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universidade técnica de lisboa instituto superior

1. 68 5 4 28 Painel de Inicializa o do n vel cliente ecccceccccesssccesseceesseceeseeeenseceececeeseecsaeeceacecseaeecseaeceeaeecseaeecsaeeeeaeecseaeeceeaeeseneeseeeeeeaaes 69 D429 REEERE AARE 69 5 4 30 Painel de Verifica o do Estado de par 70 CONCLUS ES E PERSPECTIVAS DE TRABALHO FUTURO esesessesescesescesescesescsoesescesescesesee 71 CONCLUS OR A A yA 6 2 PERSPECIIYAS DE TRABALHORU FURO iiie a 73 75 AP NDICE DEFINI O DE PAR METROS c cccscsssssssssssscsssssssssssssssscsssscsssssssssssssessssssessssseesesers 79 AP NDICE MODELOS DOS RELAT RIOS OFICTIAIS ccccccscsssssssssssssssssssssssssscsssssssssssssssesessecess 89 AP NDICE RELAT RIOS INTERNOS csssssssssssssssssscecsscsssscsscnscnscnscecsscusenscussecsceneenscnssecssenseneeees 95 AP NDICE D MANUAL DO PROGRAMADOR ccsssssssssssossssesesecssensenscecnscnsenscussecssensenssnssscnsensenseees 99 AP NDICE CRONOGRAMA DE TAREEBAG cccccssscosccosccosccessccssccssccssccssscsscesscesscsccccscccececscecsceess 153 XI INDICE DE FIGURAS FIG Welt SISTEMA DE AQUISICAO DE DADOS GENERIC 1 FIG 1 2 INSTRUMENTA O
2. 1 _ Tabela Valores limites tipo sinais Caldeira 85 Valor corresponde ao valor assumido por um sinal secund rio ao passar ao modo de introdu o manual Generalidades Nesta subsec o s o particularizados alguns detalhes necess rios elabora o do relat rio oficial e Os poluentes considerados s o 50 HS e Part culas e O consumo total de combust vel expresso em toneladas no per odo mensal em causa o somat rio dos consumos de fuel e lix via e Os teores m dios de enxofre e cinzas nos combust veis s o introduzidos manualmente e c lculo da massa total de poluente emitido em toneladas efectuado de acordo com 2 C Q ases horas 2 Massa poluente 9 10 em que as vari veis representam concentra o m dia hor ria normalizada do poluente em causa O aves Caudal m dio hor rio de gases n horas n mero de horas v lidas Os dados relativos aos per odos de funcionamento da unidade industrial s o reportados pelo administrador por consulta no registo de invalida es de dados APENDICE A DEFINIGAO DE PARAMETROS Forno da Cal Sinais a monitorar Sinal Tipo Disponibilidade C o fow ame TT Caudal de queima de gases moniorarnofutuo monterar Press o de gases monterar _ Humidade degass monterar _
3. 9 2 2 1 TETE 9 2 2 2 Sistema de aquisi o de 10 2 2 3 Regime de toler ncia e valida o de 11 2 2 4 Emiss o de relat rios oficiais ii 11 2 9 NEQUISITOS 13 2 6 REQUISITOS Ge OBA 15 ARQUITECTURA FUNCIONALIDADE DO SISTEMA sssssssssssseecescssssssssssssssssseeesosoossssssssesesssseee 17 Site SOLU O SERVIDOR CLIENTE aaa Alca Da a Da Da 177 17 Silos Flexibilidade e Expansibilid de 18 _ ___ 18 18 Daley ALCL IAC Aberta 18 3 1 6 18 Doo CO SISTEMA ECON ONITOR asa EE E 19 Eguipamento aaa 20 DEZ e 20 3 2 3 __ 21 3 2 4 Sistema de aquisi o de dados 1 22 3 2 5 Computador pessoal com sistema de aquisi o de dados 23 3 2 6 Protocolos de 24 dude the UIP AMAT NTO ua nace ore as alanis E R 26 3 3 1 Sistema de COTS As COS 26 3 3 2 Computador Pessoal N vel Cone edema 31 33 3 Pessoal Nivel Servidor thas 31 31 O 31 Sistema Oper
4. error in error Send Ack vi O Refnum n mero de refer ncia de liga o TCP IP com o cliente ao qual se envia a mensagem CEM nome a que reporta a mensagem de confirma o Interface com Microsoft Excel OLE Nesta sec o s o descritos os VPs dedicados liga o via OLE ao Microsoft Excel Inclui se tamb m os ficheiros de cria o de relat rios dado que estes controlam a transfer ncia de dados AP NDICE D MANUAL DO PROGRAMADOR 113 Este VI converte um par linha coluna nota o do Excel Por exemplo aceita o par 1 1 retorna E Excel Range Columr Build Row linha da c lula da folha de Excel Column a coluna da c lula da folha de Excel O Excel Range a rea respectiva na folha de Excel Close Excel Este VI termina a liga o com o Excel O par metro de entrada Save determina se o ficheiro gravado Application Refnum CLOSE WorkBook Refnum G aye po EXCEL in ho error Close Excel vi O Application Refnum o n mero de refer ncia da aplica o Excel O Workbook Refnum o n mero de refer ncia do livro O Save Indica que se deve gravar o ficheiro antes de terminar a liga o O valor por omiss o FALSE Configure Axis Este VI configura os eixos do gr fico em Excel Tick Format Orientation Asis Spacing Chart Refrum
5. a a 52 53 5 4 5 Painel de Invalida o Valida o de 53 5 4 6 Painel de Listagem de 54 5 4 7 Painel de Gest o 4 ON 54 5 4 8 Painel de C pias ROAST 55 5 4 9 Painel de Actualiza o de Leituras 55 JA POs Pame De On UT GOO EGECO ECEE OEEO 56 56 5 4 12 Painel de Configura o de 57 5 4 13 Painel de Introdu o de Valores ASS 58 A A AAA A 59 5 4 15 Painel de Introdu o de Valores 59 60 5 4 17 Painel de Visualiza o O CS 61 5 4 18 Painel de Escolha 1 62 SAATI E a SR 63 64 5 4 21 Painel de Listagem de 64 5 4 22 Painel de Listagem de 1 65 5 4 23 Painel de Listagem de 1 66 67 5 4 25 Painel de 67 5 4 26 Painel de notifica o de 68 34 27 Painetde Edi o de COMENTARIO
6. Indes Function Reset Info Value Signal Calibration State CEM Index indice do CEM seleccionado Function define modo de leitura ou escrita do estado dos bot es de calibra o Reset Info inicializa os bot es de calibra o a FALSE Value o valor a estabelecer para um bot o de calibra o Signal Index o ndice do sinal seleccionado Button State Out novo estado dos bot es de calibra o Update indica se houve altera es no estado dos bot es CEM State Out o estado do bot o de calibrar CEM Check Buttons Este VI verifica se algum bot o foi pressionado para ordenar uma calibra o Se um bot o v lido dentro do numero de sinais CEM actual premido o operador questionado para confirmar a ordem de calibra o CEM Index Button State In Last CEM Index Button State Signal Indes Button Pressed CEM Index Out Check_Buttons Yi CEM Index indice do CEM seleccionado Button State In o estado actual dos bot es de calibra o Last CEM Index o ndice do ltimo CEM seleccionado Button State Out o novo estado dos bot es de calibra o Signal Index indica qual o bot o pressionado Button Pressed indica se existe algum bot o pressionado Cem Index Out o ndice do CEM seleccionado Mapper Este VI converte os n meros de refer ncia das liga es TCP IP em identificadores de clientes
7. i Visibilities Line Sides Print Excel vi Axis Info cont m informa o sobre os eixos do gr fico m ximo m nimo incremento e unidade Limits On Indica se os limites dos sinais est o ligados Names s o os nomes dos sinais seleccionados Colors cont m informa o sobre as cores das linhas dos sinais Signals s o os sinais dispon veis para selec o Visibilities indica quais os sinais seleccionados Line Sides indica quais os sinais que est o atribu dos escala da esquerda e quais est o atribu dos a escala da direita O Error Indica se houve algum erro durante a impress o do gr fico atrav s do Excel RGB to BGR Este VI converte um n mero representando uma cor em formato RGB para formato em Excel BGR HGE AGB Number BGR Number AGE to BGR vi O RGB Number a cor em nota o O BGR Number a cor em nota o BGR Set Chart Properties Este VI configura as propriedades principais do gr fico AP NDICE D MANUAL DO PROGRAMADOR 119 Range Info sss l Chart Refnum __ Graph Style Flot By LEHART e eror out Chart Title il error in ho error HasLegend Colors Chart Out Set Chart Properties vi Range Info cont m toda a informa o sobre a localiza o das s ries de valores Values Sheet nome da folha onde se encontram os valores Line i o primeiro ndice de linha da rea de valores Line
8. error in ho error error out Panel VI Name o nome VI a imprimir neste caso Grafico VI Recta Este VI calcula uma recta a partir de dois pontos e retorna a inclina o o ponto de intersec o com o eixo w y me b We Recta 1 a abcissa do primeiro ponto yl do primeiro ponto x2 a abcissa do segundo ponto y2 a ordenada do segundo ponto m a inclina o da recta b a ordenada de intersec o da recta com o eixo AP NDICE D MANUAL DO PROGRAMADOR 111 Red Line Este VI respons vel por colorir as por es das linhas de dados que ultrapassam o limite do sinal respectivo Red O Graph In a informa o relativa aos sinais seleccionados O Graph Out a mesma informa o com as linhas coloridas das por es que ultrapassam os limites Reset Buttons Este VI actualiza o estado dos bot es quando existe altera o do CEM seleccionado Quando um novo CEM seleccionado os bot es seleccionados ficam n o seleccionados New Cem RESET Buttons Out Buttons In GUTTOM Reset Buttons vi O New CEM indica qual o novo CEM seleccionado Q Buttons In o array do estado dos bot es Buttons Out o array do novo estado dos bot es Reset LimCal Este VI inicializa o estado das check box de escolha de limites e calibra es ee Lal Lal Out Lim E RA CAL cent nie
9. Asis Into error in ho error avy Asis Tickmarks Chart Out emor out Configure Axis 1 Tick Format uma string formato dos valores para os ticks Orientation configura a orienta o das legendas dos ticks Horizontal Vertical Ascendente Descendente Axis Spacing um n mero indicando o espa amento entre ticks Chart Refnum o n mero de refer ncia do gr fico a ser modificado Name o t tulo a ser atribu do ao eixo Axis Info especifica eixo a ser manipulado atrav s tr s parametros O X Axis Type indica se eixo tipo XY ou normal O Axis indica se o eixo de valor ou categoria O Axis Position indica se o eixo prim rio ou secund rio O XY Axis Tickmarks especifica o valor m ximo m nimo e o incremento do eixo XY Inclui O Maximum valor m ximo do eixo O Minimum o valor m nimo do eixo Q Inc incremento entre ticks O Chart Refnum Out uma c pia de Chart Refnum Day Averages Este VI calcula as m dias di rias para os valores dos sinais seleccionados AP NDICE D MANUAL DO PROGRAMADOR 114 Signals 22222 A Day Averages Maximum Invalid Points Champs Day Averages vi Signals s o os sinais dispon veis para selec o Signal cont m os valores dos sinais seleccionados Invalid Points cont m os valores para os pontos inv lidos dos sinais seleccionados
10. mensal 6 NOTAS produ o Ebal 10 em que as vari veis representam ai totalidade de poluente emitido pela unidade industrial 5 poluente libertado fonte de emiss o caudal gases fonte de emissao Fouga produ o de papel mensal n horaSprodu o n mero de horas de produ o mensal em que todos os valores integrantes da express o s o valores m dios mensais APENDICE RELATORIOS INTERNOS 98 O poluente S n o adquirido directamente dos sensores e calculado de acordo com as express es seguintes Scr 50 1 998 e 45 1 063 Sic 0 1 998 5 1 063 CS e massa total de poluente emitida de S expressa em toneladas 10 em que as vari veis representam massas massa total de poluente emitida Sensei totalidade de poluente emitido pela unidade industrial Papel de papel mensal AP NDICE MANUAL DO PROGRAMADOR 99 AP NDICE MANUAL DO PROGRAMADOR INTRODUCA 100 FLUXO PARA INSER O NA BASE DE DADOS cccscsssssssssssscssscssccsssssssssssccsssccssssssessssessesessessssesens 100 FLUXO DE CONSULTA BASE DE DADOS PARA VISUALIZA O 100 FUN ES DE INICIALIZA O 101 eS 102 SERVIDOR DE CALIBRACOES 103 VISUALIZA O GRA RIG 105 SERVIDOR
11. o Chent refrum Reset ml Read Ok Insert pe E Refnum numero refer ncia a converter Client ID identificador do cliente Reset indica que se deve apagar mapa Remove indica que se pretende remover um n mero de refer ncia do mapa de n meros Insert Indica que se pretende inserir um numero de refer ncia no mapa de numeros Client Refnum retorna numero refer ncia para identificador de cliente recebido Read Ok indica que existe um numero de refer ncia para o identificador de cliente recebido AP NDICE D MANUAL DO PROGRAMADOR 105 Queue Calibra Este VI insere ou retira um identificador de liga o de uma pilha Insert FALSE Mem Connection Empty Head Connection Queue Calibra vi O Insert indica se para inserir ou retirar o identificador da pilha O New Connection o identificador de liga o a inserir na pilha O Empty Indica se a pilha est vazia O Head Connection o identificador retirado da cabe a da pilha Send Calibration Este VI envia o comando de calibra o um cliente Envia informa o para o ficheiro de registo de eventos LEM Id ae Send Ok String CAL Send Calibration vi O CEM Id o identificador do cliente ao qual se pretende enviar uma mensagem de calibra o O String a string de calibra o a enviar O Send Ok indica se a calibra o foi ou n o executada pelo cliente
12. de 24 VCC Tabela 3 5 Sinais no nivel cliente Os sinais a medir possuem caracter sticas uniformes uma vez que os sensores e os sistemas de condicionamento prim rio est o j instalados ver Fig 3 5 Estes sistemas efectuam as fun es de lineariza o dos valores medidos calibra o dos sensores e convers o da grandeza f sica em grandeza el ctrica linear com sa da em corrente gama de 4 a 20 mA ou em tens o gama de 1 a 5 V Dado que os sinais a medir t m origem em equipamentos distintos e alguns com localiza es f sicas distantes do sistema de aquisi o de dados s o utilizadas entradas anal gicas diferenciais para evitar erros devidos a refer ncias diferentes e para eliminar ru do induzido nos cabos de transmiss o do sinal Os sinais anal gicos podem ser medidos directamente por uma placa de aquisi o colocada dentro do computador mas feito o seu isolamento el ctrico de forma a precaver que eventuais anomalias n o afectem o funcionamento dos diversos equipamentos Os sinais digitais funcionam a um valor de tens o muito elevado para ser directamente tratado por uma placa de aquisi o de dados pelo que utilizado um equipamento de interface para garantir os n veis pretendidos e tamb m o isolamento el ctrico Para determinar o equipamento de aquisi o de dados a utilizar foram consultados diversos fabricantes que se indicam de seguida em conjunto com uma listagem n o exaustiva das prin
13. m os _ Pressao degass Poses mm _ Humidade degases NOK Nor O mai com Tabela A 5 Convers o grandeza f sica grandeza el ctrica na Caldeira Recupera o APENDICE A DEFINIGAO DE PARAMETROS Pr processamento a efectuar aos sinais As vari veis com indice mea correspondem aos valores medidos e PART CULAS 21 P ox gases ref 21 Les ds SO 21 0 SO SO 2858 4 2120 21 o CO CO Dag 21 0 AS 21 ye HS H S 1485 2 21 0 O2 Ormed e TEMPERATURA DE GASES gasesmedt 273 e CAUDAL DE QUEIMA DE FUEL SOLIDOS DA LIXIVIA solidos S0lidOSjiwmed e CAUDAL DE QUEIMA DE LIX VIA O O med dix solidos 6 x 107 e DENSIDADE LIX VIA Solidos 0 0062 0 9743 lix APENDICE A DEFINIGAO DE PARAMETROS Limites e ac es pr definidas Sinal Limite Inferior Limite Superior Ac o Tipo Valor aneus Toro favo maro oo _ s ooo o mr fo o ee Jo BS o ee o o p 7 Tenperewadeawes somre _ mo semo 698 quema deive 25 Ame m rio 7 _ caudaldegases o Sci 9120 _ Pressaodegases 77 Humidade degases emes Sti
14. out Measure Client vi O TCP Refnum n mero identificador da conex o TCP IP com o servidor Q Occurrence Refnum o identificador da ocurrence usada na manipula o dos tempos de espera O TCP Refnum saida uma c pia do par metro de entrada TCP Refnum pos glob Este VI guarda as vari veis globais utilizadas pela aplica o cliente gt pos Report_Calibration Este VI envia as monitoriza es de calibra o ao servidor AP NDICE D MANUAL DO PROGRAMADOR 151 Retnum error out error in ho error Report Calibration vi O TCP Refnum n mero identificador da conex o TCP IP com o servidor Save File Este VI efectua uma c pia do ficheiro que cont m as medi es do cliente para uma disquete era Save File vi Timer Este VI implementa um alarme sobre a occurrence de entrada Set Alarm Time New Time sec curence to be Set Current Alarm Time sec Timer Set Alarm Time indica se tempo de espera redefinido por New Time New Time o novo tempo de espera a ser atribu do ao alarme O Occurrence to be Set o identificador occurrence sobre qual o alarme vai funcionar Current Alarm Time um indicador que fornece tempo de espera actual alarme Timing Este VI gere os tempos de espera condi es de sa da e gest o das occurrences do cliente TCP IP TCP TCP Retnum error in errar c
15. o contida no Manual do Operador em tudo similar ao conte do da sec o 5 pelo que se acha desnecess ria a duplica o de informa o O Manual do Programador foi elaborado de forma similar aos manuais de LabVIEW para conferir uma consist ncia de utiliza o e apresentado de forma resumida no Ap ndice D 4 5 Forma o Depois do sistema EcoMonitor instalado testado e corrigido s o leccionadas duas ac es de forma o 4 ESTRATEGIA DE DESENVOLVIMENTO 47 e opera o do sistema para um conjunto de operadores incluindo t cnicos e respons veis rea de ambiente e Arquitectura do sistema e linguagem LabVIEW para os operadores habilitados a efectuar manuten o do sistema e eventuais altera es ao c digo 4 ESTRATEGIA DE DESENVOLVIMENTO 48 5 INTERFACE OPERADOR 49 5 INTERFACE COM O OPERADOR Neste capitulo sao descritos os pain is de interface com operador e funcionalidade implementada S o explicadas sucintamente generalidades sobre a opera o da interface gr fica e as principais fun es implementadas pelos m dulos em cada aplica o S o depois descritos todos os pain is da aplica o e as respectivas fun es associadas A informa o contida neste cap tulo similar ao conte do do Manual do Utilizador pelo que se acha desnecess ria a duplica o de informa o 5 1 Generalidades sobre a Opera o O sistema EcoMonitor funcion
16. PR PROCESS AMENTO A EFECTUAR AOS SINAIS LIMITES E AC ES PRE DEFINIDAS cceccesseeceeeseeseeseeess GENERALIDADES 0000 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 00 000 0000 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0000 0000 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 00000 00 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 0000 0000 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 00 000 83 83 84 85 85 SINAIS MONITORA CONVERS O GRANDEZA F SICA GRANDEZA PR PROCESS AMENTO A EFECTUAR AOS SINAIS LIMITES E AC ES PRE DEFINIDAS 0cccecceeceeceeeseeseeeeeess GENERALIDADES RR RR EE RE EE RE RE RE RE RE RE RECO 00 00 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 00000 0000 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0000 0000 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 00000 00 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 0000 000 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00000 86 86 87 88 88 APENDICE A DEFINIGAO DE PARAMETROS Caldeira Auxiliar Sinais a monitorar Sinal Tipo Disponibilidade gases moicano Pressao de momtorar noturo Humidade de gases montorar no futuro eo E Tabela A 1 Sinais a monitorar na Caldeira Auxiliar Convers o grandeza f sica grandeza el ctrica Sinal Nomenclatura Unidade Escala _ o Caudalde Jum
17. Radio Buttons vi State o estado actual dos bot es Reset indica se se deve desactivar todos os bot es Current Out o estado actualizado dos bot es Change Indica se houve alguma altera o no estado dos bot es 069 Index indica indice do bot o seleccionado rd power Este VI obt m o ltimo evento registado no ficheiro do eventos da UPS Par Log file 2 Last event rd power Yi O Power Log File o ficheiro de eventos da UPS O Last Event o ltimo evento que ocorreu relacionado com o funcionamento da UPS Read File Este VI verifica se existe alguma nova linha de mensagem num determinado ficheiro retornando a se houver Line Mew Data Read File mi File O File ficheiro a pesquisar Q Line a linha de mensagem existente no ficheiro New Data indica se h alguma linha de mensagem no ficheiro Replace Value Array Este VI actualiza as vari veis globais contendo a informa o sobre os sinais Signals Units Abrev Values Continuos 7 Channels CEM Choose Tipo Replace Value Array vi O Signals cont m nome dos sinais Units cont m as unidades dos sinais O Abrev cont m as abreviaturas dos sinais AP NDICE D MANUAL DO PROGRAMADOR 138 Values cont m os valores por omiss o para os sinais Continuos indica se os sinais est o a ser adquiridos em cont nuo Channels indica as atribui es dos sinais aos canais CEM indica qual o CEM seleccion
18. Steve Conquergood High Speed Remote Process Control User Solution National Instruments 1996 Jack Gornik LabVIEW Delivers a Cross Platform Interface for the York International Energy Management System User Solution National Instruments 1995 Pedro Delgado LabVIEW Based Test System Puts Dallas Transit on Track User Solution National Instruments 1996 Jeffrey Travis LabVIEW Controlled Next Generation Gas Delivery System for Semiconductor Manufacturers User Solution National Instruments 1996 James A Straub LabVIEW Accelerates Development of Industrial Control System User Solution National Instruments 1996 Andres Thorarinsson Radio Linked Environmental Monitoring and Display System Using LabVIEW User Solution National Instruments 1996 Paolo Garzella Using LabVIEW for Physiological Research User Solution National Instruments 1995 P Alves R Bettencourt J Fernandes V Dias ADAPT An ATE for A D Converters European Design amp Test Conference 96 ED amp TC Paris France 1996 p p 15 19 User Forum Minist rio do Ambiente e Recursos Naturais Decreto Lei n 352 90 Di rio da Rep blica I S rie 1990 n 259 pp 4634 4642 Minist rios da Ind stria e Energia e do Ambiente e Recursos Naturais Portaria n 286 93 Di rio da Rep blica I S rie B 1993 n 60 pp 1169 1177 Minist rio do Ambiente e Recursos Naturais Instituto de Meteorologia Regulamenta o Relativa ao E
19. Time TIME SPLIT Time Split Date Time ri O Date Time a string contendo o par data hora O Date a string contendo a data O Time a string contendo a hora Track Date Este VI verifica as mudan as de ano para realizar as opera es de cria o das novas tabelas na base de dados AP NDICE D MANUAL DO PROGRAMADOR 139 E GE Track Date vi Track Day Este VI verifica as mudan as de dia para realizar as opera es de execu o da c pia de seguran a di ria DRY Track Yi Este VI verifica se houve mudan a m s para realizar diversas opera es de actualiza o da base de dados incluindo transfer ncia de ficheiros com o sistemas AS 400 TRACK MONTH Track Month vi Update Data String Este VI verifica se os dados recebidos e a inserir na base de dados est o dentro dos limites para cada um dos sinais e configura o modo de aquisi o dos sinais secund rios caso estes excedam os limites Data String qa New Data String Changing STRING Update Data String O Data String cont m os valores recebidos para cada sinal e para serem inseridos na base de dados O Changing cont m os sinais cujos valores excederam os limites O New Data String a string com os valores j corrigidos para inserir na base de dados Update File Este VI retira uma linha de dados a um determinado ficheiro File Update O File ficheiro a
20. UNIVERSIDADE TECNICA DE LISBOA INSTITUTO SUPERIOR TECNICO EcoMonitor Cliente 3 computadores EcoMonitor Sistema de Monitoriza o em Continuo de Emissoes Gasosas em Ambientes Industriais Pedro Manuel Ant o Alves Licenciado Disserta o para a obten o do grau de Mestre em Engenharia Electrot cnica e de Computadores Orientador Doutor Victor da Fonte Dias J ri Doutor Victor Manuel da Fonte Dias Dezembro de 1997 UNIVERSIDADE TECNICA DE LISBOA INSTITUTO SUPERIOR TECNICO EcoMonitor Cliente 3 computadores EcoMonitor Sistema de Monitoriza o em Continuo de Emissoes Gasosas em Ambientes Industriais Pedro Manuel Ant o Alves Licenciado Disserta o para a obten o do grau de Mestre em Engenharia Electrot cnica e de Computadores Orientador Doutor Victor da Fonte Dias J ri Doutor Victor Manuel da Fonte Dias Dezembro de 1997 Tese realizada sob a orienta o de Victor da Fonte Dias Professor Auxiliar do Departamento de Engenharia Electrot cnica e de Computadores do Instituto Superior T cnico IT Para os meus pais por mares nunca dantes navegados Lu s de Cam es Os Lus adas IV RESUMO Um sistema de monitoriza o tem como principal fun o registar fen menos f sicos geralmente atrav s de sensores ou transdutores e posteriormente efectuar processamento e representa o visual Devido sua evolu o
21. _ Caudalde quema de cessa acesa Ju _ caudaldegeses faoss um O Pressao degases Poss Humidade de gases mg _ Tabela A 2 Convers o grandeza f sica grandeza el ctrica na Caldeira Auxiliar APENDICE A DEFINIGAO DE PARAMETROS Pr processamento a efectuar aos sinais As vari veis com indice mea correspondem aos valores medidos e PART CULAS 21 o Le Po Sum 21 E SO 21 SO SO 2858 di 21 0 21 E CO 1 249 210 e NO 21 o 2 053 gt 21 0 0 0O5med e CAUDAL DE QUEIMA DE FUEL 10 e TEMPERATURA DE GASES cases gasesmedt 273 APENDICE A DEFINIGAO DE PARAMETROS 82 Limites e ac es pr definidas Sinal Limite Inferior Limite Superior Ac o Tipo Valor Tio As Prima S0 s iso mo ro iso o emo no gt so E caudaldequemadetuer ass _ Caudal de quemadecasca 19 caudalde gases o arm Sin 14980 Fress Humdade degases 9 o ___ ___ _ ___ lo Tabela A 3 Valores limites sinais Caldeira Auxiliar Valor corresponde ao valor assumido por um sinal secund rio ao passar ao modo de introdu o manual Generalidades Nesta subsec o s o particularizados alguns detalhes nec
22. _ foe oaro _ Tabela A 7 Sinais a monitorar no Forno Cal Convers o grandeza f sica grandeza el ctrica Sinal Nomenclatura Unidade Escala lt res mon foto oe p Jos Tum Tomo degass anca uh Caudalde gases Pressao de gases Poses _ a o ma A 8 grandeza fisica grandeza el ctrica no Forno da Cal APENDICE A DEFINIGAO DE PARAMETROS Pr processamento a efectuar aos sinais As vari veis com indice mea correspondem aos valores medidos e PART CULAS 21 P ox gases ref 21 Les ds 21 1 249 L 21 0 SO 21 E SO SO 4 2 858 2 21 0 AS 21 ye HS H S 1485 2 21 0 O2 Ormed e CAUDAL DE QUEIMA DE FUEL 10 e DENSIDADE DO METANOL 4 metmed e CAUDAL DE QUEIMA DE METANOL 3 Oia O d ner 10 e CAUDAL DE QUEIMA DE TALL OIL 3 10 e TEMPERATURA DE GASES cases gasesmedt 273 APENDICE A DEFINIGAO DE PARAMETROS Limites e ac es pr definidas Sinal Limite Inferior Limite Superior Ac o Tipo Valor Pancu Toro favo maro _ fumo o rar so ooo gt o o ee ao ee fo _ f femp canaio aema 0 nam
23. n mero de refer ncia da rea contendo as c lulas a serem modificadas Property a propriedade das c lulas seleccionadas a ser modificada Q Value o valor a ser atribu do propriedade das c lulas seleccionadas O Range Refnum Out uma c pia de Range Refnum Set Range Property Array Este VI modifica uma propriedade de um grupo de c lulas com um array de valores Estes valores podem ser uma f rmula ou um formato de n mero Estas c lulas s o passadas sob um n mero de refer ncia de rea Range Property Value Array p error in ho error Range Out emor Set Range Property Array Yi O Range Refnum o n mero de refer ncia da rea contendo as c lulas a serem modificadas O Property a propriedade das c lulas seleccionadas a ser modificada AP NDICE D MANUAL DO PROGRAMADOR 120 O Value Array o array contendo os valores a atribuir a cada c lula correspondente O Range Refnum Out uma c pia de Range Refnum Set Wkb Properties Este VI modifica as propriedades atributo de um livro indicado pelo n mero de refer ncia Comments WorkBook Refnum Title Subject eror in error Author WorkBook Refnum Out Set Properties vi Comments uma string com os comentarios acerca do livro Workbook Refnum n mero de refer ncia livro Title o t tulo do livro Subject o assunto do livro Ran
24. 5 8 Painel de listagem valida es invalida es Este painel permite listar as ocorr ncias de valida es invalida es S o mostrados os seguintes campos data da opera o de valida o invalida o no qual se realizou a opera o sinal que foi validado invalidado inicio e fim do Intervalo de tempo que foi validado invalidado administrador respons vel pela opera o realizada e coment rio inserido indicado o intervalo de tempo da listagem das ocorr ncias e o n mero de ocorr ncias Existem dois bot es no painel e Valida es Invalida es selecciona a visualiza o de valida es ou invalida es e Sair retorna ao painel anterior Invalida o de Medi es 5 4 7 Painel de Gest o de Operadores Este painel permite criar e remover operadores atrav s da defini o do seu identificador palavra chave e n vel de privil gio normal ou administrador Este painel s acess vel pelo supervisor e tem tr s bot es e Inserir define um novo operador e regista na base de dados e Retirar remove um operador existentes na base de dados e Sair retorna ao painel de Administra o 5 INTERFACE OPERADOR 55 gt Utilizador vi Gest o de Utilizadores Password TT Confirma o Privil gio de Administrador Fig 5 9 Painel de gest o de operadores 5 4 8 Painel de C pias de Seguran a gt Backup vi Backups do Sistema Realiza
25. 80 da norma de emiss o n mero de valores m dios 48 horas gt norma de emiss o n mero de valores m dios de 48 horas gt 110 da norma de emiss o consumo total de combust vel teor m dio ponderado de enxofre no combust vel consumido teor m dio ponderado de cinzas no combust vel consumido massa total de poluente emitido Par metros relativos a cada poluente tendo como base o ano civil poluentes SO e poeiras percentil 97 dos valores m dios de 48 horas mediana dos valores m dios de 48 horas poluente NOx percentil 95 dos valores m dios de 48 horas mediana dos valores m dios de 48 horas Fig 2 4 Tratamento estat stico para elabora o dos relat rios oficiais GIC Considera se per odo de funcionamento efectivo todo aquele em que h emiss o de poluentes para a atmosfera como resultado do processo industrial em causa Para efeitos de tratamento estat stico e posterior emiss o de relat rios n o s o contabilizados os valores inv lidos ver subsec o 2 2 3 Qualquer per odo s considerado como v lido se 75 por cento dos valores totais s o v lidos Ex um dia efectivo 24 horas ter de ter pelo menos 18 horas v lidas 2 ESPECIFICA O 13 ARQUIVO PERIODO DE PROCESSAMENTO EMISS O DO BASE DE DADOS INTEGRA O ESTATISTICO RELA Parametros relativos unidade numero de horas de funcionamento efectivo da unidade numero de dias de funcionamento efectiv
26. PARCOM Modelo Caldeira Auxiliar M s Trimestre Meses Abril CI Imprimir Relat rio Excel Aberto Fig 5 28 Painel de emiss o de relat rios 5 INTERFACE OPERADOR 68 Este de gera o autom tica relat rios acedido por operadores com privil gios de administrador Neste painel o operador selecciona o tipo de relat rio pretendido oficial ou interno qual o ano e m s trimestre a que se refere e outros detalhes Todos os relat rios s o gerados em Microsoft Excel N o poss vel escolher relat rios oficiais e internos simultaneamente embora seja poss vel escolher v rios tipos dentro da mesma categoria oficiais ou Internos Apenas o supervisor pode criar relat rios oficiais Na parte central do painel escolhido o ano o m s trimestre e o n mero de meses a considerar para o relat rio Para um relat rio oficial escolhido o trimestre desejado campo M s Trimestre e para um relat rio interno o m s inicial campo M s Trimestre e o n mero de meses no campo N meses Existem duas op es adicionais Imprimir Relat rio para imprimir automaticamente o relat rio gerado e Excel Aberto para que o Microsoft Excel fique activado Existem ainda dois bot es neste painel e Criar obt m os valores da base de dados e envia ao Microsoft Excel a ordem de cria o do relat rio Esta opera o demorada sendo o operador notificado da sua finali
27. Perante este quadro legal a Portucel Viana f brica de papel e pasta com sede em Viana do Castelo uma das GIC em Portugal com necessidade de efectuar a monitoriza o em cont nuo das emiss es gasosas para a atmosfera 1 1 Objectivo O objectivo deste trabalho realizar um sistema de monitoriza o em cont nuo de emiss es gasosas capaz de responder integralmente aos requisitos legais e ao n vel de automatiza o e flexibilidade necess rios a uma unidade industrial Inicialmente pretende fazer se o levantamento exaustivo dos requisitos legais das necessidades da entidade utilizadora e das necessidades de interface com sistemas existentes tanto ao n vel da aquisi o de dados como da produ o de resultados A arquitectura do sistema deve permitir a expansibilidade futura para mais canais ou novas esta es de medida a facilidade de introdu o de novos processamentos sobre os dados em bruto e a auto sufici ncia de gest o e configura o por parte do operador As principais funcionalidades do sistema a implementar s o a aquisi o em cont nuo transmiss o processamento e arquivo das grandezas f sicas medidas pelos sensores a visualiza o gr fica por consulta ao arquivo e a elabora o autom tica de relat rios em formato Microsoft Excel pr definido A instala o de um sistema de monitoriza o em cont nuo tem tamb m como objectivo libertar os recursos humanos associados recolha e trat
