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CFTV – CIRCUITO FECHADO DE TV
Aplicando CFTV na Automação Industrial para Apoio no Controle Operacional
1 MÁRCIO VENTURELLI
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Márcio Venturelli
CFTV – CIRCUITO FECHADO DE TV
Aplicando CFTV na Automação Industrial para
Apoio no Controle Operacional
CFTV – CIRCUITO FECHADO DE TV
Aplicando CFTV na Automação Industrial para Apoio no Controle Operacional
2 MÁRCIO VENTURELLI
Faz algum tempo que observo usuários finais de automação e
integradores envolvidos com muita tecnologia referente aos
CFTVs (Circuito Fechado de TV), projetando e instalado os mais
diversos sistemas para apoio em controle operacional.
Todavia, observo que as soluções de automação, muitas vezes
não acompanharam a evolução tecnológica que os CFTVs
dispõem hoje, além de algumas dificuldades de pontuar
realmente o que é aplicar uma solução para apoio no controle
operacional com vistas no usuário e até mesmo a integração no
sistema.
Queremos aqui explanar de forma simples e direta o que é um
CFTV, porém com a ótica de usuário, operador de processo e
trazer informações para o integrador de automação que faz o
levantamento de necessidades e desenha a aplicação.
Não tempos a intenção em nenhum momento de detalhar as
tecnologias do CFTVs em si, mas sim como entender a
utilidade e aplicação destes, servindo de apoio para elaborar e
implantar projetos de automação cada vez mais eficazes e
seguros com as tecnologias atuais.
Especificamente, vamos falar:
Quais justificativas para utilização de CFTV no Controle
Operacional;
Quais benefícios os CFTVs levam para o Controle
Operacional junto com a Automação Industrial;
Quais tecnologias disponíveis e quais aplicações nos
sistemas de Controle e Automação.
Para limitar nosso tema, vamos considerar os seguintes
cenários para nosso estudo e apresentação de nosso texto:
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É necessário operar uma caldeira de alta pressão através
de um centro de operação, como não colocar
operadores em área de risco?;
É necessário operar uma carga flutuante (esteiras de
sólidos “bagaço ou grãos”), como dar segurança ao
operador quanto a instabilidade da carga?;
Quero registrar e atuar em eventos com imagens para
rastrear possíveis sinistros de operação da planta;
Os CFTV como toda tecnologia eletrônica, evoluiu ao longo do
tempo, bem como a utilização como apoio operacional no
controle de plantas.
Quanto as tecnologias, temos no início dos CFTV os sistemas
analógicos, conectados diretamente em terminais de TV, com a
evolução da eletrônica tivemos a tecnologia digital abrindo
todos os recursos que a digitalização oferece, mas ainda em
sistemas dedicados, com a convergência da eletrônica com a
informática, temos hoje o que chamamos de sistemas digitais
IP (Protocolo de Internet), onde o sistema está baseado numa
infraestrutura de TI, logo temos os benefícios de uso de
softwares e computadores, cabeamento estruturado, WiFi, entre
outros.
Quanto a utilização, os processos industriais no início,
necessitavam do operador no local, ao lado dos caldeirados e
máquinas, operando diretamente os dispositivos, pois
praticamente não havia automação.
Com a evolução dos sistemas de controle, temos a figura do
operador supervisionando os dispositivos, ainda que no local
dos equipamentos, muitas vezes estando sob o risco
operacional e com muita operação local.
Ao longo de toda evolução hoje temos os operadores nos
centros de controle, locais centralizados, onde se opera todo
um processo industrial, para que isso seja permitido a
automação evoluiu com as redes industriais e o CFTV teve seu
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papel de importância, apoiando a operação com a
visualização, agora via câmaras na sala de controle, tornando a
operação mais segura, confortável e de menor custo.
