| Revista Controle & Instrumentação
– Edição nº 119 – 2006
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| ¤ Artigos Técnicos
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| Desenvolvimento
de um padrão de referência para indução
magnética
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| Resumo Implementou-se um sistema de baixo custo, baseado em magnetometria de ressonância magnética nuclear, para prover rastreabilidade à calibração de gaussímetros na faixa de 5 mT a 2 T. No atual estágio de desenvolvimento, com instrumentos de uso geral no laboratório, e detectores de ressonância magnética nuclear construídos localmente, é possível medir densidades de fluxo magnético com incertezas de medição de 0,01 %, e calibrar gaussímetros com incertezas de calibração de 0,1 %. Verificou-se que uma grande contribuição na composição destas incertezas é devida a falta de homogeneidade e estabilidade no campo gerado pelo eletroímã. |
| Estudo
quantitativo da influência do escalonamento de mensagens de
controle no desempenho e estabilidade de sistemas usando o protocolo
Foundation Fieldbustm
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| Resumo A adoção dos sistemas fieldbus nas últimas décadas foi motivada por uma série de vantagens como a imunidade a ruídos de comunicação, a facilidade na reconfiguração, o fácil acesso a informações de campo, a constante redução do custo de hardware e pela normalização internacional. Entretanto, a arquitetura das redes fieldbus apresenta também desvantagens como, a falta de consistência de dados e de senso de tempo entre os dispositivos de uma rede, a vulnerabilidade a falhas no barramento, e talvez a maior delas, o fato de todo fieldbus ser um gargalo de comunicação, uma vez que um único canal de comunicação é compartilhado por todos os dispositivos e deve ser utilizado tanto para a transmissão de variáveis críticas de processo como de informações de baixa prioridade e de monitoramento. Esse artigo faz um estudo quantitativo do desempenho e estabilidade de malhas de controle Foundation FieldbusTM através de ensaios de plantas típicas, comparando os resultados onde são aplicados dois diferentes tipos de escalonamento de tarefas nos controladores para a transmissão de variáveis críticas: o que prioriza as restrições de precedência dos elementos da camada do usuário Foundation FieldbusTM e o escalonamento que prioriza uma maior taxa de amostragem para controle (de menor tempo de macrociclo ou maior frequência). |
| Considerações
de Performance da Comunicação OPC
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| Introdução Em um mundo ideal, a integração de controle de processo seria simples – comprar o computador, equipamento de instrumentação e elétrica de um único vendedor e conectar tudo junto usando um padrão de rede de comunicação. Porém em um mundo real, não funciona exatamente desta maneira. Raramente o PLC, DCS, inversores de frequência, motores, instrumentação de campo e dados históricos são comprados do mesmo vendedor. E mesmo quando isso acontece, o vendedor normalmente tem muitos modelos de equipamento que não se interconectam claramente. |
| Cálculo
de incerteza de medição em ensaios cromatográficos:
um estudo de caso no ensaio de determinação de organoclorados
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| Resumo Esse artigo apresenta um estudo de caso sobre a implementação do cálculo da incerteza de medição no ensaio de determinação de organoclorados em efluentes no Laboratório Bioensaios, de Viamão, RS. A sistemática utilizada para o cálculo da incerteza segue o estabelecido pelo Guia para Expressão da Incerteza de Medição da ISO (ISO GUM), edição 2003. O cálculo foi realizado pela Certificar, empresa especializada em prover soluções para processos de acreditação e manutenção da acreditação de laboratórios. O artigo começa com uma breve revisão sobre os princípios e o passo-a-passo para o calculo da incerteza de medição. Na segunda parte é enfocada a aplicação deste procedimento no ensaio de organoclorados. Em seguida, são discutidos os resultados obtidos através deste projeto, que levou ao estabelecimento da estimativa da incerteza do ensaio. |
| Redes industriais
– panorama histórico e novas tendências
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| Introdução Ao observar o segmento de automação industrial no decorrer das últimas décadas, não é difícil identificar o advento das redes industriais como uma inovação de grande impacto nas mais diversas perspectivas. Estas perspectivas vão desde o conceito básico de projetos de automação até a saturação de dados disponíveis sobre o processo e os equipamentos, passando por qualificação profissional e complexidade de avaliação de retorno sobre investimentos. Ou seja, um tema de impacto amplo e transversal na vida das pessoas envolvidas em gestão, engenharia, operação e manutenção de sistemas automatizados. Está claro que o assunto veio para ficar, com seus consensos e polêmicas. Este novo campo da tecnologia digital já nos acompanha de forma contínua e progressiva por um longo período, sem evidências de perder espaço nos laboratórios, congressos e rodas de conversa. Para colocar lenha na fogueira, de tempos em tempos surge uma nova onda tecnológica, mas que não costuma eliminar as ondas anteriores. Ao contrário disso, adiciona novos ingredientes e temperos neste universo que já não é trivial. |
