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Automação baseada em componentes para indústria de alimentos e bebidas
NI LabView como SCADA e HMI
Coester: PROFIBUS é padrão em vários mercados.
PROFIBUS – RS485-IS
Cuidados e Recomendações em Instalações PROFIBUS, aterramento e shield no barramento PROFIBUS DP
Cuidados e recomendações com o aterramento do shield no barramento PROFIBUS PA
Sinal diferencial RS485 – PROFIBUS DP
Cardenge Automação implanta o primeiro mestre gateway PROFIBUS PA para Ethernet IP stand-alone na Lafarge de Montes Claros
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EXPEDIENTE

PROFINEWS BRASIL
Edição nº 23 - Julho 2010

PROFINEWS BRASIL é uma publicação eletrônica bimestral da ASSOCIAÇÃO PROFIBUS, distribuída a seus associados, fornecedores e usuários das tecnologias PROFIBUS e AS-i.

 

DIRETORIA EXECUTIVA

César Cassiolato (SMAR)
Diretor Presidente

Robert Gries (Siemens)
Diretor Vice-presidente

Marco Padovan (Sense)
Diretor Vice-presidente

Adriano Oliveira (SMAR)
Diretor de Comunicação e Informática

Erik Maran (WESTCON)
Diretor de Instação de Redes

Leandro Torres (SMAR)
Diretor PROFIBUS PA

Gerson Murari (ALTUS)
Diretor PROFIBUS DP

Paulo Lattaro (ATMA)
Diretor de Marketing

Fernando CapelarI (SCHNEIDER)
Diretor de Controladores

Cavour Marinelli Neto (IFM)
Diretor ASinterface

Daniel Coppini (SIEMENS)
Diretor Profinet

Silas Anchieta
Diretor Executivo

 

CONSELHO FISCAL

Eduardo Mello
(Phoenix Contact)

Paulo Bachir
(Wika)

Luciano de Oliveira (Schneider/Atos)

 

JORNALISTA RESPONSÁVEL

Sílvia Bruin Pereira
(MTb 11.0065 / MS 5936)

Os artigos assinados são de exclusiva responsabilidade de seus autores. É vedada a reprodução total ou parcial dos textos e ilustrações desde newsletter, sob pena de sanções legais. São tomados todos os cuidados razoáveis na preparação do conteúdo das matérias e, caso haja enganos em textos ou desenhos, será publicada errata na primeira oportunidade.

 


Associação PROFIBUS
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site: www.profibus.org.br.

 

ARTIGO TÉCNICO

Automa√ß√£o baseada em componentes para ind√ļstria de alimentos e bebidas

Diogo Domiciano da Costa, Siemens I IA AS - S√£o Paulo.

Component Based Automation (CBA)

As empresas dos segmentos de Alimentos e Bebidas buscam cada vez mais, na sua linha de produção, integrar todas as partes do seu sistema de automação. No entanto, muitas vezes partes da linha de produção, não são de um mesmo fornecedor. A pergunta que os engenheiros de produção normalmente fazem, é do tipo: Como incorporar ao mesmo sistema máquinas de fornecedores diferentes? Ou, para um mesmo fornecedor de maquinas e CLPs, como reduzir horas de engenharia de software e comissionamento? Por exemplo, em uma linha de refrigerantes, onde cada fase é comandada por máquinas dos estágios, tratamento de água, preparo dos xaropes, envase e empacotamento, etc. Como integra-las de uma forma simples e eficiente?

A Siemens responde a esses questionamentos trazendo mais uma ferramenta para o mercado de Automação, particularmente bem adaptada para o segmento de Alimentos e Bebidas, com a Automação Baseada em Componentes (Component Based Automation - CBA).

O CBA √© baseado no protocolo de comunica√ß√£o PROFINET, que √© um padr√£o aberto baseado em Ethernet Industrial desenvolvido pela Associa√ß√£o PROFIBUS International. O PROFINET √© uma tend√™ncia no mercado de automa√ß√£o, vem crescendo a cada dia nas instala√ß√Ķes industriais. Permite a troca de dados em altas velocidades do controlador com as unidades remotas ou controladores de outras √°reas e tamb√©m permite a troca de dados entre CPUs de diferentes fabricantes distribu√≠da na planta.

O PROFINET possui as seguintes características:

  • Habilitar a automa√ß√£o distribu√≠da na planta;
  • Padroniza√ß√£o da comunica√ß√£o via um √ļnico barramento de campo com Ethernet Industrial;
  • Uso de padr√Ķes abertos de TI.

A id√©ia b√°sica do CBA consiste em um sistema de automa√ß√£o baseada em componentes que s√£o gerados e armazenados em bibliotecas para serem reutiliz√°veis quando for necess√°rio, sem precisar refaz√™-lo. Pode ser dividido em subsistemas com funcionamento de forma aut√īnoma a cada parte da planta, integrando assim, todos os est√°gios desde o final da linha ao seu in√≠cio, por exemplo. Esses componentes s√£o denominados componentes PROFINET CBA. Dentro de um componente s√£o definidas as entradas e as sa√≠das dos sinais correspondentes, para assim, trocarem informa√ß√Ķes com os outros controladores e unidades remotas. A engenharia que est√° associada a essa ferramenta √© neutra, ou seja, independe do fabricante. A comunica√ß√£o de um sistema baseado em componentes s√≥ √© configurada graficamente, em vez de ser programada por software por linguagem de programa√ß√£o.

