BRPI0912486B1

BRPI0912486B1 - INSTRUMENTATION, CONTROL AND AUTOMATION MODULE

Info

Publication number: BRPI0912486B1
Application number: BRPI0912486-1A
Authority: BR
Inventors: Carmela Maria Polito Braga; Anísio Rogério Braga
Original assignee: Universidade Federal De Minas Gerais; Centro Federal De Educação Tecnológica De Minas Gerais - Cefet; Centrais Elétricas Brasileiras S.A. - Eletrobras
Priority date: 2009-09-17
Filing date: 2009-09-17
Publication date: 2021-05-04
Also published as: BRPI0912486A2

Abstract

módulo de instrumentação, controle e automação - mica o presente pedido de patente refere-se a um dispositivo utilizado para ensino de instrumentação, controle de processos e automoção nos variados níveis de formação: técnico, superior e pós-graduação (especialização, mestrado e doutorado). também pode ser usado para treinamento técnico em laboratório de ensino ou chão de fábrica, demonstração em salas de aula, laboratórios e feiras de ciência e tecnologia. outras utilizações são o desenvolvimento de sistemas de instrumentação, controle de processos e automoção, teste de sistemas supervisórios e interfaces homem-máquina, desenvolvimento e testes de sistemas de automoção de eventos discretos e teste e validação de aplicações industriais de instrumentação, controle de processos e automoção.instrumentation, control and automation module - mica this patent application refers to a device used for teaching instrumentation, process control and automation at various levels of education: technical, higher and postgraduate courses (specialization, master's and doctoral degrees ). it can also be used for technical training in a teaching lab or shop floor, demonstration in classrooms, labs, and science and technology fairs. other uses are the development of instrumentation systems, process control and automation, testing of supervisory systems and man-machine interfaces, development and testing of discrete event automation systems, and testing and validation of industrial applications of instrumentation, process control and automotive.

Description

APPLICATION FIELD

O presente pedido de patente descreve um Módulo de Instrumentação, Controle e Automação (MICA) desenvolvido para atividades de ensino laboratorial e treinamento técnico nas áreas de controle e automação industrial e predial.This patent application describes an Instrumentation, Control and Automation Module (MICA) developed for laboratory teaching activities and technical training in the areas of industrial and building control and automation.

Mais particularmente, a tecnologia ora proposta (MICA) apresenta uma estrutura flexível e versátil de software e hardware que permite desenvolver, testar e validar projetos de sistemas de automação com diversos sensores, atuadores plantas piloto industriais, sendo que os testes e experimentos podem ser feitos em laboratórios ou próximos a plantas industriais.More particularly, the technology proposed herein (MICA) presents a flexible and versatile structure of software and hardware that allows the development, testing and validation of automation system projects with various sensors, actuators, industrial pilot plants, and tests and experiments can be carried out in laboratories or near industrial plants.

TECHNICAL STATUS

A área de engenharia de controle e automação é um campo com forte base conceituai matemática e de natureza multidisciplinar e interdisciplinar (Pena, R. T., Jota, F. G., Seixas-Filho, C. A new undergraduate degree in control Engineering. IEEE 15 trans. On Education vol 44(4), 2001). Um projeto de controle e automação, para ser bem sucedido, depende da integração harmoniosa de temas diversos tais como teoria de controle, processamento de sinais, eletrônica, instrumentação, comunicação, software, algoritmos e computação em tempo real (Kheir.N.A., Astrom,K.J., Auslander,D., Check,K.C., Franklin,O.F., Masten.M. and Rabinstt,M.. Control Systems 20 Engineering Education, Automática, 32(2): 147-166, 1996).The field of control and automation engineering is a field with a strong mathematical conceptual base and a multidisciplinary and interdisciplinary nature (Pena, RT, Jota, FG, Seixas-Filho, C. A new undergraduate degree in control Engineering. IEEE 15 trans. On Education vol 44(4), 2001). A successful control and automation project depends on the harmonious integration of diverse themes such as control theory, signal processing, electronics, instrumentation, communication, software, algorithms and real-time computing (Kheir.NA, Astrom, KJ, Auslander,D., Check,KC, Franklin,OF, Masten.M. and Rabinstt,M. Control Systems 20 Engineering Education, Automatic, 32(2): 147-166, 1996).

Na indústria, estes temas encontram-se aplicados em equipamentos, como Sistemas Digitais de Controle Distribuído (SDCDs) e Controladores Lógicos Programáveis (CLPs) que, por sua vez, interagem com as mais variadas tecnologias de instrumentação, comunicação e softwares de supervisão.In industry, these themes are applied in equipment such as Digital Distributed Control Systems (SDCDs) and Programmable Logic Controllers (PLCs) which, in turn, interact with the most varied instrumentation, communication and supervisory software technologies.

É importante notar que equipamentos e softwares utilizados nas atividades práticas têm que ser seguros, fáceis de manusear e compatíveis com os padrões mais difundidos estabelecidos por órgãos de normalização. Entre estes padrões, destacam- se a norma de programação de CLPs IEC61131-3, o padrão de comunicação OPC (OLE for Process Control) é a rede Ethernet Industrial. Outro aspecto importante que precisa ser abordado em cursos práticos é o uso de CLPs para a implementação de controles digitais retro-alimentados. O fato dos CLPs terem sido originalmente propostos para controle lógico seqüencial faz com que eles sejam naturalmente ignorados nos círculos acadêmicos de controle de processos, mesmo considerando que, hoje, os CLPs são amplamente utilizados na implementação de malhas de controle além do controle lógico e sequencial. (Clough,D.E. The Missing Link in Process Control Education - Incorporating PLC’s Into the ChE’s Control Course, Proceedings of the 2002 American Society for Engineering Education Annual 5 Conference & Exposition, 2002)It is important to note that equipment and software used in practical activities must be safe, easy to handle and compatible with the most widespread standards established by standardization bodies. Among these standards, the IEC61131-3 PLC programming standard stands out, the OPC (OLE for Process Control) communication standard is the Industrial Ethernet network. Another important aspect that needs to be addressed in practical courses is the use of PLCs to implement digital feedback controls. The fact that PLCs were originally proposed for logical sequential control makes them naturally ignored in academic process control circles, even considering that, today, PLCs are widely used in the implementation of control loops beyond logical and sequential control . (Clough, D.E. The Missing Link in Process Control Education - Incorporating PLC's Into the ChE's Control Course, Proceedings of the 2002 American Society for Engineering Education Annual 5th Conference & Exposition, 2002)

Foram encontradas no estado da técnica algumas patentes que versam sobre assuntos similares, como por exemplo, o depósito de patente KR20040067489, publicada em 30/07/2004, intitulada CONTROL SIMULATOR FOR POTABLE PLC EDUCATION, que descreve um simulador comandado por um CLP (controlador lógico 10 programável).Some patents dealing with similar subjects were found in the state of the art, for example, the patent deposit KR20040067489, published on 07/30/2004, entitled CONTROL SIMULATOR FOR POTABLE PLC EDUCATION, which describes a simulator commanded by a PLC (controller programmable logic 10).

