Quando falamos de setor sucroenergético brasileiro, estamos nos referindo, basicamente, ao setor que produz álcool, açúcar e energia elétrica, tudo com uma única matéria-prima: a cana-de-açúcar.  A cadeia de produção, também basicamente, seria o plantio da cana, a colheita, o transporte até a usina, a moagem e a extração do caldo com consequente produção de bagaço, o direcionamento do caldo para a produção de açúcar ou para a produção de álcool e o bagaço para a produção de vapor e a geração de energia.
 

Temos, hoje, o controle e a automação atuando praticamente em todos os ciclos da transformação da cana, dos controles mais simples até os mais complexos, tanto na área agrícola atuando, por exemplo, no plantio, na colheita e no enfardamento da palha, como na área industrial, atuando, por exemplo, na tomada de amostras de cana para análise, no controle das esteiras que alimentam as moendas, na limpeza a seco da cana, no controle das moendas, nas destilarias e desidratadoras de álcool, na produção de açúcar e na geração de energia.
 

Há algumas décadas, essas automações se resumiam a poucas malhas de controle e com a estratégia  baseada em controles discretos on/off ou em controles contínuos através de sinais 0 a 15 psig ou 4 a 20 mA, com controladores individuais para cada malha, e o registro de variáveis no tempo, quando existia, era feito com registradores em gráficos de papel. Cada área de produção tinha os seus controladores dentro da própria área e era monitorada pelos operadores da área, sendo uma operação bem trabalhosa e insegura, sem geração de alarmes, ou algo do tipo, e sem comunicação com as outras áreas da planta.
 

Com a implantação dos PLCs (Controladores Lógicos Programáveis), foi possível ter vários controladores dentro de um equipamento só, pois o PLC possuía cartões de entradas e saídas, tanto analógicas quanto digitais, recebendo sinais dos sensores de campo e enviando sinais para os atuadores de campo através de um único equipamento, compactando bastante o tamanho dos equipamentos e facilitando também bastante a operação da área.
 

Porém a programação e a operação dos PLCs ainda eram feitas de forma bem precária, dificultando a operação da planta. Surgiram, então, os sistemas supervisórios, softwares criados para monitorar, supervisionar e atuar sobre as variáveis e os dispositivos de controle.
 

Toda a operação das plantas passou, então, a ser feita através do sistema supervisório, na tela de um computador, podendo o operador checar então os valores das variáveis de processos, atuar manualmente, caso necessário, nos controles automáticos, receber alarmes de segurança, ter acesso aos gráficos de histórico de operação e de tendências devidamente armazenados em memória,  e, como consequência, a área passou a ter melhor qualidade na operação, redução nos custos operacionais e maior desempenho de produção.
 

Cada área tinha o seu PLC com o seu sistema supervisório, porém operando isoladamente do resto da planta, e projetou-se, então, um sistema em que os PLCs de cada área passassem a se comunicar com os PLCs das outras áreas, e todos os sistemas supervisórios da planta com os respectivos operadores fossem concentrados em uma única sala de controle, ou seja, concentradas em um COI, um Centro de Operações Integradas.
 

A operação da planta através do COI permitiu, então, aumento da eficiência e da rapidez na tomada de decisões, diminuição dos tempos de paradas e manutenções de processo, otimização do processo de fabricação; redução de custo e maior segurança operacional, aumento da produtividade dos operadores, aumento da disponibilidade do sistema de automação, redução no tempo de configuração de engenharia, sincronização automática dos dados, redução no tempo de detecção e eliminação de falhas e uma maior integração entre os operadores de diferentes setores.

Porém os sensores e os atuadores de campo continuavam sendo os de sinais analógicos 4 a 20 mA e de sinais digitais on/off, o que implicava ainda uma quantidade enorme de cabos chegando até os PLCs e toda a configuração dos instrumentos de campo tinha que ser feita diretamente no instrumento.

Foi aí, então, que surgiram as redes de comunicação industriais para controle em tempo real, as FieldBus. Os sensores e atuadores 4 a 20 mA e on/off passaram a ser substituídos por sensores e atuadores inteligentes que se comunicavam em uma FieldBus, sendo os mesmos interligados entre si por um único cabo de rede e interligados ao PLC através desse cabo.

Além da vantagem da economia de cabos, havia ainda a vantagem de que os parâmetros do instrumento podiam ser acessados pelo sistema supervisório, facilitando a partida, a operação e a manutenção da planta. Através dos instrumentos inteligentes, foi possível também o chamado gerenciamento de ativos da planta, como sensores, atuadores, motores e inversores de frequência. Como exemplo, temos a “assinatura” de válvulas de controle, ou seja, o monitoramento da sua abertura/fechamento ao longo do tempo e o monitoramento de partidas de inversores de frequência e motores.
 

Surgem também, nesse cenário, os instrumentos inteligentes com comunicação wireless, ou seja, instrumentos de campo que se comunicavam sem fio com o sistema de controle, o que diminuía em muito a quantidade de cabos de interligação e melhorava as condições para a instalação dos instrumentos.
 

Já vivemos algumas revoluções industriais ao longo da história, sendo a Primeira em 1780, relativa ao surgimento das máquinas a vapor; a Segunda, em 1870, relativa à utilização de motores elétricos; a Terceira, em 1970, relativa aos sistemas computadorizados e à robótica;  e estamos, agora, começando a Quarta Revolução Industrial, também denominada Indústria 4.0, relativa à implementação de sistemas ciberfísicos e à Internet das Coisas, ou Internet of Things (IoT).

A Internet das Coisas ou IoT consiste na conexão em rede de objetos físicos, ambientes, veículos e máquinas por meio de dispositivos eletrônicos embarcados que permitem a coleta e a troca de dados. Sistemas que funcionam à base da IoT e são dotados de sensores e atuadores são denominados sistemas ciberfísicos e são a base da Indústria 4.0.
 

A utilização da Internet das Coisas gera estruturas de dados muito extensas e complexas, que utilizam novas abordagens para a captura, a análise e o gerenciamento de informações e são as chamadas Big Data. Nas usinas, já se observa uma grande tendência na direção da IoT, ou IIoT (Industrial Internet of Things), como o uso de robôs para formação de pallets de açúcar, robôs de arame para chapisco de moendas, tomadores de amostra de cana automáticos, medições atualmente só realizadas em laboratórios sendo agora realizadas on-line, através do NIR (Near Infra Red), e o uso cada vez maior das redes industriais, tanto para sinais analógicos quanto digitais.
 

Inevitavelmente, a automação e o controle seguirão por esse caminho, que, cada vez mais, estará presente tanto nas indústrias como no nosso dia a dia, e esperamos que o objetivo final desse caminho seja sempre trazer, cada vez mais, satisfação, bem-estar e qualidade de vida às pessoas.