| Revista Controle & Instrumentação – Edição nº 94 – Julho de 2004 |
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Artigos Técnicos
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| Fundamentos sobre redes de segurança |
| Elaborado por engenheiros do ACIG da Rockwell Automation dos EUA, com revisão do engenheiro Paulo Rocha, da Rockwell Automation do Brasil |
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A introdução de redes no chão-de-fábrica trouxe muitos benefícios para os usuários: maior produtividade, fiação e instalação reduzidas, melhores diagnósticos e acesso mais fácil aos dados do chão-de-fábrica. À medida em que os requisitos de redes se estendiam aos componentes de segurança, um grupo de líderes de automação industrial, como a Rockwell Automation, se organizou na Open DeviceNet Vendor Association (ODVA) para desenvolver em conjunto a CIP Safety™ – a extensão de segurança para as redes existentes, como a DeviceNet. |
| Caixas de junção em barramentos de campo |
| César Cassiolato – Gerente de Produto Marcos Mesquita – Gerente TurnKey & Assistência Técnica Smar Equipamentos Ind. Ltda |
| Com o advento da tecnologia Fieldbus, os usuários
podem ter diversos benefícios proporcionados pela tecnologia
digital e além disso, podem tirar vantagens e conseguir otimização
e redução de custos de distribuição das
redes, garantindo segurança e confiabilidade nas operações. Caixas de junções são usadas como elementos nas redes permitindo a transferência de sinais em topologias Fieldbus.Estas caixas normalmente são passivas, existindo também as ativas, que consomem do barramento e que garantem a não propagação de curtos e permitem diagnósticos das redes, sendo que vale a pena analisar a relação custo x benefício. Em mais de 90% das aplicações, prevalece o uso de caixas de junção passivas, o que detalha-se a seguir, mostrando seus benefícios. |
| Segurança nos Drives: grupo de trabalho “Safety Drives” do SafetyBus p |
| Pilz do Brasil |
| Apesar dos drives estarem relacionados com movimentos perigosos, não existem hoje drives seguros que nos garantam a segurança da máquina. Qualquer movimento perigoso é protegido por portas, barreiras e outros sistemas integrados nas máquinas como forma de prevenir qualquer contato entre o utilizador e a zona perigosa. Em casos onde não é possível colocar estes equipamentos, a solução é retirar a alimentação aos drives em caso de perigo ou falha no sistema de segurança. Existe um grande número de argumentos para procurar novas soluções nesta área. |
| Um Scada com acesso a dados via OPC aplicado a uma planta piloto |
| Raúl Alves, Julio E. Normey-Rico –Departamento
de Automação e Sistemas, Universidade Federal de Santa Catarina Alejandro Merino, César de Prada – Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática, Facultad de Ciencias, Universidad de Valladolid. Prado de la Magdalena. Valladolid. España. |
| Este trabalho apresenta o desenvolvimento e a aplicação de um Scada, com acesso a dados via OPC, a uma planta piloto de laboratório equipada com instrumentação industrial e tecnologia Fieldbus Foundation. O sistema desenvolvido aproveita as facilidades de comunicação que oferece o OPC, assim como a sua facilidade para programação de aplicações distribuídas numa rede, permitindo realizar a supervisão da planta tanto de forma local como remota. Suas principais vantagens são: (i) pode ser conectado a qualquer planta sempre que esta inclua comunicações OPC, permitindo acesso remoto; (ii) por ser de desenvolvimento próprio está livre de licenças, pode ser instalado em tantos postos de trabalho quanto forem necessários; (iii) ao ser configurável pode ser adaptado às necessidades de cada aplicação, e como dispõe-se do código fonte pode ser adaptado até para as aplicações mais específicas; (iv) ao dispor do código fonte podem-se implementar sobre ele diversas funcionalidades, como por exemplo, algoritmos de controle. Os estudos que vem sendo realizados com sistemas Scada e comunicações de dados são parte das pesquisas na área de controle e instrumentação de processos do projeto PRH-34 da Universidade Federal de Santa Catarina financiado pela Agência Nacional de Petróleo. |
| Bloco Funcional Matemático Flexível |
| Vivek Nigam Engenheiro de Desenvolvimento da Smar |
| Atualmente, quando existe um problema que exige
soluções com cálculos matemáticos mais
complexos é necessário criar um bloco funcional específico
para este problema ou tentar utilizar um conjunto grande de blocos
funcionais aritméticos que são capazes de calcular algumas
expressões matemáticas pré-definidas. A ausência de um bloco funcional que tenha a flexibilidade e as ferramentas matemáticas para se adaptar aos variados problemas, nos motivou a propor um bloco matemático flexível capaz de ser facilmente configurado com um conjunto de expressões matemáticas. . |
| Protocolos de Comunicação Abertos dentro da Indústria de Processos Molhados |
| Rogerio Gimenes – Consultor Técnico |
| Este artigo descreve aplicações
de sistemas de controle com protocolos de comunicação
abertos dentro da indústria de processos molhados. A aplicação desses sistemas tem possibilitado a utilização de instrumentos, válvulas, posicionadores e outros dispositivos de campo diversificados fornecidos por dezenas de fabricantes. Destaca também a importância da utilização de gateways, conversores de sinais, controladores tipo Host, etc. E apresenta a versatilidade de operação e manutenção que um sistema com Arquitetura aberta possibilita aos usuários. Também é apresentada uma aplicação de um sistema de controle com Protocolo de Comunicação Foundation Fieldbus, para uma planta de destilação de solventes com menos de 50 dispositivos de campo, entre eles instrumentos de medição e posicionadores quase todos classificados para área EEx. Vantagens como economia, aumento da segurança, confiabilidade, retorno financeiro num espaço de tempo mais curto para as indústrias, são obtidas através da implantação de um sistema de controle aberto baseado em barramentos de campo “Fieldbuses”. |
