Em um mundo de eficiência cada vez maior, não é surpreendente descobrir que a maioria das conveniências que tomamos como certas estão sendo realizadas por meio de processos automatizados. Com operadores humanos exigindo atenção mínima, as máquinas estão realizando tarefas importantes, como analisar dados, executar operações e trabalhar em conjunto umas com as outras.
Como resultado dos avanços na automação industrial, sistemas como SCADA estão sendo combinados com componentes como PLCs e IHMs para aumentar a produtividade, a conveniência e melhorar a segurança em condições perigosas.
Hoje, centenas de instalações críticas utilizam sistemas SCADA e PLC que quase sempre têm IHMs. Esses processos são críticos quando se trata de lidar com automação e design avançado de sistemas. Esses sistemas só vão melhorar. Espera-se que o uso de SCADA cresça quase 7% até 2024, com mais e mais fabricantes adotando essa abordagem mais eficiente.
Mas como alguns desses sistemas têm recursos e funcionalidades semelhantes, é importante entender como eles diferem e como funcionam especificamente para as necessidades do seu setor.
Análise rápida de SCADA, HMIs e PLCs
Os sistemas SCADA são necessários para funções de automação industrial. Como computadores, esses sistemas complexos podem analisar informações, registrar dados e executar tarefas sem muita ajuda humana.
Sistemas de Controle Supervisório e Aquisição de Dados
O Controle de Supervisão e Aquisição de Dados, ou SCADA, é um processo de controle automatizado usado por muitas grandes indústrias para automação industrial, como instalações de manufatura, construção e engenharia.
O SCADA é um sistema de duas partes:
- CLP (Controle Lógico Programável)
- RTU (Unidade Terminal Remota)
Frequentemente, o SCADA também terá um componente separado chamado HMI (Human Machine Interface). Em poucas palavras, o SCADA é um sistema com elementos de software e hardware para controlar processos, interagir e monitorar e registrar dados por meio de PLCs e HMIs.
Interface Homem-Máquina
Uma HMI é uma interface de usuário ou painel que permite que um operador humano interaja com uma máquina. HMIs são usadas no mundo todo em uma ampla gama de tecnologias, de smartphones a usinas de energia.
As IHMs não fazem parte de um software específico, mas são usadas para que as pessoas se comuniquem com uma máquina ou dispositivo. As IHMs são usadas principalmente para ajudar os usuários a entender e controlar dados com o toque dos dedos por meio de um dispositivo comunicável, por exemplo:
- tela (TV, computador ou filme)
- Botões
- Alavancas
- Mouse de computador
- Teclado
Os sistemas SCADA podem ser operados sem uma IHM, embora uma IHM seja frequentemente recomendada, para que os operadores possam entender como se comunicar com o sistema e receber notificações de quaisquer erros que precisem ser resolvidos.
Controladores Programáveis
Controladores lógicos programáveis são frequentemente descritos como microcomputadores que podem se comunicar com diferentes objetos, sistemas e máquinas. Eles são projetados para controlar e solucionar problemas de redes, e é por isso que são um componente necessário do SCADA.
O sistema simplifica o uso de máquinas enquanto ainda fornece a funcionalidade necessária e é usado em qualquer situação em que um operador humano seja necessário para controle altamente confiável. Além disso, eles são uma parte intrincada da automação industrial, sem a qual um sistema SCADA não pode funcionar.
Algumas das principais funções dos CLPs no SCADA incluem:
- Robótica
- linha de montagem
- Contador
- Medição
- Computação
- Sensores
- Motores
- Lâmpadas
- Fãs
- Disjuntor
O papel importante da automação industrial
Automação industrial é o uso de múltiplos sistemas de controle para operar máquinas e equipamentos. Isso varia muito entre muitos tipos de indústrias, como plantas de manufatura e sistemas de controle para edifícios, transporte e comunicações.
Esse tipo de processo é poderoso e usa computadores e máquinas para trabalhar em vez de humanos, com atenção mínima aos operadores. Portanto, alguns dos principais benefícios dos sistemas automatizados incluem:
- Aumento da produtividade porque as máquinas podem funcionar incansavelmente
- Melhore a qualidade do produto produzindo a mesma quantidade sempre
- Reduzir os custos de mão de obra substituindo trabalhadores por máquinas
- Reduza as inspeções de rotina tendo PLCs e HMIs trabalhando em conjunto
- Melhore a segurança retirando os trabalhadores de ambientes perigosos
Quando se trata disso, a automação é uma excelente maneira de realizar procedimentos importantes com intervenção humana mínima. Embora usado em diferentes formas, esse método tem sido usado por humanos há séculos.
Uma breve história da automação
Embora a Ford Motor Company tenha cunhado o termo "automação" em 1948, o processo pode ser rastreado até o antigo Egito. Na verdade, um dos primeiros mecanismos de controle de feedback remonta a 270 a.C.!
