desempenho do supervisório e reduzir o consumo de CPU e memória 8 REFERÊNCIAS Liste em normas ABNT manuais do software livros da disciplina artigos técnicos ANEXOS OBRIGATÓRIOS I Diagrama do Processo Figura 1 Título 20 II Configuração de TagsData Sources Figura 1 Título 21 Obs Cada PDF de cada Lógica estará em anexo por fora deste arquivo III Scripts Comentados Obs Cada PDF de cada Lógica estará em anexo por fora deste arquivo Figura 1 Título PROGRAMA CicloTransporte VAR TOF116S3 TOF1 DEFSEL TIME 16s03 TOF11M30 TOF1 TOPSIGA1 BOOL TOPDESL BOOL TOF1DES TOF1 TOF1DES1 TOF1 TOF1MASK BOOL PROP31 BOOL PROP30 BOOL ENDVAR IV Arquitetura SCADA 23 V Telas do Sistema Figura 1 Título 24 Fonte Próprio Autor Figura 1 Título Fonte Próprio Autor VII Arquivos do Projeto txt ou json Lista de variáveis globais GVL AlunoV1project Page 1 of 2 18032025 0919 1 attribute qualifiedonly 2 VARGLOBAL 3 LIGACICLO1 BOOL 0 4 LIGACICLO2 BOOL 0 5 LIGACICLO3 BOOL 0 6 7 CICLO1 BOOL 0 8 CICLO2 BOOL 0 9 CICLO3 BOOL 0 10 11 PROP1TRANSP BOOL 0 12 PROP2TRANSP BOOL 0 13 PROP3TRANSP BOOL 0 14 15 PROP1ENCHE BOOL 0 16 PROP2ENCHE BOOL 0 17 PROP3ENCHE BOOL 0 18 19 ALARMES 20 SILOSELELVLL BOOL 0 21 22 CONTROLE 23 PROP1LV INT 0 24 PROP2LV INT 0 25 PROP3LV INT 0 26 27 PROP1LVLL BOOL 0 28 PROP2LVLL BOOL 0 29 PROP3LVLL BOOL 0 30 31 PROP1LVHH BOOL 0 32 PROP2LVHH BOOL 0 33 PROP3LVHH BOOL 0 34 35 VÁLVULAS SAIDAS 36 PROP1VALV1 BOOL 0 37 PROP1VALV2 BOOL 0 38 39 PROP2VALV1 BOOL 0 40 PROP2VALV2 BOOL 0 41 42 PROP3VALV1 BOOL 0 43 PROP3VALV2 BOOL 0 44 45 PROP1VD BOOL 0 46 PROP2VD BOOL 0 47 PROP3VD BOOL 0 48 PROP3VD2 BOOL 0 49 50 SELCAMINHO BOOL 51 NoSelection BOOL 52 SiloCheio BOOL 53 54 SILOAREIA1 INT 0 55 SILOAREIA2 INT 0 56 57 SILOAREIA1HH BOOL 0 Lista de variáveis globais GVL AlunoV1project Page 2 of 2 18032025 0919 58 SILOAREIA2HH BOOL 0 59 60 SILOAREIA1LL BOOL 0 61 SILOAREIA2LL BOOL 0 62 63 SILOAREIALL BOOL 0 64 ENDVAR 65 POU CicloTransporte AlunoV1project Page 1 of 2 18032025 0921 1 PROGRAM CicloTransporte 2 VAR 3 4 TOF1LIGA TOF 5 DEZSEC TIME T10S 6 TOF2LIGA TOF 7 TOF3LIGA TOF 8 TOF2DES TOF 9 TOF1DES TOF 10 TOF3DES TOF 11 PROP1VD BOOL 12 PROP2VD BOOL 13 ENDVAR 14 1 GVLLIGACICLO1 GVLCICLO2 GVLCICLO3 GVLNoSelection GVLSiloCheio GVLSILOAREIALL GVLCICLO1 2 GVLLIGACICLO2 GVLCICLO1 GVLCICLO3 GVLNoSelection GVLSiloCheio GVLSILOAREIALL GVLCICLO2 3 GVLLIGACICLO3 GVLCICLO2 GVLCICLO1 GVLNoSelection GVLSiloCheio GVLCICLO3 4 5 GVLSILOAREIA1 80 GT EN ENO GVLSILOAREIA1HH 6 GVLSILOAREIA2 80 GT EN ENO GVLSILOAREIA2HH 7 GVLSILOAREIA1 10 LT EN ENO GVLSILOAREIA1LL 8 GVLSILOAREIA2 10 LT EN ENO GVLSILOAREIA2LL 9 10 GVLSILOAREIA1LL GVLSILOAREIA1LL GVLSILOAREIALL 11 CONTROLE GVLPROP1LV 80 GT EN ENO GVLPROP1LVHH 12 GT EN ENO POU CicloTransporte AlunoV1project Page 2 of 2 18032025 