Arquitetura de Sistemas de Controle Automação Industrial - Power Point 2024

15 Arquitetura dos Sistemas de Controle Control System Architecture Architecture de Contrôle Commande LeittechnikArchitektur Arquitectura de los Sistemas de Control 2024 Automação Industrial Industrial Automation Automation Industrielle Industrielle Automation Prof Eng Eletr Luis Fernando Espinosa Cocian 220 15 Arquitetura dos Sistemas de Controle Sistemas de Automação COCIAN 15 Arquitetura dos Sistemas de Controle 1 Introdução 11 A automação e a sua importância 12 Exemplos de processos automatizados 13 Tipos de plantas e de controles 14 Hierarquia da Automação 15 Arquitetura do Sistema de Controle 320 15 Arquitetura dos Sistemas de Controle Sistemas de Automação COCIAN Princípios O sistema de controle é um sistema de comunicação que consiste de controladores e conexões A estrutura do sistema de controle dever refletir à da planta Idealmente cada unidade da planta deve ter o seu próprio controlador interagindo com os controladores da outra com unidades dedicadas espelhando as suas interações físicas Exemplo Airbus uma asa é entregue com todos os seus computadores 420 15 Arquitetura dos Sistemas de Controle Sistemas de Automação COCIAN Exemplo Controle de uma Planta de Geração de Energia Elétrica 1980 Os sistemas de controle parecem muito similares 520 15 Arquitetura dos Sistemas de Controle Sistemas de Automação COCIAN Barramentos e processadores nas plantas industriais Nodos de CLP multiprocessador fieldbus 30 m2 km Operator panel Mimic board planta plant Werk usine P disco Conjunto de processadores transdutores Estação de controle Bus de planta 500m 3 km inclui a rede de controle válvula termopar motor Desenhos do processo Base de dados do processo Registro posição Bus de retaguarda Bus de nodos Bus de estações de trabalho Bus de instrumentos painel mímica Bus de sensores IO diretamente acoplados Rede aberta WAN estação P P C IO MEM IO P P C P MEM BC estação M Bus de sensores 05 30 m 620 15 Arquitetura dos Sistemas de Controle Sistemas de Automação COCIAN Exemplo Sistema de gerenciamento da produção Controle de transporte da célula Controle da manufatura da célula Programação Manutenção Controle de qualidade Rede de planta Rede de chãodefábrica Planejamento da produção Controlador do robô Rede empresarial torno Veículo guiado por trilhos célula 720 15 Arquitetura dos Sistemas de Controle Sistemas de Automação COCIAN Planta com partes elétrica subestação e de processo ex químico Comunicação horizontal Servidor de Conectividade CN e roteador IEC 61850 servidor de conectividade Rede de planta Engenharia Bus local Rede da subestação Rede do processo interface IEDs CI871 Servidores controlador PI PB PI PB PI PB PI PB PI PB PI Process Interface MU Merging Unit PI PN PI PN PI PN PI PN PI PN PI PI PI PI PI PI PI MU PI MU Profibus Engenharia Engenharia Profinet RSTP LANs estão separadas não há direciona mento IP entre elas Comunicação vertical Estações de Trabalho Comunicação horizontal IED intelligent automated devcess 820 15 Arquitetura dos Sistemas de Controle Sistemas de Automação COCIAN Exemplo Arquitetura de uma processo de impressão MPS Managed Print Services Cada nível possui o seu próprio bus 920 15 Arquitetura dos Sistemas de Controle Sistemas de Automação COCIAN Exemplo ABB Industrial IT sistema redundante 3rd party controllers servers etc Serial OPC or fieldbus engineering workplace Field Bus Firewall Plant Network Intranet Field Bus Clientserver Network 3rd party application server application server aspect server Workplaces clients Enterprise Optimization clients Mobile Operator connectivity server Control Network Programmable Logic Controller AC 800C Redundant AC 800M touchscreen 1020 15 Arquitetura dos Sistemas de Controle Sistemas de Automação COCIAN Exemplo Honeywell TotalPlant 2003 mesma estrutura 1120 15 Arquitetura dos Sistemas de Controle Sistemas de Automação COCIAN A dimensão Internet exemplo Alstom 1220 15 Arquitetura dos Sistemas de Controle Sistemas de Automação COCIAN A dimensão wireless exemplo Schneider As estruturas permanecem porém sem os fios 1320 15 Arquitetura dos Sistemas de Controle Sistemas de Automação COCIAN Um projeto real de uma subestação Printer Server 1 Alarm and Event Printer 1 LA36W Fibre optic station