Edição 230 - Controle & Instrumentação

Revista Controle & Instrumentação – Edição nº 230 – 2017

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Temperatura e pressão: especififi cação, tendências e mercado

Um sensor é um dispositivo capaz de detectar ações ou estímulos físicos externos e responder com sinais elétricos em consequência destes estímulos – transformando essas grandezas físicas ou químicas em grandezas elétricas. Normalmente, os sensores estão associados a outros circuitos e que podem reagir ao estímulo de acordo com as necessidades específicas do que se quer medir ou controlar. Em função de seu funcionamento e características é que teremos a determinação de performance e confiabilidade do instrumento.

Denis William Felix de Souza, supervisor comercial da Novus, pontua que “sensores são dispositivos que nos permitem quantificar certas grandezas físicas, convertendo-as em sinais de fácil medição, como os sensores de temperatura do tipo termopares que apresentam uma variação de tensão na escala de milivolts (mV) de acordo com a mudança de temperatura”.

“O sensor é provavelmente a parte mais importante, é o elemento que traduz os impulsos mecânicos do próprio processo em sinais e deve ser tão sensível quanto possível, mas forte para suportar as condições de processo mais difíceis”, comenta Jorge Espinoza, gerente de Marketing para Medição de Pressão da Emerson.

Rafael Derencio, especialista de produtos de pressão eletrônica e SF6 da Wika, define sensor como o elemento que sofre e sente as alterações do meio; já o transmissor é o equipamento capaz de transmitir um sinal para um sistema que vai utilizar esta informação.

Para Renan Oliveira, gerente para Produtos de Temperatura da Endress+Hauser, o sensor é o coração de um instrumento de medição, pois, é este elemento que realmente interpretará a informação do meio que está sendo medido. “Mas, ainda fazendo uma analogia com o corpo humano, este não se resume apenas ao coração e, sim, a um complexo sistema interligado.

Com instrumentos de medição funciona da mesma maneira, pois, o sensor sozinho não faz todo o serviço esperado. Por isso, temos outros componentes tais como transdutores, conversores, indicadores e outros tipos de componentes que completam esse sistema que, só então, entregará ao usuário ou aos sistemas de controle a medição desejada. Existem aplicações onde um simples sensor atenderá integralmente ao usuário.

Da mesma maneira que outras aplicações necessitarão de sensores mais complexos, inteligentes e, que possam concentrar o máximo de informações disponíveis.

É bastante comum, por exemplo, encontrar medidores de vazão mássica do tipo Coriolis que, além da vazão, podem informar outras variáveis como temperatura, densidade, concentração e viscosidade – além da indicação local das variáveis, e remota através de protocolo digital wireless”. Um sensor pode gerar um sinal elétrico em resposta a um estímulo sem necessidade de uma fonte de energia externa; outro tipo de sensor pode necessitar de uma fonte de energia ou sinal de excitação sem a qual não apresenta sinal elétrico de saída – conhecido como sensor paramétrico porque seus parâmetros variam com um estímulo externo modificando ou modulando as características de um sinal de excitação.

A palavra sensor vem de sensibilidade, capacidade de perceber alterações em uma variável. Tecnicamente o sensor digital é composto de um elemento transdutor, que altera uma de suas características em função da variável medida. No caso de sensores digitais de pressão, o transdutor pode alterar sua frequência de ressonância em função da variação de pressão a ser medida. Um medidor de vazão Coriolis varia a frequência de ressonância dos tubos de medição em função do fluxo mássico que passa por seus tubos. Em um medidor de vazão por efeito vórtex, o transdutor altera a frequência em função da variação de velocidade do fluido. Deste modo, o sensor é a combinação de um elemento transdutor (que sente as variações) e um conversor que converte esse valor em indicação proporcional à variável e será uma saída de comunicação (digital ou analógica)”, comenta Cassius Barros, head do Grupo de Aplicação e Promoção da Yokogawa.

