capitulo 2 - tecnologias de automação e controle 07-04-15 (1).pdf

Automatizao: a tecnologia na qual se objetiva o trabalho automticodos equipamentos de produo.- Esses equipamentos contam com sistemas mecnicos e eletrnicos,alm de um sistema de base computacional para operao e controle daproduo SEM a interferncia manual do operador. Automao: a tecnologia que concerne conduo de processo pormeio de comandos programados combinada com a retro-alimentao(feedback) automtica de dados relacionados com esses comandos.

Captulo 2 Conceitos e Tecnologias de Automao e Controle

conjunto de tecnologias em que um processo realizado sem interveno humana.Automao:

Recursos: Fonte de energia; Programa de instrues; Sistema de controle.

Tecnologias: Controle numrico; Robtica industrial; C.L.P. (dcada 60)

2.1 - Introduo

Histrico

roda (3200 a.C.) polia (600 a.C.) came (1000) roda dgua e moinho de vento (650) parafuso (1405) motor a vapor (1765) conceito: peas intercambiveis (1800) Motor de combusto interna (alemo

Nikolaus August Otto) 1862 telefone Em 1875, o escocs

Alexander Graham Bell eletrificao (1881) linha de montagem (1913) teoria matemtica de controle (1940) computador Mark I (1944)

transistor (1948) mquina-ferramenta CN (1952) rob industrial (1961) CLP (1969) microprocessador (1971) microcomputador (1978) MS Windows (1985) memria n Mb (1990) microprocessadores Pentium

(1993) linguagem de programao

JAVA (1995) iPhone - Apple INC. (2007)

internet/multimdia, touchscreen


Automao sinnimo de integrao: da funo mais simples a mais complexa, existem um ou mais sistemasque permitem que um dispositivo seja controlado de modo inteligente,tanto individualmente quanto em conjunto, visando alcanar um maiorconforto, informao e segurana.-Dependendo da rea de aplicao de um sistema automatizado citam-seos tipos de automao: automao industrial, automao predial edomstica, automao comercial, automao bancria, agropecuria e deescritrios (Pinheiro, 2011) e tambm na aero-porturria e bibliotecria.-Qualquer grandeza fsica pode ser controlada; Controle manual operador presente; vlvulas, alavancas, chaves, ... que produz alteraes naquelaVarivel... com o passar do tempo ... valorizao do trabalhador a mquina passou a fazer o trabalho mais pesado o homem, a passou a supervision-la


Produo seriada incio da industrializao produo composta por etapas ouestgios mquinas especficas a determinadaaplicao

A Automao um conceito e um conjunto de tcnicas por meio dasquais se constroem sistemas ativos capazes de atuar com eficincia tima pelo uso de informaes recebidas do meio sobre o qual atuam. Assim, ela, to presente nas atividades humanas, est tambm nosprocessos industriais, com o mesmo objetivo bsico, que facilitar osprocessos produtivos, permitindo produzir bens com:menor custo; maior quantidade; menor tempo; maior qualidade e menor impacto ambiental

Na Automao Industrial: trs grandes reas da engenharia:1. A Engenharia Mecnica, atravs das mquinas que possibilitam transformar matrias primas em produtos acabados;2. A Engenharia Eltrica que disponibiliza os motores, seus acionamentos e a eletrnica indispensvel para o controle e automao das malhas de produo;3. A informtica que atravs das arquiteturas de bancos de dados e redes de comunicao permitem disponibilizar as informaes a todos os nveis de uma empresa.


Controle automtico: as funes do operador realizada por umequipamento automtico por realimentao: age sobre o elemento decontrole, baseando-se em informaes de medida davarivel controlada

O conceito de automao baseado na idia de usar apotncia eltrica ou mecnica para acionar algum tipo demquina. preciso acrescentar mquina algum tipo deinteligncia para que ela execute sua tarefa de modo maiseficiente e com vantagens econmicas e de segurana.


Padronizao do procedimento Reduo do custo, trabalho tcnico, tempo de processamento

tcnico Aumento da produtividade Qualidade melhora na preciso, exatido, sensibilidade e

especificidade Outros

OBJETIVOS DA AUTOMACO:Captulo 2 Conceitos e Tecnologias de Automao e Controle

Fig.2.1 - Tecnologias de automao e controle em um sistema produtivo.


2.2 - Elementos bsicos de um sistema automatizado

Energia

Programa deinstrues

Sistema decontrole

Processo


a) Energia Eletricidade disponvel a custo razovel; Pode ser facilmente convertida em outras formas de energia; Aciona comunicaes, transmisso de sinais, processamento e

armazenamento de dados, etc. Pode ser armazenada em baterias.