O modelo de utilidade CN201041704, publicado em 26/03/2008, intitulado TRAINING DEVICE FOR AUTOMATIC PRACTICE TEACHING descreve um dispositivo para treinar e ensinar práticas de automação.Utility model CN201041704, published on 26/03/2008, entitled TRAINING DEVICE FOR AUTOMATIC PRACTICE TEACHING describes a device for training and teaching automation practices.

O modelo de utilidade CN201156348, publicado em 26/11/2008, intitulado 15 TRAINING BENCH FOR ELECTRIC APPLIANCE INTELLIGENT CONTROL, refere-se a uma plataforma de treinamento comandada por um sistema elétrico inteligente, que compreende um circuito CLP (controlador lógico programável).Utility model CN201156348, published on 11/26/2008, entitled 15 TRAINING BENCH FOR ELECTRIC APPLIANCE INTELLIGENT CONTROL, refers to a training platform commanded by an intelligent electrical system, comprising a PLC (programmable logic controller) circuit.

O modelo de utilidade CN 201072615, publicado em 20/08/2009, intitulado ELECTRIC MOTOR DRAGGING AND CONTROL TECHNOLOGY REAL TRAINING 20 DEVICE, refere-se a urn motor e um dispositivo de controle (CLP) montado em uma mesa com rodinhas para facilitar o transporte.Utility model CN 201072615, published on 20/08/2009, entitled ELECTRIC MOTOR DRAGGING AND CONTROL TECHNOLOGY REAL TRAINING 20 DEVICE, refers to a motor and a control device (PLC) mounted on a table with casters to facilitate the transport.

O depósito via PCT W02009103089, publicado em 20/08/2009, intitulado SYSTEM AND METHOD FOR AUTOGENERATING SIMULATIONS FOR PROCESS CONTROL SYSTEM CHECKOUT AND OPERATOR TRAINING apresenta um método 25 e um sistema para a geração automática de simulações para controle distribuído.The deposit via PCT W02009103089, published on 20/08/2009, entitled SYSTEM AND METHOD FOR AUTOGENERATING SIMULATIONS FOR PROCESS CONTROL SYSTEM CHECKOUT AND OPERATOR TRAINING presents a method 25 and a system for the automatic generation of simulations for distributed control.

O depósito de patente DE102007015205, publicado em 09/10/2008, intitulado AUTOMATION SYSTEM FOR CONTROLLING AND MONITORING OF TECHNICAL PROCESS OR TECHNICAL EQUIPMENT, HAS SLAVE MODULES INTEGRATED IN BASE STATION OR IN SLAVE MODULE FUNCTIONAL MODULES FOR LOCAL 30 PROCESSING OF APPLICATION DATA descreve um sistema de automação que tem uma central de controle (CLP) conectada com uma estação base, que faz intercâmbio de dados através de uma conexão de comunicação com um módulo dependente. Os módulos dependentes são integrados a uma estação base ou em um módulo dependente funcional para o processamento local de dados de aplicação, controle de 35 sinais ou diagnósticos de dados ou entrada ou saída de dados.The patent deposit DE102007015205, published on 10/09/2008, entitled AUTOMATION SYSTEM FOR CONTROLLING AND MONITORING OF TECHNICAL PROCESS OR TECHNICAL EQUIPMENT, describes a automation system that has a control center (PLC) connected to a base station, which exchanges data via a communication link with a dependent module. Dependent modules are integrated into a base station or functional dependent module for local processing of application data, control of signals or data diagnostics, or data input or output.

Outra citação importante é do Lab-Volt que possui uma linha de sistemas móveis de treinamento em Instrumentação e controle de processos. Trata-se de módulos sobre rodas, que permitem um fácil deslocamento do mesmo em laboratório. Esses consistem de estações de trabalho projetadas para treinamento em 5 instrumentação e controle de processos. Cada estação pode operar separadamente ou ser interconectada com outra estação da linha, simulando sistemas mais complexos. Cada estação é projetada e construída com foco no processo que simula, ou seja, estação de vazão, de nível, de pressão, de temperatura, de processo analítico ou multiprocesso. Todas as estações possuem um controlador microprocessado e um plotter, além de sinaleiros e pinos banana para acesso aos sinais dos instrumentos de medida e atuadores instalados em cada estação (http://www.labvolt.com/; acessado em 14/09/2009).Another important mention is from Lab-Volt, which has a line of mobile training systems in Instrumentation and Process Control. These are modules on wheels, which allow it to be easily moved in the laboratory. These consist of workstations designed for training in instrumentation and process control. Each station can operate separately or be interconnected with another line station, simulating more complex systems. Each station is designed and built with a focus on the process it simulates, that is, flow, level, pressure, temperature, analytical process or multi-process station. All stations have a microprocessor controller and a plotter, as well as signal lights and banana pins for accessing the signals from the measuring instruments and actuators installed at each station (http://www.labvolt.com/; accessed on 14/09/2009 ).

