apostila - automação industrial

Prof. Eng. Renan Barcellos

www.renanbarcellos.com.br Apostila AUTOMAO INDUSTRIAL

AUTOMACAO

INDUSTRIAL

APOSTILA



Prof. Renan Barcellos

Engenheiro Eletricista graduado pela Universidade Federal do Esprito Santo (1998), ps-graduado em Gesto

Estratgica Avanada pela Universidade Federal do

Esprito Santo UFES (2000) e MBA em Telecomunicaes -

Gesto de Negcios pela UVV (2003); Trabalhou na

Embratel na rea de consultoria e vendas como Gerente de

Contas, foi Gerente Comercial da Nexa Tecnologia em

Redes, desenvolvendo projetos e solues em

telecomunicaes e informtica e atualmente Gerente de

Contas da Oi Telemar ES, atuando em Grandes Contas Estratgicas e Governo, coordenador do MBA em

Telecomunicacoes na UVV, professor do do curso de

engenharia eletrica na faculdade Novo Milenio e UNIEST.



Noes de manufatura

Fabricao E Sistemas Integrados De Manufatura

Sistemas robotizados

Automaao Industrial.

NDICE



INTRODUO MANUFATURA

Aula 01



Lean manufacturing: produzir bens atravs da eliminao de perdas com foco em uma melhor entrega ao cliente. Agile manufacturing: um termo aplicado a organizaes que criam processos, ferramentas e treinamento a fim de lhes permitir responder rapidamente s necessidades dos clientes e alteraes de mercado, sem perder o controle dos custos e qualidade. Just-in-time manufacturing: significa fazer o que o mercado quer, quando ele quer. JITM se revelou to eficaz que aumenta a produtividade, desempenho profissional e a qualidade do produto, ao mesmo tempo que poupa custos. Design for assembly (DFA): a premissa desta tcnica a diminuio do custo de montagem pela melhoria continua do produto e do processo de montagem.

INTRODUO

CONCEITOS



Design for manufacturing (DFM): tcnica que busca alternativas que facilitem a otimizao do sistema de manufatura como um todo. Esta tcnica deve ser utilizada para baratear o custo do produto sem sacrificar a qualidade. Design for Service (DFS): esta ferramenta serve para assegurar que o produto desenvolvido possa ser devidamente reparado durante sua vida til com custos razoveis e baixa manuteno. Concurrent Engineering: a execuo em paralelo de algumas fases e tarefas do desenvolvimento de produto. Desse modo, o desenvolvimento do produto torna-se um processo composto de fases executadas paralelamente e de outras executadas de forma seqencial com o objetivo de minimizar o tempo de chegada do produto ao mercado.

CONCEITOS

INTRODUO



os principais processos envolvidos na manufatura digital so os seguintes:

- Definio da Necessidade - Planejamento - Projeto Conceitual - Engenharia de produto - Simulao e Anlise - Engenharia de Manufatura - Produo - Controle de Qualidade - Vendas - Suporte e manuteno

INTRODUO

CONCEITOS



Product-lifecycle Management (PLM)

uma ferramenta de gesto do ciclo de vida do produto que abrange concepo, design, manufatura, servios e obsolescncia.

objetivos: - Reduo do time to market - Melhora na qualidade do produto - Reduo do custo de prototipagem - Reduo de perdas - Ganhos atravs da integrao completa dos fluxos de engenharia

INTRODUO

CONCEITOS



O conceito conhecido como Lean Manufacturing ou Manufatura Enxuta, visa levar as empresas ao que se chama de organizao enxuta por meio da eliminao de desperdcio em toda a cadeia de valor da empresa, alinhando atividades da melhor forma, no sentido de se obter empresas mais flexveis e capazes de responder efetivamente s necessidades dos clientes. O termo Lean Manufacturing, tambm conhecido como Lean Production, Lean Thinking, Manufatura Enxuta ou sistema Toyota de Produo, surgiu de estudos do MIT (Massachusetts Institute of Technology) no Japo aps a segunda guerra mundial, pioneiramente introduzidas pelo engenheiro chefe da Toyota Taiichi Ohno.

INTRODUO



Seus benefcios em relao aos sistema de produo em massa so conseguidos

principalmente por meio de:

-Produo integrada, com pequenos estoques, usando gerenciamento JIT;

-Produo puxado pelos clientes (ao invs de empurrada);

-nfase na preveno no controle da qualidade, em lugar da deteco ou correo;

-Trabalho organizado em equipes;

-Poucos nveis hierrquicos;

-Equipes polivalentes dedicadas eliminao de atividades que no agregam valor;

-Integrao de toda a rede de suprimento, desde a matria-prima at o cliente final.

VANTAGENS

INTRODUO



JUST-IN-TIME Uma das ferramentas essenciais para que a manufatura enxuta d certo a

implantao e o bom funcionamento da ferramenta de gesto de produo

Just-in-Time. um modelo de gesto da produo em que os componentes

necessrios produo so fornecidos somente no momento que sero usados

na produo.

A produo Just-in-Time puxado. Isto significa que um produto s fabricado

quando feito um pedido de compra por parte do cliente. desencadeada uma

reao em cadeia para trs que vai at a requisio dos insumos necessrios

produo junto aos fornecedores.

A implantao de um sistema de produo JIT requer uma grande flexibilidade na

programao da linha de produo e tambm uma tima sincronia de trabalho entre

os cliente e seus fornecedores.

Uma das principais dificuldades na implantao do JIT, consiste no tempo de transporte do

produto entre os fornecedores e clientes. Uma grande distncia entre fornecedor e cliente pode

inviabilizar completamente o fornecimento do produto dentro do tempo necessrio para que

ele seja utilizado na linha de montagem.

INTRODUO



INTRODUO

O JIT surgiu no Japo em meados da dcada de 70, sendo sua idia e seu desenvolvimento creditados Toyota Motor Co., a qual buscava um sistema de administrao que pudssemos coordenar a produo com a demanda especfica de diferentes modelos e cores de veculo com o mnimo atraso

VANTAGENS:

-Eliminao de estoques; -Eliminao de desperdcios; -Manufatura de fluxo Contnuo; -Esforo contnuo na resoluo de problemas;

-Melhoria contnua dos processos.

JUST-IN-TIME



INTRODUO

As metas colocadas pelo JIT em relao aos vrios problemas de produo so: -Zero de defeito; -Tempo zero de preparao(setup); -Estoque zero; -Movimentao zero; -Quebra zero; -Lead Time zero; -Lote unitrio;

JUST-IN-TIME



As principais limitaes do JIT esto ligadas :

flexibilidade de faixa do sistema produtivo , no que se refere variedade de produtos oferecidos ao mercado

variao de demanda de curto prazo. O sistema JIT requer que a demanda seja estvel para que se consiga um balanceamento adequado dos recursos, possibilitando um fluxo de materiais suave e contnuo.

OBS: Caso a demanda seja muito instvel, h a necessidade de manuteno de estoques de produtos acabados em um nvel tal, que permita que a demanda efetivamente sentida pelo sistema produtivo tenha certa estabilidade.

INTRODUO

JUST-IN-TIME



INTRODUO

Aula 02



Conhecendo a Cadeia de Valor e de Suprimento do Cliente as necessidades aparecem naturalmente,

gerando oportunidades de negcio;

Desta forma a soluo a ser desenvolvida fica completa e mais criativa.