Energia

Processo AutomaoCarga e descargaTransporte de materiais

ControladoresAtuadoresAquisio e processamento de dados

RECURSOS PARA A AUTOMAO

b) Programa de instruesDefine as aes realizadas em um processo automatizado, durante

um ciclo de trabalho. Programa de ciclo de trabalho - define a sequncia de passos mltiplos que

so realizados, sem alteraes, de um ciclo para o prximo. Ex.:1) coloque a pea dentro da mquina;2) realize as operaes necessrias;3) retire a pea.

Em cada etapa, pode ser necessrio alterar alguns parmetros do processo (entradas desejadas). As variveis do processo so as sadas mensurveis.

Componentes mecnicos para controlar o ciclo: chaves fim de curso, timers, rels, cames, etc.

Componentes modernos: variados tipos de sensores, com sada binria ou digital, ligados a um computador.

O ciclo de trabalho pode conter etapas manuais. Ex.: mquinas CNC .


Tomada de decises em um ciclo de trabalho programado so necessrias para lidar com variaes no ciclo.

Estas variaes podem ser esperadas (fazendo parte do programa) ou no:

Interferncia do operador - a unidade de controle pode requerer algum dado de entrada. Por ex., na gravao de caracteres alfanumricos em uma placa.

Peas ou estilos de produtos diferentes - sensores identificam o prximo tipo de produto a ser trabalhado e fazem os ajustes necessrios.

Variaes na matria-prima - muitas vezes, a m.p. ou a pea inicial no so homogneas.

c) Sistema de controleExecuta o programa de instrues em um sistema

automatizado, realizando alguma operao de manufatura. Sistema de controle em malha fechada - a varivel controlada

medida e comparada com o valor desejado, que pode serconstante ou varivel. A diferena (ou erro) usada paraacionar o atuador, de modo que a varivel controlada atinja ovalor desejado.

Controlador Plantaentrada de referncia

entrada de controle

sada+-

Sensor


Sistema de controle em malha aberta - no h realimentao da sada.

Controlador Plantaentrada de refernciaentrada de controle

sada

Monitoramento da segurana - uso de sensores para observar asoperaes e identificar condies ou eventos inseguros oupotencialmente inseguros.- proteo de trabalhadores prximos ao sistema produtivo;- proteo dos equipamentos constituintes do sistema.

Aes: - parada completa;- alarme;- reduo da velocidade;- aes corretivas para recuperar da violao de segurana.

2.3 - Funes avanadas de automao

- Sensores descontnuos (Liga/Desliga)- Sensores contnuos (chamados analgicos).- A escolha do tipo de medio vai depender do que sepretende na automao.

Sistema de automao atua de forma interativa, coordenada e integrada,o desempenho de cada componente crtico para a eficincia doconjunto, o que, por sua vez, pode afetar o desempenho de toda a planta.

Entre os vrios fatores que podem afetar o desempenho do sistema decontrole automtico, podem ser citados os seguintes: a qualidade dos dispositivos sensores, controladores e atuadores,pois deles dependem diretamente a preciso e a velocidade de resposta dosistema; as estratgias de controle adotadas, inseridas nos algoritmosexecutados pelo controlador, as quais determinam as aes a seremexecutadas; as velocidades de processamento e de resposta do controlador; e aqualidade da rede de comunicao de dados intra-sistema.

De maneira geral, os instrumentos de controle recebem o nome da variveldo processo qual esto relacionados.Por exemplo, indicador de nvel, sensor de presso etc.

INTEGRAO DOS COMPONENTESCaptulo 2 Conceitos e Tecnologias de Automao e Controle

CONSIDERAES PRELIMINARES PARA AUTOMAO BSICA lgebra de Boole (1847 Ingls George Boole):tcnica matemtica usada quandoconsideram-se problemas de natureza lgica Leis bsicas aplicadas emproblemas de lgica dedutiva. A partir de 1938 Claude Shammon comeou a utilizar tais leis noequacionamento e anlise de redes com multi-contatos Simplificao de circuitos lgicos/montagem e controle sequencial Diagramas de COMANDO: Intertravamento de contatores, Sistemas de partida de motores, Comandode um contator por botes ou chaves, Reverso de rotao de motortrifsico/de motor trifsico com contator e chaves fim de curso , Partida comcomutao automtica estrela-tringulo de um motor, Partida automtica demotor trifsico com autotransformador, Partida com motor de rotor bobinadocom comutao de resistncia, Partida consecutiva de motores com relstemporizados, Partida automtica e frenagem eletromagntica de motortrifsico Controlador Lgico Programvel (PLC): (arquitetura e programao)Arquitetura Digitais e Interface Homem-mquina: Sistema de aquisio de

dados DAS, Sistema supervisrio de controle SPC, Sistema de controledigital direto DDC, Sistema de controle com controladores programveis,Sistema de controle digital distribudo SDCD