PROBLEMS OF THE STATE OF THE TECHNIQUE

Os Módulos didáticos com finalidades de ensino e treinamento técnico são 15 predominantemente construídos como soluções; • Restritivas, fechadas e com limitações de modificação de hardware; • Didáticas na apresentação, mas distanciadas dos paradigmas da realidade de chão de fábrica. É comum o uso de sensores de baixo custo e sem padronização industrial; • Focadas em soluções demonstrativas para treinamento específico; • Limitadas em termos de testes de condições operacionais e de falhas de instrumentos e equipamentos. Falhas são inseridas de forma pré- programadas para avaliação de treinamento em geral; • Encapsuladas e com restrições, ou seja, sem flexibilidade de expansão, e quando existem, essas são normalmente proprietárias; • Encapsuladas com conexões elétricas de alimentação e acionamento embutidas (encobertas por obstruções de proteção opacas), normalmente fixas, sem possibilidades amplas de modificação ou reconfiguração; • Proprietárias e restritivas em termos de aplicativos de software limitando o 30 uso às tarefas de demonstração e treinamento.Didactic modules for teaching and technical training purposes are predominantly built as solutions; • Restrictive, closed and with hardware modification limitations; • Didactics in the presentation, but distanced from the paradigms of the shop floor reality. It is common to use low-cost sensors without industrial standardization; • Focused on demonstrative solutions for specific training; • Limited in terms of testing operating conditions and instrument and equipment failures. Failures are pre-programmed for general training evaluation; • Encapsulated and with restrictions, that is, without expansion flexibility, and when they exist, they are normally proprietary; • Encapsulated with built-in electrical supply and drive connections (covered by opaque protection obstructions), normally fixed, without extensive possibilities for modification or reconfiguration; • Proprietary and restrictive in terms of software applications limiting usage to demonstration and training tasks.

TECHNOLOGY ADVANTAGES

O Módulo de Instrumentação, Controle e Automação contempla as seguintes vantagens: • Integração compacta e didática de aspectos de automação e controle de processos industriais estabelecem e conectam arquétipos do usuário aos paradigmas da realidade de chão de fábrica, através da simulação mecânica de célula de manufatura discreta, simulação de painel de operação, modos de operação manual e automático. Isso é possível, pois a parte frontal do painel possui desenhos ilustrando seus circuitos, respeitando um código de cores pré-definido para as conexões elétricas, o que facilita o manuseio do dispositivo, além de ser uma forma segura e organizada de se trabalhar. Sua estrutura angulada em forma de cunha que facilita a visualização e operação de comandos localmente por mais de um operador simultaneamente. • Estrutura flexível e versátil, já que pode simular diferentes tipos de ambientes industriais, pois os equipamentos, os sensores e os atuadores são os mesmos utilizados nas indústrias, as conexões elétricas são reconfiguráveis e existe a possibilidade de expansão prevista tanto no painel frontal quanto em conexões externas temporárias ou permanentes, além da possibilidade de acrescentar outros equipamentos. • Fácil de manusear, devido à existência de desenhos que ilustram os circuitos, trilho DIN para facilitar as conexões mecânicas de equipamentos, sinalizadores visuais tipo semáforo, sinalizador sonoro simulando sirene, módulo é encapsulado com material translúcido que facilita a visualização dos circuitos. O módulo é formado.por uma estrutura angulada em forma de cunha que facilita a visualização e operação de comandos localmente por mais de um operador simultaneamenteThe Instrumentation, Control and Automation Module has the following advantages: • Compact and didactic integration of automation and control aspects of industrial processes establish and connect user archetypes to the paradigms of the reality of the factory floor, through the mechanical simulation of a manufacturing cell discrete, operating panel simulation, manual and automatic operating modes. This is possible because the front of the panel has drawings illustrating its circuits, respecting a pre-defined color code for electrical connections, which facilitates the handling of the device, in addition to being a safe and organized way to work. Its wedge-shaped angled structure makes it easy to view and operate commands locally by more than one operator simultaneously. • Flexible and versatile structure, as it can simulate different types of industrial environments, as the equipment, sensors and actuators are the same used in industries, the electrical connections are reconfigurable and there is the possibility of expansion provided for both in the front panel and in temporary or permanent external connections, in addition to the possibility of adding other equipment. • Easy to handle, due to the existence of drawings that illustrate the circuits, DIN rail to facilitate the mechanical connections of equipment, traffic light-type visual signals, sound signal simulating siren, module is encapsulated with translucent material that facilitates the visualization of the circuits. The module is formed by an angled wedge-shaped structure that facilitates the visualization and operation of commands locally by more than one operator simultaneously

BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

Figura 1: Diagrama esquemático do MICA, vista frontalFigure 1: Schematic diagram of MICA, front view

Figura 2: Vista lateral do MICAFigure 2: Side view of the MICA

Figura 3: Abstração do disco giratório e sensores de proximidade representando um sistema de controle lógico de nível.Figure 3: Abstraction of the rotating disk and proximity sensors representing a logical level control system.

Figura 4: Abstração do disco giratório e sensores de proximidade representando um processo de envasilhamento de bebida.Figure 4: Abstraction of the rotating disk and proximity sensors representing a beverage filling process.

Figura 5: Perfil de teste aplicado ao forno, resposta real da temperatura e modelo de temperatura.Figure 5: Test profile applied to the oven, actual temperature response and temperature model.

Figura 6: Tendência de temperatura do forno com controle Pl-preditor de Smith (0 a 3000s) e controle PI (>3000s).Figure 6: Oven temperature trend with Smith's Pl-predictor control (0 to 3000s) and PI control (>3000s).

DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

A estrutura portátil do MICA, com software e hardware completamente 5 reconfiguráveis, permite testar, experimentar e validar projetos de sistemas de instrumentação, controle de processos e automação com diversos sensores e atuadores com conexões padronizadas para sistemas industriais.The portable structure of the MICA, with completely reconfigurable software and hardware 5, allows testing, experimenting and validating projects of instrumentation, process control and automation systems with various sensors and actuators with standardized connections for industrial systems.

O módulo é robusto e móvel, por isso os testes e experimentos podem ser feitos em laboratórios ou próximos a plantas industriais.The module is robust and mobile, so tests and experiments can be carried out in laboratories or close to industrial plants.

As conexões elétricas de alimentação e acionamento embutidas na parte interna do corpo do módulo são encapsuladas com um material translúcido, que permite uma inspeção visual ampla das conexões internas. O módulo também permite modificações e instalação de novos equipamentos ou instrumentos usando a base de um trilho DIN para fixação mecânica de partes.Power and drive electrical connections built into the inside of the module body are encapsulated in a translucent material, which allows extensive visual inspection of the internal connections. The module also allows for modifications and installation of new equipment or instruments using a DIN rail base for mechanical attachment of parts.

A parte frontal do painel possui desenhos ilustrando seus circuitos, respeitando um código de cores pré-definido para as conexões elétricas, e com a facilidade para manuseio de dispositivos, juntamente a uma forma segura e organizada de se trabalhar (Figura 1).The front of the panel has drawings illustrating its circuits, respecting a pre-defined color code for electrical connections, and with the ease of handling devices, together with a safe and organized way of working (Figure 1).