CADEIA DE VALOR

INTRODUO



Portais B2B e E-Gov

Intra / Extranet Empresas

Capacitao de comunidades WEB para o comrcio B2B por meio dos portais e toda a infra-estrutura relacionada

Aplicativos ASP para empresas (CRM, ERP, aplicativos verticais, etc)

Entrega, a partir de um datacenter, de aplicativos complexos para empresas, requerendo customizao e integrao

Datacenter Hospedagem de aplicativos de software e pacotes

de aplicativos, que exigem nenhuma/pouca customizao

Hospedagem de aplicativos (e-commerce, mdia, DB, backup, etc)

Hospedagem Co-location

Fornecimento de conectividade IP Tambm inclui conexo dial-up e banda larga

Acesso dedicado IP Infraestrutura para acesso remoto Banda larga (Cabo, xDSL, sem fio)

Fornecimento de servios tradicionais de comunicao de dados

Tambm inclui estes servios como acesso a backbones IP

ATM X-25 Frame relay

PABX Virtual Servios inteligentes (0800, 0900)

Servios de voz com valor agregado fornecidos a empresas

VPN Segurana VoIP

Servios de valor agregado fornecidos sobre a camada de transporte

Inclui voz sobre dados, segurana, gerenciamento e outros servios de alto valor agregado

Gerenciamento da rede

Terceirizao

E-MARKET

PLACE

ASP

TRANSPORTE

IP

TRANSPORTE

TRADICIONAL

SERVIO CORPORATIVO

DE VOZ COM VALOR

AGREGADO

HOSPEDAGEM

TRANSPORTE

AVANADO

DESCRIO CATEGORIAS/EXEMPLOS

CADEIA DE VALOR

INTRODUO



Atendimento

Mdico

Exame Laboratorial

e Raio X

Medicamento

Internao

Remoo

Cadeia Valor

Solues Oportunidades Necessidades

CADEIA DE VALOR - GOVERNO/SADE

Cadeia Suprim.

Industria

farmacutica,

almoxarifado

Hospitais prprios

e conveniados

Servio de Ambulncia,

Transporte areo

Laboratrios

prprios e

conveniados

Mdico

FR, VPN IP

E-procurement

IDC (hospedagem, ASP)

Conectividade com o fornecedor, Ministrio da Sade e Postos de Sade

Controle de estoque associado s requisi-es do corpo mdico

Otimizao de compras

FR VPN IP

IDC(hospedagem, ASP)

Conectividade entre hospitais e postos de sade

Sistema de controle de leito

Conhecimento da dis-ponibilidade de leito no prprio municpio e municpios vizinhos

Soluo com empre-sa parceira interligan-do as unidades de atendimento da Sade

FR, VNP IP, CPE, SLDD, IDC

Criar sistema que auxilie as Prefeituras a receberem o dinheiro do SUS de acordo com os atendimentos reali-zados

Gerir os processos de Sade da Prefeitura

Consolidar informao e enviar para o SUS

Rede IP, ISDN, ADSL

IDC oferecendo hospedagem de aplicaes =>ASP

Conectividade

Aplicaes

Prefeitura necessita de agilidade para laborat-rio receber solicitao de exame, entregar, controlar e reduzir custos

0800

Call Center

Celular

Call Center

Comunicao Wireless

Central de Atendi-mento Controle e otimizao da frota

INTRODUO



INTRODUO

Aula 03



CADEIA DE VALOR - Exerccio

INTRODUO

Cadeia Valor

Solues Oportunidades Necessidades

Cadeia Suprim.



INTRODUO

MAPEAMENTO DO FLUXO DE VALOR: INTRODUO: O Mapeamento do Fluxo de Valor uma ferramenta particularmente interessante para a reduo contnua dos desperdcios. A idia obter com ela uma visualizao clara dos processos de manufatura e de alguns de seus desperdcios, bem como, diretrizes eficazes de anlise que auxiliem no projetam de otimizao do fluxo e eliminao destes desperdcios.

FLUXO DE VALOR



INTRODUO

vantagens da implantao do Mapeamento do Fluxo de Valor podemos citar: -Ajuda a identificar as fontes do desperdcio; -Fornece uma linguagem comum para tratar dos processos de manufatura; -Torna as decises sobre o fluxo visveis, de modo que voc possa discuti-las; -Junta conceitos e tcnicas enxutas; -Mostra a relao entre o fluxo de informao e o fluxo de material.

FLUXO DE VALOR



INTRODUO

MAPEAMENTO DOFLUXO DE VALOR

uma ferramenta estratgica Proporciona a Viso de Helicptero Mostra as oportunidades de Kaizens de Sistema Permite o emprego das ferramentas Lean Muito concisa, resultados expressos em 2 folhas A3 Mapa do Estado Presente Mapa do Estado Futuro Cria uma linguagem comum aos diversos nveis A ser empregada anualmente pela Diretoria O Estado Futuro de hoje o estado Presente de amanh Sempre haver um novo Estado Futuro



INTRODUO

MAPEAMENTO DO FLUXO DE VALOR As etapas do mapeamento do fluxo de valor so mostradas na figura abaixo.

Famlia de produtos

Desenho do estado atual

Desenho do estado futuro

Plano de trabalho

Consiste em seguir a trilha de produo de um produto, desde o consumidor at o fornecedor, e cuidadosamente desenhar uma representao visual de cada processo no fluxo de material e informao, identificando os desperdcios que devero ser tratados.



INTRODUO

MAPEAMENTO DO FLUXO DE VALOR




Takt a taxa de demanda dos clientes, ou seja, de quanto em quanto tempo eles compram uma unidade de produto Pitch a taxa de demanda dos clientes expressa em embalagens, ou seja, de quanto em quanto tempo nos compram uma embalagem de produtos Tempo de Ciclo a taxa de produo, ou seja, de quanto em quanto tempo produzimos uma unidade de produto



Por que o Takt importante?

Se produzirmos muito mais rapidamente que o Takt, haver produo em excesso, portanto, muitos desperdcios Idealmente: Tempo de Ciclo = Tempo Takt Takt-time =Tempo total disponvel / Demanda do cliente

Normalmente: Tempo de Ciclo = 90 ~ 95 % Takt



Famlia de Produtos a Mapear MC25 + Prensa Dois nmeros de pea Cliente: Volvo Requisitos do Cliente 2.900 peas / ms 78 peas por bandeja Cliente trabalha em 2 turnos Dois embarques por semana por caminho Tempo de trabalho 21 dias por ms, 3 turnos de operao 8 horas por turno, 1 intervalo de 30 minutos por turno

CASO 01 FBRICA DE PEAS




Processos de Produo Centro de Usinagem, Pintura e Prensa Tempos de Trocas de Ferramentas de uma pea para outra: TR=120 min no CU, TR=0,25 min na Pintura; TR=15 min na Prensa Peas Brutas fornecidas diariamente pela Fundio



Departamento de Controle de Produo Recebe do Cliente externo previses de 90 / 60 / 30 Recebe do Cliente externo confirmao semanal de pedidos Executa MRP semanalmente, com previso de 3 semanas Coloca pedidos semanais via MRP para Fundio Coloca programa semanal para o Centro de Usinagem Revisa diariamente os programas de produo Emite programao duas vezes por semana de embarques para Expedio OBS: MRP SISTEMA DE GESTO DA PRODUO





Centro de Usinagem: Tempo de Ciclo: TC=4,47 min So usinados lotes para 1 dia (TL=1 dia) Tempo Utilizvel: TU=80% Estoque Observado: 1546 Peas Brutas 12 Peas Usinadas Pintura: Tempo de Ciclo: TC=3,33 min Tempo Utilizvel: TU=95% Estoque Observado: 78 Peas Pintura



Prensa Tempo de Ciclo: TC=2,00 min Tempo Utilizvel: TU=100% Estoque Observado: 78 Peas Acabadas Departamento de Expedio Coleta as peas no Almoxarifados de Acabados Prepara embarque duas vezes por semana 392 Peas Acabadas





Mapa do Fluxo de Valor Estado Atual



A manufatura Enxuta tem como objetivo otimizar os

processos e procedimentos atravs da reduo

contnua de desperdcios. Sua meta de trabalho so, a

qualidade e a flexibilidade do processo, ampliando sua

capacidade de produzir e competir neste cenrio

globalizado. Trata-se de uma viso bastante similar ao

conceito de JIT, com a diferena que ele introduz novas

ferramentas as quais trabalham integradas ao elenco

tradicional de ferramentas do JIT.