CONSIDERAES PRELIMINARES PARA AUTOMAOCircuitos Sequenciais circuito liga (o mais simples)Exemplo: Chave A e lmpada X. Equao A=XQuando a chave A est aberta (estado 0) lmpada X est apagada (0) Se chave A est fechada (estado I) lmpada X est acesa

Tabela da VerdadePossveis ESTADOS

Circuito LIGA

CONSIDERAES PRELIMINARES PARA AUTOMAO

INTEGRAO DOS COMPONENTESDiagrama de Blocos de Comando sequencial (SENAI ES, 1999)

1) Um dispositivo de comando acionado por um operador;2) Um sinal transmitido para o dispositivo de processo que ir atuar de maneira predeterminada.3) O sinal de deteco, que significa a condio de processo, enviado aos dispositivos de sinalizao;4) Um sinal de controle, resultante de um sinal de processo e/ou deteco, transmitido ao dispositivo de final de controle;5) O sinal transmitido do dispositivo de final de controle atua sobre o dispositivo controlado;6) Com a atuao dos dispositivos controlados, a varivel controlada atinge uma condio predeterminada, e os dispositivos sensores e de proteo atuam.7) Um sinal de deteco, que significa condio da varivel controlada, enviado aos dispositivos de sinalizao e/ou aos de processo, para a prxima sequncia de operaes.8) Os dispositivos de sinalizao indicam as condies de processo e da varivel controlada ao operador. Dependendo do resultado dessa sinalizao, o operador poder acionar o dispositivo de comando quando necessrio.

2.4 Integrao dos COMPONENTES (Rosrio, 2005)

INTEGRAO DOS COMPONENTESProjeto de um sistema mecatrnico(Rosrio, 2005)

INTEGRAO DOS COMPONENTES - CONTROLE

Exemplo 1: Temperatura da gua de um aqurioEm um aqurio deve-se manter a gua em torno da temperatura ambiente (25C). No necessrio ser muito rigoroso, uma vez que a temperatura pode variar de 23 a 28C.

- O processo (aqurio), que requer o controle da temperatura.- O sensor de temperatura, constitudo pelo termmetro de mercrio;O controlador, estabelecido pelo acoplamento de um sistema mecnico de ajuste ao

termmetro.- Este sistema mecnico movimenta um contato metlico ao longo do corpo dotermmetro. Ele permite ao controlador, fazer uma comparao com um valor pr-ajustado (ponto de ajuste) e tomar a deciso de ligar ou desligar o atuador(resistncia), mantendo a temperatura dentro de um limite considerado aceitvel.

O distrbio: condies externas que podem influenciar natemperatura da gua. A temperatura do ambiente externoinfluencia diretamente no controle, determinando uma condiodiferente de atuao no processo.- O atuador formado pelo rel eltrico e a resistncia. Quando odeslocamento do mercrio alcana o ponto de ajuste, umcontato eltrico fechado, sendo ele ligado ao rel que,usando a alimentao da rede, desliga a resistncia responsvelpelo aquecimento da gua

Malha fechada!

Controle descontnuo!

INTEGRAO DOS COMPONENTES ELEMENTOS AUTOMACAO

Exemplo 1: Temperatura da gua de um aqurio

Exemplo 2: Tanque de combustvelDuas situaes de controle automatizado:1) Medio descontnua: para GARANTIR SEGURANA evitando o transbordamento ouesvaziamento abaixo de determinada posio mnima..

2) Medio contnua: para determinar a quantidade de combustvelarmazenado.

- preciso empregar um medidor que "observe" continuamente as variaesda altura da coluna lquida no interior do tanque.- Este medidor deve fornecer um sinal de sada contnuo, proporcional altura dotanque.- Neste exemplo, os dois controles podem estar presentes, cada um cuidandode sua parte no controle do sistema como um todo.

INTEGRAO DOS COMPONENTES ELEMENTOS AUTOMACAO

Nveis de automao5 nveis de automao podem ser identificados em uma planta:

Nvel Descrio / Ex.

Nvel de empresa

Nvel da planta

Nvel da clula ou sistema

Nvel da mquina

Nvel de dispositivo

5

4

3

2

1

Sistema automatizado corporativo (marketing e vendas, projeto, pesquisa,planejamento da produo)Sistema produtivo (inclui controle daproduo, da qualidade, compras,estoque, etc.)

Grupo de mquinas, linha de produo(des)carregamento, coordenao entre mquinas)

Mquina individual

Sensores, atuadores, controladores

Cho de fbrica (sensores e atuadores) Controladores (CLPs e SDCDs) Sistemas supervisrios Sistemas ERPs DECISESMeio de transporte:Redes industriais

FLUXO DA INFORMAO EM SIST. AUTOMATIZADO nveis hierrquicos

O controlador lgico programvel um equipamento eletrnico, digital, microprocessado, que pode :1. controlar um processo ou uma mquina2. ser programado ou reprogramado rapidamente e quando necessrio3. ter memria para guardar o programa.O programa inserido no controlador atravs de microcomputador, teclado numrico porttil ou programador dedicado. O controlador lgico programvel varia na complexidade da operao que eles podem controlar, mas eles podem ser interfaceados com microcomputador e operados como umDNC, para aumentar sua flexibilidade. Por outro lado, eles so relativamente baratos, fceis de projetar e instalar.

