-
Abstract - Over the years, the amount of configuration and
diagnostic information has been substantially increased,
thus
requiring the creation of intelligent systems to perform
management
and control of such information in a fieldbus. The term
Asset
Management accounts for all information created, processed,
stored,
transmitted or disposed of in a fieldbus. This paper aims to
present
and compare three different protocols: FDT/DTM, EDDL and
PDM,
emphasizing the characteristics of each method to perform the
Asset
Management available on the market, and exemplify a field
real
application.
Keywords Asset management, Diagnostics, Industrial
automation.
Resumo Os protocolos industriais surgiram com a finalidade
de otimizar o controle dos instrumentos de campo, aumentar a
capacidade de trfego de informaes e prover mensagens de
diagnsticos e de configurao remotamente entre os elementos.
Com o passar dos anos, a quantidade de informaes de
diagnstico
e de configurao aumentaram consideravelmente, havendo a
necessidade da criao de sistemas inteligentes para realizar
o
gerenciamento e controle desse tipo de informao em um
barramento industrial. O termo gerenciamento de ativos
representa
todas as informaes criadas, processadas, armazenadas,
transmitidas ou descartadas num barramento industrial. Este
trabalho tem por finalidade a apresentao e comparao dos
diversos mtodos para a realizao do gerenciamento de ativos
disponibilizados no mercado, bem como uma exemplificao de
uma
aplicao real de campo.
So apresentadas as caractersticas de trs protocolos
distintos:
FDT/DTM, EDDL e PDM, dando nfase nas caractersticas de cada
mtodo. O trabalho tem por conceituao a realizao do
mtodo de configurao individual de cada instrumento de campo
que, antes, era feita localmente no instrumento.
Palavras chave Gerenciamento de ativos, Diagnsticos,
Automao industrial.
A. B. Lugli ([email protected]), professor-orientador, e D. A.
Lemes ([email protected]), aluno da ps graduao, lato sensu, em
Engenharia de Sistemas Eletroeletrnicos, Automao e Controle
Industrial, pertencem ao Instituto Nacional de Telecomunicaes -
Inatel. Av. Joo de Camargo, 510 - Santa Rita do Sapuca - MG -
Brasil - 37540-000.
I. INTRODUO
1.1. A evoluo das redes industriais
As redes industriais para automao esto se tornando cada vez mais
presentes nos meios industriais. Essa presena em relao aos sistemas
tradicionais deve-se, principalmente, aos fatores tcnicos e
econmicos que os tornam uma tecnologia extremamente vantajosa e
atraente. [1] [2] A rpida evoluo da eletrnica e da engenharia de
software e a miniaturizao de componentes e peas so os principais
fatores para o desenvolvimento dos sistemas de automao distribudos
com redes de campo industriais. [5]
Nos anos 40, a instrumentao de processo operava com sinais de
presso de 315 psi para monitorar os dispositivos de controle no
cho-de-fbrica. [1] [2] J nos anos 60, os sinais analgicos de 4-20mA
foram introduzidos na indstria para medio e monitorao de
dispositivos. [1] [2] Com o desenvolvimento de processadores nos
anos 70, surgiu a idia de utilizar computadores para monitorao de
processos e fazer o controle de um ponto central. Com a utilizao de
computadores, vrias etapas do controle puderam ser feitas de
diferentes formas, umas das outras, de modo a se adaptarem mais
precisamente as necessidades de cada processo. [1] [2] Nos anos 80,
iniciou-se o desenvolvimento dos primeiros sensores inteligentes,
bem como os controles digitais associados a esses sensores. [1] [2]
Tendo-se os instrumentos digitais, era necessrio algo que pudesse
interlig-los. Ento, nasceu a idia de uma rede que conectasse todos
os dispositivos de campo e disponibilizasse todos os sinais do
