PCS2938 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2009PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 1 PCS 2038 – Conceitos Gerais.

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1 PCS2938 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2009PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 1 PCS 2038 – Conceitos Gerais de Automação Sensores Aplicação a Processos Aula 5 Bruno Toshiaki Maeda Trevelim Marcio Massaki Horoiwa

2 PCS2938 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2009PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 2 •Construção e implementação dos processos automáticos; •Simplificação do trabalho manual; •Melhoria na produtividade e qualidade; •Valorização de outras atividades. Automação SISTEMAS DE AUTOMAÇÃO

3 PCS2938 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2009PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 3 •Mecanização (3500 a.C.) : Invenção da roda; •Século XVIII: Revolução Industrial; •Década de 20: Henry Ford (linhas de montagem); •Década de 60: Microeletrônica (CLP’s); •Década de 90: Computadores (SCADA). História da Automação SISTEMAS DE AUTOMAÇÃO

4 PCS2938 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2009PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 4 Sistema de Controle SISTEMAS DE AUTOMAÇÃO

5 PCS2938 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2009PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 5 •Processo: procedimento de manufatura; •Sensor: fornece informação sobre o sistema; •Controlador: responsável pelo acionamento dos atuadores; •Atuador: realiza o trabalho sobre o processo. Sistema de Controle SISTEMAS DE AUTOMAÇÃO

6 PCS2938 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2009PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 6 •Elemento que fornece informação sobre o sistema; •Transdutor específico; •Pode indicar variáveis físicas (pressão, temperatura, velocidade) ou estados do sistema (posicionamento). O Que é? SENSOR

7 PCS2938 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2009PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 7 o Cinemáticos •Posição •Orientação •Velocidade •Aceleração •Proximidade o Dinâmicos •Conjugado •Força •Tato o Outros •Presença •Som •Luz •Temperatura •Tensão e corrente •Pressão •Umidade •Nível e Fluxo Tipos SENSOR

8 PCS2938 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2009PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 8 o Absoluta ou Relativa. o Linear ou Angular. o Pode ser: •Proximidade Indutivo •Proximidade Capacitivo •De Campo Magnético •Transformador E •Potenciométrico •Encoders •Ultrassônico SENSOR: POSIÇÃO / DESLOCAMENTO

9 PCS2938 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2009PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 9 •Mais comuns; •Limitado entre uma certa faixa, assume infinitos valores intermediários; •Resistência, capacitância, tensão, etc; •Sensor “ideal” – variação linear. Analógicos SENSOR

10 PCS2938 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2009PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 10 •Níveis bem definidos; •Simples •2 estados (1 ou 0). •Complexos •Avança em “degraus”; •Serial, PWM, etc. Digitais SENSOR

11 PCS2938 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2009PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 11 Digital x Analógico SENSOR

12 PCS2938 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2009PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 12 Chave digital SENSOR

13 PCS2938 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2009PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 13 •Sensor digital mais simples; •Calculadoras, celulares, TVs, teclados, etc; Chave digital SENSOR

14 PCS2938 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2009PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 14 Chaves DIP SENSOR

15 PCS2938 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2009PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 15 Chave “tact-switch” SENSOR

16 PCS2938 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2009PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 16 Chaves de “fim-de-curso” SENSOR

17 PCS2938 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2009PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 17 Chave magnética SENSOR

18 PCS2938 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2009PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 18 LDR – Light Dependent Resistor SENSOR

19 PCS2938 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2009PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 19 •Semicondutor sulfeto de cádmio (CdS); •Diminuição da resistência elétrica com o aumento da luminosidade; •Iluminação pública, câmeras, controle de luminosidade, etc. LDR – Light Dependent Resistor SENSOR

20 PCS2938 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2009PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 20 LDR

21 PCS2938 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2009PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 21 Potenciômetro Sensor de Posição

22 PCS2938 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2009PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 22 •Robôs e equipamentos industriais; •Monitoração da suspensão de automóveis; •Divisor de tensão variável; •Angular, linear ou multivolta. Potenciômetro SENSOR

23 PCS2938 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2009PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 23 Potenciômetro SENSOR

24 PCS2938 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2009PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 24 Potenciômetro SENSOR

25 PCS2938 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2009PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 25 SENSOR

26 PCS2938 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2009PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 26 Acelerômetro SENSOR

27 PCS2938 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2009PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 27 •Air-Bags; •Sismômetros; •Estabilização de imagens; •Velocidade e distância percorrida por um atleta; •Proteção em HDs; •Celulares, Video-games, etc. Acelerômetro SENSOR

28 PCS2938 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2009PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 28 •Tensão •Materiais piezoelétricos; •Cristais microscópicos. •Capacitância •Três placas formando dois capacitores. Acelerômetro SENSOR

29 PCS2938 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2009PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 29 Acelerômetro

30 PCS2938 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2009PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 30 Acelerômetro

31 PCS2938 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2009PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 31 Acelerômetro •Um, dois ou três eixos; •Valor limite; •HD – 2g •Air Bag – 200g •Sensibilidade; •Largura de banda. Características

32 PCS2938 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2009PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 32 Acelerômetro

33 PCS2938 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2009PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 33 Acelerômetro

34 PCS2938 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2009PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 34 Acelerômetro

35 PCS2938 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2009PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 35 Acelerômetro

36 PCS2938 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2009PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 36 Acelerômetro

37 PCS2938 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2009PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 37 Sensor de Proximidade Indutivo SENSOR: POSIÇÃO / DESLOCAMENTO

