HISTÓRIA DA AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL

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.

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.

Início da Revolução industrial

A utilização de equipamentos e máquinas nas indústrias teve início na Revolução Industrial, no século XVIII, onde eram utilizadas para realizar tarefas que outrora eram manuais. Daquela época em diante, as máquinas e equipamentos utilizados na indústria passaram por várias melhorias e modificações, a fim de tornarem a produção cada vez mais rápida, precisa e confiável.

Por volta de 1788, alguns tipos de artefatos mecânicos, sobretudo munidos de sistemas hidráulicos e pneumáticos passaram a ser aplicados nas linhas de produção, reduzindo esforços dos operadores, como também aumentando a precisão no controle do equipamento.

Esses primeiros anos foram marcados por um impacto social muito grande, pois as máquinas realmente tomaram os postos de trabalhos e só ficaram empregados aqueles que conseguiram se adaptar ou apresentaram maior aptidão para operar as máqunas.

Produção em série: Fordismo e as lógicas de relés

Já no século XX, houve o início da produção em série, sobretudo das técnicas desenvolvidas e aplicadas por Henry Ford nos estados unidos, de maneira que a indústria automobilística bateu récordes de produção de carros em menos tempo. Nesta época, o controle dos processos era realizado através de gigantescos e elaborados circuitos lógicos controlados por dispositivos eletromagnéticos (relés) . É a famosa lógica de relés.

Os sistemas controlados por lógicas de relés trouxeram um grande avanço na automação do processo produtivo dos automóveis. Entretanto haviam alguns incovenientes:

* O espaço ocupado era imenso.

* A capacidade de trabalho com variáveis analógicas era muito limitada.

* Na ocorrência de um defeito, o diagnóstico era muito demorado. O pessoal da manutenção poderia levar dias para encontrar uma bobina queimada ou um contato defeituoso dentro do circuito.

* Quando era necessário mudar o comportamento do sistema (devido à mudança no modelo de carro produzido, por exemplo) era necessário sucatear todo o sistema e começar a fazer tudo do zero o que custava meses de trabalho.

Como exemplo, é mostrado na Figura 1 uma foto de um painel de relés de controle de um elevador.

Figura 1 - Painel de relés de um elevador

Um outro exemplo é mostrado na Figura 2, onde há um esquema elétrico de um circuito de acionamento de um motor elétrico, conhecido por partida estrela-triângulo. Nesse circuito se observa a presença de alguns componentes mais importantes, que são:

* Botões B0 e B1, que desligam e ligam o sistema, respectivamente;

* Relé de sobrecarga RL, que protege o motor contra sobrecargas;

* K1, K2 e K3 que são os componentes que acionam diretamente o motor;

Os demais componentes, como D1, que é um relé temporizado, são acessórios ou componentes auxiliares do circuito. Quanto tempo se levaria para montar esse circuito?

Figura 2 - Diagrama de partida estrela-triângulo

A eletrônica e os processadores

Com o advento da eletrônica e com o aperfeiçoamento das técnicas e sistemas de medição e controle (instrumentação eletrônica) em meados da década de 50, as indústrias começaram a trabalhar com equipamentos de controle ou comando numérico, e o conceito de distribuição de salas de controle começou a ser difundido. Ressalta-se que em 1947, Willian Shockley, John Barden e Walter Brattain descobriram o transistor, que é um componente eletrônico utilizado aos bilhões nos processadores modernos.

Figura 3 - Willian Shockley e seus colegas durante a invenção do transistor

Com o aperfeiçoamento da eletrônica surgiram os primeiros computadores industriais, que começaram a ser utilizados na indústria a partir de 1961, quando também surgiram os primeiros robôs industriais.

A partir daí, o crescimento dos sistemas de controle e a modernização de equipamentos atingiu uma velocidade espantosa, com o surgimento dos mini e microcomputadores, que ampliaram as possibilidades, passando a ser empregados em diversos ramos da instrumentação industrial.

O emprego de computadores na indústria de processos se justifica pelo fato de que o mesmo pode auxiliar no aumento da produção e redução de gastos, através da automação das máquinas. Os microprocessadores podem tomar decisões de controle de uma máquina como ligá-la, desligá-la, movimentá-la, sinalizar defeitos e até gerar relatórios operacionais. Dentro deste conceito, surgiram microcomputadores desenvolvidos especialmente para efetuar operações e controles lógicos sobre os equipamentos com possibilidade de reprogramação de suas funções. Este microcomputador especial foi chamado de PLC (Programmable Logic Controller) ou em português, CLP (Controlador Lógico Programável).

O PLC

O primeiro PLC surgiu em resposta a uma demanda da indústria automobilística, só que não foi a Ford e sim a GM (Chevrolet) que criou esta demanda. Uma empresa chamada BedFord Associates, na qual trabalhou o chamado "pai do PLC" Dick Morley, criou esse dispositivo capaz de substituir os painéis de relés. O nome do projeto era 084. Posteriormente essa empresa passou a se chamar MODICON (que na verdade vem da sigla Modular Digital Controller), que hoje é de propriedade da Schneider Electric, grande fabricante de equipamentos para automação industrial.

O PLC rapidamente tomou conta das indústrias automobilísticas pois trouxe algumas vantagens interessantes, tais como:

* Economia de espaço, pois os circuitos lógicos deram lugar à lógica por software, ocupando infinitamente menos espaço.

* Possibilidade de integração e controle de variáveis analógicas.

* Redução do tempo de manutenção, facilitando o diagnóstico de problemas.

* Grande versatilidade na implantação de modificações, pois grande parte dessas alterações passou a ser realizada no software.

Para se ter uma idéia da economia de espaço e simplificação do hardware, a Figura 4 apresenta o circuito de partida mostrado na Figura 2, onde toda a área sobreada representa os componentes e ligações elétricas que podem ser substituídas por um PLC.

Figura 4 - Representação dos itens que poderiam ser substituídos por um PLC no circuito da figura 2.