“A escolha de um sensor passa sempre por alguns aspectos da empresa onde vamos instalá-los – qual é o processo a ser monitorado e controlado, qual é a capacitação das equipes de engenharia e manutenção, qual o nível de integração entre TO e TI e, em função destas respostas, poderemos escolher entre sensores mais inteligentes ou com funções mais avançadas de processamento da informação.

Se, ao final do meu processo, por exemplo, existem altas temperaturas, se descartarem os sensores e a informação obtida atender aos propósitos da medição, os sensores tipo commodity são bem indicados. Ou seja, o processo é mandatário, dependendo do tipo de indústria, temos problemas sérios de tempos de resposta dos sensores, oxidação, interferências de sinais, eficiência de diagnóstico de problemas e tempo de substituição (MTTF), tempo de operação (MTBF), entre outros”, completa Marcilio Pongitori, presidente da ISA Campinas e diretor da Dynamis.

César Cassiolato, presidente da Vivace, ressalta que, como a utilização de sensores nas aplicações industriais é muito extensa, é importante harmonizar conceitos porque, muitas vezes, na prática, os termos sensor e transdutor acabam sendo usados como sinônimos. Para esclarecer, transdutor é um dispositivo que “toma” energia de um sistema em medição, convertendo-a em um sinal de saída que pode ser traduzido em sinal elétrico e que corresponde ao valor medido; o sensor sugere algo além de nossas percepções físicas, envolvendo exatidão, precisão, tempo de resposta, linearidade, histerese, zona morta etc.

Quando se fala em sensores, é importante ter em mente que podemos ter domínios elétricos da informação relacionados aos mesmos – domínio analógico, onde se tem a amplitude do sinal; domínio do tempo, onde se tem relação de tempos; domínio digital, onde a informação é caracterizada binariamente e pode ser conduzida por um trem de pulsos, ou codificação serial ou paralela, por exemplo. Também existem os domínios não-elétricos, como por exemplo, os químicos. E, devido à ampla variedade de sensores, eles são classificados segundo alimentação, saída, modo de operação ou entrada-saída. E podem ser indutivos, capacitivos, óticos, ultrassônicos, etc.

Denis ressalta que, como o sensor é o coração do instrumento de medição, é nítida sua importância em conseguir mensurar se uma máquina ou processo se encontra em condições adequadas de trabalho, e os problemas que uma medição incorreta – ou a sua ausência – podem causar em termos de qualidade e segurança.
Jorge pontua que, depois da exatidão, a característica mais importante de um sensor é a confiabilidade – habilidade que tem de desempenhar uma dada função sob condições específicas por um dado período de tempo.

Além da repetibilidade – que é a consistência no sinal de saída ao medir a mesma variação física – ele precisa processar mudanças e ser forte o suficiente para não se quebrar. E é importante lembrar que o design do próprio sensor ajuda a eletrônica a compensar a variabilidade do processo de uma maneira melhor, mas o inteligente depende da eletrônica. Um sensor nunca opera sozinho e quase sempre faz parte de um sistema maior – que faz aquisição e armazenamento dos dados dos sensores e realiza as computações e decisões de modo a responder ao mundo externo através de atuadores ou gerar informação através de periféricos. “É imperativo que um bom elemento secundário seja responsável por entender os sinais de baixa energia provenientes do sensor. Às vezes, pode ser integrado ao sensor ou pode ser instalado como uma unidade separada”, diz Jorge.

Segundo Renan Oliveira, existem diferenças – que podem ser muito grandes – para se escolherem instrumentos. “Por exemplo, entre um sensor Pt-100 mais simples para medição de água gelada em um chiller, e um termopar tipo S com tubo de proteção cerâmico para medir temperatura dos gases de um forno a mais de 1.000°C.

As diferenças começam justamente no tipo de sensor, buscando o que mais se aplica ao processo desejado, passando por características de materiais, classificações de área, protocolos de comunicação, vida útil, etc. O interessante é que nem sempre a precisão é o fatorchave da decisão. É sempre importante uma medição confiável, porém, por muitas vezes deve-se atentar também a outras características, como vida útil, compatibilidade química dos materiais etc. Por outro lado, dependendo da criticidade da medição, podem ser necessárias funções avançadas no equipamento, como auto avaliação, diagnóstico ou outras facilidades de operação como Bluetooth e WebServer”.

