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Parte 1: Introdução

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Introdução Sistemas SCADA Sistemas SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) englobam um conjunto de tecnologias (equipamentos, softwares e padrões) especialmente desenvolvidas para monitorar e controlar processos Industriais; o conceito de SCADA pode ser estendido a outras áreas como Laboratórios, Tráfego, Automação Predial etc. Softwares SCADA típicos oferecem:

- Comunicação com equipamentos (máquinas e sensores) em diferentes protocolos; - Registro e Relatórios Históricos - Alarmes e Eventos - Interface Gráfica para Operação de Processos (HMI ou Interface HomemMáquina) - Integração com softwares externos.


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Sistemas SCADA – Aplicações comuns

Energia

Ambientes

Controle de Demanda e Eficiência Energética

Indústria

Climatização

Concessionárias Energias Renováveis Smart Meters e Smartgrid

Sensores Eletrônicos e Controladores Supervisão da Produção

Automação Predial Almoxarifados

Águas & Saneamento

Granjas &

Alimentos (congelados,

Vinícolas, Adegas e

Agropecuária

frios & laticínios)

Cervejarias


Transportes

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Exemplo de Aplicações: Automação Predial


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Exemplo de Aplicações: Eficiência Energética


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Exemplo de Aplicações: Automação Industrial


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Visão Geral dos Componentes de uma Aplicação

SCADA: Visão em Camadas


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Sistemas SCADA – Protocolos Simples

Exemplo: ASCII (Texto comum) http://slidepdf.com/reader/full/scadabr-conteudo

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Sistemas SCADA – Protocolos Industriais

Exemplo: Modbus, Alpha2, S7 http://slidepdf.com/reader/full/scadabr-conteudo

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Sistemas SCADA – Outros Protocolos

60870 61850 ... Existem centenas de protocolos hoje no mundo! http://slidepdf.com/reader/full/scadabr-conteudo

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Componentes (softwares) open-source SCADA

Projetos diversos (libnodave, luciol, matplc, etc.) http://slidepdf.com/reader/full/scadabr-conteudo

ver também http://linuxscada.info 11

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ScadaBR - Funcionalidades Principais 

Protocolos de Comunicação



Construtor de Telas



Alarmes e Scripts



Base de Dados de Históricos



Exportação e Importação



Integração Sistemas Externos


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Como funciona o ScadaBR no computador


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Olhando um pouco mais em detalhes...

API


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As partes principais da Interface do ScadaBR

Barra de Comandos Lista das variáveis

Visualização Principal (watchlist) 15 http://slidepdf.com/reader/full/scadabr-conteudo

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Exercício 1 Acessando o ScadaBR no computador do instrutor - acesse http:// xxx.xxx.xxx.xxx :8080/ScadaBR onde xxx.xxx.xxx.xxx é o IP do instrutor - faça login aluno com a senha aluno - navegue entre as telas disponíveis Recomendamos!!!

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Instalação e Manutenção Pré-Requisito: JAVA JDK 1.6 ou superior instalado no computador. Downloads do instalador a partir de : www.scadabr.org.br Instalação Automática no Windows: Baixar o instalador no site, executar e escolher as opções padrão. •

•

Instalação Automática no Linux:

Existe um instalador para baixar no site, compatível com Ubuntu 10 •

em Windows, Linux ou Macintosh: 1) Instalação Instalar o Manual Apache Tomcat conforme instruções do Sist. Operacional 2) Copiar o arquivo ScadaBR.war para /Webapps/


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Instalação e Manutenção – Menu Iniciar Configuração da Inicialização (*) Construtor FLASH stand-alone Monitorar status do servidor (*) Abre pasta de instalação Abre no Navegador (local) Desinstalar (*) (*) No Windows Vista ou XP, para acessar estas opções, é necessário clicar com o botão direito do mouse e selecionar “Executar como Administador” 18 http://slidepdf.com/reader/full/scadabr-conteudo

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Instalação e Manutenção

Base de dados padrão Arquivos/Telas “Flash”

Mensagens de Erro Exemplos da API (VB, C#, Excel, php...) Aplicação principal e Imagens(gráficos) Arquivos temporários do Tomcat 19 http://slidepdf.com/reader/full/scadabr-conteudo

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ScadaBR após instalado Navegador na tela de login (padrão com usuário admin e senha admin)

Obs.: Tela no Win. 7

O Monitor do Tomcat fica na área de tarefas próximo ao relógio, com comandos de

iniciar/parar o servidor.


