automaÇÃo industrial_trabalho

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TECNOLOGIA EM PROCESSO DE PRODUÇÃO

INTRODUÇÃO- AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL

MARCELO BONTORIM RODRIGUES- RA:1801258347

NILSON DIAS- RA:242424242424

ALEXSANDRO HELENO- RA:2424242424

EXT 758 AUTOMAÇÃO E ROBÔTICA

PROFESSOR: BENICIO

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INDICE

RETROSPECTIVA HISTÓRIA SOCIAL.....................................2

SENSORES INDUSTRIAIS........................................................6

ATUADORES.............................................................................9

ENCODER.................................................................................12

INVERSOR DE FREQUÊNCIA...................................................14

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RETROSPECTIVA HISTÓRIA SOCIAL

Automação ( do latim automatus,que significa mover-se por si ) é um sistema automático de controle pelo qual os mecanismos verificam seu próprio funcionamento,efetuando medições e introduzindo correções,sem a necessidade da interferência do homem.

A automação existe desde a pré-história, com a invenção da roda para transportar materiais otimizando o esforço humano, mas começou a despertar interese com o início da era industrial no século 18, com o início das linhas de montagem idealizadas por Henry Ford a automação industrial foi alavancada e, desde então, não pára de evoluir.

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Notou-se a necessidade de fazer algo para que fosse aumentada a produtividade das indústrias, iniciando-se assim o desenvolvimento de máquinas para executar as tarefas com maior precisão, rapidez e qualidade.

Podemos citar como alguns dos primeiros sistemas de automação a criação dos cartões perfurados no final do século 19 por Herman Hollerith, sua invenção reduziu cerca de 20 vezes o tempo para conclusão de algumas tarefas para o Censo dos EUA.

Com o avanço da microeletrônica puderam ser criados os Controladores Lógicos Programáveis (CLP’s), que começaram a surgir na década de 60.

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Automação é a aplicação de técnicas computadorizadas ou mecânicas para diminuir o uso de mão-de-obra em qualquer processo, especialmente o uso de robôs nas linhas de produção. A automação diminui os custos e aumenta a velocidade da produção

Também pode ser definida como um conjunto de técnicas que podem ser aplicadas sobre um processo objetivando torná-lo mais eficiente, ou seja maximizando a produção com menor consumo de energia, menor emissão de resíduos e melhores condições de segurança, tanto humana e material quanto das informações inerentes ao processo.

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SENSORES

Um sensor é um dispositivo que detecta um estímulo físico (calor, luz, som, pressão, campo magnético, movimento) e transmite um impulso (mensurável ou operante) correspondente

Alguns sensores respondem com sinal elétrico a um estímulo, isto é, convertem a energia recebida em um sinal elétrico. Nesse caso, podem ser chamados de transdutores. O transdutor converte um tipo de energia em outro. É geralmente composto por um elemento sensor e uma parte que converte a energia proveniente dele em sinal elétrico. O conjunto formado por um transdutor, um condicionador de sinal (amplificador) e um indicador é chamado de sistema de medição.

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SENSORES

Entre outras aplicações, os sensores são largamente usados na medicina, indústria e robótica.

Como o sinal é uma forma de energia, os sensores podem ser classificados de acordo com o tipo de energia que detectam.

Veja alguns exemplo usado na industria:

sensores de luz: células solares, fotodiodos, fototransistores; sensores de temperatura: termômetros, termopares, resistores sensíveis a

temperatura , termômetros e termostatos;

sensores de resistência elétrica: ohmímetro;

sensores de corrente elétrica: galvanômetro, amperímetro;

sensores de tensão elétrica: electrômetro, voltímetro;

sensores de potência elétrica: wattímetro;

sensores de movimento: arma radar, velocímetro, tacômetro, hodômetro, coordenador de giro;

sensores de orientação: giroscópio, horizonte artificial, giroscópio de anel de laser;

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SENSORES

Os sensores são largamente usados na robótica:

A sofisticação de sensores leva ao que poderíamos chamar de robôs genuínos, capazes de servir em áreas como terapia física ou psicológica, educação, cuidados ao idoso, exploração, negociação de reféns, resgate, entretenimento, e segurança residência.

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ATUADORES

Atuadores são equipamentos capazes de converter energia hidráulica e/ou pneumática em

movimento, estão divididos principalmente em lineares e rotativos e são utilizados nas mais diversas aplicações e segmentos, como os exemplos abaixo:

- Robótica

- Máquinas para conformação de metal

- Máquinas da indústria de plásticos e borracha

- Linhas de produção de automóveis e eletrônicos, entre outros.

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ATUADORES

Tipos de atuadores: - Lineares (cilindro) Transforma trabalho hidráulico ou pneumático em deslocamento mecânico linear. Um

cilindro consiste de uma camisa de cilindro, de um pistão móvel e de uma haste ligada ao pistão. Os cabeçotes são presos ao cilindro por meio de roscas, prendedores, tirantes ou solda. Conforme a haste se move para dentro ou para fora, ela é guiada por embucha mentos removíveis chamados de guarnições. O lado para o qual a haste opera é chamado de lado dianteiro ou "cabeça do cilindro". O lado oposto sem haste é o lado

traseiro.

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ATUADORES

- Rotativos

Transformam a força hidráulica ou pneumática em força mecânica rotacional, em escala de giro contínuo tipo motor, bem como de giro em uma escala limitada de graus, como os osciladores ou em operações onde não é necessária rotação completa do componente em que a força esta sendo aplicada.