28. Ricardo J Jesus Victor F Dias EcoMonitor Sistema de Monitoriza o Cont nua de Emiss es Gasosas Instrumentation Newsletter vol 9 n 4 1997 22 e http analog inesc pt pull alliance ecomon htm p gina de divulga o do sistema EcoMonitor na Internet Destacam se ainda alguns aspectos mais not rios de originalidade e criatividade do sistema EcoMonitor A utiliza o de equipamentos standard sistemas de aquisi o de dados linguagem de programa o gr fica aplica es e computadores pessoais confere ao sistema o n vel de flexibilidade requerido mantendo os custos de desenvolvimento e manuten o baixos Este factor complementado pela documenta o de suporte e forma o disponibilizada ambas ao n vel da opera o e manuten o t cnica A escolha de uma plataforma de larga utiliza o Windows e de uma rede de comunica es ethernet tornam o EcoMonitor num sistema de simples utiliza o com possibilidade de expans o e utiliza o dos seus recursos para outras actividades A simplicidade da interface homem m quina permite a sua utiliza o e gest o por operadores menos familiarizados com ambientes de programa o ou de controlo industrial Os n veis de automatiza o de tarefas e de configura o remota elevados permitem entidade propriet ria do sistema libertar recursos humanos assignados s tarefas de registo dos sinais e verifica o de funcionamento dos sensores 1 I
29. Um registador pode ter alguma intelig ncia local nomeadamente ao n vel da detec o e actua o de alarmes mas com um conjunto de funcionalidade algo reduzida Tipicamente estes sistemas n o possuem interface com o utilizador e quando possuem oferecem um n vel muito reduzido de informa o COMPUTADOR PESSOAL LIGA O PROCESSO Fig 3 2 Sistema de aquisi o de dados com registador 3 ARQUITECTURA E FUNCIONALIDADE DO SISTEMA 22 Estes sistemas sao algo semelhantes aos aut matos embora os aut matos se destinem primeiramente a aplica es onde a resposta determin stica e o controlo em ciclo fechado s o importantes enquanto estes ltimos s o destinados ao registo de vari veis em localiza es remotas e a recupera o de dados efectuada via porto s rie com um computador pessoal port til ou via telef nica Na Fig 3 2 apresenta se um diagrama explicativo desta configura o 3 2 4 Sistema de aquisi o de dados remoto Um sistema de aquisi o de dados baseado em computador pessoal consiste num dispositivo de interface entre os sensores e o computador respons vel por transformar os sinais el ctricos em informa o poss vel de ser tratada computacionalmente A evolu o dos computadores pessoais no passado mais recente levou sua utiliza o crescente em aplica es de automa o industrial principalmente devido boa rela o performance custo ver sec o 1 A utiliza o de um compu
30. ctrico entre sinais placa multi fun o e SCXI 1326 bloco de terminais para liga o f sica dos condutores provenientes dos sensores e SCXI 1163R placa de condicionamento de 32 sa das l gicas isoladas electricamente implementa isolamento el ctrico entre sinais e placa multi fun o SCXI 1326 bloco de terminais para liga o f sica aos condutores a ligar aos sensores A placa de aquisi o de dados encontra se dentro do chassis fisicamente junto aos condicionadores de sinal e a comunica o com o computador pessoal efectuada atrav s do porto paralelo para evitar eventuais ru dos e interfer ncias O sistema expans vel a mais canais sem necessidade de adapta es A placa de aquisi o de 3 ARQUITECTURA E FUNCIONALIDADE DO SISTEMA 31 dados possui um conversor anal gico digital de 12 bit de precis o que corresponde a uma discretiza o maxima de 1 22 mV e a um erro de 0 025 para o m ximo de escala valores considerados aceit veis adicionar escolha de equipamentos e de aplica es standard de utiliza o em larga escala h tamb m a referir a experi ncia obtida anteriormente neste tipo de configura es 32 factor determinante no bom sucesso do projecto 3 3 2 Computador Pessoal N vel Cliente As caracter sticas do computador pessoal para o n vel cliente s o as necess rias para suportar o sistema operativo e a aplica o de controlo do sistema de aquisi o de d
31. deles um array Esta estrutura de dados inicializada com a abertura do e percorre a seguinte sequ ncia e VI Control Ring identifica os sinais existentes para o CEM seleccionado e VI Data to Graph obt m os valores da base de dados para os sinais seleccionados e retorna os valores v lidos e inv lidos estrutura devolvida por este VI um array de 32 entradas em que as primeiras 16 correspondem aos valores v lidos e as segundas 16 correspondem aos valores inv lidos Mesmo que um sinal n o esteja seleccionado o espa o na estrutura de dados est reservado e VI Compact Signals recebe a estrutura do VI anterior e calcula as m dias hor rias di rias e mensais para o intervalo de tempo definido painel de Visualiza o Gr fica Deste modo a estrutura fica mais compacta e mant m se como definida no VI anterior Se a visualiza o dos limites n o estiver activa AP NDICE D MANUAL DO PROGRAMADOR 101 adicionado um array vazio de 64 entradas para obter as 96 esperadas pelo gr fico Se a visualiza o dos limites estiver ligada ent o a estrutura passa pelos 2 seguintes VI Draw Limits s para visualiza o de limites recebe a estrutura de dados e os limites dos sinais atrav s do VI Set Graph Limits e adiciona as linhas que representam os limites estrutura de dados existente A estrutura resultante fica com 64 entradas em que as ltimas 32 s o os limites dos sinais os prime
32. es Gasosas Reviproject n 92 1997 17 19 Jos P Caetano Ricardo J Jesus Pedro A Alves Victor F Dias EcoMonitor Sistema de Monitoriza o Cont nua de Emiss es Gasosas Instrumentation Newsletter vol 9 n 4 1997 National Instruments Reference and Catalogue 1997 Gilbert Held Understanding Data Communications SAMS Publishing 1996 David Potter Reading Specifications of Data Acquisition Boards and Systems Sensors Expo West 1994 Howard Austerlitz Data Acquisition Techniques Using Personal Computers Academic Press 1991 American Data Acquisition Corporation Data Acquisition Catalog 1996 Analogic High Performance Data Acquisition 1996 Omega The Data Acquisition Systems Handbook vol 29 1995 Keithley Metrabyte Data Acquisition Catalog and Reference Guide 1997 Paul G Schreier Users Adopt New Technologies Return to Familiar Suppliers Personal Engineering January 1997 Pedro A Alves ADAPT Utens lio para Teste de Conversores Anal gico Digital Trabalho Final de Curso Instituto Superior T cnico Lisboa 1995 Tamra Pringle Windows 95 Changes Instrument Software Test amp Measurement World November 1995 National Instruments Your Competitive Advantage with LabVIEW 1996 Rahman Jamal Lothar Wenzel The Applicability of the Visual Programming Language LabVIEW to Large Real World Applications JEEE Symposium on Visual Languages 1995 pp 99 106 BIBLIOGR
33. fica se encontra em modo continuo O Period indica o intervalo de tempo para a visualiza o dos dados O New Data indica que o servidor recebeu novos dados do cliente O Period Out indica qual o novo intervalo de visualiza o gr fica Data to Graph Obt m os dados da base de dados para os sinais seleccionados Signal Into Period Signals Graphics Out lnvalid Info Out Data to Graph vi Signal Info cont m informa o sobre os sinais existentes para selec o Period o intervalo de tempo para o qual se deseja obter dados da base de dados Signals On indica quais os sinais a consultar da base de dados Graphics Out cont m os dados consultados da base de dados para os sinais seleccionados 00069 Invalid Info Out cont m os dados inv lidos consultados da base de dados para os sinais seleccionados AP NDICE D MANUAL DO PROGRAMADOR 109 Draw Limits Este VI desenha os limites dos sinais seleccionados Graph Limits Number of Signals a Graphics Out Draw Limits 1 Graph Limits s o os limites dos sinais existentes para visualiza o Graphics In cont m os dados a serem visualizados Period o intervalo de tempo a ser visualizado Number of Signals indica quantos sinais est o seleccionados DODDO Graphics Out cont m os dados a representar e as linhas de limites para cada sinal Fill Time Gap Preenche as falhas de valores para uma s rie de dados Se dois
34. ou outras O valor de cada uma destas grandezas f sicas pode ser representado por meio de um indicador anal gico ou digital e o operador pode a qualquer instante observar o seu valor 1 Para realizar o registo hist rico do comportamento de cada grandeza existem sistemas de aquisi o de dados que permitem ao operador capturar os dados e efectuar o processamento em tempo real ou posteriori com o objectivo de tomar decis es sobre o controlo do processo ou emitir relat rios Um sistema de aquisi o de dados gen rico possui cinco funcionalidades distintas captura de dados arquivo processamento visualiza o e actua o 2 CAPTURA ARQUIVO PROCESSAMENTO VISUALIZA O CONTROLO DE SINAIS DE DADOS DE DADOS DE DADOS E ACTUA O Fig 1 1 Sistema de aquisi o de dados gen rico captura ou aquisi o de dados consiste em transformar a grandeza f sica em informa o apta a ser arquivada e tratada esta opera o envolve a convers o da grandeza f sica num sinal el ctrico anal gico atrav s de um transdutor 3 e convers o em sinal digital de forma a ser arquivado e processado O principal objectivo do sistema efectuar determinado processamento aos sinais adquiridos em tempo real ou aos dados em arquivo para efectuar controlo do processo ou elaborar relat rios Um sistema de monitoriza o em cont nuo um caso particular do sistema de aquisi o de dados gen rico em que os dados s o adquiri
35. rica com funcionalidade optimizada para opera es de aquisi o atrav s de placas de interface e de instrumenta o tradicional de processamento e visualiza o de dados O LabVIEW n o possui qualquer limita o de programa o ou de controlo de placas de aquisi o permite a cria o de programas execut veis e est dispon vel em diversas plataformas computacionais Microsoft Windows 3 1 95 e NT Sun Sparc HP UX Macintosh Power Macintosh e Concurrent PowerMAX Na Tabela 3 7 feita uma compara o das aplica es consideradas 12 DDE Dynamic Data Exchange Protocolo de transfer ncia de dados entre aplica es Windows 13 _ Visual Basic Control Objectos com determinada funcionalidade como fun es partilha entre aplica es Windows 14 dataflow controlo orientado pelo dados pela forma como se escreve programa 15 _ Virtual Instrument Fun o em LabVIEW representada por um cone com funcionalidade program vel entrada sa da dados 3 ARQUITECTURA E FUNCIONALIDADE DO SISTEMA 34 Labtech Notebook TestPoint LabVIEW programa o gr fica n o totalmente n o totalmente bibliotecas de processamento comunica o TCP IP 16 x interface 011 7 0 9 comunica o OLE SI E linguagem compilada de executaveis painel com executavel limita o de programa o n o tem interface com pl
36. vel cliente act cal Este VI actua o sinal de calibra o de sensores AP NDICE D MANUAL DO PROGRAMADOR 146 String In eror in rot am aut cal_ i Q String in uma string que cont m a mensagem ordenada pelo servidor Add_line Este VI escreve uma linha no fim do ficheiro designado em File Path File Path Line Origin in ho error Add line vi oe emor out O File Path indica o ficheiro que vai ser actualizado Line a linha que vai ser adicionada ao ficheiro O Origin indica a origem da mensagem calibra o ou AI Continuous Scan II Este VI configura e executa a aquisi o de dados device 1 voltage data channels 0 number of scans to read 500 scan rate 1000 scans sec in ho error Iteration init 0 clear acquisition Al Continuous Scan device identifica a placa de aquisi o de dados channels identifica os canais para aquisi o de dados number of scans to read permite configurar quantas amostras sao adquiridas de cada vez scan rate define ritmo de amostragem iteration serve para indicar se sistema deve configurar a placa ou somente ler os valores clear acquisition liberta os recursos utilizados para fazer aquisi o de dados avgs2tx Este calcula as m dias dos valores dos ltimos 15 minutos samples To
37. 0 130 264 000 767 000 91200 000 25 000 69 600 1 406 0 000 0 000 0 000 rim rio im rio ecund rio ecund rio ecund rio E E NE gt 14 14 14 14 4 4 14 14 14 4 4 4 Lad E E NE NE 14 14 14 4 4 14 14 14 1 4 4 4 14 w ENTE NE NEN E 4 1 4 ed 4 4 ed 4 4 1 4 4 9 Escolha CEM Caldeira de Recupera o Fig 5 15 Painel de configura o de sinais e introdu o de valores Neste painel s o configurados os sinais de cada CEM poss vel definir para cada sinal indicado na primeira coluna e aabreviatura a utilizar para o sinal utilizada na legenda dos gr ficos e a unidade associada ao sinal e o modo de introdu o do sinal na base de dados cont nuo ou valor e valor por omiss o a inserir na base de dados no modo de aquisi o por valor e otipo do sinal prim rio ou secund rio que indica o comportamento perante a detec o de valores fora dos limites definidos painel de configura o de alarmes ou de um erro na aquisi o em que um sinal secund rio passa automaticamente ao modo de introdu o por valor e o canal f sico ao qual o sinal est ligado n
38. Control Rings Este VI retorna os sinais dispon veis para um dado CEM AP NDICE D MANUAL DO PROGRAMADOR 133 CONTROL Cem Choice RINGS Signals Type Control Rings vi Cem Choice a pesquisar O Name Type o tipo de nome de sinal a retornar completo abreviatura ou legenda O Signals s o os sinais dispon veis para o CEM indicado Convert Electric Physic Este VI converte os valores recebidos em formato el ctrico 1 5 V ou 4 20 mA em grandezas f sicas values Converted Values AH SIC Convert Electric Physic O Raw Values a string contendo os valores em bruto a transformar Converted Values a string contendo os valores j transformados para grandezas f sicas Convert Right Values Este VI converte os valores dos sinais que est o atribu dos escala da direita nos seus valores reais Lirnits Fact Graphics Ine Active Plots Left Right Graphics Convert Right alues Yi Limits indica se os limites dos sinais est o ligados Mult Fact indica qual factor de multiplica o a utilizar para obter os valores reais Graphics In cont m os valores dos sinais antes da convers o Active Plots indica quais os sinais que est o seleccionados Left Right indica quais os sinais que est o atribu dos escala da esquerda e da direita Doovovo wv Graphics Out cont m os valores dos sinais depois de ter sido realizada a convers o Co
39. DE MEDIDAS 112 INTERFACE MICROSOFT EXCEL OLE ssssssssssssssssssssssssscscssssssssssscssssssssssssssssssssscscscscsssesesseees 112 INTERFACE COM BASE DE DADOS SQL cccsssssssssssssssssssssssssecscssssssssssesessssssssssssesssssscscesscesssesessnsees 121 a ee ee 127 INTERFACE O OPERADOR 140 N VEL CLIENTE INTERFACE EQUIPAMENTO cccccscssscscssssssssssssssssssssssssssssesssssessseseees 145 NEVER UPUREA TA 149 AP NDICE D MANUAL DO PROGRAMADOR 100 Introdu o Este ap ndice constitui um resumo do manual do programador do sistema EcoMonitor S o descritos os fluxos de dados importantes da aplica o do n vel servidor e as fun es implementadas V s em LabVIEW Para facilitar a interpreta o ao nivel do programador alguns termos est o em ingl s Na descri o dos as entradas de error in e error out s o similares em todos os VF s pelo que s o descritos apenas no primeiro Fluxo para inser o na base de dados Ap s a aquisi o e envio de dados pelos clientes via TCP IP para o servidor estes passam por diversos 5 que efectuam o pr processamento antes de serem inseridos na base de dados pela seguinte sequ ncia e VI Convert Electric Physics co
40. Day Averages cont m os valores m dios di rios dos sinais seleccionados Maximum retorna o valor m dio m ximo Doovovo vO Stamps s o as datas para os valores m dios di rios Delete LegendEntries Este VI recebe um array de ndices que referenciam os nomes a serem apagadas da legenda Chart Senes Numbers in error Chart Refnun Out error out Delete LegendEntries vi O Chart Refnum a refer ncia da folha do gr fico no qual se pretende modificar as legendas O Series Numbers um array de n meros com os ndices das legendas O Chart Refnum Out uma c pia de Chart Refnum Excel Time Este VI converte um array de valores com tempo em segundos no LabVIEW desde 1 Janeiro de 1904 num array de valores contendo os mesmos valores em segundos no Excel desde 1 Janeiro de 1900 Seconds Excel Time Excel Time O Seconds um array unidimensional com os valores em formato LabVIEW O Excel Time array com os mesmo valores em formato Excel Fetch Data for Internal Reports Este VI obt m os valores para a dos relat rios Internos Meses Year Month Signals 22555 Graphics Out alnvalid Info Out Fetch Data for Internal Reports vi Meses o n mero de meses de valores consultar Year o ano a que reportam os valores a consultar Month m s inicial da consulta Signals s o os sinais dispon veis para selec
41. Invalid o array com informa o relativa aos pontos inv lidos dos sinais AP NDICE D MANUAL DO PROGRAMADOR 110 Get Graph Units Determina as unidades para os eixos verticais Em caso de conflito fica escolhido o ltimo sinal seleccionado 60600 Lirit Signal Corected Active Plots Signal Info Active Plots Get Graph Units vi Signal Info cont m a informa o relativa aos sinais dispon veis para selec o Active Plots indica quais os sinais que est o seleccionados LUnit a unidade da escala da esquerda RUnit a unidade da escala da direita Signal Corrected cont m a informa o relativa aos sinais seleccionados Active Plots indica quais os sinais seleccionados depois de escolhidas as unidades das escalas Keep Cursor Este VI actualiza os cursores associados aos sinais e desliga o cursor quando um sinal desactivado Cursor Numbers Cursor Signals Cursor Numbers Out Keep Cursor Cursor Numbers o array com os n meros do cursores associados ao sinais Cursor Names o array com os nomes dos cursores que apareCEM na lista dos cursores Signals a lista dos sinais existentes para selec o Cursor Numbers Out o array actualizado com os n meros do cursores associados ao sinais Update indica se necess rio actualizar a lista dos cursores Print Panel Este VI imprime o painel de visualiza o gr fica
42. MODELOS DOS RELATORIOS OFICIAIS 90 Relatorio Oficial tipo A Resultados do autocontrolo das emiss es industriais para atmosfera ANEXO A do Desp 79 95 de 13 12 95 do Instituto de Meteorologia Dados relativos aos meses L_2m si__ _ m s2 __2m s3 Ano L__2Ano e aos poluentes atmosf ricos L__2Poli __ __ 2 Designa o da Empresa LQ Unidade Industrial Fonte de poluentes para a atmosfera A Apresenta o dos dados 1 Norma de emiss o relevante Lo 2 o 2 Unidade de medida Lo 2 O C lculos baseados nos valores relativos aos valores m dios di rios N mero de valores Valor m ximo N mero de valores gt 80 da norma N mero de valores gt norma C lculos baseados nos valores relativos aos per odos de intearac o base N mero de valores Valor m dio Valor m ximo N mero de valores gt norma No caso de se tratar de uma instala es de combust o Consumo total de combust vel ton Teor m dio ponderado de enxofre no combust vel consumido Teor m dio ponderado de cinzas no combust vel consumido Estes valores foram corrigidos em fun o de teores de oxig nio medidos S N Nota Na falta de medi es de oxig nio as concentra es de poluentes devem ser apresentadas sem qualquer correc o relativa ao respectivo teor de oxig nio 1 Os valores m dios apresentados que tenham sido calculados com base num
43. P pressao med valor medido ref valor de refer ncia A particulariza o para cada poluente e fonte emissora efectuada no Ap ndice A 2 2 2 Sistema de aquisi o de dados A medi o das concentra es dos poluentes efectuada por um conjunto de sensores instalados em cada uma das fontes de emiss o existentes na instala o industrial sendo disponibilizado um sinal el ctrico de valor proporcional grandeza f sica medida Assim o sistema de monitoriza o tem como fun es principais adquirir e arquivar os sinais de acordo com o esquema apresentado na Fig 2 3 SINAL gt AMOSTRAGEM M DIA CONVERS O EL CTRICO T 30 5 15 ESCALA Fig 2 3 Opera es a efectuar sobre os sinais adquiridos C LCULOS ARQUIVO EM MATEM TICOS BASE DE DADOS O sistema de aquisi o de dados tem um per odo de amostragem de 30 segundos e para efeitos de arquivo s o consideradas as m dias correspondentes a 15 minutos de amostragem dos sinais Antes de serem arquivados os valores medidos sofrem duas correc es uma para efectuar a convers o de escala el ctrica em grandeza f sica e outra para normaliza o aos valores de refer ncia 2 ESPECIFICA O 11 das concentra es dos poluentes emitidos sao tamb m monitorados em cont nuo outros sinais alguns necess rios para a aplica o da normaliza o de refer ncia outros como indicadores do processo Estes sinais s o tamb m sujeitos s opera
44. Retrieve BD Names Obt m da base de dados os nomes dos campos de uma tabela correspondentes aos sinais pedidos Connection Reference RETRIEW Signal Names in pannan MAE Table Mame Signals error out Retreve BD Names Connection Reference a refer ncia conex o com a base dados Table Names 0 nome da tabela a consultar O Signals s o os sinais os quais se deseja saber os nomes dos campos Signal Names 540 os dos campos correspondentes aos sinais pedidos RoliBack BD Realiza a opera o de RollBack Esta opera o ocorre dentro de uma transac o e retorna o estado da base de dados ao inicio da transac o desde que n o tenha sido realizado nenhuma opera o de Commit AP NDICE D MANUAL DO PROGRAMADOR 127 Connection Reference EMOT in RollBack DB vi emor out O Connection Reference refer ncia da conex o com a base de dados Update DB Realiza uma altera o numa tabela da base de dados Connection Reference Table Mame Set Clause Where Clause error Ih Update error Connection Reference a refer ncia da conex o com base de dados O Table Name o nome da tabela na qual se v o realizar as altera es O Set Clause a cl usula que indica quais as altera es a realizar O Where Clause a cl usula que indica as restri es a considerar na altera o da tabela Update Main Tab
45. Set Calibration Este VI constr i a string enviada ao cliente com um pedido de calibra o e depois de receber a confirma o a string enviada para a base de dados CEM Inder Button State In Signal Button Pressed Button State Out Set vi CEM Index indica qual CEM seleccionado Button State In o estado dos bot es de calibra o Signal Index indica qual o sinal seleccionado para calibra o Button Pressed indica se existe algum bot o pressionado Indica se o bot o de calibrar CEM est pressionado OOOO oO Button State Out o estado actualizado dos bot es de calibra o Visualiza o Gr fica Nesta sec o s o descritos os 5 utilizados no m dulo de visualiza o gr fica Ask Params Este VI implementa o painel utilizado na visualiza o m ltiplos CEM s Podem escolher se quais os 5 OS sinais a visualizar e definir se uma express o aritm tica sobre os sinais a visualizar Signals BL Units Signals Leg Ask Params O Signals BD um array contendo informa o sobre os sinais a visualizar nome CEM e do sinal AP NDICE D MANUAL DO PROGRAMADOR 106 O Express o uma string com a express o aritm tica a calcular sobre os sinais escolhidos O Units a unidade resultante de aplica o da express o sobre os sinais O Signals Leg a legenda a ser mostrada no gr fico Between Es
46. TRADICIONAL VERSUS INSTRUMENTA O VIRTUAL cccessccccceessssscececessssccecceessssceececessssseeccecessseeeceeessueeeceesssneeeeenss 2 FIG 2 1 FOTOGRAFIA DA CHAMIN DAS CALDEIRAS CR E E DE UM CEM nt 8 FIG 2 2 DIAGRAMA QUALITATIVO DA INSTALA O FABRIL ccsscsssesssesseesscesscesscesscsseessecsseesseesscesseesscascssecssscsseesssesssesscesscesscesscsaecessesseenssesseesseesees 8 FIG 2 A EFECTUAR SOBRE OS SINAIS ADOUR IDO SSIS 10 FIG 2 4 TRATAMENTO ESTAT STICO PARA ELABORA O DOS RELAT RIOS OFICIAIS 12 FIG 2 5 TRATAMENTO ESTAT STICO PARA ELABORA O DOS RELAT RIOS OFICIAIS CASO GERAL ccsccesssessecesseessscessecesecessecesscessecenseesseeens 13 FIG 2 6 PRINCIPAIS OPERA ES AREAL IZAR PELO SIS TEM 14 FIG 3 1 SISTEMA DE AQUISI O DE DADOS AUTOMATO ccccsscessessscsseesssesssesscesscesecesecesscssecssecsssesscesscesscesscesecesecesecssscsssesseesssesssesecesecesseaeens 21 22 SISTEMA DE AQUISICAO DE DADOS COM REGISTADO frag 21 FIG 3 3 SISTEMA DE AQUISI O DE DADOS REMOTO ccsssssssesscesscesscessecsseessesscesscesscesecesecesecssecssscsssesseesecesscesscesecsecsecssecsssesssesscesscesecesecesecaeens 22 FIG 3 4 SISTEMA DE AQUISI O DE DADOS COM COMPUTADOR 23 FIG 3 5 ARQUIMECTURA DO SISTEMA FCO MONE 26 FIG 3 6 ESTRUTURA DO NIVEL CLIENTE cccsscssscsssces
47. a instala o fabril da Portucel Viana para teste com medidas reais e sujeito s condi es normais de funcionamento Ap s uma primeira verifica o do funcionamento perante algumas situa es an malas s o efectuadas algumas correc es nomeadamente na parte de processamento e apresenta o de resultados Este per odo de teste in loco permite ao operador a familiariza o com o sistema e o seu funcionamento e por interm dio dos seus coment rios s o efectuadas algumas altera es 4 4 Documenta o As escolhas efectuadas ao n vel da arquitectura dos equipamentos e das aplica es visam conferir ao sistema entre outros objectivos uma interface aberta baseada em standards e a possibilidade de ser gerido internamente pelos seus operadores Por estas raz es utilizada uma interface gr fica com o operador baseada numa linguagem de programa o gr fica em plataforma Microsoft Windows Para auxiliar a opera o e manuten o do sistema EcoMonitor s o disponibilizados dois manuais com objectivos distintos e Manual do operador descreve a Interface com o operador e a funcionalidade implementada e Manual do programador descreve as fun es implementadas V s agrupadas por m dulo de funcionalidade descreve o fluxo de dados dentro da aplica o de n vel servidor e cont m as listagens de processamento para elabora o de relat rios em Microsoft Visual Basic for Applications informa
48. a interface gr fica com o operador atrav s da qual este pode configurar todos os par metros da aplica o e servidor de alarmes verifica permanentemente a ocorr ncia de alarmes ou avisos e notifica o operador atrav s de um painel independente e sempre vis vel e servidor da unidade de alimenta o ininterrupta mant m a aplica o num estado de funcionamento seguro na presen a de eventuais cortes de energia el ctrica 5 INTERFACE OPERADOR 50 e servidor de erros da base de dados verifica o estado das opera es com a base de dados e servidor temporal verifica mudan as de ano m s e dia utilizado para cria o das novas tabelas da base de dados mudan a de ano para inser o autom tica de valores mensais mudan a de m s e para realiza o de c pias de seguran a di rias mudan a de dia Est o definidos 3 tipos de operadores e supervisor nico e com palavra chave inalteravel e administrador operador com capacidade de aceder todas a capacidades do programa excepto as indicadas como exclusivas do supervisor utilizador operador com acesso limitado a alguma funcionalidade Est implementado um mecanismo de sincroniza o hor ria dos computadores pessoais do n vel cliente com o n vel servidor sempre que s o recebidos dados novos Al m dos alarmes configur veis para os diversos sinais existem dois avisos adicionais notifica o de que um n vel cliente est
49. adquiridos em cont nuo e quais a ser inseridos por valor Tipo indica quais os sinais prim rios e quais os secund rios Channels Sa da cont m a atribui o actualizada dos canais aos sinais Unidades Sa da cont m as unidades actualizadas dos sinais Sa da cont m as abreviaturas actualizadas dos sinais Valores Sa da cont m os valores por omiss o actualizados Modo Sa da indica quais os sinais a ser adquiridos em cont nuo e quais a ser inseridos por valor Tipo Sa da indica quais os sinais prim rios e quais os secund rios Proceed indica preenchimento valido dos campos Check for New Signals Este VI verifica se um novo sinal introduzido n o existe previamente na base de dados Table Mame Mew Signals Actual Signals Table Check for New Signals vi O Table Name CEM pesquisar por novo sinal O New Signals a lista dos sinais a verificar se cont m algum novo sinal O Actual Signals a lista dos sinais actuais O Table Index o ndice do CEM Continuo Este VI indica se um sinal de um determinado CEM est a ser adquirido em cont nuo CEM a Continua Signal Valor Continuo Yi CEM a pesquisar Signal nome do sinal a verificar Continuo indica se um sinal est a ser adquirido em continuo Valor valor por omiss o caso n o esteja ser adquirido em cont nuo
50. autom tica dos relat rios tipo implementados ver sec es 2 2 4 e 2 3 disponibiliza o dos relat rios finais e dos dados em bruto para processamentos adicionais ambas em Microsoft Excel e interface gr fica com o operador disponibiliza o de uma interface intuitiva e uniforme para configura o e gest o do sistema esta Interface funciona em paralelo com as restantes fun es e visualiza o de dados consulta base de dados de valores adquiridos dos sensores com visualiza o de limites e calibra es por fonte de emiss o possibilidade de impress o de gr ficos e listagens atrav s de Microsoft Excel e gest o de alarmes notifica o sobre valores limite excedidos com possibilidade de aceita o pelo operador e registo em base de dados e c pias de seguran a implementa o de um sistema de c pias de seguran a di rias autom ticas e procedimento de recupera o e interface com o sistema AS 400 comunica o com o sistema de processamento fabril do tipo IBM AS 400 para consulta de dados necess rios elabora o dos relat rios internos e gest o da unidade de alimenta o ininterrupta verifica o do estado da rede el ctrica e garantia de fecho da aplica o em condi es de seguran a no caso de falha prolongada e informa o sobre o estado actual do sistema notifica o ao operador das opera es efectuadas pelo sistema ou alarmes gerados por ex
51. com a documenta o detalhada conferiram ao propriet rio a possibilidade de efectuar a gest o corrente e futuras evolu es sem o recurso a agentes externos empresa O sistema EcoMonitor tem ainda alguns aspectos originais e inovadores comprovados pelas publica es enumeradas 18 a 22 dos quais se destacam e a utiliza o de equipamentos standard que confere ao sistema o n vel de flexibilidade requerido mantendo os custos de desenvolvimento e manuten o baixos e a escolha de uma plataforma de larga utiliza o Windows e de uma rede de comunica es ethernet tornam o EcoMonitor num sistema de simples utiliza o com possibilidade de expans o e utiliza o dos seus recursos para outras actividades e a simplicidade da interface gr fica permite a sua utiliza o e gest o por operadores menos familiarizados com ambientes de programa o ou de controlo industrial e os n veis de automatiza o de tarefas e de configura o remota elevados permitem entidade propriet ria libertar recursos humanos assignados s tarefas de registo dos sinais e verifica o de funcionamento dos sensores O sistema encontra se instalado na unidade fabril da Portucel Viana em Viana do Castelo desde Janeiro de 1997 para a execu o de testes in loco e verifica o do cumprimento de especifica es por parte do seu propriet rio Desde Abril do mesmo ano o sistema est finalizado e entregue e produz trimes
52. com escala direita de modo a estarem coerentes com a escala Actye Plots Signal Info Graphics In Lett Urit Right Lit Adjust Right Scale Graphics Active Plots indica quais os sinais seleccionados Signal Info cont m informa o sobre os sinais dispon veis para selec o Graphics In cont m os dados dos sinais seleccionados Left Unit a unidade atribu da escala da esquerda Right Unit a unidade atribu da escala da direita Lmax o valor m ximo apresentado pelos valores dos sinais atribu dos escala da esquerda o valor m ximo apresentado pelos valores dos sinais atribu dos escala da direita Lmin o valor m nimo apresentado pelos valores dos sinais atribu dos escala da esquerda Rmin o valor m nimo apresentado pelos valores dos sinais atribu dos escala da direita Graphics Out cont m os dados dos sinais seleccionados depois terem sido alterados ArrangeInvValueArrays Este agrupa os valores de entrada por m dias sejam elas hor rias di rias ou mensais e determina os valores como inv lidos se 75 valores constituintes da m dia s o inv lidos values In Y Values In Values In Y Values Ih Div Factor Inv lidos Values Out Y Values ArrangelnyYalueArrays Yi X Values In Val cont m os dados inv lidos abcissas relativos aos sinais seleccionados