CONCLUSAO

INTRODUO



FABRICAO E SISTEMAS INTEGRADOS DE MANUFATURA

Aula 04



DEFINIO




Na era das informaes, as naes no podem ganhar fora controlando e

tributando seus cidados. Para aumentar sua estatura

internacional, os governos precisam reduzir seus poderes e emancipar seus povos.

Chegamos, enfim, a uma nova era de liberdade."

DEFINIO




Por que os sistemas informatizados no representam ainda uma real e facilmente

mensurvel vantagem competitiva para as corporaes, apesar dos macios investimentos voltados para estas tecnologias?

Quais os fatores que realmente interferem em sua aplicao, impedindo os enormes ganhos que, ao menos teoricamente, seriam proporcionados pela informatizao?

DEFINIO




Para esta crescente flexibilizao da produo, em muito contribui a adoo de sistemas informatizados, atravs de robs, mquinas CNC (de Controle Numrico Computadorizado), clulas automatizadas de produo, sistemas CAD (de Computer Aided Design, ou Projeto Assistido por Computador) e CAM (Computer Aided Manufacturing, Manufatura Auxiliada por Computador). Os processos envolvidos, desde o projeto, sofrem desta forma um processo de acelerao, que em grande parte promovido pela intensa utilizao da informtica, desde a concepo do produto at sua entrega ao consumidor final, o principal cliente de todo o processo.

DEFINIO




A FBRICA INFORMATIZADA: AS NOVAS TECNOLOGIAS NA PRODUO.


O setor automobilstico foi o primeiro ramo industrial a utilizar-se intensivamente de robs em sua linhas de produo, alm de ser responsvel pelos maiores investimentos e por alguns dos exemplos clssicos de utilizao destes recursos tecnolgicos. Setores de solda e pintura, mesmo no Brasil, so hoje em grande parte automatizados.



A Volkswagen do Brasil, por exemplo, possui cerca de setenta robs em suas linhas de

montagem, dentre as quais a do novo Gol possui os maiores nveis de automao. Esta estratgia de automao

setorizada ocorre devido ao fato de que algumas fases do processo de produo possuem funes

reconhecidamente perigosas e repetitivas, alm de envolverem uma grande aplicao de foras (so as tarefas

consideradas 3D: Dangerous, Dirty and Demanding - perigosas, sujas e pesadas). Parece claro hoje que so duas

as chaves para o bom funcionamento de robs: a relativa invariabilidade da tarefa 37 e sua exata prescrio







Acima, imagens da ao e robs em linhas de produo, em simulao por sistemas CAE/CAD/CAM.



No caso da indstria automobilstica em seu estgio atual, os

robs so indicados para processos de soldagem, colagem, movimentao de carrocerias etc., enquanto

so incapazes de atividades como fixao de determinados acessrios, colocao de bancos, ajustes de painel

etc. Parece claro, nesta etapa de desenvolvimento tecnolgico, que os robs prestam-se mais a

atividades repetitivas e de baixos ndices de variabilidade, que exijam grande esforo fsico e exposio a

riscos e/ou ambientes insalubres, ao passo que aos operrios destinam-se tarefas de ajuste, com maiores nveis de

detalhamento e manipulao mais elaborada de ferramental.







Dentro da viso antropocntrica de automao industrial, aparece um novo conceito, o

CHIM (Computer and Human Integrated

Manufacturing), que possui como caractersticas principais: baseado no

trabalho qualificado; alta contribuio do trabalho direto; concepo modular com a participao dos

usurios;integrao baseada num contexto favorvel s decises autnomas e descentralizadas; processo

produtivo controlado pelos seres humanos e cuja filosofia a capacidade.





"Entre as concluses elaboradas no final dos anos 80 pelo projeto FAST (Forecasting and Assement in Science and Technology) da

CEE (Comunidade Econmica Europia) destaca-se a convico de que os recursos humanos representam a questo principal

referente capacidade de inovao e de crescimento da Europa." (SAGRE, 1992)





Ao mito da fbrica automtica, dos anos 1980, contrape-se hoje uma viso que busca um equilbrio entre funes humanas e dos robs. Ao lado, linha de montagem de automveis no Brasil.



TECNOLOGIAS CIM


A expresso CIM, que pode ser traduzida por Produo Integrada por Computador, apesar de

estar diretamente ligada idia de automao e informatizao, no pode ser reduzida uma

abordagem meramente tcnica. Ao contrrio, suas principais vantagens esto em aspectos no

necessariamente ligados aos nveis de automao observados, mas sim s formas de gerenciamento da informao atravs dos novos recursos tecnolgicos

(SCHEER, 1993), como a utilizao de recursos como a denominada Tecnologia de Grupo.



A partir da adoo dos princpios da Tecnologia de Grupo na manufatura, peas semelhantes so identificadas e agrupadas a fim de se obter similaridades na fabricao e no projeto. As peas similares so arranjadas em famlias, sendo que cada famlia possui caractersticas similares de forma e manufatura.

TECNOLOGIAS CIM




TECNOLOGIAS CIM


As tecnologias CIM permitem um controle bastante

eficaz do processo produtivo, ao mesmo tempo que, ligado a departamentos como

compras, marketing e administrao pode criar uma rede de

informaes abrangendo todo o funcionamento da empresa.



A especificao das mquinas em relao aos componentes a serem produzidos influenciada por :

(1) forma; (2) dimenses; (3) peso; (4) material; (5) preciso e acabamento superficial; (6) Forma inicial das peas; (7) tamanho e seqncia do lote

TECNOLOGIAS CIM




O conceito de Tecnologia de

Grupo baseado no

agrupamento de peas em

famlias, de acordo com certos

atributos, e ento se desenvolve

o planejamento de todo o

sistema produtivo para cada

famlia

TECNOLOGIAS CIM




Em um sistema CIM plenamente implantado,

qualquer funcionrio (desde que

autorizado, naturalmente) poderia ter

acesso imediato (em tempo real) a

inmeras informaes relacionadas

empresa,como situao de estoques,

posies dos setores de compras e

vendas, estado dos processos de

produo (unidades produzidas,

projees, problemas ocorridos), projetos

em andamento etc.

TECNOLOGIAS CIM




"Uma grande barreira integrao completa das empresas de projeto a falta de

padres eficazes para troca de informaes tcnicas. Ao contrrio das informaes

comerciais, que se restringem a textos e dados numricos, a informao tcnica fortemente

grfica.

