Nos sistemas modernos de controlo de automação industrial, o PLC (controlador lógico programável) e a HMI (interface homem-máquina) são dois elementos essenciais.
O PLC é o “cérebro” do sistema, controlando o processo de funcionamento do equipamento. A IHM é os “olhos” e as “mãos”, proporcionando aos operadores uma interface visual interativa, que permite monitorizar e controlar o sistema. A combinação de ambos torna a produção industrial mais eficiente, inteligente e intuitiva, formando um ciclo fechado perfeito de automação industrial.
Compreender os Controladores Lógicos Programáveis (PLC)
Os Controladores Lógicos Programáveis (PLC) foram desenvolvidos pela primeira vez no final da década de 1960 para substituir os circuitos de relés habitualmente utilizados em sistemas de produção e de controlo industrial. O principal impulsionador por trás dessa evolução foi a indústria automóvel. Foi a General Motors que lançou uma série de regulamentos relativos ao equipamento para substituir os sistemas de relés com ligações fixas, que se estavam a tornar cada vez mais complexos e difíceis de manter.
O primeiro PLC, denominado Modicon084, foi lançado pela Bedford Associates em 1969. Desde então, os PLCs evoluíram consideravelmente em termos de funcionalidade, dimensão e nível de versatilidade. Os PLCs atuais são máquinas altamente sofisticadas, capazes de controlar operações complexas e de executar várias tarefas em simultâneo.
Conforme se pode ver na imagem: EG8200mini é um gateway de computação de borda com programação gráfica, desenvolvido pela IOTRouter, que se centra na aquisição de dados e na conversão de protocolos. Suporta a integração com várias marcas de PLC mais comuns. Suporta uma variedade de protocolos industriais e protocolos de IoT. Suporta a personalização do formato de dados e da lógica. Suporta a gestão, atualização, operação e manutenção remotas. Suporta também o carregamento e descarregamento remotos de programas de PLC através de LAN virtual.
Como funcionam os PLCs
Os Controladores Lógicos Programáveis (PLC) são equipamentos complexos concebidos para controlar sistemas industriais complexos. No cerne do seu funcionamento encontram-se quatro componentes essenciais: a CPU, os módulos de E/S, a fonte de alimentação e os dispositivos de programação externos.
A CPU é, essencialmente, o cérebro do PLC. Executa funções de controlo pré-programadas com base nos dados recebidos de vários dispositivos de saída ligados. Esses dispositivos de saída podem ser desde sensores e interruptores até medidores de temperatura, e a CPU analisa os dados recebidos para determinar a resposta adequada. Por exemplo, se um medidor de temperatura enviar dados de baixa temperatura para o PLC, o processador do PLC analisará a informação para determinar se a temperatura está demasiado baixa e executará um comando para ligar o elemento de aquecimento.
Este processo contínuo de recolha de dados, processamento dos mesmos e resposta com base na análise permite que o PLC controle, com precisão e fiabilidade, uma vasta gama de processos industriais e de produção. A capacidade do PLC de processar rapidamente os dados e, subsequentemente, ajustar a sua saída torna-o uma ferramenta inestimável para uma vasta gama de setores, desde a indústria transformadora até à produção de energia.
Características e vantagens importantes dos PLCs
- Estabilidade e durabilidade: Os PLCs são concebidos para utilização em ambientes industriais extremos e conseguem resistir a temperaturas extremas, vibrações e ruído elétrico.
- Estabilidade e capacidade de expansão: Um PLC é capaz de controlar vários dispositivos e permite adicionar facilmente novas funções à medida que as necessidades mudam.
- Funcionamento instantâneo: os PLCs são capazes de processar dados e ajustar as saídas em paralelo, o que os torna ideais para a gestão de sistemas dinâmicos.
- Fáceis de programar e manter: os PLCs são fáceis de programar e manter, graças à utilização da lógica de escada e de outras linguagens de programação intuitivas.
HMI: Plataforma para a visualização e operação de sistemas de controlo de automação industrial
As interfaces homem-máquina (HMI) constituem uma dimensão fundamental da tecnologia moderna e do controlo da automação industrial. Funcionam como uma ponte entre o utilizador e o dispositivo, permitindo a interação e a comunicação.
O conceito de IHMs existe há décadas, tendo tido início com painéis de comando simples em maquinaria industrial. Com o passar do tempo, este conceito evoluiu para sistemas mais complexos, com ecrãs digitais, interfaces táteis e software avançado. Os avanços tecnológicos e a necessidade de técnicas de controlo e interação com os dispositivos mais eficientes e intuitivas contribuíram para esta evolução.
Na imagem, vemos o mais recente produto da IOTRouter, o EV8010 HMI: gateway com boa relação custo-benefício.
Como funciona a HMI: interface do operador, conectividade, etc.
Na sua essência, uma HMI é uma interface de operador que permite às pessoas interagir com uma máquina ou sistema. Pode variar desde simples botões ou interruptores físicos até software complexo num ecrã tátil, que a HMI transmite ao dispositivo ou sistema que está a ser controlado, de acordo com vários tipos de opções de conectividade, incluindo ligações com fios, como a Ethernet, ou tecnologias sem fios, como o Wi-Fi ou o Bluetooth.
A IHM recebe os dados introduzidos pelo cliente, processa-os e, em seguida, envia comandos para o dispositivo ou sistema. Além disso, apresenta os dados do dispositivo ou sistema ao utilizador ou ao operador humano, fornecendo informações em tempo real sobre o seu estado e características.
Características e vantagens importantes da HMI
- Interface de operador intuitiva: As IHMs podem ser concebidas como páginas intuitivas, facilitando a interação dos operadores com a máquina.
- Visualização dinâmica em tempo real: a IHM fornece dados dinâmicos em tempo real relativos ao equipamento ou sistema que está a ser operado, o que, por sua vez, permite uma tomada de decisão rápida e a resolução de problemas.
- Personalização e adaptação: A IHM pode ser personalizada para responder às necessidades específicas de diferentes utilizadores ou setores, o que a torna extremamente prática.
- Acesso e controlo remotos: É possível aceder às IHMs e controlá-las remotamente, dependendo das opções de conectividade sem fios utilizadas, aumentando assim a eficiência e a segurança de algumas aplicações.
Os PLCs são, há muito tempo, o padrão da indústria no controlo da automação industrial, sendo unidades versáteis e complexas com múltiplos modos de controlo, capazes de executar tarefas que vão desde o controlo básico até ao controlo de processos e até mesmo ao controlo de movimento. Os controladores de automação programáveis (PACs) mais avançados conseguem lidar com tarefas ainda mais exigentes. As IHMs são interfaces homem-máquina, frequentemente utilizadas em conjunto com os PLCs, que permitem aos operadores interagir com e controlar processos industriais através de gráficos, ecrãs táteis e teclados, e proporcionam interfaces intuitivas para a monitorização e gestão de processos. Controlo de automação industrial