53. configura o e comunica o com outros sistemas inform ticos e TCP IP para comunica o entre aplica es em computadores diferentes opera es de envio de dados actua o nos sensores entre outras e OLE para interface com outras aplica es Microsoft Windows opera es de transfer ncia de dados execu o de opera es em outras aplica es por exemplo com Microsoft Excel para emiss o relat rios 16 TCP IP Transmission Control Protocol Internet Protocol Protocolo de comunica o utilizado em rede do tipo ethernet 17 SQL Structured Query Language Linguagem de interface com bases de dados 18 ODBC Open Data Base Connectivity Protocolo de interface com bases de dados em Microsoft Windows 19 OLE Object Linking and Embedding Protocolo de comunica o entre aplica es Microsoft Windows posterior ao DDE 3 ARQUITECTURA E FUNCIONALIDADE DO SISTEMA 35 e SQL para interface com aplica es de base de dados registo dos sinais medidos e posterior acesso aos dados para processamento por exemplo com Microsoft Access exist ncia destas facilidades numa aplica o orientada para a tarefa de aquisi o e processamento de dados n o justifica a utiliza o de uma linguagem de programa o tradicional devido aos elevados custos de desenvolvimento 3 4 5 Aplica o para Elabora o e Apresenta o de Relat rios 4 Um dos requisitos do sistema EcoMonitor a
54. das medidas e disponibilizam os resultados atrav s de indicadores num ricos e sinais el ctricos Cada CEM est instalado numa sala de ambiente condicionado junto da respectiva fonte de emiss o Na Fig 2 1 mostra se a chamin da caldeira de recupera o e caldeira auxiliar e o conjunto de equipamentos de um CEM e na Fig 2 2 representado um diagrama qualitativo da disposi o das componentes de interesse na instala o fabril 1 CEM Continuous Emission Monitoring System Designa o do conjunto de sensores em cada instala o de combust o 2 ESPECIFICA O 1 RR PPT LLL PARQUE PARQUE DE E MADEIRAS CASCA F BRICA DE PAPEL LOCALIZADO NO 8 PISO INSTALA O DAS CALDEIRAS 100 m EDIF CIO ADMINISTRATIVO Fig 2 2 Diagrama qualitativo da instala o fabril 2 ESPECIFICA O 9 Os principais objectivos a atingir com sistema EcoMonitor s o a automatiza o do processo de recolha dos dados das tr s GIC da instala o fabril a observa o dos dados recolhidos e a emiss o dos relat rios peri dicos 2 2 Requisitos legais preserva o e melhoria da qualidade do ambiente consagrada na Lei de Bases do Ambiente em conjunto com o desenvolvimento harmonioso das actividades econ micas um factor essencial para a garantia da qualidade de vida das popula es Com o objectivo de combater o aumento de polui o atmosf rica nas zonas onde
55. de refer ncia para o objecto aplica o Excel AP NDICE D MANUAL DO PROGRAMADOR 117 Visibility Window State error Application out Open Excel Q Visibility selecciona a propriedade de visibilidade para objecto Excel O Window State selecciona o estado inicial janela de Excel maximizada minimizada ou normal O Application Refnum o n mero de refer ncia para o objecto aplica o Excel criado Open Sheet Este cria ou activa uma folha existente no livro Workbook Relnum Sheet Sheet Name Function error in ho error Sheet yi Workbook Refnum referencia o objecto livro onde a folha ser criada ou aberta Sheet Name o nome da folha a abrir activar ou criar 0 0 Function indica se a folha deve ser aberta ou criada 0 Sheet Refnum n mero refer ncia para objecto folha que foi criado ou aberto Open Workbook Este VI cria ou abre um livro existente numa aplica o Excel Humber of Sheets Application Refrum warkBook Fef WorkBook Function error ou emor in error Cavel Cos os io Open Workbook vi Number of Sheets indica o n mero de folhas iniciais de um novo livro Application Refnum referencia o objecto aplica o onde o livro deve ser inserido Workbook Name o nome do livro a ser aberto ou o nome a ser atribu do ao novo
56. dos dados a visualizar Os sinais s o trocados com os limites Number of Signals p Graphics Out Graphics In o Change Graphics Order vi O Number of Signals o n mero de sinais existentes n mero fixo 16 O Graphics In a informa o relativa aos sinais a visualizar O Graphics Out a informa o a visualizar depois de realizada a troca da ordem Compact Signals Este VI calcula as m dias sobre os dados a visualizar Para um per odo de visualiza o inferior a um m s inferior a um ano inferior a 20 anos superior a 20 anos os dados s o mostrados com Intervalos de 15 minutos 1 hora 1 1 m s Graphics ALIMPA Graphics Out Invalid Into brs Periad ____ Invalid Info Compact Signals vi Graphics Out cont m os dados a visualizar e sobre os quais calculadas as m dias Invalid Info Out cont m os dados inv lidos Tamb m sobre estes dados ser o calculadas as m dias Period indica qual o per odo de visualiza o e a m dia a calcular Graphics Out out cont m os dados a visualizar depois de calculadas as m dias Invalid Info Out out cont m os dados invalidos depois calculadas as m dias Continuos Mode Este VI verifica se servidor recebeu novos dados dos clientes dispon vel em modo continuo de actualiza o Mem Data Period Out Continuo Period Continuos Mode vi Continuo indica se a visualiza o gr
57. em cont nuo ou por valor O Signals Lines representa o ficheiro lido procdata Este VI corrige os erros de aquisi o medidos durante a fase de calibra o e converte os valores medidos de tens o 1 5 V em corrente 4 20 mA Tamb m respons vel pela representa o gr fica LA current data output offset T_Stamp string emor in no eror l eror out voltage data input procdata vi voltage data input recebe um array com os valores adquiridos pela placa de aquisi o O current data output devolve os dados convertidos O T Stamp string a identifica o temporal do respectivo conjunto de dados procgain Este VI calcula o erro de medi o durante a fase de calibra o do equipamento voltage data input eror in error procgain O voltage data input recebe um array de valores adquiridos durante a fase de calibra o rdline a Este VI serve para ler linhas de um ficheiro new path Fath i line string mark after read chars EOF Emor file path dialog if empty number of lines all 1 rdine ari O file path indica a localiza o do ficheiro number of lines indica o n mero de linhas a ler O new file path devolve a localiza o do ficheiro AP NDICE D MANUAL DO PROGRAMADOR 149 O line string devolve a s linha s lidas do ficheiro mark after read indica a localiza o no ficheiro do fim do conju
58. emiss o para envio as entidades competentes de relat rios trimestrais em folha de c lculo pr formatada em Microsoft Excel A escolha de uma aplica o com interface OLE visa efectuar a realiza o dos relat rios trimestrais de forma totalmente autom tica conforme explicitado na sec o 2 2 4 e no Ap ndice B 3 4 6 Base de Dados A base de dados escolhida o Microsoft Access para manter a consist ncia de utiliza o de programas da fam lia Microsoft Office base de dados a implementar relativamente simples pois s o arquivados os valores medidos dos sensores e alguns par metros de configura o do sistema A recupera o de dados feita com base no registo temporal de cada valor O Microsoft Access tem tamb m interface ODBC o que permite a consulta da base de dados do sistema EcoMonitor por outras aplica es por exemplo para elabora o de relat rios do processo fabril 3 5 Estrutura do N vel Cliente Uma vez definidas as diversas componentes do sistema e definida a funcionalidade a implementar ver Tabela 3 2 estruturada a aplica o do n vel cliente em termos de diagrama de blocos funcionais A aplica o do n vel cliente esquematizada na Fig 3 6 tem como fun o priorit ria a aquisi o das medidas efectuadas pelos sensores e j referida na Tabela 3 2 Para evitar perdas de informa o os dados adquiridos s o arquivados em disco e depois de calculadas as m dias transmitid
59. es de convers o de escala e a c lculos matem ticos por exemplo de convers o de unidades As convers es a efectuar s o indicadas no Ap ndice A Os dados em arquivo t m de estar dispon veis por um per odo de 5 anos para eventuais consultas ou fiscaliza es por parte das entidades competentes Os equipamentos de medida das grandezas f sicas bem como do sistema de monitoriza o devem ser sujeitos a calibra es peri dicas para verifica o do seu correcto funcionamento 2 2 3 Regime de toler ncia e valida o de dados S o considerados respeitados os valores limite de emiss o quando para as horas de funcionamento da fonte de emiss o nenhum valor m dio mensal excede os valores limites e nenhum valor m dio di rio excede em mais de 30 por cento os valores limite S o definidas um conjunto de situa es em que os valores limite podem ser excepcionalmente excedidos como sejam o arranque e paragem das instala es de combust o per odos em que se verifiquem avarias e per odos de mau funcionamento dos sensores A ocorr ncia destas situa es pode justificar invalida o de dados em bruto que n o s o contabilizados para efeitos de produ o de relat rios 2 2 4 Emiss o de relat rios oficiais A elabora o de relat rios efectuada com uma periodicidade trimestral e da responsabilidade dos estabelecimentos industriais o seu envio s entidades competentes O universo de trabalho para efeitos de tra
60. f ultimo indice de linha da de valores Column i o primeiro ndice de coluna da rea de valores Column f o ltimo ndice de coluna da rea de valores Chart Refnum o n mero de refer ncia do gr fico a ser modificado Graph Style indica formato do grafico Estes elementos estao num cluster Gallery selecciona tipo de grafico Area Bar Column Line Pie Doughnut Radar XYScatter O Format indica o formato do gr fico dentro da galeria escolhida O Subtype indica subtipo de gr fico dentro da galeria escolhida Plot By indica a orienta o das s ries de valores linhas ou colunas Chart Title o t tulo a atribuir ao gr fico HasLegend indica se a legenda do gr fico deve ser ou n o mostrada O valor por omiss o FALSE Duo UO Colors um cluster de informa o com dois elementos cores da rea do gr fico da rea de Plot O Index ChartArea o ndice de cor da rea do gr fico O Index PlotArea o ndice de cor da rea de Plot O Chart Refnum Out uma c pia de Chart Refnum Set Range Property Este VI modifica uma propriedade de um grupo de c lulas com um valor recebido Este valor pode ser uma f rmula ou um formato de n mero Estas c lulas s o passadas sob um n mero de refer ncia de rea Range Relnum Property Value in error Range Out error out Set Range Property vi O Range Refnum
61. fica com o operador sem desenvolvimento de c digo de elabora o de aplica es com programa o gr fica e de n veis hier rquicos do LabVIEW facilitam consideravelmente esta fase Na fase de implementa o e seguindo o modelo de alto n vel s o desenvolvidos os m dulos aos v rios n veis de funcionalidade e interface com o exterior da aplica o por exemplo com o sistema de aquisi o de dados com a rede comunica es com a base de dados com o operador entre outros A cada m dulo identificado no diagrama das aplica es corresponde a implementa o de uma fun o ou um VI em LabVIEW Para promover modularidade da aplica o e reutiliza o de c digo a implementa o de fun es com determinada especificidade dividida por diferentes 20 MMI Man Machine Interface Interface do sistema com o operador 4 ESTRATEGIA DE DESENVOLVIMENTO 43 Na fase de teste cada VI com funcionalidade bem definida testado exaustivamente para garantir a integra o nos respectivos m dulos de forma simples Na fase de integra o os diversos componentes de cada m dulo s o ligados entre si e testados no conjunto embora cada m dulo como uma aplica o independente Nesta fase s o verificados os requisitos espec ficos de cada m dulo de funcionalidade Uma correcta planifica o das tarefas e estrutura o das aplica es permite partilhar fun es entre m dulos diferentes e diminuir o tempo de desenvolvim
62. hh Fig 5 7 Painel valida o invalida o de medi es Este pamel permite ao operador efectuar valida es ou invalida es de dados registados na base de dados A valida o ou invalida o de dados relativa a um intervalo de tempo configur vel que consiste num par de datas em formato aaaa mm dd hh e de um coment rio a registar na base de dados Esta opera o n o altera os dados s uma propriedade uma vez que os valores inv lidos n o s o contabilizados para efeitos de relat rio e s o representados de modo diferente na visualiza o gr fica Existem quatro bot es neste painel e Validar realiza a opera o de valida o dos dados de um sinal seleccion vel numa lista no topo direito de um CEM seleccion vel numa lista no topo esquerdo Para seleccionar todos os sinais de um CEM est dispon vel a op o ALL 5 INTERFACE OPERADOR 54 e Invalidar realiza opera o de invalida o de dados e similar opera o de valida o e Listar invoca o painel onde s o listadas as ocorr ncias de opera es de valida o invalida o de dados no intervalo de tempo definido neste painel e Sair retorna ao painel anterior Administra o 5 4 6 Painel de Listagem de Valida es Invalida es Lista Invalidacoes vi Listagem de 1337 2 15 15 1997 2715 ae Invalida es Sair N mero de ocorr ncias 0 Fig
63. incomunic vel e notifica o que est estabelecida comunica o com todos os n veis clientes 5 3 Funcionamento do N vel Cliente A aplica o EcoMonitor Cliente respons vel pela aquisi o em cont nuo dos dados relativos s emiss es gasosas garante os seguintes servi os e aquisi o de dados e armazenamento em ficheiro provis rio e comunica o dos dados adquiridos ao servidor e monitoriza o das calibra es efectuadas e comunica o dos dados relativos s calibra es e actua o de calibra es nos sensores por ordem do servidor e verifica o do estado da unidade de alimenta o ininterrupta 5 4 Descri o da Funcionalidade Nesta sec o s o apresentados os pain is de interface com o operador descrita a funcionalidade associada a um a navega o entre eles Fig 5 1 apresentada a hierarquia de pain is do EcoMonitor Servidor aplica o EcoMonitor Cliente tem apenas um painel de interface Como se pode observar h um certo cuidado na elabora o da interface gr fica ao n vel da consist ncia entre pain is da sobriedade de cores utilizadas e da personaliza o da aplica o 5 INTERFACE OPERADOR 51 PAINEL PRINCIPAL PAINEL DE PAINEL DE PAINEL DE PAINEL DE PAINEL DE GRAFICOS CALIBRAGAO RELATORIOS CONFIGURA O ADMINISTRA O IMPRESS O CAL RECUPERA O VAL MENSAIS UTILIZADORES COMPARA O pen CONSTANTES BACKUP L
64. o Graphics Out cont m os valores para a cria o dos relat rios Invalid Info Out cont m os valores inv lidos dos relat rios Fetch Data for Official Reports Este VI obt m os valores para a cria o dos relat rios oficiais AP NDICE D MANUAL DO PROGRAMADOR 115 DuovoODO DU ear OFFICIAL Month Cem Signalga Graphics lrvalid Into Fetch Data for Official Reports vi Year o ano a que reportam os valores a consultar Month trimestre a que reportam os valores a consultar Cem CEM seleccionado Signals s o os sinais dispon veis para selec o Graphics Out cont m os valores para a cria o dos relat rios Invalid Info Out cont m os valores inv lidos para a cria o dos relat rios Get Range Este VI converte dois pares linha coluna num n mero de refer ncia da rea seleccionada Range Sheet ES RANGE error error ir error Column Range TE Get Row Range um cluster contendo dois elementos que definem um intervalo linhas Row I o primeiro indice de linha O Row f o ultimo indice de linha Sheet Refnum o n mero de refer ncia da folha Select Indica se a rea especificada deve ser seleccionada O valor por omiss o FALSE Column Range um cluster contendo dois elementos
65. o desenvolvimento tem sido mais acentuado surge um conjunto de legisla o na rea ambiental como uma medida para salvaguarda do recurso atrav s da redu o e do controlo das emiss es gasosas de contaminantes para atmosfera A legisla o referida encontra se dividida em tr s partes decreto lei que transp e para o direito interno as normas europeias relativas s instala es de combust o e faz a sua identifica o 14 portaria que define os poluentes seus valores limites e valores guias e estabelece os m todos de medi o 15 nota t cnica que regulamenta as normas para o registo pr processamento e arquivo dos dados relativos s emiss es gasosas bem como para a emiss o e envio de relat rios s entidades competentes 16 O decreto lei tem como objectivo principal a cria o de condi es para efectuar a gest o da qualidade do ar a n vel nacional atrav s da cria o de uma rede de vigil ncia da qualidade do ar com integra o dos sistemas de monitoriza o das instala es industriais A portaria subsequente ao decreto lei define os valores limite da concentra o de poluentes a serem emitidos por fontes fixas Alguns destes valores limite s o particularizados para determinado tipo de ind stria como o caso da produ o de pasta de papel S o tamb m definidos os m todos de refer ncia para a amostragem e condi es de realiza o de medi es em cont nuo dos poluentes Na nota t cnica regulame
66. o as medi es lidas depois de eventualmente rectificados os valores dos sinais secund rios que ultrapassaram os limites pelos valores definidos por omiss o O Above Limits indica quais os sinais cujas medi es ultrapassaram os limites Servidor de Calibra es Nesta sec o s o descritos os VPs utilizados no m dulo de calibra o dos sensores de medida que recebe as calibra es autom ticas monitoradas no n vel cliente e envia as ordens de calibra o realizadas pelo operador Calibra Parse Este analisa a mensagem recebida do cliente e verifica se de identifica o sendo criada uma nova entrada no mapa de n meros de refer ncia ou se de calibra o sendo processada e inserida na base de dados E enviada uma mensagem para o ficheiro de registo de eventos Ok Message Calibra Parse O Refnum o n mero de refer ncia do cliente O Message mensagem de calibra o recebida O indica se a ocorr ncia de calibra o foi inserida correctamente na base de dados Calibra Server Este VI implementa o servidor de calibra es Recebe e envia ordens de calibra es entre os dois n veis Port Calibra Server vi O Port porto do servidor no qual os clientes se v o ligar para estabelecer a liga o TCP IP Calibration State Este VI mant m e actualiza o array que cont m os estados dos bot es de calibra o AP NDICE D MANUAL DO PROGRAMADOR 104
67. os computadores t m cada vez mais aplica o em ambientes industriais principalmente devido generaliza o do conceito de instrumenta o virtual em que os dados s o capturados por sistemas de aquisi o de dados gen ricos e processados por aplica es desenvolvidas pelo utilizador A aplica o deste conceito aliada utiliza o de sistemas standard permite obter uma boa rela o custo desempenho e aumentar a produtividade global devido facilidade de constru o e manuten o deste tipo de sistemas Um exemplo de aplica o s o os sistemas de monitoriza o em cont nuo A legisla o recentemente publicada na rea Ambiental relativa a emiss es gasosas para a atmosfera obriga as Grandes Ind strias de Combust o GIC a efectuar a monitoriza o em cont nuo e a enviar periodicamente um relat rio resumo por fonte de emiss o gasosa com formato definido pela entidade reguladora O sistema EcoMonitor preenche por completo os requisitos legais especificados na legisla o e confere Or entidade propriet ria Portucel Viana o nivel de automatiza o e flexibilidade pretendidas Este sistema baseado numa arquitectura do tipo servidor cliente ligada atrav s de uma rede de comunica es O servidor processa e arquiva os valores numa base de dados local fornece ao utilizador uma visualiza o gr fica em tempo real dos valores medidos e estado do sistema e gera automaticamente os relat rios oficiais e inter
68. poss vel criar relat rios O Years s o os anos existentes na base de dados e para os quais poss vel criar relat rios Build Safe Date Este VI constr i um cluster contendo um par de datas seguras depois de introduzidas pelo operador Start Date End Date Limit Sale Pernod Build Safe Date 1 Start Date a data inicial End Date a data final 0 0 O Limit indica se em caso de datas inv lidas entrada deve retornar as ltimas 48 horas 0 Safe Period 6 cluster contendo par de datas seguras Build Sig Files Este VI cria a string a ser escrita no ficheiro de configura o de cada posto Cada um destes ficheiros tem informa o sobre os sinais existentes quais os canais a que est o atribu dos e se est o ou n o a ser adquiridos GUILDO Table Index FILE Build Sig Files vi Sig File Q Table Index indica qual a caldeira a considerar O Sig File a string a ser escrita no ficheiro Build Values Bundle Este VI constr i o cluster de informa o relativa aos sinais existentes para um determinado CEM Abrev Channels Unita Values Continuos Info Build Values Bundle CEM indica qual o CEM a que se refere esta informa o Sinais cont m os nomes dos sinais dispon veis neste CEM Abrev cont m as abreviaturas dos sinais existentes para este CEM Channels cont m os canais aos quais os sinais est o atribu dos Units s o as uni
69. programados e controlados pelo computador A escolha do ambiente de programa o adequado permite maximizar a funcionalidade e flexibilidade do conjunto sem um aumento de complexidade de programa o Todos os sistemas do n vel cliente podem ser controlados remotamente por um nico computador e a quantidade de informa o sobre o funcionamento do sistema elevada A manuten o e evolu o desta arquitectura muito facilitada A desvantagem de um sistema deste tipo a recupera o de falhas nomeadamente a perda de comunica es que leva inevitavelmente perda de dados uma vez que os sistemas de aquisi o de dados remotos n o s o pr programados e n o possuem mem ria para garantir a aquisi o sem perda de dados Na Fig 3 3 apresenta se um diagrama explicativo desta configura o 3 2 5 Computador pessoal com sistema de aquisi o de dados COMPUTADOR PESSOAL gt N VEL SERVIDOR REDE DE COMUNICA ES COMPUTADOR PESSOAL gt N VEL CLIENTE AIN E NAN N SISTEMA DE AQUISI O DE DADOS PROCESSO Fig 3 4 Sistema de aquisi o de dados com computador local Esta configura o tamb m baseada num computador pessoal mas difere da anterior pelo facto de incluir um computador por cada sistema de aquisi o de dados sendo a comunica o efectuada entre computadores atrav s 3 ARQUITECTURA E FUNCIONALIDADE DO SISTEMA 24 de uma rede de comun
70. sistemas de condicionamento de sinal externos com liga o porta paralela do computador pessoal Entradas anal gicas e entradas sa das digitais com isolamento atrav s de adapta o com m dulos do tipo 5B ou sistema de condicionamento de sinal SCXI8 Modularidade de 8 canais por placa entradas anal gicas 16 canais com m dulos 5B ou 16 canais com sistema SCXI e 24 canais por placa entradas e sa das digitais ou 32 com sistema SCXI Resolu o ritmo de aquisi o adequado Possui bibliotecas de alto n vel em formato DLL para utiliza o em linguagem de programa o C Microsoft e Borland SISA Industry Standard Architecture Arquitectura do bus dos computadores pessoais compat veis com a norma IBM PC AT DLL Dynamic Link Library Biblioteca de fun es para utiliza o por outros programas em Microsoft Windows 1 PCI Peripherals Connection Interface Arquitectura do bus dos computadores pessoais mais recentes Ex Pentium 3 ARQUITECTURA E FUNCIONALIDADE DO SISTEMA 29 Borland Delphi e tamb m para Microsoft Visual Basic para DOS Microsoft Windows 3 11 95 e NT Todas as placas compativeis com LabVIEW Na Tabela 3 6 sao resumidas e comparadas as caracteristicas do equipamento de cada um dos fabricantes consultados Adac Analogic Omega Keithley Instrum entradas anal gicas ISA PCI isoladas modularidade 8 16 canais amplifica o ___ 17 7 5 __ entr dife
71. 00 4 2 8 Tarefa 8 Teste do Sistema Esta tarefa contempla o teste do sistema dividido nas seguintes fases e teste modular de funcionalidade e teste completo com sinais e faltas simuladas 4 2 9 Tarefa 9 Instala o e Forma o Esta tarefa consiste na montagem final do sistema e na forma o de uma equipa de operadores do sistema Consiste em duas fases e instala o do sistema e verifica o do funcionamento e forma o ao n vel de opera o e ao n vel de programa o Posteriormente ao desenvolvimento e instala o do sistema decorre um per odo de aceita o em que o propriet rio tem a responsabilidade de verifica o do correcto funcionamento do sistema sob todas as situa es e comunica o do incumprimento de especifica es para correc o 4 3 Estrat gia de Teste Conforme referido na descri o do modelo de teste adoptado as v rias fun es s o testadas ap s a implementa o como fun es independentes da aplica o que devem verificar determinada funcionalidade ou comportamento Nas fun es de interface com o operador verificada a validade dos dados introduzidos para evitar funcionamentos anormais da aplica o 4 3 1 Teste de aplica es Na fase de integra o as diversas fun es s o ligadas para formar um m dulo de funcionalidade e cada m dulo testado exaustivamente para verifica o do cumprimento de especifica es Determinados m dulos exigem um teste ma
72. 22 Nota T cnica Observa es APENDICE MODELOS DOS RELATORIOS OFICIAIS 92 Relatorio Oficial tipo B Resultados do autocontrolo das emiss es industriais para a atmosfera ANEXO do Desp 79 95 de 13 12 95 do Instituto de Meteorologia GIC s Dados relativos aos meses 2M s1 om sa Ano de 2Ano e aos poluentes atmosf ricos 502 Poeiras Designa o da Empresa Unidade Industrial Fonte de poluentes para a atmosfera A Apresentacao dos dados 1 Norma de emiss o relevante gt ___ gt Unidade medida 2 o C lculos baseados nos valores relativos aos valores m dios di rios N mero de valores gt 110 da norma C lculos baseados nos valores relativos aos per odos de integra o base C lculos baseados nos valores relativos aos valores m dios de 48 horas N mero de valores Valor m ximo N mero de valores gt 80 da norma N mero de valores gt norma N mero de valores gt 110 da norma Percentil 97 2 Percentil 95 2 Mediana 2 N mero de valores Valor m dio Valor m ximo N mero de valores gt 110 da norma Consumo total de combust vel ton Teor m dio ponderado de enxofre no combust vel consumido Teor m dio ponderado de cinzas no combust vel consumido Massa total de poluente emitido ton Estes valores foram corrigidos em fun o
73. 3 Modularidade basear a comunica o entre os n veis de funcionamento numa rede de comunica es standard conferida ao sistema a modularidade desejada para permitir a aquisi o de dados distribu da ao longo da instala o fabril 3 1 4 Centraliza o Num sistema de monitoriza o essencial implementar um arquivo de dados consistente e centralizado uma vez que existem diversos conjuntos de sinais a monitorar E tamb m necess rio efectuar o processamento sobre os dados em bruto para a elabora o dos relat rios peri dicos e garantir a visualiza o pontual da evolu o das grandezas em causa Estas opera es s o realizadas pelo n vel servidor de forma a n o interferir com a aquisi o de dados em cont nuo conferindo maior robustez ao sistema e acesso mais restrito a estes dados Com a arquitectura escolhida a localiza o f sica do servidor pode ser qualquer de forma a facilitar a tarefa de supervisionamento do sistema 3 1 5 Interface Aberta escolha de equipamentos e aplica es standard destina se a minorar o esfor o de manuten o e evolu o futura bem como a garantir a compatibilidade com outros sistemas Esta preocupa o mantida nas v rias componentes do sistema servidor cliente nomeadamente na interface com os sensores na rede de comunica es na base de dados global e na produ o de relat rios 3 1 6 Auto Gestao cuidada especifica o do sistema e posterior e
74. 4 3 Painel Principal gt Principal vi Administra o do Sistema Configura o do Sistema Visualiza o Gr fica Controlo de Calibra es Emiss o de Relat rios Sair Fig 5 5 Painel principal Este o principal da aplica o A partir deste est o acess veis todas as funcionalidades do sistema consoante os privil gios de cada operador Os pain is Administra o do Sistema Configura o do Sistema e Emiss o de Relat rios s s o acess veis a operadores com privil gio de administra o estes privil gios s o definidos durante a cria o dos operadores O bot o Sair sai deste painel e volta para o modo de espera descrito anteriormente 5 INTERFACE OPERADOR 53 5 4 4 Painel de Administra o Administracao vi Administra o Invalida o de Medi es Gest o de Utilizadores Backups do Sistema Actualiza o de Leituras Sair Fig 5 6 Painel de administra o Este painel permite aceder aos pain is de gest o do sistema estando o seu acesso limitado a operadores com privil gio de administra o Existe neste painel um bot o Sair para retornar ao painel principal 5 4 5 Painel de Invalida o Valida o de Medi es gt Invalidacao vi Invalida o Valida o de Medi es Caldeira de Recupera o w Part culas v de 1997 2 15 15 a 1997 2 17 15 Formato da data aaaa mm dd
75. A O DO N VEL CLIENTE csccesscsscesscesscessccseccseesssesecesscesscesecesecesecsecssecsseesscesscesscesscesscesecsecsecsssessecsesessecseseseceseenseens 69 FIG 5 33 PAINEL DE VERIFICA O DE FUNCIONAMENTO DO N VEL CLIENTE 70 INDICE DE TABELAS TABELA 2 1 POLUENTES SUJEITOS A MEDIC AO OBRIGAT RIA 9 TABELA 2 2 PAR METROS OPERACIONAIS PARA AJUSTE A VALORES DE REFER NCIA cssccsssscssscsssscssscessecsssccssecesssessscessecsuscesecssseessseesecsseeess 10 TABELAS do PRINCIPAIS FUNCIONALIDADES SERVIDOR ___ ____________ 6 _ 19 TABELA 3 2 PRINCIPAIS FUNCIONALIDADES DO CLIENTE 19 TABELA 3 3 COMPARACAO ENTRE PROTOCOLOS DE COMUNIC 24 TABELA 3 4 COMPARA O ENTRE ARQUITECTURAS POSS VEIS PARA NIVEL CLIENTE ccccssccssscessecssscessecesscessecessecssecessecssscessecesseessecenseesseeens 25 TABELA 3 5 SINAIS NO N VEL LIEN 27 TABELA 3 6 COMPARA O ENTRE FABRICANTES DE SISTEMAS DE AQUISI O DE 29 TABELA 3 7 COMPARA O ENTRE FABRICANTES DE SISTEMAS DE AQUISI O DE 34 TABELA 6 METRICAS DAS APLICA ES DESENVOLVIDAS iii 13 TABELA SINAIS A MONITORAR NA CALDEIRA 80 TABELA A 2 C
76. A UPS Fig 3 7 Estrutura do n vel servidor 38 3 ARQUITECTURA FUNCIONALIDADE DO SISTEMA 39 3 7 Configura o final Ap s a escolha do equipamento e das aplica es a utilizar e definidas as estruturas de cada um dos n veis de utiliza o apresentada na Fig 3 8 uma configura o mais detalhada do sistema EcoMonitor Em 37 pode encontrar se informa o mais detalhada sobre a especifica o do sistema N VEL SERVIDOR e WINDOWS e LABVIEW e ACCESS e EXCEL REDE DE COMUNICA ES ETHERNET TCP IP LIGA O PARALELA PORTO PARALELO N VEL CLIENTE e WINDOWS 95 LABVIEW CHASSIS SCXI PLACA DE AQUISI O 16 ENT ANAL GICAS 32 ENT DIGITAIS 32 SA DAS DIGITAIS DSS ES J SENSORES DE MEDIDA E SISTEMAS DE CONDICIONAMENTO PRIM RIO PROCESSO Fig 3 8 Configura o do sistema EcoMonitor 3 ARQUITECTURA FUNCIONALIDADE DO SISTEMA 40 4 ESTRATEGIA DE DESENVOLVIMENTO 41 4 ESTRATEGIA DE DESENVOLVIMENTO Neste capitulo descrita a estrat gia adoptada para desenvolvimento do sistema EcoMonitor Inicialmente descrito modelo adoptado para desenvolvimento sendo depois apresentado um cronograma das tarefas executadas S o descritas as diversas fases de teste modular e global e as ac es de apoio ao utilizador final designadamente a documenta o a forma o 4 1 Modelo de desenvolvimento Tr
77. AFIA 77 36 37 38 39 40 Lisa Wells Jeffrey Travis LabVIEW for Everyone Graphical Programming Made Even Easier Prentice Hall 1997 National Instruments LabVIEW Manuals 1996 Jos 5 Caetano Ricardo J Jesus Pedro A Alves Victor F Dias Sistema de Monitoriza o Continua de Emiss es Gasosas na Ind stria Papeleira Especifica es Relat rio Interno INESC 1996 National Instruments LabVIEW Advanced Course 1996 Gary W Johnson Meg F Kay LabVIEW with Style A Guide to Better LabVIEW Applications for Experienced LabVIEW Users 1995 Nota Os nomes dos produtos das companhias citados as s o marcas registadas pelas pr prias BIBLIOGRAFIA 78 APENDICE A DEFINIGAO DE PARAMETROS AP NDICE DEFINI O DE PAR METROS SINAIS A MONITORAR use CONVERS O GRANDEZA F SICA GRANDEZA PR PROCESS AMENTO A EFECTUAR AOS SINAIS LIMITES E AC ES PRE DEFINIDAS 0 ccecceeseeceessesseeseuess GENERALIDADES RR RR EEE EEE EEE RE ERES 0000 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 00000 00 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0000 0000 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00000 00 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 00 0000 0000 0 0 0 00 00 0 0 0 0 0 00 000 80 80 81 82 82 DEIRA DE RECUPERA O saias uia nasce _____ SINAIS MONITORAR ONVERS O GRANDEZA F SICA GRANDEZA
78. ISTAGENS ALARMES COPIA MANUAL CAL RECUPERA O VALORES INVALIDA O CAL AUXILIAR FORNO DA CAL ALARMES PARAMETROS LISTAR CALIBRA ES PARCOM VALORES Fig 5 1 Hierarquia de Pain is 5 4 1 Painel de Inicializa o do N vel Servidor gt Entry Shell vi ECOMONIt Ce gt Startup vi Introduza password sistema Password Fig 5 2 Painel de entrada na aplica o A aplica o executada com o arranque do sistema operativo e necess ria a introdu o de uma palavra chave designada por password para que o EcoMonitor Servidor seja inicializado ap s o que garantida comunica o com os postos e o armazenamento de dados O sistema entra depois em modo de espera onde o operador pode escolher entre entrar no sistema login ou desligar o sistema quit Nesta fase o sistema est a trabalhar na totalidade e este modo de espera n o influencia a sua funcionalidade ver Fig 5 3 Escolha uma op o Fig 5 3 Painel de inicializa o 5 INTERFACE OPERADOR 52 5 4 2 Painel de Registo de Operador lipa gt Login 1 Introduza seu e passord Nome Password 00 Fig 5 4 Painel de valida o de operador Este valida um operador atrav s de um nome e de uma palavra chave para aceder s funcionalidades do sistema e mant m se neste painel at efectuar a valida o com sucesso 5
