O que são Sistemas SCADA

Os sistemas SCADA (Webopedia, 2014) têm como objetivo supervisionar os processos produtivos nas empresas com o objetivo de melhorar a eficiência dos processos através da monitorização e controlo. Estes sistemas disponibilizam em tempo útil o estado atual do sistema, através de um conjunto de previsões, gráficos e relatórios, de modo a permitir a tomada de decisões operacionais apropriadas, quer automaticamente, quer por iniciativa do operador.

Inicialmente os sistemas SCADA permitiam informar periodicamente o estado do processo industrial, monitorizando sinais representativos de medidas e estados dos dispositivos, através de um painel de lâmpadas e indicadores, sem qualquer interface aplicacional com o utilizador. Com a evolução tecnológica, os computadores assumiram um papel importante na gestão, recolha e tratamento dos dados, tornando possível a visualização da informação no ecrã com recurso a Human Machine Interface (HMI) e a programação de regras para executar funções de controlo complexas.

Graças à evolução tecnológica dos computadores, os sistemas SCADA passaram a utilizar as tecnologias de computação e comunicação para automatizar a monitorização e controlo dos processos industriais. Com os computadores tornou-se possível efetuar a recolha de dados em ambientes complexos, eventualmente dispersos geograficamente, com apresentação gráfica de modo amigável para o utilizador, com recurso a HMI. Na figura 3 pode ver-se um exemplo de uma sala de controlo onde um ou mais operadores/utilizadores podem controlar todo o processo produtivo numa unidade industrial. Através do interface do sistema SCADA, o operador pode

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supervisionar o estado de todos os equipamentos eletrónicos, como, por exemplo, máquinas industriais, unidades de controlo, sensores de vários tipos instalados no terreno em tempo real. O operador na sala de controlo pode saber se o processo produtivo se encontra em funcionamento correto ou se existe algum problema; desta forma, pode tomar decisões de supervisão para ajustar o sistema ou, sendo necessário, realizar intervenções técnicas no terreno, como, por exemplo, reparação de um ou mais equipamentos que se encontrem em funcionamento erróneo, afetando todo o processo industrial.

Figura 3 - Exemplo do HMI de um sistema SCADA numa sala de controlo (GECCAI,2014)

Na figura 4 apresenta-se um pequeno esquema, com o funcionamento de um sistema

SCADA. Neste sistema simples, pretende-se controlar o fluxo de água no sistema através de

uma bomba de água em como o nível de uma válvula. Para isso existem dois Programmable

Logic Controller (PLC): o PLC1 é responsável por controlar a velocidade de funcionamento da

bomba de água, e o PLC2 controla o fluxo de água no sistema através do nível de uma válvula. Estes PLC estão programados para tomarem decisões de forma automática para manter o fluxo de água em valores nominais, garantindo a atividade do sistema de acordo com o funcionamento esperado; no entanto, o operador na sala de controlo pode supervisionar na aplicação SCADA todo o funcionamento do sistema em tempo real.

Possuindo o operador a capacidade de supervisionar todo o sistema, pode tomar várias decisões, como, por exemplo, alterar o valor do fluxo de água no circuito ajustando remotamente o valor referência nos PLC. Cada vez que é feito o ajuste nos valores de referência dos PLC, é alterada automaticamente a velocidade da bomba de água e o nível da válvula, sendo feito o ajuste ao fluxo de água no sistema para os valores pretendidos pelo operador. Para além de o operador poder realizar ajustes manuais no sistema, pode existir uma regra definida na aplicação SCADA que execute uma ação equivalente à do operador de forma automática, garantindo o funcionamento normal do sistema e libertando atenção do operador para controlar outros processos no sistema SCADA. Com este sistema SCADA, o operador

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consegue ter a informação de todo o sistema de forma centralizada, verificando todos os equipamentos um a um, sem necessitar deslocar-se ao terreno.

Figura 4 - Pequeno exemplo de um sistema SCADA (Wikipédia, 2012)

Hoje em dia, a aplicação destes sistemas SCADA é cada vez mais crucial na estrutura de gestão das empresas. Por este motivo, deixaram de ser vistos como meras ferramentas operacionais, ou de engenharia, e passaram a ser considerados uma importante fonte de informação. Atualmente estes sistemas estão presentes em áreas distintas, tais como a indústria de celulose, a indústria petrolífera, a indústria têxtil, a indústria metalúrgica, a indústria automóvel, a indústria eletrónica, a indústria química, entre outras.

Os elementos chave que as empresas podem esperar na utilização de sistemas SCADA são:

 Qualidade: A monitorização dos processos produtivos torna possível determinar níveis ótimos de trabalho. Caso estes níveis saiam dos valores esperados, o sistema

SCADA pode gerar alarmes, alertando o operador para um eventual problema no

processo produtivo. Podem ser feitas intervenções no processo de forma rápida, garantindo que os produtos finais terão sempre as características pretendidas no padrão de qualidade da empresa.

 Redução dos custos operacionais: No processo produtivo com inúmeros instrumentos de medição, seriam necessários muitos funcionários especializados para percorrer todo o processo produtivo a fim de realizar a leitura de todos os instrumentos, verificando-se que uma parte desta análise teria a probabilidade de erros humanos. Com os sistemas SCADA, é possível centralizar toda a informação de

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todos os instrumentos em tempo real, sendo necessários poucos funcionários especializados, e com alguns cliques é possível realizar a leitura do processo industrial inteiro.

 Maior desempenho da produção: Com a disponibilidade de informação dos equipamentos no terreno em tempo real, podem ser feitas as intervenções necessárias de forma rápida. Com a rápida reparação dos equipamentos consegue-se ter uma maior disponibilidade do processo produtivo e, desta forma, um maior desempenho.

 Base de informação para outros sistemas: Os sistemas SCADA têm normalmente a capacidade de reunir os dados do processo produtivo e armazená-los em base de dados. Estes dados podem ser utilizados para gerar informações importantes que podem ser integradas com os sistemas de gestão da empresa em apoio às tomadas de decisão estratégicas da empresa.

Em ambientes industriais como estes, cada vez mais complexos e competitivos, os fatores relacionados com a disponibilidade e segurança da informação assumem elevada relevância, tornando-se necessário garantir que a informação está disponível de forma rápida e segura quando necessário, independentemente da localização geográfica. Torna-se, portanto, indispensável a implementação de mecanismos de acessibilidade, segurança e de tolerância a falhas, para que o ciclo de funcionamento destas empresas se mantenha constante.