Marcílio adicionaria como importante para a escolha dos instrumentos, o custo total – os custos de projeto, de implantação, de treinamento, de manutenção e a análise do parque já instalado, para plantas existentes.

Para Cassius, mais do que medir, precisamos ter certeza que o transdutor está em condições normais de operação, que seus limites funcionais são respeitados e que está aplicado devidamente ao processo. “Então, além de obter uma indicação, precisamos ter certeza de que a indicação é confiável para tomada de decisões operacionais e/ou ações de segurança. Pensando um pouco em IIoT, as informações que compõem o Big Data e serão disponibilizadas para análises remotas, criação de modelos analíticos e tomadas de decisões só serão efetivas se, além do valor, tivermos a qualidade (grau de confiabilidade no valor medido). Um sensor inoperante ou com problema poderá gerar valores falsos e consequentemente análises erradas. Deste modo, o sensor deve ter a capacidade de traduzir variáveis, indicar diagnóstico de funcionamento, desvio em relação a condição de projeto e eventualmente fornecer falhas de processo”.

“Na prática, o que se espera de um sensor é que sua sensitividade seja devida à quantidade em interesse (grandeza a ser medida) e que o sinal de saída seja inteiramente função da entrada. Porém, nenhuma medição é obtida em circunstâncias ideais e qualquer sensor sofre algum tipo de interferência e perturbações internas, como por exemplo, efeitos em temperatura, efeitos em pressões estáticas, efeitos devidos à interferência eletromagnética etc. Outro fator a ser considerado é o comportamento estático e que afeta diretamente o comportamento dinâmico de um sensor – exatidão, precisão, sensitividade, linearidade, resolução, erros sistemáticos, randômicos e dinâmicos, velocidade de resposta, impedância de entrada, etc. Com o avanço tecnológico, várias técnicas de compensação foram desenvolvidas e hoje são empregadas, minimizando estes efeitos a níveis aceitáveis e confiáveis“, complementa Cassiolato.

“Transmissores inteligentes medem e processam dados, eventualmente tomam decisões e fornecem feedback. Certas ações exigem um mínimo de processamento, assim, quanto mais avançada as capacidades de um transmissor, maior a quantidade de informações disponíveis para análise e tomada de decisão”, afirma Rafael.

Denis lembra que, como as aplicações não são mais isoladas – e frente às necessidades latentes de troca de informações entre dispositivos, aumentadas com o advento da Indústria 4.0 e a aplicação IoT voltadas ao ambiente industrial –, não somente equipamentos de controle, cada vez mais veremos o mesmo instrumento de medição também ser responsável pelo armazenamento de dados. O mesmo dispositivo, ainda, realizará o envio da informação – via alguma interface que propicie conectividade – ao gestor da aplicação de forma remota. “Um exemplo são os equipamentos TagTemp- NFC e TagTemp-S da Novus que, além de medir a temperatura de um ambiente também podem enviar os dados para a plataforma em nuvem, ficando a informação disponível a qualquer momento e em qualquer lugar”.

“Quanto mais inteligência um sensor tiver, melhor, porém, tudo acaba sendo uma questão de custo e exigências das aplicações. O mercado já oferece sensores bem avançados com processadores de baixo custo, sensores para a aquisição das mais diversas grandezas e infraestrutura para comunicação sem fio, sensores com técnicas de aprendizagem e inteligência artificial, sensores que eventualmente tomam decisões sob diversas circunstâncias e nos mais diversos graus de severidade em termos de ambiente, sensores com autocalibração, etc. Usuários vêm colhendo benefícios dos sensores inteligentes, de alta performance e robustez nos mais diversos sistemas de aquisição de dados e supervisão e essa utilização traz vantagens competitivas, no sentido de que as novas tecnologias trazem aumento de produtividade pela redução das variabilidades dos processos e dos tempos de indisponibilidade das malhas de controle. A Vivace já faz transmissores de pressão inteligentes, microprocessados, com diagnósticos avançados e tempo de resposta menor do que 50ms”, conta Cassiolato.

