Nesta seção será discutido como deverá ser disponibilizada cada variável para o sistema supervisório para que se tenha uma melhor compreensão de como serão elaboradas soluções para os requisitos listados na seção anterior. O servidor OPC foi em sua maior parte desenvolvido por outro integrante do projeto UFSCkite.
Para o servidor OPC elaborado existe uma lista de variáveis a serem disponibilizadas para o software SCADA. Estas variáveis podem ser escritas e lidas, ou em alguns casos podem apenas ser lidas sem que se possa alterá-las. Algumas variáveis poderão ser escritas pelo usuário no SCADA e enviadas para o software embarcado no formato de palavras (words, de 2 bytes) que seguem o seguinte padrão: para enviar um comando através de words, o cliente deve enviar um pulso positivo no bit desejado, mantendo os outros bits em 0. A maioria dos bits vem em pares, onde
um é o inverso do outro (por exemplo, 0 e 1, ou o 6 e o 7, etc.), então não faz sentido enviar um par com os dois bits em 1 (fazendo isso, o primeiro bit do par será usado).
A seguir são elencadas as variáveis a serem disponibilizadas pelo servidor OPC:
Status Word: palavra de 16 bits.
Bit 0: desligar a máquina elétrica Bit 1: ligar a máquina elétrica Bit 2: modo Local
Bit 3: modo Remoto Bit 4: modo Manual Bit 5: modo Automático Bit 6: torque de controle Bit 7: velocidade de controle Bit 8: redefinir Falha
Bit 9: sentido horário Bit 10: sentido anti-horário
Bit 11: ativar emergência (operação é parada)
Bit 12: desativar emergência (operação do sistema é retomada)
Os indicadores do protótipo, listados a seguir, podem apenas serem lidos:
Referência de velocidade manual [rpm]. Referência de velocidade, para a máquina elétrica, que será usada no modo Manual.
Comprimento mínimo do cabo [cm]. Quando o comprimento de cabo passar a ser menor que o valor desta variável (parâmetro), o sentido de giro da máquina elétrica será invertido, o que corresponde à transição entre a fase de recolhimento e a fase de geração.
Comprimento máximo do cabo [cm]. Quando o comprimento de cabo ultrapassar o valor desta variável (parâmetro), o sentido de giro da
máquina elétrica será invertido, o que corresponde à transição entre a fase de geração e a fase de recolhimento
Inversor
word de estado do inversor: word de 16 bits
Bit 0-5: bits reservados Bit 6: modo de configuração Bit 7: alarme
Bit 8: girando Bit 9: habilitado
Bit 10: sentido horário Bit 11: JOG
Bit 12: remoto Bit 13: sobretensão Bit 14: automático Bit 15: falha
Referência de velocidade do inversor [rpm]. A referência de velocidade atual da máquina elétrica.
Referência de velocidade do inversor automático: [booleano]. Indica se o inversor está no modo automático.
Torque de controle do inversor:[booleano]. Verdade se o torque elétrico for a variável controlada, falso se a velocidade for a variável controlada.
Velocidade do inversor [rpm]. Velocidade atual da máquina elétrica. Torque do inversor [kgfm]. Torque elétrico aplicado pela máquina elétrica.
Torque relativo do inversor [%] Torque elétrico da máquina em relação ao seu torque nominal.
Comprimento total do cabo [m]. Comprimento total do cabo presente no sistema, enrolado mais desenrolado do tambor
Comprimento do cabo desenrolado. [m]
Velocidade do cabo [m/s]. Velocidade linear do cabo.
Referência da posição do alinhador [m]
Referência de velocidade do alinhador [m/s]
Alinhador
Posição do alinhador [m]
Velocidade do alinhador [m/s]
Erro do alinhador [cm].
Posição de referência do alinhador - posição.
Célula de carga
Força de tração no cabo [Newtons]. Soma da medição das duas células de carga presentes em cada unidade de solo.
Emergência ativada: booleano. Indica se a segurança está ativada (e, portanto, se o sistema está parado).
Security Left Limit Switch: [booleano]. Valor do sensor de fim de curso
para o lado esquerdo do alinhador, ativado caso o alinhador chegue até o fim do curso.
Security Right Limit Switch: booleano. Valor do sensor de fim de curso
para o lado direito do alinhador, ativado caso o alinhador chegue até o fim do curso.
Duo de Segurança Operação: booleano. Indica se as duas máquinas elétricas (unidades de solo) estão operando de forma acoplada nos testes de hardware-in-the-loop.
Controle de voo
switch word: palavra de 16 bits para definir os modos de controle:
Bit 0: controle proporcional. Bit 1: controle linearizante.
Bit 2: referência continua (lemniscata). Bit 3: referência discreta (pontos atratores). Bit 4: usar encoders para controle de posição.
Bit 5: usar beacons de radiofrequência para controle de posição. Bit 6: usar filtro de baixo nível para controle de posição.
Bit 7: usar filtro de alto nível para controle de posição. Bit 8: usar encoders para controle de velocidade.
Bit 9: usar beacons de radiofrequência para controle de velocidade. Bit 10: usar filtro de baixo nível para controle de velocidade.
Bit 11: usar filtro de baixo nível para controle de velocidade. Bit 12: modo de operação manual.
Vetor de posição da pipa em x, y e z [m].
Referência do vetor posição da pipa em x, y e z [m].
Atratores para referência de voo discreta, phi (ângulo de azimute) e
theta (ângulo polar).
Alarmes
Cada mensagem de alarme está relacionada a uma variável analógica. Essas mensagens deverão ser bytes, onde cada bit representa um status:
Bit 0: Warning Low Bit 1: Alarm Low Bit 2: Warning High Bit 3: Alarm High
5DESENVOLVIMENTO
Neste capítulo serão apresentados os resultados do SCADA desenvolvido para o projeto UFSCKite, incluindo as tecnologias utilizadas.
Como já dito anteriormente, com o desenvolvimento do software SCADA para o projeto UFSCkite busca-se agilizar o desenvolvimento e operação do protótipo, facilitando os ajustes a serem feitos tanto no sistema físico (hardware) quanto na parte de software.
A seguir serão apresentadas as telas que mostram o estado atual do sistema supervisório, bem como suas funcionalidades, seguindo a ordem dos requisitos listados na seção anterior.
Figura 5.1: Tela inicial do sistema supervisório.
Na Fig. 5.1 está representada a tela inicial do sistema supervisório. Na parte superior há uma linha onde é apresentado o último alarme disparado. Logo abaixo há uma barra de menu para a navegação entre as telas, dentre elas as unidades de solo, unidade de voo e controladores.