Aula 18 - Integração Elipse com Driver ALTUS

Para a integração do Elipse com o CLPs Altus - AL2000 é utilizado o cabo AL-1383. Com o cabo é realizado a comunicação serial de dados entre o PC e o CLP através da comunicação serial RS232 através do cabo AL1383. 

RS-232 é um padrão para troca serial de dados binários entre um terminal de dados DTE (Data Terminal Equipment) e um comunicador de dados DCE (Data Communication equipment). É comumente usado nas portas seriais dos PCs.

O diagrama da conexão micro PC (Elipse) com o AL2000/600 via RS-232 é indicado conforme figura ao lado.
Quando o driver é adicionado na aplicação, e aberta a sua tela de configuração, os seus parâmetros P1 a P4 representam: P1: Porta serial + bits de dados (0 = 7 bits; 1 = 8 bits). P2: Paridade (0 = sem paridade; 10 = ímpar; 20 = par) + taxa de transmissão (0 = 19200; 1 = 9600; 2 = 4800; 3 = 2400; 4 = 1200; 5 = 600; 6 = 300; 7 = 38400). P3: Stop-bits (0 = 1-bit; 1 = 2-bits). P4: Time-out (em milissegundos). Para definir o parâmetro P1 deve-se somar o valor da porta com ao valor dos bits de dados. O parâmetro P2 é definido somando-se o valor da taxa de transmissão ao valor da paridade.
Para adicionar o driver na aplicação (devemos localizar o arquivo em algum dos diretórios do computador) e configurá-lo para comunicar pela porta serial 1, com os mesmos parâmetros de comunicação utilizados na configuração do CLP (velocidade de 19200 bps, 8 bits, 1 stop-bit, sem paridade) e com um tempo de timeout de 1s (1000ms).

Parâmetros (p) de comunicação do Driver:
P1 - porta serial de comunicação onde pode ser escolhido:
0 = COM1; 1 = COM2; 2 = COM3; 3 = COM4.
P2 - baud-rate onde pode ser escolhido:
1 = 150; 2 = 300; 3 = 600; 4 = 1200; 5 = 2400; 6 = 4800; 7 = 9600.
P3 - tempo de time-out em centésimos (sugerido 20).
P4 - configura o uso ou não do AL1413 e Modem onde pode ser escolhido: 0 = conexão direta; 1 = com AL1413; -1 = com Modem; >1 = o computador está conectado a um AL1413, com tempo de turnaround do AL1413 em <p3> milésimos de segundo. Esta opção só deve ser tentada se a conexão normal (p3=1) não funcionar.
Configuração Usual do Driver: P1: 0; P2: 7; P3: 20; P4: 0
Teste Usual do Tag PLC:
Verificar leitura da entrada %E0.0
N1: 0
N2: 6 -> Entrada ou saída
N3: 0 -> E0
N4: 1 -> bit menos significativo (bit 0)
- Clicar em Ler;
- depois mantendo pressionado o botão E0.0 do CLP, clique no botão Ler.

Aula 17 - Tags PLC no Supervisório Elipse

A supervisão de um processo com o Elipse SCADA ocorre através da leitura de variáveis de processos no campo. Os valores dessas variáveis são associados a objetos do sistema chamados Tags.

Para cada objeto inserido na tela, devemos associar pelo menos um tag ou atributo.

Os tags são todas as variáveis (numéricas ou alfanuméricas) envolvidas num aplicativo. Os atributos são dados fornecidos pelo Elipse SCADA sobre parâmetros de sistema e componentes da aplicação. Como exemplo, podemos considerar um tag a temperatura de um forno. Um de seus atributos poderia ser o nível de alarme a partir do qual deva ser acionada uma sirene.

O valor do tag ou do atributo associado poderá por exemplo, ser mostrado pelos objetos de animação em uma tela, ser utilizado em cálculos em um script, ser modificado através de ações do operador e entre outras possibilidades.

Ao criar tags, o usuário poderá organizá-los livremente em grupos, de forma a facilitar a procura e identificação durante o processo de configuração. Para a criação de um grupos, basta selecionar o item

Tags no Organizer e clicar em Novo Grupo. Você pode criar grupos dentro de outros grupos, sem restrições. Para modificar a hierarquia dos grupos e mudá-los de posição (por exemplo, incluir um grupo em outro grupo) basta arrastar o grupo em questão para o lugar desejado. Os exemplos deste tutorial informam procedimentos para a criação de tags. Caso você possua um equipamento e deseje realizar comunicação, dê preferência a variáveis tipo PLC ou Bloco; caso contrário, escolha tags do tipo Demo, que permitem a simulação de valores na ausência de dados reais.