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Exercício 2

Instalando o ScadaBR no seu computador

- use todas as opções padrão

- após a instalação, acesse http://localhost:8080/21


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Parte 2: Aquisição de Dados e Visualização


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Conceito básico de integração no ScadaBR:

Protocolos = Datasources (Origens de dados); CLP ou A cada barramento, sistema externo, será associado um Datasource.

“ Tags” = Datapoints

(Variáveis como temperatura, tensão, entradas, relés etc.)


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Criando e Monitorando Variáveis

1. Acesse a seção “Data Sources” 2. Escolha o protocolo de comunicação. 3. Clique o ícone Adicionar No exemplo a seguir criaremos um Data Source Virtual, que permite utilizar variáveis simuladas.


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Criando e Monitorando Variáveis 1. Edite e salve o Datasource

2. Após salvar o Datasource, será liberado o ícone para adicionar Datapoints.


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Adicionando Datapoints Sempre clique neste ícone para adicionar uma nova variável. Lembre de salvar cada variável adicionada. Utilize estes ícones para habilitar/desabilitar os datapoints Utilize estes ícones para habilitar/desabilitar os datasources. 26 http://slidepdf.com/reader/full/scadabr-conteudo

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Exercício 3 Criar algumas variáveis para trabalho no ScadaBR Datasource virtual, atualização = 3 segundos temperatura1-simulada , aleatória, entre 20 e 22 temperatura2-simulada , browniana, entre 0 e 60 lampada1-simulada, binária, configurável, s/ alteração lampada2-simulada, binária, alternada chave1-simulada, binária, configurável, s/ alteração chave2-simulada, binária, configurável, s/ alteração valor1-simulada , numérica, configurável, s/ alteração valor2-simulada , numérica, configurável, s/ alteração 27 http://slidepdf.com/reader/full/scadabr-conteudo

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Configurando um equipamento Físico Neste exemplo usaremos o Datasource Modbus que é um protocolo industrial bastante popular. Para equipamentos ligados na porta serial ou USB, Utilize Modbus Serial. Para equipamentos ligados via rede, utilize Modbus IP. 28 http://slidepdf.com/reader/full/scadabr-conteudo

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Configurando Modbus Nesta tela o mais importante é configurar com precisão os parâmetros de porta serial, como Porta Serial, Baud rate (velocidade), data/stop bits etc. Sem estas configurações o dispositivo não irá comunicar.

Preste muita atenção ao manual do fabricante, normalmente no capítulo “Comunicação”. 29 http://slidepdf.com/reader/full/scadabr-conteudo

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Configurando as variáveis do Modbus Salve o Datasource e comece a adicionar os pontos (variáveis). Estas configurações também virão do manual equipamento. Procure do especialmente por capítulos

Dicas: Sempre defina “Settable” ou “Configurável” se a variável

como “Modbus Communication” ou “Tabela de Registradores do Equipamento”

aceitar comandos (variável de escrita). Use Multiplicador e Aditivo para corrigir valores brutos dos

Alguns termos podem estar diferentes em alguns manuais, por exemplo: Slave id = Endereço(Address)

sensores para valores calculados.

Offset = Registrador.


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Exercício 4 Criar variáveis do tipo Modbus Serial (Utilizar Sensores nas Bancadas) Criar variáveis do tipo Modbus IP (Utilizar o CLP do instrutor) Siga as orientações de IP, Endereço, Registradores.


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Trabalhando com Datapoints na Watchlist (Painel de Visualização das Variáveis) 

Adicionar (

) e remover (



Mover itens da watchlist acima e abaixo



Adicionar e compartilhar watchlists



Renomear uma watchlist



Escrever valor em um ponto

) itens


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Watchlist - Trabalhando com Datapoints Abrir detalhes do datapoint: histórico e estatísticas


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Trabalhando com Datapoints 

Editar detalhes do datapoint

Renderização analógico: casas decimais e unidade  Renderização faixa: cores por faixa de valor;  Renderização binário: usar botão liga/desliga 


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Exercício 5 Trabalhando com Datapoints - Separar as variáveis em 2 watchlists 'entradas' e 'saidas' - Formatar temperaturas para 2 casa decimais - Formatar chave2 para liga/desliga e verde/vermelho - Formatar valor2 para baixo/médio/alto - Formatar temperatura2 para frio/morno/quente


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Telas Gráficas (HMI - Sinópticos) para Browser

PROCESSO GERAL:

1. Selecione o componente.


2. Clique Adicionar.

3. Edite o 36 Componente. 36/87

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Telas Gráficas (HMI - Sinópticos) para Browser Dica: o tamanho da tela é definido pelo tamanho da figura de fundo.