79. Lim Lit Reset LimCal Cal o estado actual da check box das calibra es Lim o estado actual da check box dos limites Cal Out o novo estado da check box das calibra es Lim Out novo estado check box dos limites Set Graph Limits Este VI consulta os limites dos sinais seleccionados para serem desenhados no gr fico Limits Signal Info Signals Graph Limits Set Graph Limits vi Limits On indica se os limites estao activos Signal Info cont m informa o sobre os sinais dispon veis para selec o Signals On indica quais os sinais que est o seleccionados 0D O DO Graph Limits um cluster de informa o que inclui os limites m ximo e m nimo para cada sinal Show Calibrations Este VI consulta as ocorr ncias de calibra es da base de dados para os sinais seleccionados Calibrations signal Into Calibrations Show Calibrations v1 AP NDICE D MANUAL DO PROGRAMADOR 112 Calibrations On indica se as calibra es est o activas Signal Info cont m informa o sobre os sinais dispon veis para selec o O Period indica qual per odo qual se pretende realizar consulta de calibra es Calibrations cont m informa o sobre as calibra es encontradas base de dados Servidor de Medidas Nesta sec o s o descritos os s respons veis pela transfer ncia de medi es dos po
80. NTRODU O 5 1 3 Organiza o Esta disserta o est organizada em seis cap tulos No primeiro cap tulo Introdu o o trabalho enquadrado no mbito dos sistemas de aquisi o de dados e s o definidos os objectivos a atingir No segundo cap tulo Especifica o s o definidos os requisitos e funcionalidades do ponto de vista do propriet rio do sistema e clarificadas as normas a cumprir No terceiro cap tulo Arquitectura e Funcionalidade do Sistema descrita a arquitectura escolhida e a particulariza o para o sistema EcoMonitor S o tamb m referidos os crit rios de escolha dos equipamentos e das aplica es bem como das plataformas computacionais S o tamb m delineadas as estruturas dos n veis servidor e cliente No quarto cap tulo Estrat gia de Desenvolvimento descrito o planeamento do trabalho e as suas diversas fases de execu o e a estrat gia de teste seguida S o tamb m descritas as ac es complementares execu o do sistema EcoMonitor por forma a tornar o propriet rio aut nomo na sua manuten o e evolu o No quinto cap tulo Interface com o Operador descrita em pormenor a interface com o operador que corresponde toda a funcionalidade implementada no sistema EcoMonitor No sexto cap tulo s o apresentadas as Conclus es e Perspectivas de Trabalho Futuro salientando se cumprimento dos objectivos propostos e a oportunidade de comprovar o correcto funcionamen
81. ONVERS O GRANDEZA FISICA GRANDEZA EL CTRICA NA CALDEIRA AUXILIAR 80 TABELA A 3 VALORES LIMITES E TIPO DE SINAIS NA CALDEIRA AUXILIAR 82 TABELA 4 SINAIS A MONITORAR NA CALDEIRA DE RECUPERA O ccsssscceessseceessseecesssceceessseccesssseccesaeeccessseeccesseeeceesseeeseseeecesseeceeeseeeeeeaseeees 83 TABELA 5 CONVERS O GRANDEZA F SICA GRANDEZA EL CTRICA NA CALDEIRA DE RECUPERACAO cccccssssscessscesssecssssecsssscesseeeessseeeeaes 83 TABELA VALORES LIMITES E TIPO DE SINAIS NA CALDEIRA DE RECUPERA O ccssscesssscessecesssecensecesssecesscecesseecssseceessecesseecesecessseeesseecenaes 85 7 SINAIA MONITORAR NO FORNO DA E _3 gt _ gt gt ________ 5 8 6_6 86 TABELA A 8 CONVERS O GRANDEZA F SICA GRANDEZA EL CTRICA NO FORNO DA 86 TABELA A 9 VALORES LIMITES TIPO DE SINAIS NO FORNO DA 88 TABELA C 1 POLUENTES A INCLUIR NOS RELATORIOS INTERNOS 1 INTRODU O 1 1 INTRODU O Em industrias de grande porte como a papeleira a petroqu mica a farmac utica e outras existe um n mero elevado de grandezas f sicas que necess rio monitorar com o objectivo de tomar decis es para o controlo do processo ou simplesmente para efectuar o seu registo Estas grandezas f sicas tipicamente da ordem das centenas podem ser temperaturas press es fluxos n veis
82. Painel de Listagens gt List Option vi Que deseja listar gt Calibra es gt Alarmes gt Valores Fig 5 23 Painel de escolha de listagens Neste painel o operador pode listar eventos registados na base de dados e est acess vel atrav s do bot o Listar do painel de Visualiza o Gr fica Pode listar as ocorr ncias de Calibra es de Alarmes ou os Valores dos sinais escolhidos no painel de Visualiza o Gr fica A informa o listada referente ao Intervalo de tempo definido no de Visualiza o Gr fica A selec o de qualquer uma destas op es chama um painel onde listada a informa o respectiva O bot o de Sair retorna ao painel de Visualiza o Gr fica 5 4 21 Painel de Listagem de Calibra es Neste painel s o listadas as calibra es associadas aos sinais activos e ao Intervalo de tempo definidos no painel de Visualiza o Gr fica Est acess vel atrav s do bot o Calibra es do painel Listar As calibra es autom ticas e manuais s o representadas a cores diferentes no lado esquerdo da tabela e s o somadas as calibra es autom ticas e manuais separadamente Os campos representados na tabela s o e CEM caldeira onde a calibra o ocorreu e SINAL sinal que foi calibrado e TSTAMP identificador de data hora em que ocorreu a calibra o O bot o Sair retorna ao Listar 5 INTERFACE OPERADOR 65 Lista Calibraco
83. Stamp string in error in no error aygs vi O samples um array com os valores num ricos adquiridos pelos v rios canais O T stamp string in uma string com a identifica o hor ria dos respectivos valores chk cal Este VI monitoriza as calibra es efectuadas pelos equipamentos e constr i a notifica o a enviar ao servidor OI refrum emor in hot an eror chk_cal i AP NDICE D MANUAL DO PROGRAMADOR 147 DI refnum um identificador da porta de entradas digitais chk file Este VI verifica se um ficheiro existe e pode cri lo ou inicializar a vazio Program Path File to check ll CH CL Clear file 7 error eror in not an error chk_file vi Program Path o direct rio onde se encontra ou se deve criar o ficheiro O File to check o nome do ficheiro a verificar O Clear File um booleano que indica se o ficheiro deve ser inicializado a vazio caso exista get hm Este VI obt m dados relativos identifica o hor ria do sistema Hours Minutes seconds Day Month Year mi gel hm vi O Hours devolve hora actual O Minutes devolve o minuto actual O seconds devolve o segundo actual O Day devolve dia corrente O Month devolve o m s corrente Year devolve o ano corrente pos init Este o VI de inicializa o do posto e l os ficheiros de inicializa o conf pos_cfg ini e conf pos_
84. Y Values In Val cont m os dados inv lidos ordenadas relativos aos sinais seleccionados X Values In cont m os dados abcissas relativos aos sinais seleccionados Y Values In cont m os dados ordenadas relativos aos sinais seleccionados Div Factor o factor que indica que tipo de m dia deve ser calculada hor ria di ria ou mensal Inv lidos o n mero de valores v lidos m nimo para que uma m dia seja considerada v lida X Values Out cont m os dados abcissas depois de calculadas as m dias DODODOUODO Y Values Out cont m os dados ordenadas depois de calculadas as m dias ArrangeValueArrays Este VI agrupa os valores de entrada por m dias sejam elas hor rias di rias ou mensais values In s Values Out Values In Y Values Out Div Factor Arrange alueArays Yi O X Values In cont m os dados abcissas relativos aos sinais seleccionados O Y Values In cont m os dados ordenadas relativos aos sinais seleccionados AP NDICE D MANUAL DO PROGRAMADOR 129 O Div Factor o factor que indica que tipo de m dia deve ser calculada hor ria di ria ou mensal O X Values Out cont m os dados abcissas depois de calculadas as m dias O Y Values Out cont m os dados ordenadas depois de calculadas as m dias Build Date String Este VI constr i uma string com o par data hora Date Info Date String Build Date String Yi O Date Info o cluster de informa o descrito acim
85. a o de Leituras Introduza disquete na drive A e carregue em lt Inserir gt para copiar as medi es existentes na mesma para a base de dados Fig 5 11 Painel de c pias manual de dados adquiridos 5 4 10 Painel de Configura o gt Configuracao vi Configura o Constantes Alarmes Introdu o de Valores Introdu o de Valores Mensais Sair Fig 5 12 Painel de configura o Neste painel o administrador acede aos pain is de configura o do sistema Existe neste painel um bot o Sair para retornar ao painel principal 5 4 11 Painel de Constantes Este o painel de defini o de constantes a utilizar no processamento dos sinais medidos antes de estes serem inseridos na base de dados As tr s constantes s o Oxig nio de refer ncia Press o de refer ncia e Temperatura de refer ncia Existem dois bot es neste painel e aceita os valores e actualiza a base de dados Retorna ao painel de Configura o e Cancelar anula as altera es realizadas e retorna ao painel de Configura o 5 INTERFACE OPERADOR Oxig nio de refer ncia Press o de refer ncia Temperatura de refer ncia Fig 5 13 Painel de introdu o de constantes 5 4 12 Painel de Configura o de Alarmes gt Alarmes Limites Tipo de Mensagem SITE ABIES Minimo M ximo Alarme para Utilizador o ooo E S Caudal que
86. a O Date String a data hora em formato string Build Day Period Este VI constr i uma string indicativa da data correspondente a n dias anteriores data actual Number of Days K essere Lasts Days DAYS Build Day vi O Number of Days o n mero de dias que se pretende recuar data Last X Days string com a data a obter Build Month Period Este VI constr i uma string indicativa da data correspondente a n meses anteriores data actual Number of Months Last Months Build Month Period v1 O Number of Months n mero de meses que se pretende recuar na data O Last X Months a string com a data que se pretende obter Build Next Day Period Este VI constr i uma string com a data actual somada de um dia WEHT Start D ate i End Date Seconds HOURS Build Next Day Pernod Yi O Start Date a data actual O Seconds o n mero de segundos a somar Neste caso espec fico o equivalente a um dia O End Date a string com a data que se pretende obter Build Report Period Este VI determina a informa o relativa a datas necess ria para a cria o de um relat rio GUILD Year Report REPORT 0 boo Bars Build Report Pernod Report Type tipo do relat rio a criar AP NDICE D MANUAL DO PROGRAMADOR 130 O Year o ano para o qual se podem criar relat rios O Month o ltimo m s ou trimestre qual
87. a do ambiente um factor essencial para a garantia da qualidade de vida das popula es a par do desenvolvimento econ mico e social No passado t m se verificado sucessivas degrada es da qualidade do ambiente em particular no aumento de polui o atmosf rica nas zonas onde o desenvolvimento tem sido mais acentuado Neste contexto a legisla o ambiental surge como uma medida para salvaguarda do recurso atrav s da redu o e do controlo das emiss es gasosas de contaminantes para a atmosfera 14 Ficam assim definidas normas gen ricas para a realiza o das medi es e s o identificadas as instala es industriais sujeitas implementa o de um sistema de auto controlo Posteriormente s o definidos os valores limites para cada poluente e tipo de ind stria 15 e definidos os pormenores de implementa o dos sistemas de monitoriza o de emiss es gasosas 16 De forma a dotar as entidades competentes com informa o sobre as emiss es gasosas das Grandes Instala es Industriais GIC s o definidos formatos e normas de processamento para elabora o dos relat rios resumo peri dicos resultantes do auto controlo realizado por sistemas de medi o em cont nuo S o tamb m definidos os par metros relativos periodicidade da recolha de informa o per odo de integra o base e forma de arquivo bem como normas sobre o funcionamento efectivo das fontes de emiss o e invalida o de dados 1 INTRODU O 3
88. a em plataforma Microsoft Windows 95 e NT beneficiando das facilidades de utiliza o da interface gr fica caracter sticas deste sistema operativo A interface do EcoMonitor Servidor com o operador implementada com recurso a uma sequ ncia de pain is atrav s dos quais este pode interagir com o sistema No entanto devido forma como foi concebida a estrutura das aplica es na linguagem de programa o gr fica LabVIEW s o de considerar algumas diferen as na forma de navega o entre janelas nomeadamente e os pain is s o fechados com bot o de OK ou Sair e n o poss vel fechar os pain is com o bot o do canto superior direito XI e n o se pode trocar a execu o entre pain is sem sair previamente daquele que est activo e nos pain is onde h altera o de par metros pedida ao operador uma confirma o e nos pain is onde h consulta base de dados o bot o de Sair ou OK fica indispon vel durante a consulta base de dados n o devendo o operador efectuar outras ac es 5 2 Funcionamento do N vel Servidor aplica o Servidor respons vel pelos seguintes servi os e servidor de medi es recebe as medi es dos postos efectua o pr processamento e arquiva e servidor de calibra es recebe as notifica es de calibra o autom tica e envia as ordens de calibra o manual e servidor principal gere a navega o entre janelas e disponibiliza
89. a s rie e de atingir dist ncias at 1200 metros devido imunidade ao ru do da sua conex o diferencial O protocolo ethernet o geralmente utilizado nas redes de comunica es entre computadores pessoais em que a variante considerada 1 tem uma topologia em estrela com comunica o atrav s de cabo de pares de condutores n o blindado Nesta configura o podem atingir se dist ncias de 100 metros entre dispositivos a um ritmo de 10Mbit s e substituindo meio de comunica o por fibra ptica podem atingir se dist ncias de 120 quil metros De seguida apresenta se uma tabela comparativa entre os dois protocolos considerados RS 485 Ethernet Dist ncia m xima 1200 metros 100m 10baseT3 120 Km f 0 4 Ritmo de transmissao 10 Mbit s 10 Mbit s Custo de interfaces elevado baixo 10baseT elevado fibra ptica Partilha de recursos capacidade reduzida capacidade elevada Tabela 3 3 Compara o entre protocolos de comunica o Em termos de performances e custos de instala o eles s o similares porque para o protocolo ethernet escolhida a fibra ptica devido s dist ncias em causa Embora o protocolo RS 485 seja suficiente para 3 10 topologia de liga o de computadores em rede tipo estrela atrav s de cabo de m ltiplos condutores a um ritmo de 10 Mbit s em que todas as liga es s o comutadas num concentrador 24 fibra ptica meio utilizado para a tra
90. acas de aquisi o oa AE limitagao de placas simultaneo nao tem Tabela 3 7 Compara o entre fabricantes de sistemas de aquisi o de dados x interface com c digo x atraves de DLL x x x x programa o gr fica bibliotecas de processamento __ interface com ficheiros _ interface com impressora comunica o Topa interface 50117 ___ interface c digoC comunica o linguagem compilada cria o de execut veis A aplica o escolhida para o desenvolvimento das aplica es o LabVIEW devido s caracter sticas necess rias para o sistema EcoMonitor facilidade de programa o e manuten o de aplica es 34 e sua aplicabilidade em grandes sistemas 35 Aplicando o conceito de instrumenta o virtual em conjunto com o LabVIEW podem atingir se os objectivos referidos na sec o 3 1 Uma descri o mais detalhada da funcionalidade do LabVIEW pode ser encontrada em 1 32 36 e 37 3 4 4 Ambiente de Desenvolvimento de Aplica es N vel Servidor A utiliza o da mesma aplica o em ambos os n veis do sistema reduz n o s os custos de desenvolvimento como confere ao operador uma interface de utiliza o uniforme Um dos factores mais importantes a estrutura aberta do LabVIEW ao n vel das interfaces com outras aplica es nomeadamente e ficheiros para registo de acontecimentos de par metros de
91. act o factor de multiplica o necess rio para corrigir os valores da escala da direita Limites indica se os limites est o ligados Lista Alarmes Este VI implementa o onde se listam os alarmes avisos para um determinado per odo de tempo Active Plots Signals DeData AD ata Lista Alarmes Active Plots indica quais os sinais seleccionados Signals On s o os sinais dispon veis para selec o DeData data de inicio do tempo considerar listagem Adata data do fim do periodo de tempo considerar listagem Lista Calibracoes Este VI implementa o onde se listam as calibra es para um determinado per odo de tempo Plots Signals DeData AD ata Lista Calibracoes Active Plots indica quais os sinais seleccionados Signals On s o os sinais dispon veis para selec o DeData a data de inicio do per odo de tempo considerar para a listagem Adata data do fim periodo de tempo considerar listagem Lista Valores Este VI implementa onde se listam os valores dos sinais para um determinado per odo de tempo AP NDICE D MANUAL DO PROGRAMADOR 145 Leg Active Plots Graphics In Signals Left Right Lista Valores Leg s o as legendas correspondentes aos sinais dispon veis utilizado para esc
92. adicionalmente utilizado um de dois modelos de desenvolvimento de aplica es de alto n vel vulgarmente designado top down e de baixo n vel designado bottom up 1 Ambos os modelos pressup em a exist ncia de n veis de funcionalidade organizados de forma hier rquica Por exemplo a interface el ctrica com os sensores considerada ao n vel mais baixo e a Interface gr fica da aplica o com o utilizador considerada ao n vel mais elevado O modelo de alto n vel consiste criar uma aplica o abstracta com m dulos funcionais e descer na hierarquia at implementar a funcionalidade cada m dulo O modelo de baixo n vel consiste em construir m dulos espec ficos ao n vel de funcionalidade inferior e posteriormente interlig los de forma a proporcionar a funcionalidade desejada aos n veis superiores O modelo de alto n vel tem como vantagens a defini o pr via da interface com o operador a facilidade de divis o de tarefas com funcionalidades bem definidas e a consci ncia do programador para o objectivo global a atingir O modelo de baixo n vel oferece como vantagens a gera o de c digo reutiliz vel testado e totalmente funcional ao seu n vel Ambos os modelos s o v lidos e muito dependentes da experi ncia de programa o da linguagem de programa o utilizada e da especificidade de cada projecto podendo cada modelo apresentar vantagens ou desvantagens quando considerados cada um destes t picos Para o de
93. ado Choose indica qual a vari vel global a actualizar Tipo indica qual o tipo dos sinais prim rio secund rio Replace Value Array 2 Este VI actualiza as vari veis globais contendo a informa o sobre os alarmes dos sinais Comments as VALUES Alarms Choose Replace Value 2 vi Messages cont m as mensagens para cada sinal a mostrar em caso de erro Comments cont m os comentario por omiss o a inserir na base de dados em caso de erro Min Max cont m os limites m nimos e m ximos para cada sinal Alarms indica se uma anomalia num sinal deve gerar alarme ou apenas aviso CEM indica qual o CEM seleccionado Choose indica qual a vari vel global a actualizar Dooovo wv Same Date_Time Este VI verifica se duas datas horas est o inclu das no mesmo Intervalo de tempo O intervalo de tempo definido pela precis o Old Hour GAME Ie Same Hour TIME New Time Same Date Time ri O Old Hour a primeira data hora a considerar Precis o indica qual o intervalo de tempo O New Time a segunda data hora a considerar O Same Hour indica se os dois pares est o dentro do intervalo indicado pela precis o Split Date Time Este VI separa uma string contendo um par data hora em duas strings contendo respectivamente a data e a hora DATE Date Date
94. ados O computador baseado em processador Intel Pentium com 32 Mbyte de mem ria RAM e disco r gido de 1 Gbyte possui arquitectura ISA e PCI e tem interface para rede comunica es do tipo 0 Tem tamb m uma unidade de alimenta o ininterrupta vulgarmente designada por UPS para suportar falhas tempor rias da rede el ctrica e permitir a finaliza o das aplica es em condi es de seguran a 3 3 3 Computador Pessoal N vel Servidor As caracter sticas do computador pessoal para o n vel servidor s o as necess rias para suportar o sistema operativo a aplica o de arquivo processamento e visualiza o de dados a base de dados e a aplica o de emiss o de relat rios O computador baseado em processador Intel Pentium com 48 Mbyte de mem ria RAM e disco r gido de 2 Gbyte unidade magn tica para efectuar c pias de seguran a possui arquitectura ISA e PCI e tem interface para rede comunica es do tipo UTP Tem tamb m uma unidade de alimenta o ininterrupta vulgarmente designada por UPS para suportar falhas tempor rias da rede el ctrica e permitir a finaliza o das aplica es em condi es de seguran a Este computador tem um monitor de dimens es superiores ao habitual para visualizar um grande conjunto de informa o em simult neo 3 3 4 Rede de Comunica es A rede de comunica es entre computadores do tipo ethernet IEEE 802 3 variante 10baseT com liga o ao computado
95. amento dos dados medidos pelos sensores e elabora o dos relat rios peri dicos A automatiza o de todo o processo pretende minorar a introdu o de erros nas medidas e c lculos posteriores e informar o operador da ocorr ncia de condi es de alarme pr definidas As escolhas a efectuar ao n vel do arquivo de dados e de possibilidades de interface com outros sistemas devem ter em conta futuras necessidades de transfer ncia de dados bi direccional entre este sistema e outros existentes de forma a permitir a integra o de dados num relat rio global do processo fabril Uma caracter stica pretendida a utiliza o de equipamentos e aplica es standard ambos dispon veis comercialmente para reduzir os custos globais e simplificar as eventuais repara es e evolu es futuras Aliado a este facto a arquitectura do sistema deve ser aberta e baseada no conceito de instrumenta o virtual Este trabalho termina com a instala o numa f brica de papel e pasta da Portucel Viana onde o sistema testado validado e posteriormente utilizado em cont nuo N o objectivo desta tese aprofundar o funcionamento das diversas partes que comp em o sistema mas sim detalhar a concep o os crit rios de escolha dos componentes e as estrat gias de desenvolvimento e teste de um sistema de aquisi o de dados Esta linha de orienta o visa enquadrar este trabalho no sector de integra o de sistemas um dos segmentos de maio
96. ameters Graph 2 000 2 Plot 0 1 750E 2 Plot 1 1 500 2 Plot 2 1 250 2 Plot 3 1 000E 2 Plot 4 7 500 3 Plot 5 5 000 3 Plot 2 500 3 Plot 7 0 000 0 Plot 8 E Plot 9 Average Scamed _____ Plot 10 msi lo oi 2 3 4 Doo _ voltage data Current data 4 Fig 5 33 Painel de verifica o de funcionamento do nivel cliente Este informa o programador sobre o estado de algumas vari veis Internas para efeitos de verifica o do correcto funcionamento da aplica o N o est dispon vel para o operador 6 CONCLUSOES PERSPECTIVAS DE TRABALHO FUTURO 71 6 CONCLUSOES E PERSPECTIVAS DE TRABALHO FUTURO Neste cap tulo s o identificadas as principais conclus es deste trabalho e referidas as perspectivas de trabalho futuro S o comprovadas as escolhas de arquitectura e metodologias de desenvolvimento do sistema EcoMonitor como resultado do funcionamento numa unidade fabril pelo utilizador final S o tamb m referidas eventuais aplica es do sistema para resolu o de problemas similares de monitoriza o e processamento de dados 6 1 Conclus es O objectivo desta consistiu em conceber realizar e instalar um sistema de monitoriza o em cont nuo de emiss es gasosas capaz de responder integralmente aos requisitos legais e ao n vel de automatiza o e flexibilidade necess rios a uma Instala o fabril As principais funcionalidades do sist
97. amigos e colegas ficam concerteza por mencionar e para eles fica o tributo e agradecimento do autor O autor quer tamb m agradecer s pessoas que mais de perto deram apoio nesta fase da vida em particular Elisa pela presen a amiga de longa data S nia pelas longas conversas sobre a vida e Andreia pela confian a e cumplicidade Quer finalmente agradecer fam lia o apoio incondicional e em especial aos pais por terem dado as condi es excelentes para superar esta prova eles o autor dedica esta tese VIII NDICE DE TEMAS INTRODUC O 3 1 2 ORIGINALIDADE eee EEE EEE EE OE 3 1 3 ORGANIZACAO 0000 eee eee eee ee eee ee ee ee eee eee eee ee ee eee ee ee ee eee ee eee ee eee ee ee eee eee ee ee ee ee ee eee eee ee ee eee ee ee eee eee eee ee ee ee eee eee eee eee ee ee ey 5 ESPECIRIC C Fa el i rr We TET eS a dido INTRODUC A a 7 2 25 REQUISITOS PEGAIS era
98. ao implementado e os n veis superiores possuem algumas funcionalidades acrescidas como a produ o de diversos tipos de relat rios e a disponibiliza o de informa o atrav s da internet entre outras e sistema de monitoriza o regional de par metros meteorol gicos com 10 postos de monitoriza o e um servidor central com funcionalidade de arquivo e emiss o de relat rios solu o EcoMonitor adequada para a monitoriza o de quaisquer tipo de processos locais e remotos com sinais anal gicos e digitais A Interface aberta disponibilizada facilita a introdu o de novas fun es e possui uma elevada capacidade de gera o de relat rios O tempo de desenvolvimento e adapta o de um novo sistema de 2 a 3 meses dependendo dos eventuais ajustes espec ficos da aplica o 6 CONCLUSOES PERSPECTIVAS DE TRABALHO FUTURO 74 BIBLIOGRAFIA 75 BIBLIOGRAFIA 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Gary W Johnson LabVIEW Graphical Programming Practical Applications in Instrumentation and Control McGraw Hill 2 edition 1997 Edward McConnel The Virtual Instrument Revolution ICSPAT 1994 Harry N Norton Handbook of Transducers Prentice Hall 1989 Tarik Ozkul Data Acquisition and Process Control Using Personal Computers Marcel Dekker 1996 National Instruments PC Based Industrial Automation User Solutions 1997
99. ases Teor de s lidos da lix via Densidade da lix via Forno Cal Defini o de fun es Fun es definidas Soma Nome da Fun o Soma Unidade F rmula part CR part C part Fig 5 21 Painel de compara o entre CEMs 5 4 19 Painel de Impress o gt Print Option vi Imprimir Que deseja imprimir Painel do Gr fico Gr fico atrav s do Excel Lista de Calibra es Lista de Alarmes Fig 5 22 Painel de impress o de gr ficos Neste o operador pode imprimir informa o registada base de dados e est acess vel atrav s do bot o de Imprimir do de Visualiza o Gr fica As op es dispon veis s o e Painel do Gr fico imprime o painel de Visualiza o Gr fica 5 INTERFACE OPERADOR 64 e Gr fico atrav s do Excel imprime os valores escolhidos de forma gr fica em Microsoft Excel e Lista das Calibra es imprime as calibra es dos sinais seleccionados no intervalo de tempo definido e Lista de Alarmes imprime os alarmes que ocorridos no intervalo de tempo definido poss vel escolher v rias op es simultaneamente Existem ainda dois bot es neste painel e Imprimir aceita as op es escolhidas e ordena a sua execu o Depois de executadas as impress es retorna ao painel de Visualiza o Gr fica e Sair ignora as op es escolhidas e retorna ao painel de Visualiza o Gr fica 5 4 20
100. assam automaticamente a valor quando os limites pr definidos s o excedidos verifica o dos limites excedidos pode ter tr s tipos de consequ ncias e gera o de um aviso e gera o de um alarme o operador tem de confirmar a sua aceita o e passagem do sinal de modo cont nuo de aquisi o a valor introduzido manualmente sinais secund rios Como foi j referido as fontes de emiss o de poluentes a monitorar s o tr s denominadas Caldeira Auxiliar CA Caldeira de Recupera o CR e Forno da Cal FC cujos sinais a adquirir s o listados no Ap ndice A As duas primeiras pertencem categoria de GIC relat rios do tipo e o Forno da Cal ao caso geral relat rio do tipo A Al m dos relat rios oficiais s o produzidos relat rios internos com informa o sobre todos os poluentes emitidos por fonte de emiss o e outras informa es teis an lise do processo A descri o destes relat rios efectuada no Ap ndice As fontes de emiss o s o designadas por tanto na aplica o implementar como na literatura auxiliar 2 ESPECIFICA O 15 2 4 Requisitos globais Al m dos requisitos referidos ha a considerar aspectos inerentes a funcionalidade e ao contexto onde sistema inserido Como foi mencionado o principal objectivo do sistema EcoMonitor efectuar monitoriza o processamento e arquivo em cont nuo dos dados relativos s emiss es gasosas concep
101. ativo AN E EEEE EEOAE EEA 32 3 4 2 Sistema Operativo N vel 5 32 3 4 3 Ambiente de Desenvolvimento de Aplica es N vel 33 3 4 4 Ambiente de Desenvolvimento de Aplica es Nivel 34 3 4 5 Aplica o para Elabora o e Apresenta o de 35 SO ____ __________ REEE 35 dd ESTRUTURADO NIVEL CIENTE E CE dels o Se 35 3 0 ESTRUTURADO NIVEL SERVIDOR EEE 37 3 CONFIGURACAO BUI ALY aos 3 9 4 IX ESTRAT GIA DE DESENVOLVIMENTO cccccsccossoscceccoccscsscecsesccsscsccssscssscescccccesscsessssesecsscesseeee 41 4 1 4 2 4 3 4 4 4 5 MODELO DE eiesiedis 41 TEMPORIZA O DE TAREFAS dono die sa dns vous 43 4 2 1 Tarefa 1 44 4 2 2 Tarefa 2 Aquisi o de Material 44 4 2 3 Tarefa 3 Integra o dos Equipamentos do N vel Client
102. ble vi AP NDICE D MANUAL DO PROGRAMADOR 126 Connection Reference a refer ncia da conex o com a base de dados O Table Name o nome da tabela a criar O Columns informa o dos campos a criar na tabela nome e tipo de dados Query DB Executa uma query base de dados Connection Reference error Ih Expression Table out where Clause Results Group Clause Having Clause Order By Clause Query DB vi Connection Reference a refer ncia da conex o com a base de dados Expression a string que cont m os campos a consultar Table Name o nome da tabela a consultar Where Clause a cl usula que indica as restri es consulta Group Clause a cl usula que indica como os dados consultados devem ser agrupados Having Clause a cl usula que indica as restri es ao agrupamento dos dados Order By Clause a cl usula que indica a ordem pela qual os dados devem ser apresentados Query Results retorna resultado da consulta Remove From DB Remove informa o da base de dados Connechon Reference error in Table Where Clause error Remove From _ Connection Reference a refer ncia da conex o com base de dados O Table Name o nome da tabela da qual se pretende apagar informa o O Where Clause a cl usula que indica quais as restri es a ter em conta na remo o da informa o
103. cem capacidades diversas de interface bi direccional entre computador pessoal e mundo real Um sistema de aquisi o de dados baseado no conceito de instrumenta o virtual consiste num conjunto de placas de interface multiusos e uma aplica o de processamento e controlo A utiliza o de componentes standard placas de aquisi o de dados e aplica es confere ao sistema uma maior fiabilidade e flexibilidade e tamb m uma redu o de custos de investimento inicial e de manuten o Neste tipo de configura o multiuso a funcionalidade determinada pelas aplica es desenvolvidas e n o pelo equipamento utilizado cuja funcionalidade definida pelo seu fabricante como em sistemas do tipo chave na m o como se observa conceptualmente na Fig 1 2 em que as fun es est o dispon veis para utiliza o e configura o pelo utilizador Fig 1 2 Instrumenta o tradicional versus instrumenta o virtual Este tipo de sistemas tem aplica o em diversas reas industriais como a petroqu mica os transportes os semicondutores o saneamento e a medicina 5 a 13 A escolha de sistemas baseados em Instrumenta o virtual particularmente til quando h a necessidade de efectuar processamento e visualiza o de grandes conjuntos de dados adquiridos como o caso de um sistema de monitoriza o de par metros relativos s emiss es gasosas para controlo da qualidade do ambiente preserva o e melhori
104. cipais caracter sticas e limita es dos respectivos equipamentos aplic veis no sistema EcoMonitor 26 3 ARQUITECTURA E FUNCIONALIDADE DO SISTEMA 28 e Adac 27 possui placas de interface para o bus ISA Entradas anal gicas e entradas sa das digitais com isolamento Modularidade de 8 canais por placa entradas anal gicas e 16 canais por placa entradas e sa das digitais Resolu o e ritmo de aquisi o adequado Possui bibliotecas de alto n vel em formato DLL para utiliza o em linguagem de programa o e C Microsoft e Borland Turbo Pascal tamb m para Microsoft Visual Basic para Microsoft Windows 3 1 Controla at 6 placas em simult neo Algumas placas compat veis com TestPoint Labtech Notebook e LabVIEW e Analogic 28 possui placas de interface para o bus ISA Entradas anal gicas e entradas sa das digitais com isolamento atrav s de adapta o com m dulos do tipo 5B Modularidade de 8 canais por placa entradas anal gicas ou 16 canais com adapta o e 24 canais por placa entradas e sa das digitais Resolu o e ritmo de aquisi o adequado Possui bibliotecas de alto n vel em formato DLL para utiliza o em linguagem de programa o Microsoft e Borland Turbo Pascal e tamb m para Microsoft Visual Basic para Microsoft Windows 3 1 Algumas placas compat veis com Labtech Notebook e LabVIEW N o controla m ltiplas placas em LabVIEW em simult neo e Omega 29 pos
