1 introdução à engenharia de controle e automação 2009
TRANSCRIPT
11
Introdução à Engenharia de Introdução à Engenharia de Controle e Automação Controle e Automação
20092009
22
RoteiroRoteiroHistórico e definição de automaçãoHistórico e definição de automaçãoA automação em nossas vidasA automação em nossas vidasA automação no meio produtivoA automação no meio produtivoCaracterísticas e Conceitos da AutomaçãoCaracterísticas e Conceitos da Automação
Componentes básicos das automaçãoComponentes básicos das automaçãoAspectos da automaçãoAspectos da automaçãoArquitetura da Automação IndustrialArquitetura da Automação IndustrialRazões para Automação IndustrialRazões para Automação IndustrialVariedades de AutomaçãoVariedades de AutomaçãoTendências da automaçãoTendências da automação
33
Histórico e definição de automaçãoHistórico e definição de automação
Etimologia: Etimologia: Da palavra Da palavra Automation Automation (1960)(1960) Participação do computador no controle automático Participação do computador no controle automático
industrial.industrial.
Definição atual.Definição atual.““Qualquer sistema, Qualquer sistema, apoiado em computadoresapoiado em computadores, , que substitui o trabalho humano, visando que substitui o trabalho humano, visando soluções rápidas e econômicas para atingir os soluções rápidas e econômicas para atingir os objetivos da indústria, dos serviços ou bem objetivos da indústria, dos serviços ou bem estar”estar”
44
A automação em nossas vidasA automação em nossas vidas
Objetivo: Facilitar nossas Objetivo: Facilitar nossas vidasvidas
Automação no dia-a-diaAutomação no dia-a-dia Em casa: Em casa:
Lavando roupaLavando roupaEsquentando leiteEsquentando leiteAbrindo o portãoAbrindo o portãoLavando louçaLavando louça
Na rua:Na rua:Sacando dinheiroSacando dinheiroDirigindo pelas ruasDirigindo pelas ruasFazendo comprasFazendo compras
55
A automação em nossas vidasA automação em nossas vidas No trabalho:No trabalho:
Registrando o pontoRegistrando o pontoProgramando um robôProgramando um robôRecebendo matéria-primaRecebendo matéria-primaEstocando produto Estocando produto acabadoacabadoFazendo controle de Fazendo controle de qualidadequalidadeControlando temperatura Controlando temperatura de uma tanque de águade uma tanque de águaControlando a temperatura Controlando a temperatura do escritóriodo escritórioAcionando o sistema de Acionando o sistema de combate à incêndiocombate à incêndio
66
A automação em nossas vidasA automação em nossas vidas No lazer:No lazer:
Comprando um refrigeranteComprando um refrigerante
Caminhando numa esteiraCaminhando numa esteira
Assistindo um filmeAssistindo um filme
Jogando um videogameJogando um videogame
77
A automação no meio produtivoA automação no meio produtivo
Objetivos:Facilitar os processos produtivosObjetivos:Facilitar os processos produtivosComponentes básicosComponentes básicos SensoriamentoSensoriamento Comparação e controleComparação e controle AtuaçãoAtuação
Automação industrial = sistema otimizadoAutomação industrial = sistema otimizado Menor custoMenor custo Maior quantidadeMaior quantidade Menor tempoMenor tempo Maior qualidade (precisão)Maior qualidade (precisão)
88
A automação no meio produtivoA automação no meio produtivo
Qualidade = garantir uma Qualidade = garantir uma produção com as mesmas produção com as mesmas características e alta características e alta produtividadeprodutividade
Automação no meio ambienteAutomação no meio ambiente Cumprimento de novas normasCumprimento de novas normas Sistemas de controle de Sistemas de controle de
efluentesefluentes Sistemas de controle de gasesSistemas de controle de gases
99
A automação no meio produtivoA automação no meio produtivo
Automação nas indústriasAutomação nas indústrias Importância para sobrevivência das Importância para sobrevivência das
indústrias.indústrias. Garante a competição no mercado Garante a competição no mercado
globalizadoglobalizado Substitui o HomemSubstitui o Homem
Tarefas repetitivasTarefas repetitivasAmbientes perigososAmbientes perigososAmbientes insalubresAmbientes insalubresGrande esforço físicoGrande esforço físico
1010
A automação no meio produtivoA automação no meio produtivo
Transforma a estrutura da Transforma a estrutura da força de trabalhoforça de trabalho QualitativamenteQualitativamente QuantitativamenteQuantitativamente Exige treinamentoExige treinamento Qualificação da força de Qualificação da força de
trabalhotrabalho Melhoria das condições de Melhoria das condições de
trabalhotrabalho
1111
A automação no meio produtivoA automação no meio produtivo
Desafio: Inserir o homem no contexto da Desafio: Inserir o homem no contexto da automatização sem traumatismo, sem automatização sem traumatismo, sem desemprego, tendo somente um saldo desemprego, tendo somente um saldo positivo.positivo.