O código de cores do módulo é definido de acordo com seu tipo de sinal, qual 20 seja fonte de alimentação positiva 24VCC (vermelho), referência da fonte de alimentação, polo negativo, (preto), entrada digital ou analógica (azul), saída digital ou analógica (amarelo), saída à relé (24VCC, 127VCA e 220VCA) (cinza). As conexões elétricas são facilmente construídas tendo de ser feitas obedecendo ao código de cores de forma que sensores destacados em cor azul são conectadas a entradas digitais ou analógicas também marcadas em azul. A estrutura física com canaletas, bornes e cabos flexíveis em cores distintas e padronizadas facilita e torna mais seguro o trabalho docente ou tutor de conferência dos circuitos executados por estudantes ou pessoal em treinamento, antes de se autorizar a energização dos mesmos, durante experimentos com o MICA e seus respectivos subsistemas.The module's color coding is defined according to its signal type, which 20 is 24VDC positive power supply (red), power supply reference, negative pole, (black), digital or analog input (blue), output digital or analog (yellow), relay output (24VDC, 127VAC and 220VAC) (grey). Electrical connections are easily constructed and must be color coded so that sensors highlighted in blue are connected to digital or analog inputs also marked in blue. The physical structure with channels, terminals and flexible cables in different and standardized colors facilitates and makes the teaching or tutor work of conference circuits performed by students or personnel in training, before authorizing their energization, during experiments with the MICA and its respective subsystems.

Um controlador Lógico Programável - CLP - utilizado pode conter entradas digitais, saídas digitais a relé e a transistor, entradas e saídas analógicas em tensão ou corrente; comunicação via porta serial RS232 e rede Ethernet; fonte de 24Vcc e outros módulos para aplicações especificas a serem instaladas na área de expansão do módulo. O CLP é encaixado na estrutura do painel por meio de um trilho DIN. Esse 35 trilho é estendido para a lateral direita do CLP, permitindo o encaixe de módulos auxiliares ou outros sensores e atuadores, permitindo a expansão das funcionalidades inerentes do MICA. O controlador programável confere ao painel as características de configuração e programação das funcionalidades de entrada e saída via software. As conexões de entrada e saída do CLP são estendidas para pinos arranjados em s 5 grupos, de forma a permitir a montagem de conexões elétricas diversas usando cabos e pinos mini-banana coloridos. Os grupos de pinos de conexão são destacados em 't cores para diferenciar as funções de entrada e saída analógica e digital e interfaces isoladas ou não eletricamente. As conexões analógicas podem ser feitas tanto em tensão quanto em corrente de acordo com padrões industriais. A organização dos 10 cabos das conexões entre o CLP, os sensores, atuadores e chaves é feita em a canaletas furada que servem de guia para o cabeamento, evitando-se, assim, laços e embaraços nas montagens. A estrutura metálica do painel, em forma de cunha, 4 permite uma visualização ampla da montagem, além de prover internamente espaço para alojar circuitos eletrônicos e contatores que servem para acionar cargas elétricas de maior potência, como motores e aquecedores externos ao painel. Uma conexão elétrica trifásica é provida na lateral direita do módulo para acionamentos externos de 4 potência conferindo segurança e isolamento para a operação no painel frontal do módulo. Esse acionamento é feito por meio de um contator acionado remotamente í pelo CLP ou, manualmente, por um botão de comando disposto na parte frontal do painel.A Programmable Logic Controller - PLC - used can contain digital inputs, digital relay and transistor outputs, analog inputs and outputs in voltage or current; communication via RS232 serial port and Ethernet network; 24Vdc power supply and other application-specific modules to be installed in the module's expansion area. The PLC is fitted to the panel frame via a DIN rail. This 35 rail extends to the right side of the PLC, allowing the attachment of auxiliary modules or other sensors and actuators, allowing for expansion of the inherent functionality of the MICA. The programmable controller gives the panel the configuration and programming characteristics of the input and output functionalities via software. The PLC input and output connections are extended to pins arranged in s 5 groups to allow mounting of various electrical connections using colored mini-banana pins and cables. Connecting pin groups are highlighted in 't colors to differentiate analog and digital input and output functions and electrically isolated or non-electrically isolated interfaces. Analog connections can be made either voltage or current in accordance with industry standards. The organization of the 10 cables for the connections between the PLC, sensors, actuators and switches is done in perforated channels that serve as a guide for the cabling, thus avoiding loops and embarrassments in the assemblies. The panel's wedge-shaped metal structure 4 allows a wide view of the assembly, in addition to providing internal space to house electronic circuits and contactors that serve to drive higher power electrical loads, such as motors and heaters external to the panel. A three-phase electrical connection is provided on the right side of the module for 4 power external drives providing safety and isolation for operation on the module's front panel. This activation is done by means of a contactor remotely activated by the PLC or, manually, by a command button placed on the front of the panel.

Três sinalizadores luminosos a LED simulam um semáforo ou atuadores * luminosos genéricos.Three LED light signals simulate a traffic light or generic light actuators *.

Para simular um sistema de esteira rolante é utilizado um disco, controlado por * um servomotor, em que são fixados aletas de diferentes materiais detectáveis distintamente por sensores indutivo, capacitivo e fotoelétrico, dispostos ao redor do disco. As aletas são numeradas e o posicionamento no disco referenciado para simulação de diferentes processos de manufatura ou automação e controle de processos.To simulate a conveyor belt system, a disc is used, controlled by a * servomotor, to which fins of different materials are fixed, distinctly detectable by inductive, capacitive and photoelectric sensors, arranged around the disc. The fins are numbered and the positioning on the disk referenced for simulating different manufacturing processes or process automation and control.

Uma sirene é utilizada como dispositivo de saída para sinalização sonora.A siren is used as an output device for sound signaling.

