Como tratamos no nosso artigo anterior, o sistema SCADA, Sistema de Supervisão e Aquisição de Dados, são aplicações que visam elaborar o supervisório industrial, por meio da análise de variáveis e dispositivos de sistemas de controle.
Hoje, vamos detalhar a operação do sistema: telas, objetos, recursos, sinalizações, IHM de alta performance, informações que auxiliam o operador da produção na gestão da fábrica.
Desenvolvimento de Telas e Objetos no sistema SCADA
O sistema SCADA permite a criação de hierarquias de telas de visualização, permitindo que o operador navegue em diversos níveis de informação da planta, desde um panorama geral às informações detalhadas de um equipamento.
Esse tipo de estrutura permite a navegação a visualização sistêmica da planta de controle, facilitando a visualização e operação uma vez que as informações são separadas em camadas de relevância. No geral pode-se citar três tipos de telas, sendo essas:
- Telas de Visão Geral;
- Telas de Processo;
- Telas de Detalhe.
A tela de visão geral apresenta o panorama geral da planta, exibindo as informações de maior relevância para o operador, como exibição de áreas com alarmes ativos e valor das principais variáveis de processo. Além das informações relevantes, a partir da tela de visão é possível acessar as telas de processo e detalhe. A Figura 1 apresenta a tela de navegação geral onde na região central são apresentadas as informações críticas das diversas áreas da planta enquanto o menu à esquerda apresenta um menu de navegação em árvore expansível que permite o acesso às diversas sub telas do sistema.
Figura 1 – Tela de Navegação Geral
As telas de processo representam os equipamentos físicos instalados na planta e no geral são baseadas nos fluxogramas de processo. Neste nível são apresentados maiores detalhes sobre determinada área selecionada, como quais equipamentos estão operando, desligado ou com alguma falha e valores de todas as variáveis de processo. A Figura 2 apresenta uma tela de processo onde estão presentes os equipamentos de uma zona de resfriamento.
Figura 2 – Tela de Processo para Resfriador
A Figura 3 apresenta a tela de processo referente a uma estufa de secagem.
Figura 3 – Tela de Processo para Estufa
A partir das telas de processo é possível acessar as telas de detalhes, que podem ser relacionadas a um equipamento específico como ventiladores e bombas ou à um sub área, como os queimadores da estufa. A Figura 4 apresenta a tela de detalhe de um queimador enquanto a Figura 5 apresenta a tela de detalhe de um ventilador.
Figura 4 – Tela de Detalhe para Queimador
Figura 5 – Tela de Detalhe para Ventilador
Recursos de um sistema SCADA
Umas das vantagens da utilização de um sistema SCADA está nos inúmeros recursos disponíveis em uma única aplicação. Entre os recursos disponíveis em um sistema supervisório pode-se citar:
- Banco de Dados;
- Gráficos;
- Relatórios;
- Gerenciamento de Alarmes;
- Gerenciamento de Usuários;
- Histórico de Alterações;
- Integrações;
- Scripts.
Sistemas supervisórios permitem a integração com diversos fornecedores de soluções para banco de dados, permitindo um grande volume de armazenamento de dados de forma eficiente a longo prazo. Os dados armazenados podem ser exportados para backups e acessados por aplicações externas, como consumo de dados em nuvem.
Figura 6 – Consulta e Armazenamento em Banco de Dados
A partir das informações coletadas é possível elaborar gráficos para auxiliar a visualização dos dados coletados, bem como gerar visualização em real time das variáveis de processo. Os gráficos são uma ótima ferramenta para identificar padrões de comportamento de variáveis ao longo do tempo e assim ter um melhor entendimento da qualidade do processo de realizado. A Figura 7 apresenta um gráfico de variáveis.
Figura 7 – Gráficos de Variáveis
Assim como a geração de gráficos, também é possível a exportação de relatórios a partir do banco de dados gerado, permitindo a transmissão de informação e arquivamento de históricos. A Figura 8 apresenta um relatório modelo.
Figura 8 – Relatório Fonte: Elipse
Outra função relevante de sistemas supervisórios consiste na capacidade de gerenciar falhas e alarmes dos equipamentos de uma planta. Através da interface gráfica é possível identificar quais são os alarmes e falhas ativos, criar filtros de visualização, arquivar e silenciar notificações. Esse recurso traz ao operador uma grande consciência situacional da planta, podendo facilmente identificar problemas que estão ocorrendo no processo. As Figuras 9 e 10 apresentam a interface de alarmes.
Figura 9 – Interface de Alarmes
Figura 10 – Realce de Cor da Interface de Alarmes
A aplicação do sistema supervisório também permite a criação de usuários, delimitando assim as ações que cada perfil de acesso poderá utilizar dentro da aplicação, como alteração de parâmetros e comando de equipamentos.
Além da restrição de ação de acordo com o perfil de usuário conectado na aplicação, é possível elaborar um histórico de alterações onde serão armazenados todos os registros de modificações em parâmetros da planta, tendo assim o histórico de ações que foram tomas dentro do sistema SCADA.
Outro ponto relevante das aplicações SCADA é a vasta gama de integrações possíveis, seja ela através de conexão de banco de dados ou por protocolo de comunicação. Entre as interfaces mais utilizadas citam-se:
- OPC;
- SQL;
- MQTT;
Por fim, as aplicações em sistemas supervisórios permitem a utilização de scripts personalizadas. Com isso, mesmo que não exista determinada função nativa em um sistema, é possível desenvolver através de linguagens de programação funções personalizadas de acordo com cada demanda. A Figura 11 apresenta um script criado no sistema supervisório.
Figura 11 – Utilização de Scripts
IHM de Alta Performance
O conceito da elaboração de telas de IHM de alta performance consiste em utilizar recursos visuais que permitam a melhor interpretação das informações pelo operador da planta.
Para isso são aplicadas as seguintes premissas:
- Utilização de cores neutras para o fundo da tela e elementos que não requerem destaque;
- Utilização de cores primárias para pontos de destaque;
- Desenho minimalista dos equipamentos, reduzindo a quantidade de pixels que não apresentam informação relevante.
As Figuras 12 e 13 representam telas que utilizam o conceito de High Performance.
Figura 12 – Tela de High Performance 1
Figura 13 – Tela de High Performance 2
Utilizando o conceito apresentado, foram elaborados blocos de controle que apresentem as informações relevantes sobre a operação de determinado equipamento de forma rápida e precisa, facilitando a identificação de alarmes e falhas.
Os blocos possuem cinco indicadores principais apresentados como símbolos de destaque de acordo com status atual dos dispositivos, sendo esses:
- Falha de Conexão de Rede;
- Falha Ativa;
- Alarme Ativo;
- Equipamento em modo manual;
- Equipamento fora de operação.
A Figura 14 apresenta exemplos de sinalização dos dispositivos.
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