TECNOLOGIAS CIM




Os sistemas CAD, ou Computer Aided Design, expresso da lngua inglesa que pode ser traduzida como Projeto Auxiliado por Computador, englobam importantes ferramentas informatizadas de auxlio atividade de projeto, em diversas de suas fases

SISTEMAS CAD


os sistemas CAD formam um conjunto bastante amplo de recursos tecnolgicos de apoio s atividades peculiares envolvidas nas diferentes fases do processo projetual



As primeiras a utilizarem-se destes sistemas foram as indstrias

aeroespacial e blica nos Estados

Unidos. Os altos custos das aeronaves, aliados s rigorosas

condies de tolerncia de fabricao e montagem

necessrias, bem como a evidente necessidade de confiabilidade e

segurana para utilizao fizeram da indstria

aeronutica o mais adequado ambiente para o desenvolvimento de

sofisticadas mquinas-ferramenta de controle

numrico, bem como de outras formas de apoio informatizado

produo

SISTEMAS CAD




INTRODUO

Aula 05



O Papel do Setor de Projetos na Engenharia Simultnea

Concepo: Anlise de especificaes, compilao de variaes de solues e sua avaliao;

Desenvolvimento: Especificaes do conceito de soluo, projeto em escala, construo de modelos, avaliao

de solues; Detalhamento: Representao das partes

individuais e avaliao de solues.







H um outro exemplo que ilustra bem o problema do desenvolvimento de projetos envolvendo tecnologias sofisticadas e processos globalizados de produo. O novo avio Boeing 777 possui componentes fabricados em pases to diferentes como Austrlia, Brasil, Japo, Itlia, Canad, Frana, Coria do Sul, Singapura62 e Irlanda. Como gerenciar equipes de projeto das diferentes empresas envolvidas, situadas a to grande distncia e de to diferentes procedimentos culturais? A utilizao de sistemas CAD pode auxiliar em muito a difuso e intercmbio de informaes em tempo real, mesmo a grandes distncias



A Engenharia Simultnea (tambm denominada concorrente ou paralela) pode ser considerada como:

"Uma metodologia para desenvolvimento de projetos que prope a realizao de muitos processos pertencentes ao ciclo de vida do produto de forma simultnea (paralela), usando um time de projeto multidisciplinar e dinmico e ferramentas automatizadas para a realizao dos processos componentes."





"Apenas 15% do preo de um chip refere-se a custos com matria prima, maquinrio,

energia e mo-de-obra. Os outros 85% so gastos com pesquisa ou trabalhos de

engenharia e design" (NASCIMENTO, 1996).







Cinco enfoques bsicos para a Engenharia Simultnea: - Desenvolvimento de algoritmos e softwares adequados integrao das diferentes informaes de manufatura; - Integrao atravs de aplicaes CAD/CAM, com o desenvolvimento de sistemas de gerenciamento baseados no conhecimento (knowledge-based management system - KBMS); - Considerao do design como princpio de projetao do ciclo de vida do produto como um todo; - A montagem como uma funo integrativa e interativa de todas as funes da manufatura; - nfase em aspectos culturais e organizacionais como forma de criao de uma efetiva interao entre projeto e manufatura. Um





Um dos principais objetivos da Engenharia Simultnea evitar que as diferentes funes na empresa sejam realizadas entre muros, como na figura abaixo.



O projeto de produtos normalmente realizado em

vrias fases, atravs da interao de diferentes grupos, de diversas competncias (design, mecnica, eletrnica, hidrulica etc.). A realizao de projetos de grande porte muitas vezes dificultada por questes ligadas problemas de comunicao e isolamento fsico e/ou organizacional das diferentes equipes. Uma alternativa utilizada est na centralizao da atividade de projeto em pequenos grupos, fisicamente concentrados, de forma a proporcionar ostensivo contato pessoal, tornando o processo de comunicao imediato e bastante informal.





O gerente (ou gerentes) responsvel deve ter o total controle sobre o fluxo da informao, o que no de forma alguma um aspecto trivial. Na verdade, pode-se dizer que o principal problema no est na busca de solues tcnicas para o

gerenciamento de informao, mas na organizao de um mtodo que atenda s necessidades de cada um dos envolvidos no processo e permita um adequado acompanhamento deste como um todo, com um efetivo controle de sua evoluo





Requer uma forma de organizao que ao mesmo

tempo em que permita a liberdade para a difuso da informao e tomada de

iniciativa por parte das vrias equipes envolvidas no projeto, exija um rigor mais apurado e um maior controle em seu desenvolvimento.

Deve estar bem claro o papel de cada um no processo

projetual, bem como devem ser definidas estratgias para que todos sejam informados de quaisquer alteraes de projeto que lhes possam ser pertinentes

NOVO MODELO DE GERENCIAMENTO DE PROJETO




O grande nmero de informaes relacionadas ao projeto devem ser direcionadas de forma a

atender aos interesses de cada um dos envolvidos. No basta disponibilizar a

informao, mas tambm fazer com que isso ocorra em tempo hbil e, principalmente,

no lugar certo. O adequado gerenciamento deste fluxo de informao torna-se crucial para o sucesso da engenharia simultnea.





"A Kodak reformulou seu processo de desenvolvimento de produtos pelo uso inovador da tecnologia CAD/CAM (...). O simples trabalho na tela, em vez do papel, j tornaria os projetistas individualmente mais produtivos, mas tal uso da tecnologia exerceria um efeito apenas marginal sobre o processo total. A tecnologia que permitiu a reengenharia de seu processo um banco de dados integrado de projeto de produtos. Diariamente, esse banco de dados coleta o trabalho de cada engenheiro e combina todos os esforos individuais em um todo coerente.





A cada manh, os grupos de projeto e projetistas individuais verificam no banco de dados se o trabalho do dia anterior de algum colega criou algum problema para eles ou para o projeto global. Em caso positivo, eles resolvem o problema imediatamente, e no aps semanas ou meses de trabalho desperdiado. (...) O novo processo da Kodak, denominado de Engenharia Coordenada, tem sido amplamente usado nas indstria automobilstica e aeroespacial e comea a atrair adeptos na indstria de bens de consumo."





A remoo de milhes de toneladas de calcrio no foi o nico desafio enfrentado pelos construtores do Eurotnel. A empresa

anglo-francesa estabelecida para supervisionar o projeto tambm teve que gerenciar e distribuir mais de 250 mil desenhos de engenharia e documentos tcnicos, arquivando-os por pelo

menos 55 anos. O custo dirio para a construo do tnel (...) foi superior a US$ 5 milhes, tornando os atrasos ou erros devido a

falhas no controle de documentos extremamente caros. Para evitar uma crise, o Eurotnel implantou um sistema de gerenciamento eletrnico de documentos de engenharia

(EDMS),conectando os usurios nos quatro canteiros em Sutton, Folkstone, e os portais do tnel em Calais e Folkstone. (...) Durante o pico da construo, (...) aproximadamente 30 mil

desenhos A4 e 3,6 mil desenhos A0 estavam sendo digitalizados por semana. ASHTON (1996)