Como pode ser visualizado na Figura 1 e na Figura 2, as partes e funcionalidades do MICA são: 1. Controlador lógico Programável - CLP (situado na parte superior do módulo representando o paradigma da Sala de Controle; 2. Pinos para conexões estendidas de entrada e saída digitais do CLP; 3. Canaleta para roteamento de cabos de conexões elétricas. Delineia a área representando o paradigma de chão de fábrica; 4. Disco giratório que simula uma célula de manufatura integrada; Aletas removíveis são instaladas na periferia deste disco 4 5 5. Sensor discreto e respectivas conexões para detecção de peças no disco 6. Sensor discreto e respectivas conexões para detecção de peças no disco 7. Sensor discreto e respectivas conexões para detecção de peças no disco 8. Botoeira para acionamento manual de cargas externas ao módulo. 9. Sinaleiros luminosos 10 10. Pinos para conexão de fonte de alimentação de sensores e atuadores. 11. Pinos para conexão de fonte de alimentação de sensores e atuadores. 12. Pinos para conexões estendidas de entrada e saída digitais do CLP. 13. Chaves para comutação de modo remoto e local 14. Sinalizador sonoro 15 15. Pinos isolados para conexões estendidas de entrada e saída digitais do CLP. 16. Trilho DIN para conexão mecânica de módulos extras. 17. Área para montagem de módulos externos e com funcionalidades ’ adicionais às do MICA. 18. Conexões para acionamento do disco giratório. 19. Controlador Lógico Programável e módulos externos montados no painel « frontal (vista lateral). 20. Canaleta para organização de cabos de conexões elétricas (vista lateral). 21. Pés de borracha antiderrapantes para suporte do módulo. 22. Sinaleiro de emergência. 23. Chave de emergência. 24. Suporte tipo canaleta para armazenamento de cabos de variados tamanhos. 25. Tomada para conexão a rede elétrica. 26. Abertura lateral para conectar cargas monofásicas e trifásicas externas ao módulo. 27. Trilho DIN para instalação mecânica interna de módulos e suporte para futuras expansões. 28. Contatores, fusíveis, relés de proteção e fontes de alimentação internas ao MICA. 29. Trilho DIN para instalação mecânica de módulos e suporte para futuras expansões no painel frontal. 30. Proteção translúcida para visualização de conexões internas, mas protegendo contato direto com os circuitos energizados internos ao painel quando em funcionamento.As can be seen in Figure 1 and Figure 2, the parts and functionalities of the MICA are: 1. Programmable logic controller - PLC (located at the top of the module representing the Control Room paradigm; 2. Pins for extended input connections and digital output of the PLC; 3. Channel for routing electrical connections cables. Outlines the area representing the shop floor paradigm; 4. Spinning disk that simulates an integrated manufacturing cell; Removable fins are installed on the periphery of this disk 4 5 5. Discrete sensor and its connections for detecting parts on the disk 6. Discrete sensor and its connections for detecting parts on the disk 7. Discrete sensor and its connections for detecting parts on the disk 8. Pushbutton for manual activation of loads external to the module 9. Signal lights 10 10. Pins for connecting the power supply of sensors and actuators 11. Pins for connecting the power supply of sensors and actuators 12. Pins for extended PLC digital input and output connections. 13. Switches for remote and local mode switching 14. Buzzer 15 15. Isolated pins for extended PLC digital input and output connections. 16. DIN rail for mechanical connection of extra modules. 17. Area for mounting external modules and with functionalities funcionalidades additional to those of the MICA. 18. Connections for turning disk drive. 19. Programmable Logic Controller and external modules mounted on the « front panel (side view). 20. Channel for organizing electrical connections cables (side view). 21. Non-slip rubber feet for module support. 22. Emergency beacon. 23. Emergency key. 24. Channel support for storing cables of various sizes. 25. Socket for connection to electrical network. 26. Side opening for connecting external single-phase and three-phase loads to the module. 27. DIN rail for internal mechanical installation of modules and support for future expansions. 28. Contactors, fuses, protection relays and power supplies internal to the MICA. 29. DIN rail for mechanical installation of modules and support for future expansions on the front panel. 30. Translucent protection for viewing internal connections, but protecting direct contact with the energized circuits inside the panel when in operation.

Control and Automation System:

A Arquitetura de controle e automação disponibilizada pelo módulo é a tradicional CLP mais sistema SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) em que o CLP realiza as funções de interface direta do sistema de controle com o 10 processo. Cabe ao CLP determinar o estado das chaves de campo (aberta ou fechada) e as medidas dos sensores das variáveis de processo, por meio dos cartões de entradas discretas e analógicas. O CLP atua ainda sobre os dispositivos de acionamento do processo, logicamente, abrindo e fechando válvulas, ligando e desligando motores ou, continuamente, manipulando o posicionamento de válvulas ou 15 a velocidade de motores.The control and automation architecture provided by the module is the traditional PLC plus SCADA system (Supervisory Control and Data Acquisition) in which the PLC performs the functions of direct interface between the control system and the process. It is up to the PLC to determine the state of the field switches (open or closed) and the measurements of the process variables sensors, through the discrete and analog input cards. The PLC also acts on the process triggering devices, of course, opening and closing valves, turning motors on and off, or continuously manipulating valve positioning or motor speed.

A conexão física entre CLP e microcomputador PC, em que se encontra instalado o software de operação e supervisão do módulo (SCADA), é feita por meio de um cabo de rede ethernet. Um aplicativo de operação e supervisão aciona remotamente o MICA, com uma tela básica de interface com os usuários do módulo. O 20 uso de um aplicativo tipo supervisório permite além da operação e supervisão amigável das funcionalidades do módulo em operação remota, o armazenamento das variáveis medidas em um banco de dados.The physical connection between the PLC and the PC microcomputer, in which the module operation and supervision software (SCADA) is installed, is made through an ethernet network cable. An operation and supervision application remotely activates the MICA, with a basic interface screen with the module's users. The use of a supervisory type application allows, in addition to the friendly operation and supervision of the module's functionalities in remote operation, the storage of measured variables in a database.

Também há as conexões do lado externo do entorno da canaleta que são extensões das conexões dos cartões de um CLP dispostas em conexões fêmeas para 25 minipinos tipo banana, utilizando o código de cores.There are also connections on the outside of the channel surroundings which are extensions of the connections of a PLC cards arranged in female connections for 25 mini banana pins, using the color coding.

Todos os recursos do módulo podem ser monitorados pelo aplicativo de operação e supervisão, via rede ethernet industrial ou conexão RS232, possibilitando ao usuário, de maneira didática, flexível, segura e confiável estudar sistemas dinâmicos de controle de processos, reconciliando aspectos de abstrações teóricas 30 com a prática, numa arquitetura típica de controle e automação industrial.All module features can be monitored by the operation and supervision application, via industrial ethernet network or RS232 connection, enabling the user, in a didactic, flexible, safe and reliable way, to study dynamic process control systems, reconciling aspects of theoretical abstractions 30 with practice, in a typical industrial automation and control architecture.

