Hoje, em todo o mundo e em todos os setores, a automação industrial está transformando desde pequenas operações no chão da fábrica até a maneira como as empresas fazem negócios.

A medida em que a tecnologia avança e se integra com o Big Data, Internet das Coisas (IoT), Realidade Virtual (VR) e Artificial Inteligência (IA), a indústria está vendo softwares e equipamentos cada vez mais completos e eficientes, proporcionando aumento significativo da produtividade, qualidade dos produtos e redução dos custos de operação e produção.

Muitos dispositivos, softwares, infraestrutura de TI e rede são envolvidos neste processo e para que você consiga entender melhor a relação entre eles, preparamos este artigo sobre os diferentes níveis de automação industrial. Em qual deles se encaixa a sua empresa?

Níveis de Automação Industrial

Basicamente, existem cinco níveis na automação industrial:

Nível 1 – Aquisição de dados e controle manual

Este é o primeiro e mais básico nível de automação industrial. Consiste em dispositivos de campo como sensores, atuadores, instrumentos, motores, válvulas, interruptores e outros equipamentos. É a etapa de aquisição de dados, também conhecida como chão de fábrica.

O principal objetivo da automação industrial é controlar as entradas e saídas e, para conhecê-las, é preciso controlá-las com eficiência. Se você não souber o que um sensor fará ou como um motor funcionará, não poderá avançar para o próximo nível de programação.

Esses dispositivos enviam e recebem dados com relação ao próximo nível. A transferência de dados pode ser digital, analógica ou em forma de comunicação.

Nível 2 – Manipulação e Controle Automatizado das Atividades

Este é o estágio onde o controle começa. Compreende CLPs (Controladores Lógicos Programáveis) e PIDs (Controlador Proporcional Integral Derivativo).

Os CLPs são controladores programáveis que se baseiam no conceito da IIot (internet industrial das coisas) ou indústria 4.0 e permitem a atribuição de todas as funções lógicas de uma máquina/equipamento. E o PID é utilizado para minimizar a característica de oscilação do controle de ligar/desligar. O Controle PID vai um pouco além para reduzir erros e fornecer precisão e estabilidade em um processo. Ele faz isso usando a ação integral e ações derivativas. Dessa forma elimina erros de desvio de controle e para gerenciar movimentos rápidos do processo. Todos os três termos PID precisam ser ajustados adequadamente com os requisitos da aplicação para alcançar o melhor controle.

A partir dos dados obtidos pelos sensores, parte-se para o controle de um motor de acordo com eles. E para fazer isso, é preciso um controlador – o CLP – que aceite a entrada do sensor de hardware e controle a saída do motor de hardware adequadamente, ou de um PID, que irá modular a saída de acordo com a entrada recebida, baseado em cálculos.

Porém como o PID é um dispositivo programado embutido, o operador não pode alterá-lo, o que só pode ser feito pelo fabricante.

Este nível pode ser denominado como estágio de controle e envia dados para o próximo nível por meio de formulário de comunicação.

Nível 3 – Supervisão de Processo Produtivo

Imagine que existam 10 CLPs em uma planta. Será necessário monitorá-los e controlá-los do seu escritório ou remotamente, o que requer uma rede e comunicação entre todos esses controladores.

Isso é feito pelo SCADA, Supervisory Control and Data Acquisition. Também chamado de sistema supervisório SCADA, são sistemas que utilizam software para monitorar e supervisionar as variáveis e os dispositivos de processos industriais, não industriais e equipamentos conectados através de servidores/drivers de comunicação específicos.

Os sistemas SCADA são cruciais para as organizações industriais, pois ajudam a manter a eficiência, processar dados para decisões mais inteligentes e comunicar problemas do sistema para ajudar a reduzir o tempo de inatividade.

A arquitetura básica do SCADA começa com controladores lógicos programáveis ​​(CLPs) ou unidades terminais remotas (RTUs), que se comunicam com máquinas, IHMs, sensores e dispositivos finais e encaminham as informações desses equipamentos e dispositivos para computadores com o software SCADA. O software SCADA processa, distribui e exibe os dados, ajudando os operadores e outros funcionários a analisar os dados e tomar decisões importantes.

Então, basicamente, a função do nível 2 é integrar todos os controladores de uma planta em uma única plataforma para supervisionar e controlar todo o sistema de uma só vez.

Nível 4- Planejamento e Gerenciamento da Produção

Para planejar, supervisionar e controlar os diferentes processos de fabricação do início ao fim, O MES (Manufacturing Execution System) pode ser adotado.

Os Sistemas de Execução da Manufatura são específicos para operações de produção, com ferramentas de gestão de processos como fluxo produtivo, estoque e consumo de materiais. São utilizados para definir procedimentos e etapas da produção, controle de insumos, turnos, lotes, inventários, perdas, rendimentos e produtos finais.

O MES cumpre dois papéis: um é o de controlar a produção, ou seja, considera o que foi efetivamente produzido e como foi produzido e permite comparações com o que estava planejado para, em caso de não coincidência, permitir o disparo de ações corretivas. O outro é de liberar as ordens de produção, tendo a preocupação de detalhar a programação da produção definida pelo MRP (Manufacturing Resources Planning). Assim, ele garante que o plano definido pelo MRP seja cumprido.

Múltiplas plantas (do início ao fim), várias informações de dados de fornecedores, informações de equipamentos e planejamento e gráfico diário de fabricação podem ser visualizados e controlados por meio do MES.

Nível 5 – Planejamento Estratégico e gestão empresarial

Existem vários departamentos em uma indústria – vendas, compras, RH, finanças, logística, produção, controle de estoque, etc. Se todos os processos após a fabricação (MES) não estiverem conectados e forem feitos manualmente, ele pode até fornecer as saídas desejadas, mas em ritmo muito mais lento, prejudicando a produtividade.

E é aí que o ERP (Enterprise Resource Planning) entra em cena. Ele é um software para gerenciamento administrativo das empresas. Permite a organização e controle de dados e processos, dando visibilidade às informações de materiais, estoque, ordens de venda, etc. A integração entre os departamentos produtivos e administrativos, permitida pela utilização de um ERP, é fonte de redução de custos, agilidade e competitividade no mercado.

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