processo num mesmo meio fsico. A partir da, a necessidade de uma
rede (fieldbus) era clara, assim como um padro que pudesse deix-lo
compatvel com o controle de instrumentos inteligentes. [1] [2]
Os primeiros fieldbuses surgiram como algo inovador na indstria
de processo e de manufatura, durante a dcada de 80. [1] [2] A
guerra entre os fieldbuses, episdio conhecido pela tentativa de
padronizao de um nico protocolo industrial, criou um nico padro
proposto pela ISA, denominado de SP-50. [2] [3] No entanto, vrios
protocolos foram criados, por diferentes associaes e instituies, ao
redor do mundo. Eles prometiam acabar com a complexidade de cabos
existentes, alm de oferecerem outras funes para diagnosticar
possveis falhas na rede e realizar atualizaes do sistema de
controle. [1] [2] [4]
As vantagens trazidas pelos fieldbuses tornam o conceito de
redes industriais muito atraentes, possuindo uma grande
confiabilidade e modularidade, facilidade de compreenso e
Alexandre Baratella Lugli Instituto Nacional de Telecomunicaes -
Inatel
[email protected] Diego Aparecido Lemes Sense Eletrnica LTDA
[email protected]
ESTUDO DE PADRES PARA CONFIGURAO DE INSTRUMENTOS REMOTOS EM
REDES INDUSTRIAIS
-
reduo de custo em comparao aos sistemas centralizados
anteriormente utilizados, com CLP. [4] [5]
1.2. Motivao
Com o passar dos anos, a quantidade de informaes de diagnstico e
de configurao aumentaram consideravelmente, havendo a necessidade
da criao de sistemas inteligentes para realizar o gerenciamento e
controle desse tipo de informao em um barramento industrial. [4]
[5] O termo gerenciamento de ativos representa todas as informaes
criadas, processadas, armazenadas, transmitidas ou descartadas num
barramento industrial. [4] [5] O sucesso e a segurana das informaes
de configurao dos instrumentos de campo permitem aumentar o retorno
financeiro sobre os investimentos nas tecnologias aplicadas e
garantir um bom resultado pretendido pelos usurios de automao
industrial. [4] [5]
Este trabalho tem por finalidade a apresentao e comparao dos
diversos mtodos para a realizao do gerenciamento de ativos
disponibilizados no mercado, bem como uma exemplificao de uma
aplicao real de campo. So apresentadas as caractersticas de trs
protocolos distintos: FDT/DTM (Field Device Tool/DeviceType
Manager), EDDL (Electronic Device Description Language) e PDM
(Process Device Manager), dando nfase nas caractersticas de cada
mtodo. O trabalho tem por conceituao a realizao do mtodo de
configurao individual de cada instrumento de campo que, antes, era
feita localmente no instrumento.
1.3. Case de gerenciamento de ativos
Em 2007 foi instalada a primeira soluo de gerenciamento de
ativos utilizando tecnologia FDT/DTM em uma usina de acar e lcool
no Brasil, instalado em usinas do grupo Usacar (Santa
Terezinha).
Com o intuito de melhorar a utilizao dos dispositivos da planta,
o Grupo Santa Terezinha decidiu investir numa ferramenta para o
gerenciamento de ativos de suas usinas. O Grupo Santa Terezinha foi
fundado em 1961, hoje uma das principais empresas do setor
sucroalcooleiro do pas. Possui, atualmente, oito unidades de
produo, todas elas localizadas no norte do estado do Paran.
As exigncias para a escolha de um sistema de gerenciamento de
ativos foram:
- Otimizao de operao dos instrumentos e vlvulas/posicionadores,
possibilitando a utilizao de todos os recursos disponibilizados em
uma Rede Profibus, tal como a visualizao do estado de funcionamento
de todos os equipamentos, implantando assim uma manuteno
preditiva;
- Abrangncia de todos os diferentes equipamentos e fornecedores
instalados;
- Configurao e monitorao dos transmissores remotamente.
