Piloto de Arrancada Atinge Novo Recorde Mundial com a

Piloto de Arrancada Atinge Novo
Recorde Mundial com a Ajuda do
InduSoft Web Studio
A capacidade de sintonizar o motor instantes antes da largada resulta em recorde
mundial de Trevor Stripling, piloto de arrancada.
• InduSoft Web Studio
é escolhido por sua
simplicidade de
configuração, integração,
processamento de
dados e capacidade de
gerenciamento.
• 10.000 conversões de
dados em cinco segundos
provam ser essenciais na
quebra de um recorde
mundial.
• Stripling atribui sua
vitória ao InduSoft Web
Studio – e deixa os outros
pilotos comendo poeira.
Trevor Stripling utiliza equipamentos de aquisição de dados industriais em conjunto com o InduSoft
Web Studio para analisar dados e ajustar seu carro, garantindo os melhores resultados em corridas.
História
Mark Donohue, ex-piloto de Fórmula 1, chamou de “vantagem
injusta”. Pilotos de Rali no Reino Unido chamam de “ajustes
diabólicos”. Na NASCAR, chama-se “intervenção divina”. Não
importa como seja chamado, encontrar pequenos segredos
que fazem o seu carro andar um pouco mais rápido que seus
adversários, é o que ganha campeonatos e quebra recordes.
Imagine a vantagem de um piloto de arrancada, que pode
ajustar o fluxo de combustível imediatamente antes de uma
corrida. O texano Trevor Stripling descobriu que podia usar
o InduSoft Web Studio para monitorar e ajustar seu carro,
em tempo real, instantes antes da largada. Seus competidores,
porém, utilizam os dados obtidos em uma corrida para se
preparar para a próxima. Stripling usou essa vantagem e atingiu
um novo recorde mundial.
• Tempo de processamento
e aquisição de dados
reduzidos tornam
possíveis ajustes em
tempo real.
Quando você compete em nível profissional, sem
patrocinadores ou ajuda financeira, você precisa de todas as
vantagens “injustas” que conseguir. Isso foi o que Stripling fez
com seu carro de arrancada (Figura 1). Ele encontrou uma
maneira de usar equipamentos de aquisição de dados (DAQ)
industriais, equipados com o InduSoft Web Studio, para obter
os dados necessários a ajustar seu carro ao extremo.
O carro de Stripling é um Camaro 1967 com um motor de 9.8
litros (Figura 2) usado em corridas de arrancada de 201 metros
(1/8 de milha). Ele obteve seu primeiro recorde com o tempo
de 5.11 segundos, alcançando 230 km/h. Em comparação a
corridas de 402 metros (1/4 de milha), isso seria equivalente
ao tempo de 7.80 segundos e velocidade acima de 290 km/h.
O motor é equipado com nitrometano (NOS), e gera 1.300
cavalos de força. Stripling baixou seu tempo recorde para 5.0
segundos e velocidade de 233 km/h. Atualmente ele detém o
recorde mundial de 4.99 segundos a 231.5 km/h.
Stripling participa em uma categoria super competitiva
chamada “Ultimate Street” (Extremo de Rua), onde os carros
são quase originais, com faróis, assentos traseiros, interior
completo, suspensão dianteira, traseira e escapamento originais.
O Camaro de Stripling pesa 1545 kg, quase o mesmo peso de
um Camaro 1967 original.
Embora Stripling atribua seu sucesso a seu mecânico de
motores e sua equipe, o verdadeiro herói desse time é o sistema
de aquisição de dados baseado no InduSoft Web Studio que
controla o motor em tempo real. O sistema obtém e acumula
dados que são analisados pela equipe depois de cada corrida.
Construindo um Sistema de Aquisição de Dados
Aquisição de dados em um carro de corrida não é novidade
“Quase todos usam aquisição de dados”, diz ele, “mas é tudo
estático”. A equipe de Stripling grava os dados durante uma
corrida, em seguida analisam os dados e fazem o ajuste fino
no motor para a próxima prova. “O segredo do meu sucesso
está em controlar o ajuste do carro em tempo real, graças ao
InduSoft Web Studio” elogiou Stripling.
Stripling utilizou equipamentos e programas DAQ padrão e
superou as equipes de ponta e fornecedores em seu próprio
jogo. Todavia Stripling tem outra carta em sua manga. Ele
sabe o que está fazendo quando se tratam de equipamentos
DAQ e o programa InduSoft Web Studio.
Stripling trabalha com CLPs, IHMs e equipamentos DAQ
diariamente eu seu emprego como engenheiro de controle
de sistemas na Contech Control Services. A Contech
é a principal fornecedora de contratação de serviços de
engenharia na região da Costa do Golfo nos Estados Unidos,
prestando definições de projeto, planejamento, estimativa,
engenharia detalhada, integração de sistemas e programação
de sistemas de controle.