Ao longo dos séculos seguintes, a humanidade buscou maneiras de tornar o trabalho mais fácil. Com a colheita de alimentos, a construção de casas e a introdução da Revolução Industrial, havia centenas de maneiras de tornar a vida mais prática. Ao longo dos anos 1800, as pessoas experimentaram as primeiras máquinas operadas automaticamente, como fornalhas, motores e termostatos.
Conforme o tempo saltou para o século XX, as pessoas fizeram uso pesado de eletricidade e a automação industrial estava a todo vapor. A automação industrial é um pouco mais complexa do que a automação que as pessoas conhecem há anos; é o controle e o uso de vários sistemas para operar equipamentos como máquinas.
Hoje, há uma alta demanda por produtos, suprimentos e necessidades como transporte e produção de energia. Uma das maneiras mais fáceis de atender a essas demandas é usar a automação industrial. Esses sistemas completos ajudam a controlar essas partes principais da vida e exigem sistemas eficazes como SCADA, PLC e HMI.
Como SCADA, HMI e PLC trabalham juntos na automação industrial?
No mundo de hoje, há tanta tecnologia para acompanhar. Então, embora possa parecer assustador entender exatamente como um sistema complexo como o SCADA funciona, é uma cadeia simples de informações. Lembre-se, os sistemas SCADA são projetados para:
- Automatizar processos e procedimentos
- Rastreie e analise dados e erros
- Realizar monitoramento remoto do site
- Aumente a produtividade e garanta a mesma qualidade de produção
Mas como SCADA, PLCs e HMIs funcionam juntos?
O SCADA é melhor compreendido como o banco de dados centralizado que armazena e controla toda a operação. Ele se comunica com o PLC, que é como o sistema é executado e se comunica dentro do ambiente operacional. Se houver um HMI, ele pode estar na forma de uma tela, botão, alavanca ou teclado que permite que um humano interaja com o sistema SCADA-PLC. Alguns exemplos incluem máquinas de fábrica, computadores e veículos.
Na fabricação industrial, a IHM é essencial para fornecer informações ao operador. O sistema PLC identifica quaisquer problemas no sistema SCADA e os apresenta ao operador por meio da IHM para que o problema possa ser resolvido.
Instalações de Fabricação
Existem inúmeros setores que utilizam sistemas automatizados, mas alguns dos mais populares são:
- Alimentos, como gado, grãos, conservas de frutas e vegetais e embalagens
- Bebidas e tabaco, como água engarrafada, refrigerantes, álcool, cigarros e charutos
- Têxteis, como tecidos para vestuário, roupas de cama, toalhas e cortinas
- Produtos de madeira, como madeira serrada, compensado, folheado, pisos e materiais de construção residencial
É seguro dizer que há demanda por bens em todo o mundo, o que, por sua vez, significa que a necessidade de produtividade está maior do que nunca. Para ajudar a atender a essas demandas, as instalações de fabricação estão se voltando para sistemas de automação industrial, que ajudam a aumentar a produtividade e produzem consistentemente produtos de alta qualidade.
Geração de energia elétrica
Com o aumento constante no consumo de eletricidade ao redor do mundo, há uma alta demanda por geração de energia automatizada. Embora essas instalações precisem ser operadas manualmente, mais produção pode ser distribuída graças a sistemas automatizados como o SCADA.
Alimentos e Varejo
Se você foi a um restaurante de fast food McDonald's ultimamente, então provavelmente notou a mais nova adição à loja: o quiosque de pedidos. Com esse sistema de pedidos automatizado com tela sensível ao toque, a produtividade aumentou, o que significa menos tempo de espera para os consumidores e mais tempo para os funcionários se concentrarem em seu trabalho.
Mas o McDonald's não é a única empresa que usa sistemas automatizados. Em qualquer restaurante ou mercearia, você pode encontrar exemplos desses sistemas, por exemplo:
- Sistemas de correias transportadoras
- Opções de compras online
- Máquinas de autoatendimento
- Entregas por drones
Outro exemplo principal de um sistema SCADA no varejo é o banco automatizado. Graças aos caixas eletrônicos, as pessoas podem sacar dinheiro de suas contas correntes a qualquer momento. Esses sistemas usam SCADA, PLCs e HMIs para trabalhar juntos.
Sistemas de viagem e transporte
Os operadores dependem fortemente de sistemas automatizados ao controlar e monitorar procedimentos de transporte, por exemplo:
- aviões
- controle de tráfego aéreo
- Navios de direção
- Trens
- Desvios mecânicos
- Rastreadores e dispositivos GPS
- Luzes temporizadas em cruzamentos
O operador utilizará a IHM, que pode ser uma combinação de telas, alavancas, botões e teclados.
Conclusão
A automação industrial está mudando a maneira como o mundo funciona. Mais do que nunca, as máquinas são capazes de manipular e processar dados para aumentar a produtividade, reduzir custos de mão de obra e diminuir a interação humana para que a produção seja consistente.