Resultados
Como resultado, a tela inicial do sistema supervisório é apresentado ao lado, tendo acesso a 6 ícones visíveis na tela, a planta baixa, configurações, média móvel, alertas e outros dois campos que não estão ligados diretamente a representação gráfica, um tendo acesso ao Watch List de todo o sistema, e outro tendo acesso ao site onde está disponível todo o conteúdo do projeto. No canto inferior direito é possível visualizar o ícone de alerta, nesse caso em específico está amarelo, logo, apenas algum tanque está na reserva, sem nenhum tipo de ruptura.
Ao acessar a planta baixa, é apresentado a visualização de todos os tanques posicionados em cada parte da embarcação, em cada tanque é apresentado um GIF dinâmico, podendo ter uma estimativa do preenchimento do tanque, seu valor em porcentagem, em litros, o volume máximo e um indicativo do tanque na reserva, caso acionado, o LED vermelho irá piscar.
Também com o ícone alertando se existe algum tanque na reserva ou com vazamento, nesse caso podendo ser clicado, sendo direcionado ao campo de alertas para diagnosticar qualquer avaria. Na planta é indicado qual tanque é usado para água ou combustível, nesse caso o diesel, separando entre boreste e bombordo para assimilar as direções.
Para a tela de configurações dos níveis, ela é feita para o profissional responsável pelo ajuste do sensor de acordo com o formato do tanque, esse processo é utilizado apenas uma vez a cada tanque, no caso de simetria, basta duplicar os valores para o tanque idêntico. Como citado anteriormente, sendo anotado os sinais do sensor para cada porcentagem, assim como o volume total, o sistema estará pronto para controlar e supervisionar os dados.
A tela para a média móvel é apenas para visualizar o volume ao decorrer do tempo, com ele é possível notar os pontos de maior variação, se o consumo está sendo alto ou baixo, caso exista a possibilidade de um sensor com defeito, será algo visível. No caso da imagem ao lado, foi para realizar um comparativo entre o sensor real e um sensor simulado.
O sensor real parece ter mais variações a primeira vista, porém o ScadaBr amplia ou reduz o gráfico dependendo da variação da função, no primeiro tem uma variação inferior a 1%, enquanto o segundo, por ser um data point virtual browniano, tem uma variação aleatória e superior, de aproximadamente 5%, todos esses dados em uma escala de 10 minutos.
Na tela de alertas, é útil para o usuário visualizar os tanques apenas com as informações de interesse, tendo em cada tanque a leitura do combustível, estrutura e temperatura, todos em "Ok" quando estão em condições normais, para o caso da temperatura, sempre Ok por apenas ser um exemplo de dado adicional, em combustível pode aparecer "reserva" e em estrutura o "vazamento", para saber especificamente onde está o problema.
Também foi adicionado uma tela mostrando os primeiros 5 eventos disponíveis do próprio software, apresentando erros na coleta de dados, data sources ou data points, podendo ter acesso direto de todos eles ao clicar em "lista de alarmes".
Nas imagens abaixo, apenas para demonstrar uma tela sem nenhum alerta e outra com indicação de vazamento.
Listagem de todos os data sources criados
Referente a Watch List, foram um total de 135 data points, para organização e testes, foram organizados por tanques e um de alerta para analisar os dados, como mostrado no canto superior direito.
Antes do projeto ser totalmente concluído, foi realizado testes do sistema supervisório na embarcação, nessa fase de teste a programação do volume é com cálculos baseados em níveis lineares, a imagem da esquerda apresenta a planta em um IHM na cabine do capitão, enquanto a da direita mostra a instalação dos sensores, juntamente com um disjuntor de proteção ligado a uma fonte industrial de 24V, com o esquema de ligação já mostrado com o módulo escravo, nessa fotografia apenas um sensor está totalmente instalado.
Vídeos de apresentação do sistema estão disponíveis no link abaixo:
https://drive.google.com/drive/u/1/folders/1qtspbTKONzVpfuUjnjz9_MNvbpayfrcP
Sobre os vídeos, o primeiro apresenta o sistema supervisório no geral, o segundo demonstra o funcionamento da média móvel, ao mover o sensor para simular a variação, gera uma variação no sensor, mas por conta da média móvel, essa variação em pequena quantidade de tempo se torna quase nula.
Considerações finais
Dificuldades e aprendizados
A execução deste projeto proporcionou uma série de aprendizados e enfrentamentos de desafios ao longo do caminho. Um dos principais aprendizados ocorreu na área de hardware, onde foi necessário estudar e compreender o funcionamento do sensor mencionado, juntamente com o módulo escravo e sua integração à rede Modbus. Embora já houvesse algum conhecimento prévio e experiência com o protocolo Modbus, aprofundar-se nesses componentes trouxe novos insights e conhecimentos.
Uma das principais dificuldades encontradas envolveu a implementação do cálculo preciso do volume do tanque. Foi desafiador desenvolver o código sem a possibilidade de adicionar bibliotecas ao ScadaBR, o que exigiu criatividade e busca por soluções alternativas para obter resultados precisos.
Outro ponto importante foi o uso do ScadaBR como plataforma de supervisão e controle do sistema. Embora já houvesse um certo nível de familiaridade com o software, muitas etapas apresentaram desafios inesperados. Isso incluiu o uso de diferentes data sources, a resolução de falhas desconhecidas e a utilização de componentes específicos na criação de representações gráficas, como a área de HTML.
Além disso, houve dificuldades relacionadas ao servidor Tomcat do computador. Problemas técnicos foram identificados, o que levou à instalação do ScadaBR em um computador virtual. Durante o processo de adição de vários data points, o desempenho do sistema foi afetado, exigindo uma solução para resolver os problemas no servidor Tomcat. Foi necessário superar esses obstáculos para garantir o correto funcionamento do sistema.
É importante ressaltar que cada desafio enfrentado ao longo do projeto trouxe aprendizados significativos. Essas dificuldades contribuíram para o desenvolvimento de habilidades técnicas e aprimoraram a compreensão do processo de medição do nível do tanque em embarcações. O conhecimento adquirido nesses pontos foi fundamental para o avanço e sucesso do projeto.
Conclusões
A solução proposta apresenta potencial para viabilizar a automação da medição de nível de combustível em embarcações de forma mais acessível e eficiente, especialmente em embarcações menores. A utilização de um sensor de pressão hidrostática e a regressão polinomial permitiram estimar o nível de combustível com uma boa aproximação da realidade.
A integração com o SCADABR possibilitou a supervisão do sistema e a implementação de recursos adicionais, como indicadores de baixo combustível e alarmes para vazamentos, fornecendo uma maior segurança e controle sobre o tanque de combustível.
No entanto, é importante destacar algumas considerações. As características específicas de cada tanque e a precisão do sensor de pressão hidrostática podem impactar a exatidão das medições. Além disso, o ambiente marítimo, com seus balanços e variações, pode influenciar a estabilidade das leituras do sensor, mesmo com o uso da média móvel.
Recomenda-se a realização de testes e validações adicionais para avaliar a precisão do sistema em diferentes condições de operação e verificar se a regressão polinomial escolhida é adequada para representar com precisão o volume do tanque. Também é importante considerar a manutenção adequada do sensor e a calibração regular do sistema para garantir a confiabilidade das medições.
Em suma, o trabalho apresentou uma abordagem promissora para a automação da medição de nível de combustível em embarcações, abrindo caminho para futuras melhorias e aprimoramentos na área de monitoramento de tanques em ambientes marítimos.