Quais são os principais desafios em projetos de CFTV
orientados para controle operacional? Abaixo listamos algumas
diretrizes importantes a serem levadas em consideração para
desenho de uma solução:
1. Como definir pontos críticos para colocação de CFTV?
O que é crítico, deve ser levantado o que
realmente é importante;
Não colocar operador em risco, o foco deve
ser o operador;
Levar conforto operacional ao usuário, ele é o
beneficiário;
2. Como integrar Controle e Imagem para o Operador?
O CFTV é complemento do controle, deve
complementar a operação;
Validar a operação pela imagem, deve ver e
comparar com a variável indicada;
Simplifica a operação, com o uso o operador
deve ter menos ação;
3. Como apoiar a tomada de decisões para o Operador?
Registar eventos (gravar), a importância de ter
a história da operação;
Tomar ações por movimento, se necessário
para registro ou ação;
Estar disponível remotamente, se necessário
para conferência fora do ambiente de
operação;
Logo, o CFTV na automação industrial é a filmagem, gravação
e ação de imagens de processo e máquinas, que são levadas
para o operador de um processo industrial, esse é nosso
conceito para desenvolver as aplicações focadas em controle.
O uso do CFTV na automação, traz diversos benefícios no
controle operacional, relacionamos abaixo alguns importantes:
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Segurança operacional de planta;
Diminuição de erros de operação;
Ação por imagem, baseado no que é real;
Rastreio de operação, imagens gravadas;
Conforto operacional, o operador está fora ações de
ambiente;
Redução de custo de operação, menos ações
operacionais locais;
Resposta imediata, baseado no que está ocorrendo no
momento.
Um sistema de CFTV é composto por alguns componentes
básicos, dando o formato de uma infraestrutura de
comunicação:
Câmaras, equipamentos que geram as imagens;
Acessórios de instalação das câmaras, fixações,
proteções;
Cabeamento das câmaras até a central, estrutura de
sinais no campo;
Central de câmaras, onde se concentra as conexões das
câmaras;
Monitores de operação, onde se vê as imagens geradas;
Sistema de gerenciamento de imagens, onde se faz
processamento das imagens.
A tarefa de especificar um CFTV cabe a um técnico com
especialização e com todo conhecimento sobre os
equipamentos utilizados, abaixo relacionamos alguns itens
importantes que devem ser considerados para especificação e
aplicação de uma solução:
CFTV analógico (quantidade câmaras), definição de
tecnologia e pontos;
CFTV digital – IP (quantidade câmaras), definição de
tecnologia e pontos;
Câmara sem fio – Wireless, verificar se é necessário em
pontos especiais;
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Tecnologia PoE Power on Ethernet, tecnologia que leva
sinal e energia no cabo;
Câmara com I/O, a câmara disponibiliza sinais para
interface, acionado por eventos;
Visualização noturna (infravermelho), se a operação
exige visualização a noite;
Câmara móvel, se o operador precisa manipular a
visualização e o zoom da imagem;
Sistema com detecção de movimento / evento, é
possível acionar um alarme através de um evento
ocorrido;
Gravação de imagens por Time Stamp, é possível
registrar o momento exato de uma imagem;
Câmaras e infra em área classificada Ex, o CFTV
instalado em uma área de risco de explosão;
Gravação, envio de e-mail, conexão Cloud, são opções
que permitem a gestão das imagens e seu tratamento,
envio de informações e disponibilidade pela internet.
A forma clássica de projetar e implantar um CFTV é escolher
uma solução independente da infraestrutura existente de
automação, a solução, da câmara ao monitor, é totalmente
individual, monta-se os equipamentos e cabeamento de
forma num circuito único, colocando o monitor de CFTV ao
lado de um supervisório, por exemplo, mas um não
depende do outro.
As soluções de automação atuais, se baseiam em
infraestrutura de TI, assim como os CFTVs baseado em IP,
logo podemos entender que estas soluções se convergem,
para tanto, podemos pensar numa única infraestrutura de
comunicação, levando dados de controle e imagens por
uma única rede.
