Introdução
Esta seção apresenta uma visão geral do pacote de software HIscada Pro , abordando sua arquitetura funcional, cenários de aplicação e detalhamento dos módulos que compõem o pacote: IDE, Kernel e Viewer.
Links relacionados
Opções de servidores OPC
Sistemas supervisórios de mercado
Atualmente existem no mercado de automação mundial dezenas de fabricantes de sistemas supervisórios, desenvolvidos com o objetivo principal de proverem ao usuário um ambiente de supervisão visual de uma planta industrial qualquer. Dentro deste conceito o termo “Planta Industrial” pode ser entendido como um conjunto predefinido de processos interconectados ou não que manipulam grandezas como vazão, fluxo, pressão, nível, temperatura, velocidade, PH etc.
Fig. Planta de processos típica
Quando a aplicação de supervisão é desenvolvida, o layout da planta a ser supervisionada já está definido e caso venha a ser alterado, a aplicação deve ser modificada pelos desenvolvedores da mesma. De forma geral, os sistemas supervisórios disponíveis “veem” a planta de processo como uma estrutura de centenas (eventualmente milhares) de pontos estáticos, obtidos de diferentes equipamentos, e preconfigurados pelo desenvolvedor da aplicação de supervisão para aquisição e integração na base de dados do sistema supervisório.
Apesar do cenário de aplicação descrito ser o mais comum de ser encontrado, existem alguns modelos de processos onde a utilização dos sistemas supervisórios de mercado tornam-se, quando não inviável, de difícil desenvolvimento e manutenção.
Um dos processos que se enquadra neste cenário diz respeito aos sistemas para supervisão e controle de elevação de óleo utilizados em poços produtores de petróleo. Neste cenário, existem cerca de uma dezena de tipos de processos distintos (métodos de elevação), responsáveis por retirar o petróleo do subsolo e transferi-lo para tanques na superfície.
Fig. Planta de elevação de óleo
Cada um dos tipos de processos mapeia para o sistema supervisório, via enlace de rádio, entre 400 a 1200 pontos, podendo uma única central de supervisão ser responsável por monitorar até 600 poços, totalizando uma base de Tags remotos da ordem de 50.000 pontos. Este cenário, apesar de grande ainda poderia ser supervisionado pelos sistemas supervisórios existentes no mercado, não fosse a dinâmica inerente a este tipo de planta. Diariamente, poços são inseridos no sistema, eliminados, tirados de serviço, trocados de método de elevação etc. Isto faz com que o sistema supervisório necessite ser reconfigurado constantemente sendo que este processo deve ser simples o suficiente para ser realizado pelo operador do sistema e não pelo desenvolvedor da aplicação.
Tendo como foco principal, este cenário de aplicação, foi desenvolvido o sistema supervisório HIscada Pro , uma evolução do sistema SCP utilizado durante 10 anos para a supervisão de poços de petróleo na unidade operacional da Bahia (UO-BA).
O HIscada Pro é um pacote de software que disponibiliza um completo ambiente para desenvolvimento, teste e geração de uma aplicação de supervisão e controle de processos e máquinas industriais. Concebido para operar de forma distribuída e utilizando interfaces padronizadas, o HIscada Pro pode operar integrado com servidores de dados OPC o que possibilita acesso a equipamentos remotos independentemente do fabricante.
Utilizando um módulo de desenvolvimento integrado (IDE) o HIscada Pro , através de uma interface visual, permite ao usuário criar e testar aplicações de supervisão e controle sofisticadas, podendo manipular em sua base de dados cerca de 150.000 pontos por aplicação.
Utilizando a linguagem Lua como linguagem de scripts, o HIscada Pro disponibiliza ao usuário uma poderosa ferramenta de programação com interpretação e tipagem dinâmica de dados, gerenciamento automático de memória (garbage collection), completa biblioteca matemática, recursos de manipulação de arquivos etc. Para uma completa integração com o ambiente desenvolvido, a linguagem Lua foi estendida, incorporando recursos para acesso e manipulação de bancos de dados externos, acesso às variáveis de processo disponibilizadas pelos servidores OPC e manipulação de todos os objetos de interface disponibilizados no ambiente.
Requisitos mínimos do sistema
Os requisitos apresentados nesta seção referem-se à versão atual do HIscada Pro.
Sistema Operacional (Windows)
O HIscada Pro é compatível e possui suporte oficial apenas para versões do Microsoft Windows que estejam dentro do ciclo de suporte da Microsoft.
Atualmente, são suportados:
Windows 10 (versão 22H2 ou superior, enquanto mantido em suporte pela Microsoft)
Windows 11
Windows Server 2016 ou superior
Atenção
O suporte técnico do HIscada Pro é fornecido exclusivamente para sistemas operacionais que não estejam obsoletos (fora do ciclo de suporte) pela Microsoft.
