Tudo sobre sistema supervisório!

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O que é um sistema supervisório?

Caso você esteja iniciando sua carreira na área de automação, saber o que é um sistema supervisório é uma dúvida legítima.



A automação industrial é composta por diversos equipamentos, sistemas e soluções que até mesmo profissionais experientes não tem como saber de tudo.

Eu escrevi um artigo falando um pouco sobre a pirâmide da automação industrial. Ele vai lhe ajudar a ter uma visão sobre tudo o que existe dentro da automação industrial.

No meu caso, atuei muito mais focado em instrumentos de campo do que em sistemas de controle ou sistema supervisório.

No entanto, por trabalhar com projetos e integração da instrumentação, sempre tive conhecimento sobre como os dados são integrados no sistema supervisório.

Respondendo a pergunta ” O que é um sistema supervisório?” resumidamente, podemos definir como:

“Sistema responsável por fazer a supervisão da planta de controle, além de fazer o armazenamento de todas informações de campo enviadas pelo instrumentos de medição. Além disso, você pode atuar e tomar determinadas ações utilizando o sistema supervisório, como controle manual, acionamento de válvulas, etc”

Neste post, teremos:

  • Visão de toda arquitetura, fornecendo alguns exemplos práticos para facilitar o entendimento;
  • Integração do campo com o sistema supervisório – como ela pode ser feita? 
  •  Diferença de um sistema IHM/SCADA para as soluções atuais IIoT, onde alguns fabricantes chamam de Apps.

Como montar um sistema supervisório?

Existem diversas arquiteturas para coleta de dados dos sensores de medição. Além disso, existem particularidades em relação aos bancos de dados e softwares existentes para determinada função no sistema supervisório.

Segue exemplo de duas aplicações no campo e como isso pode ser conectado no sistema supervisório 😉

Sistema de monitoramento Wireless

Suponha que temos uma aplicação no campo, responsável por fazer alguns monitoramentos de nível, vazão e temperatura, utilizando a comunicação wirelessHART. 

Toda comunicação entre os instrumentos é feita utilizando o protocolo wirelessHART e seu gerenciamento é feito através das gateway wirelessHART. 

A gateway tem como foco gerenciar a rede, coletar as informações do campo e fazer a conversão para outro protocolo digital, integrando os dados no sistema de supervisão.

Cenário 01: Monitoramento local utilizando IHM

Neste primeiro cenário, o sistema de supervisão será realizado no campo utilizando uma interface homem máquina ou IHM. Algumas IHM’s trazem diversas funções dentro delas, que podem suprir aplicações como essa facilmente.

Primeiramente, é necessário realizar a leitura dos dados vindos da Gateway WirelessHART. Neste cenário, a gateway está fornecendo os dados utilizando Modbus TCP/IP, com mapa já devidamente configurado. 

Sistema supervisório com wireless
Sistema supervisório com wireless

A IHM precisa de um driver de comunicação para ler este padrão de comunicação e assim, integrar os dados na interface gráfica.

Além disso, a IHM irá armazenar as informações no seu banco de dados. Verifique a quantidade de armazenada com o fabricante. Após isso, é possível montar uma interface gráfica conectando com os valores enviados pelos instrumentos de medição WirelessHART no campo.

Nesta aplicação não temos comando de escrita. O que isso quer dizer? Significa que não acionaremos  nada utilizando o sistema supervisório, apenas ler e armazenar as informações do campo.

Cenário 02: Sistema de controle com CLP

Neste segundo exemplo, temos um sistema de controle com variáveis para leitura e acionamento que devem ser realizados. No campo temos medidores de vazão, medidores de temperatura e o controle de uma válvula de controle.

Todos os equipamentos estão realizando comunicação HART com cartão HART do CLP. O que é desejado neste cenário é um sistema supervisório do tipo SCADA “Supervisory Control and Data Acquisition” para supervisão e controle desta malha de controle.

Como os instrumentos estão comunicando HART, isto quer dizer que o que está sendo lido são as 4 variáveis de processos: PV (Variável Primária), SV (Variável Secundária), TV(Variável Terciária), QV (Variável Quartenária).

A comunicação entre o CLP e o sistema supervisório SCADA será feita utilizando a comunicação OPC que é baseada em ethernet. Os sistemas SCADA normalmente podem ter diversos drivers de comunicação para integração com diferentes fabricantes.

Sistema supervisório com CLP
Sistema supervisório com CLP

O sistema SCADA é composto por um servidor onde será armazenado informações do sistema nos bancos de dados que podem ser em redundância.

Além do servidor, existe o studio para desenvolvimento das telas, e a interface de visualização para realização da operação.



O que é um sistema IHM?

A explicação do que é um IHM está no seu próprio nome “Interface Homem Máquina”. Isso mesmo! A  IHM faz a interface entre os operadores com o processo industrial.

A IHM fornece uma interface gráfica para o usuário, ou seja, uma representação do processo para facilitar o controle.