A arquitetura formada por uma rede Profibus DP/PA, que interliga
os instrumentos de campo ao controlador. A figura 1 ilustra a
arquitetura bsica do sistema antes da implementao do gerenciamento
de ativos. [14]
Fig. 1 Arquitetura de rede j existente antes da implantao do
gerenciamento de ativos. [14]
A figura 2 ilustra a arquitetura da rede industrial proposta aps
a implementao do gerenciamento de ativos. [14]
Fig. 2 Arquitetura de rede depois da implantao do gerenciamento
de ativos
[14]
II. TCNICAS DE GERENCIAMENTO DE ATIVOS
2.1. EDD (Electronic Device Description)
Para que o aplicativo computacional configurador possa realizar
as configuraes nos dispositivos, configurar as redes fieldbus e
programar a lgica da estratgia de controle necessrio que haja
interao com os dispositivos de campo. Para isso, o software
necessita ter informaes sobre as caractersticas dos equipamentos,
tais como, nome e tipo das variveis, funes das variveis de entradas
e sadas, entre outros. [6] [7]
No caso das redes Foundation Fieldbus, a descrio das
caractersticas dos dispositivos disponibilizada para o configurador
atravs da tecnologia EDD. O aplicativo computacional configurador
possui um banco de EDDs disponveis em seu domnio, que compe todos
os dispositivos suportados pelo configurador, sendo uma EDD para
cada dispositivo. [7] [13] Consequentemente, a integrao de um novo
dispositivo de campo no sistema ao nvel do configurador realizada
integrando-se a EDD do dispositivo de campo. [7] [13]
-
Alm da descrio, a principal funo da EDD possibilitar a
interoperabilidade de dispositivos ou equipamentos de diferentes
fabricantes nos diferentes sistemas para automao. [7] [13]
A EDD tambm conhecida por DD (Device Description), que o nome
dado verso antecessora da EDD. As siglas DD e EDD expressam a mesma
tecnologia, com a diferena de verso. [6] [7] [13]
A tecnologia EDD est atrelada as arquiteturas industriais
Foundation Fieldbus, PROFIBUS, PROFINET e INTERBUS. [7] [13]
Na arquitetura do protocolo Foundation Fieldbus, a EDD
localiza-se na chamada camada do usurio, junto com os chamados
blocos funcionais, pois esta que descreve as informaes dos blocos
para um nvel mais alto, o do aplicativo computacional configurador,
por exemplo. A figura 3 ilustra o modelo de camadas na rede
Foundation Fieldbus localizao da camada do usurio, que est acima da
stima camada de referncia do modelo ISO/OSI. [7] [13]
Fig. 3 Camada do Usurio no Foundation Fieldbus. [9]
Outras tecnologias de descrio foram criadas para garantir a
interoperabilidade em outros protocolos de comunicao industrial: o
PROFIBUS introduziu o padro GSD (General Station Description); o
PROFINET introduziu o padro GSDML (General Station Description
Markup Language) e o INTERBUS introduziu o padro FDCML (Field
Device Configuration Markup Language). [7] Alm da EDD, os
protocolos Foundation Fieldbus, HART e PROFIBUS tambm utilizam uma
tecnologia alternativa (menos utilizada), considerada como
complementar a EDD, chamada de FDT/DTM (Field Device
Tool/DeviceType Manager). [7]
No protocolo Foundation Fieldbus, as informaes da EDD podem ser
utilizadas pelo configurador em duas situaes: coleta de informaes
das caractersticas dos dispositivos para configurao offline e para
comunicao com os dispositivos (online) para configuraes diretas nos
dispositivos.
A configurao no modo offline foi possibilitada com o advento das
tecnologias de descrio de dispositivos, por descrever as
caractersticas dos dispositivos integralmente, como se estes
estivessem conectados no sistema. Tal modo permite que a iniciao do
trabalho de engenharia seja num local diferente ao da planta, onde
efetivamente ocorrer o controle do processo. [7]
O modo de configurao online tambm utiliza as informaes da EDD
para realizar configuraes diretas com os dispositivos, funcionando
como drivers. Tais configuraes diretas podem ser, por exemplo:
envio de comandos de escrita ou leitura para os parmetros dos
blocos dos dispositivos, instanciao de blocos funcionais nos
dispositivos, descarregamento da estratgia de controle, entre
outros. No modo online, o configurador necessita acessar os
dispositivos da rede, e para isso utiliza o componente servidor OPC
(Open Connectivity). [8] Tal componente necessita de descries dos
dispositivos para realizar o acesso. Para isso, ele requisita tais
informaes dos dispositivos de campo e as envia para o chamado
servidor de EDD. [8] A figura 4 ilustra a arquitetura projetada
para um configurador da rede Foundation Fieldbus. [9]
Fig. 4 Arquitetura do aplicativo computacional para Foundation
Fieldbus. [9]
O banco de EDDs armazenado no disco rgido da estao de
engenharia, atravs de uma estrutura de diretrios (chamado em
sistemas fieldbus comumente de Device Support), cada um
representando um tipo de dispositivo suportado. Dentro desses
diretrios, para cada verso de dispositivo, existe um arquivo
proprietrio binrio (extenso ffo), um arquivo com a lista de smbolos
do arquivo binrio correspondente ao arquivo binrio (extenso sym) e
um arquivo CF (Capabilities File, de extenso cff). [10]
A descrio em arquivos CF tambm utilizada em dispositivos
Foundation Fieldbus, porm com um objetivo diferente da EDD:
utilizado para descrever as capacidades fsicas do dispositivo, como
o mximo de memria disponvel para cada recurso, quantidade de ligaes
entre os blocos, entre outras. [10]
2.1.1. EDDL (Electronic Device Description Language)
O padro EDDL uma linguagem baseada em texto para descrio de
caractersticas de comunicao de dispositivos inteligentes, aplicada
ao padro EDD. [10] [13] Essa descrio envolve caractersticas do
equipamento, informaes de diagnsticos e detalhes de configurao.
