Os sistemas de controle de automação industrial são uma parte indispensável da produção industrial moderna. Eles utilizam vários sensores, atuadores, controladores e outros dispositivos para obter monitoramento-em tempo real, controle automático e gerenciamento otimizado de processos de produção. Com o avanço contínuo da tecnologia, os tipos de sistemas de controle de automação industrial tornaram-se cada vez mais diversos e sofisticados. Este artigo fornecerá uma visão geral detalhada de vários tipos principais de sistemas de controle de automação industrial, incluindo sistemas de controle centralizado, sistemas de controle distribuído, sistemas de controle fieldbus, sistemas de controle Ethernet industrial, sistemas de controle de controlador lógico programável (PLC) e sistemas de fabricação integrados por computador (CIMS).
1. Sistemas de controle centralizado
Um sistema de controle centralizado é um sistema de controle que concentra todos os dispositivos de controle em uma única sala de controle. A principal vantagem deste sistema é a facilidade de gerenciamento e manutenção, pois permite o processamento centralizado de diversos sinais e dados de controle. Um sistema de controle centralizado normalmente consiste nos seguintes componentes:
1.1 Controlador:O controlador é o núcleo do sistema de controle centralizado, responsável por receber sinais de sensores, processar dados, tomar decisões e, em seguida, enviar instruções de controle aos atuadores.
1.2 Estação do Operador:A estação do operador serve como interface entre os operadores e o sistema de controle, normalmente incluindo dispositivos como monitores, teclados e mouses. Os operadores podem monitorar processos de produção, ajustar parâmetros de controle e visualizar informações de alarme através da estação do operador.
1.3 Sensores e Atuadores:Os sensores são responsáveis por coletar diversas grandezas físicas durante o processo produtivo, como temperatura, pressão e vazão, e converter esses sinais em sinais elétricos a serem enviados ao controlador. Os atuadores, por sua vez, ajustam o processo de produção de acordo com as instruções do controlador, como abrir ou fechar válvulas e regular a velocidade do motor.
1.4 Rede de Comunicação de Dados:A rede de comunicação de dados serve como link conectando controladores, estações de operação, sensores e atuadores, responsáveis pela transmissão de diversos sinais e dados de controle.
2. Sistema de Controle Distribuído
Um sistema de controle distribuído é um sistema de controle que distribui dispositivos de controle em vários estágios de produção. As principais vantagens deste sistema são maior confiabilidade e flexibilidade do sistema, permitindo controle personalizado adaptado às diferentes etapas da produção. Um sistema de controle distribuído normalmente consiste nos seguintes componentes:
2.1 Nós de controle:Os nós de controle são as unidades básicas de um sistema de controle distribuído, responsáveis pelo processamento de tarefas de controle em seus respectivos nós. Cada nó de controle normalmente inclui um microprocessador, interfaces de entrada/saída e interfaces de comunicação.
2.2 Redes de Comunicação:As redes de comunicação servem como link que conecta os nós de controle, responsáveis pela transmissão de sinais e dados de controle. As redes de comunicação comuns incluem fieldbus e Ethernet industrial.
2.3 Dispositivos de interface homem-máquina:Dispositivos de interface homem-máquina servem como interface entre os operadores e o sistema de controle e podem incluir telas sensíveis ao toque, teclados, mouses etc.
2.4 Banco de dados e servidor:O banco de dados e o servidor são usados para armazenar e gerenciar diversos dados do processo de produção, como status do equipamento, dados de produção, informações de alarme, etc.
3. Sistema de controle Fieldbus
Um sistema de controle fieldbus é um sistema de controle distribuído baseado na tecnologia fieldbus. Um fieldbus é uma rede de comunicação usada para conectar dispositivos de campo (como sensores, atuadores, nós de controle, etc.), apresentando alto desempenho-em tempo real, confiabilidade e economia-. As tecnologias de fieldbus comuns incluem Profibus, Modbus e CAN.
3.1 Dispositivos de Campo:Dispositivos de campo são as unidades básicas de um sistema de controle fieldbus, incluindo sensores, atuadores e nós de controle.
3.2 Interface Fieldbus:Uma interface fieldbus é um dispositivo que conecta dispositivos de campo ao fieldbus, responsável por converter sinais de dispositivos de campo em sinais de fieldbus.
3.3 Rede Fieldbus:Uma rede fieldbus é uma rede de comunicação que conecta vários dispositivos de campo, responsáveis pela transmissão de sinais e dados de controle.
3.4 Controladores e Estações de Operadores:Controladores e estações de operação são semelhantes aos sistemas de controle distribuído, responsáveis pelo processamento de tarefas de controle e interação homem-máquina.
4. Sistema de controle Ethernet industrial
Um sistema de controle Ethernet industrial é um sistema de controle distribuído baseado na tecnologia Ethernet. Ethernet é uma tecnologia de comunicação amplamente utilizada em redes de computadores, caracterizada por altas taxas de transmissão, grande largura de banda e boa compatibilidade. Um sistema de controle Ethernet industrial normalmente consiste nos seguintes componentes:
4.1 Dispositivos Ethernet Industriais:Os dispositivos Ethernet industriais incluem switches Ethernet industriais, adaptadores Ethernet industriais e interfaces Ethernet industriais.
4.2 Nós de controle e dispositivos de campo:Os nós de controle e dispositivos de campo são semelhantes aos de um sistema de controle distribuído, responsáveis pelo processamento de tarefas de controle e pela coleta de dados de produção.
4.3 Rede de comunicação Ethernet:A rede de comunicação Ethernet é a rede de comunicação que conecta todos os nós de controle e dispositivos de campo, responsável pela transmissão de sinais e dados de controle.
4.4 Controladores e estações de operação:Controladores e estações de operação são semelhantes a sistemas de controle distribuído, responsáveis pelo processamento de tarefas de controle e interação homem-máquina.
5. Sistema de controle do controlador lógico programável (PLC)
Um Controlador Lógico Programável (PLC) é um computador projetado especificamente para aplicações de controle industrial. Os CLPs apresentam programação flexível, alta confiabilidade e facilidade de expansão, e são amplamente utilizados em vários sistemas de controle de automação industrial. Um sistema de controle PLC normalmente consiste nos seguintes componentes:
5.1 CLP:O CLP é o núcleo do sistema de controle CLP, responsável por receber sinais de sensores, processar dados, tomar decisões e, em seguida, enviar comandos de controle aos atuadores.
5.2 Módulos de Entrada/Saída:Módulos de entrada/saída são dispositivos que conectam o CLP aos dispositivos de campo, responsáveis por converter os sinais dos sensores em sinais reconhecíveis pelo CLP, ou converter os comandos de controle do CLP em sinais reconhecíveis pelos atuadores.