Escopo de software Reivax

Para a etapa do desenvolvimento do software na plataforma de desenvolvimento Reivax utilizou-se de dois recursos já descritos anteriormente no capítulo de fundamentação teórica, sendo eles o software SEC e o software xVision. De forma resumida, o primeiro é utilizado para programar as lógicas de controle da CPX, o segundo utiliza-se para desenvolver a IHM do projeto.

Para o desenvolvimento da lógica de controle da CPX, utilizou-se como base dois projetos existentes. O primeiro projeto utilizado é o sistema atualmente existente, antes da modernização proposta, que faz a leitura do sensor pick-up e a transdução do mesmo para gerar a curva de velocidade. O segundo refere-se a leitura de sensores de medição de posição, sendo que o sinal dos sensores para este programa deve ser analógico, além disso, o segundo software também executa a transdução do sinal.

Tendo isso em vista, pode-se entender a utilidade dos softwares citados para o novo. O primeiro software não sofre alterações, visto que a leitura de velocidade se mantém igual, inclusive com o sensor existente. O segundo software necessitou ser alterado para adequar-se à nova forma de operação proposta. Adicionou-se ao software a lógica de segurança de parada de máquina automática. Esta modificação é feita para que a máquina pare automaticamente quando o pêndulo se desloca mais

que o considerado adequado, conforme estudo dos especialistas da Reivax, ou quando a máquina supera a velocidade definida como referência de disparo.

Além das etapas de softwares citadas nos parágrafos anteriores, fez-se novas atualizações no programa geral. Devido ao requisito de partida e parada automática, adequou-se o software para que fosse possível realizar a partida e parada do motor através do controle da CPX, sem a necessidade de se partir ou parar a máquina pelo botão físico do inversor de frequência. Para realizar esta alteração, foi incluído na lógica de controle dois botões, sendo um que realiza a partida da máquina, habilitando que o software envie o sinal de controle para o inversor, e o outro desabilita o envio do sinal de controle, realizando a parada da máquina.

Ainda visando automatizar o procedimento do ensaio, outra adequação foi feita, a qual refere-se ao controle de velocidade da máquina. A velocidade da máquina é controlada a partir de um inversor de frequência, o qual, antes da modernização, era controlado por um potenciômetro instalado ao seu lado. Para automatizar esta etapa foi feita a substituição do potenciômetro por uma saída analógica da CPX. Para funcionar adequadamente, foi desenvolvida uma nova etapa de software para realizar o envio do sinal realizando o controle a partir do feedback de velocidade do pick-up e da referência (setpoint) definido pelo operador, baseado nos dados de entrada de cada ensaio.

A lógica de funcionamento desta etapa consiste em aumentar a tensão na entrada do inversor de forma progressiva, baseando-se na comparação do sinal de velocidade dos pick-ups com a referência definida pelo operador. Pode-se ver as possibilidades de controle do inversor na figura 29. O inversor, ao ser controlado pela entrada analógica de tensão, irá aumentar progressiva e proporcionalmente a frequência enviada ao motor elétrico, fazendo com que a velocidade oscile conforme varia-se o sinal de tensão recebido pelo equipamento. Além disso, o software reconhece quando a leitura de velocidade atinge o valor de velocidade máxima definido pelo operador. Ao reconhecer que a máquina atingiu a velocidade definida como referência, é executada a parada automática. Esta parada automática consiste em desabilitar o envio do sinal de controle pela CPX, com isso o sinal enviado será zero, o que faz com que o motor pare. Vale destacar que o sistema de controle projetado utiliza controle proporcional e integrativo.

Figura 29 - Características do inversor

Fonte: Ageon (2020).

Além do desenvolvimento do software embarcado no controlador da Reivax, projetou-se uma nova interface homem-máquina (IHM) para o procedimento de ensaio. Entende-se a motivação de se projetar uma nova IHM para que a operação do ensaio seja mais intuitiva, rápida e fácil, podendo ser executada por qualquer funcionário da equipe de engenharia mecânica da Reivax.

