| Revista Controle & Instrumentação
– Edição nº 77 – Fevereiro de 2003
|
|
|
Cover Page
|
|
| A força dos pequenos
|
|
 |
|
| Com a tendência de miniaturização dos componentes eletrônicos, os CLPs estão cada vez menores fisicamente. O importante é que esta redução de tamanho não significa perda de qualidade: eles estão cada vez menores, porém cada vez mais eficientes. | |
| De maneira simplista, o CLP (Controlador Lógico Programável) é um
dispositivo que colhe dados do campo através de suas entradas e, de
acordo com uma lógica implementada pelo usuário, aciona os atuadores
de campo através de suas saídas. Todo CLP possui um microprocessador,
que é um chip onde toda a lógica é processada. Além do microprocessador,
um CLP também utiliza outros componentes eletrônicos, como chips para
temporização, geração de pulsos, comunicação, etc, conforme as funcionalidades
oferecidas. Com o passar do tempo, esses componentes ficaram cada
vez mais rápidos e cada vez menores. Definir o que é um pequeno CLP não é tarefa fácil, porque um nano CLP, como a família LOGO!, da Siemens, não é considerado como CLP por alguns profissionais, e sim como módulo lógico. No mercado, existem algumas definições que relacionam o porte de CLP à quantidade máxima de pontos de entradas e saídas (E/Ss) que o mesmo pode gerenciar. Desta forma, temos um nano CLP com até 50 pontos, um micro CLP com até 250 pontos e um CLP de médio porte com até 1000 pontos. “Em geral o porte acompanha o desempenho do equipamento devido à necessidade de se otimizar a relação custo-benefício”, comenta Raphael Martins, gerente de produtos da área de automação da Siemens. Das fabricantes nacionais, a Atos Automação Industrial é a maior e só lida com a faixa de médios e pequenos. Podemos dizer que, em linhas gerais, quanto maior o desempenho e maior o número de entradas e saídas, maior o espaço físico que o CLP necessita ter para acomodar os circuitos eletrônicos responsáveis por estas funções. Com a tendência da miniaturização dos componentes eletrônicos, os CLPs estão se tornando cada vez menores fisicamente. “Um exemplo disso são as novas CPUs da linha S7-300 da Siemens que ocupam hoje, em média, metade do espaço ocupado pelas antigas CPUs”, lembra Raphael. Atualmente, uma limitação à tendência de reduções de tamanho é o espaço físico ocupado pelos terminais de conexão dos fios das entradas e saídas do CLP, as dimensões destes terminais não podem ser muito reduzidas já que isto atrapalharia no momento da ligação dos cabos vindos do campo. Porém existem maneiras de contornar este tipo de problema, uma delas é utilizar as novas tecnologias de redes de comunicação para sensores e atuadores de campo, como a rede AS-interface. “Imagine que com apenas dois fios é possível interligar todos os sensores e atuadores de uma máquina”. “Nossos maiores controladores têm 496 pontos digitais e 120 pontos analógicos. E os menores são de 16 pontos digitais: 8 entradas e 8 saídas — da série Tico. Acho que no mercado até existe algo menor, com 6 E/Ss, ou menos, mas nós julgamos que o nosso tem maior funcionalidade, mais capacidade de memória, de programação, mais recursos”, comenta Luciano de Oliveira, diretor de tecnologia e marketing da Atos. A equipe da Atos não diferencia muito seus produtos pois todas as características de funcionalidade que coloca nos seus controladores maiores estão presentes nos controladores de pequeno porte. Ou seja, encontra-se num controlador de 8 entradas e 8 saídas os mesmos recursos que num controlador maior. “Este talvez seja o diferencial da Atos. A empresa coloca toda a potencialidade à disposição do cliente, mesmo num produto de pequena densidade, com menor número de pontos”, acrescenta Luciano que acredita que existe no mercado quem estabelece restrições desnecessárias, não permitindo o uso de determinadas instruções, de uma maneira proposital de modo a evitar que se use aquele CLP de pequeno porte para uma determinada função de projeto – mesmo que esta não precise de muitas entradas e saídas na parte de programação. “Existe gente séria, mas o cliente precisa estar atento e ter um mínimo de conhecimento”. Conhecimento buscado e refinado tanto pela Atos quanto pela Siemens e qualquer outra empresa comprometida com o sucesso de seu cliente. A pesquisa da Siemens para automação industrial, via de regra, é realizada na Alemanha, e em parceria com universidades e centros de pesquisa, mas, seguindo as tendências de globalização, o CLP S7-200 foi desenvolvido e fabricado em conjunto com os EUA, com foco no mercado mundial. “A Siemens desenvolve produtos globais com tecnologia de ponta e utiliza protocolos abertos para suas redes de comunicação, proporcionando ao cliente um produto que pode ser exportado para qualquer país e ser facilmente conectado a periféricos de mercado”, completa Ricardo Marchesan, também gerente de produtos de automação industrial na Siemens. Mas todo esse desenvolvimento precisa ser adequadamente aplicado. A escolha do CLP correto deve ser feita com cuidado para não “superdimensionar” o equipamento ou esquecer de prever futuras expansões da aplicação. “Pequeno, médio ou grande, a especificação do CLP depende basicamente do número de E/Ss necessárias para a aplicação, da complexidade da lógica de controle a ser implementada e do tempo de resposta esperado pelo usuário”, lembra Raphael, da Siemens. Controladores de pequeno porte têm algumas aplicações bastante interessantes como, por exemplo, em ERP. Mas os controladores de pequeno porte são mais procurados por fabricantes de pequenas máquinas, onde não são necessárias muitas entradas e saídas. Há algum tempo, todo tipo de máquina era importada, então os controles já vinham embarcados, ou seja, importava a máquina com o controle. Hoje, essa situação se reverteu por dois motivos: com a taxa cambial atual tornou-se proibitivo importar máquinas que possam ser fabricadas no país, e a manutenção destas máquinas não é tão fácil. Pegar uma pequena máquina que veio da China, por exemplo, e fazer manutenção anos depois é tão complicado que estimulou os industriais a valorizar as máquinas fabricadas aqui. |
|
|
|
| O mercado encontra recursos como cálculo PID – ou outros recursos
característicos de controladores de maior porte – nos controladores
de menor porte da Atos que já incorporam, também, IHMs em modelo com
8 entradas e 8 saídas, ou com 20 entradas e 12 saídas digitais ou
analógicas, para interação maior do operador com a máquina ou processo.