[10] [13] tambm uma tecnologia independente de plataforma e de
protocolo de comunicao para descrio de interface grfica
homem-mquina. [10] [13]
A tecnologia Hart foi pioneira no desenvolvimento da EDDL, em
1992. [13] Posteriormente, a EDDL foi utilizada
-
como base para o desenvolvimento de linguagem de descrio de
dispositivos para os protocolos Foundation Fieldbus e PROFIBUS,
como ilustrado na figura 5. [11] [13]
Fig. 5 Evoluo da EDDL ao longo dos protocolos de comunicao.
[12]
O trabalho de padronizao (norma IEC International
Electrotechnical Commission) reuniu as caractersticas das
linguagens de descrio de dispositivos Foundation Fieldbus, HART e
PROFIBUS, consolidando assim, uma nica linguagem utilizada para
descrio de dispositivos desses trs protocolos. [10] [13]
Em seguida, as capacidades da linguagem EDDL foram estendidas
para fornecer uma soluo no padro da indstria, visando visualizao
avanada de informaes dos dispositivos de campo. Os elementos
visuais foram adicionados sem se desviar do conceito inicial. A
capacidade de armazenamento em longo prazo de informaes tambm foi
adicionada. A EDDL foi aprovada como padro internacional IEC
61804-3, em 2006. [10] [13]
As caractersticas da EDDL: [10] [11] - Portabilidade entre os
diversos sistemas. - Consistncia e uniformidade. - Utilizao de
apenas um configurador para os diversos
protocolos. - Controle de reviso. - Teste e registro. - Suporte
e padro internacional. - Linguagem de desenvolvimento no amigvel. -
O desenvolvedor de dispositivos necessita de um
compilador proprietrio. - O desenvolvedor de configuradores
necessita de um
interpretador proprietrio. Em uma EDD desenvolvida em linguagem
EEDL existem
diversas definies de variveis. A figura 6 ilustra um exemplo de
definio de uma varivel em linguagem EDDL e a interpretao do
configurador. [12]
Fig. 6 Exemplo de cdigo EDDL e interpretao de uma varivel.
[12]
2.2. FDT/DTM (Field Device Tool/Device Type Manager)
A tecnologia FDT/DTM (Filed Device Tool / Dvice Type Managers)
surgiu de um grupo de fornecedores de sistemas que se uniram para
criar uma arquitetura aberta em relao a equipamentos de campo,
assim como a EDD desenvolvida com a EDDL. [16] Ela baseada em
componentes de Software baseados na tecnologia COM (Component
Object Model) da Microsoft, que respeitam as interfaces para
comunicao definidas pela especificao do grupo alemo ZVEI (German
Electrical and Eletronic Manufacturers). [15] [16]
A tecnologia FDT/DTM dividida em trs domnios: o domnio da
ferramenta de engenharia, o domnio da Field Device Tool (FDT) e o
domnio dos equipamentos de campo suportados por Device Type
Managers (DTM). O FDT um componente de software que faz o papel de
um recipiente, onde so especificadas todas as interfaces
padronizadas, afim de garantir a interoperabilidade e conectividade
entre o sistema configurador e o DTM. [15]
O DTM o centro da tecnologia, um componente de software, que
desenvolvido pelo fabricante de dispositivo e que deve obedecer a
todas as interfaces de comunicao com FDT. Esse componente contm
todo o acesso s informaes do equipamento de campo, as interfaces
grficas de usurio e toda funcionalidade de configurao, diagnstico e
manuteno do equipamento de campo. [15] A figura 7 ilustra a
arquitetura da tecnologia FDT/DTM. [15]
Fig. 7 Arquitetura da tecnologia FDT/DTM. [15]
As caractersticas bsicas do DTM so: [15] - Contm informaes por
vises (mesma diviso EDDL)
do dispositivo para configurao, diagnstico, identificao,
calibrao.