105. da quatro bot es e Imprimir invoca painel Imprimir para impress o de dados arquivados pela aplica o e Listar invoca o painel Listar para listagem de dados arquivados pela aplica o e Zoom disponibiliza as ferramentas de amplia o redu o para manipula o do gr fico e Sair permite retornar ao painel Principal 5 4 18 Painel de Escolha M ltipla Neste painel configurado o modo de visualiza o simult nea de um sinal comum a v rios 5 escolhido um ou mais 5 um sinal comum entre eles listado na coluna da direita Na parte inferior do est o os campos para defini o de fun es O operador pode escolher uma fun o existente atrav s da lista Fun es definidas ou criar uma nova fun o atrav s da defini o dos campos F rmula Unidade e Nome da Fun o Na constru o da f rmula s o utilizados os nomes dos sinais existentes na coluna da direita Neste existem dois bot es 5 INTERFACE OPERADOR 63 e aceita as altera es s configura es de par metros realizadas e grava uma nova f rmula Retorna ao painel de Visualiza o Gr fica e Cancelar ignora qualquer altera o realizada e retorna ao de Visualiza o Gr fica gt Ask Params vi Caldeira de Recuperacao Caldeira Auxiliar Caudal de queima de lix via Caudal de queima de fuel Temperatura de gases Press o de gases Caudal de gases Humidade de g
106. dades dos sinais existentes Values s o os valores por omiss o para os sinais que n o est o a ser adquiridos Continuos indica quais os sinais que est o a ser adquiridos em cont nuo Tipo indica quais os sinais que s o considerados prim rios e aqueles que s o considerados secund rios Info o cluster contendo a informa o actual dos sinais deste CEM Reset indica se houve altera es na informa o mostrada no painel Info Sa da o cluster contendo a informa o actualizada dos sinais AP NDICE D MANUAL DO PROGRAMADOR 131 Build Values Bundle 2 Este VI constr i o cluster de informa o relativa aos alarmes dos sinais existentes para um determinado CEM MARE A Inf FALAR a Alarms Build Values 2 _ 1 CEM indica qual o CEM a que se refere esta informa o Messages s o as mensagens de erro de cada sinal caso algum valor exceda os limites impostos Comments s o os coment rios a inserir na base de dados quando ocorre um excesso de limite Info o cluster contendo a informa o actual dos sinais deste CEM Min Max s o os limites m nimos e m ximos para cada sinal Alarms indica se deve ocorrer um alarme ou aviso quando um sinal exceder um dos limites Info sa da cluster contendo a informa o actualizada dos sinais Build Year Period Este VI constr i a string in
107. de pedida ao operador a palavra chave que protege o acesso aplica o 5 4 29 Painel de Utiliza o do N vel Cliente gt EcoMonitor Remote vi A CEM Caldeira de Recupera o 0 020 0 018 02 0 016 H25 502 0 014 0 012 0 010 0 008 0 006 0 004 0 002 0 000 19 41 01 06 06 40 1213 19 41 1997 02 15 1997 02 16 1997 02 16 1997 02 16 1997 02 16 Informa o 1997 02 16 19 41 Sys Sucessfull Login 1997 02 16 19 41 Calibration Trying to connect server 1997 02 16 19 41 Measure Trying to connect server 1997 02 16 19 41 Calibration Server is down 1997 02 16 19 41 Measure Server is down Fig 5 32 Painel de utiliza o do nivel cliente Este o painel do n vel cliente Possui um gr fico dos valores adquiridos nas ltimas 24 horas uma zona de notifica es ao operador tamb m registadas em ficheiro de eventos um conjunto de bot es para seleccionar os 5 INTERFACE OPERADOR 70 sinais visualizar respectiva legenda e um conjunto de indicadores do estado de calibra o dos aparelhos de medida dos respectivos sinais Existem ainda dois bot es neste painel e Copiar grava em disquete as medi es n o enviadas para o servidor e Sair finaliza a aplica o sendo necess ria a introdu o da palavra chave 5 4 30 Painel de Verifica o do Estado de Funcionamento pos main vi lt Configuration Par
108. de teores de oxig nio medidos S N Nota Na falta de medi es de oxig nio as concentra es de poluentes devem ser apresentadas sem qualquer correc o relativa ao respectivo teor de oxig nio 1 Os valores m dios apresentados que tenham sido calculados com base num n mero de per odos de integra o base inferior a 75 do total dever o ser acompanhados de um aster stico 2 No per odo de tempo considerado de 1 de Janeiro ao ltimo dia do ltimo m s do trimestre em causa B Dados relativos ao funcionamento da unidade industrial ATEN O Formato da data d mmm hh mm 25 0 12 00 N mero de horas de funcionamento efectivo da fonte z D 2 Co N mero de dias de funcionamento efectivo da fonte 3 Per odos de funcionamento efectivo da fonte 4 Desde Desde Desde Desde Desde Desde Desde Desde Desde Desde Desde Desde Desde Desde Desde z D 2 DMD DM z D in NO 3 Pelo menos 18 horas de funcionamento efectivo 4 De acordo com o n 17 da Nota T cnica AP NDICE MODELOS DOS RELAT RIOS OFICIAIS Per odos de funcionamento da fonte n o considerados nos c lculos e abrangidos pelo Regime de Toler ncia 5 Desde Desde Desde Desde Desde Desde Desde Desde Desde Desde Desde Desde Desde 5 De acor
109. dicativa da data correspondente a n anos anteriores data actual Number of ears Last Tears Build Year Period vi O Number of Years o n mero de anos que se pretende recuar na data O Last X Years a string com a data que se pretende obter Check Date Este VI verifica se a data de entrada v lida EREGI Date Check OK Check Date DATE Time Check Check Date vi O Check Date a data a verificar O Date Check OK indica que a parte da string de entrada relativa data est correcta O Time Check OK indica que parte da string de entrada relativa ao tempo est correcta Check Error Status Este VI verifica se o cluster de erro relativo conex o com a base de dados n o indica ocorr ncia de erro Caso se detecte um erro o operador notificado o cluster reinicializado Check Error Status Check Fields Este VI verifica se os campos do de valores est o correctamente preenchidos AP NDICE D MANUAL DO PROGRAMADOR 132 Channels Channels Unidades pases Unidades Abrev poom do Abrev Sinas Valores Valores Modo Moda Tipo Tipo Proceed Check Fields vi Channels cont m a atribui o dos canais aos sinais Unidades cont m as unidades dos sinais Abrev cont m as abreviaturas dos sinais Sinais cont m os sinais dispon veis para este CEM Valores cont m os valores por omiss o Modo indica quais os sinais a ser
110. do com n 18 19 da Nota T cnica Dados relativos ao funcionamento do equipamento de medi o Per odos em que se verifiquem situa es de invalida o de dados 6 Equipamento indispon vel Desde Justificagao 6 De acordo com n 21 e 22 da Nota T cnica Observacoes APENDICE MODELOS DOS RELATORIOS OFICIAIS 94 APENDICE RELATORIOS INTERNOS APENDICE C RELATORIOS INTERNOS RELAT RIOS POR FONTE DE EMISSAO ccccccccssccosscosscssscssccssccssccsccccsccsscccescsssccetscessccscsccssccssssssees RELAT RIO PARCOM ccccscccosccssccecccescccsccecccssccsccsccssccssccsccessccsstcscesccsccsecscecsscsstececececssesssscessesesees 95 APENDICE RELATORIOS INTERNOS 96 Relatorios por fonte de emissao Os relat rios internos s o produzidos com mesmo formato e tratamento estat stico utilizado nos relat rios oficiais incluindo informa o sobre todos os poluentes medidos conforme esquematizado na Tabela C 1 Poluentes Caldeira Auxiliar Caldeira de Recupera o Forno da Cal Tabela Poluentes a incluir nos relat rios internos Al m dos dados sobre estes poluentes s o tamb m indicados e os consumos mensais de cada combust vel e a temperatura m dia mensal e o caudal m dio mensal dos gases emitidos e valor da produ o mensal de papel Na Caldeira de Recupera o s o apresentados os valores m dios mensais da densidade e do teor de s lid
111. dos Build Query Cria a query para consulta base de dados AP NDICE D MANUAL DO PROGRAMADOR 123 Expression Table Where Clause Group Clause Having Clause Order By Clause Guer Build Query Yi Expression a lista de campos que se pretende consultar da base de dados Table Name o nome da tabela na qual se pretende realizar a consulta Where Clause a cl usula que indica as restri es da consulta Group Clause a cl usula que indica como os dados consultados devem ser agrupados Having Clause a cl usula que indica as restri es ao agrupamento dos dados Order By Clause a cl usula que indica a ordem pela qual os dados devem ser apresentados Query a query executar consulta Build Signal Statement Cria a string contendo os campos para a cria o de uma nova c pia uma tabela Connection Reference error in Table Sinals error out Signal Columns Build Signal Statement vi Connection Reference a refer ncia conex o com a base de dados Table Name o nome da tabela da qual se pretende construir uma c pia O Sinals o n mero de sinais presentes na nova tabela Signal Columns a string contendo os campos para construir a c pia da tabela Build Update Cria o comando para realizar altera es aos dados j existentes na base de dados update Table Name BUILD Set Clause UPDATE update W
112. dos sem interrup es e o seu processamento n o influencia o controlo do processo Os principais objectivos de um sistema de monitoriza o s o libertar o operador da tarefa de registo manual dos valores e permitir a integra o dos dados adquiridos no controlo do processo fabril evolu o tecnol gica ao longo dos ltimos anos tornou o computador pessoal numa plataforma nica para implementa o de sistemas de aquisi o dados Este facto deve se principalmente ao baixo custo e elevadas performance e fiabilidade dos computadores pessoais tornando poss vel o desenvolvimento de sistemas anteriormente n o realiz veis nomeadamente devido ao elevado n mero de vari veis a processar e aos custos envolvidos Por ser uma plataforma de ampla utiliza o existem hoje diversos fabricantes de placas de interface gen ricas e aplica es standard que mant m os sistemas baseados em computadores pessoais com baixos custos de desenvolvimento e de manuten o 4 O principal objectivo ao escolher um computador pessoal como plataforma base para um sistema de aquisi o de dados aproveitar as suas caracter sticas principais como a simplicidade de utiliza o da interface gr fica a capacidade de armazenamento e transfer ncia de dados e a capacidade de processamento Consciente deste facto o mercado de instrumenta o e sistemas de aquisi o de 1 INTRODU O 2 dados disponibiliza varias dezenas de placas de interface que ofere
113. e 44 4 2 4 Tarefa 4 Desenvolvimento da Aplica o do N vel Cliente 44 4 2 5 Tarefa 5 Desenvolvimento da Aplica o do N vel 44 4 2 6 Tarefa 6 Integra o da Interface com 5 400 44 4 2 7 Tarefa 7 Desenvolvimento do M dulo de Interface com 400 45 4 2 8 45 4 2 9 Tarefa 9 Instala o 45 TESTE ce 45 4 3 1 Teste de aplica es 45 43 2 Testedo sistema simuladO 46 TESEN OCO A 46 46 PORMAC AO 46 INTERFACE COM O UTILIZADOR Sel 3 2 3 9 5 4 GENERALIDADES SOBRE A OPERA O 49 FUNCIONAMENTO DO NIVEL SERVIDOR o 49 FUNCIONAMENTO DO NIVEL CLIENTE o Cl o O E on 50 DESCRICAO DA Sesi gt 50 5 4 1 Painel de Inicializa o do Nivel Servidor 51 Pamela Reco de OD CTA OF iii sa dA raa aan ERRA 52
114. e Jos _ Desom Sa Jos _ Senso fas caudal de quomade gases caudalde gases o Ame 26600 Fress Humdadedegases Teemme e Tabela A 9 Valores limites tipo de sinais no Forno Cal Valor corresponde ao valor assumido por um sinal secund rio ao passar ao modo de introdu o manual Generalidades Nesta subsec o s o particularizados alguns detalhes necess rios elabora o do relat rio oficial e Os poluentes considerados s o e Part culas 88 e O consumo total de combust vel expresso em toneladas no per odo mensal em causa o somat rio dos consumos de fuel metanol tall oil e gases incondens veis e Os teores m dios de enxofre e cinzas nos combust veis s o introduzidos manualmente Os dados relativos aos per odos de funcionamento da unidade industrial s o reportados pelo administrador por consulta no registo de invalida es de dados APENDICE MODELOS DOS RELATORIOS OFICIAIS APENDICE B MODELOS DOS RELATORIOS OFICIAIS RELAT RIO OFICIAL TIPO A cccccccosccosccosccssccsscccscccssccsscssscscsccsccccesscccetccsssceccsecsctecscscecscscssssecssesesees RELAT RIO OFICIAL TIPO B c ccccccccosccosccesccsscccsccsscccsscssccssccsccsccecscccecccecscesssscscscectsccscecsstessesecees 89 APENDICE
115. e blocos de terminais exteriores sendo a liga o ao computador pessoal efectuada por um nico cabo Por exemplo uma solu o com m dulos SCXI totalmente 8 SCXI Signal Conditioning eXtensions for Instrumentation Sistema modular para condicionamento de sinal anal gico e digital de E S 3 ARQUITECTURA FUNCIONALIDADE DO SISTEMA 30 configur vel por programa o e facilmente expans vel sem limita es das respectivas aplica es conferindo uma grande versatilidade ao sistema arquitectura escolhida para o n vel cliente baseada no conceito de instrumenta o virtual faz com que o equipamento a utilizar esteja condicionado escolha da aplica o para a implementa o da funcionalidade pretendida Embora se possa distinguir entre equipamento de aquisi o de dados e ambiente de desenvolvimento factores como a facilidade de programa o e visualiza o total configura o por programa o e capacidades de processamento e interface s o importantes na escolha do conjunto ver sec o 3 4 3 Um factor importante tamb m o sistema operativo a utilizar que deve ser baseado numa arquitectura de 32 bit para conferir maior seguran a e robustez ao conjunto como s o o Microsoft Windows 95 e NT O objectivo conseguir um conjunto de produtos standard compat veis entre si e o n vel servidor de f cil configura o e programa o Em termos de aplica es o Labtech Notebook e o Test Point possuem uma funcio
116. e esta fase 3 1 Solu o Servidor Cliente O sistema de monitoriza o a realizar um caso particular do sistema de aquisi o de dados gen rico ver Fig 1 1 Neste caso particular os resultados do processamento s o somente utilizados para elabora o de relat rios e n o influenciam de forma autom tica o controlo de um qualquer processo fabril Os requisitos de um sistema de aquisi o de dados para um processo industrial s o factores determinantes na escolha da arquitectura a implementar Tipicamente estes requisitos s o e fiabilidade garantia de funcionamento ininterrupto e consist ncia de dados e flexibilidade e expansibilidade arquitectura de f cil manuten o e evolu o futuras e modularidade aquisi o de dados distribu da ao longo das instala es e centraliza o implementa o de uma base de dados global e produ o visualiza o de resultados e interface aberta utiliza o de elementos standard e capacidade de comunica o com outros sistemas e auto gest o gest o efectuada autonomamente pelo operador sem utiliza o de recursos externos Para cumprir estes requisitos frequentemente adoptada uma arquitectura tipo servidor cliente em que a funcionalidade distribu da por estes dois n veis de utiliza o As opera es de interface com o processo nomeadamente a aquisi o de dados e actua o de sinais s o efectuadas pelo n vel cliente e as opera es de ar
117. eesseesseesscessccsecssecsecsssesssesssesscesscesscesecesecssecssscsssesseesscesscesscesscsecaecssecsssesseesssesscessceaeceseeeaeens 36 FIG ESTRUTURADO NIV EIAGER VIDOR Gu 38 iG o CONFIGURA AO DOSE ENA EC OMON TOR 39 DE DESE NY q gd 42 FIG 5 1 HIERARQUIA DE PAIN IS 51 FIG 5 2 PAINEL DE ENTRADA NA APLICA O csccssscssscsssesscesseessccssecssecssecssecsssesssesscesscesecaecsscssecsssesssesseesscesscesscesscaecsecsssesssesssesscesscesscessceseceaeens 51 EG Sc DE 51 FIG PANEL DE VALIDA O DE OPERADOR 52 FIG PRN PA 52 PAINEL DE ADMINISTRA O E eee 53 FIG 5 7 PAINEL DE VALIDACAO INVALIDACAO DE MEDI ES ccccsssssscecesssssccsccesssssececcessssssceccesssseeseccessesueeeccesssaeeeccesssseeeceesssseeeeceessesaeeceeess 53 PAINEL DE LISTAGEM DE VALIDACOES INVALIDA ES ____ 6 _6__ _ _6___ __ _80__ _0_ 54 FIG 5 9 PAINEL DE GEST O DE OPERADORESG sccssscesseessesssesseessecesecesecssecsssesscesseesscesscesecesecesecssecssecsseesseesscesscesscesscsecsecssecsssesssessceseceseceseceseesaeens 55 EG PANT EDE CORAS 55 FIG 5 11 PAINEL DE C PIAS MANUAL DE DADOS ADQUIRIDOS es syecesecesusesuvorsvessvenssecesexssuvesarcvsnsesssdssces
118. efnum _ 1 TCP Refnum error in error error Calibra_Chent O TCP Refnum identificador da liga o TCP IP estabelecida com o servidor O TCP Refnum saida uma c pia do par metro de entrada TCP Refnum Client Initialization Este VI inicializa as vari veis globais usadas em todos os do cliente AP NDICE D MANUAL DO PROGRAMADOR 150 error Ih so out Chent_Initalization vi Debug Este VI verifica um conjunto de vari veis demonstrativas do estado do cliente n o acess vel pelo operador Password Check Debug vi EcoMonitor Remote Este o VI principal do nivel cliente EcoMonitor Remote vi Graph Buffer Este VI gere a apresenta o gr fica com registo hist rico do nivel cliente Function GRAPH New Values Graph Into STAT Time Value Graph Butter i Function especifica qual a opera o a efectuar no array de valores reset read ou insert New Values um array que contem os novos valores medidos para serem guardados Time Value 6 valor em segundos da data hora em que os valores em New Values foram obtidos Graph Info cont m toda a informa o necess ria para representar gr fico painel de interface Measure Client Este VI efectua a transfer ncia das medi es para o servidor e sincroniza a hora do nivel cliente TCP Refnum Occurence error in error Retnum
119. ema s o a aquisi o em cont nuo e arquivo das grandezas f sicas medidas pelos sensores a visualiza o gr fica por consulta ao arquivo e a elabora o autom tica de relat rios com o objectivo de libertar os recursos humanos associados a estas tarefas ver sec o 1 1 Como foi referido inicialmente n o objectivo deste trabalho aprofundar o funcionamento das diversas partes que comp em o sistema mas sim detalhar a concep o os crit rios de escolha dos componentes e as estrat gias de desenvolvimento e teste de um sistema de aquisi o de dados 4 arquitectura servidor cliente provou ser a mais adequada para este de aplica es onde necess rio garantir simultaneamente a aquisi o e arquivo de dados em cont nuo a consulta e elabora o de relat rios pelo operador Esta arquitectura responde aos requisitos pretendidos pelo propriet rio do sistema nomeadamente na garantia da fiabilidade flexibilidade modularidade centraliza o interface aberta e auto gest o conforme descrito na sec o 3 1 A escolha de um sistema de aquisi o baseado no conceito da instrumenta o virtual em conjunto com a utiliza o de equipamentos e aplica es standard confere vantagens tanto ao n vel da concep o e desenvolvimento como ao n vel da manuten o e evolu o futuras A aplica o LabVIEW demonstrou ser adequada ao desenvolvimento de sistemas de monitoriza o aos n veis da Interface c
120. emplo perda de comunica o com uma aplica o cliente Os servi os cr ticos s o implementados em blocos independentes e com prioridade sobre os restantes Est o tamb m implementados diversos n veis de seguran a de acesso configura o do sistema aos dados arquivados e emiss o de relat rios 3 ARQUITECTURA FUNCIONALIDADE DO SISTEMA CONVERSAO E ARQUIVO EM DE DADOS CONTROLO DE EXECU O N CLEO DA INICIALIZA O BASE DE DADOS FICHEIROS DE CONSULTA CONFIGURA O E ALTERA O M DULO DE ARQUIVO DE DADOS NORMALIZA O BASE DE DADOS M DULO DE CONSULTA DE DADOS M DULO DE RECEP O DE CALIBRA ES RECEP O DE CALIBRA ES ACTUA O DE CALIBRA ES M DULO DE ACTUA O DE CALIBRA ES CONSULTA A gt FORMATA O P IMPRESSORA BASE DE DADOS ARQUIVO EM BASE DE DADOS TRANSMISS O ARQUIVO EM AO CLIENTE BASE DE DADOS GEST O DE CONSULTA ALARMES E REGISTO M DULO DE GEST O DE ALARMES CONSULTA A TRANSFERENCIA BASE DE DADOS PARA EXCEL ESTADO DO SISTEMA INTERFACE COM EXTERIOR OPERAGOES INTERNAS INTERFACE COM OPERADOR INTERFACE COM OPERADOR VISUALIZA O GR FICA IMPRESS O OU LISTAGEM ORDEM DO OPERADOR INTERFACE COM OPERADOR VISUALIZA O E IMPRESS O INTERFACE COM OPERADOR C PIAS DE SEGURAN A E GEST O D
121. empresas produtoras de pasta e papel em Portugal Embora a f brica de Viana do Castelo seja relativamente recente pois labora desde 1974 a generalidade das componentes da instala o fabril s o ainda as originais n o possuindo qualquer forma de controlo distribu do ou infraestrutura de comunica es nas zonas das instala es de combust o a monitorar No processo de manufactura do papel s o utilizadas tr s instala es de combust o que se enquadram na categoria das Grandes Instala es de Combust o GIC abrangidas pela legisla o referida em 14 e sobre as quais necess rio efectuar a monitoriza o em cont nuo de emiss es gasosas emitidas para a atmosfera 15 e 16 Estas instala es de combust o s o a Caldeira Auxiliar CA a Caldeira de Recupera o CR e o Forno da Cal FC Cada uma destas instala es possuem uma sala de controlo pr pria onde os sinais relativos ao processo s o representados e registados por sistemas de visualiza o convencionais e independentes entre si encontrando se tamb m dispon veis na forma el ctrica Como resultado da aplica o da legisla o a Portucel Viana instalou em cada GIC um conjunto de sensores de 2 medida dos poluentes cuja emiss o necess rio monitorar Estes conjuntos designados por CEM implementam as rotinas de medida e calibra o peri dica necess rias ao funcionamento dos sensores algumas fun es de pr processamento como lineariza o
122. en o de grandes aplica es como e a divis o hier rquica de funcionalidade e a edi o mais r pida de cada VI e a gest o de mem ria mais eficiente e o teste mais eficiente e aspecto visual do diagrama c digo similar ao digrama de funcionalidade Entre as capacidades de auto documenta o do LabVIEW s o utilizadas no EcoMonitor a associa o a cada VI de uma descri o bem como s suas vari veis de entrada e sa da e manuten o de um registo hist rico configur vel de altera es efectuadas 4 2 Temporiza o de tarefas A realiza o do sistema EcoMonitor dividida em tarefas de forma a seguir o modelo escolhido No cronograma apresentado no Ap ndice D s o indicadas as tarefas e os respectivos tempos de execu o De seguida s o descritas cada uma das tarefas constituintes do projecto 4 ESTRATEGIA DE DESENVOLVIMENTO 44 4 2 1 Tarefa 1 Especifica o Esta tarefa consiste na especifica o da arquitectura do sistema da funcionalidade das interfaces com o operador e dos equipamentos e aplica es a utilizar Esta tarefa composta pelas seguintes duas fases e especifica o conjunta com o utilizador final e concep o da arquitectura do sistema escolha dos equipamentos e aplica es e prototipagem das interfaces com o operador 4 2 2 Tarefa 2 Aquisi o de Material Esta tarefa contempla o tempo necess rio aquisi o dos equipamentos e decorre em paralelo com as re
123. ente baseada em computador pessoal com um sistema de aquisi o de dados ambos fisicamente localizados junto aos sensores e ligados ao n vel servidor atrav s de uma rede de comunica es em fibra ptica que pode tamb m ser utilizada por outros sistemas a Implantar Esta arquitectura responde a todos os requisitos mencionados na sec o 3 1 inclus o um computador pessoal n vel cliente confere ao operador do sistema uma Interface gr fica e intuitiva para diagn stico e manuten o do sistema que diminui os custos de aprendizagem de utiliza o do sistema e d uma maior consist ncia entre n veis de utiliza o Na Fig 3 5 esquematizada a arquitectura escolhida 3 ARQUITECTURA FUNCIONALIDADE DO SISTEMA 26 COMPUTADOR PESSOAL gt N VEL SERVIDOR REDE DE COMUNICA ES COMPUTADOR PESSOAL gt NIVEL CONJUNTO SISTEMA EXISTENTE AQUISI O DE DADOS N NID SENSORES DE MEDIDA E SISTEMAS DE CONDICIONAMENTO PRIM RIO PROCESSO vw vw Fig 3 5 Arquitectura sistema EcoMonitor 3 3 Equipamento Por an lise da Fig 3 5 identificado o seguinte equipamento constituinte do sistema EcoMonitor que especificado de seguida sistema de aqui
124. ento A natureza hier rquica e programa o visual do LabVIEW permitem obter aplica es com uma estrutura visualmente similar definida anteriormente facilitando a manuten o do c digo fase de teste do sistema consiste primeiramente num teste global para identifica o de erros de interface entre m dulos e verifica o do fluxo completo de dados em conjunto com um teste exaustivo da funcionalidade implementada para detec o de incumprimento de especifica es De seguida o sistema provisoriamente instalado na instala o fabril para efectuar testes in loco e verificar a recupera o a falhas resultantes do funcionamento do sistema e o incumprimento de especifica es A fase de coment rios do operador est inclu da na fase anterior de detec o e correc o de erros Idealmente este modelo tem apenas uma Interac o desde a defini o do projecto at sua conclus o Mas a pr pria natureza deste tipo de aplica es em que as especifica es podem ser alteradas depois de definidas e acordadas pode obrigar a interac es apenas entre algumas das fases de desenvolvimento A escolha de um modelo misto alto n vel e baixo n vel oferece a flexibilidade pretendida na interac o entre as fases de estrutura implementa o e integra o facilitando a reutiliza o de c digo natureza modular do modelo de desenvolvimento escolhido e do LabVIEW conferem algumas vantagens implementa o e manut
125. entre si e com um determinado conjunto de propriedades que determinam o seu funcionamento A funcionalidade dispon vel muito reduzida pois trata se de uma aplica o destinada prioritariamente aquisi o de dados Possui poucas capacidades de comunica o com outros programas Na vers o mais completa s permite a liga o de 300 blocos em que cada bloco corresponde a um ponto de entrada ou sa da ou a uma opera o efectuada O TestPoint uma aplica o similar anterior em termos de conceito destinada a aquisi o e processamento de dados mas com um conjunto de funcionalidade muito superior Possui comunica o com outros programas DLL DDE e VBX 3 bibliotecas de processamento matem tico aux lio na programa o e tratamento de erros Esta aplica o tem ainda interessantes capacidades gr ficas e de interface com placas de aquisi o de dados embora ambas com algumas limita es O LabVIEW uma linguagem de programa o gr fica que consiste numa interface intuitiva com o utilizador e um diagrama de blocos orientado pelo fluxo de dados dataflow A programa o gr fica consiste em interligar um conjunto de cones fun es atrav s de fios de liga o vari veis com dados para ler ou escrever na interface com o utilizador ou para efectuar processamento A entidade de programa o em LabVIEW que corresponde a uma fun o nas linguagens tradicionais uma linguagem compilada e gen
126. epresentados por 1 Mult Fact o factor de multiplica o para recalcular os sinais associados escala da direita Calculate Expression Este VI calcula a express o definida pelo operador atrav s de um parser elaborado em c digo Hoop oo oO rrr Graph Data In p Period Expression Active Plots Graph Data Calculate Expression Limit indica se a visualiza o dos limites est ligada Signals cont m a informa o sobre os sinais existentes a serem visualizados Graph Data In cont m os dados relativos aos sinais seleccionados a serem visualizados Period indica qual o intervalo de tempo a ser visualizado Expression a express o a executar sobre os sinais seleccionados Active Plots indica quais os sinais que est o seleccionados para visualiza o Graph Data Out cont m os a serem representados originais e calculados pela express o Change CEM Este VI detecta se um novo CEM escolhido e actualiza a vari vel global do CEM e as legendas do gr fico emitida a ordem para inicializar os bot es de selec o dos sinais bem como dos limites e calibra es DODO Mew Legends Legends Out New Change vi New CEM o novo CEM escolhido Legends s o as legendas actuais Legends Out s o as novas legendas a mostrar no gr fico New CEM sa da o CEM escolhido AP NDICE D MANUAL DO PROGRAMADOR 108 Change Graphics Order Troca a ordem
127. er Name o operador que entrou no sistema Password Check indica se a password fornecida v lida Main Este VI cujo painel n o vis vel efectua o login de operadores no sistema e chama principal Yi Este VI implementa painel principal sistema partir do qual s o chamados os outros AP NDICE MANUAL DO PROGRAMADOR Principal vi Administra o Este VI implementa o de administra o do sistema backup operadores ficheiros e invalida o T Administracao Yi Configura o Este VI implementa o painel de configura o de sistema valores alarmes valores mensais e constantes Configuracao Yi Calibra es Este VI implementa o painel onde se processam as calibra es Calibracoes Grafico Este VI implementa o de visualiza o gr fica Grafico vil Relat rio Este VI implementa painel onde o operador selecciona os relat rios a gerar Relatorio vi Backup Este VI implementa o onde se executam as c pias de seguran a backups dos dados do sistema t Backup ri Ficheiro Este VI implementa o painel onde se actualiza a base de dados via disquete proveniente dos clientes 141 AP NDICE D MANUAL DO PROGRAMADOR 142 Ficheiro vi Invalidacao Este VI implementa o onde se realizam as valida es invalida es de dados arquivados I
128. es gera o autom tica de relat rios em Microsoft Excel interface gr fica com o operador gest o de alarmes actua o remota de sinais de calibra o realiza o de c pias de seguran a autom ticas configura o remota dos clientes verifica o do estado global do sistema Tabela 3 1 Principais funcionalidades do servidor Cliente aquisi o de dados cont nua 24 horas di rias transmiss o de dados ao servidor verifica o e actua o de calibra es transmiss o de estado de funcionamento ao servidor Tabela 3 2 Principais funcionalidades do cliente Os requisitos do sistema ao n vel do servidor obrigam escolha de um computador pessoal como plataforma de funcionamento principalmente devido implementa o de um arquivo em base de dados processamento de dados e gera o de relat rios em formato pr definido A funcionalidade reduzida do nivel cliente possibilita a utiliza o de diversas arquitecturas de aquisi o de dados e comunica o com o servidor 4 de entre as quais s o consideradas as seguintes e constru o de equipamento de aquisi o de dados dedicado e aquisi o de dados com aut mato e transmiss o via protocolo s rie ou rede de comunica es e aquisi o de dados com registador e transmiss o via protocolo s rie ou rede de comunica es e sistema de aquisi o de dados remoto controlado via protocolo s rie e computador pessoal com sistema de aquisi
129. es vi Calibra es N mero de Calibra es Autom ticas 0 N mero de Calibra es Manuais 0 Fig 5 24 Painel de listagem calibra es 5 4 22 Painel de Listagem de Alarmes Lista Alarmes i 5 N mero Alarmes 0 0 Numero Avisos Fig 5 25 Painel listagem de alarmes Neste painel s o listadas as ocorr ncias de alarmes referidas ao intervalo de tempo definido painel de Visualiza o Gr fica Est acess vel atrav s do bot o Alarmes do painel Listar Os alarmes e avisos s o mostrados a cor diferente e somados separadamente Os campos representados s o e CEM caldeira onde o alarme ocorreu 5 INTERFACE OPERADOR 66 e SINAL sinal que originou o alarme e TSTAMP identificador de data hora em que ocorreu a calibra o COMENT RIO coment rio inserido na base de dados aquando da confirma o do alarme O bot o Sair retorna ao painel Listar 5 4 23 Painel de Listagem de Valores Lista Valores vi 5 Fig 5 26 Painel listagem de valores Neste listados os valores dos sinais activos referentes ao intervalo de tempo definidos no painel Visualiza o Gr fica Est acess vel atrav s do bot o Valores do painel Listar Os valores v lidos e inv lidos s o identificados com cores diferentes sendo os valores inv lidos vis veis somente pelos operadores com
130. esentados no gr fico Existe uma op o Modo Cont nuo para seleccionar este modo O intervalo de tempo a consultar definido nos campos Especifica o Manual Se alguma das datas inseridas inv lida ou se a primeira posterior segunda o intervalo de tempo automaticamente ajustado para as ltimas 48 horas E poss vel utilizar os modos de Especifica o Autom tica para definir intervalos de um dia um m s ou um ano a acabar no dia e hora actual Consoante o CEM escolhido os seus sinais aparecem na coluna do lado direito do painel em conjunto com a cor da linha associada a esse sinal onde se pode seleccionar o sinal para visualiza o O gr fico tem duas escalas verticais uma do lado esquerdo cuja unidade est fixa em mg Nm outra do lado direito cuja unidade varia conforme o sinal escolhido Pode estar mais do que um sinal seleccionado afecto escala do lado direito do gr fico desde que tenha a mesma unidade 5 INTERFACE OPERADOR 62 O operador pode visualizar os limites dos sinais representados por uma linha interrompida da mesma cor da linha sinal atrav s da op o Ver limites dos sinais Pode tamb m visualizar as calibra es associadas a um sinal representadas por tra os verticais da mesma cor da linha do sinal na data em que a calibra o ocorreu atrav s da op o Ver Calibra es Est o dispon veis quatro cursores para percorrer os sinais visualizados A associa