FLUXO DA INFORMAO EM SIST. AUTOMATIZADO nveis hierrquicosO SDCD um sistema integrado no qual um nvel supervisrio de controlemonitora mltiplos subsistemas integrados, responsveis pelo controle deprocessos locais MAP: manufacturing automation protocol

TOP: Technical Office ProtocolMES: Manufacturing execution system

Manufacturing Execution Systems (MES)are computerized systems used in manufacturing.MES can provide the right information at the right time andshow the manufacturing decision maker "how the current conditions onthe plant floor can be optimized to improve production output.MES work in real time to enable the control of multiple elements of theproduction process (e.g. inputs, personnel, machines and support services).MES might operate across multiple function areas, for example: management ofproduct definitions across the product life-cycle, resource scheduling, orderexecution and dispatch, production analysis for Overall EquipmentEffectiveness (OEE), and materials track and trace.

The idea of MES might be seen as an intermediate step between, on the onehand, an Enterprise Resource Planning (ERP) system, and a SupervisoryControl and Data Acquisition (SCADA) or process control system on the other;although historically, exact boundaries have fluctuated.

Disponvel em : http://en.wikipedia.org/wiki/Manufacturing_execution_system

FLUXO DA INFORMAO EM SIST. AUTOMATIZADO nveis hierrquicos

Transdutor: Instrumento que recebe informaes na forma de uma ou maisquantidades fsicas, modifica, caso necessrio, estas informaes e fornece umsinal de sada resultante.

Dependendo da aplicao, o transdutor pode ser um elemento primrio, umtransmissor ou outro dispositivo. O conversor um tipo de transdutor quetrabalha apenas com sinais de entrada e sada padronizados.

Considerando os seguintes elementos que compem um sistema automatizado:ACIONAMENTO SENSORIAMENTO, CONTROLE, COMPARADOR OU ELEMENTODE DECISO e PROGRAMAS

Controlador: Instrumento que compara a varivel controlada com umvalor desejado e fornece um sinal de sada a fim de manter a varivelcontrolada em um valor especfico ou entre valores determinados. Avarivel pode ser medida diretamente pelo controlador ou indiretamenteatravs do sinal de um transmissor ou transdutor.

Elemento Final de Controle: Instrumento que modifica diretamente o valor da varivel manipulada de uma malha de controle.

Transmissores: so instrumentos que medem uma varivel do processo e atransmitem, distncia, a um instrumento receptor, indicador, registrador,controlador ou a uma combinao destes.

Existem vrios tipos de sinais de transmisso: pneumticos, eltricos, hidrulicose eletrnicos. TODOS ELES GERAM UM TIPO DE SINAL.

Sensores: so transdutores eletrnicos que geram um sinal de sadaquando um objeto introduzido em seu campo de atuao.

Eles surgiram para auxiliar nas automatizaes de mquinas eequipamentos, substituindo as chaves de acionamento mecnico conferindomaior versatilidade e durabilidade s aplicaes.Tipos de Sensores: -Indutivos; -Capacitivos -Magnticos-Fotoeltricos-Ultra-snicos-Laser

Sensores INDUTIVOS: so equipamentos eletrnicos capazes de detectar aaproximao de peas, componentes, elementos de mquinas, etc, emsubstituio as tradicionais chaves fim de curso.A deteco ocorre sem que haja o contato fsico entre o acionador e o sensor,aumentando a vida til do sensor por no possuir peas mveis sujeitas adesgastes mecnicos.

Ex: sensores de proximidade: geram um sinal de sada quando um objeto metlico(ao, alumnio, cobre, lato, etc) entra na sua rea de deteco, vindo de qualquerdireo, sem que seja necessrio o contato fsico.

A bobina faz parte de umcircuito oscilador que, emcondio normal (no ativada)gera um sinal senoidal. Ummetal ao aproximar-se docampo, este por correntes desuperfcie (Foucault), absorvea energia do campo,diminuindo a amplitude dosinal gerado no oscilador.

Sensores INDUTIVOS:

APLICAESVANTAGENS:Funcionam em condies ambientaisextremas;

- Acionamento sem contato fsico;- Sada em estado slido (PNP ou NPN).-Alta durabilidade (quando selecionados corretamente)- Substituem as chaves de fim de curso Controle de posio

A linha transfer um sistema fexvel, modular e robusto que seadapta a uma ampla gama de produtos. Contm elementos detransporte, cintas, cinta dentada, corrente com placas planas ecorrente com roletes.