A questo principal no gerenciar bases de dados grficas geradas em softwares diferentes (o que

ainda um grande desafio de base tecnolgica), mas agregar de forma adequada todas as informaes de projeto s novas mdias. Hoje um arquivo CAD no

somente uma verso eletrnica de um desenho realizado em prancheta (como tratado na imensa

maioria dos casos), mas sim um elemento multimdia, que pode agregar um imenso nmero de informaes relacionadas ao projeto em desenvolvimento, o que

era antes impossvel atravs de meios fsicos



A implantao do CAD pode (e deve) levar a uma sensvel diminuio no tempo necessrio

para o desenvolvimento de produtos, eliminando e/ou reduzindo etapas, atravs da integrao cada vez maior entre as diversas equipes de design e projeto, entre estas e os demais setores da empresa ou mesmo entre

empresas diferentes

INTEGRAO E SISTEMAS CAD




MICRO O primeiro, dentro de uma viso que poderia ser considerada micro, envolve questes ligadas a cada indivduo na empresa, especialmente aqueles que so diretamente influenciados pala adoo de sistemas Informatizados MESO O segundo nvel de anlise estaria dentro de um panorama meso. Neste caso, importante observar os resultados da utilizao da informtica sobre os grupos de trabalho existentes na empresa MACRO O terceiro, em um nvel macro, aborda as conseqncias da informatizao sobre a empresa como um todo.A intensa utilizao do computador proporciona a oportunidade de grandes modificaes nos processos produtivos de uma forma ampla, fazendo com que estes possam ser totalmente reestruturados a partir da aplicao da informtica







O desenvolvimento de produtos mudou radicalmente com as novas tecnologias. Ao lado, engenheiros da GM americana, na dcada de 1940. Abaixo, designers trabalham em um novo projeto. Ao final, uma imagem gerada em 3D





O CAD atualmente (e o ser cada vez mais) fundamental para o desenvolvimento de novos produtos, funcionando muito mais como ferramentas de integrao entre diferentes atores (projetistas e equipes de projeto) envolvidos no processo projetual do que como acelerador de fases especficas deste processo (como clculos e gerao de desenhos).



O mercado de software CAD divide-se, desta forma, em dois grupos bsicos. O primeiro, que concentra os programas mais sofisticados, ou high-end ("de topo") do mercado. Muitas vezes estes software so verses desenvolvidas a partir dos programas mais antigos, criados originalmente para utilizao em mainframes, por grandes empresas. Neste grupo esto aqueles que prestam-se s aplicaes CAD que poderiam ser consideradas clssicas: indstrias automobilsticas, aeroespacial, metal-mecnica com maior grau de sofisticao etc.







O segundo grupo, que poderia ser denominado low-end (produtos na faixa mais baixa do mercado) formado por programas criados originalmente para o ambiente IBM PC, que possuem normalmente recursos menos sofisticados e apresentam um custo mais baixo, como os software Microstation (da Bentley), AutoCAD (Autodesk), CadKey, IBM Micro Cadam e o Unicad (software destinada indstria metal-mecnica)





Entre as principais aplicaes CAD High End esto aquelas voltadas para a indstria automobilstica, como as mostradas nesta pgina. Os sistemas CAD podem representar desde peas da carroceria , at sistemas completos (como os pedais no alto, direita), ou mesmo simular a utilizao pelos usurios, a partir de uma perspctiva de aplicao de foras e aspectos ergonmicos.





Acima, exemplos de telas de aplicativos CAD Low End.



Um dos software mais sofisticados do mercado, o CATIA/CADAM Solutions V4, por exemplo, conta com aproximadamente uma centena de mdulos (nmero este que cresce a medida de 20 por ano) que podem ser agregados a partir das diferentes necessidades (e capacidade de investimento) da empresa cliente, e que incluem, entre outros, sistemas de modelamento geomtrico, parametrizao, prototipagem rpida, engenharia reversa e ferramentas workgroup. Este software high-end caracterstico de empresas automobilsticas, e seus altos custos podem explicar a situao de faturamento dos fornecedores de

sistemas CAD, onde a IBM (fornecedora do CATIA/CADAM) possui o primeiro lugar, apesar do nmero evidente baixo de empresas usurias do sistema.







Desta forma, permanece a questo dos altos custos referentes a aquisio de um sistema que, aps dois ou trs anos de uso, pode ser considerado como obsoleto, no por deixar de atender s necessidades da empresa, mas por estar definitivamente suplantado pela novas tecnologias surgida no mercado. Alm disso, no foram considerados aqui investimentos em formao de usurios e reestruturao do processo projetual visando melhor aproveitamento desta tecnologia, que podem significar valores ainda maiores do que o equipamento em si.



Sistemas Integrados de Manufatura Questionrio 1) Descreva brevemente quais foram as trs revolues industriais. 2) Quais so os conceitos fundamentais de Sistemas Integrados de Manufatura? 3) Cite trs exemplos de eliminao de desperdcio. 4) Cite trs exemplos de respeito pelas pessoas. 5) Cite alguns passos para o S.I.M.? Coloque-os em ordem de implementao. 6) O que uma clula de manufatura? 7) Descreva uma forma de criar uma clula de manufatura a partir de uma estrutura funcional. 8) O que so os consumidores internos e externos? 9) D um exemplo de como integrar o controle de qualidade linha de produo. 10) Descreva, usando um grfico, as fases do ciclo de vida de um produto. 11) O que o Just-In-Time ("JIT")? 12) Descreva o que e e para que serve uma montagem de cadeisa de valor? 13) Descreva o novo metodo de gerencia de projeto. 14) Descreva O que e e as vantagens do mapeamento do fluxo de valor.





Redes de Petri - RP



Redes de Petri INTRODUO Rede de Petri um mtodo de estudo dos sistemas dinmicos a eventos discretos, criado por Carl A Petri As redes de Petri foram desenvolvidas nos anos 60 e 70 e rapidamente se tornaram reconhecidas com uma das mais adequadas ferramentas para descrio e anlise da sincronizao, comunicao e fonte de compartilhamento entre processos concorrentes.



Redes de Petri

Sistemas Dinmicos



Redes de Petri

Classes de Sistemas



Redes de Petri

Controle: Sistemas Dinmicos Acionados pelo Tempo Automao: Sistemas Dinmicos Acionados a Eventos Sistemas a Eventos Discretos: a)Assumem valores num conjunto discreto, como (on, off) (verde, amarelo, vermelho), (1,2,3,...); b)As alteraes de valor so to rpidas que se podem modelar como instantneas, em qualquer instante; c)Alteram-se por duas possveis razes: ocorrncia de eventos instantneos externos, isolados e independentes; ocorrncia de eventos internos definidos por rigorosas cadeias lgicas.

Sistemas a Eventos Discretos



Redes de Petri

Exemplos :

1)Controle rels temporizados



3 elementos bsicos: clientes, servidores, fila Exemplos :

2)Automao Eventos Dinmicos - Filas

Redes de Petri



Redes de Petri

Exemplos :

3)Sistemas a Eventos Discretos

a) As chegadas cij e as sadas sij de veculos so eventos; h 4 tipos de

trajetos (1,2) (1,3) (2,3) (3,2)

b) Duas situaes para o semforo b.1) Vermelho (r) para (1,2) e (1,3); Verde (g) para (2,3) e (3,2) b.2) Verde (g) para (1,2) e (1,3); Vermelho (r) para (2,3) e (3,2) c) Transies r g e g r so eventos internos d) A automao deve levar em conta as filas formadas cije sije definir os instantes dos eventos controlados

Semforo num cruzamento de ruas em T



Redes de Petri - RP Uma RP um grafo orientado que tem dois tipos de ns: Transies (transitions) Posies ou lugares (places) Os arcos partem de algumas posiespara algumas transies ou vice-versa. Aos arcos associam-se nmeros inteiros fixos (pesos). Cada posio pode conter um nmero inteiro de marcas(tokens), e estas, sob certas condies, podem mover-se ao longo dos arcos, respeitando os sentidos destes.



