Design Estratégico e Planejamento para Atualizações de Sistemas de Controle

Uma vez tomada a decisão de substituir ou modernizar o sistema de controle da sua planta ou instalação, é hora de iniciar uma parte crucial do processo: projetar e planejar. Esta etapa deve ser completada com diligência e metodicamente, pois um sistema de controle mal projetado ou planejado não durará ou funcionará bem. Antes que o design e planejamento possam começar, também é importante selecionar o sistema de controle certo. Você pode aprender mais sobre esse processo em um artigo anterior.

Como Projetar e Planejar um Sistema de Controle

Uma vez que você tenha seu orçamento e escolha do novo sistema de controle, é hora de desenvolver um plano e começar a projetar seu sistema.

Projetar um sistema de controle de substituição pode ser mais difícil que projetar um sistema de controle do zero. Ao projetar uma substituição para um sistema de controle existente, você pode ter que tomar decisões que normalmente não teria que tomar se fosse uma instalação nova. Sua planta existente pode precisar estar operacional durante a modernização, ou a substituição pode precisar ocorrer rapidamente durante uma paralisação. Você também pode precisar de designs alternativos ou ser flexível com seu design caso algo não saia exatamente como esperado.

O primeiro objetivo-chave para planejar sua substituição é documentar a instalação existente. Isso pode envolver reunir desenhos, documentos, bancos de dados, lógica do sistema de controle, configurações de telas HMI, etc. Muitas vezes, a documentação existente pode ser suspeita ou totalmente incorreta.

É uma boa ideia revisar a documentação existente e verificar partes-chave dela com a instalação existente. Se documentação existente não estiver disponível, você deve documentar o status do sistema existente. Realize isso com anotações, esboços, fotografias, vídeo, entrevistas com pessoal da planta, ou outros meios. Mesmo que a documentação existente pareça precisa, fotografias ou vídeo são uma maneira fácil de garantir que você capturou o máximo possível da instalação existente. Fotografias e vídeos também podem ajudar se você estiver trabalhando no design longe do local do sistema de controle — dá uma referência fácil à instalação sem estar fisicamente lá.

Figura 1. Estas fotos não ganharão concursos de fotografia, mas podem ser uma referência valiosa durante uma modernização de sistema de controle.

Ao documentar com fotografias ou vídeo, certifique-se de que suas fotos ou vídeo são claras e completas. Não se esqueça de capturar todas as áreas do sistema de controle existente. Organizar suas fotos logo após tirá-las é uma boa maneira de garantir que façam sentido dias, semanas ou até meses depois enquanto trabalha no design do novo sistema. Vídeos podem ajudar a complementar fotos. Você pode varrer uma área inteira ou gabinete de controle lentamente com o vídeo e voltar depois para pausar o vídeo e ver certas áreas que pode ter perdido com fotografias.

Obter a configuração eletrônica do sistema existente é tão importante quanto a documentação física. Suponha que a configuração existente possa ser mantida eletronicamente no hardware original enquanto implementa a configuração no novo hardware. Nesse caso, isso pode ser uma maneira prática de duplicar e testar a nova configuração. Você pode voltar à configuração original conforme necessário para completar a nova configuração quantas vezes for necessário.

Além de uma cópia eletrônica, uma cópia impressa da configuração e lógica completas também deve ser criada como referência. Esta documentação pode ser usada meses, até anos depois que o novo sistema de controle foi integrado para verificar uma configuração suspeita, faixa ou peça de lógica que foi questionada uma vez que o sistema está funcionando.

Implementando Novo Equipamento em Sistemas de Controle Existentes

Existem numerosas maneiras de abordar sua modernização ou substituição. Seu plano pode envolver uma abordagem em fases se você precisa manter as coisas funcionando ou tem muito pouco tempo de inatividade disponível. Você também pode optar pelo método "rasgar e substituir", onde remove completamente o sistema antigo e o substitui por um novo. Cada um desses métodos pode ter opções adicionais dentro de si. Você pode estar reutilizando as terminações de campo existentes ou utilizando um sistema de conversão do fabricante para terminações de campo.