Stripling possui experiência considerável utilizando o
InduSoft Web Studio para o controle, monitoramento e
aquisição de dados em refinarias e usinas, assim, quando ele
precisou de um sistema de aquisição de dados para o seu
carro de corrida, utilizou de seu conhecimento e experiência
extensivos com equipamentos industriais.
O CLP modelo DL06 da DirectLogic captura os dados de
pressão de óleo, pressão do combustível, vácuo do motor,
temperatura do motor, voltagem, pressão nitrosa, e dos
sensores de oxigênio e de RPM do motor e eixo, durante os
cinco segundos de uma prova de arrancada. Como é de se
esperar, o módulo de ignição de faísca múltipla do motor gera
um nível elevado de interferência elétrica. “Eu tive problemas
com ruído elétrico,” diz Stripling, “mas eu consegui mantêlos ao mínimo através de técnicas de aterramento e re-locação
de dispositivos.” Falou o experiente engenheiro de controle.
Uma CPL modelo DL06 da DirectLogic captura dados de vários
sensores e os envia a uma IHM modelo Ivory da Maple Systems rodando
Windows CE em conjunto com o InduSoft Web Studio IHM/SCADA.
O CLP e a IHM são alimentados por um conversor de 12V a
24V ligado fora do sistema elétrico do carro. Todas as funções
de tempo real do carro são manipuladas pelo CLP, incluindo
a ignição. O CLP é conectado diretamente a ignição de
faísca múltipla, e controla a temporização da mesma. “Os
parâmetros mais importantes do motor são os sensores de
oxigênio” diz Stripling. “Eles indicam a eficiência do ajuste
nitroso em relação às condições climáticas presentes. Em
segundo lugar são os sensores de RPM do motor e eixo; esses
indicam como os ajustes de suspensão estão respondendo à
potência do motor e condições da pista”.
O CLP é conectado a uma IHM modelo Ivovy da Maple
Systems com Windows CE, rodando o InduSoft Web Studio
IHM/SCADA. O CLP e a IHM são conectados via Ethernet.
“Um dos benefícios da IHM é a capacidade de mover a
maioria das conversões matemáticas dos sensores analógicos
para o InduSoft Web Studio, diminuindo assim o tempo de
varredura no CLP, permitindo que o mesmo responda mais
rapidamente e fazendo decisões de controle em tempo real”,
diz Stripling.
Em tempo real, o CLP adquire dados, enviá-los para o
InduSoft Web Studio onde são convertidos e enviados de
volta através da conexão Ethernet. Durante a corrida de cinco
segundos, os dois sistemas trocam cerca de 10.000 seqüências
de dados. O sistema é rápido o suficiente que o CLP pode
usar os dados convertidos para controlar o motor. Tempo real
de controle é a vantagem desleal de Stripling em relação aos
outros carros. O que Stripling faz com os dados é um segredo
guardado as sete chaves, mas é suficiente para estabelecer
recordes.
Carregando Ajustes Diabólicos com o InduSoft Web Studio
Monitores IHM são usados para ajustar o carro antes de
cada corrida, e para registrar e gravar as configurações após
cada uma. “Eu posso visualizar e mudar qualquer uma
das configurações de ajuste gravadas no CLP, e introduzir
qualquer outro ajuste físico ou manual, como ajustes de
amortecedor e pressão dos pneus para a corrida”, explica
Stripling. “Eu construí um banco de dados que grava
essas configurações a cada corrida. Nós podemos carregar
facilmente configurações usadas em corridas anteriores. Nós
também usamos esse método quando estamos prestes a largar
e as condições da pista mudam. No último minuto, podemos
procurar por uma configuração alternativa e carregá-la com
um toque no monitor IHM.”
Antes de instalar o InduSoft Web Studio, Stripling usava
o sistema de aquisição de dados do CLP, e por dois anos
“
Um dos benefícios da IHM é a
capacidade de mover a maioria das
conversões matemáticas dos sensores
analógicos para o InduSoft Web
Studio, diminuindo assim o tempo
de varredura no CLP, permitindo que
o mesmo responda mais rapidamente
e fazendo decisões de controle em
tempo real.
—Trevor Stripling
teve pouco sucesso nas pistas. Assim que começou a usar o
InduSoft Web Studio as coisas mudaram pra melhor. “Eu
adicionei o supervisório InduSoft Web Studio a meu carro de
corrida para poder acessar e alterar os dados que estávamos
monitorando”, diz ele. “Antes da IHM eu tinha instrumentos
de medição no painel, no porta-luvas, no console central e
no capô, e era muito difícil prestar atenção a todos. Sempre
que precisávamos fazer uma mudança no ajuste do carro era
necessário modificar a lógica do CLP, com isso, conectar um
laptop ao CLP, carregar a nova lógica e reiniciar o CLP. Isto
era complicado e demorado, e criava uma margem de erro
enorme. Com o InduSoft Web Studio, eu posso carregar uma
nova lógica diretamente para o CLP.