Ex: linha automtica para a produo de blocos de motor V-8: 100 peas/hora -

para a produo seriada de peas grandes.

linha transfer

Ex: Linha de transferncia de Usinagem. A 1. (inferior direita) possui doze estaes segmentadas em linha que utiliza dispositivos de fixao em paletes para posicionar peas. O retorno traz os paletesde volta para a frente da linha.A 2 (superior esquerda) a linha de transferncia com sete estaes em linha.A estao manual entre as linhas utilizada para reposicionar as peas

Linhas transfer: linhas de transferncia (Groover, 2010) Cortesia de Snyder Corporation)

Linha de transferncia livre

Buffer de armazenamento entre linhas de transferncia

Linha de transferncia paletizada

Painel de controle do operador

Incio

Estao de lavagem do palete

Sesso de retorno do palete

Sensores DE PROXIMIDADE CAPACITIVOSSo equipamentos eletrnicos capazes de detectar a presena ou aproximao demateriais orgnicos, plsticos, ps, lquidos, madeiras, papis, metais, etc.Eles so semelhantes aos indutivos, mas diferem-se pelo princpio defuncionamento, o qual baseia-se na mudana da capacitncia da placadetectora localizada na regio denominada face sensvel do sensor.Estes sensores podem detectar praticamente qualquer tipo de material: metais,madeira, plsticos, vidros, granulados, ps-minerais tipo cimento, talco, etc.Os lquidos de maneira geral so timos acionadores para os sensorescapacitivos.

O funcionamento: gerao de um campoeltrico, desenvolvido por um osciladorcontrolado por capacitor. O capacitor formado por duas placas metlicas,carregadas com cargas eltricas opostas,montadas na face sensora, de forma aprojetar o campo eltrico para fora dosensor, formando desta forma um capacitorque possui como dieltrico o ar.

Capacitor um componente que armazena energia num campo eltrico, acumulando um desequilbrio interno de carga eltrica.

Sensores DE PROXIMIDADE CAPACITIVOS APLICAES E VANTAGENS

- so mais versteis do queos indutivos, MAS so maissensveis a perturbaesexternas o que torna maisatraente usar os sensoresindutivos se existem metaisa serem detectados.- Acionamento sem contato fsico.- Sada em estado slido.- Alta durabilidade quando bem aplicado.

SENSORES TICOSou fotoeltricos, manipulam a luz de forma a detectar a presena do acionador,que na maioria das aplicaes o prprio produto.Princpio de FuncionamentoBaseiam-se na transmisso e recepo de luz infravermelha (invisvel ao serhumano), que pode ser refletida ou interrompida por um objeto a ser detectado.Os fotoeltricos possuem dois circuitos bsicos: um responsvel pela emisso dofeixe de luz (transmissor) e outro responsvel pela recepo do feixe de luz(receptor)Eles funcionam pelo princpio de emisso e recepo de feixes de luz moduladae so divididos em 3 princpios distintos: Sistema por ticas alinhadas, Difuso eSistema Reflectivo.

O transmissor envia o feixe de luz atravs de um fotodiodo, que emite flashes, com altapotncia e curta durao, para evitar que o receptor confunda a luz emitida pelotransmissor com a iluminao ambiente.

EMISSOR RECEPTOR

alvo

42

SENSORES E ATUADORES

Sensores voltados automao discreta (sensores com sadas digitais)

Fim de cursomecnico tiporolete

- Confirmamovimentao

Sensormagnticoparaatuadores

- Confirmao deavano deatuador

43

SensorIndutivo

- Deteco depeas metlicas

Sensorcapacitivo

- Deteco depeas


Sensores voltados automao discreta sensores com sadas digitais)

44

Sensortico porbarreira

- Deteco debarreiras entreemissor e receptor

Sensorticoreflexivo

Deteco debarreiras entreemissor-espelho-receptor



45

EncoderincrementalLinear ourotativo

- Medio dedeslocamento deforma incremental

EncoderabsolutoLinear ourotativo

- Medio deposio

(e velocidade, eacelerao)



HEIDENHAIN Corp - inductive rotary encoder ECI 119,para aplicaes em motores eltricos, automao geral,eletronicos e indstria de empacotamento, robs,mquinas para moldes de injeo de plstico earticulaes giratrias (argolas) eixos basculantes.