Podemos dizer que as IHM’s são um controle centralizado que coletarão informaçōes do sistema de controle para armazenar, gerenciar eventos, gerenciar alarmes, fazer acionamentos, etc.

Podemos utilizar a IHM de 3 diferentes formas em uma nova aplicação industrial:

  • Substituição de painel com botões: Você pode substituir aqueles painéis operando com botões por uma simples IHM. A interpretação dos dados será muito mais simples por conta da interface gráfica. Além disso, ocupa menos espaço do que os painéis de controle.
  • Monitoramento dos dados de processo: Neste tipo de aplicação, a IHM será um sistema supervisório para criação de gráficos do processo e controle da produção. Além dessas funções, podemos ter receitas do processo, alarmes e alguns acionamentos.
  • Visualização: Nesta aplicação, a IHM lhe dará todas informações que menciono acima, porém ela está funcionando juntamente com um sistema supervisório SCADA ou MES.

Podemos afirmar que sua interface gráfica é normalmente bem fácil para o usuário de campo, sendo uma das principais vantagens da utilização de uma IHM.

O que é um sistema SCADA?

O sistema SCADA nasce para solucionar um problema com a revolução industrial. Com o sistema supervisório, é possível controlar e supervisionar diferentes áreas, tanto remotamente quanto em  grandes distâncias.

Atualmente, além da supervisão do processo em grandes distâncias, o sistema SCADA evoluiu oferecendo soluções remotas via celular, tablets, clouds, etc.

A integração do sistema SCADA com sistema de controle é feita utilizando diversos tipos de protocolos de comunicações ou drivers.

Toda informação é enviada para um servidores, onde você tem aquisição de todos os dados em bancos de dados que podem ser redundantes ou não.

O SQL (Structured Query Language), é um dos tipos de bancos de dados utilizados em sistema supervisório SCADA.

Você também tem estações de trabalho para desenvolvimento das telas e todas animações e para real operação e supervisão do processo.

Câmeras de vigilância do processo podem ter adicionados no sistema supervisório SCADA utilizando comunicação baseada em ethernet.

Ah, sabe quando você vai na sala de operação e tem uma tela gigante com o processo? Sim, alguns sistemas supervisórios lhe dão a opção de ter os “Video Wall” independente das telas de cada operador de processo.

Apps vs SCADA?

Nas redes sociais, mais especificamente em alguns grupos “gringos” de automação industrial, a discussão sobre se  SCADA deve ser aplicado em IIoT está sempre indo e vindo.

Essa discussão depende muito do ponto de vista do profissional e mais ainda do fabricante que está oferecendo a solução! Claro, provavelmente os fabricantes de SCADA afirmarão que o sistema SCADA é ideal para IIoT, mas será que ele é mesmo?

Idealmente, os sistemas SCADA são focados para a supervisão e controle de processos, certo? Quando falamos de IIoT, estamos falando de supervisão de equipamentos e aplicações específicas.

Aplicativos (Apps)

Os aplicativos ou Apps, são nada mais, nada menos que softwares (App é uma forma de deixa-lo mais atrativo ou na moda, certo?)  desenvolvidos para aplicações específicas em IIoT.

IIoT tem como função buscar a inteligência das “coisas” no campo e com isso gerar algum benefício. Os Apps possuem aplicações específicas, como monitoramentos de bombas, monitoramento de consumo e coisas do tipo.

Além desses pontos, muitos fabricantes defendem que as soluções IIoT devem rodar fora do sistema de controle tradicional, onde vamos encontrar o sistema supervisório SCADA.

Sistema SCADA

O sistema SCADA foi desenvolvido para trabalhar com o CLP e fazer a supervisão e controle de processos e não das “coisas”. Baseado neste detalhes,  acredito que o SCADA não está alinhado com essa ideia de IIoT recente.

No entanto, nada impede que ambas as soluções trabalharem lado a lado, certo?



Qual a sua opinião? O que tem a compartilhar sobre sistema supervisório, IHM, sistema SCADA e IIoT?

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Automação de Processos com Linguagem Ladder e Sistemas Supervisórios
Automação de Processos com Linguagem Ladder e Sistemas Supervisórios

Até a próxima! 

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1 Comentários

Fabrício Andrade

Tenho 10 anos de experiência no mundo da Automação industrial, comecei minha carreira na JAT Instrumentação, depois trabalhei na Emerson Automation Solutions e Endress+Hauser. Tive a chance de implementar projetos, ministrar treinamentos e resolver problemas em diversas empresas no Brasil e Latina América. Hoje, moro e trabalho na Alemanha desenvolvendo uma plataforma digital para mundo da Automação industrial. Além disso, sou cartunista e baterista nas minhas horas de folga.

1 Comentários

  1. Francisco de Paula
    Janeiro 16, 2018 em 7:33 pm

    Interessante esses novos Aps para soluções IIoT, eu concordo que SCADA é para processo e não foi feito para gerenciar devices.

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