0921 GVLPROP2LV 80 GVLPROP2LVHH 13 GVLPROP3LV 80 GT EN ENO GVLPROP3LVHH 14 CONTROLE GVLPROP1LV 10 LT EN ENO GVLPROP1LVLL 15 GVLPROP2LV 10 LT EN ENO GVLPROP2LVLL 16 GVLPROP3LV 10 LT EN ENO GVLPROP3LVLL 17 18 GVLCICLO1 GVLPROP1LVHH GVLPROP1TRANSP GVLPROP1LVLL GVLPROP1TRANSP GVLPROP1VD 19 GVLCICLO2 GVLPROP2LVHH GVLPROP2LVLL GVLPROP2LVLL GVLPROP2TRANSP GVLPROP2VD 20 GVLCICLO3 GVLPROP3LVHH GVLPROP3TRANSP GVLPROP3LVLL GVLPROP3TRANSP GVLPROP3VD 21 GVLPROP2VD GVLPROP1VD GVLSELCAMINHO GVLPROP3VD2 22 GVLCICLO2 GVLPROP2TRANSP GVLPROP2ENCHE 23 GVLCICLO1 GVLPROP1TRANSP GVLPROP1ENCHE 24 GVLCICLO3 GVLPROP3TRANSP GVLPROP3ENCHE 25 26 Dispositivo ModbusTCPServerDevice AlunoV1project Page 1 of 3 18032025 1322 Modbus TCP Server Device Parâmetros Parâmetros Nome Tipo Valor Valor Padrão Unidade Descrição Timeout DINT500200000 0 0 Configuration of the TimeOut InputAssemblySize UINT24096 10 10 Configure the size of the Ioscanner register OutputAssemblySize UINT24096 10 10 Configure the size of the Ioscanner register Port UINT 502 502 Port where the Server is listening for requests BindPort BOOL FALSE FALSE Bind Mdobus port to IP address of specified ethernet adaper OptimizationOn BOOL TRUE TRUE the driver optimizes the io update UpdateableHolding BOOL FALSE FALSE Holding Registers as Q data for local update by application DistinctBitAreas BOOL TRUE FALSE Coils and Discrete Inputs data blocks get their own IOMapping Coils Size UINT 100 0 Number of Coils Discrete Inputs Size UINT 100 0 Number of Discrete Inputs StartAdresses Start Addresses of Modbus Data Areas Coils UINT 0 0 DiscreteInputs UINT 0 0 HoldingRegister UINT 0 0 InputRegister UINT 0 0 Data Model Options UDINT 0 0 0 default 1 Holding and InputRegister Data Areas overlay CloseTCPsocketAtTimeo ut BOOL TRUE TRUE Close TCPsocket at timeout SerialGatewayEnabled BOOL FALSE FALSE ComPort USINT 1 1 COM port number to use for the serial communication Baudrate Enumeration of UDINT 9600 9600 Baudrate of the serial port Status Devices status information Version UDINT 1 1 Connections UDINT Number of active TCP Client Connections TCPPort Status Enumeration of UDINT Current State of TCP Port Request Counter UDINT Total number of incomming client requests Modbus Exception Counter UDINT Number of Request that have been rejected with Exception Code Serial Gateway Active BOOL TCPSerial gateway function is enabled align BYTE Dispositivo ModbusTCPServerDevice AlunoV1project Page 2 of 3 18032025 1322 align BYTE align BYTE COMPort Status Enumeration of UDINT Current State of COM Port Request Counter UDINT Number of forwarded requests Error Counter UDINT Number of failed forwarded requests Timeout DINT500200000 2000 2000 Actual value of the TimeOut configured InputAssemblySize UINT24096 10 10 