Algumas abordagens em fases podem até usar o hardware I/O existente junto com as terminações de campo. Isso pode ser vantajoso por numerosas razões mas não elimina hardware obsoleto se essa é uma de suas preocupações.

Figura 2. Sistema de conversão de fiação I/O. Imagem cortesia da Allen-Bradley

Considerações de Lógica para Modernizações de Sistema de Controle

Ao converter lógica existente, existem vários métodos disponíveis para realizar esta parte do processo. Muitos sistemas de controle têm ferramentas de auto-conversão disponíveis para acelerar o processo de conversão. Tenha cuidado com algumas dessas ferramentas; elas fazem o trabalho rapidamente mas podem não fazê-lo da maneira que você faria se programasse manualmente. Muitas não são completas também. Você tem que "ler as letras miúdas", por assim dizer, sobre as capacidades de algumas dessas ferramentas.

Às vezes, as ferramentas de auto-conversão impedem você de aproveitar funções mais novas ou avançadas no novo sistema de controle. Formatação pode ser outra área onde ferramentas de auto-conversão falham. A ferramenta de auto-conversão foi programada para converter a lógica de uma maneira definida. Isso pode não ser a maneira mais vantajosa, e o formato pode não se adequar ao seu gosto ou diretrizes da planta.

Usar o programa atual como referência, programação manual pode ser mais lenta que o processo de auto-conversão mas pode proporcionar os melhores resultados ao comparar todas as alternativas. Com programação manual, você pode aproveitar recursos novos ou mais avançados do novo sistema de controle enquanto ainda tem a tranquilidade de estar usando lógica confiável que esperançosamente era totalmente funcional no passado. Você tem mais controle sobre a formatação do programa e pode revisar o programa por erros, inconsistências ou lógica ineficiente. Lógica existente pode ter evoluído ao longo dos anos e estado sob cuidados de múltiplos indivíduos que podem ter adicionado lógica e não seguido práticas de programação consistentes. Programação manual oferece oportunidades perfeitas para limpar coisas assim.

Se a lógica existente não está disponível ou é uma bagunça e tem sido propensa a erros e causado nada além de dores de cabeça aos usuários no passado, então nenhum dos métodos acima parece adequado para a lógica do novo sistema de controle. Às vezes, começar do zero pode ajudar a alcançar os melhores resultados do seu novo sistema de controle. Planejamento cuidadoso e revisão da documentação existente ajudarão a colocar a reprogramação total de um sistema em andamento apenas um pouco mais rápido que projetar uma instalação totalmente nova.

Figura 3. Equipamento de sistema de controle Allen-Bradley. Imagem cortesia da Allen-Bradley

Para resumir, abaixo estão algumas recomendações-chave para uma modernização ou substituição bem-sucedida de sistema de controle:

• Documentação: Como dito acima, na etapa de design e planejamento, documente a instalação existente minuciosamente. Forneça desenhos e documentos muito claros e detalhados para a nova instalação também.
• Pré-montagem: Monte o máximo possível do novo sistema antecipadamente enquanto o sistema antigo ainda está operacional.
• Simulação - Se possível, simule ou teste o novo sistema offline antes de derrubar o sistema antigo. Se você puder operar tanto o sistema antigo quanto o novo lado a lado, pode eliminar muitos erros pré-verificando a implementação do novo sistema enquanto referencia o sistema antigo.
• Flexibilidade: Tenha soluções alternativas prontas para problemas que você pode prever. Você precisará estar preparado para fornecer soluções alternativas na hora para outros problemas que não viu vindo.
• Educação: Visite outras instalações, leia artigos, ou converse com outros que completaram modernizações, especialmente do mesmo tipo, e obtenha seu feedback.
• Pesquisa: Pesquise minuciosamente suas soluções propostas de conversão e integração, pois os resultados anunciados pelo fabricante nem sempre são como parecem. Geralmente há trade-offs ao usar sistema de conversão do fabricante em vez de substituir completamente hardware ou terminações.
• Gerencie de perto: Não confie apenas em desenhos e documentos para transmitir seu design aos instaladores. Faça visitas frequentes, revise o escopo de trabalho próximo com os instaladores, e garanta que tudo está claro.