A principal função de um sistema supervisório é exibir ao operador de um processo os valores atuais de variáveis importantes da planta a ser operada e ao mesmo tempo, permitir interação com esse processo através de comandos e setpoints. Todo os recursos restantes são consequência de como a comunicação é executada.
Colocando dessa maneira, existe uma questão que se deve analisar ao pensar em sistemas supervisórios: como eles são capazes de se comunicar com sistemas em campo? Como é possível se conectar a diferentes equipamentos e medidas e manter uma interface única com o operador? Como um sistema pré-formatado consegue acessar novos equipamentos instalados na rede industrial, sem que sejam necessários grandes períodos e volumes de dinheiro investido nessa atualização?
A resposta é comum a todos os supervisórios do mercado: existem módulos responsáveis por essa comunicação que podem ser integrados ao sistema supervisório, sejam eles desenvolvidos pela própria fabricante do supervisório ou por fabricantes que adotam padrões abertos de comunicação.
Sendo assim, para compreendermos o que chamei de "Modelo de Comunicação" vou pontuar alguns termos relacionados ao processo de troca de dados entre um supervisório e equipamentos de campo.
Modelo de Comunicação: processo de configuração de um sistema supervisório para extrair dados de um equipamento de campo (seja ele um CLP, uma UTR, um controlador de temperatura, uma rede de dispositivos, etc). Esse modelo varia de supervisório para supervisório e é um dos pontos mais importantes no aprendizado de qualquer ferramenta desse tipo;
Protocolo de Comunicação: conjunto de regras a serem seguidas para que a comunicação entre dois pontos aconteça. Na área industrial os protocolos mais comumente utilizados são Modbus, Profibus, MPI, DeviceNet, entre outros. Esses protocolos podem ser de domínio público (ou protocolos abertos) ou de domínio privado (protocolo fechado). Nesse último caso, é necessário pagar royalties para os donos da tecnologia de forma a ter acesso às suas definições de protocolo;
Definições de protocolos: normalmente englobam: tipos de meio físico, tipos de variáveis existentes, quantidades de mestres na rede, valores válidos para perguntas, sinalização de erros de comunicação ou perdas de mensagens, tipos de pontos de verificação existentes na mensagem, etc;
Driver de Comunicação: em todos os supervisórios existem os drivers de comunicação, que são módulos desenvolvidos com a função de permitir a comunicação com um equipamento de campo em um protocolo específico. Algumas características dos drivers de comunicação:
- São dependentes do supervisório: isso significa que não conseguem trabalhar sozinhos, pois devem ser parametrizados pelo supervisório;
- Não são intercambiáveis entre supervisórios de diferentes fabricantes: o modelo de desenvolvimento de um driver de comunicação varia de um supervisório para outro. Dessa forma, é virtualmente impossível que um driver criado por um fabricante seja compatível com o de outro fabricante.
- São compatíveis entre versões diferentes de supervisórios de um mesmo fabricante: normalmente, ao substituir uma versão antiga por uma mais atual, é possível migrar os aplicativos para a nova ferramenta. E isso é repetido com os drivers, que costumam manter compatibilidade com drivers antigos nas novas ferramentas;
- São softwares especializados: normalmente um driver de comunicação implementa um único protocolo de comunicação. Mais que isso, quanto mais específico for o driver, mais fácil será sua configuração. Mas será mais difícil de manter esse driver atualizado caso ocorram alterações no protocolo ou equipamento sendo lido;
Kit de desenvolvimento de drivers: alguns fabricantes permitem que se utilizem esses kits para a implementação de novos protocolos, mas a responsabilidade por essa criação é inteiramente do cliente;
Protocolo OPC: é um padrão de comunicação que substitui a necessidade de um driver de comunicação, pois um software (servidor OPC) faz a tarefa de comunicar com os equipamentos de campo e traduzir essa comunicação para o padrão OPC. Esse protocolo será discutido em um post ainda a ser escrito;
Em resumo, a idéia aqui não é discutir a fundo o funcionamento das redes industriais existentes, mas apresentar nos posts subsequentes o modo de se configurar a comunicação em diferentes supervisórios. Pelo menos 3 famílias serão abordadas (e se possível, mais delas serão acrescentadas com o tempo): Elipse E3, Afcon Pulse e Indusoft. São três famílias de software existentes há mais de 10 anos, uma brasileira e duas estrangeiras, com uma grande abrangência no mercado brasileiro.
Links interessantes
Protocolo Modbus: www.modbus.org
Protocolo Profibus: www.profibus.org
Protocolo OPC: www.opcfoundation.org
Artigo Interessante: Redes de Comunicação em ambiente industrial
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