automação

Rui Assis1

Automação

• Máquinas a vapor há 2 séculos;

• Controlo manual;

• Automação = Controlo autónomo dos processos através de computadores ou autómatos programáveis;

• Intervenção humana.

Rui Assis2

Exemplo de um processoFabricação de café

Rui Assis3

Exemplo de um processo automatizadoPortas “mágicas” de um templo

Portas

Fogueira

Altar Depósito de ar selado

BaldeDepósito de água selado

Contrapesos

Rui Assis4

Componentes de um sistema automatizado

Distribuição

Máquinas Accionadores

Tratamento de dados

Aquisição de dados Comando de

potência

Diálogo homem-máquina

Rede eléctrica, pneumática,

hidráulica, etc.

Processos tecnológicos

Contactores, variadores de

velocidade, etc.

Interruptores, teclados, etc.

Motores eléctricos,

cilindros, etc.

Sensores de temperatura,

pressão, proximidade, etc.

Computadores e autómatos

programáveis

Rui Assis5

Níveis de um sistema automatizado

• Nível 1 – Máquinas e dispositivos de comando;

• Nível 2 – Controlo dos dispositivos (computadores e autómatos programáveis);

• Nível 3 – Gestão da produção (recolha e tratamento de dados);

• Nível 4 – Gestão global (produção, armazéns, distribuição, etc.).

Rui Assis6

Grupos de automação

•Dispositivos de comando e potência;•Contactores e disjuntores;

•Relés;

•Temporizadores;

•Arrancadores;

•Variadores de velocidade;

•Programadores electrónicos.

•Actuadores;•Eléctricos;

•Pneumáticos;

•Hidráulicos.

Rui Assis7


•Sistemas de tratamento de dados;•Autómatos programáveis;

•Redes de comunicação.

•Interfaces homem-máquina;•Unidades de comando e de sinalização;

•Botoneiras;

•Teclados e terminais.

•Dispositivos de aquisição de dados;•Processos contínuos: Sensores de fluxo, temperatura, pressão, velocidade, aceleração;

•Processos discretos: Nível, composição, peso, volume, tensão, compressão, posição, presença, visão.

Rui Assis8


InputsOutputs

Controlador

Motor

Servo-motor

Solenóide

Embraiagem

Relé

Visor

Impressora

Interruptor

Luz

Temperatura

Caudal

Pressão

Teclado

Interface Operador-controlador

Rui Assis9

Exemplo de um circuito eléctricocom lâmpada

Tensão (220 V; 24 V)

LâmpadaInterruptor

Rui Assis10


LâmpadaInterruptor

Exemplo de um circuito eléctricocom lâmpada

Rui Assis11


ResistênciaInterruptor

Exemplo de um circuito eléctricocom resistência

Rui Assis12


InterruptorResistência

Exemplo de um circuito eléctricocom resistência

Rui Assis13

Exemplo de um circuito eléctricocom bobina


BobinaInterruptor

Rui Assis14


InterruptorBobina


Rui Assis15


O interruptor pode ser comandado

mecanicamente por um termostato,

pressostato, temporizador, etc.


BobinaInterruptor

Rui Assis16

Exemplo de um encravamento


Botão STOPBotão START

Electroíman

Bobina

Núcleo

Rui Assis17




Electroíman

Bobina

Núcleo

Rui Assis18




Electroíman

Bobina

Núcleo

Rui Assis19




Electroíman

Bobina

Núcleo

Rui Assis20




Electroíman

Bobina

Núcleo

Rui Assis21

Exemplo de comando e protecção de um motor eléctrico

M3 ~

(T) Térmicos – protecção contra sobrecargas;

(F) Fusíveis (ou disjuntor) – protecção contra sobreintensidades

T

F

Rui Assis22


M

3 ~

Rui Assis23


M

3 ~

Rui Assis24


M

3 ~

Rui Assis25

Medição de peso

Piezo-resistências

traccionada

traccionadacomprimida

comprimida

Sin

al

Ponte de Wheatstone

Rui Assis26

Medição de temperatura

Termopar

Sin

al

Ponte de Wheatstone

Rui Assis27

Detecção de temperatura


Bobina

Termostatotº

Rui Assis28

Detecção de pressão


Bobina

Pressostato

Rui Assis29

Detecção de proximidade

E R

RE

• Detectores de fim de curso;

•Detectores ópticos:•Interrupção do feixe;

•Detectores indutivos;

•Detectores ultrasónicos.

•Reflexão do feixe.

Rui Assis30

Retroacção ou feed-back

Input: Peso pretendido Contentor cheio

Válvula de controlo

Processo de enchimento

Sensor de peso

Diagrama de blocos

+

-

Cinta de saídaCinta de entrada

Esquema do processo

Válvula

Balança

Rui Assis31

Retroacção ou feed-back

Actuador(controlador)

Processo

Sensor

+

-

Output

Input – output

requerido

Rui Assis32

Actuadores

•Válvulas de solenóide;

•Relés;

•Cilindros;

•Motores eléctricos:•Servomotores de c.c. (controlo preciso de posição, velocidades variáveis elevadas e grandes binários);

•Motores síncronos de c.a. (mono, bi ou trifásico) (velocidade constante e função da frequência, + pequeno, + leve que um motor equivalente de c.c.);

•Motores de c.c.;•Motores passo a passo (tensão variável, binário e velocidade inversamente proporcionais, controlo preciso de posição);

Rui Assis33

Posição atrás

Cilindro comandado manualmente

Rui Assis34

Cilindro comandado manualmente

Posição à frente

Rui Assis35

Cilindro comandado manualmente e por rolete

Posição atrás

Rui Assis36


Posição atrás

Rui Assis37


Posição à frente

Rui Assis38


Posição atrás

Rui Assis39

Cilindro comandado por válvulas de solenóide

Rui Assis40

Transmissão de movimento

• Rodas de atrito;•Engrenagens:

•cilíndricas (eixos paralelos);•cónicas (eixos concorrentes);•Torsas (eixos não complanares);•Cremalheira;

•Correias;•planas;•trapezóidais;•dentadas.

•Correntes;

•Cabos.

Rui Assis41

Transmissão de movimento - Embraiagem

Bobina

START

STOP

Mola de tracção

Pratos com ferodo no intervalo

Quando passa corrente na bobina, a embraiagem fecha. Quando a corrente

é interrompida, a embraiagem abre devido

à mola de tracção.

Rui Assis42

Transmissão de movimento - Embraiagem

Bobina

START

STOP

Mola de tracção


Quando passa corrente na bobina, a embraiagem fecha. Quando a corrente

é interrompida, a embraiagem abre devido

à mola de tracção.

Rui Assis43

Interrupção de movimento - Embraiagem

Mola de tracção


Quando o binário resistente do veio mandado ultrapassa o binário de atrito,

verifica-se escorregamento, o qual é detectado pelo sensor que desliga o motor

Sensor

automação

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