- Pertence ao dispositivo e fornecido pelo fabricante de
dispositivos, igualmente a todas as tecnologias de descrio de
dispositivos.
- Possui interface grfica com usurio com suporte a mltiplos
idiomas.
- A troca de informaes entre os componentes de software da
arquitetura FDT/DTM feita com descries em XML.
- Tecnologia independente de protocolo.
-
- No suporta persistncia dos dados, diferentemente da EDDL.
- O esforo de aprendizado para o desenvolvimento dos DTMs
grande.
- Compilador e interpretador proprietrio.
Como o DTM baseado em um componente COM, o compilador pode estar
em qualquer ambiente de desenvolvimento de software que suporte o
desenvolvimento da tecnologia COM. [15] Pode-se citar como exemplo
desses compiladores: Borland Delphi, Microsoft Visual Basic,
Microsoft Visual C++, Borland C++, etc. Esses compiladores so
comercializados assim como o compilador da tecnologia EDDL, embora
nesse caso haja liberdade de escolha. Assim, o processo de
desenvolvimento do DTM gera o mesmo problema da tecnologia EDD: a
aquisio de um compilador proprietrio. [15]
Considerando a tendncia da era dos sistemas abertos, pode-se
concluir que a maior desvantagem dentre as citadas a obrigao do uso
no sistema operacional Windows, j que a tecnologia COM no suportada
por outras plataformas. [15]
2.2.2. Implementao de um DTM (Device Type Managers)
A tecnologia FDT um padro de protocolo que define interfaces e
componentes, permitindo a integrao de drivers de diferentes
equipamentos em um sistema de engenharia unificado, no importando o
fabricante ou protocolo de comunicao. Alm da interoperabilidade,
essa tecnologia permite que as interfaces com o usurio sejam ricas
em elementos grficos e implementem funes complexas no previstas
pela tecnologia de DDs. [17]
comum a coexistncia de vrios equipamentos de campo, de
diferentes fabricantes, operando com diferentes protocolos. A
figura 8 ilustra uma aplicao de um sistema hbrido, contendo
protocolos distintos, sem a utilizao do gerenciamento de ativos.
[17]
Fig. 8 Cenrio hbrido encontrado nas plantas modernas sem FDT.
