AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL

Aula 02

Introdução à Automação Prof. Dr. Giovani Guarienti Pozzebon

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Por que automatizar

Trata-se de um processo de evolução tecnológica irreversível;

Valorização do ser humano – liberação na execução de tarefas repetitivas, situações insalubres e de riscos;

Aumento da qualidade de vida, maior integração social;

Maior enriquecimento pelo menor custo; ou pelo aumento de produtividade;

Criação de empregos diretos e indiretos;

Busca pela qualidade do produto e satisfação do cliente.

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Por que não automatizar

Por ser um processo irreversível, torna-o imprevisível;

Exige um profissional cada vez mais qualificado – provoca uma política de emprego de afunilamento;

Novas tecnologias podem trazer riscos ao setor de produção;

Diminuição imediata de emprego disponível;

A busca pela qualidade deixa de valorizar o artesão – homem cada vez mais dependente tecnologicamente;

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“O objetivo econômico de qualquer indivíduo, como o de qualquer nação, é o de obter os melhores resultados com um mínimo de esforço.“ (Fonte: Automação e Controle Discreto)

Desafio a ser vencido:

Inserir o homem no contexto da automação sem traumatismo, sem desemprego, tendo somente um saldo positivo.

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Componentes básicos da automação

Sensores

Atuadores

Redes

IHM (Interface Homem máquina)

Controlador (CLP, PC, específico)

Supervisórios;

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Componentes básicos da automação

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Tipos de Controle na Automação

Controle Dinâmico

• Automação Industrial de Controle de processos (automação contínua)

Controle Lógico

• Automação Industrial de manufatura

(automação discreta)

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Exemplo de aplicação 1

Controle de temperatura de um aquário

Objetivo: manter a água em torno de 25°

• Processo ? • Sensor ? • Controlador? • Distúrbio? • Atuador?

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Em forma de diagrama temos:

Existe uma influência da ação de aquecimento no valor medido pelo sensor. • Malha fechada de controle ou sistema de realimentação: a

saída do sistema influencia diretamente na entrada.

Controle Dinâmico Processo contínuo

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Controle Dinâmico

Utiliza medidas das saídas do sistema a fim de melhorar o seu desempenho operacional, através de realimentação;

Possui um incalculável poder tecnológico, permitindo o aperfeiçoamento de processos, aumento de velocidade e precisão;

Torna os sistemas físicos mais obedientes e imunes às perturbações externas.

Controle do tipo P+I+D

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Exemplo de aplicação 2

Botões de segurança de uma prensa de alavanca

Respondem a eventos externos de acordo com regras desejáveis.

Controle Lógico Processo discreto

EX.: Tanque de combustível – medição contínua e descontínua

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Controle Lógico

Utiliza sinais sempre discretos em amplitude, geralmente binários e operações não lineares;

Circuitos (elétricos, hidráulicos, pneumáticos, etc) Variáveis binárias ( 0 ou 1)

Circuitos de Redes lógicas:

• Combinatórias;

• Sequenciais.

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Controle Lógico

Redes lógicas combinatórias (sem memórias nem temporizações) • Projeto com álgebra booleana

• Descrever, analisar e simplificar com auxílio de Tabelas da verdade e Diagramas de relés.

Redes lógicas seqüenciais (memória, temporizadores e entrada de sinais) • Teoria dos autômatos

• Redes de Petri

• Cadeias de Markov

• Simulação em computador.

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Arquitetura da automação industrial

Pirâmide de Automação

CLP

Setor corporativo

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Arquitetura da automação industrial

Nível 1: Chão de fábrica Máquinas, dispositivos, Componentes Ex.: Linhas e máquinas

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Arquitetura da automação industrial

Nível 2: Supervisão Informações dos nível 1 IHM’s Ex.: Sala de supervisão

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Arquitetura da automação industrial

Nível 3: controle do processo produtivo Banco de dados Índices de qualidade da produção Relatórios e estatísticas

Ex.: Avaliação e CQ em processo alimentício

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Arquitetura da automação industrial

Nível 4: Programação e Planejamento do processo Controle de estoques Logística

Ex.: Controle de suprimentos e estoques em função da sazonalidade de uma indústria de tecidos

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Arquitetura da automação industrial

Nível 5: Gerenciamento corporativo Administração dos recursos financeiros, vendas e RH Computador central • Escalonamento da produção • Monitoramento estatístico • Utiliza de softwares gerencias

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Arquitetura da automação industrial

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Variedades da Automação

Segundo grau de complexidade e meios de realização física

Automações especializadas (menor complexidade)

Grandes sistemas de automação (maior complexidade)

Automações Industriais de âmbito local (média

complexidade)

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Variedades da Automação

Automações especializadas (menor complexidade)

Ex.: Interna aos aparelhos eletrônicos, telefones,

eletrodomésticos, automóveis.

Microprocessadores

Programação em linguagem de máquina

Memória ROM

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Variedades da Automação

Grandes sistemas de automação (maior complexidade) Ex.: Controladores de voos nos aeroportos, controle

metroviário, sistemas militares.

Programação comercial e científica em software de tempo real.

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Variedades da Automação

Automações Industriais e de serviços de âmbito local (média complexidade) Ex.: Transportadores, processos químicos, térmicos,

gerenciadores de energia e de edifícios.

CLP’s isolados ou em redes

(...este é o alvo de aplicação dos CLPs )

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Tendências da Automação

Tecnologia Wireless de lenta, cara e insegura tornou-se mais rápida e econômica;

Chips de menor capacidade – residirão inteligência diretamente em sensores e atuadores – softwares serão parte do produto;

Controles baseados em PLC ou PC serão obsoletos e caros;

Sistemas microeletromecânicos – miniaturizar sensores, atuadores, motores, engrenagens displays para equipamentos digitais.