| Uma visão
geral das tecnologias de descrição de instrumentos dos
Protocolos de Comunicação Industrial
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| Resumo Em grandes plantas de processo é comum a presença de diferentes tecnologias de redes de campo para atender a todas as áreas e processos, como por exemplo, Profibus, Hart, FF, etc. Cada uma dessas redes de campo necessita de um software configurador diferente, bem como outros tipos de software. Existe certa dificuldade associada ao uso de diferentes softwares configuradores, pois levam o usuário muitas vezes a erros por ter de usar funções de exportação e importação de dados para unificar as informações a fim de produzir relatórios, documentos, bases de dados integradas, histórico de trocas e de manutenção de dispositivos, etc. Uma linguagem de descrição de dispositivos independente de protocolo de comunicação proveria ao software configurador a possibilidade de comunicação com diferentes protocolos e, desta forma, a garantia de unificação de informações no domínio de apenas uma ferramenta. Isso pouparia o usuário de tentativas de unificação de informações manuais propensas a erros, além de possibilitar uma interface IHM segura, amigável e padronizada. Esse artigo aborda as tecnologias de descrição de dispositivos existentes atualmente, entre as quais Device Description (EDDL), FDT/DTM, GSD, GSDML, FDCML e uma visão sobre o potencial de integração inerente a cada tecnologia apresentada no atual contexto dos protocolos de comunicação industrial. |
| Aplicação
da rede ethernet TCP/IP à troca de dados de intertravamento
entre CLPs
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| Resumo A rede ethernet TCP/IP pode ser utilizada para a troca de mensagens de intertravamento entre CLPs devido aos avanços tecnológicos disponíveis para aplicação em sua estrutura como o switch, a padrão 100BaseT e modo de comunicação full-duplex. Baseado nesses aspectos deve ser montada uma rede com uma estrutura extremamente simples e eficaz e tomar alguns cuidados com relação ao volume de dados trocado por cada instrução. |
| OPC UA e o
Fieldbus
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| Introdução Desde o momento que o padrão Fieldbus se tornou largamente utilizado no chão de fábrica, temos tido cada dia mais nos deparado com um grande conjunto de novas informações que podemos colher do processo. São informações de diagnóstico, alarme, histórico, dados complexos, calibração, etc. Toda esta gama de informações está lá no equipamento, esperando para ser ativada. Acontece que grande parte dos sistemas de supervisão e controle existentes no mercado não tem acesso completo ao modelo de informações disponíveis. Apesar de hoje termos uma especificação largamente difundida para acesso a dados de controle de processo, o padrão OPC, ainda é uma especificação que não está completa para acessar todo o conjunto de informações estruturadas que são mapeadas no padrão Fieldbus. Podemos ir além e mencionar que ao desenvolver novos mecanismos para ter acesso completo a informação mencionada, vamos nos deparar com exigências impostas pelas corporações no tocante à segurança de acesso aos dados. Afinal, queremos ou não ter acesso à informação? Isto tudo já foi colocado em discussão, portanto, atenção para a nova especificação OPC UA (Unified Architecture) ou Arquitetura Unificada. Esta especificação pretende não só resolver as limitações mencionadas anteriormente, mas também proporcionar um padrão bastante completo de mapeamento para diversos modelos de informação existentes, e até para futuros outros que virão a ser criados. |
| Gestão
do conhecimento em laboratórios
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| Resumo A comunicação atingiu estágio sem limites geográficos devido a evolução da informática e a globalização. Desta forma não há mais fronteiras para a raça humana quanto a troca de informações, e assim, as atitudes e pensamentos se interligam originando uma nova era, mais dinâmica, a globalizada. Também a competição, entre organizações, vem mantendo ritmo acelerado, obrigando-as a estarem preparadas para tomarem decisões rápidas e acertadas, decisões estas que dependem do conhecimento gerido. Portanto, o conhecimento organizacional deve estar em constante atualização e isto implica no domínio de uma visão exata de seus laboratórios que requerem a todo instante a melhoria de seus serviços, bem como a capacidade de gerar inovações rápidas, de uma forma dinâmica e estar continuamente se reeducando, capacitando tecnologicamente e envolvendo todas as pessoas inseridas neste processo. Portanto, qualquer laboratório requer a aplicação da Gestão do Conhecimento, para poder administrar da melhor forma possível as imposições que se apresentam diante da competição do mercado. Assim, este trabalho tem o objetivo de desenvolver o conhecimento em laboratórios e mostrar a importância de mapeá-lo de forma a gerir um laboratório eficaz, tornando a sua utilização mais proveitosa, e, saber fazer uso de seu potencial, tornando-o preparado e competitivo. Pois, a existência no laboratório de volume de conhecimento retido e gerenciado, as exigências, que são frutos da competição, não passarão despercebidas e poderão ser superadas com sucesso. |
| Basta atender
o telefone!
