ind aula1

Introdução à Automação Industrial Introdução à Automação Industrial e Comercial e Comercial e Comercial e Comercial

Prof. Rodrigo Pinto de Carvalho

[email protected]

profrodrigocarvalho.blogspot.com.br

AgendaAgenda

A automação do diaA automação do dia--aa--diadia

A automação no meio produtivoA automação no meio produtivo

Características e Conceitos da AutomaçãoCaracterísticas e Conceitos da Automação

22

Arquitetura da Automação IndustrialArquitetura da Automação Industrial

A automação A automação no diano dia--aa--diadia

Objetivo: Facilitar nossas vidasObjetivo: Facilitar nossas vidas

Automação no diaAutomação no dia--aa--diadia–– Em casa: Em casa:

Lavando roupaLavando roupa

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Lavando roupaLavando roupa

Abrindo o portãoAbrindo o portão

–– Na rua:Na rua:Sistema bancárioSistema bancário

Urna eletrônicaUrna eletrônica

A automação A automação do diado dia--aa--diadia

–– No trabalho:No trabalho:•• Registrando o pontoRegistrando o ponto

•• Programando um robôProgramando um robô

•• Recebendo matériaRecebendo matéria--primaprima

•• Estocando produto acabadoEstocando produto acabado

•• Fazendo controle de Fazendo controle de

44

•• Fazendo controle de Fazendo controle de qualidadequalidade

•• Controlando temperatura de Controlando temperatura de uma tanque de águauma tanque de água

•• Controlando a temperatura Controlando a temperatura do escritóriodo escritório

•• Acionando o sistema de Acionando o sistema de combate à incêndiocombate à incêndio

A automação A automação no diano dia--aa--diadia

–– No lazer:No lazer:

•• Comprando um refrigeranteComprando um refrigerante

•• Caminhando numa esteiraCaminhando numa esteira

•• Assistindo um filmeAssistindo um filme

55

•• Assistindo um filmeAssistindo um filme

•• Jogando um videogameJogando um videogame


•• ObjetivosObjetivos: Produtividade: Produtividade

•• Componentes básicosComponentes básicos–– SensoresSensores

–– ControleControle

–– AtuaçãoAtuação

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–– AtuaçãoAtuação

•• Automação industrial = sistema otimizadoAutomação industrial = sistema otimizado–– Menor custoMenor custo

–– Maior quantidadeMaior quantidade

–– Menor tempoMenor tempo

–– Maior qualidade (precisão)Maior qualidade (precisão)


•• Qualidade = garantir uma Qualidade = garantir uma produção com as mesmas produção com as mesmas características e alta características e alta produtividadeprodutividade

77

•• Automação no meio ambienteAutomação no meio ambiente

–– Cumprimento de novas normasCumprimento de novas normas

–– Sistemas de controle de efluentesSistemas de controle de efluentes

–– Sistemas de controle de gasesSistemas de controle de gases


•• Automação nas indústriasAutomação nas indústrias–– Importância para sobrevivência das indústrias.Importância para sobrevivência das indústrias.

–– Ferramenta de ProdutividadeFerramenta de Produtividade

–– Substitui o HomemSubstitui o Homem

88

–– Substitui o HomemSubstitui o Homem•• Tarefas repetitivasTarefas repetitivas

•• Ambientes perigososAmbientes perigosos

•• Ambientes insalubresAmbientes insalubres

•• Grande esforço físicoGrande esforço físico


•• Transforma a estrutura da Transforma a estrutura da força de trabalhoforça de trabalho

–– QualitativamenteQualitativamente

–– QuantitativamenteQuantitativamente

Exige treinamentoExige treinamento

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–– Exige treinamentoExige treinamento

–– Qualificação da força de trabalhoQualificação da força de trabalho

–– Melhoria das condições de Melhoria das condições de trabalhotrabalho


•• Desafio: Inserir o homem no contexto da Desafio: Inserir o homem no contexto da automatização sem traumatismo, sem automatização sem traumatismo, sem desemprego, tendo somente um saldo desemprego, tendo somente um saldo positivo.positivo.