[17]
A figura 9 ilustra uma aplicao de um sistema hbrido, contendo
protocolos distintos, com a utilizao do gerenciamento de ativos,
sendo possvel unificar o processo fabril. [17]
Fig. 9 FDT/DTM unificando o acesso aos equipamentos. [17]
2.3. PDM (Process Device Manager)
O conceito de plataforma de automao integrada Totally Integrated
Automation torna realidade a interao dos componentes e funes no
processo industrial. A tecnologia PDM prov suporte para o
comissionamento, manuteno e diagnstico dos dispositivos de campo
inteligentes de qualquer fabricante, desde que atenda o padro
internacional dominante EDD (Electronic Device Description),
utilizado para estabelecer de forma universal a configurao e
funcionalidades dos dispositivos. [18]
As seguintes funes do PDM, apresentadas abaixo,
permitem manter sob controle os dispositivos inteligentes
utilizados na automao de processos. [19]
Ajuste e modificao de parmetros; Verificao de plausibilidade e
comparao de
parmetros; Arquivamento de conjuntos de parmetros em uma
base de dados consistente; Documentao; Simulao (loop-test);
Suporte a calibrao; Diagnsticos on-line; Visualizao semelhante de
todos os dispositivos de
campo; Fornece as funes bsicas (por exemplo, exportao,
dados de comparao de impresso) para todos os dispositivos de
campo;
Vrias possibilidades de comunicao (por exemplo, Profibus DP /
PA, HART, Modbus);
No necessrio nenhum conhecimento de configurao para parametrizao
e diagnsticos de
-
dispositivos de campo atravs do LifeList; Apoio de campo
abrangentes com dispositivos de
funes especficas que podem formar as caractersticas gerais dos
fabricantes de dispositivos de campo;
Todos os parmetros do dispositivo de campo podem ser alterados
sem problemas em linha, sem ter de parar o mestre PROFIBUS;
A comunicao com os dispositivos de processo ocorre via protocolo
HART, PROFIBUS DP e PA, entre outros. [19] 2.3.1 INTEGRAO DE
DISPOSITIVOS
O PDM suporta dispositvos de campo com protocolo PROFIBUS-PA, de
acordo com a organizao PROFIBUS (PNO), bem como dispositivos
descritos pelo EDD (Electronic Device Descripition) ou dispositivos
HART. [18]
O PDM pode suportar diversos protocolos e componentes
para comunicao de dispositivos conectados em rede. Segue abaixo
alguns exemplos: [18]
Dispositivos com interface PROFIBUS-DP. Exemplo: Motor de
arranque ou remota I/O; Dispositvos com interface PROFIBUS-PA.
Exemplo: transdutor de medio de presso; Dispositivos com interface
HART. Exemplo: transdutor de medio de temperatura; Dispositivos com
interfaces proprietrias. Estes dispositivos de campo se comunicam
com a tecnologia PDM atravs de protocolos especiais. Exemplo:
Dispositivos de campo da srie, tais como o controlador
compacto.
Segue algumas formas de integrar os dispositivos de campo com a
tecnologia PDM: [19]
Atravs de um EDD do elemento de campo fornecido pelo fabricante;
Via PROFIBUS-PA; Atravs do padro HCF da HART comunication
Foundation.
A figura 10 ilustra as opes de configurao utilizando a
tecnologia PDM. [19]
Fig. 10 Opes de configurao com SIMATIC/PDM. [19]
III. ESTUDO DE CASO: APLICAO DE GERENCIMENTO DE ATIVOS NA REDE
FOUNDATION
FIELDBUS
Neste estudo de caso, sero demonstrados alguns
parmetros que podem ser gerenciados pelas tcnicas apresentadas
anteriormente. Para se efetuar a simulao e verificao de cada
parmetro do dispositivo, foi escolhida a rede Foundation Fieldbus
devido disponibilidade de equipamentos do laboratrio de
desenvolvimento utilizado.
Para a realizao da simulao, foi estruturada uma rede Foundation
Fieldbus, composta por um notebook, uma Bridge, um Mdulo de I/O de
rede montado em caixa a prova de exploso, um atuador pneumtico
dupla ao e uma vlvula tipo Borboleta, conforme ilustra a figura
11.
Fig. 11 Equipamentos para rede Foundation Fieldbus.
Conforme ilustrado na figura 12, o primeiro passo a ser
realizado a alocao do dispositivo na rede Foundation Fieldbus.
possvel verificar que os elementos esto alocados atravs da lista
ativa de dispositivos em rede (Live List).
Fig. 12 Lista de dispositivos na rede.
A prxima etapa a de insero dos blocos funcionais do
dispositivo. Este processo depende das caractersticas funcionais
de cada dispositivo utilizado. Para a simulao do gerenciamento de
ativos proposta, sero inseridos os blocos de acordo com as
caractersticas do mdulo de rede Foundation Fieldbus, que possui 2
entradas a sensor tipo Hall (h1 e h2), 2 entradas auxiliares do
tipo contato seco (aux1 e aux2) e 2
-
sadas a transistor para solenide (sol e sl2), conforme ilustrado
pela figura 13.
Fig. 13 Configurao dos blocos funcionais.