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ENCODER

Encoder, em automação industrial, é um dispositivo eletromecânico que conta ou reproduz pulsos elétricos a partir do movimento rotacional de seu eixo. Pode ser definido também como um transdutor de posição angular.

Encoders ou geradores de Impulsos são equipamentos eletromecânicos, utilizados para conversão de movimentos rotativos ou deslocamentos lineares em impulsos elétricos de onda quadrada, que geram uma quantidade exata de impulsos por volta em uma distribuição perfeita dos pulsos ao longo dos 360 graus do giro do eixo. Aplicação: podem ser utilizados em conjunto com contadores, tacômetros, controladores lógicos programáveis ou conversores de freqüência para sinais analógicos. Fornecem medidas e controles precisos em velocidades de rotação, velocidades lineares, posicionamentos angulares, volumes ou vazões de produtos líquidos, robótica e outras aplicações em processos diversos.

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ENCODER

Diferença entre encoder incremental e absoluto:

O princípio de funcionamento de um encoder absoluto e de um encoder incremental é bastante similar, isto é, ambos utilizam o princípio das janelas transparentes e opacas, com estas interrompendo um feixe de luz e transformando pulsos luminosos em pulsos elétricos.

O encoder absoluto possui um importante diferencial em relação ao encoder incremental: a posição do encoder incremental é dada por pulsos a partir do pulso zero, enquanto a posição do encoder absoluto é determinada pela leitura de um código e este é único para cada posição do seu curso; conseqüentemente os encoders absolutos não perdem a real posição no caso de uma eventual queda da tensão de alimentação (até mesmo se deslocados). Quando voltar a energia ao sistema, a posição é atualizada e disponibilizada para o mesmo (graças ao código gravado no disco do encoder) e, com isso, não se precisa ir até a posição zero do encoder para saber a sua localização como é o caso do incremental.

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INVERSOR DE FREQUÊNCIA

Os conversores de frequência, também conhecidos como inversores de frequência, são dispositivos eletrônicos que convertem a tensão da rede alternada senoidal, em tensão contínua e finalmente convertem esta última, em uma tensão de amplitude e frequência variáveis.

A denominação Inversor ou Conversor é bastante controversa, sendo que alguns fabricantes utilizam Inversor e outros Conversor. Inerentemente ao projeto básico de um Conversor de Frequência, teremos na entrada o bloco retificador, o circuito intermediário composto de um banco de capacitores eletrolíticos e circuitos de filtragem de alta frequência e finalmente o bloco inversor, ou seja, o inversor na verdade é um bloco composto de transistores IGBT, dentro do conversor. Na indústria entretanto, ambos os termos são imediatamente reconhecidos, fazendo alusão ao equipamento eletrônico de potência que controla a velocidade ou torque de motores elétricos.

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Onde é usado o inversor de frequência: Eles são usados em motores elétricos de indução trifásicos para substituir os rústicos

sistemas de variação de velocidades mecânicos, tais como polias e variadores hidráulicos, bem como os custosos motores de corrente contínua pelo conjunto motor assíncrono e inversor, mais barato, de manutenção mais simples e reposição profusa.

Os conversores de frequência costumam também atuar como dispositivos de proteção para os mais variados problemas de rede elétrica que se pode ocorrer, como desbalanceamento entre fases, sobrecarga, queda de tensão, etc.

Normalmente, os conversores são montados em painéis elétricos, sendo um dispositivo utilizado em larga escala na automação industrial. Podem trabalhar em interfaces com computadores, centrais de comando, e conduzir, simultaneamente, dezenas de motores, dependendo do porte e tecnologia do dispositivo.

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Os conversores costumam ser dimensionados mais precisamente, pela corrente do

motor. O dimensionamento pela potência do motor pode também ser feita, entretanto, a corrente é a principal grandeza elétrica limitante no dimensionamento. Importante também notar outros aspectos da aplicação, durante o dimensionamento, como por exemplo, demanda de torque (constante ou quadrático), precisão de controle, partidas e frenagens bruscas ou em intervalos curtos ou muito longos, regime de trabalho, e outros aspectos particulares de cada aplicação. Dentre os diversos fabricantes deste produto, temos uma vasta coleção de catálogos e normas, que devem sempre ser consultados.

Os conversores de frequência tem uma vasta aplicação na indústria de máquinas e processos em geral. Com a capacidade inerente de variar a velocidade de motores elétricos trifásicos de Corrente Alternada, permitem a aos projetistas, desenvolver máquinas que sem os mesmos, seriam praticamente impossíveis de serem fabricadas.

Os conversores de frequência de última geração, não somente controlam a velocidade do eixo de motores elétricos trifásicos de corrente alternada, como também, controlam outros parâmetros inerentes ao motor elétrico, sendo que um deles, é o controle de Torque.

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Evolução dos inversores de frequência:

Através da funcionalidade que os microprocessadores trouxeram, os conversores de frequência hoje são dotados de poderosas CPUs ou placas de controle microprocessadas, que possibilitam uma infindável variedade de métodos de controle, expandindo e flexibilizando o uso dos mesmos. Cada fabricante consegue implementar sua própria estratégia de controle, de modo a obter domínio total sobre o comportamento do eixo do motor elétrico, permitindo em muitos casos que motores elétricos trifásicos de corrente alternada, substituírem servo motores em muitas aplicações. Os benefícios são diversos, como redução no custo de desenvolvimento, custo dos sistemas de acionamento, custo de manutenção.

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