““O risco que se corre ao se introduzir O risco que se corre ao se introduzir novas tecnologias é menor do que aquele novas tecnologias é menor do que aquele que se corre ao não introduzi-las”que se corre ao não introduzi-las”
1212
Características e Conceitos da Características e Conceitos da AutomaçãoAutomação
Sistemas automatizadosSistemas automatizadosComplexos ou simplesComplexos ou simples
Subsistemas comuns Subsistemas comuns de simples entendimentode simples entendimento
1313
Características e Conceitos da Características e Conceitos da AutomaçãoAutomação
PERGUNTA :PERGUNTA :
O que é preciso para construir O que é preciso para construir um prédio de 50 andares?um prédio de 50 andares?
1414
Características e Conceitos da Características e Conceitos da AutomaçãoAutomação
RESPOSTA:RESPOSTA:
Tijolo, concreto (areia, cimento, Tijolo, concreto (areia, cimento, cal e pedras) e ferragemcal e pedras) e ferragem..
1515
Características e Conceitos da Características e Conceitos da AutomaçãoAutomação
Componentes básicos das automaçãoComponentes básicos das automação SensoresSensores AtuadoresAtuadores RedesRedes IHM (Interface Homem máquina)IHM (Interface Homem máquina) Controlador (CLP, PC, específico)Controlador (CLP, PC, específico) SupervisóriosSupervisórios
1616
Características e Conceitos da Características e Conceitos da AutomaçãoAutomação
CLP
Sensores atuadores
IHM
REDES
PCSUPERVISÓRIOS
1717
Características e Conceitos da Características e Conceitos da AutomaçãoAutomação
Tipos de controle na automaçãoTipos de controle na automação
Controle DinâmicoControle Dinâmico Automação Industrial de Controle de Automação Industrial de Controle de processos (automação contínua)processos (automação contínua)
Controle LógicoControle LógicoAutomação Industrial de manufatura Automação Industrial de manufatura (automação discreta)(automação discreta)
1818
Controle dinâmicoControle dinâmico
Utiliza medidas das saídas do sistema Utiliza medidas das saídas do sistema a fim de melhorar o seu desempenho a fim de melhorar o seu desempenho operacional, através de operacional, através de realimentação.realimentação.
Incalculável poder tecnológicoIncalculável poder tecnológicoAperfeiçoamento de processosAperfeiçoamento de processosVelocidadeVelocidadePrecisãoPrecisão
1919
Controle dinâmicoControle dinâmicoControle de temperatura de um aquárioControle de temperatura de um aquário
2020
Controle dinâmicoControle dinâmico
Objetivo: Objetivo: manter a manter a água em água em torno de torno de 25ºC25ºC
2121
Controle lógicoControle lógico
Utiliza sinais sempre discretos em Utiliza sinais sempre discretos em amplitude, geralmente binários e amplitude, geralmente binários e operações não lineares.operações não lineares.
