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Introdução à Engenharia de Automação

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RoteiroA automação em nossas vidasA automação no meio produtivoCaracterísticas e Conceitos da AutomaçãoAspectos da automaçãoArquitetura da Automação IndustrialRazões para Automação IndustrialVariedades de AutomaçãoConclusão

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A automação em nossas vidasObjetivo: Facilitar nossas vidasAutomação no dia-a-dia Em casa:

Lavando roupaEsquentando leiteAbrindo o portãoLavando louça

Na rua:Sacando dinheiroDirigindo pelas ruasFazendo compras

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A automação em nossas vidas No trabalho:

Registrando o pontoProgramando um robôRecebendo matéria-primaEstocando produto acabadoFazendo controle de qualidadeControlando temperatura de uma tanque de águaControlando a temperatura do escritórioAcionando o sistema de combate à incêndio

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A automação em nossas vidas No lazer:

Comprando um refrigeranteCaminhando numa esteiraAssistindo um filmeJogando um videogame

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A automação no meio produtivoObjetivos:Facilitar os processos produtivosComponentes básicos

Sensoriamento Comparação e controle Atuação

Automação industrial = sistema otimizado Menor custo Maior quantidade Menor tempo Maior qualidade (precisão)

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A automação no meio produtivo

Qualidade = garantir uma produção com as mesmas características e alta produtividadeAutomação no meio ambiente

Cumprimento de novas normas Sistemas de controle de

efluentes Sistemas de controle de gases

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A automação no meio produtivo

Automação nas indústrias Importância para sobrevivência das

indústrias. Garante a competição no mercado

globalizado Substitui o Homem

Tarefas repetitivasAmbientes perigososAmbientes insalubresGrande esforço físico

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A automação no meio produtivo

Transforma a estrutura da força de trabalho

Qualitativamente Quantitativamente Exige treinamento Qualificação da força de

trabalho Melhoria das condições de

trabalho

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A automação no meio produtivo

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

“O risco que se corre ao se introduzir novas tecnologias é menor do que aquele que se corre ao não introduzi-las”

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Características e Conceitos da Automação

Sistemas automatizados, algumas vezes, são extremamente complexos porém, se observarmos suas partes, veremos que seus subsistemas possuem características comuns e de simples entendimento.

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Características e Conceitos da Automação

PERGUNTA :

O que é preciso para construir um prédio de 50 andares?

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Características e Conceitos da Automação

RESPOSTA:

Tijolo, concreto (areia, cimento, cal e pedras) e ferragem.

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Características e Conceitos da AutomaçãoControle de temperatura de um aquário

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Características e Conceitos da Automação

Objetivo: manter a água em torno de 25ºC

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Características e Conceitos da Automação

Prensa de alavancaBotões de segurança

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Características e Conceitos da Automação

Cadeia de comando

Entrada de sinais

Processamentode sinais

Conversão de sinais

Saída de sinais

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Características e Conceitos da Automação

Tipos de controle na automação Controle Dinâmico

Automação Industrial de Controle de processos (automação contínua)

Controle LógicoAutomação Industrial de manufatura (automação discreta)

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Características e Conceitos da Automação

Controle dinâmico Utiliza medidas das saídas do sistema a

fim de melhorar o seu desempenho operacional, através de realimentação.

Incalculável poder tecnológicoAperfeiçoamento de processosVelocidadePrecisão

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Características e Conceitos da Automação

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 seqüenciais

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Características e Conceitos da Automação

Controle Lógico Redes lógicas combinatórias (sem memórias

nem temporizações)Projeto com álgebra booleanaDescrever, analisar e simplificar com auxílio de Tabelas da verdade e Diagramas de relés

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Características e Conceitos da Automação

Controle Lógico Redes lógicas seqüenciais (memória,

temporizadores e entrada de sinais)Teoria dos autômatosRedes de PetriCadeias de MarkovSimulação em computador

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Características e Conceitos da Automação

Etimologia: Da palavra Automation (1960)

Participação do computador no controle automático industrial.

Definição:“Qualquer sistema, apoiado em computadores, que substitui o trabalho humano, visando soluções rápidas e econômicas para atingir os objetivos da indústria, dos serviços ou bem estar”

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Características e Conceitos da Automação

Computadores especializados (Controladores Programáveis) Controle lógico Controle dinâmico Simples reprogramações

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Características e Conceitos da Automação

Computadores de Processo Coletar informações do processo para criar

um modelo matemático Sintetizar leis de controle ótimo Simular desempenhos Implantar leis de controle Facilitar interfaces com supervisores

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Aspectos da automação

Implantação de sistemas interligados por redes de comunicação (Auxiliar a supervisão de problemas) Sistemas supervisórios Interfaces homem-máquina (IHM) Controladores programáveis Controle baseado em PC

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Aspectos da automação

Necessidades da indústria: Maior nível de qualidade Flexibilidade Menores custos Menores perdas de materiais Menor custo de capital Maior controle das informações do processo Melhor PCP

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Aspectos da automação

Principal componente: CLP’s (controladores lógicos programáveis) -

1968Memória programável para instruçõesEnergização / desenergizaçãoTemporizaçãoContagemSequenciamentoOperações matemáticasManipulação de dados

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Arquitetura da Automação Industrial

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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 Relatórios CEP Ex.: Avaliação e CQ

em processo alimentício

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Arquitetura da Automação Industrial

Nível 4: 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: Administração dos recursos financeiros, vendas e RH.

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Arquitetura da

Automação Industrial

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Razões para Automação Industrial

Repetibilidade e maior qualidade na produçãoRealização de tarefas impossíveis ou agressivas ao homemRapidez de resposta ao atendimento da produçãoRedução dos custos de produçãoRestabelecimento mais rápido do sistema produtivoRedução de áreaPossibilidade de sistemas interligados

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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 vôos 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

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Conclusão

Automação de média complexidade é o foco do nosso curso!

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FIM...