“O paradigma tecnológico está em oferecer ao mercado instrumentos de alta performance a baixo custo. O avanço da Indústria 4.0 e a necessidade latente de obter o máximo de variáveis para análise de equipamentos impulsiona a criação de sensores alimentados por bateria, de fácil instalação e de alta confiabilidade. Não bastam medições de alta performance, é preciso verificar a qualidade da informação. Na área médica, por exemplo, a criação de sensores cada vez menores e de alto desempenho permitem a monitoração online da qualidade de vida de pacientes”, conta Cassius.

Jorge Espinoza acredita que “os instrumentos devem ser percebidos como ativos estratégicos que fornecerão informações estratégicas para tomar decisões que provavelmente afetarão os negócios. Se suas decisões dependem de um tipo de informação de commodity, suas decisões são também commodities. Se seus instrumentos não forem os melhores, você pode estar impedindo sua empresa de estar entre as melhores. Então, idealmente, as empresas devem pensar em quais informações precisam e não em qual variável. Em seguida, deve-se analisar a infraestrutura, os protocolos de comunicação utilizados, DCS, instalações físicas, etc. Dessa forma, pode-se escolher um dispositivo wireless para reduzir o tempo de implementação ou por conta de disponibilidade de cartões de E/S, ou ainda mudar de transmissores de variáveis ????únicas para variáveis ????múltiplas para reduzir o orçamento, para sair da tradicional placa de orifício para medição de fluxo, esperando uma menor perda de pressão permanente e assim melhorar a eficiência energética ou buscar reduzir a necessidade de um trecho reto na tubulação... Há muito que se pode fazer”.

Renan considera as diferenças entre segmentos industriais e resume: “para manufatura e automobilísticatica, atentar para sensores simples e práticos, de fácil instalação e integração com o sistema; para alimentos & bebidas, sensores com alto grau de limpeza das partes em contato com o meio (assepsia), boa exatidão, custo/benefício adequado para cada tipo de medição, facilidade de parametrização, manutenção e integração com o sistema; no setor de óleo & gás, os sensores devem atentar para os materiais a serem utilizados, se existem problemas de compatibilidade química com o meio; dados de processo (temperatura, pressão, vazão, etc), boa exatidão, segurança e fácil acesso a parametrização do equipamento; já para papel & celulose, é importante ter custo acessível, vida útil extensa e boa exatidão”.

“Ambientes severos, por exemplo, irão apresentar cenários onde os níveis de temperatura serão demasiadamente elevados ou negativos; assim como a medição de pressão pode ser na presença de alguma substância que seja amplamente agressiva a equipamentos que não foram projetados para suportar tais condições adversas. Então, a escolha do instrumento de medição deve ser condizente com o ambiente em que este irá operar, a fim de se obterem medições confiáveis. A recomendação é que a escolha não ocorra puramente em função do menor valor ou do produto com mais recursos – que algumas vezes nem são utilizados – mas pelo que melhor atenda às reais necessidades do processo”, diz Denis.

Rafael Derencio afirma que existe diferença na escolha de um instrumento dependendo da aplicação, mas o maior impacto são as funções que exigirão requisitos diferentes que afetem sua seleção como, por exemplo, para aplicações de saúde: a confiabilidade é crítica, mas a maioria das aplicações médicas podem cair na categoria não-crítica e, portanto, pedir uma solução de alto volume e baixo desempenho. “Cada área industrial possui suas características e requisitos específicos e, consequentemente, existem produtos direcionados para cada uma delas. Claro que existem áreas comuns, críticas ou não críticas, que compartilham especificações e os equipamentos aplicáveis poderão ser os mesmos. Entretanto, quando se entra nos detalhes dos processos, é necessário um conhecimento específico, algumas vezes solicitando certificações apropriadas para atender aos requisitos mínimos da aplicação. A Wika possui um portfólio específico para cada segmento industrial. Também é fundamental, em qualquer área, conhecer o sistema em que o novo instrumento será conectado, evitando assim surpresas no momento do comissionamento. Se o instrumento não fala a língua do seu sistema, não será possível nenhuma troca de informação. Além disso, garantir que se tem o tipo de conexão correta, tanto no quesito mecânico quanto elétrico, é primordial para que o sistema como um todo seja capaz de ser conectado e alimentado, funcionando e respondendo como esperado”.