Circuitos (elétricos, hidráulicos, pneumáticos Circuitos (elétricos, hidráulicos, pneumáticos etc)etc)
Variáveis binárias ( 0 ou 1)Variáveis binárias ( 0 ou 1)Circuitos de Circuitos de Redes lógicas:Redes lógicas:
combinatóriascombinatórias seqüenciaisseqüenciais
2222
Controle LógicoControle Lógico
Redes lógicas combinatóriasRedes lógicas combinatórias (sem memórias (sem memórias nem temporizações)nem temporizações)
Projeto com álgebra booleanaProjeto com álgebra booleana
Descrever, analisar e simplificar com auxílio de Descrever, analisar e simplificar com auxílio de Tabelas da verdade e Diagramas de relésTabelas da verdade e Diagramas de relés
2323
Controle LógicoControle Lógico
Redes lógicas seqüenciais Redes lógicas seqüenciais (memória, (memória, temporizadores e entrada de sinais)temporizadores e entrada de sinais)
Teoria dos autômatosTeoria dos autômatos
Redes de PetriRedes de Petri
Cadeias de MarkovCadeias de Markov
Simulação em computadorSimulação em computador
2424
Controle LógicoControle Lógico
Prensa de alavancaPrensa de alavanca
Botões de segurançaBotões de segurança
2525
Características e Conceitos da Características e Conceitos da AutomaçãoAutomação
Cadeia de comandoCadeia de comando
Entrada de sinais
Processamentode sinais
Conversão de sinais
Saída de sinais
2626
Características e Conceitos da Características e Conceitos da AutomaçãoAutomação
Computadores especializados Computadores especializados (Controladores Programáveis)(Controladores Programáveis) Controle lógicoControle lógico Controle dinâmicoControle dinâmico Simples reprogramaçõesSimples reprogramações
2727
Características e Conceitos da Características e Conceitos da AutomaçãoAutomação
Computadores de ProcessoComputadores de Processo Coletar informações do processo para criar Coletar informações do processo para criar
um modelo matemáticoum modelo matemático Sintetizar leis de controle ótimoSintetizar leis de controle ótimo Simular desempenhosSimular desempenhos Implantar leis de controleImplantar leis de controle Facilitar interfaces com supervisoresFacilitar interfaces com supervisores
2828
Aspectos da automação no Aspectos da automação no contexto econômico industrialcontexto econômico industrial
Implantação de sistemas interligados por Implantação de sistemas interligados por redes de comunicaçãoredes de comunicação
(Auxiliar a supervisão de problemas)(Auxiliar a supervisão de problemas) Sistemas supervisóriosSistemas supervisórios Interfaces homem-máquina (IHM)Interfaces homem-máquina (IHM) Controladores programáveisControladores programáveis Controle baseado em PCControle baseado em PC
2929
Aspectos da automaçãoAspectos da automação
Necessidades da indústria:Necessidades da indústria: Maior nível de qualidadeMaior nível de qualidade FlexibilidadeFlexibilidade Menores custosMenores custos Menores perdas de materiaisMenores perdas de materiais Menor custo de capitalMenor custo de capital Maior controle das informações do processoMaior controle das informações do processo Melhor PCPMelhor PCP
3030
Aspectos da automaçãoAspectos da automação
Principal componente:Principal componente: CLP’s (CLP’s (controladores lógicos programáveis) - controladores lógicos programáveis) -
19681968Memória programável para instruçõesMemória programável para instruçõesEnergização / desenergizaçãoEnergização / desenergizaçãoTemporizaçãoTemporizaçãoContagemContagemSequenciamentoSequenciamentoOperações matemáticasOperações matemáticasManipulação de dadosManipulação de dados
3131
Arquitetura da Automação Arquitetura da Automação IndustrialIndustrial
3232
Arquitetura da Automação Arquitetura da Automação IndustrialIndustrial
Nível 1: Chão de Nível 1: Chão de fábricafábrica Máquinas, dispositivos, Máquinas, dispositivos,
componentescomponentes Ex.: Linhas e máquinasEx.: Linhas e máquinas
CLP’S, Comandos, máquinasMotores, Inversores, I/O’s
3333
Arquitetura da Automação Arquitetura da Automação IndustrialIndustrial
Nível 2: SupervisãoNível 2: Supervisão Informações dos nível 1Informações dos nível 1 IHM’sIHM’s Ex.: Sala de supervisãoEx.: Sala de supervisão
Supervisão e IHM
3434
Arquitetura da Automação Arquitetura da Automação IndustrialIndustrial
Nível 3: controle do Nível 3: controle do processo produtivoprocesso produtivo Banco de dadosBanco de dados ÍndicesÍndices RelatóriosRelatórios CEPCEP Ex.: Avaliação e CQ Ex.: Avaliação e CQ
em processo em processo alimentícioalimentício
Controle do ProcessoControle do ProcessoProdutivoProdutivo
3535
Arquitetura da Automação Arquitetura da Automação IndustrialIndustrial
Nível 4: Planejamento Nível 4: Planejamento do processodo processo Controle de estoquesControle de estoques LogísticaLogística Ex.: Controle de Ex.: Controle de
suprimentos e suprimentos e estoques em função estoques em função da sazonalidade de da sazonalidade de uma indústria de uma indústria de tecidostecidos
Planejamento Planejamento Do ProcessoDo Processo
3636
Arquitetura da Automação Arquitetura da Automação IndustrialIndustrial
Nível 5: Nível 5: Administração dos Administração dos recursos financeiros, recursos financeiros, vendas e RH.vendas e RH.