Como esse CLP pode ser ligado em rede, pode-se colocá-lo num segmento
controlando algumas áreas: tem-se, então, uma central de supervisão.
Em um projeto maior de automação predial, por exemplo, esses CLPs
podem ser considerados pequenos, porém, se ele estiver ligado a uma
rede de controladores, pode-se colocar num mesmo andar mais de um
controlador. Em um local com número de pontos maior, é melhor que
você possa utilizar um controlador que possibilite expansão diretamente
no seu bastidor. Desta forma não se terá duplicidade de CPUs, duplicidade
de fonte de alimentação... Segundo Ricardo, a necessidade de redução de custos estimulou a customização através da modularidade nos CLPs. “Conforme se precise de mais E/Ss, compra-se módulos adicionais. Pode acontecer de o cliente precisar de uma entrada para termopar ou de conexão para uma rede específica, então, existe um módulo adicional que pode ser adquirido, aumentando a capacidade do CLP”. Atualmente este conceito é aplicado mesmo para os menores CLPs, como é o caso do LOGO!, que pode ser expandido conforme a necessidade do cliente. Ricardo lembra ainda que não é só porque existe a possibilidade de modularização que um pequeno CLP acaba sendo a melhor solução, sempre. “Dependendo da configuração, pode-se estar no limite de E/Ss de um micro CLP, como o S7-200, e aí, então, pode ser que seja mais vantajoso utilizar um CLP de médio porte, como o S7-300”. Essa possibilidade de modularidade permitiu que diversos recursos oferecidos por CLPs de maior porte pudessem ser oferecidos também pelos pequenos CLPs. “Hoje, é possível adicionar ao S7-200 um módulo de comunicação Ethernet com um web server embutido, ou seja, você pode controlar e monitorar um S7-200 através da internet de forma extremamente fácil como se estivesse navegando na internet”, comenta Ricardo. “Atualmente um CLP pode trocar informações através de uma rede industrial, internet, linha telefônica e até mesmo celular GSM – aquilo que for mais fácil”, completa Raphael. No passado, a arquitetura dos sistemas de controle era centralizada, tínhamos grandes CLPs montados em uma única sala climatizada. Sensores e atuadores estavam localizados a vários metros de distância do CLP, o que exigia o uso de sinais de controle em corrente alternada e cabos grossos para vencer as grandes distâncias. Além disso, tínhamos um número excessivo de cabos chegando ao CLP, gerando assim grandes dificuldades durante a fase de montagem e comissionamento do sistema. Hoje, com o desenvolvimento das redes de comunicação de campo, é comum encontrarmos estruturas de E/Ss distribuídas, nas quais a CPU do CLP fica acomodada em uma sala climatizada e os módulos de E/S são instalados no campo ao lado dos sensores e atuadores, apenas colhendo dados do processo e enviando-os via rede de comunicação até a CPU. E os avanços não param por aí: os pequenos CLPs terão um lugar de destaque no futuro. Uma das tendências é o uso de arquiteturas que contemplem o conceito de inteligência distribuída, que consiste em levar uma pequena parcela de inteligência aos módulos de E/S localizados junto ao processo. Vários CLPs de pequeno porte interconectados em rede controlariam pequenas etapas do processo localmente, trocando apenas informações relevantes para a integração das várias etapas do processo. “São os avanços tecnológicos que têm facilitado o uso de novos tipos de arquitetura, tais como avanços na miniaturização de componentes eletrônicos, no aperfeiçoamento das redes industriais e na evolução das plataformas de programação”, completou Ricardo. |
| Na Edição Impressa | |
| News
Projeto em refinaria da Petrobras Market Primeira solução nacional para Interface Homem-Máquina com plataforma Linux ControlLogix recebe Certificação TÜV em aplicações de segurança |