Para Cassius, “a seleção de instrumentos está intimamente ligada a fatores como disponibilidade de infraestrutura no local de medição, tipo de entrada do sistema que vai receber as informações, tempo para disponibilizar a informação, solução de conectividade requerida. Os diferentes tipos de indústrias, com as mais diversas aplicações, sujeitas a grandes variações nas condições de instalação, vão requerer instrumentos que atendam aos limites de processo, condições ambientais e questões de conectividade. E é mais lógica a busca de instrumentos que atendam à maior gama de aplicações com modelos únicos, como a opção de um único modelo oferecer conformidade para aplicações de segurança (nativo), aprovação para uso em área potencialmente explosiva, certificação da agência de telecomunicações, certificação das entidades de protocolo de comunicação. Com isso o usuário poderá atender qualquer aplicação em seu ambiente, garantindo rápida implementação e disponibilidade do valor medido – e agora com instrumentos autônomos (baterias) e baixo custo”.

O executivo da Yokogawa ressalta que os requisitos mecânicos são importantes para definir o local de instalação ou limitações dos sensores. Requisitos como redundância, consumo de energia, certificação SIL estão ligados ao tipo de aplicação e limitações ou disponibilidade elétrica. “Um sensor deve atender aos requisitos de compatibilidade com o processo (resistência química e mecânica) e com as condições ambientais (temperatura, humidade, pressão atmosférica, corrosão).

Adicionalmente, deve-se verificar requisitos de infraestrutura local (alimentação elétrica, cabos de comunicação, aterramento). Quando optamos por soluções sem fio, os requisitos são reduzidos drasticamente”.

Denis concorda que sempre se deve observar as particularidades de cada processo. “Por exemplo, no segmento alimentício, o corpo dos sensores de temperatura e pressão e suas partes em contato com o produto devem ser em aço inoxidável, para melhorar a higienização do processo, a fim de se evitar contaminação. Para todos os tipos de processo, é importante conhecer o objeto da medição, a fim de que o sensor possua construção mecânica com material adequado para o caso. No caso da medição de pressão, é importante verificar a vedação apropriada ao fluido com o qual se esteja trabalhando. Informações como ambiente de instalação, construção mecânica (rosca, material, comprimento, diâmetro, tamanho de cabo), precisão, tempo de resposta do sensor são fatores importantes a serem considerados no momento de dimensionar qualquer solução. Sempre optar por seguir normas, pois elas padronizam, por exemplo, tamanho e conexão de equipamentos, e adotar protocolos de comunicação que não sejam fechados, faz com que haja uma intercambialidade entre dispositivos sem acarretar perdas de funcionalidades ao usuário”.

Cassiolato afirma que o grau de performance versus custo em cada aplicação é fundamental para a escolha adequada do tipo de sensor. “Cada tipo de sensor dentro de sua classe de medição possui suas características de performance. Na escolha do sensor, devemos estar atentos às exigências da medição, erro total provável aceitável, custo e, a partir daí, analisar no sensor a exatidão, resolução, rangeabilidade, calibração, linearidade, histerese, zona morta, repetitividade, drift, robustez, confiabilidade, baixa probabilidade de falha em demanda, limites de temperatura de operação, consumo de energia etc. Aplicações em alto volume em sua maioria demandam baixo desempenho e baixo custo. Mas acredito que todo segmento tem espaço para sensores de baixo e alto desempenho; tudo depende de quão exigente é a medição/controle em termos de desempenho e segurança. O importante é que as especificações estejam adequadas ao projeto de automação e instrumentação. As empresas devem trabalhar nos chamados datasheets para garantir a perfeita especificação. Aqui vale comentar que, muitas vezes, vemos no campo equipamentos sendo usados sem as certificações adequadas, por exemplo, em área classificadas. O usuário é responsável por este uso inadequado. Outro ponto muito comum é a quantidade de equipamentos além da permitida em segmentos fieldbus/profibus”.