Sensing and Activation:

O módulo MICA possui três sensores de proximidade digitais instalados em sua parte frontal, sendo um capacitivo (“C” - sensível a objetos metálicos e não-metálicos), que detecta variação no campo eletrostático, um indutivo (“I” - sensível a objetos metálicos), que detecta alterações no campo magnético, e um fotoelétrico (“F” - sensível a objetos reflexivos), que detecta superfícies refletoras. Os sensores possuem contatos NA- Normalmente Aberto e NF- Normalmente Fechado para testes de diversas estratégias de automação.The MICA module has three digital proximity sensors installed on its front, being a capacitive ("C" - sensitive to metallic and non-metallic objects), which detects variation in the electrostatic field, an inductive ("I" - sensitive to objects metallic), which detects changes in the magnetic field, and a photoelectric (“F” - sensitive to reflective objects), which detects reflective surfaces. The sensors have NO-Normally Open and NC-Normally Closed contacts for testing various automation strategies.

A atuação dos sensores pode ocorrer manualmente ou por meio de aletas de teste instaladas no disco giratório, na parte frontal do painel. Estas aletas são de quatro tipos, conforme relacionado na tabela i. Tabela 1: Aletas de teste do disco giratório do MICA - C: Capacitivo; I: Indutivo; F: Fotoelétrico

The actuation of the sensors can take place manually or by means of test fins installed on the rotating disk, on the front of the panel. These fins are of four types as listed in table i. Table 1: MICA Spinning Disc Test Fins - C: Capacitive; I: Inductive; F: Photoelectric

Safety:

O módulo MICA possui um botão de emergência tipo cogumelo, instalado no topo do módulo, facilmente acessível, que permite o desligamento rápido da alimentação do módulo, manualmente, em caso de risco iminente para o operador ou para o módulo. A chave de segurança corta a energia das saídas e entradas, mas 15 mantém o CLP energizado para que este possa detectar e rastrear a falta eventual ocorrida.The MICA module has an easily accessible mushroom-type emergency button, installed on top of the module, which allows the module's power to be turned off quickly, manually, in the event of imminent risk to the operator or the module. The safety switch cuts power to the outputs and inputs, but it keeps the PLC energized so that it can detect and track the eventual fault that has occurred.

MICA

O módulo MICA tem uma integração compacta e didática de aspectos de automação e controle de processos industriais que estabelecem e conectam 20 arquétipos do usuário aos paradigmas da realidade de chão de fábrica, criando associações representativas e equiparadas tecnologicamente com sala de controle, bandejas de cabeamento de equipamentos e instrumentos, processo em chão de fábrica com simulação mecânica de célula de manufatura discreto, simulação de painel de operação (com opção de modo remoto e local), modos de operação manual 25 e automático, sinalizadores visuais tipo semáforo, sinalizador sonoro simulando sirene.The MICA module has a compact and didactic integration of automation and control aspects of industrial processes that establish and connect 20 user archetypes to the paradigms of the factory floor reality, creating representative associations and technologically equivalent to the control room, cable trays. equipment and instruments, shop floor process with mechanical simulation of discrete manufacturing cell, operation panel simulation (with option of remote and local mode), manual 25 and automatic operation modes, traffic light-type visual beacons, audible beacon simulating siren .

O módulo também simula uma célula de manufatura integrada instrumentada composta por: mesa em forma de disco, giratória, sensores de detecção de presença indutivo, capacitivo e fotoelétrico dispostos equidistantes de 120° ao longo do entorno do disco. O disco é acionado por um servomotor com atuação tipo PWM (modulação por largura de pulso) bidirecional e de velocidade programável. Este conjunto de disco, [ sensores e acionamento servomotorizado representa um processo típico normalmente formado por esteiras rolantes na indústria automobilística e de bebidas dentre outras.The module also simulates an instrumented integrated manufacturing cell composed of: disk-shaped table, rotating, inductive, capacitive and photoelectric presence detection sensors arranged 120° equidistant along the disc's surroundings. The disk is driven by a bidirectional PWM (Pulse Width Modulation) servomotor with programmable speed. This set of discs, [ sensors and servomotorized drive represents a typical process normally formed by conveyor belts in the automobile and beverage industries, among others.

A esteira é simulada por um disco e as partes ou peças a serem transportadas ou 5 fabricadas ao longo da extensão da esteira e respectiva célula de manufatura são representadas por aletas removíveis dispostas ao longo de toda a circunferência do disco.The belt is simulated by a disk and the parts or pieces to be transported or manufactured along the length of the belt and respective manufacturing cell are represented by removable fins arranged along the entire circumference of the disk.

O MICA também pode simular falhas diversas e típicas de sistemas de automação tais como: condições operacionais alteradas por falha no processo ( 10 remoção de aletas no disco simulador de célula de manufatura; comutação de operação remota para local em painel de chão de fábrica), conexões elétricas trocadas ocasionando erros de endereçamento de variáveis se medição ou atuação, obstrução da área de sensoreamento ( detetor indutivo, capacitivo ou fotoelétrico permanentemente acionando devido à presença de elementos externos ao processo 15 simulado). Alteração nas distâncias de instalação de sensores que pode ser inadequada para a detecção desejada de peças, intermitência operacional de equipamentos e instrumentos (as conexões elétricas podem ser facilmente comutadas manualmente);MICA can also simulate various and typical failures of automation systems such as: operating conditions altered by process failure ( 10 removal of fins on the manufacturing cell simulator disk; switching from remote operation to local on shop floor panel), exchanged electrical connections causing variable addressing errors if measurement or actuation, obstruction of the sensing area (inductive, capacitive or photoelectric detector permanently activating due to the presence of external elements to the simulated process). Change in sensor installation distances that may be inadequate for the desired detection of parts, operational intermittence of equipment and instruments (electrical connections can be easily switched manually);

O módulo ainda pode simular um sensor de velocidade tipo encoder usando o 20 disco, que também simula uma esteira rolante, aletas e os sensores/ detectores indutivo, capacitivo e fotoelétrico. Os exemplos a seguir ilustram a utilização do módulo, mas não limitam a esta, as formas de concretizar a invenção.The module can even simulate an encoder-type speed sensor using the 20 disc, which also simulates a moving walk, vanes, and inductive, capacitive and photoelectric sensors/detectors. The following examples illustrate the use of the module, but do not limit the ways to carry out the invention.