Redes de Petri

Assim, a representao grfica de uma rede de Petri bsica formada por dois componentes: um ativo chamado de transio (barra) e outro passivo denominado posio (crculo). Os lugares equivalem s variveis de estado e as transies correspondem s aes realizadas pelo sistema. Esses dois componentes so ligados entre si atravs de arcos dirigidos. Os arcos podem ser nicos ou mltiplos.



Redes de Petri

Exemplo 1:



Redes de Petri

Exemplo 2: Linha de Produo



Redes de Petri



Redes de Petri

Exemplo : Perodo do Dia



Redes de Petri

Sistemas a

Eventos e RPs



Redes de Petri

Sistemas a Eventos e RPs



Redes de Petri



Redes de Petri

Exerccio 1: Realizar a modelagem por GRAFO , por Relao, Lgico , sem quantidades para o exemplo dado do semforo num cruzamento de rua T.



Redes de Petri

Exerccio 2: realizar um GRAFO de sistema de automao que satisfaa a seguinte seqncia: as embalagens iro chegar atravs de uma esteira at o local onde est posicionado o cilindro. Quando uma embalagem detectada, a esteira pra e o cilindro avana inserindo a tampa na embalagem. O cilindro retorna dando incio a um novo ciclo automaticamente.



Redes de Petri

Execuo da Rede Petri

Pr-Sets (p) E

Ps-Sets (p)



Redes de Petri

Execuo da Rede Petri



Rede de Petrida funo Y = ((X0 + X1 + X2).(X4.X5)) + X3.

Redes de Petri

Exerccio: Monte o modelo RP Grafo da equao abaixo



Entre as vantagens da simulao computacional podem-se citar: a) Efeitos das animaes e grficos ajudam no aprendizado e entendimento do sistema simulado. b) Permite manter um maior controle sobre o experimento, o que muitas vezes no possvel no sistema real. c) Permite estudar o sistema durante o longo perodo de tempo simulado.

Redes de Petri



Introduo ao controle de robs

Sistemas Robotizados



Cinemtica x Dinmica

Dinmica x Atraso

Contnuo x Discreto




Malha aberta

Malha fechada

Tipos de Sistemas de Controle




Malha aberta

A entrada define o comportamento do controlador, crebro

do sistema, e este responde agindo no ambiente, sem

verificar depois se o nvel da grandeza fsica corresponde

de fato entrada;

No h sensor para observar algum eventual desvio, nem

realimentao, para corrigi-lo.





Exemplo Uma fonte de alimentao regulada com transistor , na

realidade, um sistema de controle de malha aberta;

Se a corrente da carga variar, a tenso na sada pode variar

at algumas dezenas de mV, devido variao na tenso

Vbe.





Diagrama de blocos (Malha Aberta)

A entrada o nvel desejado da grandeza controlada

(comando ou programao). O controlador avalia este

sinal e envia um sinal (que pode ser eltrico ou mecnico,

conforme o sistema) ao atuador, que o elemento que

age no ambiente de modo a alterar a grandeza.

Sistema de Malha Aberta

Grandeza no Automtico





Diagrama de blocos (M. Aberta)

CONTROLADOR ATUADOR

Sistema de Malha Aberta

Grandeza no Automtico





Aplicaes

Os SC em malha aberta so usados onde a freqncia ou a

conseqncia dos desvios no justificam a complexidade

e o custo maior dos em malha fechada.

No so aplicados em robtica (a no ser em casos onde no

necessrio checar o erro).





Malha fechada

verificada a ocorrncia de desvios

Sensor monitora sada, fornecendo um sinal que retorna

entrada, formando uma malha de realimentao.

A entrada e esta realimentao se juntam num comparador,

que combina ambos e fornece um sinal de erro, diferena

entre os sinais, que orienta o controlador.





Exemplo simples

O operador de um reservatrio verifica se o nvel mximo foi

atingido atravs de uma rgua de nvel, que o sensor.

Sinal de erro, a diferena entre o nvel mximo (sada desejada) e

o nvel atual (sada real), analisado para abrir ou fechar o

registro.

Operador ao mesmo tempo o comparador, o controlador e o

atuador neste sistema elementar.





Diagrama blocos (Malha Fechada)

Adicionar sensor ao SC de m. aberta;

Enviar sinal de erro ao bloco somador que fornece um sinal

efetivo ao controlador.

Este sinal a entrada do controlador, que o avalia e tenta

corrigir o desvio captado pelo sensor, atravs de um novo

comando ao atuador.





Diagrama de blocos (M. Fechada)

CONTROLADOR ATUADOR

SENSOR

SOMADORENTRADA SADA

REALIMENTAO

Sistema de Malha Fechada

Grandeza Automtica





Aplicaes

SC em malha fechada so mais precisos, pois detectam e

corrigem os desvios.

A maioria dos sistemas atuais, analgicos ou digitais, deste

tipo.

Sistemas controle para robtica so necessariamente desta

categoria.





Controle

Sistema robtico: mede o seu prprio estado e

age (decises autnomas)

Feedback Control: originou-se na Grcia antiga.

Relgios de gua: um grande tanque, um orifcio

pequeno para medir a vazo, uma vlvula para

regular a quantidade de gua no tanque

(mantendo o nvel, a presso constante).





Controle

Em geral so as aes que devem ser

tomadas em um determinado sistema para

setar e/ou manter o valor de uma varivel de

controle de acordo com um valor de

referncia.

Essas aes so tomadas variando-se o

valor das variveis de entrada.





Nveis de controle

Baixo Nvel

Qual deve ser a voltagem aplicada no motor de

forma a obter uma velocidade angular na roda?

Alto nvel

Controle cinemtico: qual deve ser o conjunto

de entradas (velocidades) fornecidas para um

rob mvel de forma a lev-lo de uma

configurao inicial a uma configurao final.

Pode ser necessrio um planejamento de trajetrias,

feito num nvel ainda acima.







Alguns Conceitos Em geral deseja-se controlar o valor de uma varivel y que faz parte do estado x do sistema: y = f(x,u) ou xi+1 = f(xi,u) u so os sinais de controle a serem enviados para o objeto sendo controlado (planta), dados por um controlador que leva em conta o valor de referncia r e o estado atual do sistema Voltagem para o motor, velocidade para o rob



Rob ou

dispositivo

Sensor

E(t) e(t) s(t) y(t)

Estado desejado

Soma

Sinal de feedback

Sinal de erro Energia de entrada

Amplificador

Estado medido ou real

y(t)





Clculo do Erro, Tipos de Controle Em sistemas de malha fechada necessrio calcular o erro e agir para minimiz-lo O erro a diferena entre o estado atual e o valor desejado Informao geralmente fornecida pelos sensores Tipos de informao: Zero / No-zero, Magnitute, Direo Alguns tipos clssicos de controle: P, PD, PI, PID





Controladores

Liga-Desliga (on-off)

Proporcional (P)

Proporcional + Integral (PI)

Proporcional + Derivativo (PD)

Proporcional + Integral + Derivativo (PID)





Compara sinal de entrada com realimentao

Se sada supera entrada, desliga o atuador;

se a realimentao for menor, liga o atuador.

Ex.: fornos eltricos e geladeiras:

Calefator ou compressor controlado por um termostato

( um controlador liga-desliga).

Vantagens: simples, baixo custo

Desvantagens: contnua oscilao da sada, histerese,

no garante preciso e pode desgastar controlador e

atuador.