Gerênciamento Gerênciamento GeralGeral
3737
Arquitetura Arquitetura da da
Automação Automação IndustrialIndustrial
3838
Variedades da AutomaçãoVariedades da Automação
Segundo grau de complexidade e meios Segundo grau de complexidade e meios de realização físicade realização física
Automações especializadas (menor Automações especializadas (menor complexidade)complexidade)
Grandes sistemas de automação (maior Grandes sistemas de automação (maior complexidade)complexidade)
Automações Industriais de âmbito local Automações Industriais de âmbito local ( média complexidade)( média complexidade)
3939
Variedades da AutomaçãoVariedades da Automação
Automações especializadas (menor Automações especializadas (menor complexidade)complexidade) Ex.: Interna aos aparelhos eletrônicos, Ex.: Interna aos aparelhos eletrônicos,
telefones, eletrodomésticos, automóveis.telefones, eletrodomésticos, automóveis. MicroprocessadoresMicroprocessadores Programação em linguagem de máquinaProgramação em linguagem de máquina Memória ROMMemória ROM
4040
Variedades da AutomaçãoVariedades da Automação
Grandes sistemas de automação (maior Grandes sistemas de automação (maior complexidade)complexidade) Ex.: Controladores de vôos nos aeroportos, Ex.: Controladores de vôos nos aeroportos,
controle metroviário, sistemas militares.controle metroviário, sistemas militares. Programação comercial e científica em Programação comercial e científica em
softwaresoftware de tempo real de tempo real
4141
Variedades da AutomaçãoVariedades da Automação
Automações Industriais e de serviços de Automações Industriais e de serviços de âmbito local (média complexidade)âmbito local (média complexidade) Ex.: Transportadores, processos químicos, Ex.: Transportadores, processos químicos,
térmicos, gerenciadores de energia e de térmicos, gerenciadores de energia e de edifícios.edifícios.
CLP’s isolados ou em redesCLP’s isolados ou em redes
4242
TENDÊNCIAS DA AUTOMAÇÃOTENDÊNCIAS DA AUTOMAÇÃO
Tecnologia Wireless Tecnologia Wireless De lenta, cara e insegura tornou-se mais rápida De lenta, cara e insegura tornou-se mais rápida
e econômica e econômica
Chips de menor capacidade Chips de menor capacidade residirão inteligência diretamente em residirão inteligência diretamente em
sensores e atuadores – softwares serão parte sensores e atuadores – softwares serão parte do produto do produto
4343
TENDÊNCIAS DA AUTOMAÇÃOTENDÊNCIAS DA AUTOMAÇÃO
Controles baseados em PLC ou PC serão Controles baseados em PLC ou PC serão obsoletos e caros obsoletos e caros
A propriedade da solução tecnológica será A propriedade da solução tecnológica será medida em meses em vez de anos medida em meses em vez de anos
Sistemas microeletromecânicos Sistemas microeletromecânicos miniaturizar sensores, atuadores, motores, miniaturizar sensores, atuadores, motores,
engrenagens displays para equipamentos engrenagens displays para equipamentos digitaisdigitais
4444
Universidade Católica de GoiasUniversidade Católica de GoiasUlbra – CanoasUlbra – Canoas
Anotações pessoaisAnotações pessoais
BIBLIOGRAFIABIBLIOGRAFIA