Mesmo assim, Jorge reforça que se deve sempre confiar em protocolos abertos e padrões porque, se um instrumento afirma que é Hart ou FieldbusFoundation, por exemplo, esse instrumento deve ser certificado pela respectiva base e assim garantir interoperabilidade e sua confiabilidade – de maneira documentada, garantir que a verificação foi realizada comparando o transmissor com um padrão no mínimo três vezes mais preciso em condições laboratoriais e, a partir daí, estabelecer a própria periodicidade de verificações.

Cassius afirma que, para garantir questões como precisão, exatidão e repetibilidade, devem-se definir os requisitos mínimos de processo ao qual será aplicado o instrumento. O instrumento que for aplicado deverá possuir os certificados de calibração do órgão legal (RBC, Inmetro, Receita Federal, ANP) que ateste os requisitos. Neste ponto é muito importante o usuário checar na documentação do fabricante se as condições requeridas são atendidas em condições de processo ou apenas em condições de laboratório. “Garantir que um instrumento entrega precisão 1% é bem diferente de garantir que o mesmo instrumento entrega os mesmos 1% sob variação de pressão, temperatura e alimentação elétrica. Outro item importante e verificar por quanto tempo é garantida a precisão.

Quanto às questões de comunicação, é mandatório verificar o fabricante do instrumento, e se o instrumento é homologado pela fundação que atesta compatibilidade com o protocolo de comunicação. Caso o fabricante/instrumento não esteja homologado pela fundação competente, não existe qualquer garantia de comunicação. Os protocolos devem ser compatíveis e, em termos de soluções IIoT, o protocolo passa a exercer papel secundário, uma vez que os dados disponibilizados na nuvem são valores universais convertidos em campos do tipo numérico ou texto, sendo assim compatível e aberto”.

A calibração é ferramenta básica para assegurar a confiabilidade de um instrumento de medição, por meio da comparação do valor medido com um padrão rastreado.

Ela assegura que os instrumentos usados estão dentro de um critério aceitável e que não vão prejudicar a qualidade final dos processos envolvidos.

“É importante conhecer a frequência de calibração de um equipamento. A frequência ideal de calibração de um instrumento de medição pode variar de acordo com o instrumento a ser calibrado e a frequência de utilização do mesmo. Por exemplo: um instrumento pode ter uma frequência de calibração de um ano e ser usado raramente; outro instrumento que já é usado mais frequentemente deve ter uma frequência menor, por exemplo, 6 meses.

Não é uma regra, existem diversos estudos para se saber a frequência ideal de calibração de um instrumento, mas é sempre importante analisar onde e como o instrumento é usado antes de se determinar um período. Porque o desempenho dos instrumentos pode degradar em proporções diferentes, dependendo da utilização,” detalha Cassiolato.

“A informação de calibração do instrumento é importante para definir a periodicidade ou até mesmo optar por execução de calibração baseado em condição.

Com o advento dos sensores inteligentes, capazes de indicar desvio entre o estado de fabricação e o estado atual, podemos garantir com evidências auditáveis que determinado sensor continua dentro das condições projeto, não sendo necessárias intervenções periódicas que geram custos desnecessários. O nível de desenvolvimento dos sensores permite acompanhar a degradação e determinar o momento exato de intervenção. Hoje, temos a calibração baseada na condição: uma vez que seja necessária a intervenção é preciso saber como executar a calibração, recomendações, limites, procedimentos” diz Cassius.

“E sempre atentar para uma boa análise do parque instalado, a confiabilidade dos fornecedores, necessidades de treinamentos das equipes, interdependência dos processos, existência ou não de um plano diretor de automação, e planejamento futuro da planta na hora de escolher novas tecnologias”, finaliza Marcílio Pongitori.

