Como a HSN Automation, empresa de automação industrial em Jaraguá do Sul (SC), modernizou a automação de um processo químico industrial, automatizando pesagem, dosagem, mistura e sequenciamento com tecnologia WAGO.
A modernização de equipamentos industriais nem sempre exige a substituição completa de uma máquina ou processo. Quando a estrutura produtiva continua adequada, o retrofit de automação industrial pode ser a alternativa para aumentar a confiabilidade operacional, reduzir intervenções manuais e facilitar a manutenção.
Neste case, a HSN Automation realizou o retrofit completo da automação de um equipamento de grande porte utilizado em um processo químico industrial. O sistema era responsável pela preparação de matérias-primas, mistura em reatores, processamento de materiais semissólidos e dosagem do produto preparado para a etapa seguinte da produção.
O projeto substituiu uma arquitetura de automação antiga e parcialmente manual por um sistema integrado baseado em WAGO, com controle por receitas, pesagem automática, acionamento automatizado de motores e válvulas, nova interface de operação e centralização dos comandos em um único painel de automação.
O resultado foi uma mudança significativa na forma de operação do equipamento: atividades que antes dependiam da intervenção contínua do operador passaram a ser executadas automaticamente pelo sistema de controle.
O equipamento modernizado desempenhava uma função central dentro do processo produtivo: recebia as matérias-primas, realizava as etapas de transformação e preparação, e disponibilizava o produto para a etapa seguinte.
O processo envolvia dois reatores, mistura de materiais semissólidos e etapas de dosagem. O equipamento possuía aproximadamente 15 motores de diferentes potências, bombas para líquidos, roscas transportadoras, válvulas de comutação, sensores de nível e sistemas de pesagem, com capacidade de até uma tonelada por batelada.
Apesar da importância do equipamento, parte significativa da operação ainda dependia de procedimentos manuais. Antes do retrofit, o operador precisava participar diretamente de etapas como configuração dos parâmetros, pesagem das matérias-primas, acompanhamento das adições, acionamento de equipamentos e operação de válvulas. Não havia um sistema integrado de receitas que permitisse selecionar uma configuração de produção e executar automaticamente a sequência correspondente.
Essa condição aumentava a dependência da operação manual e criava possibilidades de erro durante a execução das bateladas — o que poderia resultar em perda de matéria-prima, maior tempo de processamento e interrupções do processo.
A automação anterior era composta por vários CLPs distribuídos, predominantemente PLC300, além de sistemas de operação e comandos manuais espalhados pelo equipamento.
A existência de diferentes sistemas e comandos dificultava a operação e o diagnóstico. Para a equipe de manutenção, identificar a origem de uma falha exigia maior intervenção e conhecimento da configuração existente. Também havia ocorrência de falhas recorrentes, contribuindo para períodos maiores de intervenção e menor confiabilidade operacional.
O retrofit, portanto, não tinha como objetivo apenas substituir componentes antigos — era necessário repensar a arquitetura de automação do equipamento.
A HSN Automation adotou uma estratégia de modernização que integrou as diferentes partes do equipamento em uma única arquitetura de controle. Os comandos automáticos e manuais anteriormente distribuídos foram incorporados ao novo sistema de automação.
O projeto contemplou:
Como integradora de tecnologia WAGO, a HSN utilizou o controlador WAGO PFC100 como elemento central da nova arquitetura desenvolvido especificamente para o processo.
O PFC100 é um CLP compacto e modular voltado principalmente para máquinas e processos industriais de pequeno e médio porte, combinando um processador super poderoso em sistema operacional Linux em tempo real. Possui duas portas Ethernet, comunicações seriais, servidor web integrado, microSD e recursos de cybersegurança.
Seu principal diferencial é a combinação de arquitetura aberta e modularidade: o PFC100 utiliza o ecossistema WAGO-I/O-SYSTEM 750, com mais de 500 módulos de I/O disponíveis. A manutenção é facilitada, enquanto o CODESYS facilita a expansão do software sem dependência de plataforma proprietária e licenças de desenvolvimento.
A interface de operação conta com uma WAGO WP400 de 10 polegadas para a interface de operação, desenvolvida especificamente para o processo.
A WAGO Web Panel 400 é uma IHM industrial de alto desempenho destinada à operação e visualização de máquinas e processos industriais, muito moderna e robusta com uma arquitetura baseada em tecnologia web abertas permitindo integrar naturalmente com os controladores da linha PFC, entregando ao usuário final uma experiência de operação fluída e descomplicada.
A nova interface homem-máquina foi desenvolvida considerando os princípios da norma ISA-101, referência internacional para interfaces homem-máquina em automação de processos. A interface priorizou simplicidade, hierarquia das informações, representação gráfica do estado do processo e acesso rápido às informações relevantes — permitindo ao operador uma visualização clara do processo sem acompanhar cada componente individualmente.
O processo exigia a movimentação e seleção de diferentes fluxos de líquidos. Válvulas responsáveis pela comutação durante o abastecimento dos reatores passaram a ser coordenadas automaticamente conforme a sequência definida no sistema.
