PARAMETRIZAÇÃO, MONITORAMENTO E SUPERVISÃO DE EQUIPA- MENTOS INDUSTRIAIS EM REDE MODBUS UTILIZANDO COMPUTADORES DE MÃO

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VALMOR ADAMI JUNIOR

  Além disso, que possua uma interface que possibilite a visualização de uma rede de equipamentos, oacesso remoto aos equipamentos através de IHMs virtuais e a geração de gráficos referentes à valores amostrados. Quanto às atividades práticas, é apresentada a implementação de um conjunto de classes em linguagemJava utilizando a plataforma SuperWaba e a sua utilização no projeto e desenvolvimento de softwares para parametrização e monitoramento do CFW-09 e do GRMP-03, chamados deSuperDrivePalm e de GRMPalm, respectivamente.

Banca Examinadora:

  Além disso, que possua uma interface que possibilite a visualização de uma rede de equipamentos, oacesso remoto aos equipamentos através de IHMs virtuais e a geração de gráficos referentes à valores amostrados. Quanto às atividades práticas, é apresentada a implementação de um conjunto de classes em linguagemJava utilizando a plataforma SuperWaba e a sua utilização no projeto e desenvolvimento de softwares para parametrização e monitoramento do CFW-09 e do GRMP-03, chamados deSuperDrivePalm e de GRMPalm, respectivamente.

SUMÁRIO

Capítulo 1 Introdução................................................................................................................18 1.1 Motivação.......................................................................................................................18 1.2 Objetivos........................................................................................................................21 1.2.1 Objetivos Específicos ............................................................................................22 1.3 Organização....................................................................................................................23 Capítulo 2 Fundamentação Teórica..........................................................................................25 2.1 Parametrização e Monitoramento de Equipamentos Industriais....................................25 2.2 Sistemas de Supervisão..................................................................................................28 2.2.1 Definição................................................................................................................28 2.2.2 Componentes de um Sistema SCADA...................................................................29 2.2.3 Softwares para Sistemas SCADA...........................................................................32 2.3 Redes Industriais e Modbus...........................................................................................35 2.3.1 Redes Industriais.....................................................................................................35 2.3.2 Protocolo de comunicação Modbus........................................................................37 2.4 Computadores de Mão....................................................................................................41 2.4.1 Origem dos PDAs...................................................................................................43 2.4.2 Divisão de Mercado................................................................................................45 2.4.4 Arquitetura (Hardware)..........................................................................................50 2.4.4.1 Filosofias.........................................................................................................50 2.4.4.2 Diagrama de blocos de um PDA.....................................................................52 2.4.4.3 Microprocessadores........................................................................................56 2.4.5 Sistemas Operacionais............................................................................................58 2.4.5.1 Interface com o Usuário..................................................................................58 2.4.5.2 Gerenciamento de Memória............................................................................60 2.4.5.3 Gerenciamento de Energia..............................................................................60 2.4.5.4 Gerenciamento de Processos...........................................................................62 2.4.6 Linguagens de Programação...................................................................................64 2.4.6.1 Desenvolvimento de Software........................................................................65 2.4.6.2 Ferramentas baseadas em C/C++ e Java.........................................................65 2.4.6.3 Ferramentas RAD e baseadas em Linguagens Visuais...................................68 2.5 Modelagem de Software Orientada a Objetos utilizando UML.....................................70 2.5.1 Domínios de um Sistema Orientado a Objetos.......................................................73 Capítulo 3 Software de Monitoramento, Parametrização e Supervisão de Equipamentos Indus-triais...........................................................................................................................................75 3.1 A Proposta......................................................................................................................76 3.1.1 Supervisão..............................................................................................................78 3.2 Equipamentos Utilizados................................................................................................79 3.2.1 Inversores de freqüência da WEG Automação.......................................................80 3.2.2 Regulador de tensão GRMP-03 da Grameyer........................................................81 3.3 Ferramentas de Desenvolvimento..................................................................................82 3.3.1.1 O Framework SuperWaba...............................................................................83 3.3.1.2 Demais softwares utilizados...........................................................................85 3.4 Metodologia de desenvolvimento..................................................................................85 3.5 Projeto do software de Monitoramento e Parametrização..............................................86 3.5.1 Implementação do Protocolo Modbus....................................................................91 3.5.2 Interface do software SuperDrivePalm...................................................................92 3.5.2.1 Aba de Rede....................................................................................................93 3.5.2.2 Aba de Interface Homem-Máquina (IHM).....................................................94 3.5.2.3 Aba de Monitoramento e Edição dos conteúdos dos parâmetros do equipa- mento...........................................................................................................................96 3.5.2.4 Aba de Entradas e Saídas Digitais..................................................................97 3.5.2.5 Aba para Aquisição de Dados e Geração de Gráficos....................................98 3.5.3 Interface do software GRMPalm............................................................................99 3.5.3.1 Aba de Rede..................................................................................................100 3.5.3.2 Aba dos Parâmetros de Leitura.....................................................................101 3.5.3.3 Aba de Monitoramento e Edição dos Parâmetros de Programação..............101 3.5.3.4 Aba de Alarmes.............................................................................................102 3.5.3.5 Aba para Aquisição de Dados e Geração de Gráficos..................................103 3.6 Projeto do Software de Supervisão..............................................................................104 3.6.1 Interface do Módulo de Supervisão......................................................................108 3.6.1.1 Tela de Visualização e Cadastro de Sentenças.............................................109 3.6.1.2 Tela de Visualização e Cadastro de Tags.....................................................111 Capítulo 4 Resultados e Considerações Finais.......................................................................112 4.1 Funcionamento dos aplicativos de Monitoramento e Parametrização.........................112 4.2 Exemplos de utilização do módulo de Supervisão.......................................................120 4.2.1 Exemplo 1: Controle sobre a Planta 1..................................................................120 4.2.2 Exemplo 2: Redundância de Motores...................................................................123 4.2.3 Comportamento Temporal do Software...............................................................129 4.3 Considerações Finais....................................................................................................132 4.3.1 Extensões Futuras.................................................................................................134 REFERÊNCIAS......................................................................................................................137ANEXO A – Modos de Transmissão RTU e ASCII do Modbus...........................................143 ANEXO B - Funções Públicas do Modbus.............................................................................145ANEXO C – Tecnologias de Comunicação sem fio convergentes em um PDA....................147 ANEXO D – Arquiteturas ARM e XScale (Intel)..................................................................155ANEXO E – Gerenciamento da Memória RAM pelo Palm OS e pelo Windows CE............161 ANEXO F – Comparação entre o framework SuperWaba e o J2ME.....................................166ANEXO G – Pacotes de Classes do SuperWaba....................................................................167