131. ess rios elabora o do relat rio oficial e Os poluentes considerados s o SO NO e Part culas e O consumo total de combust vel expresso em toneladas no per odo mensal em causa o somat rio dos consumos de fuel e casca e Os teores m dios de enxofre e cinzas nos combust veis s o introduzidos manualmente e c lculo da massa total de poluente emitido em toneladas efectuado de acordo com 1 C Q ases horas A 1 Massa poluente 5 9 10 em que as vari veis representam concentra o m dia hor ria normalizada do poluente em causa O mo Caudal m dio hor rio de gases n horas n mero de horas v lidas Os dados relativos aos per odos de funcionamento da unidade industrial s o reportados pelo administrador por consulta no registo de invalida es de dados APENDICE A DEFINIGAO DE PARAMETROS Caldeira de Recupera o Sinais a monitorar Sinal Tipo Disponibilidade f monterar _ Press o de gases _______ monterar _ Humidade de gases monterar _ _ ________________ _ Densidade daiwa _ Tabela A 4 Sinais monitorar Caldeira Convers o grandeza f sica grandeza el ctrica Sinal Nomenclatura Unidade Escala ooo o o h psa degass Toss oso _ dot
132. ge Refnum Out uma c pia de Range Refnum Author o nome do autor do livro Workbook Refnum Out uma c pia de Workbook Refnum Set XValues Este V atribui a uma s rie os valores X correspondentes modificando a propriedade X Values Sheet Refnum Chart Refnum Values Sheet Name Seres Number Column in error A values Set Values Yi Chart Relnum Out error out Sheet Refnum o n mero de refer ncia da folha onde os valores X s o escritos Chart Refnum o n mero de refer ncia do gr fico a ser modificado Values Sheet Name o nome da folha dada por Sheet Refnum Series Number o n mero da s rie representada no gr fico que ser actualizada com os valores de X Column o ndice da coluna da folha onde os valores de X s o escritos X Values um array unidimensional com os valores de X a serem atribu dos s s ries especificadas Di DOODO Chart Refnum Out uma c pia do Chart Refnum Two Day Averages Este VI calcula as m dias de 48 horas necess rias aos relat rios oficiais Dap Averages Total Two Days Values Above Limit Values Above Limit 80 Values Above Limit 1102 Stamps Percentil 95 Percent 97 Two Day Averages O Signals s o os sinais dispon veis para selec o AP NDICE D MANUAL DO PROGRAMADOR 121 Signal cont m os valores dos sinais seleccionados Invalid Points cont m os valores para os ponto
133. here Clause Build Update Table Name o nome da tabela na qual se pretendem realizar as altera es Set Clause a cl usula que indica quais os campos a alterar Where Clause a cl usula que indica quais as restri es a ter em conta nas altera es Update o comando a executar para realizar as altera es Commit Realiza o Commit das altera es efectuadas na base de dados Ap s a execu o desta fun o as altera es realizadas desde o inicio da transac o s o permanentes Connection Reference emor out ir Commit O Connection Reference a refer ncia da conex o com a base de dados Create Table Cria uma nova tabela na base de dados AP NDICE D MANUAL DO PROGRAMADOR 124 Connechon Reference Column Definitons Table Mame emor out Create T able v1 Connection Reference a refer ncia da conex o com a base de dados O Column Definitions a string com os campos a criar na nova tabela nome e tipo de dados O Table Name o nome da tabela a criar Delete DB Apaga informa o da base de dados Connection Reference error Ir Table Where Clause Delete DB vi out Connection Reference a refer ncia da conex o com base de dados O Table Name o nome da tabela da qual se vai apagar informa o O Where Clause a cl usula que indica as restri es a ter em co
134. ica es conferido ao n vel cliente uma grande flexibilidade um elevado grau de intelig ncia A utiliza o de um computador pessoal no n vel cliente disponibiliza uma interface com o operador consistente a todos os n veis do sistema permite beneficiar das facilidades de comunica o de uma plataforma computacional de grande utiliza o e dos baixos custos de manuten o associados O conjunto constitui um sistema aut nomo capaz de recuperar falhas de comunica o e energia el ctrica com o aux lio de uma unidade de alimenta o ininterrupta Na Fig 3 4 apresenta se um diagrama explicativo desta configura o 3 2 6 Protocolos de Comunica o Na instala o fabril em causa as dist ncias entre os sensores de medida e a localiza o do n vel servidor s o da ordem dos 300 metros sendo grande parte desta dist ncia em campo aberto ou exposta ao ambiente caracter stico de uma f brica de produ o de papel Para permitir a transmiss o de dados e o controlo do n vel cliente foram considerados dois protocolos ambos standards j utilizados em aplica es industrias O protocolo s rie 485 vulgarmente designado por 5 485 4 e protocolo de comunica o em rede de computadores IEEE 802 3 vulgarmente designado por ethernet 24 O protocolo s rie RS 485 em tudo similar ao RS 232 ANSI EIA 232 encontrado nos computadores pessoais com as capacidades adicionais de endere ar at 32 dispositivos numa s linh
135. imadelixivia Caudal de queima defuel Temperatura de gases Press o de gases Caudal de gases Humidade de gases Teor de s lidos Densidade da lixivia NO TT 1 000 Escolha do CEM Caldeira de Recuperacao 7 Caldeira Auxiliar Forno Fig 5 14 Painel de configura o de alarmes 57 Comentario Utilizador solidos solidos sd dlix dix sd ha ________ Neste painel s o configurados os avisos alarmes para cada CEM poss vel definir para cada sinal indicado na primeira coluna e os limites m nimo e m ximo e tipo de notifica o aviso ou alarme e a mensagem de notifica o ao operador e coment rio por omiss o a introduzir na base de dados Existem ainda dois bot es neste painel 5 INTERFACE OPERADOR 58 e Gravar insere a informa o corrente base de dados Retorna ao painel de Configura o e Sair retorna ao painel de Configura o sem alterar a informa o existente na base de dados A inser o dos dados na base de dados atrav s da selec o do bot o de Gravar s v lida se todos os campos estiverem devidamente preenchidos para os sinais existentes 5 4 13 Painel de Introdu o de Valores lia gt Valores vi ecund rio rim rio rim rio im rio Valor Valor Valor Valor Valor Valor Valor Valor Valor Continuo 100 000 3 000 10 000 2 000 0 000 27 000
136. iodically send reports per emission source to the authorities 1 a previously defined format The EcoMonitor system completely fulfills all the legal requirements and gives the owner Portucel Viana the level of automation and flexibility required This system is based on a server client architecture linked through a computer network The server functions include data process and archive graphical interface with the user and automatic generation of official and internal reports in previously defined formats The client performs the continuous monitoring of electrical signals related to gases emission and their transmission to the server database Both applications server and client are developed in LabVIEW and work on an Intel Pentium based personal computer under Windows 95 or NT Key words data acquisition continuous monitoring gases emission personal computer industrial automation virtual instrumentation VII AGRADECIMENTOS autor desta tese quer agradecer ao orientador Prof Victor Dias constante apoio e liberdade dados durante este per odo bem como o Incentivo a um grande conjunto de iniciativas realizadas Quer tamb m agradecer ao Grupo de Circuitos Anal gicos e Mistos do INESC pela disponibiliza o de meios e constante apoio e esp rito de equipa dos seus elementos em particular aos Engs Jos Caetano Ricardo Jesus Jos Rocha e Pedro Paiva bem como ao l der do grupo Prof Medeiros Silva Muitos
137. iros 16 para os limites superiores e os outros 16 para os limites inferiores VI Red Line s para visualiza o de limites recebe a estrutura de dados do VI anterior e respons vel por colorir a vermelho as por es das linhas dos sinais que excedam os limites respectivos Este VI reorganiza a estrutura de dados acrescentado mais um array de 16 linhas auxiliares que cont m as por es dos sinais que n o ultrapassam os limites As 16 entradas relativas aos sinais v lidos s o passadas para o fim da estrutura e passam a estar invis veis para servirem de suporte utiliza o dos cursores e a estrutura fica completa com 96 entradas VI Calculate Expression calcula a express o aritm tica em modo de visualiza o m ltipla 5 Este VI n o altera a estrutura de dados s insere os valores resultantes do c lculo da express o VI Build Right Y Scale constr i a escala Y do lado direito do gr fico Este VI tamb m n o altera a estrutura de dados limitando se a calcular os m ximos e m nimos dos valores contidos na estrutura Fun es de Inicializa o Nesta sec o s o descritos os 5 relacionados com a inicializa o do sistema chk file Este VI verifica se um determinado ficheiro existe caso contr rio cria o Program Path File to check error in not an error chk file vi error out Program Path a path do sistema File to check o ficheiro a verificar er
138. is APENDICE E DE TAREFAS APENDICE E CRONOGRAMA DE TAREFAS CRONOGRAMA DE TAREFAS DE EXECU O DO 153
139. is exaustivo e Interactivo como por exemplo os m dulos de comunica o entre os n veis servidor e cliente TCP IP os m dulos de interface com a base de dados SQL o m dulo de interface com o Microsoft Excel OLE entre outros A execu o de um conjunto de testes rigorosos nesta fase beneficia em muito a fase final de implementa o das aplica es Ap s o teste dos diversos m dulos estes s o integrados para constituir a aplica o No caso particular do sistema EcoMonitor existem duas aplica es a cada um dos n veis EcoMonitor Servidor e o EcoMonitor Cliente As aplica es s o testadas em conjunto com o equipamento para detec o de erros de implementa o 4 ESTRATEGIA DE DESENVOLVIMENTO 46 4 3 2 Teste do sistema simulado Obtida uma primeira vers o do sistema completo este testado exaustivamente com medidas e falhas simuladas para a detec o de incumprimento de especifica es e recupera o do sistema na presen a de falhas Nesta fase s o detectados grande parte dos erros de implementa o nomeadamente de interface com o operador de valida o de dados e de reac o a anomalias Este teste exaustivo efectuado em modo cont nuo durante um per odo de tempo longo tem tamb m como objectivo comprovar a robustez do sistema perante as escolhas de arquitectura e das suas componentes equipamento e aplica es 4 3 3 Teste in loco O sistema depois instalado na sua localiza o final
140. l O bot o OK retorna ao painel anterior Valores Mensais 5 INTERFACE OPERADOR 61 5 4 17 Painel de Visualiza o Grafica Grafico vi mg Nm3 1 25 JEH 0 5 0 7 0 6 055 0 4 0 2 0 1 o 0 1200 16 40 22 13 Visualiza o Grafica Sinais part 02 H2S 02 co Qlix Qfuel Tgases Pgases Qgases hgases solidosLix dlix NOX 0 0 12 00 03 46 09 20 14 53 20 26 02 00 1997 03 23 1997 03 23 1997 03 23 1997 03 24 1997 03 24 1997 03 24 1997 03 24 1997 03 25 1997 03 25 Especifica o Manual de 1997 3 23 12 Espaco de Tempo Especifica o Autom tica 199773725 12 c02 Escolha do CEM Caldeira de Recupera o v Formato aaaa mm dd hh Cursores Yer limites dos sinais L Sinais Sinais Sinais Sinais calibra es Modo continuo Fig 5 19 Painel de visualiza o de gr ficos Este painel de visualiza o gr fica para consulta dos dados armazenados base de dados dos seus limites das calibra es efectuadas Os valores marcados como inv lidos s o representados no gr fico com pontos maiores Existem dois modos de visualiza o distintos e modo normal o operador define o intervalo de tempo a consultar modo cont nuo o intervalo de tempo refere se ltima hora e quando s o recebidos novos valores estes s o repr
141. latura t pica de sistemas de controlo Quanto s possibilidades de comunica o alguns aut matos t m capacidade de comunica o via protocolo s rie para grandes dist ncias por exemplo RS 485 ou via rede de comunica es por exemplo ethernet Um aut mato pode ser configurado de forma a recuperar de falhas de energia el ctrica de perda de comunica es e outras conferindo a fiabilidade necess ria ao sistema interface entre o aut mato e um computador pessoal geralmente efectuada ao n vel do mapa de registos do aut mato atrav s de qualquer um dos protocolos de comunica o Esta interface facilitada pela exist ncia de bibliotecas de programa o de n vel m dio usualmente designadas por driver fornecidas pelo fabricante Na Fig 3 1 apresenta se um diagrama explicativo desta configura o 2 PLC Programmable Logic Controller Controlador de L gica Program vel 3 ARQUITECTURA E FUNCIONALIDADE DO SISTEMA 21 COMPUTADOR PESSOAL LIGA O SERIE OU REDE DE COMUNICA ES AUT MATO PROCESSO Fig 3 1 Sistema de aquisi o de dados com aut mato 3 2 3 Registador Um registador geralmente designado por data logger um sistema de aquisi o de dados pr programado que efectua o registo de um conjunto de vari veis a uma determinada frequ ncia de amostragem Os dados s o arquivados localmente em mem ria n o vol til e posteriormente transmitidos para um computador central
142. le Actualiza a tabela principal da base de dados Connechon Reference error in Table Mame Insertion Values emor out Update Main Table vi Connection Reference refer ncia da conex o com a base de dados O Table Name nome da tabela que cont m a informa o relativa as outras tabelas existentes A informa o guardada nesta tabela relativa s tabelas de dados e aos anos a que elas reportam Insertion Values s o os valores a inserir na tabela principal normalmente um par nome de tabela ano Validations Realiza altera es na tabela especificada conforme se pretenda validar ou invalidar dados Connection Reference error Ih Table Name Signals Validation Comment error Yalidations Connection Reference a refer ncia conex o com a base dados Table Name nome da tabela em que se vai invalidar validar dados Validation a indica o de valida o ou invalida o O Signal s s o os sinais que se pretendem invalidar validar O Comment coment rio a inserir na tabela relativo a esta ac o de valida o invalida o de dados Period o intervalo de tempo que se deseja validar invalidar Utilit rios Nesta sec o s o descritos os 5 que realizam fun es consideradas de utiliza o geral AP NDICE D MANUAL DO PROGRAMADOR 128 Adjust Right Scale Este VI manipula os dados dos sinais
143. livro Function indica se o livro deve ser aberto ou criado Save Indica se um novo livro deve ser gravado sob o nome recebido em Workbook Name DODO ODODO Workbook Refnum o n mero de refer ncia do objecto livro que foi criado ou aberto Print_Alarmes Este VI imprime a listagem de alarmes para um conjunto de sinais num determinado intervalo de tempo Period Signals Achve Plots Print_Alarmes Yi O Period um cluster de informa o indicando o intervalo de tempo a listar O Signals s o os sinais dispon veis para selec o O Active Plots indica quais os sinais seleccionados Print Calibracoes Este VI imprime a listagem de calibra es para um conjunto de sinais num determinado intervalo de tempo AP NDICE D MANUAL DO PROGRAMADOR 118 Period SLE Active Plots Print _Calibracoes Yi O Period um cluster de informa o indicando o intervalo de tempo a listar O Signals s o os sinais dispon veis para selec o O Active Plots indica quais os sinais seleccionados Print Chart Este VI imprime um gr fico de Excel na impressora Chart Out error out Chart Refnum in error Print Chart Yi O Chart Refnum o n mero de refer ncia do gr fico a ser impresso O Chart Refnum Out uma c pia de Chart Refnum Print Excel Este V imprime o gr fico representado no painel de visualiza o gr fica atrav s do Excel Info DOGA Limita Orn
144. lizadas pelo sistema SERWER ser_glob i ser ini Este VI inicializa a vari vel global ser O ficheiro de configura o esta em confiser Ger INIT foren error ser init Yi ser_rdgl Este VI guarda os par metros lidos do ficheiro de inicializa o na vari vel global ser glob VI Configuration Parameters error eror in not an error ser O Configuration Parameters s o os par metros de configura o a guardar na vari vel global Alarmes Nesta sec o s o descritos os de verifica o e tratamento das ocorr ncias de alarmes Pre Conditions Este VI implementa a verifica o de pr condi es no lan amento de alarmes ou avisos Actualmente apenas uma pr condi o verificada lan amento do alarme associado a Qlix quando Qfuel 0 AP NDICE D MANUAL DO PROGRAMADOR 103 Signal name Cet 7 All Signals Pre Conditions v1 O Signal name o nome do sinal a verificar O signals s o os sinais dispon veis para selec o O Set Alarm Indica se o alarme deve ou n o ser despoletado Update Alarms Este VI compara as medi es lidas com os valores m ximos e m nimos definidos e pode gerar alarmes ou avisos que s o registados na base de dados e com notifica o para o operador Values Out Above Limits Values In Update Alarms vi O Values In s o as medi es lidas O Values Out s
145. lo de m dias a correc o de refer ncia o arquivo de dados e a emiss o de relat rios como se esquematiza na Fig 2 6 Al m das opera es descritas s o requeridas as seguintes funcionalidades e implementa o de uma interface gr fica com o operador e monitoriza o e actua o de calibra es por sinal a monitorar e por fonte emissora e verifica o de limites pr definidos inferior e superior e visualiza o gr fica e impress o de hist rico de sinais listagens e relat rios de sinais em bruto e tratados e implementa o de c pias de seguran a e n veis de seguran a de utiliza o 2 ESPECIFICA O 14 AQUISI O C LCULO CORREC O ARQUIVO DE DADOS DE M DIAS DE REFER NCIA DE DADOS VERIFICA O 50 AO DE LIMITES OPERADOR INTERFACE GR FICA VISUALIZA O A DE DAD ACTUA O DE DADOS CALIBRA ES INTERFACE COM EXTERIOR OPERA ES INTERNAS EMISS O DE RELAT RIOS INTERFACE COM OPERADOR Fig 2 6 Principais opera es a realizar pelo sistema Existem tr s tipos de sinais a monitorar e sinais relativos s emiss es de poluentes para a atmosfera e sinais necess rios para c lculo das concentra es normalizadas e outros sinais com Interesse para Interpreta o do processo Os sinais podem ser adquiridos em modo cont nuo ou por valor introduzido manualmente definido pelo operador para cada sinal e podem ser prim rios ou secund rios em que estes ltimos p
146. minar as opera es dentro dela t m total controlo da base de dados Connection Reference error iri Begin Transaction Yi O Connection Reference a refer ncia da conex o com a base de dados Build Alteration Cria o comando de adi o de colunas a uma tabela o Alteration Strin Column Definitions 22222222 ALTER q Build Alteration wi O Table Name o nome da tabela qual se pretende adicionar novas colunas Q Column Definitions o array com informa o sobre as colunas a inserir nome e tipo de informa o O Alteration String a string de comando para a altera o da tabela Build Creation Cria o comando de cria o uma nova tabela AP NDICE D MANUAL DO PROGRAMADOR 122 Table Name Column Definitions realon Build Creation O Table Name nome da nova tabela a criar Q Column Definitions um array bidimensional com os campos da tabela a criar nome e tipo O Creation String a string comando para a cria o da tabela Build Date Update Cria os comandos especificando os Intervalos de tempo para os quais se deve realizar uma consulta BUILD DATE Update Statement 1 Update Statement Build Date Update vi O Period um cluster com informa o sobre o intervalo de tempo O Start Date o in cio do intervalo de tempo End Date o fim do intervalo de tempo O Update Statement 1 comando utilizad
147. mns Iri Comma String Insert Commas O Columns In o array com os nomes dos campos Comma String a string com os nomes dos campos separados por v rgulas Intersect Este VI compara dois arrays de elementos e retorna um array com os elementos que s o comuns a ambos a Operand Intersection Intersect vi O Operand a um array com operandos O Operand b um array com operandos O Intersection o array com os operandos comuns aos dois arrays de entrada Messages List Este VI implementa o servi o de notifica o do operador Ao receber uma notifica o envia a para zona de informa o no painel de visualiza o gr fica e regista no ficheiro de eventos Mode eee Messages List Messages List Yi New Message a nova mensagem a mostrar no painel e a escrever no ficheiro de eventos Mode Write indica o modo de escrita do ficheiro de eventos Reset Indica se se deve apagar toda a zona de informa o Duo ODO Messages List a lista de mensagens a mostrar na zona de informa o pwr_test Este VI verifica o estado da UPS atrav s da consulta do seu registo de eventos AP NDICE D MANUAL DO PROGRAMADOR 137 8 Radio_Buttons Este VI gere o funcionamento de um grupo de bot es em que somente um deles pode estar seleccionado Current Out tate 5 Change Reset da Indes
148. n mero de per odos de integra o base inferior a 75 do total dever o ser acompanhados de um aster stico B Dados relativos ao funcionamento da unidade industrial ATEN O Formato da data d mmm hh mm Exemplo 25 Dec 12 00 N mero de horas de funcionamento efectivo da fonte z D 92 Co N mero de dias de funcionamento efectivo da fonte 2 Per odos de funcionamento efectivo da fonte 3 Desde Desde Desde Desde Desde Desde Desde Desde lt D in oo o lt D in Periodos funcionamento efectivo fonte 3 Desde Desde Desde Desde Desde Desde Desde Desde Desde Desde Desde Desde Desde Desde Desde 2 Pelo menos 18 horas de funcionamento efectivo 3 De acordo com o n 17 da Nota T cnica APENDICE MODELOS DOS RELATORIOS OFICIAIS Periodos de funcionamento da fonte nao considerados nos calculos e abrangidos pelo Regime de Tolerancia 4 Desde Desde Desde Desde Desde Desde Desde Desde Desde Desde Desde Desde Desde 4 De acordo o n 18 e 19 da Nota T cnica Dados relativos ao funcionamento do equipamento de medi o Per odos em que se verifiquem situa es de invalida o de dados 5 Equipamento indispon vel Desde Justificagao 5 De acordo com os n 21 e
149. nalidade muito reduzida comparativamente ao LabVIEW nomeadamente na capacidade de controlo de diversas placas em simult neo no processamento e capacidade de interface com o operador e com outras aplica es O Labtech Notebook possui um sistema de licenciamento muito r gido que torna a aplica o com um custo muito elevado Na sec o 3 4 podem encontrar se refer ncias mais detalhadas a este t pico A solu o adoptada baseada num sistema de aquisi o de dados e condicionamento de sinal SCXI em conjunto com a aplica o LabVIEW ambos da National Instruments Esta escolha foi baseada na simplicidade de utiliza o do conjunto na grande base de sistemas similares instalados 31 e nas facilidades de suporte t cnico oferecido O sistema de aquisi o e condicionamento de sinal constitu do pelos seguintes elementos e SCXI 1000 unidade de alimenta o e assemblagem chassis e SCXI 1200 placa de aquisi o de dados multi fun o para controlo das placas de condicionamento digitaliza o dos sinais a medir e interface com o computador pessoal e SCXI 1122 placa de condicionamento de 16 sinais anal gicos implementa o isolamento el ctrico entre sinais placa multi fun o aceita sinais nas gamas 1 a5 V ou 4 20 e SCXI 1322 bloco de terminais para liga o f sica dos condutores provenientes dos sensores e SCXI 1162HV placa de condicionamento de 32 entradas l gicas implementa o isolamento el
150. nals Signal Stat Active Plots atatemen Build Graphic Statement vi O Signals cont m informa o sobre os sinais dispon veis para um CEM O Active Plots indica quais os sinais seleccionados para visualiza o O Signal Statement a string de comando para consultar a base de dados AP NDICE D MANUAL DO PROGRAMADOR 107 Build Right Y Scale Configura a escala vertical da direita e manipula os dados associados para manter a coer ncia com a escala Limits Un Graphics In Graphics Out Signal Into Right Unit Out Lett Unit AScale Right Unit Lett ARight Active Plots Mult Fact Build Aight Y Scale vi Limits On indica se os limites dos sinais est o a ser mostrados Graphics In cont m os dados a serem visualizados Signal Info cont m informa o sobre os sinais dispon veis para visualiza o Left Unit indica a unidade actual associada escala vertical da esquerda Right Unit indica a unidade actual associada escala vertical da direita Active Plots indica quais os sinais que est o seleccionados para visualiza o Graphics Out cont m os dados escalados para serem visualizados Right Unit Out indica a nova escala associada escala vertical da direita Rscale um cluster de informa o para a formata o da escala da direita m nimo e m ximo Left Right um array com os sinais associados escala da esquerda representados por 0 e escala da direita r
151. ndows 95 atribui um n vel de seguran a elevado a capacidade de gerir diversas aplica es em simult neo de forma eficaz a capacidade de receber liga es remotas e algumas facilidades teis a um computador com fun es de servidor Desta forma garante se uma consist ncia de utiliza o dos computadores pessoais em ambos os n veis de utiliza o do sistema EcoMonitor dado que a interface com o operador de ambos os sistemas operativos similar reduzindo os custos de forma o e manuten o 3 ARQUITECTURA FUNCIONALIDADE DO SISTEMA 33 3 4 3 Ambiente de Desenvolvimento de Aplica es N vel Cliente Como foi referido a escolha do ambiente para desenvolvimento das aplica es determinante na solu o global do sistema uma vez que s o as aplica es que determinam a sua funcionalidade N o foram consideradas as ferramentas de programa o tradicionais como o C Microsoft Visual Basic entre outras devido necessidade de implementar a comunica o com os sistemas de aquisi o de dados e rotinas de visualiza o e processamento dispon veis nas aplica es dedicadas a esse fim As aplica es consideradas foram o Labtech Notebook o Test Point e o LabVIEW Todas s o baseadas em programa o gr fica sendo o Labtech Notebook o mais limitado ao n vel da programa o e interface com o operador O Labtech Notebook tem um princ pio de programa o baseado em objectos ligados
152. nos de acordo com os formatos especificados O cliente tem como fun o principal a monitoriza o ininterrupta e em cont nuo dos sinais relativos s emiss es gasosas e sua transmiss o para a base de dados do servidor Ambas as aplica es servidor e cliente s o desenvolvidas em LabVIEW e funcionam num computador pessoal baseado em processador Intel Pentium com sistema operativo Windows 95 e NT Palavras chave aquisi o de dados monitoriza o em cont nuo emiss o de gases computador pessoal automa o industrial instrumenta o virtual VI ABSTRACT A monitoring system is mainly used to record physical phenomena usually through sensors or transducers to process and represent acquired data As a result of their evolution computers have now more applications 1 industrial environments mainly due to the use of the virtual instrumentation philosophy where data is gathered by generic data acquisition systems and processed by end user developed applications The use of this concept together with available standard products targets for a good cost performance relation and an increased global productivity due to ease of building and maintaining this kind of systems One example of application is a continuos monitoring system Recently published legislation about environment related to atmosphere gases emission requires the industries with major combustion facilities to perform continuous monitoring and to per
153. nsmiss o do sinal em vez cabo de m ltiplos condutores embora a topologia em estrela seja similar ao 1 3 ARQUITECTURA E FUNCIONALIDADE DO SISTEMA 25 cumprimento dos requisitos funcionais a escolha do protocolo ethernet proporciona uma maior flexibilidade e expansibilidade futuras uma vez que n o existe uma rede de comunica es na instala o fabril Esta prefer ncia tamb m influenciada pela escolha do computador pessoal como plataforma tanto para nivel servidor como para o nivel cliente tornando a solu o final mais consistente ao nivel da programa o opera o e manuten o Na Tabela 3 4 s o sumarizados os crit rios seguidos para decis o acerca da arquitectura do n vel cliente Aut mato Registador Remoto Computador Fiabilidade Flexibilidade Expansibilidade Modularidade Centraliza o Interface aberta Auto gest o do operador Capacidade de mem ria Custo de instala o Custo Flexbilidade Expansibiidade Modularidade _ Centraliza o _ f _ _ d i Autogest o do operador _ Capacidade de mem ria Custo deinstala o 1 Custode manuten o Custo de altera o evolu o Custo de altera o evolu o Tabela 3 4 Compara o entre arquitecturas poss veis para o n vel cliente arquitectura escolhida para o cli
154. nta no apagar da informa o End Transaction Termina uma transac o Correct Connection Reference error Ih End Transaction Yi Connection Reference a refer ncia da conex o com base de dados O Transaction Correct um booleano que indica se n o houve erros durante a transac o Execute Query Executa uma query base de dados Connechon Reference Table Mame Expression Penrod error Ih output output Invalid out Execute Query Yi Connection Reference a refer ncia da conex o com a base de dados Table Name o nome da tabela qual se vai realizar a consulta Expression a string com os campos que se pretendem consultar Period o intervalo de tempo a considerar na consulta cluster com data de inicio e data do fim Output s o os valores obtidos pela query 60600 Output Invalid s o os valores obtidos pela query marcados base de dados como inv lidos Initialize Tables Cria novas c pias das tabelas anuais inicializadas a vazio AP NDICE D MANUAL DO PROGRAMADOR 125 Connection Reference error Ih error Initialize Tables vi O Connection Reference a refer ncia da conex o com a base de dados Insert Actual Table Insere valores na tabela actual correspondente ao ano corrente para um dado CEM Connection Reference in Table Mame Insertion Values
155. ntadora pode encontrar se um resumo de todo o processo de autocontrolo das emiss es industriais para a atmosfera resultante de medi es em cont nuo O objectivo final dotar as entidades competentes de informa o relevante sem tornar necess ria a importa o dos dados em bruto de cada fonte de emiss o 2 2 1 Par metros a medir S o definidos os poluentes cuja medi o obrigat ria em cont nuo ver Tabela 2 1 e os par metros operacionais que permitem ajustar os valores medidos a valores de refer ncia ver Tabela 2 2 tamb m a serem medidos em cont nuo Poluentes di xido de enxofre SO part culas em suspens o di xido de azoto mon xido de carbono CO ozono chumbo Tabela 2 1 Poluentes sujeitos a medi o obrigat ria 2 ESPECIFICA O 10 Parametros operacionais temperatura dos efluentes pressao teor de vapor de agua teor de oxig nio velocidade de sa da dos gases Tabela 2 2 Par metros operacionais para ajuste a valores de refer ncia Os valores medidos directamente dos sensores carecem de correc o para c lculo das concentra es normalizadas de acordo com a f rmula geral apresentada em 2 1 21 100 Pag 2 1 Cre Cmed O 100 Tu P 2med 2 med ref med em que as vari veis representam Cy concentra o normalizada Cren concentra o real ou medida teor de oxig nio temperatura teor de vapor agua
156. nto de caracteres lido O EOF devolve TRUE se se tentou ler para o l do fim do ficheiro read ini Este VI obt m os par metros de configura o de um ficheiro INI Configuration Lines Configuration lems in not an error Configuration Parameters emor out read_ini i O Configuration Lines s o as linhas com o conte do do ficheiro O Configuration Items a lista de itens O Configuration Parameters a lista de par metros retornados scxi ch Este VI constr i a string de identifica o dos canais a adquirir dados a partir da lista de sinais Signals Mode SCHIP scx O Signals Mode uma lista com a identifica o do tipo de canais cont nuo ou por valor channels 0 um array de strings para indicar aos de aquisi o de dados os canais a ler wri tx Este VI constr i a string de dados a ser enviada para o servidor no ficheiro de transmiss o de dados voltage data String to File T_ Stamp string in error in error emor Out with YI O voltage data um array com os valores lidos de cada canal depois de efectuada a m dia Stamp string in uma string com a identifica o temporal O String to File a string a escrever no ficheiro N vel Cliente Utilit rios Nesta sec o s o descritos os VI s que implementam as funcionalidades do posto Calibra Client Este VI gere as liga es TCP IP com o servidor de calibra es R
