Para continuidade deste trabalho sugere-se a elabora¸c˜ao de melhorias no simu- lador apresentado, implementado novas fun¸c˜oes de forma a deixar o sistemas ainda
mais flex´ıvel, com a possibilidade de o pr´oprio usu´ario da ferramenta definir quantas e quais seriam as etapas do processo a serem simuladas e a ordem com que elas ocorriam.
Outra sugest˜ao ´e o desenvolvimento de um sistema de simula¸c˜ao que implemente modelos de sistemas biol´ogicos de tratamento mais avan¸cados, com a incorpora¸c˜ao, por exemplo, dos processos de remo¸c˜ao biol´ogica de f´osforo.
Al´em disso, pode-se pensar no desenvolvimento de uma ferramenta de calibra¸c˜ao do modelo, onde o usu´ario informaria dados de caracteriza¸c˜ao do afluente, taxa de consumo de oxigˆenio e caracteriza¸c˜ao do efluente, por exemplo, e a partir dai j´a seria poss´ıvel a obten¸c˜ao dos parˆametros utilizados nos modelos apresentados.
Sugere-se tamb´em a elabora¸c˜ao da modelagem e, conseq¨uentemente, desenvolvi- mento de um simulador para outros tipos de plantas de tratamento, como por exem- plo uma configura¸c˜ao de sistema que trabalha no regime de fluxo cont´ınuo, sendo tamb´em implementadas estrat´egias de controle para este tipo de sistema.
J´a em rela¸c˜ao `a automa¸c˜ao, sugere-se o desenvolvimento de sistemas de au- toma¸c˜ao mais robusto, atrav´es do uso de uma instrumenta¸c˜ao mais adequada, como por exemplo v´alvulas com mecanismos de atua¸c˜ao diferentes das v´alvulas de dia- fragma, permitindo a implementa¸c˜ao de uma nova etapa no processo, o descarte autom´atico de lodo de excesso gerado.
Finalizando, pode-se tamb´em sugerir a elabora¸c˜ao de estrat´egias de controle, sobretudo para a etapa de aera¸c˜ao, visando minimizar os gastos com energia para o acionamento dos aeradores e o m´aximo desempenho do sistema na remo¸c˜ao de mat´eria orgˆanica e nitrogˆenio, al´em de estudos posteriores para a incorpora¸c˜ao de processos biol´ogicos para a remo¸c˜ao de f´osforo.
Detalhamento do Sistema de
Automa¸c˜ao
O sistema de automa¸c˜ao desenvolvido para atuar nos Reatores de Bateladas Seq¨uenciais usados nesta pesquisa ´e formado de trˆes partes principais, as quais in- teragem entre si de acordo com o diagrama de blocos apresentado na Figura A.1:
Figura A.1: Diagrama de blocos do sistema de automa¸c˜ao.
Esses elementos podem ser assim definidos:
• Computador pessoal – elemento respons´avel por efetuar o controle e aquisi¸c˜ao de dados de vari´aveis do processo a partir de um sistema supervis´orio.
• CLP S7-200 – equipamento respons´avel pela inteligˆencia do sistema, o qual est´a fisicamente conectado ao PC e ao conjunto de sensores e atuadores, cuja l´ogica implementada monitora os estados de suas entradas, conectadas aos sensores,
processa essa informa¸c˜ao e atua no sistema acionando as cargas conectadas em suas sa´ıdas. Al´em disso, quando requerido pelo supervis´orio, envia estas informa¸c˜oes para o PC e mediante determinados comandos, efetua algumas tarefas previamente estabelecidas.
• Sensores e atuadores – classifica¸c˜ao que se d´a aos elementos respons´aveis por obter informa¸c˜oes sobre o processo e disponibiliz´a-las ao CLP (sensores) e `as cargas acionadas pelo CLP para que se possa modificar o comportamento dos RBS’s (atuadores).
Dentre os sensores e atuadores que monitoram e atuam sobre o processo, destaca- se o conjunto de medi¸c˜ao de oxigˆenio dissolvido, que ´e composto por uma sonda de medi¸c˜ao de OD e um analisador de OD.
A sonda ´e respons´avel pela medi¸c˜ao de OD no meio em que se encontra inserida, neste caso, o licor misto, enviando esta informa¸c˜ao para o analisador de OD, que por sua vez disponibiliza a informa¸c˜ao recebida na forma de um sinal anal´ogico que varia de 0 – 20mA, ou de 4 – 20mA.
Na seq¨uˆencia deste cap´ıtulo, s˜ao descritos os principais elementos utilizados no sistema de automa¸c˜ao: CLP S7–200 e o conjunto de medi¸c˜ao de oxigˆenio dissolvido. Al´em de ser mostrado os diagramas de conex˜oes do hardware do sistema, contem- plando as cargas, os elementos sensores e o CLP.
Finalizando, ´e feita uma descri¸c˜ao geral do protocolo de comunica¸c˜ao PC – CLP implementado e s˜ao apresentadas as vari´aveis utilizadas no programa de aplica¸c˜ao de- senvolvido para este sistema, juntamente com o seu endere¸camento simb´olico (mapa de vari´aveis).
A.1
Equipamentos Usados na Automa¸c˜ao
Dentre os equipamentos que formam a linha S7-200 da Siemens, na Tabela A.1 est˜ao dispostos os que foram utilizados para o desenvolvimento do sistema de au- toma¸c˜ao aplicado aos Reatores de Bateladas Seq¨uenciais.
Tabela A.1: Especifica¸c˜ao dos equipamentos utilizados no projeto de automa¸c˜ao.
Equipamento Referˆencia
CPU 226XM 6SE7216-2BD23-0XB0
M´odulo de sa´ıdas digitais 6ES7222-1HF22-0XA0 M´odulo de entradas anal´ogicas 6ES7231-0HC22-0XA0 Cabo de comunica¸c˜ao RS232/PPI (5 m) 6ES7901-3CB30-0XA0
Nas Tabelas A.2 a A.5 est˜ao dispostas as especifica¸c˜oes t´ecnicas de cada um dos componentes citado na Tabela A.1, conforme mostrado em (AG, 2007).
Tabela A.2: Especifica¸c˜ao da CPU 226XM.
Caracter´ısticas gerais Mem´oria de programa 16kB
Mem´oria de dados 10kB
Entradas digitais 24 x 24VCC Sa´ıdas digitais 16 x Rel´e – 2A
Limites de E/S e m´odulos 248 E/S (m´ax. 7 m´odulos) Portas de comunica¸c˜ao (RS232) 2
Tens˜ao de alimenta¸c˜ao 110–220VAC
Tabela A.3: Especifica¸c˜ao do m´odulo digital.
Entradas Sa´ıdas
No de entradas 8 No de sa´ıdas (rel´e) 8
Estado ON 24 VCC Faixa de opera¸c˜ao 5–30VCC / 250VAC Estado OFF 5 VCC Corrente m´axima 2 A / Sa´ıda
Tabela A.4: Especifica¸c˜ao do m´odulo anal´ogico.
Caracter´ısticas gerais No de entradas 4
Faixa de opera¸c˜ao 0–10V, +/-5V 0–20mA Resolu¸c˜ao 12 bits
Tabela A.5: Especifica¸c˜ao do cabo de comunica¸c˜ao.
Caracter´ısticas gerais
Comprimento 5m
Interface RS232/RS485
Conector DB9
Taxas de transferˆencia (bits/s) 33,2K, 16,2K, 9,6K, 1,2K e 600