Para a criação de novos tags, basta selecionar no Organizer o item Tags ou um grupo de tags previamente criado e clicar em Novo Tag. Será mostrado o quadro Criar um novo Tag, onde deverá ser informado o nome do tag, a quantidade e o tipo.

Para uma quantidade maior que 1, o sistema numera automaticamente os tags, acrescentando um número depois do nome.

Ao especificar o nome dos tags, algumas regras deverão ser seguidas:

• o nome não pode conter caracteres reservados, como operadores lógicos e aritméticos (+, -, *, /) e caracteres especiais (?, !, \, | , &, %, $, #, @).

• o nome não pode conter espaço.

• o nome do tag não pode ser estritamente numérico, deverá ter uma letra inicial, pelo menos.

Tags PLC

Os tags tipo PLC são utilizados quando se deseja ler e escrever dados em um PLC (CLP), separadamente. Eles podem representar qualquer tipo de variável, como entrada ou saída digital ou analógica, a depender da configuração e endereçamento requerido pelo driver. Antes de criar um tag PLC é necessário criar um objeto Driver, ao qual o tag será associado.

Driver de Comunicação

O drivers de comunicação são bibliotecas (arquivos .DLL) responsáveis pela interligação do Elipse SCADA com algum equipamento externo. Na verdade, podemos utilizar um driver para se comunicar com qualquer coisa que possua uma interface de comunicação, seja uma máquina ou até mesmo um software (como no caso dos drivers de rede, como veremos mais adiante).

Cada driver de comunicação está associado um objeto Driver dentro do Elipse SCADA. Para criar um novo Driver, basta entrar no item Driver a partir do Organizer e clicar no botão Novo.

Na janela Abrir, indique o caminho para o arquivo .DLL desejado. Os arquivos de drivers podem ser instalados em separado, em qualquer diretório a ser definido pelo usuário.

Uma vez escolhido o arquivo de driver, deve-se fazer as configurações dos parâmetros de comunicação. Clicando no botão Configurar, vemos um tela onde podem ser especificados os dados gerais para a comunicacão como: porta serial, taxa de comunicação e outros, de acordo com a documentação fornecida para cada driver. Para um auxílio à tarefa de configuração, pode-se apertar o botão Ajuda. O Elipse SCADA irá abrir o arquivo-texto com a documentação do driver. (Ver Aula 18 - Driver ALTUS).

Aula 16 - Software Supervisório Elipse

O Elipse Scada é um software para a criação de aplicativos de supervisão e controle de processos nas mais diversas áreas, oferece um alto desempenho, aliado à novos e poderosos recursos que facilitam a tarefa de desenvolvimento da sua aplicação. Para a criação de aplicativos de supervisão e controle nas mais diversas áreas.

Totalmente configurável pelo usuário, permite monitorar variáveis físicas de campo. Além disto, as variáveis do processo podem ser visualizadas de forma gráfica, permitindo em tempo real, uma fácil e rápida compreensão do que está acontecendo. Com este objetivo, vários Objetos de tela estão disponíveis, e pode-se enviar ou receber informações dos equipamentos de aquisição de dados, através de Setpoints, Sliders ou Botões.

Existem várias maneiras de se trocar informações com equipamentos de aquisição de dados, tais como PLCs (Controladores Lógico Programáveis), DACs (Cartões de Aquisição de Dados), RTUs (Unidades Remotas), controles e outros tipos de equipamentos.

Criando uma aplicação: A criação de uma aplicação é o ponto de partida para montagem de um sistema utilizando o Elipse SCADA. Em uma aplicação, o usuário reúne todos os elementos necessários para execução das tarefas desejadas. As informações referentes a esta aplicação ficam armazenadas em um arquivo de extensão .APP.

Para criar uma nova aplicação: 

1 - Escolha no menu Arquivo a opção Nova aplicação;

2 - No quadro Salvar Aplicação Nova, escolha um nome e o lugar onde a aplicação será salva.

A fim de permitir uma visão simples e organizada de toda a aplicação, o Elipse SCADA oferece uma poderosa ferramenta de programação chamada Organizer.

