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Abstract:
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O ramo de indústrias químicas está em grande expansão em todo o mundo.
Novas tecnologias e meios para reduzir os custos são necessários para que as
empresas sejam competitivas no mercado. Dessa maneira, um sistema automático
para análise de fluidos foi desenvolvido há vários anos pela Degussa. O objetivo do
sistema é coletar e analisar periodicamente amostras de fluidos que foram
recentemente produzidos e encontram-se nos reservatórios da indústria.
Anteriormente, operadores humanos tinham que coletar tais amostras e levá-las
para um laboratório químico realizar tal análise. Os custos, em tempo e dinheiro, de
tal método eram elevados, especialmente em indústrias localizadas na Europa, onde
a mão-de-obra é consideravelmente cara. O sistema DECOBAR foi então criado
para atender a demanda de alguns clientes que precisavam obter esse resultado de
maneira rápida, eficiente e barata. DECORAR não é um produto a ser desenvolvido
em série, mas sim, uma solução particular e personalizada para clientes internos.
O sistema consiste em um módulo embarcado, situado diretamente nas
proximidades do estoque de produção, que permite analisar a estabilidade de um
fluido, por meio do aumento de pressão dentro de um recipiente fechado, causado
pelo aumento intencional da temperatura do fluido. O fluido analisado é instável e se
decompõe sob condições normais do ambiente. Sendo assim, as indústrias precisam
garantir aos clientes qual a taxa máxima anual de decomposição do fluido que elas
estão vendendo, tanto por questões financeiras quanto por questões de segurança,
visto que o fluido em questão não deve ser transportado em contêineres fechados
caso sua decomposição tenha uma taxa muito alta (o produto da decomposição é
perigoso).
O sistema desenvolvido inicialmente, apesar de ainda estar funcionando, é
baseado em uma tecnologia que atualmente é obsoleta. Microprocessador de baixa
velocidade, pouca memória, dezenas de fios para conectar o sistema à periferia
(teclado, display, módulos de entrada e saída, etc) é a situação atual do sistema.
Muitos dos componentes utilizados não estão mais disponíveis para compra no mercado, gerando um grande problema caso seja necessário fazer substituição de
peças.
Nesse sentido, o objetivo deste trabalho é migrar o antigo sistema para um
novo, com tecnologia mais atual, que permita expansão, menos erros causados pela
baixa velocidade do processador atual, mais confiabilidade e fácil substituição de
componentes.
Este trabalho é concentrado nas modificações de software necessárias para
transferir o antigo sistema para uma tecnologia mais moderna. A grande modificação
do atual sistema é a utilização de rede CAN para comunicar o novo processador IBM
PowerPC com toda a periferia (módulos CAN para entrada/saída analógica/digital,
teclado, LCD). As modificações de hardware ficam sob responsabilidade de outro
setor da empresa, não sendo, portanto, o objetivo desse trabalho focar em
alterações de hardware para executar esse migração. Dentro do contexto da
modificação de software, é interessante observar que diversas camadas do sofiware,
que possui no total mais de 22 mil linhas, não precisam ser alteradas, visto que
estão em um nível mais elevado e não sofrem influencia de modificações de
hardware e interfaces com a periferia O grande foco do trabalho é, portanto, a
implementação da parte mais baixo nível do software, que está em cantata direto
com a rede CAN, além de alterações necessárias para que as camadas superiores
interajam com a camada inferior de maneira carreta.
Assim sendo, primeiramente será feito um grande estudo sobre redes CAN, a
API utilizada (NTCAN-API) para a interface com a rede CAN, sistemas de tempo
real, RTOS-UH (o sistema operacional de tempo real embarcado no processador) e
PEARL (a linguagem de programação utilizada no desenvolvimento de todo o
software). Em seguida, os requisitos do novo sistema foram definidos, levando em
conta questões relativas à confiabilidade e segurança, visto que o sistema lida com
substâncias químicas que podem ser perigosas em certas condições. Após essa
etapa, a implementação do software é realizada, sendo utilizado um protótipo do
sistema real para realizar todos os testes à medida que o código é desenvolvido. Por
fim, testes de funcionamento são realizados para assegurar que o novo sistema está
operando adequadamente e que não existem erros nas trocas de mensagens dentro
da rede CAN. |