157. nvalidacao Yi Lista Invalidacoes Este VI implementa painel onde s o listadas as ocorr ncias de valida es invalida es DeD ata In AD ata In Lista Invalidacoes 1 DeData In indica o inicio do per odo a considerar na listagem O Adata In indica o fim do per odo a considerar para a listagem Utilizador Este VI implementa o onde se processa a gest o de operadores Utilizador wi Valores Este VI implementa painel onde se gere a informa o relativa aos sinais dos CEM s 22 Valores Alarmes Este VI implementa o onde se gere a informa o relativa aos alarmes dos sinais dos CEM s Alarmes Valores Mensais Este VI implementa o onde se introduz os valores mensais relativos produ o de papel Valores Mensais Yi AP NDICE D MANUAL DO PROGRAMADOR 143 AS400 Este VI implementa painel de consulta o sistema AS 400 para obter os valores da produ o de papel AS Dia do m s AS 400 vi Dia do M s dia do m s a utilizar na consulta ao AS400 Constantes Este VI implementa painel onde se inserem algumas constantes do sistema Constantes Parametros Este VI implementa o painel onde se consultam os valores relacionados com os par metros de aquisi o 1 Print_Option Este VI implementa o onde se escolhe que tipo de impress o a realizar Asis Info Let
158. nverte os valores medidos grandeza el ctrica em grandeza f sica e verifica se os dados recebidos s o todos v lidos isto se est o todos dentro dos valores aceit veis 4 a 20 mA ou 1 a5 Se os valores recebidos estiverem fora destes intervalos lan ado um alarme e o sinal do tipo secund rio e est a ser adquirido em cont nuo passa automaticamente a manual e VI Convertion executa as correc es de refer ncia sobre os valores convertidos e VI Update Alarms verifica se os valores de cada sinal est o dentro dos limites configurados e se algum dos valores os exceder pode ser lan ado um aviso ou alarme conforme configurado e VI Update Data String para os sinais detectados no VI anterior verifica se s o do tipo secund rio e est o a ser adquiridos em cont nuo Se sim passam automaticamente a manual e VI Insert Actual Table insere os valores na tabela respectiva da base de dados Fluxo de consulta base de dados para visualiza o gr fica Os dados mostrados no painel de visualiza o gr fica s o sempre resultantes de uma consulta base de dados Sempre que se altera a configura o deste painel como por exemplo a selec o de novo sinal a activa o dos limites ou calibra es ou a altera o do intervalo de tempo efectuada uma consulta base de dados estrutura de dados utilizada constitu da por um array de 96 clusters composto dois elementos cada um
159. nvertion Este VI realiza o pr processamento sobre os valores adquiridos j em grandeza f sica Normal Values Convertion Yi Raw Values s o os valores em grandeza f sica a serem processados O Normal Values s o os valores depois de aplicadas as f rmulas de convers o Count Alarms Este VI conta os alarmes ocorridos num per odo de tempo Alarms Barras ALARM Warnings Count Alarms vi O Alarms s o as ocorr ncias de alarmes avisos num determinado per odo de tempo O Alarms o n mero de alarmes AP NDICE D MANUAL DO PROGRAMADOR 134 O Warnings o n mero de avisos Count Array Este VI retorna o n mero de ocorr ncias de um determinado elemento num array 1 Element IH ARRAY Count Array Count Yi O Element elemento a considerar O Array o array a pesquisar O Count o n mero de ocorr ncias do elemento Count Calibrations Este VI conta as calibra es ocorridas num per odo de tempo Calibrations CAL Count Calibrations vi O Calibrations s o as ocorr ncias de calibra es ocorridas num per odo de tempo Manual o n mero de calibra es manuais O Auto o n mero de calibra es autom ticas Cut Zero Points Este VI realiza o acerto dos pares de pontos a mostrar no gr fico Graphics In Graphics Cut Zero Points vi Q Graphics In cont m os valores dos sinais a mostrar n
160. nvio para as Entidades Competentes dos Resultados do Auto controlo das Emiss es Industriais para a Atmosfera Resultante de Medi es em Cont nuo 1995 J Alves Marques Manuel Laranja As Tecnologias de Informa o e Electr nica em Portugal Import ncia Realidade e Perspectivas Direc o Geral da Ind stria 1994 BIBLIOGRAFIA 76 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 Pedro A Alves Jos Caetano Ricardo J Jesus Victor F Dias EcoMonitor Monitoriza o em Cont nuo de Emiss es Gasosas em Caldeiras e Fornos Industriais 2 Encontro do PULL Portuguese Users of LabVIEW and LabWindows e NIDay 97 Porto Portugal 1997 Jos Caetano Ricardo J Jesus Pedro A Alves Victor F Dias EcoMonitor Sistema Autom tico de Aquisi o e Transmiss o de Dados Participa o no Pr mio ANIMEE de Inova o e Criatividade 10 Encontro Nacional para o Desenvolvimento das Ind strias El ctricas e Electr nicas ENDIEL97 Porto Portugal 1997 Jos Caetano Ricardo J Jesus Pedro A Alves Victor F Dias EcoMonitor Air Quality Continuous Monitoring System Best Paper in Industrial Automation Category National Instruments Week 97 NIWeek97 Austin Estados Unidos da Am rica 1997 Jos P Caetano Ricardo J Jesus Pedro A Alves Victor F Dias EcoMonitor Sistema de Monitoriza o Cont nua de Emiss
161. o caso o intervalo de tempo reporte somente a uma tabela ou caso reporte a mais do que uma utilizado para a consulta na primeira tabela O Update Statement 2 o comando utilizado caso o intervalo de tempo reporte a mais do que uma tabela e nesse caso utilizado para a consulta na segunda tabela Build Deletion Cria o comando para apagar dados da base de dados Table Mame BUILD ERASER Deletion Where Clause Build Deletion wi O Table Name nome da tabela na qual se deve apagar os dados O Where Clause a cl usula que indica quais os dados a apagar O Deletion a string comando para executar a opera o de apagar dados Build Insertion Cria o comando para inserir dados na base de dados Table Hame Insertion Values Insertion Full Line Column Mames Build Insertion Yi O Table Name 6 nome da tabela na qual se deve inserir os dados Insertion Values uma string contendo s valores inserir separados entre si por v rgulas Q Full Line indica se os valores a inserir reportam a todos os campos da tabela Caso falte algum valor esta entrada tem de estar a FALSE o que implica preencher o campo Column Names Column Names indica os campos da tabela na qual os dados v o ser inseridos e a ordem de entrada dos campos da tabela deve corresponder ordem de entrada dos valores em Insertion Values Insertion a string de comando para executar a inser o dos dados base de da
162. o da unidade Parametros relativos a cada poluente numero de valores m dios numero de valores m dios diarios valor m dio mensal com base em todos os valores v lidos valor m ximo de todos os valores m dios valor m ximo de todos os valores m dios di rios n mero de valores m dios di rios gt 80 da norma de emiss o n mero de valores m dios di rios gt norma de emiss o n mero de valores m dios gt norma de emiss o consumo total de combust vel teor m dio ponderado de enxofre no combust vel consumido teor m dio ponderado de cinzas no combust vel consumido Fig 2 5 Tratamento estat stico para elabora o dos relat rios oficiais Caso Geral Os par metros referidos nesta subsec o como os valores limite o pr processamento a aplicar aos sinais medidos e outros encontram se definidos no Ap ndice A 2 3 Requisitos funcionais Para o propriet rio do sistema o EcoMonitor tem como objectivos o cumprimento da legisla o ambiental e a possibilidade de integra o dos dados adquiridos no processo de gest o fabril Os requisitos globais pretendidos s o a eventual necessidade de expansibilidade do sistema a auto sufici ncia interna na gest o corrente e optimiza o do sistema e a utiliza o de equipamentos e aplica es standard de forma a minimizar investimento inicial e os custos operacionais As principais opera es a efectuar pelo sistema s o a aquisi o de dados o c lcu
163. o de Valores Cancelar retorna ao painel anterior Introdu o de Valores 5 4 15 Painel de Introdu o de Valores Mensais Neste painel s o introduzidas vari veis necess rias para a elabora o de relat rios internos relativos produ o mensal de papel toneladas produzidas e n mero de horas de produ o poss vel definir a obten o destes valores de forma manual atrav s deste painel ou autom tica a partir do sistema AS 400 com configura o do dia do m s Existem tr s bot es neste painel insere os valores manualmente base de dados este bot o est inactivo em modo autom tico e retorna ao painel anterior Configura o 5 INTERFACE OPERADOR 60 e Manual AS400 define a escolha entre modo manual e autom tico e Cancelar retorna ao painel anterior Configura o sem inserir dados na base de dados if Valores Mensais vi Produ o de Papel E 10000 0 ton Horas de Produ o de Papel 3 100 h Janeiro Fig 5 17 Painel de introdu o de valores mensais 5 4 16 Painel de Configura o do AS 400 AS400 vi Dia do m s E Fig 5 18 Painel de configura o de leitura do AS 400 Este painel chamado atrav s da selec o do bot o Manual AS400 do painel de introdu o de Valores Mensais permite definir o dia do m s em que a aplica o consulta o sistema AS 400 para obter os valores da produ o de papel mensa
164. o de dados e comunica o via rede de comunica es 3 ARQUITECTURA E FUNCIONALIDADE DO SISTEMA 20 A escolha da arquitectura do nivel cliente analisada em separado no que respeita aquisi o de dados sua transmiss o para o servidor 3 2 1 Equipamento dedicado N o considerada a hip tese de construir um sistema de aquisi o de dados dedicado por um lado devido abund ncia de sistemas comerciais de baixo custo e por outro para n o comprometer o requisito de utiliza o de equipamento standard e de interface aberta 3 2 2 Aut mato Um aut mato vulgarmente designado por PLC um mini computador industrial com um processador mem ria n o vol til e m dulos de interface dedicados 1 Um aut mato apresenta as seguintes vantagens e constru o modular Interface com o exterior robusta e vers til e sistema r pido e determin stico na execu o de programas com fiabilidade elevada interface de comunica es com computadores possibilidade de programa o Contudo uma vez que os aut matos se destinam principalmente ao controlo de opera es repetitivas a funcionalidade dispon vel nas linguagens de programa o algo limitada exemplos da programa o Ladder Logic e Grafcet e frequentemente propriet ria de cada sistema ou fabricante A programa o ou manuten o de um aut mato implica al m da aprendizagem da respectiva linguagem de programa o a aprendizagem da nomenc
165. o de um cursor a um sinal consiste em seleccionar esse sinal da lista de sinais dispon veis lista encabe ada com Simais O campos associados a cada cursor indicam o valor do sinal e a data de aquisi o do valor apontado pelo cursor A escolha do CEM efectuada atrav s da lista Escolha do CEM Nesta lista existe a op o Compara o de CEM s que permite visualizar em simult neo um sinal existente em 5 distintos e realizar opera es aritm ticas simples podendo representar o sinal resultante Em modo de Compara o bot o Par metros pode ser seleccionado e invoca o painel de Escolha M ltipla onde se configuram os par metros relacionados com a visualiza o de um sinal comum a v rios Neste painel est implementado um sistema de amplia o redu o vulgarmente designado por zoom Quando est activo ficam dispon veis um conjunto de ferramentas para a manipula o do gr fico ver Fig 5 20 ramm 08 TERR Fig 5 20 Configura o de amplia o Com estas ferramentas poss vel realizar amplia es e redu es horizontais verticais e por rea Neste modo n o poss vel modificar os sinais seleccionados e o intervalo de tempo E poss vel utilizar os cursores Na parte inferior deste painel s o mostradas as notifica es ao operador relacionadas com o funcionamento da aplica o que s o tamb m arquivados no ficheiro de eventos Neste painel existem ain
166. o do sistema exige preocupa es acrescidas para garantir o funcionamento cont nuo do sistema e a consist ncia de dados e tamb m para recupera o de eventuais falhas sejam de comunica o de energia el ctrica ou outras Outra condicionante o ambiente industrial pr prio de uma ind stria de pasta e papel Os componentes do sistema expostos a este ambiente compar vel a um ambiente de ar livre devem possuir a robustez suficiente para garantir a fiabilidade pretendida Ainda neste campo as dist ncias entre as localiza es dos sinais a medir de aproximadamente 300 metros em linha de vista s o tamb m determinantes na arquitectura do sistema total automatiza o do processo de elabora o de relat rios e a facilidade de utiliza o do sistema s o tamb m objectivos Importantes a cumprir para atingir a liberta o de recursos humanos pretendida 2 ESPECIFICA O 16 3 ARQUITECTURA E FUNCIONALIDADE DO SISTEMA 17 3 ARQUITECTURA E FUNCIONALIDADE DO SISTEMA Neste capitulo descrita a arquitectura adoptada para sistema EcoMonitor tendo em vista cumprimento das especifica es Ap s a identifica o da funcionalidade a implementar definida uma arquitectura que minora o esfor o de aprendizagem e utiliza o do sistema bem como a sua toler ncia a eventuais falhas Esta escolha pretende tamb m minorar o custo da fase de desenvolvimento em tempo e em eventuais altera es a efectuar durant
167. o grafico O Graphics Out cont m os valores dos sinais a mostrar no gr fico depois de realizado o acerto Date to Seconds Este VI converte datas em formato string para formato decimal n mero de segundos desde 1904 Start Date TO Start Seconds End Date SELS End Seconds Date to Seconds Start Date a data inicial a converter End Date a data final converter O Start Seconds o n mero de segundos correspondente data inicial End Seconds numero segundos correspondente a data final Dismember Date_Time Este VI recebe uma string com uma data e retorna os v rios elementos da data AP NDICE D MANUAL DO PROGRAMADOR 135 Year Month Day Hour Minute Date 7 ime Dismember Date Time ri Date Time a string contendo a data completa Year o ano da data recebida Month o m s da data recebida Day o dia da data recebida Hour a hora da data recebida oO oO DOO Minute s o os minutos da data recebida Filter Signals Este VI filtra os valores do sinais a inserir na base de dados caso estejam a ser adquiridos por valor Table Name FILTER Filtered Values Ingertion Wales Filtered Signal Hames Filter Signals 1 Table Name o nome do Insertion Values s o os valores dos sinais a inserir na base de dados O Filtered Values s o os valores depois de filtrados Filtered Signal Names s o os nomes dos sinais que fo
168. o qual se pretende retirar a linha Valid String Este VI verifica se uma string est correctamente constru da n o vazia e nem s com espa os em branco String In STRING Valid String Valid String O String In a string a verificar O Valid String indica se a string v lida Write User Log Este VI regista as entradas e sa das de operadores no sistema no respectivo ficheiro de eventos AP NDICE D MANUAL DO PROGRAMADOR 140 User Hame Write Login 7777 Login 0 ut Write User ri O User o operador que entrou ou saiu do sistema O Write Login a permiss o para o sistema escrever no ficheiro de eventos O Login Out indica se o operador entrou ou saiu do sistema Interface com o Operador Nesta sec o descrita a hierarquia de pain is de interface com o operador Entry Shell Este VI implementa o de arranque do sistema B Entry Shell vi Startup Este VI implementa que pede a password do sistema Password Check Startup ri Password Check indica se a password introduzida v lida Login Este VI implementa painel de login onde operador insere seu identificador e a sua password de acesso Nome User Name Password Password Check Login 1 O Nome nome do operador O Password a password de acesso para aquele operador O OK indica se os campos est o devidamente preenchidos O Us
169. o sistema de aquisi o de dados Existem ainda tr s bot es neste painel e insere a informa o corrente na base de dados Retorna ao painel de Configura o e Par metros permite consultar os par metros relacionados com a aquisi o dos sinais 5 INTERFACE OPERADOR 59 e Sair retorna ao painel de Configura o sem alterar a informa o existente na base de dados A inser o dos dados na base de dados atrav s da selec o do bot o de OK s v lida se todos os campos estiverem devidamente preenchidos para os sinais existentes N o pode haver abreviaturas com o mesmo nome nem atribui o de sinais diferentes ao mesmo canal f sico Para adicionar um novo sinal basta preencher uma linha vazia com a informa o respeitante a esse novo canal 5 4 14 Painel de Par metros de Aquisi o 4 gt Parametros vi Fig 5 16 Painel de visualiza o de par metros Este painel permite a consulta dos par metros de configura o do sistema de aquisi o de dados e per odo de amostragem intervalo de tempo de aquisi o do sinal fixo 30 segundos intervalo de c lculo de m dias intervalo de tempo para o c lculo de m dias no posto antes de enviar os dados para o servidor fixo em 15 minutos e per odo de integra o base intervalo de tempo para elabora o de relat rios fixo em 60 minutos Existem dois bot es neste painel e OK retorna ao painel anterior Introdu
170. olha m ltipla Active Plots indica quais os sinais seleccionados Graphics In cont m os valores dos sinais seleccionados Signals On s o os sinais dispon veis para selec o Mult Fact o factor de multiplica o necess rio para corrigir os valores da escala da direita Left Right indica quais os sinais atribu dos escala da direita e da esquerda UUUUUUO Limites indica se os limites est o ligados Ask Params Este VI implementa o de escolha m ltipla de Signals Units Signals Leg Ask Params Signals_BD s o os sinais dispon veis para selec o Expressao a express o a aplicar aos sinais seleccionados O Units a unidade do sinal resultante da aplica o da express o Signals_Leg s o os nomes dos sinais a mostrar no gr fico Alarms Este VI implementa painel onde as ocorr ncias de alarmes s o mostradas para o operador do sistema Alarms Yi Ack_Alarms Este VI implementa onde operador pode alterar coment rio associado a um alarme Mensagem Mensagem out Comm Ack Alarms O Mensagem comentario actual mostrado no dos alarmes Mensagem out novo coment rio a inserir na base de dados e mostrado no painel dos alarmes N vel Cliente Interface com o equipamento Nesta sec o s o descritos os de interface com o sistema de aquisi o de dados do n
171. om o mundo exterior n vel cliente e do processamento e visualiza o de resultados n vel servidor O sistema de aquisi o de dados escolhido SCXI tem uma utiliza o muito facilitada e consistente em LabVIEW e permite obter um muito curto tempo de desenvolvimento de aplica es funcionais A escolha do computador pessoal como base para o funcionamento do EcoMonitor a ambos os n veis de funcionamento permite tamb m diminuir os custos associados implementa o e proporciona maior facilidade de utiliza o por parte do operador O sistema operativo Windows 95 e NT possui as caracter sticas de funcionalidade e robustez pretendidas nomeadamente a facilidade de comunica o entre computadores e a possibilidade de executar m ltiplas aplica es em simult neo estrat gia de desenvolvimento adoptada descrita na sec o 4 1 demonstrou ser adequada ao desenvolvimento de sistemas de complexidade elevada devido flexibilidade de interac o entre passos A utiliza o mista de um 6 CONCLUSOES PERSPECTIVAS DE TRABALHO FUTURO 72 modelo de alto e baixo n vel poss vel devido utiliza o da linguagem de programa o gr fica LabVIEW permitiu diminuir o tempo de desenvolvimento e os custos associados Comprovou se a sua aplica o pelo cumprimento dos prazos estipulados para cada tarefa no cronograma de tarefas dispon vel ac o de forma o de introdu o ao funcionamento do sistema em conjunto
172. os ao servidor Est o previstos mecanismos para evitar a perda de informa o e de liga o entre os dois n veis As tarefas de monitoriza o e actua o de calibra es s o baseadas no mesmo princ pio estando implementadas em m dulos independentes 3 ARQUITECTURA FUNCIONALIDADE DO SISTEMA 36 INTERFACE COM EXTERIOR CONTROLO DE EXECU O OPERA ES INTERNAS INTERFACE COM OPERADOR N CLEO DA _ INICIALIZA O FICHEIROS DE APUCAGAO E CALIBRA O CONFIGURA O MODULO DE AQUISI O CONVERS O E ARQUIVO EM AQUEICADIDEDADOS DE DADOS CORREC O FICHEIRO LOCAL M DULO DE TRANSMISS O DE DADOS M DIAS DE VISUALIZA O 15 MINUTOS DE DADOS TRANSMISS O 50 AO PARA SERVIDOR OPERADOR M DULO DE MONITORIZA O E TRANSMISS O DE CALIBRA ES MONITORIZA O ARQUIVO EM TRANSMISS O AVISO AO DE CALIBRA ES FICHEIRO LOCAL PARA SERVIDOR OPERADOR ACTUA O DE ARQUIVO EM TRANSMISS O AVISO AO CALIBRA ES FICHEIRO LOCAL DO SERVIDOR OPERADOR GEST O DA UPS Fig 3 6 Estrutura do n vel cliente M DULO DE ACTUA O DE CALIBRA ES O controlo de execu o entre m dulos efectuado por um mecanismo do tipo m quina de estados que gere eficientemente as opera es cr ticas o m dulo de configura o e calibra o a gest o da unidade de alimenta o ininterrupta e a interface com o operador O operador notificado das opera es efectuadas que s o tamb m regis
173. os de lix via designados por d lix e s lidos lix No Forno da Cal apresentado o valor m dio mensal da densidade do metanol designado por d met Os relat rios relativos a cada fonte de emiss o CA CR e FC s o apresentados em separado APENDICE RELATORIOS INTERNOS 97 Relatorio Parcom Al m destes tr s relat rios ainda criado um relat rio global designado por relat rio Parcom onde figuram os seguintes par metros relativos ao somat rio das tr s fontes de emiss o e valor m dio mensal da emiss o de NOx expresso em NOx Nox Z 5 NOK mensal n horas produ o 10 em que as vari veis representam totalidade de poluente emitido pela unidade industrial NOx poluente libertado na fonte de emiss o O casos caudal de gases na fonte de emiss o papel mensal n horasSprodu o n mero de horas de produ o mensal em que todos os valores integrantes da express o s o valores m dios mensais e massa total de poluente emitida de NOx expressa em toneladas mensal toupa C2 massa nox 5 10 em que as vari veis representam MassSaNox massa total de poluente emitida NOXmensal totalidade de poluente emitido pela unidade industrial Fuga produ o de papel mensal e valor m dio mensal da emiss o de 5 expresso C3 5 Ez s
174. out Insert Actual Table Connection Reference a refer ncia da conex o com base dados O Table Name nome da tabela em que se pretende inserir O Insertion Values s o os valores que se pretendem inserir Insert Calibrations Insere ocorr ncias de calibra es na tabela respectiva da base de dados Inserted Insert Calibrations O Calibrations a string com a informa o relativa calibra o timeStamp caldeira sinal e ac o Manual indica se a ordem da calibra o a inserir autom tica ou manual O Inserted a indica o de que a calibra o foi inserida Retorna TRUE se foi bem inserida Insert DB Insere valores numa tabela da base de dados Connection Reference error in Table Mame Insertion Values Column Names Full Line Insert _ emor out Connection Reference a refer ncia com a base dados Table Name nome da tabela em que se pretende inserir valores Insertion Values sao os valores a inserir Column Names a string com os campos em que se pretendem inserir os valores S necess rio fornecer esta informa o quando Full Line recebe FALSE Full Line indica se o n mero de valores a inserir igual ao n mero de campos da tabela New Table Cria uma nova tabela na base de dados Connection Reference Error in Table Name Columns Hew Ta
175. pessoal A evolu o dos sistemas operativos para computador pessoal da fam lia Microsoft Windows de uma arquitectura de 16 bit para 32 bit proporciona um conjunto de vantagens significativas na sua utiliza o como sejam e acesso de uma aplica o a 2 Gbytes de mem ria e endere amento linear da mem ria dispon vel e sistema multi tarefa com gest o melhorada e divis o do espa o de mem ria e execu o de diversas subtarefas em simult neo e tempo de chamada e resposta a interrup es reduzido e mais determin stico Estas caracter sticas contribuem para tornar o sistema operativo mais fi vel e resistente a eventuais falhas 33 Diversos estudos mostram que os sistemas operativos Windows t m uma aceita o cada vez maior no mercado inform tico a n vel mundial tanto particular como empresarial facto que influencia a mesma tend ncia no mercado de instrumenta o baseada em PC No estudo referido em 31 pode verificar se que 89 do universo questionado utiliza este tipo de equipamento e que apesar a maioria trabalhar ainda em sistema operativo DOS a evolu o not vel para o Windows 95 O Microsoft Windows 95 oferece a fiabilidade e flexibilidade pretendidas e proporciona uma interface aberta e intuitiva que permite a opera o e gest o do sistema pelos seus operadores 3 4 2 Sistema Operativo N vel Servidor Para o n vel servidor utilizado o Microsoft Windows NT que al m dos benef cios do Wi
176. privil gio de administrador Os campos existentes na tabela s o e CEM caldeira qual pertence o valor listado e SINAL sinal ao qual pertence o valor listado e TSTAMP identificador de data hora em que o valor foi adquirido e VALOR valor listado e obtido da base de dados O bot o Sair retorna ao painel Listar 5 INTERFACE OPERADOR 67 5 4 24 Painel de Calibra es gt Calibracoes vi Controlo de Calibra es Escolha do CEM Sinais do CEM Calibrar Sinal Caldeira de Recuperacao Caldeira Auxiliar ERC Forno Cal CO Fig 5 27 Painel de controlo de calibra es Este painel fornece informa o sobre o estado actual das calibra es dos sensores O operador pode ordenar calibra es manuais ao CEM Em vers o posterior ser poss vel calibrar individualmente os sensores Na parte superior esquerda do painel seleccionado CEM e s o listados os respectivos sinais coluna Calibrar Sinal indica se um sinal est em calibra o bot o correspondente seleccionado Existem ainda dois bot es neste painel e Calibrar ordena uma calibra o manual de todos os sinais do seleccionado e Sair retorna ao painel anterior Principal 5 4 25 Painel de Relat rios gt Relatorio vi Relat rios Modelo Caldeira de Recupera o Caldeira de Recupera o Caldeira Auxiliar Forno da Cal Modelo A Forno da Cal gt
177. que definem um intervalo de colunas O Column i primeiro ndice de coluna Column f o ltimo ndice de coluna Range Refnum o n mero de refer ncia da rea seleccionada Este n mero permite alterar as propriedades da rea bem como utilizar os m todos associados ao objecto rea Hour Averages Este VI calcula as m dias hor rias para os valores dos sinais seleccionados Hour Averages Signals 2222224 Total Hours gna Se Average Invalid Points o ans Champs Values Above Limit 1102 Hour Averages vil Signals s o os sinais dispon veis para selec o Signal cont m os valores dos sinais seleccionados Invalid Points cont m os valores para os pontos inv lidos dos sinais seleccionados Hour Averages cont m os valores m dios hor rios dos sinais seleccionados Total Hours o n mero de m dias hor rias Average retorna a m dia hor ria Stamps s o as datas para os valores m dios di rios Values Above Limit 110 o n mero de m dias hor rias acima de 110 do limite AP NDICE D MANUAL DO PROGRAMADOR 116 Internal Reports Cria os relat rios internos Reports Meses Trimestre TD fear sv REPORTS Uk Escelsberto eee Internal Reports vi Reports indica quais os relat rios internos a criar N Meses indica a quantos meses reportam os relat rios Trimestre indica o m s inicial Year indica o ano a que reportam os relat
178. quivo e consulta bem como a Interface com o operador e outros sistemas s o efectuadas pelo n vel servidor De seguida explicitado como este tipo de arquitectura preenche as necessidades referidas 3 1 1 Fiabilidade Dado tratar se de um sistema distribu do necess rio Instalar uma rede de comunica es entre os sensores e sistema de arquivo central Para evitar falhas devidas a eventuais anomalias na rede de comunica es necess ria a cria o de um n vel de utiliza o cliente com autonomia para garantir o funcionamento cont nuo do sistema de aquisi o de dados cria o de dois n veis aut nomos de funcionalidade obriga sincroniza o peri dica entre eles Desta forma pode tamb m garantir se a consist ncia dos dados desde a sua aquisi o at ao arquivo na base de dados central 3 ARQUITECTURA E FUNCIONALIDADE DO SISTEMA 18 3 1 2 Flexibilidade e Expansibilidade A separa o da funcionalidade do sistema em dois n veis tem tamb m como objectivo facilitar a manuten o e diagn stico de eventuais anomalias uma vez que todas as unidades do mesmo n vel s o similares Com uma correcta especifica o das aplica es a desenvolver ao n vel servidor e cliente a adi o e configura o de novas unidades bastante simplificada A escolha de equipamentos e aplica es standard tamb m uma garantia de continuidade da solu o escolhida em futuras evolu es ou repara es 3 1
179. r C pia de Seguran a Restaurar C pia de Seguran a Sair Fig 5 10 Painel de c pias de seguran a Este painel permite ao administrador realizar c pias de seguran a tamb m designadas por backup para um dispositivo de armazenamento fita magn tica ou drive ptica e restaurar as c pias para o computador As c pias de seguran a s o baseadas no sistema standard do Microsoft Windows NT sendo a ac o de Realizar totalmente automatizada e a ac o de Restauro efectuada manualmente com os passos documentados durante a opera o Na c pia de seguran a s o arquivados os ficheiros de configura o a base de dados os relat rios elaborados e os ficheiros de registo de ac es Existem tr s bot es neste painel e Realizar C pia de Seguran a efectua a c pia de seguran a de forma autom tica e Restaurar C pia de Seguran a restaura a c pia de seguran a sendo os passos indicados ao operador e Sair retorna ao painel de Administra o 5 4 9 Painel de Actualiza o de Leituras Este painel permite ao administrador actualizar as leituras dos sinais medidos pelos clientes atrav s de disco flex vel disquete na eventualidade de se verificar uma anomalia prolongada na rede de comunica es Existem dois bot es neste painel 5 INTERFACE OPERADOR 56 e Inserir recupera os dados da disquete e insere na base de dados e Sair retorna ao painel de Administra o gt Ficheiro vi Actualiz
180. r pessoal do tipo UTP Tendo em considera o as dist ncias entre pontos a interligar o meio f sico de comunica o a fibra ptica sendo necess rio utilizar conversores electro pticos junto a cada computador pessoal Um factor importante na escolha do meio de transmiss o o ambiente da instala o fabril que est sujeito a diversos factores externos como agentes qu micos campos electromagn ticos temperaturas elevadas ar livre entre outros 3 4 Aplica es Na Fig 3 5 s o identificadas as seguintes aplica es constituintes do sistema EcoMonitor 9 RAM Random Access Memory Mem ria do computador utilizada pelas aplica es 10 UTP Unshielded Twisted Pair Cabo de pares de condutores nao blindado Ups Uninterruptible Power Supply Unidade de alimenta o baseada em baterias para falhas de rede el ctrica 3 ARQUITECTURA E FUNCIONALIDADE DO SISTEMA 32 e sistema operativo nivel cliente e sistema operativo nivel servidor e ambiente de desenvolvimento de aplica es nivel cliente e ambiente de desenvolvimento de aplica es nivel servidor e aplica o para elabora o e apresenta o de relat rios e base de dados 3 4 1 Sistema Operativo N vel Cliente escolha do sistema operativo um factor determinante da robustez do sistema como um todo visto que sobre ele funcionam todos os restantes componentes de um sistema de aquisi o de dados baseado em computador
181. r valor acrescentado e oportunidade de crescimento nas estrutura de actividades industriais e servi os das Tecnologias de Informa o e Electr nica TIE em Portugal 177 1 2 Originalidade O trabalho desenvolvido apresenta caracter sticas originais comprovadas pelas publica es e participa es enumeradas de seguida 1 INTRODU O 4 e Pedro A Alves Jos 5 Caetano Ricardo J Jesus Victor F Dias EcoMonitor Monitoriza o em Cont nuo de Emiss es Gasosas em Caldeiras e Fornos Industriais 2 Encontro do PULL Portuguese Users of LabVIEW and LabWindows e NIDay 97 Porto Portugal 1997 18 e Pedro A Alves Jos S Caetano Ricardo J Jesus Victor Dias EcoMonitor Sistema Autom tico de Aquisi o e Transmiss o de Dados Participa o no Pr mio ANIMEE de Inova o e Criatividade 10 Encontro Nacional para o Desenvolvimento das Ind strias El ctricas e Electr nicas ENDIEL97 Porto Portugal 1997 19 e Pedro A Alves Jos S Caetano Ricardo J Jesus Victor F Dias EcoMonitor Air Quality Continuous Monitoring System Best Paper in Industrial Automation Category National Instruments Week 97 NIWeek97 Austin Estados Unidos da Am rica 1997 20 e Pedro A Alves Jos S Caetano Ricardo J Jesus Victor F Dias EcoMonitor Sistema de Monitoriza o Cont nua de Emiss es Gasosas Reviproject n 92 1997 pp 17 19 21 e Pedro A Alves Jos S Caetano