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| Resumo A cada dia, mais empresas estão usando telefones celulares e palms, juntamente com a rede industrial Ethernet, para combinar aplicações comerciais, empresariais e industriais em uma única rede. É uma mudança no mundo da automação industrial. Os telefones celulares e palms são divertidos e práticos. Não seria ótimo se essas tecnologias comerciais pudessem tornar sua vida no chão-de-fábrica mais fácil? Ao usar as redes industriais Ethernet padrão para combinar aplicações comerciais, empresariais e industriais em uma única rede, empresas em todo mundo já estão fazendo isso. Dessa forma, eles estão encontrando novas oportunidades de melhorar a maneira como operam os negócios e como os funcionários trabalham. E por que não usar essa tecnologia? Esses dispositivos foram inicialmente projetados para as pessoas que estão sempre em trânsito, e os engenheiros do chão-de-fábrica se encaixam com facilidade nessa categoria; basta ver os agendamentos de produção 24/7 de hoje em dia. Muitas equipes no chão-de-fábrica agora podem sair do escritório e usar as tecnologias comerciais para lidar com os problemas no momento em que aparecem. |
| Suporte à
intercambiabilidade de equipamentos no FF
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| Resumo Com alguns cuidados por parte do usuário e com o suporte de uma ferramenta de configuração é possível obter um bom nível de intercambiabilidade no FF. |
| Integração
de redes: uma necessidade para conexão entre sistemas existentes
e novas arquiteturas – modernização da máquina
de secagem IV
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| Resumo O constante aumento de produção nas empresas tem requerido investimentos em novos equipamentos ou na troca de parte dos existentes. Com esta necessidade, surgem situações onde o antigo tem que existir com o novo e a integração dos equipamentos existentes com os novos deve acontecer de maneira perfeita para que a confiabilidade e rendimento do equipamento modificado sejam no mínimo iguais aos das novas partes. Para obtenção deste resultado, os sistemas de controle devem estar totalmente integrados, permitindo uma operação estável, contínua e segura. O caso apresentado mostra de maneira clara a integração das arquiteturas de controle de uma máquina de secagem de celulose, que envolvem os controles de velocidade, processo, automação de centro de controle de motores e segurança da máquina, onde a integração de oito redes (NodeBus, ProfiBus DP, Ethernet, Remote I/O, DH+, DeviceNet e ControlNet) foi feita de maneira para que todas as condições de segurança, tanto de pessoas quanto de equipamentos, fossem satisfeitas (considerando-se tempos de atuação e resposta). O artigo mostra também todas as possibilidades avaliadas para as integrações dos sistemas e as justificativas das escolhas, apresenta a configuração da arquitetura final, a análise dos pontos críticos que foram gerados e, finalizando, a análise global do sistema e os pontos de melhorias para futura redução das interfaces com o mínimo custo possível. |
| Evolução
dos Protocolos de Comunicação
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| Resumo As redes industriais de campo, de controle e gerenciamento são, dentre outras vantagens, responsáveis pela grande redução no volume de cabos e, por conseqüência, de leitos, tempo de instalação e espaço físico ocupado por painéis de controle de processos em plantas industriais. Atualmente há uma grande disponibilidade de instrumentos, sensores e dispositivos de acionamento capazes de se comunicar com um CLP (Controlador Lógico Programável), SDCD (Sistema Digital de Controle Distribuído), um simples PC ou palm tops. As possibilidades de controle e diagnóstico de uma planta projetada e montada com o que há de mais moderno no mercado são infinitas, gerando confiabilidade no processo e antecipação às paradas por falha de algum equipamento. São muitos os protocolos disponíveis no mercado, divididos em protocolos proprietários (exclusivos do fabricante) e abertos (mantidos por uma organização “independente”). Dada a extensão do assunto, neste breve artigo, trataremos um pouco da história de como tudo começou até a atualidade, comparando as características básicas de alguns protocolos em uso hoje na indústria. |
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