| Protocolo AS-i: agregando inteligência
a sensores e atuadores |
| Dr. Marcelo Barros de Almeida – Smar Equipamentos
Industriais LTDA Fernando Henrique Ataíde e Max Mauro Dias Santos – Centro Universitário do Leste Minas Gerais – UNILESTEMG |
| A finalidade deste artigo é apresentar
uma introdução ao protocolo AS-Interface, apresentado
os seus principais conceitos, características, vantagens e
limitações relacionadas à sua aplicação
em automação de processos industriais. 1 - Introdução O protocolo AS-Interface, comumente referenciado somente como AS-i (proveniente de Interface Sensor Atuador) foi criado por conjunto de onze empresas ligadas a setores de automação, através de um consórcio fundado em 1990, denominado “ASI consortium”. Uma das principais idéias do projeto AS-i era levar ao nível de sensores e atuadores os benefícios já alcançados nos níveis superiores da hierarquia de automação industrial. Desta forma, a rede AS-i foi concebida para complementar os demais sistemas e tornar mais simples e rápida as conexões dos sensores e atuadores com os seus respectivos controladores. |
| Modelagem Empírica de Reatores
Industriais de Polimerização com Redes Neuronais* |
| Marcelo Embiruçu – Escola Politécnica,
Universidade Federal da Bahia José Carlos Pinto, Enrique Lima – PEQ/COPPE, Universidade Federal do Rio de Janeiro |
| Neste trabalho são desenvolvidos modelos estáticos baseados em redes neuronais para descrever o comportamento da polimerização de eteno com catálise Ziegler-Natta solúvel, a partir de dados de operação de uma planta industrial. É usada uma abordagem de múltiplos modelos MISO. Os resultados mostram que são obtidos modelos precisos e consistentes, sendo mostrado que a abordagem MISO é adequada e equivalente à estrutura MIMO. É demonstrada também a capacidade da rede em incluir mudanças estruturais no processo, como troca de modo de reação e/ou catalisador. Desta forma, as redes neuronais colocam-se como uma alternativa interessante para o desenvolvimento de modelos, e muito mais rápida do que a abordagem teórica. |
| Profibus: Tempo de Barramento |
| César Cassiolato, gerente de Produtos Smar Equipamentos Industriais Ltda. |
| O Profibus é um protocolo baseado na passagem
de token e garante transmissões em tempo real rápidas,
onde seu princípio de funcionamento garante sempre um tempo
mínimo de token em cada estação.Uma tendência
dos sistemas distribuídos de controle de processos é
a interconexão entre seus elementos de rede via rede multipontos(broadcast)
ao invés do tradicional ponto-a-ponto, onde o critério
dos tempos envolvidos são fundamentais. Uma grande maioria das pessoas envolvidas com automação sempre quer saber o quanto rápido é um protocolo.Assim como em outros fieldbuses, as ferramentas de configuração do Profibus permitem que o usuário tenha acesso aos tempos envolvidos, tais como, tempo de ciclo(Bus Scan Cycle Time), tempo de rotação de token(Token Rotation Time), etc, e também permitem algumas vezes que se configure manualmente os tempos de acordo com o usuário, embora estas ferramentas em sua grande maioria, calculam automaticamente os tempos envolvidos de acordo com os elementos da rede Profibus. As redes industriais de comunicação fieldbus são especialmente projetadas para interconexões entre os controladores, sensores e atuadores, localizados nas camadas de mais baixo nível (chão de fábrica).Note na figura 1, que quanto maior o nível em termos de fluxo de mensagens, maior é o tempo de resposta exigido, maior é a quantidade de informação a ser transferida, maior deve ser a confiabilidade e as taxas de transferência(baud rates).Entenda como tempos exigidos, o tempo necessário entre uma requisição de informação e sua transmissão no barramento.Na verdade, muitos fatores estão envolvidos e devem ser considerados nos tempos de mensagens, tais como, o acesso e tempos de filas(mecanismo de MAC – Médium Access Control), tempo de transmissão e o tempo de processamento do protocolo. |
| Protocolos de Comunicação
em Sistemas Embarcados Automotivos, Aeroespaciais e Agrícolas |
| Alexandre de A. Guimarães, MSc – GM do Brasil & Escola Politécnica da USP |
| A Eletrônica Embarcada tem sido amplamente
utilizada nos mais variados sistemas móveis disponíveis.
Automóveis, caminhões, tratores, aviões, helicópteros
e até mesmo navios, têm aplicado dispositivos eletrônicos
nos mais diversos tipos de controle de seus sistemas. Desde as funções
relacionadas ao conforto dos condutores e passageiros às funções
relacionadas à segurança dos veículos, os sistemas
eletrônicos estão presentes. Esta imensa quantidade de dispositivos inteligentes, por uma questão de otimização dos recursos disponíveis na implementação, devem compartilhar, da melhor maneira possível, os dados disponíveis na aplicação. Este compartilhamento é gerenciado através dos chamados Protocolos de Comunicação. Este artigo procura relacionar e explicar sucintamente alguns dos protocolos mais utilizados em três das aplicações anteriormente citadas: Automotiva, Aeroespacial e Agrícola. Apesar de não detalhar os protocolos, este artigo menciona suas características principais e serve de ponto de partida para futuros estudos, dando subsídios técnicos ao leitor para que o mesmo possa se aprofundar em uma determinada aplicação ou mesmo protocolo. |
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