Conceito É a aplicação de técnicas, softwares e/ou equipamentos específicos em uma determinada máquina ou processo industrial, com o objetivo de aumentar.

Apresentação em tema: "Conceito É a aplicação de técnicas, softwares e/ou equipamentos específicos em uma determinada máquina ou processo industrial, com o objetivo de aumentar."— Transcrição da apresentação:

1 Conceito É a aplicação de técnicas, softwares e/ou equipamentos específicos em uma determinada máquina ou processo industrial, com o objetivo de aumentar a sua eficiência, maximizar a produção com o menor consumo de energia e/ou matérias primas, menor emissão de resíduos de qualquer espécie, melhores condições de segurança, seja material, humana ou das informações referentes a esse processo, ou ainda, de reduzir o esforço ou a interferência humana sobre esse processo ou máquina.

2 Diferença das demais engenharias
. controle Engenharia Engenharia . CAM . acion. elétricos Elétrica Mecânica . eletrônica . CAD/CAE . redes industriais . robótica . comando numérico Controle instrumentação & Automação . avaliação de desempenho . redes CIM . int. artificial . sistemas digitais . sistemas distribuídos . gerenciamento . microprocessadores . linguagens Engenharia . qualidade . tempo real Informática . integração / interoperabilidade de . planejamento Produção Vários trabalhos & disciplinas em parceria com outros departamentos/cursos.

3 FÁBRICA AUTOMOBILISTICA

4 FÁBRICA DA COCA-COLA

5 TORNEARIA

6 FABRICA DE CERVEJA

7 CICLO DA AUTOMAÇÃO

8 SENSOR Um sensor é um elemento que recebe e responde a um estímulo, convertendo um tipo de energia em outro

9 SENSOR

10 ATUADOR É um elemento que produz movimento, atendendo a comandos que podem ser manuais ou automáticos.

11 ACIONADORES DE POTÊNCIA MOTOR DE INDUÇÃO ELETROVÁVULAS

12 ACIONADORES CHAVES CONTATORAS RELÉS

13 CONTROLE DE PROCESSO PROCESSO: operação ou desenvolvimento que evolui progressivamente em direção a um resultado ou meta. Qualquer operação a ser controlada, tais como, processos químicos, biológicos, econômicos, etc. ESTUDO DE UM PROCESSO: determinar a resposta na saída em função de uma entrada presente. Qualificar o padrão causa-efeito ou excitação-resposta.

14 TRANSPOSIÇÃO REPRESENTAÇÃO DE UM PROCESSO: através de uma caixa preta (bloco). TRANSPOSIÇÃO: determinados resultados para um certo caso para diversos outros processos. PROCESSO: conjunto de leis, regras que regem um certo conjunto de dispositivos. Processo Causa/Excitação Efeito/Resposta

15 SISTEMAS DE CONTROLE RELAÇÃO ENTRADA-SAÍDA: conhecendo as variáveis físicas de causa e de efeito, busca-se deixar o todo dentro de certos parâmetros estipulados. CONTROLE DE PROCESSOS: grandeza física que mereça análise para a determinação de uma resposta, em função de uma excitação dada e de um sistema cujas características sejam conhecidas.

16 Sistema de Automação Industrial Sistema de Automação Industrial
Recursos (Matéria, energia e informação) atuação Sistema de Automação Industrial Planta Industrial (Processo Técnico medidas Produtos (Matéria, energia e informação)

17 Sistema de Automação Industrial
Processamento (Controle e Intertravamento) Transmissor e Amplificador Atuador Condicionador e Transmissor Sensor Grandezas Manipuláveis (Pressão, Vazão, etc.)

18 Sistemas de Automação A automação de processos industriais pode ser feita na forma de: Sistemas em Malha Aberta Sistemas em Malha Fechada

19 Sistemas em Malha Aberta
Os Sistemas em Malha Aberta são aqueles em que as grandezas de saída não são comparadas com as grandezas de entrada. Uma máquina de secar roupas, A velocidade de acionamento de um cilindro hidráulico,

20 Sistemas em Malha Fechada
No Sistema em Malha Fechada, há um fluxo de informação no sentido direto, da entrada para a saída, e outro fluxo de informações que compara a saída com um valor de referência. A comparação é feita através da realimentação da saída. Os sistemas de malha fechada são controlados através de circuitos lógicos eletrônicos tornando-se mais rápidos, compactos e capazes de receber mais informações de entrada e atuando sobre um maior número de dispositivos de saída.

21 Fluxo de informação Vamos analisar no processo automático de furação uma cadeia de comando. Da entrada até saída do sistema há um fluxo de informação. A informação consiste em sinais de entrada que assumem diferentes características dentro do próprio sistema. Observe o diagrama que ilustra este fluxo, a seguir.

22 Sistema de Controle em Malha Fechada (“Loop”)
Malha de controle constitui um conjunto de elementos (medidor, controlador, atuador, etc.) com o objetivo de manter uma das variáveis do processo (pressão, temperatura, nível, etc.) dentro de um valor pré-estabelecido (set-point).