1. Vamos agora começar por aqui!

2. Clique Adicionar

3. Os componentes são de arrastar-esoltar. Edite-os com o mouse. 37 http://slidepdf.com/reader/full/scadabr-conteudo

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Datapoint Simples 1. Cliqueoseste ícone principais. para acessar detalhes

2. Escolha a variável a visualizar, e salve. 3. Resultado: Visualização instantânea 38 http://slidepdf.com/reader/full/scadabr-conteudo

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Gráfico Preencher nome, largura e altura do gráfico  Preencher duração (1 minuto, 2 horas, 30 dias etc.)  Selecionar as variáveis 



Lembre-se sempre de salvar o componente.


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Gif Binário  Selecione uma variável (precisa ser binária)  Defina uma imagem para o valor “0” e outra 

para “1”.

Salve e pronto! Seu primeiro componente animado.

Gif Multi-Estado 

Similar ao gif binário, porém aceita múltiplas imagens. 40


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Gif Analógico  

Similar aos outros Gif´s porém para valores numéricos. Utiliza uma seqüência de imagens representando várias faixas de valores.  Exemplos podem incluir: tanque (múltiplos níveis), termômetro, posição de uma peça mecânica. Escolha o valor mínimo e o máximo. Quando estiver no valor mínimo será mostrada a primeira imagem da seqüência; No valor máximo, Valores intermediários automaticamente selecionam a imagema última correta,imagem. proporcional ao valor.

(...) thermometer0

thermometer1

= mínimo

thermometer2

thermometer9 = máximo


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Criando novos conjuntos de imagens  

Cada conjunto é uma pasta dentro do ScadaBR (webapps/ScadaBR/graphics) Adicione as imagens em uma nova pasta e adicione o arquivo info.txt


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Personalizando com Legendas, Títulos, Links etc. Adicione um componente HTML Texto simples é permitido  Efeitos especiais são obtidos com códigos HTML  Dica: Existem muitos tutoriais de HTML na Internet!  


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Outros componentes simples, mas muito úteis: 

Botão (escrita): Inverte um binário (liga/desliga)



Link: Abre outra janela



Script: executa uma lógica pré-cadastrada (será visto nos tópicos avançados)

 Lista

de alarmes: Permite visualizar e “reconhecer”


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Exercício 6 Criação de Telas – Tema Livre - Imagine uma aplicação real e busque imagens de fundo (sugestão: procure um diagrama no Google Images) - Adicione variáveis conforme necessário - Crie seus componentes livremente. - Experimente várias possibilidades! O instrutor estará à disposição para auxiliar. Duração: 40 minutos 45 http://slidepdf.com/reader/full/scadabr-conteudo

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Telas Gráficas (HMI - Sinópticos) para Flash


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Telas Gráficas (HMI - Sinópticos) para Flash 

Instalar o Adobe Air

Existem 2 versões: Standalone (autônomo) e como componente no browser (Representações Gráficas) 



Atenção! até a 0.9.1 as telas do "standalone" não

carregam no modo “browser”. A integração é prevista

para versão 1.0.


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Telas Gráficas (HMI - Sinópticos) para Flash  Tela

dividida em “Dashboards” (abas gráficas)

 Acessar 

Primeiro passo é adicionar um Grupo. (“Gerenciar Grupos”)

Definir 

Modo “Configuração”

nome, taxa de atualização e endereço da API.

Endereço Padrão: http://localhost:8080/ScadaBR/services/API?wsdl 48


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Telas Gráficas (HMI - Sinópticos) para Flash Os componentes na versão Flash são conhecidos como “Widgets”; 

Ao adicionar Widget, o nome do mesmo deverá ser igual ao nome do Datapoint que se quer mostrar ou comandar; 

Escolha um tipo de widget, e após adicionar, use arrastar-e-soltar. 



Use os ícones no canto do widget para editar/remover 49


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Telas Gráficas (HMI - Sinópticos) para Flash 

Componente Termômetro: largura, altura, cor da barra, fundo, ticks etc.



Componente Gauge: tamanho, cor do ponteiro e do fundo, ticks etc.