O mundo observa algumas tendências nesses segmentos:

1. Redução dos preços

“Sempre existirá uma busca por preços mais baixos, porém não devemos confundir preço com custo. Para atingirmos certos patamares, muitas vezes afetamos outras áreas, que podem ou não ser aceitáveis para o cliente, tais como qualidade, confiabilidade, entre outras” – afirma Rafael

“É observada uma redução de preço quando comparamos as soluções existentes às décadas anteriores, em virtude da evolução na produção de componentes e também do emprego de manufaturas automatizadas SMT que permitem a produção em larga escala e menor tempo. Essa mesma evolução que propicia equipamentos com custos acessíveis também trouxe maior confiabilidade e exatidão aos instrumentos de medição”, complementa Denis

“Algumas marcas estão empurrando os preços para baixo, mas continuamos a ver alguns clientes tentando alcançar o melhor desempenho em segurança de projetos, confiabilidade, eficiência energética e IIoT (primeiro quartil), investindo em melhores dispositivos pensados nas melhores decisões”, destaca Jorge

2. Miniaturização

“À medida que a tecnologia evolui temos uma tendência de diminuição de custos”, cita Marcílio.

“A miniaturização de controladores torna possíveis novos avanços em semicondutores, aumenta a confiabilidade, melhora recursos e funcionalidades e, definitivamente, vai continuar”, afirma Jorge.

3. Cresce utilização de softwares

Os softwares suportam controladores, facilitando a configuração, controle e monitoramento. A configuração pode ser feita no ambiente do Windows e os valores do processo podem ser monitorados remotamente.

“As empresas estão investindo no fornecimento de interfaces amigáveis para o usuário, não necessariamente da maneira que os fornecedores querem mostrar. Uma vez que a experiência está sendo reduzida, esses softwares facilitam aos novos técnicos ou engenheiros atuarem da mesma maneira ou melhor do que alguém com anos de experiência”, mostra Jorge.

“Os softwares de configuração auxiliam muito as equipes técnicas em campo, pois muitas vezes existe uma grande quantidade de parâmetros a serem configurados. Quando se trata de máquinas seriadas, o ganho em tempo é enorme. Já em processos, a possibilidade de guardar a programação traz uma segurança maior caso sejam necessários ajustes futuros. Já os softwares de monitoração e supervisão do tipo SCADA, quando aplicados, proporcionam uma ampla visão dos processos e ajudam a manter qualidade e homogeneidade dos produtos finais”, diz Denis.

4. Padronização permite revisão de processos e previsão de tendências

“Não tenho certeza quanto à padronização, mas as indústrias, especialmente as que procuram o melhor desempenho, estão buscando tecnologias preditivas e a capacidade de previsão, o que requer análise de dados para detectar, em tempo real, desempenhos fora da especificação”, afirma Jorge.

“Um passo importante neste caminho é a comunicação M2M com envio de informação quanto a decisões já resolvidas e a construção de árvores de falhas via software, permitindo seu diagnóstico e implementação de soluções e procedimentos”, pontua Marcílio.

5. Medir e controlar vários pontos

“Por certo é tendência, suportada pelo aumento de transmissores multi-sensores”, cita Jorge. “Com controles de qualidade cada vez mais rigorosos, não basta apenas medir com precisão e controlar com exatidão: é necessário documentar tais evidências de processo. Para suprir tal demanda de vários pontos de temperatura, muitas vezes se opta por adotar um registrador de dados que permita uma grande densidade de pontos de temperatura, concentrando os dados para emissão de relatórios ou ainda se comunicando com o dispositivo responsável pelo controle do processo. Dentro do portfólio de produtos Novus, o FieldLogger, um módulo de aquisição e registro de entradas analógicas e digitais, tem a capacidade de ser um data logger e ainda prover a troca de informação com PLCs e sistemas Scada”, afirma Denis.

“Isto se deve à redução dos custos e a flexibilidade de novos sensores”, pontua Marcílio.