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positivo.positivo.

•• “O risco que se corre ao se introduzir novas “O risco que se corre ao se introduzir novas

tecnologias é menor do que aquele que se tecnologias é menor do que aquele que se

corre ao não introduzicorre ao não introduzi--las”las”


•• Sistemas automatizados, algumas vezes, são Sistemas automatizados, algumas vezes, são extremamente complexosextremamente complexos porém, se porém, se observarmos suas partes, veremos que seus observarmos suas partes, veremos que seus subsistemas possuem características comuns e subsistemas possuem características comuns e

1111

subsistemas possuem características comuns e subsistemas possuem características comuns e de de simples entendimentosimples entendimento. .


PERGUNTA :PERGUNTA :

1212

O que é preciso para construir um O que é preciso para construir um estádio padrão FIFA?estádio padrão FIFA?


RESPOSTA:RESPOSTA:

1313

Tijolo, concreto (areia, cimento, cal Tijolo, concreto (areia, cimento, cal e pedras) e ferrageme pedras) e ferragem..

Controle de temperatura de um aquárioControle de temperatura de um aquário

1414

Objetivo: manter a água em torno de 25ºCObjetivo: manter a água em torno de 25ºC

1515


•• Prensa de alavancaPrensa de alavanca

•• Botões de segurançaBotões de segurança

1616


•• Cadeia de comandoCadeia de comando

Entrada Processamento Conversão Saída

1717

Entrada de sinais

Processamentode sinais

Conversão de sinais

Saída de sinais


Tipos de controle na automaçãoTipos de controle na automação

–– Controle DinâmicoControle Dinâmico

•• Automação Industrial de Controle de processos Automação Industrial de Controle de processos (automação contínua)(automação contínua)

1919

(automação contínua)(automação contínua)

–– Controle LógicoControle Lógico

•• Automação Industrial de manufatura Automação Industrial de manufatura (automação discreta)(automação discreta)


•• Controle dinâmicoControle dinâmico

–– Utiliza medidas das saídas do sistema a fim Utiliza medidas das saídas do sistema a fim de melhorar o seu desempenho de melhorar o seu desempenho operacional, através de operacional, através de realimentação.realimentação.

2020

operacional, através de operacional, através de realimentação.realimentação.

•• Incalculável poder tecnológicoIncalculável poder tecnológico

•• Aperfeiçoamento de processosAperfeiçoamento de processos

•• VelocidadeVelocidade

•• PrecisãoPrecisão


•• Controle lógicoControle lógico

–– Utiliza sinais sempre discretos em amplitude, Utiliza sinais sempre discretos em amplitude, geralmente binários e operações não lineares.geralmente binários e operações não lineares.

•• Circuitos (elétricos, hidráulicos, pneumáticos etc)Circuitos (elétricos, hidráulicos, pneumáticos etc)

2121

•• Circuitos (elétricos, hidráulicos, pneumáticos etc)Circuitos (elétricos, hidráulicos, pneumáticos etc)

•• Variáveis binárias ( 0 ou 1)Variáveis binárias ( 0 ou 1)

•• Circuitos de Circuitos de Redes lógicas:Redes lógicas:

–– combinatóriascombinatórias

–– seqüenciaisseqüenciais


•• Controle LógicoControle Lógico

–– Redes lógicas combinatóriasRedes lógicas combinatórias (sem memórias nem (sem memórias nem temporizações)temporizações)

•• Projeto com álgebra booleanaProjeto com álgebra booleana

2222

•• Projeto com álgebra booleanaProjeto com álgebra booleana

•• Descrever, analisar e simplificar com auxílio de Tabelas da Descrever, analisar e simplificar com auxílio de Tabelas da verdade e Diagramas de relésverdade e Diagramas de relés


•• Controle LógicoControle Lógico

–– Redes lógicas seqüenciais Redes lógicas seqüenciais (memória, (memória, temporizadorestemporizadorese entrada de sinais)e entrada de sinais)

•• Teoria dos autômatosTeoria dos autômatos

•• Simulação Simulação em computadorem computador

2323

•• Simulação Simulação em computadorem computador


•• Etimologia: Etimologia: Da palavra Da palavra AutomationAutomation (1960)(1960)–– Participação do computador no controle automático Participação do computador no controle automático

industrial.industrial.