Componente Texto Variável: tamanho, fonte, casas decimais etc.



Componentes para escrita em datapoints (comandos): Entrada de texto, Botão, Botão liga/desliga, Sliders, Dial 50


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Telas Gráficas (HMI - Sinópticos) para Flash Existe um componente experimental dentro das “Representações Gráficas” na interface ScadaBR/browser. 

O procedimento é similar, porém é possível salvar múltiplos projetos, diretamente na base de dados do ScadaBR; 



O tamanho da tela deveFlash. ser grande o suficientecarregue para comportar o componente Recomendação: uma imagem de fundo, mesmo em branco, superior a 1024x768 de tamanho para garantir o funcionamento. 51 http://slidepdf.com/reader/full/scadabr-conteudo

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Exercício 7 Criação de Telas Flash – Tema Livre - Imagine uma aplicação real e busque imagens de fundo (sugestão: procure um diagrama no Google Images) - Adicione variáveis conforme necessário - Crie seus componentes livremente. - Experimente várias possibilidades! O instrutor estará à disposição para auxiliar. Duração: 25 minutos 52 http://slidepdf.com/reader/full/scadabr-conteudo

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Alarmes  Acesse

“Detalhes do Datapoint” através do Watchlist, e

escolha Editar Data Point.

 Configure

a área “Detectores de Eventos” adicionando

e editando cada detector.


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Alarmes - Configurações


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Alarmes – Visualizar e Reconhecer


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Relatórios

Configurar: Datapoints, Eventos, Comentários  Faixas de Datas  Agendamento  Envio por email 


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Relatórios

Remover, Executar(fila), Salvar. Opções de Exportação e Visualização 57 http://slidepdf.com/reader/full/scadabr-conteudo

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Relatórios Gerados


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Exercício 8 Alarmes e Relatórios - Adicione alarmes de temperatura, nível superior e inferior. - Adicione um painel de alarmes nas Representações Gráficas. - Gere um relatório diário das suas variáveis e Alarmes. Duração: 20 minutos


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Parte 3. Lógicas, Integração e Manutenção


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Scripts: Variáveis Calculadas (detalhes: ver Manual)  Utilize Datasource do tipo “Meta Data Source”  Adicione um ponto para cada variável calculada  Adicione

as variáveis de entrada no “Contexto”

Dê nomes amigáveis às variáveis  O principal comando é variavel .value que serve para ler o valor de uma variavel  Utilize comandos Javascript conforme help online, e as funções média, mínimo, valores passados etc.  O valor a ser atualizado no Meta é o resultado do retorno da função, ou seja: 

return(valor de saida); http://slidepdf.com/reader/full/scadabr-conteudo

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Scripts: Automação com Receitas (Batches) Assista o vídeo de exemplo sobre como criar um script  Scripts podem ler e/ou escrever múltiplas variáveis O XID da variável é utilizado para referenciá-la 



Scripts podem ser “agendados” para execução  Scripts podem ser anexados a “tratadores de eventos” (alarmes, por exemplo)  Scripts podem ser vinculados a um botão nas “representações gráficas”


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Scripts: Automação com Receitas (Batches) Exemplos no fórum do ScadaBR: B = carga.value; //Aqui eu carreguei um variável "B" com o valor do datapoint "carga". if (B != 100) A = B+10; // Se B for diferente de 100 -> Então faça dp.writeDataPoint('DP_392414',A); //Por fim carrega o valor de A no DataPoint "carga" que tem o XID=DP_392414. 63


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BANCOS DE DADOS: O ScadaBR pode realizar consultas em bancos de dados e utilizar esses resultados como DataPoints. Para isso, devemos seguir os seguintes passos;

1. Entrar no ScadaBR com perfil de administrador para criar um novo DataSource; 2. Criar um novo DataSource do tipo SQL, completando os campos com os dados necessários para acesso (string de conexão, driver a ser usado, nome de usuário e senha); 3. Digitar a query "show tables";


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Pesquisando tabelas em um schema de dados:


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Pesquisando tabelas em um schema de dados: 4. Se tudo estiver conforme, uma imagem semelhante ao lado deve aparecer:


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Acessando o SQL do ScadaBR 

Acessando os dados do ScadaBR que utiliza do DerbyDB (Base Padrão) Squirrel-SQL Armazena



(http://squirrel-sql.sourceforge.net/);

os dados em um arquivo (~/../../bin/scadabrDB).