Nestas soluções, é importante observar dois pontos
principais, o primeiro é que apesar de ser uma única
infraestrutura, é necessário (boa prática de projeto), separar
logicamente as redes por VLAN (Rede Virtual), uma para o
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controle e outra para o CFTV, pois a prioridade da rede é
para operação do processo, não é escopo deste texto
mostrar um projeto de VLAN em automação.
Outro ponto importante, principalmente se houverem
câmaras Wireless, é o uso de Firewall, que são
equipamentos que farão a segurança física e lógica da
rede, não permitindo acesso de usuários não autorizados,
podendo colocar o sistema em risco, precaução hoje de
grande importância em sistemas.
Entendendo que podemos usar a convergência nas soluções
de automação e CFTV em mesma infraestrutura, podemos
também desenhar a solução de operação usando o mesmo
conceito, isto é, usar as imagens “dentro” de um sistema
supervisório (Scada ou IHM) por exemplo.
Para isso o sistema utilizado (Scada/IHM/DCS) deve ter
“aderência” a utilização de imagens que vêem de um CFTV,
são conectores que colocam um (MOV, MP4) por exemplo,
em um POP UP, na mesma tela eu tenho o supervisório e
uma imagem setada ou escolhida, com a vantagens de
podemos já manipular no sistema, tais como, retroceder e
verificar tempos de eventos, por exemplo.
Abaixo listamos um pequeno roteiro dos pontos mais
importantes a se observar para a implantação de um
sistema CFTV:
O que o operador quer? É importante perguntar a
quem vai usar;
O que o operador precisa? É importante conhecer o
processo que ele usará;
Estudar o ambiente de instalação, para entender
todas limitações e acessórios;
Modo de operação esperado, o que se espera com o
sistema;
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Especificação de equipamentos, fazer a aplicação de
acordo com a necessidade;
Projeto de infraestrutura, fazer o projeto da instalação
e típicos de montagem;
Projeto da sala de controle, criar o ambiente de uso
do sistema;
Implantação, instalar, comissionar e dar partida no
sistema;
Treinamento e operação dos operadores para uso
completo do sistema.
Podemos relacionar abaixo, algumas tendências no uso de
imagens no controle operacional, baseado em novas
tecnologias e convergência com a automação:
Imagem e dados estarem onipresente na operação
industrial através do IIoT (Internet Industrial das
Coisas);
Operador “veste” as informações (imagem e dados)
em tempo real (ex. Óculos Google Glass);
Imagens serem usadas para controle e automação.
Concluímos que os CFTV evoluíram tecnologicamente e são um
grande apoio ao operador no controle operacional em plantas
industriais, a convergência de imagem e informações,
permitem uma automação mais segura e otimizada.
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SOBRE O AUTOR
• Márcio Venturelli trabalha no
mercado de automação industrial há 20 anos, tendo passado por diversos departamentos, tais como, assistência técnica, treinamentos, comissionamento, projetos, engenharia, marketing e negócios.
• Trabalhou em diversos projetos de implantação de sistemas de automação e controle operacional de plantas de bioenergia, transformação e manufatura, no Brasil e no exterior.
• Atualmente trabalha em desenvolvimento de novos mercados e novas tecnologias com foco em arquitetura de soluções na área de automação industrial, tendo como principal diretriz, geração de valor para o usuário, nas dimensões: aumento da produção, redução de custos e elevação da segurança operacional.
• Professor universitário de pós-graduação de automação industrial e gerenciamento de projetos.
• Membro Sênior da ISA (Sociedade Internacional da Automação), Coordenador do Comitê de Automação Industrial do CEISE Br e Diretor de Safety Bus da PI (Profibus Internacional).
• Graduado em Ciência da Computação, com especialização em Controle e Automação Industrial, Pós-Graduado em Gestão Industrial, Pós-Graduado em Tecnologia do Petróleo e Gás e possui MBA em Estratégia de Negócios.
• E-mail: [email protected] • Artigos Técnicos: https://mhventurelli.wordpress.com/
OUT/2015