LISTA DE FIGURAS

  ...............................................................................................................110 Figura 3.17 - Tela de visualização (a) e diálogo de cadastro de Tags (b). .119 Figura 4.10 - Criação da Tag geralMotor2 (a) e lista de tags cadastradas(b)........................121 Figura 4.11 - Lista de regras cadastradas (a) e cadastro de uma regra(b)..............................122 Figura 4.12 - Regras utilizadas para a experiência de redundância de motores.....................124 Figura 4.13 - Gráfico do seguimento da velocidade para a experiência 2, no Palm Zire 71..

LISTA DE TABELAS

CAPễTULO 1 INTRODUđấO

  Segundo [Sousa, 2005], em operações de parametrização e instalação de novos equi- pamentos em uma planta industrial é possível alcançar um ganho de tempo e de segurançapela utilização de um software específico ao invés de simplesmente utilizar a interface homem máquina (IHM) dos equipamentos. Entretanto, quando ocorre a necessidade de acesso rápido às informações de um equi- 19 Figura 1.1 - Rede de equipamentos sendo monitorada por um computador de mesa.instalado, muitas vezes o uso de um laptop ou de um computador de mesa pode ser desacon- selhável se existirem restrições físicas (difícil acesso aos equipamentos) ou restrições tempo-rais (inicialização e carregamento do sistema).

IEEE Power Engineering Society 1999 Winter Meeting. 31 Jan.- 04 Feb.1999

  Avaliação de usabilidade para os computadores de mão: um estudo com- parativo entre três abordagens para ensaios de interação.2004. Tese (Doutorado em En-genharia de Produção) - Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 2004 BOLING, D.

ELIPSE SOFTWARE, Asses. de Comunicação. Elipse SCADA for WinCE em fase final

  de 2005. Bluetooth and Wi-Fi wireless protocols: a survey and a compari- son.

NATIONAL INSTRUMENTS. LabVIEW PDA Module. Disponível em: <http://sine.ni.- com/nips/cds/view/p/lang/en/nid/12222>. Acessado em 24 de out. de 2005

  Fundamentos do desenho orientado a objeto com UML. Disponível em: <http://www.palm.com/us/products/palmpilot/> Acessado em: 03 ago.

PDA Parts.Disponível em: <http://computer.howstuffworks.com/pda3.htm>. Acessado em: 10 ago. 2005

  Cap 2 - Arquiteturas de Sistemas de Automação: Uma introdução. Universidade Federal de Minas Gerais, Departamento de Engenharia Eletrônica.

SUPERWABA LTDA. SuperWaba x J2ME. Disponível em: <http://www.superwaba.com.- br/pt/swxj2me.asp>. Acessado em 27 de set. de 2005

  [Sairam, 2002] afirma que a capacidade de suportar transmissão de dados e de voz (in- dividualmente ou combinados), a capacidade de conexão ad hoc e a detecção automática deserviços fazem do BT uma solução muito boa para ser utilizada em computadores de mão e aplicações para internet. [McDermott-Wells, 2004] lista alguns pontos que são facilitadores da adoção e proli- feração do uso do BT:É uma especificação aberta, disponível ao público e livre de royalties; CSua capacidade de comunicação sem fio de curto alcance permite a substituição dos Ccabos usados para conexão de dispositivos com um computador de mesa, por ex- emplo, ou entre dispositivos entre si.

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