A Automa√ß√£o Baseada em Componente √© um conceito para aplica√ß√Ķes modulares, ou seja, baseada em aplica√ß√Ķes distribu√≠das na planta. Integra e sincroniza todas √†s m√°quinas que forem necess√°rias de uma ou mais linhas, sem a necessidade de sensores adicionais para conseguir essa integra√ß√£o. Por exemplo, em uma planta de bebidas pode se encontrar os seguintes est√°gios: entrada das garrafas, limpeza das garrafas, enchedora, rotuladora, pasteuriza√ß√£o, empacotadora, paletiza√ß√£o e estocagem, etc. Para integrar todas as √°reas via CBA, √© necess√°rio a cada est√°gio gerar um componente PROFINET CBA.

 

O que s√£o componentes PROFINET CBA

S√£o todos os sinais dos dispositivos mec√Ęnicos, el√©tricos e eletr√īnicos que executam uma fun√ß√£o espec√≠fica dentro do sistema de automa√ß√£o ou processo de produ√ß√£o, combinados com o programa de controle. Associados, formam um subm√≥dulo independente e aut√īnomo. Por exemplo, em uma linha de envase, o bloco da enchedora ter√° sinais de entrada alimentados principalmente pelos sinais de sa√≠da do bloco correspondente ao CIP (processo anterior), e com a rotuladora (processo posterior) como observado na ilustra√ß√£o 1.


Ilustra√ß√£o 1 ‚Äď Arquitetura em m√≥dulos operacionais de uma linha de envase.

Os componentes PROFINET CBA devem ser criados para todos os m√≥dulos de cada etapa da planta. O pr√≥ximo passo √© definir quais os sinais ser√£o trocados entre as unidades e selecion√°-los graficamente no software para que sejam criadas as interfaces (in / out) dos componentes. √Č imprescind√≠vel organizar os sinais de entradas e sa√≠das dos componentes, para que se estabele√ßa a conex√£o sem erros entre as unidades, e tamb√©m um mapeamento claro de cada etapa da linha. Ap√≥s essa coleta de informa√ß√Ķes podemos estruturar a planta com os seus respectivos componentes PROFINET CBA, como observado na ilustra√ß√£o 1.
Neste exemplo a planta foi dividida nos seguintes módulos:

  • CIP;
  • Enchedora;
  • Rotuladora;
  • Pasteurizadora;

Para a integração ao protocolo PROFINET com os sistemas de automação no protocolo PROFIBUS-DP utiliza-se o conceito de proxy, conforme observado na ilustração 2.


Ilustra√ß√£o 2 ‚Äď A figura do Proxy na convers√£o de protocolos.

Os m√≥dulos de I/Os das m√°quinas e das unidades podem ser reutilizados mesmo que estejam em uma rede PROFIBUS. Al√©m disso, as instala√ß√Ķes existentes podem ser expandidas mantendo os mesmos protocolos com rapidez e integradas via software.

 

Software para gerar os componentes PROFINET CBA

Para gerar os componentes CBA é necessário uma ferramenta de software, a Siemens traz como solução a ferramenta SIMATIC iMap. Sendo uma plataforma de engenharia para configurar os componentes PROFINET CBA totalmente por interface gráfica, e desvinculada do software de programação dos CLPs.

O SIMATIC iMap traz as aplica√ß√Ķes integradas e distribu√≠das graficamente, apresenta toda a arquitetura das √°reas interligadas com os seus respectivos componentes PROFINET CBA, o diagrama de interliga√ß√Ķes entre os sub-m√≥dulos, a visualiza√ß√£o da biblioteca com os seus blocos padronizados e pronta para serem utilizados a qualquer momento, tudo isso em dispostos em subjanelas visualizadas na mesma tela do programa, para que o programador tenha a vis√£o geral da planta e suas subunidades.

Todos os componentes PROFINET CBA s√£o gerados em um formato padronizado pelo software, sob a forma de elementos com as suas respectivas entradas e sa√≠das. Podem ser alocados e salvos em bibliotecas, para que em outros casos, possam ser utilizados em outras aplica√ß√Ķes ou projetos, sem necessitar de refaz√™-las, reduzindo as horas de engenharia de software.


Ilustra√ß√£o 3 ‚Äď Tela do Software SIMATIC iMap para gerar os componentes PROFINET CBA.

Na ilustra√ß√£o 3 observa-se o layout do Software com as interliga√ß√Ķes dos componentes PROFINET CBA ao centro. E logo acima todas as √°reas interligadas da planta e no canto esquerdo visualiza-se o banco das bibliotecas dos componentes que pode ser salvos em pastas e organizadas em subpastas.
Com a implementação do PROFINET CBA nas plantas de Alimentos e Bebidas os clientes podem obter as seguintes vantagens:

  • F√°cil modulariza√ß√£o das plantas e linhas de produ√ß√£o atrav√©s de intelig√™ncia distribu√≠da;
  • Integra√ß√£o e sincroniza√ß√£o das m√°quinas ao longo da linha de produ√ß√£o;
  • Configura√ß√£o gr√°fica de links de comunica√ß√£o;
  • Redu√ß√£o dos custos e menos tempo de engenharia de software;
  • Pode integrar CLPs de fornecedores diferentes;
  • O cliente final tem controle total da base instalada.

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