A IHM, assim como as lógicas de controle, é projetada em software Reivax. O software utilizado chama-se Xvision, e a versão utilizada é a 303.08, sendo que os principais detalhes do software foram explicitados no capítulo de Fundamentação Teórica. Durante o desenvolvimento da IHM foram utilizados os padrões de telas mais utilizados pela Reivax, adequando-se quando necessário, buscando manter o padrão de usabilidade e design utilizado nos produtos Reivax. Para realizar a comunicação entre os dois softwares, bem como entre a CPX e a IHM, utiliza-se o protocolo de comunicação Modbus.

O projeto da IHM considerou as lógicas operacionais do software embarcado na CPX e as possíveis facilidades operacionais para o operador. Com isso, desenvolveu-se uma IHM com uma tela inicial e três outras telas principais, sendo a primeira uma tela feita principalmente para o operador definir as referências do ensaio,

a qual é denominada ‘’Setup’’. Esta primeira tela, além das áreas para inserir as referências do ensaio, possui campos para observação dos valores lidos pela CPX. Na primeira tela também será possível comandar a partida ou parada do ensaio através de dois botões localizados na lateral direita da tela. Pode-se ver os itens citados na figura 30.

Figura 30 - Tela setup

Fonte: Autor (2021).

A segunda tela foi projetada para mostrar o gráfico do ensaio, ou seja, a principal função desta tela é a visualização do gráfico de deslocamento e velocidade. Além do gráfico, visando facilitar a usabilidade da tela, foram adicionados botões de partida e parada, assim o operador pode realizar o início e fim do ensaio diretamente pela tela do supervisório, na aba ‘’gráficos’’, como pode-se ver na figura 31. Como o resultado do ensaio deverá ser apresentado em relatórios aos clientes Reivax, adicionou-se um botão para exportar e salvar as curvas observadas no ensaio. Outra facilidade implementada foi a utilização de dois campos para visualização numérica da velocidade e do deslocamento. Estes dois campos foram adicionados para facilitar a rápida interpretação do andamento do ensaio. Estas configurações podem ser vistas também na figura 31.

Figura 31 - Tela gráficos

Fonte: Autor (2021).

A terceira tela, figura 32, consiste em uma terceira forma de analisar os dados do ensaio, apresentando monitores com valores reais e mostradores com ponteiros. Nesta tela é possível observar os valores definidos como referências pelo usuário, os valores lidos durante o ensaio em tempo real, e os botões de comando para partir e parar a máquina. Para facilitar a utilização da IHM, os blocos de referência de velocidade e deslocamento foram definidos como editáveis, assim o operador pode alterar as referências também nesta tela. Ainda referente à terceira tela, vale ressaltar que os campos de referência de velocidade e deslocamento foram programados para que o operador tivesse a possibilidade de alterar os seus valores, sem precisar mudar para a tela de setpoints.

Figura 32 - Tela Operação

Fonte: Autor (2021).

Para o operador realizar a seleção destas telas, utilizam-se botões posicionados na base inferior da tela do programa. Cada botão é nomeado de acordo com sua respectiva tela. Pode-se visualizar o modelo desenvolvido na figura 33.

Figura 33 - Modelo IHM

Fonte: Autor (2021).

Para realizar a interligação entre os softwares, conforme citado anteriormente, utiliza-se o protocolo de comunicação Modbus. Realizada a comunicação entre os softwares, aplicando o mesmo endereço de IP em ambos, deve então ser feita a configuração de cada item gráfico da IHM. Esta configuração direciona os comandos para o SEC através de Tags nomeados e configurados no Xvison da mesma forma que no SEC, utilizando o mesmo endereço de modbus. Ao realizar este link entre os softwares é possível simular a operação da máquina para verificar se a IHM e o SEC foram projetados de forma adequada em relação à aplicação final. Pode-se ver o painel de configurações dos itens da IHM na figura 34.

Figura 34 - Configuração da IHM

Fonte: Autor (2021).

Além disso, destaca-se a necessidade de configurar adequadamente o tipo de variável que será impressa na IHM. Para tal, deve-se levar em conta o tipo de variável utilizada no projeto do SEC e definí-la da mesma forma nas configurações do xVison. Observa-se na figura 35 um exemplo de configuração de variável no software xVision.

Figura 35 - Configuração de variável

Fonte: Autor (2021).