Definição:Definição:

2424

•• Definição:Definição:“Qualquer sistema, “Qualquer sistema, apoiado em computadoresapoiado em computadores, que , que substitui o trabalho humano, visando soluções substitui o trabalho humano, visando soluções rápidas e econômicas para atingir os objetivos da rápidas e econômicas para atingir os objetivos da indústria, dos serviços ou bem estar”indústria, dos serviços ou bem estar”


•• Computadores especializados Computadores especializados (Controladores (Controladores

Programáveis)Programáveis)

–– Controle lógicoControle lógico

–– Controle dinâmicoControle dinâmico

2525

–– Controle dinâmicoControle dinâmico

–– Simples reprogramaçõesSimples reprogramações


•• Computadores de ProcessoComputadores de Processo

–– Coletar informações do processo para criar um Coletar informações do processo para criar um modelo matemáticomodelo matemático

–– Sintetizar leis de controle ótimoSintetizar leis de controle ótimo

2626

–– Sintetizar leis de controle ótimoSintetizar leis de controle ótimo

–– Simular desempenhosSimular desempenhos

–– Implantar leis de controleImplantar leis de controle

–– Facilitar interfaces com supervisoresFacilitar interfaces com supervisores

Aspectos da automaçãoAspectos da automação

•• Implantação de sistemas interligados por Implantação de sistemas interligados por redes de comunicação (Auxiliar a supervisão redes de comunicação (Auxiliar a supervisão de problemas)de problemas)

–– Sistemas Sistemas supervisóriossupervisórios

2727

–– Sistemas Sistemas supervisóriossupervisórios

–– Interfaces homemInterfaces homem--máquina (IHM)máquina (IHM)

–– Controladores programáveisControladores programáveis

–– Controle baseado em PCControle baseado em PC


•• Necessidades da indústria:Necessidades da indústria:–– Maior nível de qualidadeMaior nível de qualidade

–– FlexibilidadeFlexibilidade

–– Menores custosMenores custos

2828

–– Menores custosMenores custos

–– Menores perdas de materiaisMenores perdas de materiais

–– Menor custo de capitalMenor custo de capital

–– Maior controle das informações do processoMaior controle das informações do processo

–– Melhor Melhor PCP (planejamento e controle da PCP (planejamento e controle da produção)produção)


•• Principal componente:Principal componente:–– CLP’s (CLP’s (controladores lógicos programáveis) controladores lógicos programáveis) -- 19681968

•• Memória programável para instruçõesMemória programável para instruções

•• Energização / desenergizaçãoEnergização / desenergização

•• TemporizaçãoTemporização

2929

•• TemporizaçãoTemporização

•• ContagemContagem

•• SequenciamentoSequenciamento

•• Operações matemáticasOperações matemáticas

•• Manipulação de dadosManipulação de dados


3030


•• Nível 1: Chão de fábricaNível 1: Chão de fábrica

–– Máquinas, dispositivos, Máquinas, dispositivos, componentescomponentes

–– Ex.: Linhas e máquinasEx.: Linhas e máquinas

3131

CLP’S, Comandos, máquinasMotores, Inversores, I/O’s


•• Nível 2: SupervisãoNível 2: Supervisão

–– Informações dos nível 1Informações dos nível 1

–– IHM’sIHM’s

–– Ex.: Sala de supervisãoEx.: Sala de supervisão

3232

Supervisão e IHM


•• Nível 3: controle do Nível 3: controle do processo produtivoprocesso produtivo