Controle liga-desliga (on off ) :





Controle Proporcional (P) As caractersticas fsicas (ex. atrasos) da planta juntamente com o ganho determinam o comportamento do controlador



Dependendo das caractersticas do rob e do problema, o controle proporcional pode ser suficiente para efetuar o controle desejado Mas ele sofre de alguns problemas, que podem requerem o uso de outro controlador: Oscilaes Steady State Error



0

100

-100

Ganho proporcional ao erro medido Exemplo: controlar a posio de um motor





Amortecimento (Damping) Muitas vezes, a oscilao devido ao overshooting pode ser difcil de controlar variando-se apenas o ganho proporcional Nesses casos, deve-se adicionar um termo de amortecimento ao sistema que, de certa forma, dissipa a energia, fazendo o sistema convergir para o estado desejado Ele proporcional a derivada do erro (controle derivativo)





Controle PD Um termo proporcional, que reduz o erro e um termo derivativo que prov o amortecimento u = kp * e + kd * de/dt Os ganhos devem ser escolhidos conjuntamente





0

100

-100



Termo derivativo resolve overshooting e oscilaes



Steady State Error Outro problema com o controle proporcional que ele no capaz de eliminar o erro quando o valor de referncia varia Por exemplo, numa situao onde um rob quer interceptar outro em movimento Nesse caso, pode-se considerar tambm o erro acumulado, obtido integrando-se o valor do erro ao longo do tempo (controle integrativo)







Controle PI Um termo proporcional, que reduz o erro e um termo integral que reduz o erro acumulado u = kp * e + ki * e dt Os ganhos devem ser escolhidos conjuntamente





Integrador torna o sistema lento

Resposta depende da acumulao do erro na entrada

Leva a um erro de regime nulo (no necessrio um sinal de entrada para haver

sada do controlador)

Acionamento do atuador aps o perodo transitrio.



0

100

-100

Assim o controle muito preciso, embora mais lento.





Controle PID Combina os 3 termos u = kp * e + ki * e dt + kd de/dt Vrias regras para se ajustar os ganhos





Hierarquia de controle (rob mvel)

Sensores Externos

Planejamento

da Trajetria

Controlador

Motores

Posio

Velocidade

Sensor

interno

Sensor

interno



Obst

culo

Alvo

Obstculo

3 nveis de controle:

controlador de velocidade dos motores;

controlador de ngulo e velocidade linear do rob;

desvio de obstculos e busca pelo alvo.

Nveis de controle



Controlador dos motores

Motor 2

Motor 1

PID

PID v1

v2

u1

u2

SP1

SP2

e1

e2

-

- +

+



Controlador de ngulo e velocidade linear

Controlador

de Velocidade

Linear

-

+

+

+

Controlador

de

ngulo

e

SP1

SP2

Cinemtica do

Rob

Motor 2

Motor 1

PID

PID

Controlador

SP X e v1

v2

u1

u2

SP1

SP2

e1

e2

+ -

-

- +

+



Desvio de obstculos

Obst

culo

Obstculo



Busca do alvo

e

dy

dx

Alvo

d



Posio

(integrao dos enconders)

Angulo e

velocidade linear

Sensores de distncia

Motores

Velocidade

Obstculo

Deciso

Alvo

Velocidade dos

motores

Fluxograma de controle (rob mvel)

um brao de rob, as unidades que informam sobre a posio atual dos vnculos o encoder. H um encoder presente em cada eixo a ser controlado. Existe um grande nmero de encoders, mas o mais comum o encoder rotacional tico, que composto por: uma fonte de luz (como um LED). um detector de luz. um disco perfurado que gira entre a fonte e o detector de luz.



Os nveis so: Controle do acionador : ou controle de cada eixo do rob separadamente. Nvel mais baixo. Controle da trajetria : ou controle do brao do rob com coordenao entre os eixos para percorrer a trajetria especificada. Nvel intermedirio. Controle de coordenao com o ambiente : o controle do brao em coordenao com o ambiente. Nvel mais alto.




AUTOMAO INDUSTRIAL



Automao Industrial

Podemos dizer, que um sistema de automao

industrial, um conjunto de equipamentos e

tecnologias capazes de fazerem com que uma

mquina ou processo industrial trabalhem

automaticamente, ou seja, com a mnima

interveno humana, cabendo a este o papel

de programar, parametrizar ou supervisionar o

sistema para que trabalhe de acordo com os

padres desejados.

AUTOMAO INDUSTRIAL



Automao da manufatura: Mquinas industriais Linhas de produo Robtica Automao de processos industriais: Processos contnuos Processos em batelada

AUTOMAO INDUSTRIAL



Um sistema automatico pode ser dividido em dois blocos principais: os elementos de comando e os atuadores. Os atuadores sao os componentes do sistema automatico que transformam a energia em trabalho. Os elementos de comando sao os componentes que formam o comando propriamente dito

AUTOMAO INDUSTRIAL



AUTOMAO INDUSTRIAL



Figura 1.3: malha fechada

Figura 1.2: malha aberta

AUTOMAO INDUSTRIAL



AUTOMAO INDUSTRIAL

Cadeia de comando



Elementos de entrada;

Sensores em geral;

valvulas acionadas por botao , pedal ou alavanca;

botoeiras eletricas;

fins de curso;

sensores opticos, capacitivos e indutivos.

Portadores de programa: Cartoes perfurados, fitas perfuradas, fitas magneticas,

memorias eletronicas.

AUTOMAO INDUSTRIAL



Elementos de processamento de sinal;

valvulas pneumaticas e hidraulicas;

modulos eletronicos;

contatores;

reles.

Elementos de conversao de sinal;

Amplificadores ou intensificadores;

valvulas eletromagneticas pneumaticas ou hidraulicas;

contatores de acionamento pneumatico ou hidraulico;

pressostatos e transdutores em geral.

AUTOMAO INDUSTRIAL



Elementos de sada.

valvulas hidraulicas e pneumaticas;

contatores de potencia.

AUTOMAO INDUSTRIAL



Os elementos comandados sao os atuadores. Neste grupo, estao:

atuadores com acionamento linear:

cilindros: pneumaticos ou hidraulicos;

motores lineares

atuadores com acionamento rotativo:

motores:

pneumaticos; hidraulicos; eletricos cilindros giratorios

AUTOMAO INDUSTRIAL



AUTOMAO INDUSTRIAL

Dispositivos de Entrada e Sensores So aqueles que emitem informaes (sinais eltricos) ao sistema por meio de uma ao muscular,mecnica, eltrica, eletrnica ou uma combinao entre elas. Entre esses elementos, podemos citar : botoeiras, chaves fim-de-curso, sensores de proximidade,sensores potenciomtricos, pressostatos, termopares, termostatos, chaves de nvel, entre outros.



AUTOMAO INDUSTRIAL

Dispositivos de sada e Atuadores Recebem as informaes (sinais eltricos) enviadas pelo sistema, com a finalidade de auxiliar ou at mesmo realizar diretamente um trabalho eltrico, mecnico, pneumtico ou hidrulico em uma mquina ou processo industrial, ou apenas a fim de realizar sinalizao visual ou sonora aos operadores. Entre esses elementos, podemos citar: rels, contatores, solenides de vlvulas, cilindros, vlvulas de controle proporcional, inversores de frequncia, motores, etc.



CLP Controlador Lgico Programvel Aparelho eletrnico digital que utiliza uma memria programvel para o armazenamento interno de instrues para implementaes especficas, tais como lgica, sequenciamento, temporizao, contagem e aritmtica, para controlar, atravs de mdulos de entradas e sadas, vrios tipos de mquinas ou processos.