Ferramenta Organizer

A partir do Organizer, você pode desenvolver toda a aplicação simplesmente navegando através de sua estrutura. Essa estrutura pode ser comparada a uma árvore de diretórios. Desta forma, a estrutura da aplicação começa no canto superior esquerdo com a raiz da aplicação. Todos os objetos da aplicação descem a partir da raiz agrupados de acordo com seu tipo: Tags, Telas, Alarmes, Receitas, Históricos, Relatórios e assim por diante.

Selecionando-se qualquer um de seus ramos, as propriedades do objeto selecionado serão mostradas no lado direito da janela onde poderão ser editadas. Por exemplo, se você selecionar Tags na árvore do Organizer, poderão ser criados novos tags e suas propriedades poderão ser editadas selecionando-se a página desejada a partir das guias no topo da janela.

Ao selecionar o item Aplicação na árvore do Organizer, suas propriedades serão mostradas do lado direito. Da mesma forma, se Tags estiver selecionado, do lado direito serão mostradas as propriedades relativas ao item selecionado Tags.

O Organizer possui um conjunto de ferramentas que permitem realizar determinadas tarefas rapidamente, sem a necessidade da utilização dos menus.

Também existem botões que inserem comandos do Elipse Basic, facilitando a tarefa de programação de scripts. Estas ferramentas estão dispostas em uma barra que está localizada na parte inferior da janela do

Organizer. Cada botão desta barra é descrito a seguir.

AppBrowser

O AppBrowser é uma importante ferramenta do Organizer. Ele é composto de uma janela que apresenta a árvore da aplicação com seus objetos. Clicando em qualquer objeto, pode-se visualizar as funções e atributos relacionados a este objeto. Quando estamos escrevendo um script, um botão Copia no Script->> fica disponível nesta janela, permitindo a cópia do atributo ou função em questão para as linhas de programação, facilitando essa tarefa.

Aula 15 - Transmissão Eletrônica

Os transmissores eletrônicos geram vários tipos de sinais em painéis, sendo os mais utilizados: 4 a 20 mA, 10 a 50 mA e 1 a 5 V. Temos estas discrepâncias nos sinais de saída entre diferentes fabricantes, porque tais instrumentos estão preparados para uma fácil mudança do seu sinal de saída.

A relação de 4 a 20 mA, 1 a 5 V está na mesma relação de um sinal de 3 a 15 psi de um sinal pneumático.
O “zero vivo” utilizado, quando adotamos o valor mínimo de 4 mA, oferece a vantagem também de podermos detectar uma avaria (rompimento dos fios), que provoca a queda do sinal, quando ele está em seu valor mínimo.

Esse tipo de transmissão é largamente usado em todas as indústrias, onde não ocorre risco de explosão pois permite transmissão para longas distâncias sem perdas e que o mesmo sinal (4~20mA) seja “lido” por mais de um instrumento. Porém, exige utilização de instrumentos e cuidados especiais em instalações localizadas em áreas de riscos, além de cuidados especiais na escolha do encaminhamento de cabos ou fios de sinais.

Aula 14 - Transmissão Hidráulica

Similar ao tipo pneumático e com desvantagens equivalentes, o tipo hidráulico utiliza-se da variação de pressão exercida em óleos hidráulicos para transmissão de sinal. 

É especialmente utilizado em aplicações onde torque elevado é necessário ou quando o processo envolve pressões elevadas. As vantagens do uso da transmissão hidráulica e que podem gerar grandes forças e assim acionar equipamentos de grande peso e dimensão e possui resposta rápida. No entanto necessita de tubulações de óleo para transmissão e suprimento, necessita de inspeção periódica do nível de óleo bem como sua troca e necessita de equipamentos auxiliares, tais como reservatório, filtros, bombas, etc.

Os equipamentos que se destinam a aplicações óleo-hidráulicas têm características extremamente importantes e específicas desse segmento da automação.

Segurança: O nível médio de pressão de trabalho desses equipamentos é da ordem de 150 a 210 bar (+/- 200 atm). Nesses níveis de pressão, a confiabilidade é fator fundamental para que um equipamento atenda às exigências do mercado. Para poder suportar estes níveis de carga os componentes hidráulicos são fabricados com carcaça de ferro fundido ou aço-carbono com especificações rigorosas quanto à porosidade oriunda do processo de fundição.

Robustez: As matérias-primas aplicadas conferem aos equipamentos hidráulicos uma segunda característica importante que se refere à robustez construtiva. A matéria-prima básica ainda é o aço, o que confere aos produtos um peso relativamente elevado. (1 litro de aço = 10 kg).