Com os blocos de configurao adicionados, possvel
realizar operaes de configurao diretamente nos dispositivos de
campo, de modo online. Esse tipo de configurao realizado atravs de
alteraes nos valores dos parmetros dos blocos funcionais. A figura
14 ilustra a tela do configurador de alterao de valores dos
parmetros no modo online. Nessa tela, a coluna Value ilustra os
valores lidos das variveis do dispositivo, e a coluna Quality,
usada para garantir a confiabilidade da monitorao, indica a
qualidade do valor no momento em que monitorado.
Fig. 14 Tela do configurador de redes usada para configurao
de
dispositivos de campo no modo online.
O primeiro parmetro a ser monitorado a temperatura interna do
dispositivo. Para isso necessrio habilitar o parmetro
INTERNAL_TEMPERATURE. H outros parmetros j definidos como padro no
mdulo de rede para a aferio correta da temperatura interna, so
eles:
MAX_INTERNAL_TEMPERATURE = 55 e MIN_INTERNAL_TEMPERATURE =
-10
A temperatura apresentada na leitura do parmetro representa a
soma da temperatura ambiente com a temperatura interna do
dispositivo. Observa-se na figura 15 que o parmetro
INTERNAL_TEMPERATURE indica a temperatura de 28, permanecendo
dentro da faixa de trabalho.
Fig. 15 Monitorao de temperatura interna.
Nesta etapa, verifica-se o estado das entradas hall do
dispositivo acionadas simultaneamente. As entradas foram
acionadas com a aproximao de um im. Pode-se verificar que a entrada
do SENSOR_OPENED est com parmetro VALUE indicando SENSOR_OPENED, ou
seja, o sensor est acionado. O mesmo acontece para entrada
SENSOR_CLOSED que est relacionado com parmetro VALUE, indicando
SENSOR CLOSED, ou seja, sensor acionado.
Em caso de falhas nas entradas do tipo hall, existe um parmetro
especfico para a deteco do problema, o ALARMS_STATUS. Com o intuito
de se reproduzir a falha, nesta simulao as entradas do tipo hall
foram acionadas de maneira simultnea, fazendo com o que o parmetro
ALARMS_STATUS fosse alterado, emitindo a mensagem de Sensor with
Problem Check it; Open/Close Fail, conforme figura 16.
Fig. 16 Bloco de entradas Hall.
Conforme a figura 17, o valor do parmetro VALUE
(SP_D) foi alterado para Discrete state 1, que responsvel pelo
acionamento de uma das sadas do dispositivo. A partir
-
dessa alterao no parmetro pde-se verificar que a vlvula tipo
Borboleta teve seu eixo deslocado em 90.
Fig. 17 Bloco de sada a transistor.
IV. CONCLUSO
A gesto de ativos no uma novidade no segmento
industrial, porm, atualmente, possvel abstrair muita informao
dos dispositivos em tempo real. A tendncia natural tecnolgica o
aperfeioamento e a coexistncia de vrios protocolos para prover o
gerenciamento de ativos em sistemas de automao e controle
industrial. As plantas industriais esto cada vez mais inteligentes,
no s do ponto de vista tecnolgico, mas tambm utilizando este
recurso para que seja possvel produzir mais e melhor, com menor
custo, menor impacto ambiental e de forma sustentvel.
O trabalho apresenta trs protocolos que podem ser aplicados para
prover o gerenciamento de ativos. Cada protocolo apresenta a sua
vantagem e sua desvantagem frente a aplicao, sendo que cabe uma
anlise elaborada para a escolha do protocolo que atender da melhor
forma a necessidade do projeto.
Foi realizada, tambm, uma aplicao real para verificao de alguns
parmetros de um dispositivo de campo. Considerando os resultados
obtidos no estudo prtico e as caractersticas do dispositivo,
concluiu-se que a quantidade de parmetros monitorados em campo
poder contribuir de maneira significativa para que os objetivos da
planta instalada sejam alcanados de maneira eficaz e sustentvel no
ambiente industrial.
REFERNCIAS
[1] SAUTER, T. The Three Generations of Field-Level Networks
Evolution and Compability Issues. IEEE Transactions on Industrial
Electronics, Vol. 57, Issue 11, 2010, 3585-3595p. [2] FELSER, M.
and SAUTER, T. The Fieldbus War: History or Short Break between
Battles? 4th IEEE International Workshop on Factory Communication
System, Sweden, 2002, 73-80p. [3] FELSER, M. and SAUTER T.
