Autor: Hugo Ferreira
Este artigo técnico descreve a concepção, desenvolvimento e implementação de um sistema supervisório destinado ao controle de pesagem automatizada de silos industriais, com foco em precisão, rastreabilidade e integração com sistemas de automação. O sistema utiliza uma arquitetura SCADA moderna, integrando sensores de carga, controladores lógicos programáveis (CLPs), algoritmos PID, interface homem-máquina (IHM) customizada e banco de dados relacional para armazenamento de receitas e eventos. A solução desenvolvida visa substituir o processo manual por um fluxo totalmente automatizado, otimizando o desempenho operacional, reduzindo falhas humanas e garantindo a uniformidade do produto final.
A indústria moderna exige eficiência, rastreabilidade e confiabilidade nos processos produtivos. Em linhas que utilizam silos para armazenamento e dosagem de matérias-primas, o controle preciso de peso é fator determinante para garantir qualidade, padronização e conformidade com normas de produção. Tradicionalmente, esse controle era feito manualmente, o que acarretava imprecisões, atrasos e alto índice de desperdício.
Neste cenário, a utilização de sistemas supervisórios integrados à malha de controle apresenta-se como solução robusta, permitindo monitoramento em tempo real, atuação automática sobre atuadores, registro de eventos e configuração remota de receitas de produção.
O sistema desenvolvido é composto por quatro níveis funcionais:
Nível de Campo: onde estão localizados os sensores de carga (células de carga analógicas com saída mV/V), inversores de frequência, válvulas pneumáticas e motores de acionamento dos silos e esteiras.
Nível de Controle: responsável pelo processamento lógico e execução de estratégias de controle (CLP), com destaque para os blocos funcionais PID embarcados e comunicação com periféricos via protocolo Modbus TCP/IP.
Nível de Supervisão: software SCADA (ADISRA SmartView) que realiza a interface homem-máquina, coleta dados em tempo real, registra históricos e alarmes, e oferece ferramentas de análise e operação.
Nível de Informação: banco de dados PostgreSQL para armazenamento estruturado de receitas, logs de produção, erros, alarmes e parâmetros de calibração.
A aquisição de dados é feita a partir de scripts em JavaScript no SCADA, que interpretam os sinais lidos do CLP e os armazenam periodicamente no banco de dados. As receitas de produção são consultadas e aplicadas diretamente no controle via API REST, garantindo dinamismo e integração com sistemas corporativos (ERP/MES).
O sistema opera com células de carga instaladas na base de cada silo, conectadas a módulos analógicos do CLP, com resolução de 16 bits. O valor lido é convertido para unidade de massa (kg) por meio de uma curva de calibração individual para cada silo.
Um controle PID é aplicado para regular a velocidade dos motores dosadores, de forma a alcançar o peso de referência com mínimo overshoot. Os parâmetros de controle (Kp, Ki, Kd) são ajustáveis via tela de parametrização e podem ser testados em tempo real pelo operador.
A IHM possui os seguintes módulos:
Dashboard de Produção: exibe o status de cada silo, pesagem atual, peso-alvo, ciclos de produção, tempo de mistura, tempo total e modo de operação (manual/automático).
Tela de Configuração: permite ajustes nos parâmetros PID, configuração de inversores (velocidades mínimas/máximas, tempo de falha), calibração de células de carga, e perfil de usuário.
Gestão de Receitas: interface de carregamento dinâmico de receitas cadastradas no banco de dados.
Histórico e Alarmes: apresenta alarmes ativos e resolvidos com timestamp, possibilitando rastreabilidade de falhas.
Controle de usuários com níveis de acesso (Administrador, Engenharia, Operador);
Sistema de alarme com prioridade e bloqueios de segurança para evitar comandos conflitantes;
Validação cruzada de sensores antes da liberação dos ciclos.
A implantação do sistema gerou os seguintes resultados observáveis:
Redução de 28% no tempo de dosagem por ciclo, devido à automação do controle de vazão;
Erro médio de pesagem reduzido para ±1%, atendendo aos critérios de qualidade exigidos pelo cliente;
Registro automático de dados de produção e alarmes, otimizando a rastreabilidade e a análise de falhas;
Redução de intervenção humana direta em 80% do processo de mistura, melhorando a segurança operacional e liberando operadores para outras tarefas.
A implementação do sistema supervisório para gerenciamento de pesos em silos demonstrou-se tecnicamente viável, economicamente justificável e estrategicamente vantajosa. A automação do processo, aliada à visualização em tempo real e controle de variáveis críticas, resultou em ganhos significativos na confiabilidade, eficiência e padronização do processo industrial. Além disso, o uso de tecnologias abertas e integráveis garante escalabilidade e atualização futura do sistema com baixo impacto estrutural.