Example 1 - Measuring the speed of a rotor:

O disco representa o rotor e as aletas chapas soldadas ao rotor. A velocidade média pode ser medida pelo tempo decorrido entre duas detecções sucessivas de aletas. Uma aplicação comum desta estratégia é encontrada em transportadores de correia onde, no rotor de tensionamento da correia, é necessário detectar quedas de velocidade que indiquem possível sobrecarga ou rompimento da mesma.The disc represents the rotor and the blades welded to the rotor. Average speed can be measured by the time elapsed between two successive fin detections. A common application of this strategy is found in belt conveyors where, in the belt tensioning rotor, it is necessary to detect speed drops that indicate possible overload or breakage of the belt.

Example 2 - Tank level control:

Nessa abstração, a posição de uma aleta do disco (36) representa o nível de um tanque (32) (Figura 3). Dois sensores de proximidade (S1 e S2), um antes e outro após a aleta, representam chaves de nível (alto (31) e baixo (32)) e a velocidade de giro do disco (37) representa a diferença entre as vazões de entrada (35) e saída (34) (ou a taxa de enchimento do tanque). O controle de nível pode ser realizado, por exemplo, fixando-se a vazão de saída e efetuando-se um controle lógico do estado da bomba (35), ligando-a quando da indicação de nível baixo (33) e desligando-a após indicação de nível alto (31).In this abstraction, the position of a disk fin (36) represents the level of a tank (32) (Figure 3). Two proximity sensors (S1 and S2), one before and one after the vane, represent level switches (high (31) and low (32)) and the speed of rotation of the disc (37) represents the difference between the flow rates of inlet (35) and outlet (34) (or the tank filling rate). The level control can be performed, for example, by setting the output flow and carrying out a logical control of the status of the pump (35), turning it on when the low level indication (33) and turning it off after high level indication (31).

Example 3 - Batch process for filling beverages:

Neste processo, como ilustrado na Figura 4, uma garrafa (11), representada por uma aleta (P1, P2, P3 e P4), é processada em uma mesa giratória (i.e. no disco do MICA). Os sinalizadores (L1, L2, L3 e 10) representam máquinas para encher (5), rotular (6) e tampar garrafas (7), que são acionadas quando o sensor de proximidade 10 correspondente (1 ou 2 ou 3) detecta uma garrafa.In this process, as illustrated in Figure 4, a bottle (11), represented by a fin (P1, P2, P3 and P4), is processed on a turntable (i.e. on the MICA disk). The flags (L1, L2, L3 and 10) represent machines for filling (5), labeling (6) and capping bottles (7), which are activated when the corresponding proximity sensor 10 (1 or 2 or 3) detects a bottle .

O processo pode ser dividido nas seguintes etapas: Etapa 1 - Inicialização: Todos os dispositivos são desligados e uma aleta (garrafa) é colocada na posição P1 do disco. O processo inicia ao comando de LIGA no supervisório. Etapa 2 - Enchimento: A mesa é acionada com velocidade média (40%), em sentido horário e, quando a garrafa (51) for detectada pelo sensor (42) na posição P2, a mesa deve parar durante 5 segundos e a lâmpada 1 deve acender, indicando o funcionamento da máquina de encher (44). Etapa 3 - Rotulamento: A mesa (49) é acionada e, quando o sensor(43) na 20 posição P3 atuar, a mesa (9) deve reduzir a velocidade (20%) durante 1 segundo e a lâmpada L2 deve acender, indicando o funcionamento da máquina de rotular (45). Etapa 4 - Colocação das tampas: A mesa (9) é novamente acionada com velocidade média e, quando a garrafa (51) for detectada pelo sensor (41) na posição P3, esta deve parar durante 2 segundos e a lâmpada 3 deve acender, indicando o 25 funcionamento da máquina de tampar (46). Etapa 5 - Finalização: A mesa (9) é acionada durante 1 segundo para que a aleta (51) atinja a posição R1. O ciclo se repete a partir da etapa 1.The process can be divided into the following steps: Step 1 - Initialization: All devices are turned off and a fin (bottle) is placed in position P1 of the disk. The process starts with the ON command in the supervisory. Step 2 - Filling: The table is activated with medium speed (40%), clockwise and, when the bottle (51) is detected by the sensor (42) in position P2, the table must stop for 5 seconds and the lamp 1 should light up, indicating the operation of the filling machine (44). Step 3 - Labeling: The table (49) is activated and, when the sensor (43) in 20 position P3 actuates, the table (9) must reduce the speed (20%) for 1 second and the L2 lamp must light, indicating the operation of the labeling machine (45). Step 4 - Placement of lids: The table (9) is again activated with medium speed and, when the bottle (51) is detected by the sensor (41) in position P3, it must stop for 2 seconds and lamp 3 must light, indicating the operation of the capping machine (46). Step 5 - Finalization: The table (9) is activated for 1 second so that the vane (51) reaches the R1 position. The cycle repeats from step 1.

Para este projeto são utilizadas as 3 lâmpadas (L1, L2 e L3) (LEDs), os 3 sensores de proximidade (41,42 e 43) e o disco com uma aleta metálica reflexiva (51) 30 (para ser detectada pelos três sensores do MICA). A Tabela 2 mostra a relação de variáveis com os respectivos endereços físicos em que cada dispositivo foi conectado (“Associação de Hardware”) e as variáveis utilizadas para a interface com o sistema de operação e supervisão. Tabela 1: Relação de Variáveis

For this project, the 3 lamps (L1, L2 and L3) (LEDs), the 3 proximity sensors (41,42 and 43) and the disk with a reflective metallic fin (51) 30 (to be detected by the three sensors) are used of MICA). Table 2 shows the relationship of variables with the respective physical addresses to which each device was connected (“Hardware Association”) and the variables used to interface with the operation and supervision system. Table 1: List of Variables

O seqüenciamento do processo e a definição da ordem de execução de cada operação foram programados na linguagem SFC - Sequential Function Chart, 5 seqüenciamento gráfico de funções.Além de ser muito fácil de programar, a linguagem SFC possui a vantagem de ser intuitiva e permite, em caso de falha, rastrear rapidamente a origem do problema.The process sequencing and the definition of the execution order of each operation were programmed in the SFC language - Sequential Function Chart, 5 graphic sequencing of functions. In addition to being very easy to program, the SFC language has the advantage of being intuitive and allows, in case of failure, quickly trace the source of the problem.