Sistemas Operacionais Obsoletos
Versões do Windows que não são mais suportadas pela Microsoft, como:
Windows XP
Windows 7
Windows 8 / 8.1
Windows Server 2003, 2008 e 2012
podem, eventualmente, permitir a instalação e execução do HIscada Pro. Entretanto:
Não há garantia de funcionamento pleno
Não há correções específicas ou atualizações de compatibilidade
Não é fornecido suporte técnico para problemas relacionados a esses sistemas
Caso o software não funcione corretamente em um sistema operacional obsoleto, a recomendação oficial é a atualização do Windows para uma versão suportada pela Microsoft.
Nota
A manutenção do sistema operacional dentro do ciclo de suporte da Microsoft é de responsabilidade do usuário ou da equipe de TI do ambiente onde o HIscada Pro está instalado.
Requisitos de Hardware
Espaço em disco: Mínimo de 1 GB de espaço livre para instalação
Processador: Processador Dual-Core 1.6 GHz ou equivalente (recomendado Core i3 ou superior)
- Memória RAM:
Mínimo: 2 GB
Recomendado: 4 GB ou mais para melhor desempenho
Rede: Placa de rede Ethernet 100 Mbps ou superior
Arquitetura do HIscada Pro
O HIscada Pro é formado por um conjunto de módulos utilizados para criar um canal de supervisão e controle entre uma planta industrial e um ou mais usuários, conforme ilustrado na figura a seguir.
Fig. HIscada Pro - Contextualização
Os módulos de software estão interconectados e possuem funcionalidades distintas. São eles:
Servidor de dados aderente ao padrão OPC Data Access (DA) 2 ou 3.
Kernel - Módulo servidor do HIscada Pro .
Viewer - Módulo de interface com o operador do HIscada Pro .
Nesta documentação o servidor de dados OPC referenciado será o MplServer de propriedade da HI-Tecnologia. Entretanto outros servidores podem ser utilizados isoladamente ou em conjunto.
Cada módulo do HIscada Pro é formado por um ou mais aplicativos (programas executáveis) que podem estar em uma mesma máquina ou distribuídos em uma rede de comunicação.
A figura a seguir apresenta um diagrama de blocos um pouco mais detalhado sobre as conexões entre os vários módulos do HIscada Pro .
Fig. HIscada Pro - Módulos
HIscada Pro IDE - Desenvolvimento de Aplicação
O HIscada Pro incorpora um ambiente de desenvolvimento integrado (IDE) para criação e teste da aplicação de supervisão e controle. Este ambiente disponibiliza ao desenvolvedor recursos para:
Criação de telas com objetos gráficos;
Botões, combo-box, textos, displays, caixas de edição, etc.;
Imagens estáticas e dinâmicas;
Grids de Tags e de modelos;
Lista de textos de imagens;
Gráficos para trend e histórico de dados;
Relatórios;
Recursos para criação de scripts a serem associados a eventos gerados pelo ambiente;
Gerência dos alarmes ativos pelo usuário (visualização, reconhecimento etc.);
Configuração de historiamento de dados;
Gerência de usuários com permissão para visualização das telas;
Definição dos Tags de processo e Tags locais a serem utilizados pela aplicação;
Definição de modelos de aplicação que podem ser instanciados durante o desenvolvimento da aplicação ou em operação (run time).
Para mais informações consulte o Manual do IDE
Kernel - Servidor da Aplicação
O Kernel é responsável por rodar a aplicação criada no ambiente de desenvolvimento (IDE). Pode operar como um serviço do windows tornando sua ativação independente de usuários. Quando ativado o Kernel é responsável por:
Abrir uma conexão com o(s) servidor(es) OPC utilizado(s).
Registrar dinamicamente todos os itens OPC definidos no programa de aplicação.
Abrir o banco de dados associado à aplicação corrente.
Ativar todos os Tags configurados para geração de alarme.
Carregar e manter a base de usuários que podem acessar a aplicação corrente.
Receber as notificações de alteração de valor das variáveis do processo e, se configurada para alarme e/ou evento, manter registro de todos os alarmes ativos e histórico para consulta de todos os alarmes já processados e eventos configurados.
Manter registro no banco da aplicação de todas as variáveis configuradas para histórico de dados.
Executar os scripts desenvolvidos para o Kernel quando os eventos programados ocorrerem (ex. timer, alteração de um Tag, etc.).
Se instalado, o Kernel implementa uma interface Servidor OPC DA.
O Kernel foi desenvolvido para ser uma aplicação Cliente e Servidor simultaneamente. A sua interface cliente é OPC “compliant”, permitindo que o mesmo se conecte a um servidor OPC. Para evitar os problemas típicos associados à utilização de DCOM, é recomendado (mas não necessário) que o Kernel rode na mesma máquina dos servidores OPC utilizados para acesso aos equipamentos do processo.
O Kernel pode possuir duas interfaces servidoras, uma com acesso direto via socket e outra OPC. Sua interface servidor via socket é utilizada pelo módulo Viewer. Com esta abordagem de acesso direto via socket, além do ganho natural de performance, quando comparado com uma interface OPC, como não utiliza a tecnologia DCOM para comunicação, não possui os problemas de permissão de acesso normalmente causados pelas aplicações DCOM. Sendo assim, o Kernel pode servir a aplicação corrente para múltiplos módulos Viewer instalados na máquina local ou em máquinas remotas. Também pode ser servidor OPC para outras interfaces cliente OPC “compliant”.