23 Sistema de Controle em Malha Fechada (“Loop”)

24 Sistema de Controle em Malha Fechada (“Loop”)

25 Variável de Processo (PV)
As principais grandezas que traduzem transferências de energia num processo são chamadas de “Variáveis de Processo” - PV). São exemplos de variáveis de processo: Pressão, temperatura, nível, vazão, densidade, pH. A PV (Variável de Processo) é o que deseja-se controlar em um processo industrial.

26 Variável de Processo (PV)
PV = Temperatura

27 Set-Point (SP) É o valor desejável para uma determinada variável de processo. Em um processo industrial deseja-se controlar a PV a partir de um determinado Set-point. Pode ser fixo ou variável no tempo.

28 Erro (E) É a diferença entre a Variável de Processo (PV) e o set-point (SP). Ou seja: E = SP-PV (controle direto) Ou E = PV-SP (controle reverso)

29 Variável Manipulada (MV)
Um controlador analisa o erro (E) e, a partir dele, calcula qual deverá ser a atitude a ser tomada. Ou seja, qual deve ser o valor do elemento final de controle para que o erro seja nulo.

30 Controle de Malha Fechada

31 Na malha fechada, a informação sobre a variável controlada, com a respectiva comparação com o valor desejado, é utilizada para manipular uma ou mais variáveis do processo.

32 Na figura , a informação acerca da temperatura do fluido da água aquecida (fluido de saída), acarreta uma mudança no valor da variável do processo, no caso, a entrada de vapor.

33 Se a temperatura da água aquecida estiver com o valor abaixo do valor do set point, a válvula abre, aumentando a vazão de vapor para aquecer a água. Se a temperatura da água estiver com um valor abaixo do set point, a válvula fecha, diminuindo a vazão de vapor para esfriar a água.

34 Controle Feedback Em sistemas de malha fechada, o controle de processo pode ser efetuado e compensado antes ou depois de afetar a variável controlada, isto é, supondo que no sistema apresentado como exemplo, a variável controlada seja a temperatura de saída da água. Se o controle for efetuado, após o sistema ter afetado a variável (ter ocorrido um distúrbio), o controle é do tipo "feed-back", ou realimentado.

35 Malha aberta Na malha aberta, a informação sobre a variável controlada não é utilizada para ajustar qualquer entrada do sistema para compensar variações nas variáveis do processo.

36 Malha aberta

37 SISTEMA EM MALHA ABERTA
SISTEMA DE CONTROLE EM MALHA ABERTA: não apresenta tomada de sinal ou medida da saída reinjetada e comparada com a sua entrada. EXEMPLO: alto-falante (converte sinal elétrico em ondas sonoras)

38 BLOCOS DE UM SISTEMA DE CONTROLE
BLOCOS BÁSICOS: medidor, comparador, atuador, processo e saída. EXEMPLO: Ciclo de controle processo atuador comparador saída set-point medidor

39 Entrada de sinais – Sensores e medidores:
a entrada de uma informação ou sinal no sistema é feita através de: interruptores de fim de curso; emissores/receptores de sinais sem contato (por exemplo, infravermelho); barreiras fotoelétricas; botões e pedais manuais; um programa de computador (que fornece os valores de referência, por exemplo).

40 Processamento de sinais: Controladores
as informações da entrada são processadas pelos seguintes elementos: válvulas pneumáticas; módulos eletrônicos; microprocessadores; CLP´s.

41 a conversão de sinais é feita pelos seguintes elementos:
amplificadores; placas AD/DA (analógico-digital/digital-analógico); válvulas pneumáticas, hidráulicas e eletromagnéticas.

42 Saída: Atuadores a saída das informações é feita pelos atuadores ou elementos de trabalho: válvulas e cilindros hidráulicos e pneumáticos; contadores de potência; transistores de potência.

43 Tipos de sinais Sinal analógico. A velocidade de deslocamento de um automóvel é transmitida por um sinal contínuo, analógico e pode ser medida por um velocímetro, um instrumento de medição do sinal contínuo, analógico. O sinal analógico é um sinal contínuo, que representa a evolução de uma grandeza, de uma variável. Um sinal analógico apresenta infinitos valores mesmo que seja numa faixa determinada.

44 Características e tipos de sinais
Sinal digital:O sinal digital captura em amostragens o comportamento de uma variável. Assim, nem toda variação é capturada por ele mas uma amostragem do seu valor ao longo do tempo. É importante que as amostragens expressem bem as oscilações relevantes da grandeza observada.

45 Características e tipos de sinais
Sinal binário. O sinal binário ("bi"= dois), é um caso particular do sinal digital, só pode assumir dois valores. A presença ou falta de peça; botão acionado ou não-acionado são alguns dos exemplos de sinais binários.

46 Exercício Identifique um sistema de automação que possua as características mencionadas nesta aula, descreva-o de forma sucinta (diagrama de blocos, esquema, desenho) Identifique os tipos de sensores, atuadores e controladores presentes no sistema observado. Entregar na próxima aula