Os novos sistemas de hardware chamados controladores programáveis para automação (PAC) podem ser integrados facilmente com CLPs para adicionar mais funcionalidades avançadas em máquinas industriais e melhorar a eficiência, tornando os PACs uma solução adicional ideal para sistemas baseados em CLPs.
National Instruments
Engenheiros e cientistas têm utilizado os CLPs (Controladores Lógicos Programáveis) por décadas nos mais diversos sistemas de automação, e irão continuar utilizando-os no futuro próximo. Os CLPs são construídos para aplicações de controle discreto; eles são ferramentas úteis e dominantes para aplicações industriais, mas como máquinas industriais e as fábricas aumentam a complexidade, é difícil, senão impossível, fazer tudo com CLPs atualmente. Os sistemas de automação de hoje vão além das potencialidades dos CLPs, deixando engenheiros no segmento de máquinas industriais com a necessidade de integrar E/S mais avançadas, processamento e controle em seus sistemas de automação. Melhorando a Eficiência das Máquinas A Sistemas Integrados Industriais (I2S), uma marca pertencente a U. S. que, por décadas, tem se especializado em produzir os mais modernos laminadores metálicos e sistemas de controle, oferece um excelente exemplo de como melhorar um sistema baseado em CLP. A I2S tem utilizado CLPs por anos a fio para automatizar e controlar os laminadores produzidos. Já fazem alguns anos que, a empresa vem tentando atualizar o sistema de controle dos laminadores para melhorar a eficiência e a qualidade. A fim de atualizar os sistema e melhorar suas máquinas, a I2S precisava de uma solução que proporcionasse maior resolução nas entradas analógicas para realizar a interface com seus sensores gamma para medição de espessura, e também necessitava de processamentos de sinais avançados para obter o sinal analógico do sensor e converter em uma medição de espessura altamente precisa que os CLPs pudessem empregar no loop de controle dos laminadores. Para economizar tempo e dinheiro, a I2S primeiramente tentou implementar as medições e os processamentos dos sinais analógicos em um sistema baseado em CLP já existente. Quando os CLPs não proporcionaram a exatidão e os processamentos necessários para as E/S analógicas, ela escolheu o CompactRIO, da National Instruments, um sistema PAC reconfigurável e embarcado. Adicionando E/S e Processamento Avançado de Sinais em um Sistema com CLP já Existente O CompactRIO da National Instruments possui um FPGA (matriz de portas lógicas reconfiguráveis) embarcado e um processador de tempo real que você pode programar com as funções do ambiente LabVIEW. Ele também possui mais de 30 módulos de E/S analógica e digital que contém condicionamento de sinais interno (incluindo filtro anti-aliasing, isolação, ADCs e DACs), temporização de alta velocidade (até 800 kHz para E/S analógicas e até 30 MHz para E/S digitais), e alta resolução (ADCs de até 24 bits) para conexão com qualquer sensor e atuador industrial. Observe a figura 1.  A I2S conectou os módulos de entrada analógica do CompactRIO aos sensores de espessura para proporcionar a temporização de alta velocidade e resolução necessária para obter as medições com a exatidão requerida. Devido a cada módulo de E/S estar conectado diretamente ao FPGA, os engenheiros da I2S podem facilmente customizar as taxas das E/S analógicas do CompactRIO utilizando o LabVIEW FPGA. Após adquirir os dados analógicos dos sensores gamma, o processador de tempo real do CompactRIO utiliza as funções nativas de ponto flutuante do LabVIEW Real-Time para converter os dados dos sensores para uma medição de espessura de grande exatidão. O CompactRIO desempenha todas as tarefas de E/S e processamento dos sinais no FPGA e no processador de tempo real, e transmite estas medições de alta exatidão para um CLP sem reduzir as taxas de loop de controle já existentes nos CLPs. Integrando PACs em Sistemas CLPs já Existentes Existem três métodos fundamentais para conectar os PACs às arquiteturas já existentes de CLPs:
O padrão OPC proporciona um conjunto genérico de rotinas que proveem sistemas de automação de diferentes fabricantes para facilmente realizar a interface entre estes. Na I2S, cada laminador contém 3 sistemas CompactRIO conectados em rede. Dois sistemas CompactRIO conectados aos sensores gamma desempenham as medições analógicas e o avançado processamento dos sinais para calcular a medição de espessura com alta exatidão. O terceiro sistema CompactRIO obtém as medições de espessura dos outros dois sistemas e desempenha uma saída analógica para os CLPs que controlam os laminadores. O dado processado é transmitido entre os sistemas CompactRIO conectados em rede via Ethernet com menos de 20 milissegundos de intervalo. A aquisição, processamento e transmissão das medições do CompactRIO acontecem com velocidade suficiente para inserir medições de espessura de alta exatidão no loop de controle do CLP sem reduzir a velocidade deste loop de controle. Utilizando sistemas CompactRIO baseados em LAN com porta Ethernet 10/100Mpbs, a I2S pode facilmente conectar os CLPs da Allen-Bradley e o sistema IHM através de um protocolo padrão TCP/IP. Conclusão Engenheiros e cientistas continuarão a utilizar CLPs para aplicações de automação nos próximos anos, mas com o avanço das máquinas e a necessidade de aumentar a eficiência do sistema de automação, os CLPs frequentemente não poderão fazer tudo sozinhos. A tecnologia dos PACs proporciona um ótimo complemento para os CLPs e adicionam E/S de alto desempenho e processamentos que os CLPs tradicionais não podem proporcionar. Com a variedade de métodos disponíveis para conectar os PACs em arquiteturas com CLPs já existentes, os engenheiros agora podem facilmente dinamizar seus sistemas de automação baseados em CLPs. SABER ELETRÔNICA ONLINE - Copyright ® 1975 a 2011 - All rights reserved |
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