46

Transmissorde presso

- Medio etransmisso depresso

Sensor depressodiferencial

- Medio etransmisso depressodiferencial



47

Sensores voltados automao contnua (sensores com sadas analgicas) - NVEL

Sensor ultra-snico

- Medio de nvel

Medio por radar

- Medio de nvel


48

Sensores voltados automao contnua (sensores com sadas analgicas) - VAZO

Placa de orifcio

- Medio de vazo atravs da presso diferencial

Tubo de Venturi

- Medio de vazo atravs da presso diferencial


49

Sensores voltados automao contnua (sensores com sadas analgicas) - VAZO

Rotmetro - Medio devazo

Medidor tipoturbina

- Medio devazo


50

Sensores voltados automao contnua (sensores com sadas analgicas) VAZO

Medidores Ultrasnicos


51

Sensores voltados automao contnua (sensores com sadas analgicas) - TEMPERATURA

Termopares

- Medio de temperatura de aproximadamente (-180 a 1750) C

Termo-resistncias

- Medio de temperatura de aproximadamente (-270 a 850) C


52

Sensores voltados automao contnua (sensores com sadas analgicas) - TEMPERATURA

Termistores

- Medio de temperatura de forma no linerar- (0 a 100) C

Pirmetros- Medio de temperatura sem contato


53

(GUIMARES, 2004)OUTROS TIPOS DE SENSORES

54

ELEMENTOS FINAIS DE CONTROLE

Vlvulas- Direcionais (sist. discretos)- De bloqueio (ambos)- De controle (sist. contnuos)

Atuadores lineares

- Hidrulicos- Pneumticos- Eltricos

ATUADORES

55

ELEMENTOS FINAIS DE CONTROLE

Atuadores rotativos

- Motores eltricos- Motores hidrulicos- Motores pneumticos

Atuadores rotativos de curso limitado

- Osciladores pneumticos- Osciladores hidrulicos- Osciladores eltricos

ATUADORES

Acessrios de Alguns componentes

Quando o transistor estdesligado, no existe cargaeltrica na base.Por isso, no existecorrente eltrica entre oemissor e o coletor.Quando aplicada umacerta tenso na base, ocircuito fechado e estabelecida a correnteentre o emissor e oreceptor.

Exemplos de capacitores. A escala principal dada em centmetros.

Alguns componentes

automao industrial

(automobilstica)

Regulador proporcional depresso Regtronic

Elevada preciso e controle de presso em malha fechada, com valores variveisem funo do comando na entrada. O valor da presso, outras informaes e de diagnsticos so continuamentevisveis no display grfico. A interface entre o usurio e o display, o s LEDs e os botes,esto todos do mesmolado. Possui software de programao e leitura completo,simples e intuitivo. Possui sensor de presso eletrnico de preciso que sente o valor da pressode sada, um sistema de controle que compara com a presso desejada e duasmini-eletrovalvulas corrigem a presso at o chegar ao objetivo. Unio de eletrnica, mecnica e a pneumtica

Vlvula pneumtica

Possui corpo em Al pintado que garante robustez e segurana mesmo nosambientes mais agressivos As guarnies internas so resistentes a vrios tipos de leos empregados noscompressores. As conexes pneumticas so roscas M5, A vlvula utilizvel em linha, para painel ou sobre base mltipla. Podem ser do tipo aberta ou normalmente fechada A pilotagem do tipo eletro-pneumtico com o conjunto solenide de 24VCC.

Exemplos de componentes automaoSensor de presena automotivo (detecta a aproximao de pessoasem seu veculo) emite avisos antes que o mesmo seja violado.

Controlador digital de temperatura e umidade multifuncional Possui funes selecionveis pelo usurio via programao em seusmenus de configurao, (7 sadas a rel, capazes de operar em sete modosde configurao diferentes) Uma sada para o alarme de temperatura, umidade e falta de energia. Utilizado em avirios, criatrios de sunos, estufas, processos comclimatizao controlada entre outros.

Exemplos de componentes automaoITENSPNEUMTICOS

Vlvulas solenides: atuadores que por meio docontrole de fluxo de lquidos ou ar comp., consiste eum ou mais caminhos que so interceptados porpistes, acoplados a eletromas, que liberam ou no ofluxo.A vlvula solenide possui um bobina que formada porum fio enrolado atravs de um cilindro. Quando umacorrente eltrica passa por este fio, ela gera uma fora nocentro da bobina solenide, fazendo com que o mboloda vlvula seja acionado, criando assim o sistema deabertura e fechamento.FUNO: converter energia eltrica em energiamecnica, abrindo ou fechando a vlvula e, ainda,distribuindo lquidos ou gases.Fonte: http://www.valvulasolenoide.info/

http://www.manutencaoesuprimentos.com.br/segmento/valvulas-solenoides/

Solenide: um dispositivo usado para transladar sinais eltricos ON/OFF em movimentos mecnicos ON/OFF.