Depois da adição do InduSoft Web Studio, Stripling
se tornou um dos concorrentes favoritos e detentor de
recorde mundial. Um dos motivos foi o melhoramento no
gerenciamento de dados. “Com o InduSoft Web Studio
eu consigo agrupar e organizar todos os dados de leituras
no monitor, de acordo com a importância e em relação
ao estágio da corrida”, ele diz. “Nós passamos por muitas
etapas, não somente durante a corrida, mas antes, depois
e entre corridas. Com a IHM nós podemos gerenciar essas
etapas facilmente e fazer alterações de última hora, conforme
necessário.”
Por que InduSoft? “Eu escolhi o InduSoft Web Studio em
relação a outros programas de desenvolvimento IHM por
várias razões”, diz Stripling. “Primeiramente pela capacidade
de configuração. Com minha experiência em programação
eu sei a força que tem uma configuração personalizada. O
InduSoft Web Studio possui linguagem de extensão interna e
integração a linguagem VBScript, com isso, eu consigo passar
algumas das equações matemáticas do CLP diretamente ao
InduSoft Web Studio. Um exemplo disso são as conversões
de entrada analógica para unidades de engenharia
(conversões de 0-5 volts para leituras de temperatura em
graus Fahrenheit). Estas costumavam ser controladas pelo
CLP e consumiam grande parte de seu tempo de varredura
fazendo todas as conversões matemáticas. Agora o CLP só
lida com valores brutos que são repassados ao InduSoft Web
Studio para conversão e visualização”.
Em segundo ficou a capacidade do InduSoft Web
Studio de trabalhar com bancos de dados externos para
armazenamento e gerenciamento dos dados de cada corrida.
“No nosso nível os dados são importantes, mas poder
gerenciá-los e transformá-los em informação útil é sem
dúvida essencial” observa ele.
Analisando os Dados
Semelhante a muitos sistemas de controle de processo, o
sistema DAQ é conectado a programas de gerenciamento
de alto-nível, neste caso, um laptop no trailer da equipe.
“No passado nós tínhamos que buscar o laptop no trailer,
conectá-lo ao sistema e descarregar os dados da corrida,
depois convertê-los, analisá-los e criar um gráfico”, diz
Stripling. “Agora, com as configurações e conectividade
de banco de dados do InduSoft Web Studio e as portas
USB do Maple Systems, conseguimos carregar uma nova
configuração no CLP, obter todos os dados registrados,
convertê-los a unidades de engenharia, e carregá-los em um
banco de dados armazenado em um pen drive USB. Nós
simplesmente conectamos o pen drive ao laptop onde todos
os dados da corrida são analisados e inseridos em um gráfico
Excel. No momento estamos trabalhando na adição de um
cartão de redes sem fio à IHM, que nos dará acesso remoto
aos dados da corrida”.
A primeira vez que Stripling estabeleceu o recorde mundial,
ele e sua equipe desenvolveram um ajuste “especial” na
garagem. “Nós examinamos vídeos e registros de dados de
várias corridas bem-sucedidas, e determinamos o que seria
”
Trevor Stripling obtém resultados com uma combinação imbatível
de equipamentos e programas.
mais eficiente” explica Trevor. “Porque conseguimos controlar
os ajustes em tempo real, nossa ‘receita especial’ trocava o
tempo de ignição e outros ajustes em diferentes etapas durante
os cinco segundos de corrida. Ficamos surpresos quando
realmente funcionou na pista, diminuindo nosso tempo
consideravelmente, e batendo o recorde”.
“Nós ainda temos muito trabalho a fazer no que diz respeito a
tirar o máximo do motor”, admite. “Os dados que conseguimos
dizem que ainda existe muita potência desperdiçada. De
fato, o motor é capaz de produzir muito mais força que os
amortecedores originais são capazes de agüentar. Nosso sucesso
veio de aprender a estudar a pista e dados da suspensão, e
gerenciar os ajustes a modo de suportar a força do motor”.
Carro de Corrida contra Aplicação Industrial
O que Trevor Stripling realizou com componentes padrão é
quase idêntico ao que engenheiros de controle do mundo inteiro
encontram diariamente lidando com projetos de aquisição de
dados: superando ruído elétrico, aumentando a velocidade na
aquisição em tempo real, realizando a integração de sistemas
completa, usando comunicação Ethernet em equipamentos CLP
e IHM, fazendo conexões sem fio, analisando dados, gerenciando
menus e configurações, mantendo registros e manipulando
diagnósticos. O InduSoft Web Studio não só torna a aquisição
de dados em carros de corrida mais simples, mas faz o mesmo em
aplicações industriais.
Para maiores informações entre em contato com o seu distribuidor local ou diretamente
com a InduSoft pelo telefone (11) 3293-9139 ou pelo email: [email protected].
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