bus LON in star configuration 4 x Star Coupler RER111 including redundant power supply GPS Master SAS570 Advanced Substation Automation System Operators Workstation 2 Operators Workstation 1 Global Position System FrontEnd Station Computer 1 FrontEnd Station Computer 2 Alarm and Event Printer 2 LA36W Redundant Station LAN TCPIP Printer Server 2 LANInterface to LV SCMS Engineering Workstation Disturbance Recorder Evalution Station to Central Station Manual Switch Bay control unit REC3164 Bay control unit REC3164 4 x 132kV Cable Line 1 x 132kV Bus Coupler Trafo Interlocking 132kV Common Alarm Differential protection RET3164 6 x 500RIO11 DI SACO64D4 Auxiliary alarm unit 3Ph and neutral OC SPAJ140C Bay control unit loose delivery 4 x 13211kV Transformer Feeder SPAJ110C Stand by earth fault overcurrent Prot SPAJ115C Restricted earth fault Protection Neutral earth fault Prot SPAJ110C SPAJ115C Restricted earth fault Protection 132kV Side 11kV Side 132kV BBP BFP BBPBFP Central unit REB500 10 x BBPBFP Bay unit REB500 Bay control unit REC3164 Bay control unit REC3164 AVR Tap Control AVR and tap control T1 type REGSys Fault Monitoring System Indactic I650 Coaxial cable Telephon Modem SACO64D4 Auxiliary alarm unit AVR and tap control T2 type REGSys Repeater loose delivery 1 x 500RIO11 DO Service Modem 132kV Modem NSK Fallback Switch LDCs Interface from Station Computer 2 IEC8705101 LDCs Interface from Station Computer 1 IEC8705101 AVR and tap control T3 type REGSys Line distance prot REL3164 AVR and tap control T4 type REGSys loose delivery loose delivery Bay control unit loose delivery HP Color Laserjet HP Color Laserjet EF and OC SPAJ110C 500RIO11 16DI Analog alarm unit SACO16A3 Station Alarm Unit Station Alarm Unit SPAJ110C SPAJ110C Earth fault overcurrent Prot Tertiary Earth fault Prot Repeater Control Protection Analog alarm unit SACO16A3 FMS Fault Monitoring System 10 x 132kV 4 x 11kV 1 x spare SACO16A3 R SPAU140C Synchro check SPAJ140C Phase and neutral overcurrent Prot SACO16A3 R SACO16A3 R 132kV analog Input 132kV FOX Equipment 11kV analog Input PTUSK Scope 11kV Modem NSK SACO64D4 Auxiliary alarm unit Main 2 oe oe SACO64D4 Auxiliary alarm unit Ether net Verbindung zu E4 FO RS232 Pilot wire diff prot SOLKOR RRf B69 Überstrom Main 1 Siemens 7SD610 für E19 Verbindung 1420 15 Arquitetura dos Sistemas de Controle Sistemas de Automação COCIAN Exemplo Emerson PlantWeb Delta V 1520 15 Arquitetura dos Sistemas de Controle Sistemas de Automação COCIAN Exemplo Rockwell AllenBradley NetLinx Modular IO HMI 24vdc 509 BOD Bridge or Linking Device Programmable Device Support PC Block IO Micro PLC Drive Servo Controller and Bridge HMI Desktop PC with excel Linking Device Sensor EtherNet IP ControlNet DeviceNet 1620 15 Arquitetura dos Sistemas de Controle Sistemas de Automação COCIAN Arquitetura de Controle Centralizado clássica Sensores Atuadores CLPs Controle de Grupo Computador Central Mainframe Arquitetura centralizada clássica hierárquica O computador central somente monitora e manda comandos para os CLPs planta Controle de Grupo Controle de Grupo 1720 15 Arquitetura dos Sistemas de Controle Sistemas de Automação COCIAN planta Sistemas de Controle Descentralizado DCS Estação de engenharia Estação do operador Registro de dados controlador controlador controlador controlador Bus de campo Bus de planta Todos os controladores podem se comunicar com os seus pares sem passar por um mestre central restringidos somente por considerações de capacidade e de modularidade 1820 15 Arquitetura dos Sistemas de Controle Sistemas de Automação COCIAN As Hierarquias são simples e tradicionais 1920 15 Arquitetura dos Sistemas de Controle Sistemas de Automação COCIAN Mas os Sistemas de Controle Distribuído refletem um mundo bem mais complexo 2020 15 Arquitetura dos Sistemas de Controle Sistemas de Automação COCIAN Exercícios de Avaliação 05 1 O que é um bus e por que temos mais de um tipo em uma planta 2 Desenhar um sistema de controle hierárquico típico mostrando os barramentos e os controladores 3 Como se relaciona a hierarquia de redes com a hierarquia de controle de planta 4 Qual é a diferença entre os sistemas de controle centralizado e os descentralizados Esta diferença pode ser percebida de fora Quais as vantagens e desvantagens de ambos métodos