Faculdade de Engenharia MecnicaFabricao Assistida por Computador

Tipos de automao (Robot Worx, 2011) Information technology (IT) Computer-aided manufacturing

(CAM) Numerically controlled (NC)

equipment Robots Flexible manufacturing systems

(FMS) Computer integrated

manufacturing (CIM)

Automao consideraes sobre as tecnologiasDiferentes ferramentas para automao Industrial (Encyclopedia of Business, 2011)

Simulation DCS - Distributed Control System PLC - Programmable Logic

Controller HMI - Human Machine Interface SCADA - Supervisory Control and

Data Acquisition BMS - Batch Management System MES - Manufacturing Execution

System LIMS - Laboratory Information

Management System

Custo de Aquisio de Rob (Rosrio, 2005)

Depende: Dimenses; Grau de sofisticao e complexidade, exatido e confiabilidade; Nmero de empregados substitudos pelo rob; Nmero de turnos realizados por dia; A produtividade comparada a seu custo; O custo do projeto e manuteno; O custo dos equipamentos perifricos;

Automao - consideraes

Rob Spider Series:Fanuc M-1iA Material handling Axes: 6Payload: 1 kg, H-Reach: 280 mmRepeatability: 0.02 mm, Robot Mass: 17 kg

Nachi SC15F Robot (Robot worx) ; Axes: 6Payload: 15 kg; H-Reach: 1587 mmRepeatability: 0.1 mm; Robot Mass: 145 kgStructure: ArticulatedMounting: Floor, inverted or wall

KUKA robot for flat glass handling

TIPOS DE AUTOMAO 1) Fixa: o equipamento de produo projetado para uma sequnciafixa ou que constante pela configurao do equipamento. Cada operao simples e os movimentos podem ser lineares, derotao ou combinao. a combinao de muitas operaes em umnico equipamento que torna um sistema complexo.

- Funo da configurao do equipamento;- Pouca flexibilidade;- Grandes lotes e/ou alta produo;- Automatismo obtido via eletromecnica, eletrnica e CLP;- Produz pea em seqncia fixa de operaes simples-

Ex: Mquinas-ferramentas automticas (pregos, grampos), equipamentos de processo (sacaria, empacotadora) e mquinas especficas (montagem automtica)

2) Programvel: O equipamento de produo um sistema em que assequncias de operaes so definidas para atender diferentesprogramaes ou configuraes.- A sequncia controlada por um programa que rene diferentes cdigosque so lidos e interpretados pelo sistema. Para novos produtos tem-senovos programas.

Processar diferentes tipos de peas de forma no-seriada;- Aceitar alteraes na programao da produo;- Robustez a eventuais mal-funcionamentos e quebras do sistema;- Quando utiliza customizao reduzida e produto no final do ciclo de vida- Acomodar a introduo de novas partes no projeto;- Pequenos e mdios lotes;Ex: Mquinas-ferramentas CNC, Turning Centres (TC), Machining Centres (MC), robs industriais

3) Flexvel - uma extenso da programvel: para produode grande variedade de produtos sem perda de tempo. Issoporque ocorre reprogramao constante em funo doproduto a ser fabricado.

Caractersticas:

Alto investimento para equipamento dedicado

Prprio para mdios lotes de produo

Garante flexibilidade para lidar com produo de diferentesdesenhos

Produo contnua de diferentes variedades de produtos.

Aplicao de Automao Flexvel CASE STUDY- Cummins Engine Company USA: freio de compresso nos motores diesel: 14 alteraes no projeto em 18 meses

A flexibilidade de um sistema de automao depende do tipo e daquantidade do produto desejado. Logo quanto mais variados forem os produtose menor a sua quantidade, mais flexvel ser o sistema de automao.

Classificao de tipos de processo e de produo e respectivos sistemas de produo (Telecurso, 2000).

Fonte: http://tcmachinedesign.com/

Automao na Fabricao(CNC)

Automao na Inspeo (CAI)

Prs e contras da automatizao (Rosrio, 2005)

(Faber Ludens, 2010)

Prs e contras da automatizao (Rosrio, 2005)PRS CONTRAS

Eliminao de tempos mortos Maior ateno e cuidados com equipamentosAumento da produtividade; Minimizao deoperaes

Elevado custo de treinamento

Melhoria da qualidade Nvel de manuteno mais elevadoMaior competitividade (alto custo por noautomatizar); nem escassez nem desperdcio

Alto investimento inicial (o tempo para recuperar o investimento depende dos custos)

Segurana maior; facilidade na programao e nouso dos robs

Diminuio das oportunidades de trabalho(deslocamento?)