–– Banco de dadosBanco de dados

–– ÍndicesÍndices

3333

–– RelatóriosRelatórios

–– CEP (estatística)CEP (estatística)

–– Ex.: Avaliação e CQ em Ex.: Avaliação e CQ em processo alimentícioprocesso alimentício

Controle do ProcessoControle do ProcessoProdutivoProdutivo


•• Nível 4: Planejamento Nível 4: Planejamento do processodo processo

–– Controle de estoquesControle de estoques

–– LogísticaLogísticaPlanejamento Planejamento Do ProcessoDo Processo

3434

–– Ex.: Controle de Ex.: Controle de suprimentos e estoques suprimentos e estoques em função da em função da sazonalidade de uma sazonalidade de uma indústria de tecidosindústria de tecidos

Do ProcessoDo Processo


•• Nível 5: Administração Nível 5: Administração dos recursos dos recursos financeiros, vendas e financeiros, vendas e RH.RH.

Gerênciamento Gerênciamento GeralGeral

3535

Arquitetura Arquitetura da da

Automação Automação

3636

Automação Automação IndustrialIndustrial

Razões para Automação IndustrialRazões para Automação Industrial

•• RepetibilidadeRepetibilidade e maior qualidade na produçãoe maior qualidade na produção

•• Realização de tarefas impossíveis ou agressivas ao Realização de tarefas impossíveis ou agressivas ao homemhomem

•• Rapidez de resposta ao atendimento da produçãoRapidez de resposta ao atendimento da produção

3737

•• Redução dos custos de produçãoRedução dos custos de produção

•• Restabelecimento mais rápido do sistema produtivoRestabelecimento mais rápido do sistema produtivo

•• Redução de áreaRedução de área

•• Possibilidade de sistemas interligadosPossibilidade de sistemas interligados

Variedades da AutomaçãoVariedades da Automação

•• Segundo grau de complexidade e meios de Segundo grau de complexidade e meios de realização físicarealização física

–– Automações especializadas (menor complexidade)Automações especializadas (menor complexidade)

–– Grandes sistemas de automação (maior Grandes sistemas de automação (maior

3838

–– Grandes sistemas de automação (maior Grandes sistemas de automação (maior complexidade)complexidade)

–– Automações Industriais de âmbito local ( média Automações Industriais de âmbito local ( média complexidade)complexidade)


•• Automações especializadas (menor Automações especializadas (menor complexidade)complexidade)

–– Ex.: Interna aos aparelhos eletrônicos, telefones, Ex.: Interna aos aparelhos eletrônicos, telefones, eletrodomésticos, automóveis.eletrodomésticos, automóveis.

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eletrodomésticos, automóveis.eletrodomésticos, automóveis.

–– MicroprocessadoresMicroprocessadores

–– Programação em linguagem de máquinaProgramação em linguagem de máquina

–– Memória ROMMemória ROM


•• Grandes sistemas de automação (maior Grandes sistemas de automação (maior complexidade)complexidade)

–– Ex.: Controladores de vôos nos aeroportos, Ex.: Controladores de vôos nos aeroportos, controle metroviário, sistemas militares.controle metroviário, sistemas militares.

4040

controle metroviário, sistemas militares.controle metroviário, sistemas militares.

–– Programação comercial e científica em Programação comercial e científica em softwaresoftware

de tempo realde tempo real


•• Automações Industriais e de serviços de Automações Industriais e de serviços de âmbito local (média complexidade)âmbito local (média complexidade)

–– Ex.: Transportadores, processos químicos, Ex.: Transportadores, processos químicos, térmicos, gerenciadores de energia e de edifícios.térmicos, gerenciadores de energia e de edifícios.

4141

térmicos, gerenciadores de energia e de edifícios.térmicos, gerenciadores de energia e de edifícios.

–– CLP’sCLP’s isolados ou em redesisolados ou em redes

ReferênciasReferências

Apresentação adaptada de Universidade EAD Apresentação adaptada de Universidade EAD --UNIPARUNIPAR

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ind aula1

Technology