Actual value of the size of the assembly OutputAssemblySize UINT24096 10 10 Actual value of the size of the assembly Port UINT 502 502 Current Port where the Server is listening for requests UnitID BYTE 0 0 Current UnitID of the Server optional ConfigVersion UDINT 1603051000 1603051000 Modbus TCP Server Device Mapeamento de ES Parâmetros de entrada Mapeamento Canal Endereço Tipo Unidade Descrição Palavra1 Entradas0 IW0 WORD ApplicationPLCPRGSilo1HH Bit0 BOOL ApplicationPLCPRGSilo2HH Bit1 BOOL ApplicationPLCPRGSilo3HH Bit2 BOOL ApplicationPLCPRGSilo4HH Bit3 BOOL ApplicationPLCPRGSilo5HH Bit4 BOOL ApplicationPLCPRGSilo6HH Bit5 BOOL ApplicationPLCPRGSilo7HH Bit6 BOOL ApplicationPLCPRGSilo8HH Bit7 BOOL ApplicationPLCPRGSilo9HH Bit0 BOOL ApplicationPLCPRGSilo10HH Bit1 BOOL ApplicationPLCPRGSilo11HH Bit2 BOOL Parâmetro de saída Mapeamento Canal Endereço Tipo Unidade Descrição ApplicationPLCPRGVD1A Bit0 BOOL ApplicationPLCPRGVD2A Bit1 BOOL ApplicationPLCPRGVD3A Bit2 BOOL ApplicationPLCPRGVD4A Bit3 BOOL ApplicationPLCPRGVD5A Bit4 BOOL ApplicationPLCPRGVD6A Bit5 BOOL ApplicationPLCPRGVD7A Bit6 BOOL ApplicationPLCPRGVD8A Bit7 BOOL ApplicationPLCPRGVD9A Bit8 BOOL ApplicationPLCPRGVD10A Bit9 BOOL ApplicationPLCPRGVD11A Bit10 BOOL ApplicationPLCPRGVD12A Bit11 BOOL ApplicationPLCPRGVD13A Bit12 BOOL ApplicationPLCPRGVD14A Bit13 BOOL ApplicationPLCPRGVD15A Bit14 BOOL ApplicationPLCPRGVD1A Bit0 BOOL ApplicationPLCPRGVD2A Bit1 BOOL ApplicationPLCPRGVD3A Bit2 BOOL Dispositivo ModbusTCPServerDevice AlunoV1project Page 3 of 3 18032025 1322 ApplicationPLCPRGVD4A Bit3 BOOL ApplicationPLCPRGVD5A Bit4 BOOL ApplicationPLCPRGVD6A Bit5 BOOL ApplicationPLCPRGVD7A Bit6 BOOL ApplicationPLCPRGVD8A Bit7 BOOL ApplicationPLCPRGVD9A Bit0 BOOL ApplicationPLCPRGVD10A Bit1 BOOL ApplicationPLCPRGVD11A Bit2 BOOL ApplicationPLCPRGVD12A Bit3 BOOL ApplicationPLCPRGVD13A Bit4 BOOL ApplicationPLCPRGVD14A Bit5 BOOL ApplicationPLCPRGVD15A Bit6 BOOL ApplicationPLCPRGVD1B Bit0 BOOL ApplicationPLCPRGVD2B Bit1 BOOL ApplicationPLCPRGVD3B Bit2 BOOL ApplicationPLCPRGVD4B Bit3 BOOL ApplicationPLCPRGVD5B Bit4 BOOL ApplicationPLCPRGVD6B Bit5 BOOL ApplicationPLCPRGVD7B Bit6 BOOL ApplicationPLCPRGVD8B Bit7 BOOL ApplicationPLCPRGVD9B Bit0 BOOL ApplicationPLCPRGVD10B Bit1 BOOL ApplicationPLCPRGVD11B Bit2 BOOL ApplicationPLCPRGVD12B Bit3 BOOL ApplicationPLCPRGVD13B Bit4 BOOL ApplicationPLCPRGVD14B Bit5 BOOL ApplicationPLCPRGVD15B Bit6 BOOL Objetos Comissão Eletrotécnica Internacional Variável Tipo ModbusTCPServerDevice IoDrvModbusTCPSlave Informações Nome ModbusTCP Server Device Fornecedor CODESYS Categorias Dispositivo escravo ModbusTCP Tipo 115 ID 0000 0002 Versão 4400 Número da ordem Descrição A device that works as a Modbus TCP Server Versão da configuração 35160