Menor ndice de rejeio de peas Rpida obsolescncia tecnolgicaCapacidade de trabalho por longa jornada. Submisso do homem mquinaFlexibilidade do processo: produo seguetendncias do mercado

Escassez de mo-de-obra especializada

Tendncia humana para atividades mais salubres ecriativas

Alto custo da mo-de-obra

Operao em ambientes difceis e perigosos de altorisco, tarefas repetitivas e desagradveis para ohomem

Reduo nas horas de trabalho operadores

Menor demanda de mo de obra especializada A memria e os movimentos dos robs so limitados

Aplicaes da automao

Linha automatizada para produo de perfil de Al

estrutural

Automao residencial alguns componentes

Aplicaes da automao

Automao residencial - possibilidades CIRCUITO FECHADO DE TV (CCTV CLOSED CIRCUIT TELEVISION) SOM AMBIENTE PARA A CASA INTEIRA MONITORES DE VDEO E PROJETORES SISTEMA DE SOM DIGITAL CONTROLE DE ILUMINAO CABEAMENTO ESTRUTURADO INTERNET E AUTOMAO RESIDENCIAL SISTEMA DE COMANDO POR RECONHECIMENTO DE VOZ PERSIANAS E PORTES AUTOMTICOS CHAFARIZ DE GUA COM ILUMINAO NOTURNA SISTEMA DE IRRIGAO PARA JARDINS E HORTAS SISTEMA DE AQUECIMENTO SISTEMAS POR CONTROLE REMOTO SENSORES DE PRESENA INTERLIGANDO ELETRODOMSTICOS

Aplicaes da automao

Automao Predial (BAS BUILDING AUTOMATION SYSTEM): FABRICANTES DE SISTEMAS PARA ESTE TIPO DE AUTOMAO

INTEGRAO DE SISTEMAS AUTOMAO PREDIAL (Pinheiros, 2011)

Aplicaes da automao

Hi-Tech CCTV Monitoring remote surveillance systems

Aplicaes da automao

Aeroporto Salgado Filho Porto Alegre Aplicaes da automao Aeroporturria

O SIGUE : gerenciamento de utilidades e energia do terminalde passageiros, com superviso e controle operacional.Objetivo: integrar e uma nica estao de trabalho, asinformaes provenientes dos trs mdulos que o compem:SGE: Sistema de Gerenciamento de EnergiaSGU: Sistema de Gerenciamento de UtilidadesSCAR: Sistema de Controle de Ar Condicionado eRefrigeraoO SISA: pela segurana aeroporturia.Integra em estao de trabalho, as informaes provenientesdos seus trs mdulos:SDAI: Mdulo de gerenciamento do Sistema de Deteco eAlarme de IncndioSTVV: Mdulo de gerenciamento do Sistema de TV VigilnciaSICA: Mdulo de gerenciamento do Sistema de Controle deAcessoBenefcios proporcionados pelo sistemaEconomia de energia eltricaMaior vida til dos equipamentosMaior confiabilidade do sistemaMaior conforto para os usuriosSegurana patrimonial e pessoalRegistro completo de ocorrnciasReduo de custo de manuteno (Altus,2013)

RefernciasAltus Sistema de Automao, 2013. Disponvel em: http://www.altus.com.br/site_ptbr/index.php?option=com_content&view=article&id=347&Itemid=225. Acesso em junho de 2013Cruz, C., Introduo Automatizao, UFU, 1999, 14p.Encyclopedia of Business, 2011, Automation, Reference for Business, 2nd ed. Disponvel em: http://www.referenceforbusiness.com/small/A-Bo/Automation.html, acesso em 21/03/2011 Faber Ludens, 2010, Substituio de Humanos por Robs, Bom ou Ruim?, Disponvel em http://www.faberludens.com.br/pt-br/node/4892. Acesso em 15 de agosto de 2011.Goetsch, D. L., Modern Manufacturing System, Delamr Publisher, ISBN 0-8273-2928-8, 1991, 612p.Adaptao de material de Prof. Louriel Vilarinho.Groover, M. P., Automation, Production Systems, and Computer Integrated Manufacturing, Prentice Hall, NY, ISBN 0-13-054652-6, 1987, 808p.Groover, M. P., Automation, Production Systems, and Computer Integrated Manufacturing, Prentice Hall, NY, ISBN 0-13-054652-6, 1987, 808p.Groover, M. P., Automao Industrial e Sistemas de Manufatura. 3. Edio, Editora Pearson Education do Brasil, 2010Pinheiro, Jos Mauricio Santos, Sistemas de Automao, Projeto de Redes, 2004, Disponvel em: http://www.projetoderedes.com.br/artigos/artigo_sistemas_automacao.php, Acesso em 21/03/2011.Robot Worx, 2011, Disponvel em: http://www.robots.com/articles.php?tag=761, Acesso em 21/03/2011Rosrio, J.M., 2005, Princpios de Mecatrnica, 1. Ed., So Paulo: Editora Pearson 356 p.SENAI ES, 1999. Automao Bsica e Circuitos de Intertravamento e Alarmes. Apostila - convnio SENAI/CST. Telecurso 2000, Introduo Automao. Editora Globo.http://www.gdhpress.com.br/hardware/leia/index.php?p=cap1-4http://en.wikipedia.org/wiki/Manufacturing_execution_system

capitulo 2 - tecnologias de automação e controle 07-04-15 (1).pdf

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