182. ram filtrados Get Date Este VI retorna a data do sistema em formato string 17329 Date Out Get Date vi Date Out data do sistema Get File Number Este VI verifica os ficheiros com nome similar existentes numa directoria e determina um novo nome File File Get File Number O File o nome do ficheiro a procurar O File Out o novo nome de ficheiro Get Report Period Este VI retorna os ndices do ano e m s relativos data actual de acordo com o tipo de relat rio a imprimir REPORT Year index Report Type Month Get Report Perod vi O Years s o os anos existentes na base de dados O Report Type indica que tipo de relat rio se pretende imprimir AP NDICE D MANUAL DO PROGRAMADOR 136 O Year Index o indice do ano Month Index o ndice do m s Get Value Este VI converte os valores recebidos para inser o na base de dados de formato string para formato decimal Para o sinal Temperatura de Gases somado 273 convers o de para graus Input Values 1 23 135 Signal value Gel Value Yi O Input Values s o os valores a inserir base de dados O Signal Name s o os sinais dispon veis para um determinado CEM O Signal Value s o os valores a inserir transformados em decimais Insert Commas Este VI recebe os nomes num array e converte os em string com os nomes separados por v rgulas Colu
183. rec o de erros de incumprimento de especifica es DEFINI O DO PROJECTO ESTRUTURA FUNCIONALIDADE METODOLOGIA ALTO N VEL TOP DOWN 4 COMENTARIOS TESTE DO DO OPERADOR SISTEMA INTEGRA O DE M DULOS 1 IMPLEMENTA O gt TESTE VPS MODULAR METODOLOGIA BAIXO N VEL BOTTOM UP Fig 4 1 Modelo de desenvolvimento O seguimento deste modelo e a utiliza o de uma linguagem de programa o gr fica permite diminuir o tempo de desenvolvimento do projecto e a quantidade de interac es necess rias devidas a eventuais correc es das especifica es A fase de defini o do projecto consiste em determinar os fluxos de dados os respectivos processamentos e a funcionalidade oferecida ao operador Uma especifica o cuidada de todo o sistema em conjunto com os seus futuros utilizadores essencial para o sucesso da sua implementa o Nesta fase s o definidos os requisitos do sistema as especifica es exactas e as eventuais modifica es futuras Na fase de estrutura o funcionalidade s o definidas a estrutura das aplica es a desenvolver e a interface com o operador esta ltima usualmente denominada de interface homem m quina ou 20 Nesta fase existe uma grande interac o com o utilizador final de forma a definir com muita precis o a funcionalidade a implementar e efectuado um prot tipo para a sua aprova o As caracter sticas de cria o da interface gr
184. renciais V DLL compatibilidade TestPoint Labtech Noteb Labtech Noteb TestPoint LabVIEW Labtech Noteb LabVIEW LabVIEW LabVIEW Tabela 3 6 Compara o entre fabricantes de sistemas de aquisi o de dados entradas digitais ISA isoladas ISA isoladas ISA isoladas ISA isoladas ISA DLL baixo nivel driver filtragem a gt lt Os sistemas propostos pelos tr s primeiros fabricantes Adac Analogic Omega similares funcionalidade e compatibilidade apresentando bibliotecas de interface com aplica es e linguagens de programa o standard sobre Microsoft Windows 3 1 com a excep o da Omega que apresenta poucas solu es ao n vel de compatibilidade com aplica es Para conseguir a configura o pretendida podem utilizar se placas ligadas directamente ao bus do computador pessoal ou sistemas exteriores ligados a placas de aquisi o ou porta paralela A primeira solu o embora mais simples e menos dispendiosa n o oferece as caracter sticas de robustez necess rias a um ambiente industrial pois consiste num conjunto de placas internas e externas ligadas por v rios cabos Por exemplo uma solu o com m dulos do tipo 5B muito populares em sistemas de automa o industrial implica uma escolha muito detalhada ao n vel do equipamento consoante o tipo de sinais a medir A segunda solu o consiste num chassis modular e robusto com as placas de condicionamento
185. rios Imprimir indica que se pretende imprimir automaticamente os relat rios criados Excel Aberto indica que se pretende manter o Excel aberto ap s a cria o dos relat rios Ok indica se cria o dos relat rios ocorreu sem problemas Official Reports Cria os relat rios oficiais Reports Ok Trimestre Year Imprimir Aero eee Official Reports vi Reports indica quais os relat rios internos a criar Trimestre indica o trimestre a que reportam os relat rios Year indica o ano a que reportam os relat rios Imprimir indica que se pretende imprimir automaticamente os relat rios criados Excel Aberto indica que se pretende manter o Excel aberto ap s a cria o dos relat rios Ok indica se a cria o dos relat rios ocorreu sem problemas Open Chart Este VI cria ou activa uma folha de gr fico existente num livro Workbook Refnum Chart Fefnum Chart Hame Function error ho error Open Chart vi Workbook Refnum numero refer ncia livro onde folha de grafico sera inserida ou existe Chart nome folha do grafico a ser ou aberta activada Q Function indica se folha do grafico deve ser aberta Chart Refnum o n mero refer ncia da folha de grafico criada ou aberta Open Excel Este VI abre o Excel criando um novo n mero
186. ror in um cluster de informa o contendo o estado de erro em diversos tipos de opera es antes da execu o deste VI Se houver erro o c digo deste VI n o executado Caso contr rio ele pr prio modifica este cluster caso haja erro na sua execu o Esta informa o passada para o error out error out o estado de erro depois de executado VI Em caso de haver erro este poder ter sido originado neste VI ou antes e copiado de error in DB to Globals Este VI inicializa as vari veis globais com informa o da base de dados Connection Reference error Ih DB to Globals error out Connection Reference a refer ncia de liga o base de dados AP NDICE D MANUAL DO PROGRAMADOR 102 Init Globals Este VI inicializa algumas vari veis globais com valores pr definidos e inclu dos no c digo IWIT GLOG Init Globals read_ini Este VI obt m os par metros de configura o de um ficheiro de texto tipo INI Recebe uma string multi linha com o conte do do ficheiro e uma lista de itens Retorna a lista de par metros lidos Configuration Lines Configuration terns error in riot an error Configuration Parameters error out read ini O Configuration Lines s o as linhas com o conte do do ficheiro O Configuration Items a lista de itens O Configuration Parameters a lista de par metros retornados ser glob Este VI cont m as vari veis globais uti
187. s sectores papeleiro cimenteiro pl sticos produ o de energia el ctrica centrais termoel ctricas e petrol fero refinarias cujos objectivos a cumprir s o satisfeitos pelo sistema desenvolvido arquitectura servidor cliente e os equipamentos standard escolhidos baseados em computador pessoal com sistema operativo Windows permitem efectuar configura es diversas sem necessidade de altera es profundas ao sistema desenvolvido Est o previstas as seguintes configura es para o sistema EcoMonitor e EcoMonitor LOCO consiste numa nica esta o de aquisi o processamento e visualiza o de dados e EcoMonitor NET consiste num conjunto de m ltiplas esta es remotas interligadas por uma rede de comunica es centralizadas num servidor de gest o do sistema e corresponde configura o Instalada na Portucel Viana e EcoMonitor TELE consiste num conjunto de m ltiplas esta es remotas servidores centrais e regionais com interliga o atrav s de linha telef nica comutada anal gica ou digital Como resultado do conhecimento adquirido com o sistema EcoMonitor est o em fase de aprecia o diversas propostas de implementa o de sistemas similares das quais se destacam as seguintes e sistema de monitoriza o da qualidade do ar a n vel nacional com 21 postos de aquisi o de dados 10 centrais regionais e 1 servidor nacional para concentra o e arquivo de dados o n vel cliente similar
188. s inv lidos dos sinais seleccionados Hour Averages cont m os valores m dios hor rios dos sinais seleccionados Two Day Averages cont m os valores m dios di rios dos sinais seleccionados Maximum retorna o valor m dio m ximo Total Two Days o n mero de m dias de 48 horas Values Above Limit o n mero de m dias acima do limite Values Above Limit 80 o n mero de m dias acima de 80 do limite Values Above Limit 110 o n mero de m dias acima de 100 do limite Stamps s o as datas para os valores m dios di rios Percentil 95 o percentil 95 das m dias de 48 horas Percentil 97 percentil 97 das m dias 48 horas Interface com base de dados SQL Nesta sec o s o descritos os VPs relacionados com o acesso base de dados Estes 5 servem na sua maioria para construir as query s para consulta da base de dados e os comandos de manipula o da mesma Alter Table Acrescenta novas colunas a uma tabela da base de dados Connection Reference in Table Hame Column Detinitons Alter Table vi error out Connection Reference a refer ncia da conex o com base de dados obtida na liga o inicial O Table Name nome da tabela qual se acrescentam as colunas Q Column Definitions um array com informa o relativa s colunas a inserir nome e de dados Begin Transaction Inicia uma transac o e enquanto n o ter
189. scolha da arquitectura pode facilitar em grande parte a tarefa de gest o do sistema Novamente a arquitectura escolhida responde a estas necessidades oferecendo ao operador similaridade entre aplica es ao mesmo n vel e capacidades de diagn stico e configura o remotas a partir do servidor A funcionalidade a implementar em conjunto com a facilidade de utiliza o da interface gr fica permitem a gest o corrente do sistema com recursos internos do seu propriet rio Outros benef cios da escolha de uma arquitectura servidor cliente s o e a possibilidade de implementar um sistema aut nomo dos existentes partilhando alguns dos recursos como a rede de comunica es 3 ARQUITECTURA E FUNCIONALIDADE DO SISTEMA 19 e capacidade adaptar os processamentos a efectuar as necessidades pontuais devido independ ncia entre o sistema de aquisi o e arquivo de dados e a componente de elabora o de relat rios 3 2 O Sistema EcoMonitor Uma vez definida a arquitectura base do sistema as suas componentes s o particularizadas e definidas tendo em conta o cumprimento dos objectivos descritos anteriormente Para tal s o identificadas as principais funcionalidades de cada um dos dois n veis de utiliza o o n vel servidor e o n vel cliente ver Tabela 3 1 e Tabela 3 2 respectivamente Servidor pr processamento de dados adquiridos e arquivo em base de dados gest o da comunica o bi direccional com os client
190. senvolvimento do sistema EcoMonitor adoptado um modelo misto com o objectivo de reduzir o tempo total de desenvolvimento 34 A implementa o simplificada pela escolha do LabVIEW como ambiente de desenvolvimento das aplica es 39 Este modelo representado graficamente na Fig 4 1 contempla os seguintes passos e Defini o do projecto elabora o das especifica es com discuss o exaustiva da funcionalidade a implementar ao n vel dos processamentos a efectuar e do ponto de vista do operador e Estrutura funcionalidade defini o da estrutura dos v rios m dulos a implementar e da funcionalidade associada com eventual esbo o do diagrama de blocos de fun es e interliga es de cada aplica o e Implementa o VI s concep o das fun es necess rias para atingir a funcionalidade pretendida aos diversos n veis em que idealmente cada fun o corresponde um VI em LabVIEW e Teste modular teste de cada uma das fun es de baixo n vel e Integra o de m dulos elabora o dos m dulos constitu dos pelas v rias fun es de baixo n vel e teste funcional independente do funcionamento do sistema 4 ESTRATEGIA DE DESENVOLVIMENTO 42 e Teste do sistema teste global do sistema para verifica o da comunica o entre m dulos e correcta implementa o das especifica es e Coment rios do operador teste e utiliza o provis ria do sistema in loco e eventual cor
191. si o de dados computador pessoal n vel cliente computador pessoal n vel servidor rede de comunica es 3 3 1 Sistema de aquisi o de dados O sistema de aquisi o de dados do n vel cliente explora o conceito de instrumenta o virtual 2 constitu do por um computador pessoal e placas de interface gen ricas em que a funcionalidade determinada pelas 3 ARQUITECTURA E FUNCIONALIDADE DO SISTEMA 27 aplica es Desta forma s o atingidas a baixo custo a flexibilidade e funcionalidade pretendidas pelo utilizador final Um sistema de aquisi o de dados tem de possuir as seguintes propriedades 25 e amplifica o do sinal aproveitamento m ximo da gama do conversor anal gico digital A D e filtragem elimina o de componentes de alta frequ ncia usualmente interfer ncias ou ru do e isolamento el ctrico garantia de seguran a entre ambos os equipamentos sensores e computador e n mero de canais sistema compacto para aquisi o de um elevado n mero de canais e ritmo de aquisi o periodicidade da amostragem do sinal para processamento e resolu o m nima varia o do sinal detect vel associada ao n mero de bits do conversor A D Os sinais a medir e actuar ao n vel cliente s o listados se seguida bem como as suas caracter sticas Tipo Caracter sticas Quantidade entradas anal gicas 1 5 V ou 4 20 mA entradas digitais sensor de 24 V CC saidas digitais
192. sig1 txt Pos Name INIT out pos_init i O Name devolve nome do CEM actual CR CA ou FC por extenso pos_main Este VI o principal das fun es de aquisi o de dados respons vel por gerir a configura o calibra o leitura arquivo em ficheiros tratamento de erros calibra es entre outras fun es Ao Iniciar a aplica o esta vai esperar at ao primeiro m ltiplo de 15 minutos para sincroniza o e depois mais 15 minutos para aquecimento do equipamento de aquisi o Depois entra num per odo m nimo de 15 minutos de calibra o at atingir uma hora certa 15100 altura a partir da qual sistema inicia aquisi o de dados DAQ efor pos main pos_rdgl Este VI respons vel por ler os par metros de configura o guarda los na vari vel global pos_glob AP NDICE D MANUAL DO PROGRAMADOR 148 Configuration Parameters Program Path in hot error pos rdgl_vi O Configuration Parameters cont m uma lista de par metros a ler do ficheiro O Program Path devolve a localiza o actual da aplica o pos rdsg Este VI l o ficheiro do configura o dos sinais actualizado pelo n vel servidor pos_sig1 txt Signals Hame Signals Signals Lines ermar out error in riot error pos ri Q Signals Name indica nome do sinal O Signals Mode indica se o sinal est a ser adquirido
193. ssssdsecdstsdsiecsdecssdcdsssesscasecscdsecestscstccssdemeounsde 56 FIG 5 12 PAINEL DE CONFIGURA O DR 56 PIG 3413 PAINBE DE INTRODU O DE CONSTA NIB __________________ 57 FIG 5 14 PAINEL DE CONFIGURA O DE ATE A TRIMIE SS 57 FIG 5 15 PAINEL DE CONFIGURA O DE SINAIS E INTRODU O DE VALORES ccccsscesseesseeseeesecsecssecsseesecesscesscesecesecesecssecsseesssesscessceseceseceseeaeens 58 DE VISUALIZA O DE PARAMETROS AAA 59 BG 60 PIG 5 18 PATNEL DE CONFIGURA O DE LEITURA DO AS 4 __________________ 60 OALIZACIO DECIR 61 FIG 5 20 CONFIGURA O DE AMPLIA O ________ _ _______ _ __ _____________6 6 62 FiG 5 21 PAINEL DE COMPARA O ENTRE C EM Sirp AOAO 63 Fea DE IMPRESSAO DE GRAFICOS S 63 FG 5 2 PANT LDE ESCOLHA DELIS TAGEN 64 CONEDE LISTAGEM DE CALIBRATORS 65 Pea SFAT DET TA SY 65 PAINEL DE LIS TAGE M DE 66 Pea SALETE CONRO 67 FIG 5 26 PATNBL DE EMISS O DE RELA PORTOS SS 67 FIG 5 29 PAINEL DE NOTIFICA O DE ALARMES ccsscesscsssesssesseessecesecsecsseesscesscesscesscesscesecesecssecssecsssesssesscesscesscesecesecsecssecsssesssesssessceseceseceseceaeens 68 90 PAINEL DE EDI O DE COMENTARIOS 69 P ANEL DE AINICIALIZA O DO NIVEL CLIENTE 69 FIG 5 32 PAINEL DE UTILIZ
194. stantes 4 2 3 Tarefa 3 Integra o dos Equipamentos do N vel Cliente Esta tarefa contempla a integra o e teste exaustivo dos equipamentos constituintes do n vel cliente e desenvolvimento de m dulos da aplica o de baixo n vel e integra o dos equipamentos do n vel cliente e desenvolvimento de m dulos de baixo n vel para controlo do sistema de aquisi o de dados e desenvolvimento de uma aplica o de teste e teste de robustez do prot tipo e integra o definitiva dos restantes equipamentos do nivel cliente 4 2 4 Tarefa 4 Desenvolvimento da Aplica o do N vel Cliente Esta tarefa contempla o desenvolvimento da aplica o do n vel cliente dividida nas seguintes fases e concep o da arquitectura da aplica o e desenvolvimento e implementa o do c digo 4 2 5 Tarefa 5 Desenvolvimento da Aplica o do N vel Servidor Esta tarefa contempla o desenvolvimento da aplica o do n vel servidor dividida nas seguintes fases e concep o da arquitectura da aplica o e desenvolvimento e implementa o do c digo 4 2 6 Tarefa 6 Integra o da Interface com o 5 400 Esta tarefa contempla a integra o da interface entre o sistema EcoMonitor e o sistema IBM AS 400 4 ESTRATEGIA DE DESENVOLVIMENTO 45 4 2 7 Tarefa 7 Desenvolvimento do M dulo de Interface com AS 400 Esta tarefa consiste no desenvolvimento do m dulo de interface do sistema EcoMonitor com o sistema IBM AS 4
195. stos o servidor Measure Server Este implementa o servidor de TCP IP para a recep o de medi es Ap s Inicializa o espera por novas liga es e para cada uma delas recebe os dados e insere na base de dados Tamb m verifica se um cliente n o comunica por mais de 17 minutos caso em que a liga o desligada e o operador notificado E Measure Server vi O Port o porto do servidor onde os clientes se ligam ao servidor de medi es Queue Measure Este VI insere ou retira identificadores de liga o de uma pilha Regista a hora de quando uma liga o inserida e o nome do cliente Empty Head Connection Head Time Head Insert FALSE New Connecton New Name Queue Measure Yi Insert indica que se deve inserir ou retirar um elemento da pilha New Connection a novo identificador de conex o a inserir na pilha New Name o nome do cliente que realizou a conex o Empty Indica se a pilha est vazia Head Connection a cabe a da pilha que foi retirada Head Time a hora de inser o correspondente ao identificador retirado do topo pilha Head 6 nome do cliente correspondente ao identificador retirado do topo pilha Send_Ack Este VI envia uma mensagem de recep o ao cliente A mensagem cont m uma string com o par data tempo no servidor utilizada pelos clientes para se sincronizarem Esta ac o registada no ficheiro de eventos
196. sui placas de interface para o bus ISA Entradas anal gicas e entradas sa das digitais com isolamento Modularidade de 8 canais por placa entradas anal gicas e 16 canais por placa entradas e sa das digitais Resolu o e ritmo de aquisi o adequado Possui sistema de aquisi o de dados modular com isolamento e robustez para aplica es tipo industrial mas com modo de programa o e protocolo de comunica o propriet rio N o possui bibliotecas de alto n vel para grande parte das placas programa o ao n vel do mapa de registos Algumas placas compat veis com Labtech Notebook e Keithley 30 possui placas de interface para o bus ISA e PCI Entradas anal gicas e entradas saidas digitais com isolamento atrav s de adapta o com m dulos do tipo 5B ou sistemas industriais de expans o Modularidade de 8 canais por placa entradas anal gicas 16 canais com m dulos 5B ou 64 canais com sistemas industriais e 16 canais por placa 8 entradas e 8 sa das digitais Resolu o e ritmo de aquisi o adequado Possui bibliotecas de alto n vel em formato DLL para utiliza o em linguagem de programa o C Microsoft e Borland e tamb m para Microsoft Visual Basic para Microsoft Windows 95 e NT Placas compat veis com Test Point e algumas com LabVIEW Limita o no controlo simult neo de m ltiplas placas com ambas as aplica es e National Instruments 23 possui placas de interface para o bus ISA e PCI e
197. t Right Graphics In Signals Active Plots Colors Mult Fact Print Opton vi Period o intervalo de tempo a que relatam os dados a imprimir Axis Info cont m informa o sobre os eixos do gr fico m ximo m nimo incremento e unidade Left Right indica quais os sinais que est o atribu dos escala da direita e da esquerda Graphics In cont m os dados relativos aos sinais seleccionados Signals s o os sinais dispon veis para selec o Active Plots indica quais os sinais seleccionados Colors cont m informa o sobre as cores de cada sinal Limits indica se os limites est o ligados Mult Fact factor de multiplica o necess rio corrigir os valores da escala da direita List Option Este VI implementa o onde se escolhe que de listagem a realizar AP NDICE D MANUAL DO PROGRAMADOR 144 Actye Plots Graphics In Signals On DeD ata Lett Fight Mult Fact List Option Yi Active Plots indica quais os sinais seleccionados Graphics In cont m os dados relativos aos sinais seleccionados Signals On s o os sinais dispon veis para selec o DeData a data de inicio do per odo de tempo a listar Adata a data do fim do per odo de tempo a listar Leg s o as legendas correspondentes aos sinais dispon veis utilizado para escolha m ltipla Left Right indica quais os sinais que est o atribu dos escala da esquerda e da direita Mult F
198. tadas em ficheiro no computador pessoal Existe anda um mecanismo de controlo de acessos para garantir a seguran a da aplica o A utiliza o de um computador pessoal ao n vel cliente permite atingir uma flexibilidade e fiabilidade muito elevadas atrav s da correcta especifica o e implementa o da aplica o de forma a garantir a aquisi o de dados em cont nuo e a recupera o de eventuais falhas por exemplo de comunica o Esta aplica o tem diversos mecanismos de seguran a e diagn stico para permitir uma opera o e manuten o muito simplificada 3 ARQUITECTURA E FUNCIONALIDADE DO SISTEMA 37 3 6 Estrutura do Nivel Servidor A aplica o do n vel servidor tem como principais objectivos arquivo de dados e a sua posterior visualiza o utiliza o para emiss o de relat rios conforme descrito na Tabela 3 1 A este n vel s o prestados um conjunto de servi os ao operador e s aplica es do n vel cliente de forma concorrente conforme se esquematiza na Fig 3 7 Os servi os prestados pelo servidor s o e comunica o com os clientes medidas e calibra es recep o dos valores medidos pelos sistemas de aquisi o de dados e recep o envio das ordens de calibra o e processamento e arquivo em base de dados convers o das grandezas el ctricas em grandezas f sicas normaliza o e arquivo em base de dados ver sec o 2 2 2 e emiss o de relat rios elabora o
199. tador como base de um sistema de aquisi o de dados tem as seguintes vantagens 4 e quantidade e diversidade de ferramentas de programa o dispon veis e computadores pessoais dispon veis para teste das aplica es fora das linhas de produ o e grande variedade de sistemas de aquisi o de dados baseados em computador pessoal torna os sistemas tecnologicamente avan ados e de baixo custo e disponibilidade de aplica es para interface com sistemas de aquisi o de dados e baixo custo dos computadores pessoais e acess rios LIGA O S RIE COMPUTADOR PESSOAL INTERFACE RS 485 a SISTEMA DE AQUISI O DE DADOS PROCESSO Fig 3 3 Sistema de aquisi o de dados remoto A elevada disponibilidade de componentes standard amplamente testadas faz do conjunto sistema de aquisi o de dados computador pessoal uma plataforma interessante para efectuar a interface com o mundo real A 3 ARQUITECTURA E FUNCIONALIDADE DO SISTEMA 23 utiliza o de um sistema de aquisi o de dados gen rico cuja funcionalidade definida pela aplica o a desenvolver confere ao sistema uma grande flexibilidade Alguns sistemas de aquisi o de dados comunicam com o computador pessoal atrav s de uma linha s rie por exemplo RS 485 Estes sistemas podem ter os isolamentos el ctricos necess rios ao isolamento entre computador pessoal e os sensores e beneficiam do facto de serem totalmente
200. tamento estat stico o per odo de integra o base definido como sendo de 60 minutos O relat rio com os resultados do autocontrolo produzido num formato standard folha de c lculo pr formatada em Microsoft Excel e enviada em suporte magn tico disquette de 3 5 s entidades competentes Existem dois tipos de relat rios para as GIC e para as restantes fontes de emiss o cujo processamento necess rio elabora o dos relat rios explicitado respectivamente nas Fig 2 4 e Fig 2 5 e os modelo pr formatados s o apresentados no Ap ndice B Os valores referidos nas figuras s o sempre valores v lidos calculados de acordo com o referido na subsec o anterior 2 ESPECIFICA O 12 ARQUIVO PERIODO DE PROCESSA MENTO EMISS O DO gt INTEGRA O gt ESTA 1 gt RELAT RIO Par metros relativos a cada unidade n mero de horas de funcionamento efectivo da unidade n mero de dias de funcionamento efectivo da unidade Par metros relativos a cada poluente n mero de valores m dios n mero de valores m dios de 48 horas valor m dio mensal com base em todos os valores v lidos valor m ximo de todos os valores m dios valor m ximo de todos os valores m dios di rios valor m ximo de todos os valores m dios de 48 horas n mero de valores m dios di rios gt 110 da norma de emiss o n mero de valores m dios gt 110 da norma de emiss o n mero de valores m dios 48 horas gt
201. te VI indica se um ponto est entre outros dois pontos e qual o sentido ascendente ou descendente de uma hipot tica recta tra ada entre os dois pontos dados between Um Hun between Between Yi Limit o ponto que se pretende saber se intersectado Num 1 o primeiro ponto dado Num 2 segundo ponto dado between booleano indica se o ponto limite se encontra entre os dois pontos dados 000009 between inteiro qual o sentido da recta hipot tica tra ada entre Num 1 e Num 2 Build Chief Signal Este VI cria um sinal virtual que n o mostrado mas que serve como guia para os outros sinais CHIEF Period SIGNAL Build Chief Signal vi O Period o intervalo de tempo a mostrar no gr fico Build Cursor List Este VI constr i um array com informa o relativa s calibra es cursores n o m veis Colors Calibrations Signal Info 522 Signals Ur Cursor List Build Cursor List vi Colors cont m a informa o das cores dos sinais existentes no gr fico Calibrations cont m a informa o sobre as calibra es existentes para os sinais mostrados no gr fico Signal Info cont m informa o sobre os sinais mostrados no gr fico Signals On indica quais os sinais seleccionados para um determinado CEM Cursor List a lista com os cursores visualizar Build Graphic Statement Este VI constr i a string com os sinais a consultar na base de dados Sig
202. to do sistema in loco S o ainda referidas algumas oportunidades de desenvolvimento de sistemas similares para outras entidades Em ap ndice s o apresentados os par metros de configura o do sistema os exemplares dos relat rios oficiais criados automaticamente a descri o dos relat rios internos o manual do programador e o cronograma de tarefas programadas para a execu o do sistema 1 INTRODU O 2 ESPECIFICA O 7 2 Neste capitulo s o apresentadas as especifica es t cnicas e funcionais do sistema Como o sistema EcoMonitor se destina primeiramente a cumprir um conjunto de normas legislativas ficam desta forma definidos um conjunto de requisitos a v rios n veis Por outro lado s o de considerar requisitos funcionais por parte do operador e requisitos globais resultantes da envolvente ao sistema concep o e posterior desenvolvimento de um sistema para funcionamento ininterrupto numa unidade industrial implica preocupa es acrescidas nos campos da robustez e fiabilidade e tamb m na ausculta o das necessidades por parte do seu futuro operador referido no texto como propriet rio do sistema Perante estes factores a correcta elabora o e aprova o das especifica es s o fases decisivas para garantir o sucesso ap s implementa o do sistema 2 1 Introdu o O sistema EcoMonitor tem como objectivo final a instala o na Portucel Viana uma das maiores
203. tralmente os relat rios oficiais para entrega s autoridades competentes O EcoMonitor constitui um trabalho de engenharia completo e multidisciplinar pois parte de um conjunto de requisitos legais e outros e finaliza num sistema funcional correspondente ao pretendido As aplica es desenvolvidas implementam um conjunto de funcionalidade e automatiza o muito elevadas e como medida da complexidade das aplica es desenvolvidas n vel servidor e n vel cliente s o apresentadas na Tabela 6 1 algumas m tricas efectuadas As m tricas apresentadas representam e VI s n mero de fun es implementadas o seu tamanho e VI s de LabVIEW utilizados fun es de LabVIEW utilizadas e fios de liga o quantidade de fios de liga o entre cones utilizados e controlos quantidade de controlos entradas de vari veis em 5 utilizados e indicadores quantidade de indicadores sa das de vari veis de VI s utilizados 6 CONCLUSOES PERSPECTIVAS DE TRABALHO FUTURO 73 Servidor Cliente VI s VI s tamanho em Mbytes VI s de LabVIEW utilizados fios de liga o controlos indicadores Tabela 6 1 M tricas das aplica es desenvolvidas 6 2 Perspectivas de trabalho futuro O um sistema flex vel e expans vel com diversas reas de aplica o na industria nomeadamente as identificadas como GIC pela legisla o referida em 14 a 16 Nesta categoria est o inclu das empresas do
204. ut Timing wi O TCP Refnum n mero identificador da conex o TCP IP com o servidor O TCP Refnum saida uma c pia do par metro de entrada TCP Refnum Transmit Calibra Este VI estabelece a liga o TCP IP para o envio e recep o das mensagens relacionadas com as calibra es Machine Port Transmit_Calibra O Machine nome da m quina onde se encontra o servidor O Port numero do porto para se ligar ao servi o das calibra es no servidor Transmit Measure Este VI estabelece a liga o TCP IP para o envio e recep o das mensagens relacionadas com as medi es Machine Port Transmit_ Measure vi O Machine nome da m quina onde se encontra servidor AP NDICE D MANUAL DO PROGRAMADOR 152 Port o numero do porto para se ligar ao servi o das medi es servidor Update Graph Este VI actualiza o gr fico de acordo com o estado dos bot es de sinal carregados Active Plots POSTO axis Into Actyve Plots Out Update Graphri Active Plots um array que representa os estado dos bot es dos sinais a serem visualizados Graphic um cluster com a informa o a ser representada no gr fico Refresh Diz quando se deve fazer a actualiza o do gr fico X axis Info um cluster que contem a coordenada inicial e final em segundos do eixo horizontal Active Plots Out o array que contem o estado final e v lido dos bot es dos sina
205. valores consecutivos se distanciam mais de 15 minutos o intervalo entre eles preenchido com o valor 0 Times tampas a Complete Timestamps Values GAP Complete Values Fill Time TimeStamps o array que cont m o eixo dos do gr fico pares data hora a visualizar Values o array que cont m o eixo dos Y do gr fico O Complete TimeSTamps o array que cont m eixo dos X depois serem preenchidas as falhas Complete Values array que cont m eixo dos depois preenchidas as falhas com zeros Fill Value Gap Calcula quantos pontos faltam entre dois valores preenchendo essas falha com o n mero de zeros adequado Second Date Fill Timestamps Array First Date Fill Array Fill Value Second Date segundo valor First Date primeiro valor Fill TimeStamps Array 6 array que cont m os pares data hora em falta Value Array 6 array que cont m os valores falta Get Data to Expression Este VI consulta da base de dados a informa o a utilizar no c lculo da express o ray Get Data to Expression ri Signals indica quais os sinais seleccionados para o c lculo da express o Period indica o intervalo de tempo a buscar na base de dados YArrays array com os valores a utilizar no calculo da express o XArray o array com a informa o relativa ao eixo dos X do gr fico 069 XArray
206. za o e retorna ao painel Principal e Sair retorna ao painel Principal Nos relat rios Internos inclu da informa o sobre o operador respons vel e a data de cria o 5 4 26 Painel de notifica o de alarmes Alarms vi Fig 5 29 Painel de notifica o de alarmes Este painel lan ado automaticamente quando a aplica o ligada e lista as ocorr ncias de alarmes durante a execu o da aplica o Existem dois bot es neste painel e Editar Coment rio permite alterar o coment rio a inserir na base de dados atrav s de outro painel e Aceitar Alarme aceita um alarme e insere o na base de dados com o respectivo coment rio 5 4 27 Painel de Edi o de Comentario Neste o operador pode alterar o coment rio associado a um alarme a ser inserido base de dados Est acess vel atrav s do bot o Editar Coment rio do painel de Notifica o de Alarmes O bot o Sair retorna ao painel de Notifica o de Alarmes e modifica o coment rio existente na tabela de alarmes 5 INTERFACE OPERADOR 69 Ack_Alarms vi Comentario Erro devido a Fig 5 30 Painel de edi o de coment rios 5 4 28 Painel de Inicializa o do n vel cliente gt Startup vi Introduza passwerd do posto Password Fig 5 31 Painel inicializa o do nivel cliente Este painel invocado no in cio e finaliza o da aplica o do n vel cliente on

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