Para os aproximadamente 15 motores do equipamento, foram incorporados diferentes métodos de acionamento:
Um dos principais elementos da modernização foi a implementação de um sistema de receitas. Com o novo sistema, o operador seleciona na IHM a receita correspondente ao produto que será produzido, e o sistema executa automaticamente a sequência programada — incluindo matérias-primas, parâmetros de pesagem, sequência de adições, tempos de mistura e etapas de abastecimento.
Isso reduz a necessidade de intervenção do operador e diminui a possibilidade de parâmetros inseridos incorretamente durante a produção.
Antes do retrofit: Configuração → pesagem → acompanhamento → acionamento → controle das etapas → sequência do processo (tudo manual).
Depois do retrofit: Selecionar receita → iniciar processo → supervisionar → receber indicação de conclusão.
O operador manteve funções importantes, como verificar a disponibilidade das matérias-primas e acompanhar as condições do equipamento — mas deixou de executar continuamente pesagem, dosagem e sequenciamento.
O sistema incorporou níveis de acesso protegidos por senha. As receitas são protegidas contra alterações não autorizadas, enquanto parâmetros de manutenção e calibração ficam disponíveis apenas ao pessoal autorizado — permitindo que a produção rode sem risco de alteração inadvertida de parâmetros críticos.
Os painéis e comandos automáticos e manuais anteriormente distribuídos foram integrados a uma única solução de automação. Essa centralização facilita diagnóstico e manutenção, reduz a dispersão de componentes e cria uma arquitetura mais organizada para futuras intervenções e expansões.
A HSN Automation foi responsável por todas as etapas do projeto: engenharia do sistema de automação, projeto elétrico, montagem do painel, seleção e integração dos componentes, desenvolvimento do software do CLP e da IHM, implementação das receitas, integração dos dispositivos de campo, testes, comissionamento prévio e startup no cliente.
Um diferencial importante da execução foi a realização de testes e comissionamento do painel nas instalações da HSN antes da entrega — validando previamente parte significativa do sistema.
O planejamento inicial previa uma janela de aproximadamente cinco dias para a substituição do painel e realização do startup. Como o painel, o software e a lógica de controle foram previamente testados e comissionados na HSN, o startup no cliente foi concluído em aproximadamente dois dias.
Esse tipo de estratégia é especialmente relevante em instalações industriais nas quais o tempo de máquina parada representa impacto direto sobre a produção.
O retrofit pode ser considerado quando a estrutura mecânica e o processo produtivo de uma máquina continuam adequados, mas a automação apresenta limitações. Sinais que podem justificar uma avaliação:
Cada equipamento deve ser avaliado individualmente para determinar se o retrofit é tecnicamente e economicamente adequado.
O retrofit realizado pela HSN Automation transformou a arquitetura de automação de um processo químico industrial, substituindo uma solução distribuída e parcialmente manual por um sistema integrado de controle — automatizando pesagem, dosagem, acionamento de motores, controle de válvulas, sequenciamento e execução de receitas.
O operador deixou de executar continuamente diversas etapas do processo e passou a atuar principalmente na seleção da receita, acompanhamento da operação e verificação das condições necessárias para produção.
A utilização de WAGO PFC100 e WP400, acionamentos WEG CFW300 e SW07, uma nova arquitetura de painel e uma interface desenvolvida com base na ISA-101 permitiram consolidar o controle do equipamento em uma solução integrada. O projeto também demonstrou a importância do comissionamento prévio: a preparação realizada pela HSN permitiu concluir o startup no cliente em aproximadamente dois dias, frente a uma janela inicialmente planejada de cinco dias.
Mais do que substituir componentes antigos, o projeto modernizou a maneira como o processo é operado — tornando as etapas mais automatizadas, integradas e controladas.
É a modernização do sistema de controle de uma máquina ou processo existente, substituindo ou atualizando componentes de automação e implementando novas funcionalidades sem necessariamente substituir todo o equipamento.
Quando a estrutura mecânica e o processo produtivo ainda são adequados, mas a automação está obsoleta, apresenta dificuldades de manutenção, depende excessivamente de operações manuais ou não oferece os recursos necessários para a produção atual.
Sim. Dependendo da arquitetura existente, operações como pesagem, dosagem, acionamento de motores, controle de válvulas e sequenciamento podem ser integradas ao sistema de automação.
Sim. Um sistema de automação pode ser desenvolvido para armazenar diferentes receitas e utilizar seus parâmetros para executar automaticamente sequências de produção.
Não necessariamente. O objetivo é reduzir operações manuais e permitir que o operador atue principalmente na supervisão, seleção de receitas e acompanhamento das condições do processo.
Sim. A arquitetura de automação, os equipamentos utilizados, os métodos de controle e os resultados do projeto podem ser desenvolvidos sem abrir formulações, parâmetros proprietários, quantidades produzidas ou outras informações estratégicas do cliente.
Sim. A HSN Automation atua no desenvolvimento de projetos de automação industrial, incluindo engenharia, projeto elétrico, montagem de painéis, desenvolvimento de software, integração de equipamentos, testes, comissionamento e implantação de sistemas de automação, em Jaraguá do Sul e região.
A HSN Automation pode avaliar a arquitetura existente e desenvolver uma solução de retrofit adequada às necessidades do equipamento — considerando automação, painéis elétricos, acionamentos, software, interfaces de operação e integração dos sistemas.
Entre em contato com a HSN Automation para avaliar seu projeto de modernização industrial.