Simplicidade construtiva: Os equipamentos hidráulicos são construtivamente simples. Em muitos casos os componentes são montados com contato metal-metal, não existindo nenhum elemento de vedação entre partes móveis e fixas de uma válvula, por exemplo. O próprio fluido faz o papel de elemento de estanqueidade entre as partes.

Esta característica de simplicidade traz agregada uma outra que é a precisão dimensional dos seus componentes, onde as tolerâncias de fabricação são extremamente rígidas para garantir o bom funcionamento do conjunto. Apresentamos a seguir, três componentes fundamentais presentes em um circuito hidráulico, procurando ilustrar esta característica.

Aula 13 - Transmissão Pneumática

Nesse tipo é utilizado um gás comprimido, cuja pressão é alterada conforme o valor que se deseja representar. Nesse caso a variação da pressão do gás é linearmente manipulada numa faixa específica, padronizada internacionalmente, para representar a variação de uma grandeza desde seu limite inferior até seu limite superior. A grande vantagem em seu utilizar os instrumentos pneumáticos está no fato de se poder operá-los com segurança em áreas onde existe risco de explosão (centrais de gás, por exemplo).

Em geral, os transmissores pneumáticos geram um sinal pneumático variável, linear, de 3 a 15 psi (libras força por polegada ao quadrado) para uma faixa de medidas de 0 a 100% da variável. Esta faixa de transmissão foi adotada pela SAMA (Scientific Apparatur Makers Association), Associação de Fabricantes de Instrumentos, e pela maioria dos fabricantes de transmissores e controladores dos Estados Unidos. Podemos, entretanto, encontrar transmissores com outras faixas de sinais de transmissão. Por exemplo: de 20 a 100 kPa. Nos países que utilizam o sistema métrico decimal, adotam-se as faixas de 0,2 a 1 kgf/cm2 que equivalem, aproximadamente, de 3 a 15 psi.

O alcance do sinal no sistema métrico é cerca de 5% menor que o sinal de 3 a 15 psi. Este é um dos motivos pelos quais devemos calibrar os instrumentos de uma malha (transmissor, controlador, elemento final de controle etc.), sempre utilizando uma mesma norma. Note-se que o valor mínimo do sinal pneumático também não é zero, e sim 3 psi ou 0,2 kgf/cm2. Deste modo, conseguimos calibrar corretamente o instrumento, comprovando sua correta calibração e detectando vazamentos de ar nas linhas de transmissão. Percebe-se que, se tivéssemos um transmissor pneumático de temperatura de range de 0 a 200 graus celcius e o mesmo mantivesse o bulbo a 0 C e um sinal de saída de 1 psi, este estaria descalibrado.

Se o valor mínimo de saída fosse 0 psi, não seria possível fazermos esta comparação rapidamente. Para que pudéssemos detectá-lo, teríamos de esperar um aumento de temperatura para que tivéssemos um sinal de saída maior que 0 (o qual seria incorreto). O gás mais utilizado para transmissão é o ar comprimido, sendo também o NITROGÊNIO e em casos específicos o GÁS NATURAL.

As desvantagens do uso de transmissão pneumática é que necessita de tubulação de ar comprimido (ou outro gás) para seu suprimento e funcionamento; necessita de equipamentos auxiliares tais como compressor, filtro, desumidificador, etc, para fornecer aos instrumentos ar seco, e sem partículas sólidas. Devido ao atraso que ocorre na transmissão do sinal, este não pode ser enviado à longa distância, normalmente a transmissão é limitada a aproximadamente 100 m. Vazamentos ao longo da linha de transmissão ou mesmo nos instrumentos são difíceis de serem detectados e não permite conexão direta aos computadores e CLP's.

Aula 12 - Telemetria

Chamamos de telemetria a técnica de transportar medições obtidas no processo a distância, em função de um instrumento transmissor.

A transmissão a distância dos valores medidos está tão intimamente relacionada com os processos contínuos, que a necessidade e as vantagens da aplicação da telemetria e do processamento contínuo se entrelaçam. Um dos fatores que se destacam na utilização da telemetria é a possibilidade de centralizar instrumentos e controles de um determinado processo em painéis de controle ou em uma sala de controle. Os transmissores são instrumentos que medem uma variável do processo e a transmitem, a distância, a um instrumento receptor, indicador, registrador, controlador ou a uma combinação destes. Existem vários tipos de sinais de transmissão: pneumáticos, elétricos, hidráulicos e eletrônicos.