AUTOMAO INDUSTRIAL



IHM Interface Homem-Mquina Interface Homem-Mquina, um equipamento que possibilita ao operador a monitorao e interao com a mquina ou processo industrial.

AUTOMAO INDUSTRIAL



AUTOMAO INDUSTRIAL Dispositivos de Entrada e Sensores

Botoeiras So chaves acionadas manualmente, constitudas por: boto, contato NA (normal aberto) ou NF (normal fechado). Quando seu boto pressionado, invertem seus contatos, e quando este for solto, devido ao de uma mola seus contatos voltam posio inicial.




Chaves Fim-de-curso So chaves acionadas mecanicamente, por meio de um rolete mecnico, ou gatilho (rolete escamotevel), fazendo com que seus contatos sejam invertidos ao serem acionadas. Geralmente so posicionadas no decorrer do percurso de cabeotes de mquinas, ou hastes de cilindros.




TRANSDUTORES E SENSORES Um transdutor e um dispositivo que recebe um sinal de entrada na forma de uma grandeza fsica e fornece um sinal de sada da mesma especie ou diferente. Em geral, os transdutores transformam a informacao da grandeza fsica, que corresponde ao sinal de entrada, em um sinal eletrico de sada. Por exemplo, um transdutor de pressao transforma a forca exercida pela pressao numa tensao eletrica proporcional a pressao.

O sensor e a parte sensitiva do transdutor a qual, na maioria das vezes, se completa com um circuito eletronico para a geracao do sinal eletrico que depende do nvel de energia da grandeza fsica que afeta o sensor



o termo Sensor e usado como sendo o mesmo que Transdutor


TRANSDUTORES E SENSORES





1- SENSORES DE PRESENCA:

(a) MECANICOS OU DE CONTATO FISICO: Sao os mais simples e sao acionados por botoes, alavancas, pinos, roletes e etc.. Os acionados por botoes ou pedais sao empregados geralmente para iniciar ou terminar o funcionamento. Os sensores mecanicos necessitam do contato fsico com a peca ou componente para funcionar



So chaves eletrnicas que emitem um sinal ao detectar a proximidade de um objeto em esteiras, hastes de cilindros ou cabeotes de mquinas. Os sensores de proximidade podem ser de diversos tipos, entre eles esto os: indutivos e ticos.


(b) DE PROXIMIDADE OU SEM CONTATO FISICO:






Nao necessitam de energia mecanica para operar; Atuam por aproximacao, sem contato fsico com a peca; Sao totalmente vedados; Funcionam com altas velocidades de comutacao; sao imunes a vibracoes e choques mecanicos.






i. SENSORES MAGNETICOS:

ii. SENSORES CAPACITIVOS: iii. SENSORES INDUTIVOS: iv. SENSORES OPTICOS:

B. SENSOR OPTICO POR DIFUSAO:

A. SENSOR OPTICO POR BARREIRA:

C. SENSOR OPTICO POR REFLEXAO:



2- SENSORES DE POSIO:



(a) ENCODERS:

incrementais(ou relativos): absolutos:

3- SENSORES DE TEMPERATURA:

(a) TERMISTORES

(b) TERMO-RESISTORES(RTD)

(c) TERMOPARES



1 b i : SENSORES MAGNETICOS

O tipo mais comum e o interruptor de laminas ou reed-switch. E constitudo por laminas dentro de um bulbo de vidro que contem gas inerte. Quando um campo magnetico de um ma ou de um eletroma atua sobre as laminas, magnetizando-as, as laminas sao unidas fechando o circuito.







1 b ii : SENSORES CAPACITIVOS O capacitor e um componente eletronico composto de duas placas metalicas, colocadas uma sobre a outra e isoladas eletricamente, capaz de armazenar cargas eletricas. O isolante e chamado de dieletrico. A caracterstica que define um capacitor e sua capacitancia. A capacitancia e diretamente proporcional a area das placas e da constante dieletrica do material isolante e inversamente proporcional a distancia entre as placas. O sensor capacitivo tambem possui duas placas mas estas ficam uma ao lado da outra e nao uma sobre a outra como no capacitor. O dieletrico do sensor capacitivo e o ar cuja constante dieletrica e 1 (um). Quando um objeto, que possui constante dieletrica diferente, aproxima-se provoca a variacao da sua capacitancia. Um circuito de controle detecta essa variacao e processa essa informacao.




TRANSDUTORES E SENSORES 1 b ii : SENSORES CAPACITIVOS



So sensores que so acionados quando um objeto metlico aproximado, entrando em um campo eletromagntico.


1 b iii : SENSORES INDUTIVOS




O indutor e um componente eletronico composto de um nucleo envolto por uma bobina. Quando fazemos circular uma corrente pela bobina um campo magnetico forma-se no nucleo. A caracterstica que define um indutor e a sua INDUTANCIA. Quando um objeto metalico aproxima-se deste campo, ele absorve parte deste campo provocando alteracao na indutancia. Um circuito de controle detecta essa variacao.







1 b iii : SENSORES INDUTIVOS



Sensores ticos So sensores que funcionam segundo o princpio de emisso e irradiao infravermelha. A- tico por barreira Sensor no qual possui um elemento emissor de irradiao infravermelha, montado em frente a um receptor em uma distncia pr-determinada. acionado quando ocorre uma interrupo da irradiao por qualquer objeto, pois esta deixar de atingir o elemento receptor.


1 b iv : SENSORES OPTICOS



B- tico por difuso Sensor no qual o emissor e o receptor esto montados em um mesmo conjunto.

acionado quando os raios infravermelhos

emitidos, refletem sobre a superfcie do objeto e retornam ao receptor.

C- tico por reflexo Sensor parecido com o tico

por difuso, diferindo apenas no sistema tico. Os

raios infravermelhos emitidos refletem em um

espelho instalado frontalmente, e retornam ao receptor. acionado quando

um objeto interrompe a reflexo de raios entre o

espelho e o receptor.




As vlvulas podem ser acionadas por comando manual, eltrico, pneumtico ou mecnico. Normalmente so utilizadas solenides (bobinas eletromagnticas) para a mudana de posio da vlvula, pois tem a vantagem de ser acionada a distncia e com bastante segurana e preciso.

Dispositivos de entrada e comando

AUTOMAO INDUSTRIAL



Dispositivos de entrada e comando

AUTOMAO INDUSTRIAL

Vlvulas direcionais Para os cilindros pneumticos e hidrulicos trabalharem, efetuando seu avano e recuo, necessria a utilizao de vlvulas que permitam direcionar o fluxo de ar comprimido ou leo para dentro ou para fora do cilindro. As vlvulas direcionais so descritas pelo nmero de vias e posies que ele possui. As vias, so conexes de entrada, sada e escape de ar ou leo, e as posies so a quantidade de manobras que a vlvula permite realizar, como por exemplo uma vlvula de 2 vias e 2 posies, permite ora a passagem de ar ora o bloqueio de ar da entrada para a sada.



Dispositivos de sada e Atuadores

AUTOMAO INDUSTRIAL

Cilindros Tambm conhecidos como atuadores pneumticos ou hidrulicos, podem ser do tipo linear, rotativo ou oscilante. Os mais comuns so os do tipo linear, que transformam a presso do ar comprimido ou do leo, em movimento linear e fora. Os tipos de cilindros lineares mais utilizados so o de simples ao e o de dupla-ao.



Motores eltricos So equipamentos que, quando energizados, realizam movimento

apostila - automação industrial

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