Example 4 - Heating Process of an Electric Oven

Para demonstrar o potencial didático do MICA para demonstração experimental 10 com plantas piloto e instrumentação externa ao módulo, é apresentado um exemplo de controle regulatório de um planta piloto de aquecimento, um forno elétrico tipo incubadora. O objetivo de controle é a regulação precisa da temperatura de acordo com uma tendência pré-especificada.To demonstrate the didactic potential of MICA for experimental demonstration 10 with pilot plants and instrumentation external to the module, an example of regulatory control of a pilot heating plant, an incubator type electric oven, is presented. The control objective is the precise regulation of the temperature according to a pre-specified trend.

Visando o projeto de controladores PI para a regulação de temperatura do 15 forno, procedeu-se, inicialmente, a um teste'dinâmico no mesmo, a fim de se obter dados para o modelamento matemático da dinâmica do sistema. A Figura 5 mostra o perfil de variação de referência de temperatura aplicado à entrada do forno em malha aberta e a resposta real de temperatura obtida, sendo esta comparada com a resposta do modelo de temperatura identificado a partir deste teste.Aiming at the design of PI controllers for the temperature regulation of the oven, a dynamic test was initially carried out in order to obtain data for the mathematical modeling of the system dynamics. Figure 5 shows the reference temperature variation profile applied to the open-loop furnace inlet and the actual temperature response obtained, which is compared with the response of the temperature model identified from this test.

Foi identificado usando o método de mínimos quadrados (Bowyer, R.O. e D. W. Clarke. Multiple Model Least-Squares Using a Lagrange Multiplier Approach. Electronics Letters, v.34, pp 311-312; 1998) o modelo da equação (1) para a função de transferência de temperatura do forno.

We identified using the least squares method (Bowyer, RO and DW Clarke. Multiple Model Least-Squares Using a Lagrange Multiplier Approach. Electronics Letters, v.34, pp 311-312; 1998) the model of equation (1) for the oven temperature transfer function.

Foram projetados e validados dois controladores: um PI (cujo algoritmo é parte 5 integrante do aplicativo do CLP), pelo Método da Síntese Direta e um PI com Preditor de Smith (Shinskey, F. G.: Process Control Systems, McGrawHill, 1989) (implementado usando bloco de funções) para efeito de comparação de desempenho dos algoritmos quando há atraso de transporte (TL) no processo, neste caso foi identificado TL igual a 90s. No projeto por síntese direta foi assumida como dinâmica 10 desejada uma constante de tempo em malha fechada 2.5 vezes menor que a constante de tempo do processo e para o PI com Preditor de Smith a constante de tempo desejada de malha fechada foi de 3 vezes menor. Assim, para o PI obteve-se os parâmetros de sintonia ganho proporcional, Kc, e tempo integral, Ti:

E para o PI com Preditor de Smith:

Two controllers were designed and validated: a PI (whose algorithm is an integral part of the PLC application) by the Direct Synthesis Method and a PI with Smith's Predictor (Shinskey, FG: Process Control Systems, McGrawHill, 1989) (implemented using function block) for the purpose of comparing the performance of the algorithms when there is a transport delay (TL) in the process, in this case TL equal to 90s was identified. In the design by direct synthesis, a closed-loop time constant 2.5 times smaller than the process time constant was assumed as the desired dynamic, and for the PI with Smith's Predictor the closed-loop time constant was 3 times smaller. Thus, for the PI, the parameters of proportional gain tuning, Kc, and integral time, Ti, were obtained:

And for PI with Smith's Predictor:

Na figura 6 ilustra-se o desempenho dos controladores projetados. O sistema de controle foi iniciado com o controlador PI com preditor de Smith e no instante 3000s o controlador foi chaveado para um controlador PI. Observa-se na Figura 8 que o 20 desempenho do controlador PI com preditor de Smith é superior apresentando menor sobre-elevação que o controlador PI e ambos apresentaram dinâmica de malha fechada similar.Figure 6 illustrates the performance of the designed controllers. The control system was started with the PI controller with Smith's predictor and at 3000s the controller was switched to a PI controller. It is observed in Figure 8 that the performance of the PI controller with Smith's predictor is superior, presenting a lower superelevation than the PI controller and both presented similar closed-loop dynamics.

Claims

1. INSTRUMENTATION, CONTROL AND AUTOMATION MODULE composed of movable metal structure angled in a wedge shape, Programmable Logic Controller - PLC (1), mounted on the colored front panel (19), by means of a DIN rail (16), in a manner angled, wedge-shaped; pins (2) for extended PLC digital input and output connections; channel (3) for routing electrical connections cables; discrete sensor (5, 6 and 7) and respective connections; buttonhole (8); traffic lights (9); power supply connection pins (10 and 11); pins (12) for extended PLC digital input and output connections; remote and local mode switching switches (13); beeper (14); isolated pins (15) for extended PLC digital input and output connections; DIN rail (16) for mechanical connection of extra modules; assembly area (17) for extra modules, with additional functionalities to the Instrumentation, Control and Automation Module - MICA; rotating disk drive connections (18); channels (20); non-slip rubber feet (21); emergency signaller (22); emergency key (23); support (24) type cable storage channel of various sizes; socket (25) for connection to the electrical network; side opening (26), to connect single-phase and three-phase external loads to the module; DIN rail (27) for internal mechanical installation of modules and to support future expansions; contactors, fuses, protection relays and power supplies internal to the MICA; DIN rail (29) for mechanical installation on the front panel of modules and for supporting future expansions; and translucent shield (3), characterized in that it comprises: rotating disk (4); removable fins (36); servomotor with bidirectional PWM (pulse width modulation) actuation and programmable speed; inductive, capacitive and photoelectric presence detection sensors.

2. INSTRUMENTATION, CONTROL AND AUTOMATION MODULE, according to claim 1, characterized in that the rotating disk (4) is driven by the servomotor with bidirectional PWM (pulse width modulation) and programmable speed actuation.

3. INSTRUMENTATION, CONTROL AND AUTOMATION MODULE, according to claim 1, characterized in that the discrete sensor (5, 6 and 7) for detecting parts on the disk comprises inductive, capacitive and photoelectric presence detection sensors arranged equidistant from 120° along a disk-shaped turntable.

4. INSTRUMENTATION, CONTROL AND AUTOMATION MODULE, according to claim 1, characterized by DIN rail (16) for mechanical connection of extra modules, DIN rail (27) for internal mechanical installation of modules and to support future expansions, and DIN rail (29) for mechanical installation of modules and support for future expansions on the front panel, comprising expansions on the front panel and external connections for mechanical attachment of instruments and small equipment typically installed in Motor Control Center - CCM, such as contactors and buttonholes.