Acessando os dados do ScadaBR que utiliza o MySQL Acesso (*NIX) $ mysql -u root -p password: 

mysql > use scadabr; mysql > show tables; 67 http://slidepdf.com/reader/full/scadabr-conteudo

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Utilização distribuída do ScadaBR Para fazer a comunicação entre diferentes ScadaBRs, utiliza-se o conceito de PublisherReceiver, representado respectivamente pelo menu Publishers, que permite publicar valores de data points por meio do protocolo HTTP, e pelo Data Source HTTP Receiver.


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Utilização distribuída do ScadaBR 1. HTTP Receiver

O Data Source HTTP Receiver é basicamente um listener, consequentemente, necessita de poucas configurações. Os campos existentes são: Nome; Export ID; Remote IP white list: Trata-se de uma funcionalidade de segurança, que instrui o

data source a ignorar valores enviados por uma fonte cujo IP não está dentre as máscaras lista. Para maiores informações sobre formatação de máscaras,incluídas acesse a na Ajuda do data source; Device ID white list: Similar à funcionalidade anterior, para IDs de dispositivos. Para maiores informações, acesse a Ajuda do data source.


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Utilização distribuída do ScadaBR Na figura abaixo, um DS HTTP Receiver configurado:


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Utilização distribuída do ScadaBR Após salvar o Data Source, pode-se adicionar Data Points. Os campos de configuração do DP são os seguintes: Nome; Export ID; HTTP parameter name: Este nome deve ser idêntico ao nome do parâmetro do lado do

Publisher (será mostrado a qual campo ele se refere quando for falado nas configurações do Publisher). Tipo de dado: O tipo do dado também deve ser semelhante ao tipo do dado esperado

do lado do Publisher; Binary 0 value: Somente necessário caso o tipo de dado seja Binário: se o valor do

ponto recebido for igual a este valor, o valor associado ao ponto será 0; caso contrário, será 1. 71 http://slidepdf.com/reader/full/scadabr-conteudo

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Utilização distribuída do ScadaBR

Exemplo de Data Point ->

É possível testar o HTTP Receiver ->


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Utilização distribuída do ScadaBR 2. Publisher

Existem três opções de publisher ao se adicionar um novo: Remetente HTTP, Pachube e Serotonin Persistent TCP. Para o nosso objetivo,

utilizaremos o Remetente HTTP, que funciona em conjunto com o HTTP Receiver. As propriedades gerais de um publisher são: Nome; Export ID; 

Habilitado; para tamanho de armazenamento; Atualizar evento; Enviar imagem instantânea padrão e Imagem instantânea do período enviada. Alerta


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Utilização distribuída do ScadaBR 2. Publisher


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Utilização distribuída do ScadaBR Remetente HTTP Método: Determina qual método HTTP será utilizado para a entrega dos dados (GET ou POST); URL: Define a URL para onde os dados serão enviados. Os dados devem ser enviados

com o caminho (de Então, HTTP Data que é onde data source HTTP Receiver recebehttpds os dados. se o Source), sistema receptor for oacessível em, por exemplo, http://localhost:8080/ScadaBR/ , a URL deve ser direcionada parahttp://localhost:8080/ScadaBR/httpds Static headers: Define cabeçalhos a serem adicionados à mensagem; Parâmetros estáticos: Define parâmetros estáticos a serem adicionados também à mensagem; Alerta de aumento de resultado: Define se deve ser levantado um alarme caso alguma resposta seja diferente de 200 OK, o que representaria ou um erro, ou um alerta na resposta. Formato de data. 75 http://slidepdf.com/reader/full/scadabr-conteudo

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Utilização distribuída do ScadaBR Remetente HTTP


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Gerenciamento de Usuários


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Configurações de Sistema


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Parte 4. Tópicos Avançados


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O arquivo WEB-INF/classes/env.properties

< WORKSHOP PRÁTICO EM SALA DE AULA>


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Eventos Agendados e Tratadores de Eventos



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Eventos Compostos e Point Links



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Representações Gráficas: Server-Side Scripts (Scripts para o Servidor) < WORKSHOP PRÁTICO EM SALA DE AULA>


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Hierarquia de Pontos



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Importação e Exportação


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Visão geral da API


Desenvolvendo Aplicativo personalizado em Java < WORKSHOP PRÁTICO EM SALA DE AULA> 86


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Exercícios e Dúvidas



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