A figura a seguir apresenta os módulos que se conectam ao Kernel destacando o tipo de interface utilizado.
Para mais informações consulte o Manual do Kernel.
Viewer - Interface de Visualização da Aplicação
O módulo Viewer é responsável por criar uma interface visual para que o usuário possa interagir com o processo a ser supervisionado. Quando ativado o Viewer é responsável por:
Solicitar usuário e senha do operador para iniciar o processo de autenticação.
Abrir uma conexão com o Kernel e solicitar autenticação do usuário para acesso à aplicação.
Apresentar a tela inicial associada à visão do usuário autenticado.
Permitir ao usuário navegar nas telas desenvolvidas para a aplicação corrente.
Disponibilizar controles para monitoração dos alarmes ativos, reconhecimento, reset, etc..
Disponibilizar controles para visualização da base de alarmes e eventos com filtros configuráveis pelo usuário.
Disponibilizar controles para animação de imagens.
Executar os scripts desenvolvidos para o Viewer quando os eventos programados ocorrerem (ex. timer, interação do usuário com os objetos de tela apresentados, etc.).
O Viewer foi desenvolvido para ser uma aplicação Cliente capaz de conectar-se diretamente, via socket, a um módulo Kernel(instância). Múltiplas instâncias do Viewer podem ser ativadas e conectadas a uma mesma aplicação (Kernel).
Para mais informações consulte o Manual do Viewer.
Servidores OPC
Como já mencionado anteriormente, o HIscada Pro é um pacote de supervisão que, do ponto de vista
de comunicação opera como um cliente e opcionalmente como servidor OPC. Sendo assim, como cliente
OPC, qualquer servidor OPC que implemente a interface DA 2.0 ou 3.0 
pode ser utilizado como
recurso de comunicação para acesso aos equipamentos de processo. Os itens seguintes apresentam opções
de servidores OPC possíveis de serem utilizados.
Nota
Algumas licenças do ambiente permitem apenas a utilização do servidor OPC MplServer, permitindo com isto acesso apenas a equipamentos que operam com o protocolo de comunicação SCP-HI da HI Tecnologia. Verifique, portanto o tipo de licença adquirida para operar com outros servidores OPC.
MplServer - Servidor de dados OPC
O módulo MplServer é um servidor OPC implementando uma interface DA, desenvolvido para o protocolo SCP-HI de propriedade da HI-Tecnologia e protocolo MODBUS. Disponibiliza para os demais módulos uma interface padronizada (Data Access 2.05 / 3.0) para acesso aos equipamentos de campo. Naturalmente, qualquer servidor OPC que implemente a interface Data Access 2 ou 3 pode ser utilizado, permitindo uma livre integração com equipamentos de múltiplos fornecedores. Vários servidores de comunicação são suportados pelo sistema.
Para mais informações consulte o Manual do MplServer.
Bancos de Dados Externos
O HIscada Pro incorpora recursos para acesso e manipulação de bancos de dados externos ao projeto, seja por meio de scripts ou diretamente através de itens do projeto, como históricos, relatórios e outros recursos que utilizam persistência de dados.
Compatibilidade
A tabela a seguir apresenta os sistemas gerenciadores de banco de dados (SGBDs) e suas respectivas versões compatíveis com a versão atual do HIscada Pro.
Recomenda-se a utilização das versões listadas, pois são as versões para as quais o ambiente possui compatibilidade conhecida.
Bancos de Dados Compatíveis
Banco de Dados |
Versões compatíveis |
|---|---|
PostgreSQL |
PostgreSQL 17, PostgreSQL 16, PostgreSQL 15, PostgreSQL 14, PostgreSQL 13, PostgreSQL 12, PostgreSQL 11, PostgreSQL 10 e PostgreSQL 9 |
MySQL |
MySQL 5.6, MySQL 5.5 e MySQL 5.1 |
SQL Server |
SQL Server 2016, SQL Server 2014, SQL Server 2012, SQL Server 2008 R2, SQL Server 2008, SQL Server 2005, SQL Server 2000 e SQL Server 7 |
SQLite |
SQLite 3.1 e SQLite 3.2 |
Oracle |
Oracle 11g, 10g, 9i, 8i e Oracle 7 |
Versões Não Listadas
Versões de bancos de dados que não estejam relacionadas na tabela acima, sejam elas versões anteriores ou posteriores às citadas, podem eventualmente funcionar com o HIscada Pro. No entanto, nessas situações:
O funcionamento não é garantido
O comportamento do sistema pode variar conforme o ambiente
A realização de testes e validações fica sob responsabilidade do usuário
Nota
A compatibilidade do HIscada Pro com bancos de dados está condicionada às características e limitações do ambiente utilizado. Para maior previsibilidade e estabilidade, recomenda-se a utilização das versões explicitamente indicadas neste manual.