Standardization of Industrial Ethernet the Next Battlefield? 6th
IEEE International Workshop on Factory Communication Systems,
Sweden, 2004, 413-421p.
[4] LUGLI, A. B. e SANTOS, M. M. D. Sistemas de Fieldbus para
Automao Industrial: DeviceNet, CANOpen, SDS e Ethernet. Editora
rica, So Paulo, 2009, 156p. [5] LUGLI, A. B. e SANTOS, M. M. D.
Redes industriais para Automao Industrial: AS-I, PROFIBUS e
PROFINET. Editora rica, So Paulo, 2010, 174p. [6] BORST, W.
Kommunikation auf der instrumentierungsebene. Book, Munchem editor,
vol. 40, n..18, 1991, 72-80p. [7] KASTNER, W. e KASTNER-MASILKO, F.
EDDL inside FDT/DTM. Proceedings of the IEEE International Workshop
On Factory Communication Systems, Austria, 2004, 365368p. [8] Site
da Internet: OPC Foundation. Disponvel em: www.opcfoundation.org
Acessado em Fevereiro de 2012. [9] Site da Internet: Smar
Equipamentos Industriais. Disponvel em: www.smar.com Acessado em
Janeiro de 2012. [10] PANTONI, R. P. Desenvolvimento e implementao
de uma descrio de dispositivos aberta e no-proprietria para
equipamentos FOUNDATION fieldbus baseada em XML. Dissertao de
Mestrado, 164f Escola de Engenharia de So Carlos, Universidade de
So Paulo, So Carlos, 2006. [11] ZIELINSKY, M. Digital fieldbus
installations use EDDL for simplicity with advanced, full
functionality. Computing & Control Engineering Journal.
England, vol. 15, n. 6, 2005, 24-31p. [12] Site da Internet: EDDL
Organization. Disponvel em:
www.eddl.org/about/basics/Pages/History.aspx Acessado em: Maro de
2012. [13] SASAJIMA, H. Intelligent field devices and fieldbus
solutions in PA industries. IEEE Proceedings SICE ANNUAL
CONFERENCE, EUA. vol. 2, 2004, 1473-1478p. [14] Site da Internet:
Associao Profibus. Disponvel em:
www.profibus.org.br/news/marco2011/news.php?dentro=7 Acessado em
Maro de 2012. [15] DONAIRES, O.S. (2004). FF DD x FDT/DTM: origens,
caractersticas e tendncias. Controle & Instrumentao, So Paulo,
ano 10, n.99, p.40-46, dez. [16] Site da Internet: FDT GROUP
Disponvel em: www.fdt-jig.org Acessado em Maro de 2012. [17] Site
da Internet: Smar Equipamentos Industriais. Disponvel em:
http://www.profibus.org.br/news Acessado em Abril de 2012. [18]
Site da Internet: Siemens Disponvel em:
https://www.automation.siemens.com/mcms/process-control-systems/en/distributed-control-system-simatic-pcs-7/simatic-pcs-7-system-components/engineering-system/pages/process-device-manager-pdm.aspx
Acessado em Junho de 2012.
[19] SIMATIC PDM The Process Device Manager - The ideal tool for
engineering, parameterization, commissioning, diagnostics and
service. Technical brochure April 2008 Disponvel em:
www.siemens.com/simatic-pdm Acessado em Junho de 2012.
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CURRCULO RESUMIDO DOS AUTORES ALEXANDRE BARATELLA LUGLI
Mestrado em Controle e Automao Industrial, UNIFEI, 2007.
Graduao em Engenharia Eltrica, Inatel Instituto Nacional de
Telecomunicaes, Santa Rita do Sapuca - MG. 2004.
Professor e coordenador dos cursos de Controle e Automao
Industrial do Inatel.
DIEGO APARECIDO LEMES
Ps Graduando em Engenharia de Sistemas Eletrnicos, Automao e
Controle Industrial pelo Inatel / Santa Rita do Sapuca-MG 2010
2012;
Tecnlogo em desenvolvimento de produtos da empresa Sense
Eletrnica 2007 `a 2012;
Professor titular do CEP Centro de Educao Profissional Tancredo
Neves rea de Automao Industrial e eletrnica 2009 2012.