O que é automação industrial? Em termos leigos, a automação industrial refere-se principalmente ao processo de introdução de vários equipamentos mecânicos em todas as fases da produção para libertar o trabalho tradicional. Mais importante ainda, permite a conclusão mais rápida e eficiente das tarefas de produção, daí todo o processo ser denominado desenvolvimento de automação industrial. Atualmente, em indústrias como petróleo, química, fabricação automotiva e defesa, as melhorias na eficiência da produção são inseparáveis dos avanços na automação da tecnologia de controle. Hoje, exploramos o estado atual e as tendências futuras do controle de automação industrial.
Estado Atual do Controle de Automação Industrial
A automação industrial abrange três componentes: sistemas de automação industrial, hardware e software. É uma tecnologia abrangente que emprega instrumentação, teoria de controle e tecnologia computacional para executar operações predeterminadas de acordo com os requisitos da produção industrial, alcançando assim objetivos como aumento de produção, redução de consumo e melhoria de qualidade.
Aproveitando os avanços na eletrônica e nas comunicações, o controle da automação industrial contemporânea depende principalmente de sistemas-baseados em microcomputadores. As arquiteturas de controle típicas atuais apresentam uma estrutura de três{2}}níveis que compreende computadores host, controladores industriais e atuadores de campo. Os sistemas de controle de automação utilizam predominantemente controladores lógicos programáveis (PLCs), sistemas de controle distribuído (DCS), PCs industriais e computadores incorporados-incluindo reguladores e controladores PID-juntamente com produtos OEM.
Primeiro, a tecnologia de controlador programável (PLC) representa uma nova geração de dispositivos de controle industrial baseados em tecnologia computacional. É um sistema eletrônico digital projetado especificamente para ambientes industriais para realizar operações aritméticas, controle sequencial, contagem, temporização e operações lógicas. Os CLPs gerenciam com eficiência todo o processo de fabricação de produtos e máquinas, mantendo-o domínio de mercado no longo prazo no controle de automação industrial.
Em segundo lugar, os sistemas de controle distribuído (DCS) são criados com base em redes de comunicação básicas e consistem em arquiteturas de computadores de vários{0}}níveis, incluindo monitoramento de processos e níveis de controle. O DCS integra diversas tecnologias avançadas-tecnologias modernas de comunicação, controle, exibição e informática-tornando-o um produto de convergência multi-tecnológica.
Terceiro, com o aumento da inovação em tecnologia da informação, os PCs industriais integraram tecnologias de barramento de campo e de rede de controle, técnicas modernas de controle de rede e equipamentos avançados e tecnologias de exibição. Isso se alinha com as tendências tecnológicas contemporâneas em direção à informação, digitalização e inteligência. Desde que entraram na automação industrial militar no início da década de 1990, os PCs industriais expandiram-se rapidamente para os setores comercial e civil, alcançando aplicações mais amplas.
PLCs evoluem em direção à integração e à rede
A introdução do Controlador Integrado (OCS) esclareceu o caminho para a integração do PLC. Embora tenha evoluído a partir dos PLCs, o OCS não é apenas um PLC. Ele integra CLPs tradicionais com IHMs, E/S e tecnologias de rede de rápido avanço em um sistema unificado, incorporando interfaces homem-máquina para facilitar as operações de controle de automação industrial. Tanto os programas de controle PLC quanto a programação HMI utilizam a plataforma de programação desenvolvida pela HORNER. Sua operação conveniente e eficiente tornou-o altamente preferido pelos usuários, tornando cada vez mais evidente a tendência à integração do PLC. Além disso, as inovações na tecnologia da Internet impulsionaram a transformação no controle de processos através da expansão da tecnologia Ethernet. O desenvolvimento do PLC agora depende dos avanços da Internet para evoluir em direção à rede. Com a transmissão de dados em alta-velocidade em sistemas de comunicação e maior integração de funções de rede em terminais de controle, os CLPs continuarão avançando em direção a soluções em rede.
Desenvolvimento de Novos Sistemas de Controle Fieldbus
Impulsionados por novas tecnologias, os sistemas de controle de computador evoluíram através de vários estágios principais: sistemas de controle de instrumentação pneumática montados na base, sistemas de controle de instrumentação analógica combinados de unidades elétricas, sistemas de controle digital centralizados e sistemas de controle distribuído (DCS). Hoje, eles estão se expandindo e ampliando para sistemas de controle de fieldbus (FCS). A vitalidade futura do FCS crescerá cada vez mais robusta, principalmente porque o FCS integra novas tecnologias como DCS, Ethernet industrial e controle avançado. As tecnologias Ethernet industrial e fieldbus fornecem métodos de transmissão de dados altamente confiáveis, flexíveis e convenientes, permitindo uma aplicação mais ampla de FCS em ambientes industriais. Novos sistemas de controle fieldbus manterão o crescimento no campo de controle e ocuparão uma posição de mercado mais significativa.
Desenvolvimento de Controle Inteligente
O advento do controle inteligente impulsionou transformações em vários campos. Como aplicação da tecnologia da informação, emprega teoria da inteligência artificial, algoritmos de aprendizagem e técnicas avançadas para permitir que equipamentos simulem certas características e funções da inteligência humana. O controle industrial inteligente, desenvolvido a partir de princípios de inteligência artificial, manifesta-se principalmente na automação multifuncional de equipamentos mecânicos. Ele realiza sistemas inteligentes distribuídos abertos por meio de tecnologias Ethernet e Web, aproveitando o conjunto universal de protocolos TCP/IP de quatro{3}}camadas para fornecer soluções de controle industrial altamente modulares, distribuídas e reutilizáveis. Por exemplo: sensores de estado sólido-de nova geração e transmissores inteligentes estão evoluindo em direção à miniaturização, alta precisão, baixo consumo de energia e inteligência. Posicionadores de válvula inteligentes, controlados por microcontroladores altamente integrados, permitem a configuração de todos os parâmetros de controle. Eles permitem funções de correção de características, como linear, controle de faixa dividida-, porcentagem igual e abertura-rápida, ao mesmo tempo em que alcançam operação inteligente. A incorporação de redes torna a realização da inteligência uma tendência inevitável.