6. Utilização dos PLCs para controle de temperatura

“A capacidade de processamento de um PLC é sem dúvida superior a de um controlador dedicado à temperatura, contudo, com sensores cada vez mais inteligentes baseados nos conceitos de IoT, eu não descartaria que, no futuro, os controladores dedicados não possam virar o jogo e retomar grande espaço no controle de processos até mesmo complexos”, fala Denis.

“Sim, já que a indústria vem utilizando o PLC para controle”, cita Jorge.

“Hoje já temos PLCs com cartões dedicados a leitura de temperaturas com os mais diversos sensores e o software onde são executadas as funções de controle bastante robustos para uma resposta adequada ao controle de temperatura”, acrescenta Marcílio.

7. O PC sendo utilizado para controle de temperatura

Ainda que apresente desvantagens quanto ao custo e confiabilidade em aplicações críticas, é reconhecidamente forte quando usado para aquisição de dados, relatórios, programação e controle.

“A utilização de computadores como interface de controle, embora possível, sempre encontrará grande resistência no meio industrial, ainda que tenha sua utilização amplamente difundida como meio de supervisão através de softwares SCADA. Com a evolução e crescimento das plataformas IoT de registro em nuvem, sua utilização como registrador tende, com o passar dos anos, a se limitar à programação de equipamentos e interface de visualização dos dados que estarão armazenados em servidores remotos”, lembra Denis.

“Se você não tem isso como uma possibilidade, não está acompanhando o mercado”, acrescenta Jorge.

8. Redes de comunicação como links entre componentes industriais e sistemas,
e à nuvem

A implementação das novas tecnologias passa pelos sistemas de comunicação, e as redes com ou sem fios se tornam imprescindíveis para soluções de Indústria 4.0 e IIoT. “Esse NÃO é o futuro, já estamos vivendo isso. E quem não se adaptar, vai sofrer mais.”

Renan resume as tendências dos medidores de pressão e temperatura em conectividade com redes e dispositivos móveis (Indústria 4.0); maior inteligência nos sensores; facilidade nas especificações e aquisições; mais funcionalidades mesmo em instrumentos mais simples; soluções para aplicações com alto grau de exigência dos medidores (altas pressões e temperaturas, ambientes hostis e de difícil acesso etc).

E entre as tendências para os instrumentos de temperatura e pressão, pode-se incluir o aumento da utilização da lógica Fuzzy – que, ao contrário da lógica booleana tradicional que trabalha com uma série de “sim” ou “não”, tenta inserir graduação de verdade para a equação – e ainda o fato de que os controladores embarcados e em paineis trouxeram um novo tipo de DINrail com design menor e capazes de se conectar a um PLC ou computador que, segundo Marcílio Pongitori, foi possível pelo desenvolvimento de tecnologias como sensores piezoelétricos e os novos designs construtivos.

Para César Cassiolato, todos os pontos listados já acontecem atualmente. A questão de preços, principalmente para a medição de temperatura e pressão de baixo desempenho e com características técnicas low end spec, realmente, é o que o mercado deseja. Já uma medição high end spec, de alto desempenho, confiabilidade e robustez não suporta baixos preços no momento.

Mas são grandes mercados.

De acordo com a pesquisa sobre o “Mercado de Sensores de Temperatura por Tipo de Produto (Bimetálico, Termoistor, IC, RTD, Termopar, IR, Fibra Óptica), Aplicação de Uso Final (Petróleo e Gás, Química, Refinação, HVAC, Automotivo, Elétrica e Eletrônica) e Geografia – Previsão Global para 2023“, da MarketsandMarkets, a expectativa é de que este mercado movimente US$ 6,86 bilhões até 2023, com um crescimento médio anual de 4,5% entre 2017 e 2023 – com a crescente demanda de equipamentos de saúde avançados e portáteis e a demanda do setor automotivo sendo os principais fatores de crescimento.

Já o mercado global de transmissores de pressão foi avaliado em US$ 2,82 bilhões em 2014, e deve atingir US$ 3,77 bilhões até 2020, crescendo a uma taxa de 5% durante esse período. Espera-se que a demanda da indústria de energia, química, água e efluentes puxe esse crescimento.