38 PCS2938 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2009PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 38 Sensor de Proximidade Indutivo SENSOR: POSIÇÃO / DESLOCAMENTO

39 PCS2938 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2009PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 39 Sensor de Proximidade Indutivo SENSOR: POSIÇÃO / DESLOCAMENTO

40 PCS2938 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2009PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 40 o Características: •Não possuem peças móveis •Atuam sem contato físico •Totalmente vedados •Repetibilidade •Substituem as chaves de fim-de-curso e micro-chaves Sensor de Proximidade Indutivo SENSOR: POSIÇÃO / DESLOCAMENTO

41 PCS2938 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2009PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 41 o Aplicações: •Controle de presença •Fim de curso •Detecção de passagem e posicionamento •Contagem Sensor de Proximidade Indutivo SENSOR: POSIÇÃO / DESLOCAMENTO

42 PCS2938 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2009PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 42 o Sua utilização é recomendada quando: •Velocidade de funcionamento elevada •Condições ambientais severas •Peças a serem detectadas são pequenas ou frágeis Sensor de Proximidade Indutivo SENSOR: POSIÇÃO / DESLOCAMENTO

43 PCS2938 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2009PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 43 Sensor de Proximidade Indutivo SENSOR: POSIÇÃO / DESLOCAMENTO

44 PCS2938 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2009PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 44 Sensor de Proximidade Capacitivo SENSOR: POSIÇÃO / DESLOCAMENTO

45 PCS2938 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2009PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 45 o Utilização: •Detecção de materiais metálicos e não-metálicos Sensor de Proximidade Capacitivo SENSOR: POSIÇÃO / DESLOCAMENTO

46 PCS2938 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2009PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 46 o Aplicações: •Controle de nível em silos •Contagem •Detecção de fluidos Sensor de Proximidade Capacitivo SENSOR: POSIÇÃO / DESLOCAMENTO

47 PCS2938 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2009PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 47 Sensor de Proximidade Capacitivo SENSOR: POSIÇÃO / DESLOCAMENTO

48 PCS2938 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2009PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 48 Sensor de Proximidade Capacitivo SENSOR: POSIÇÃO / DESLOCAMENTO

49 PCS2938 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2009PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 49 Sensor de Proximidade Capacitivo - Dielétricos SENSOR: POSIÇÃO / DESLOCAMENTO

50 PCS2938 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2009PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 50 Sensor de Proximidade Capacitivo - Dielétricos SENSOR: POSIÇÃO / DESLOCAMENTO Maior constante dielétrica ou Menor distância Maior Capacitância

51 PCS2938 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2009PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 51 o Detecção de objetos em seu feixo de ação o Pode ser: •Óptico  Retro-reflexão  Barreira  Reflexão difusa  Cabos de fibra óptica •Infravermelho  Ativo  Passivo •Barreira Ultrassônica SENSOR: PRESENÇA

52 PCS2938 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2009PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 52 Óptico SENSOR: PRESENÇA

53 PCS2938 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2009PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 53 Óptico SENSOR: PRESENÇA

54 PCS2938 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2009PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 54 Óptico por difusão / retro-reflexão SENSOR: PRESENÇA

55 PCS2938 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2009PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 55 Óptico por Barreira SENSOR: PRESENÇA

56 PCS2938 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2009PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 56 Fibra óptica SENSOR: PRESENÇA

57 PCS2938 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2009PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 57 Infravermelho Ativo SENSOR: PRESENÇA

58 PCS2938 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2009PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 58 Infravermelho Passivo SENSOR: PRESENÇA

59 PCS2938 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2009PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 59 o Componentes sensíveis à variações de temperatura o Podem ser: •Termistores (Thermally Sensitive Resistor)  PTC (Positive Temperature Coefficient)  NTC (Negative Temperature Coefficient) •Termopares •Termoresistência •Par Bimetálico •Sensores Eletrônicos  Diodos e Transistores  Circuitos Integrados SENSOR: TEMPERATURA

60 PCS2938 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2009PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 60 Termistores SENSOR: TEMPERATURA

61 PCS2938 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2009PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 61 o Resistores termicamente sensíveis o Extremamente sensíveis à pequenas variações de temperatura o PTC ou NTC Termistores SENSOR: TEMPERATURA

62 PCS2938 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2009PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 62 Termistores

63 PCS2938 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2009PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 63 PTC Termistores o Proteção contra excesso de corrente.

64 PCS2938 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2009PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 64 o Aplicações: •Sistemas de detecção e alarmes contra incêndios; •Medicina: termômetros; •Regulação de temperatura: congeladores, fornos elétricos, sistemas de aquecimento e ar-condicionado; •Veículos: monitoração da termperatura do motor, líquido de arrefecimento e lubrificantes. Termistores SENSOR: TEMPERATURA

65 PCS2938 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2009PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 65 Aplicação nos automóveis SENSOR

66 PCS2938 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2009PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 66 •Motor do carro •Sistema de Alarme •Air Bags •Sistema de Classificação de Ocupantes (OCS) •Auxílio na condução •Conforto dos ocupantes Aplicação dos Sensores Sensores nos automóveis

67 PCS2938 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2009PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 67 •Sensor de massa do Fluxo de ar •Sensor de oxigênio •Sensor de posição do acelerador •Sensor de temperatura da água •Sensor de voltagem •Sensor de rotação do motor Alguns exemplos de aplicação Sensores do motor dos automóveis

68 PCS2938 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2009PCS2038 – Conceitos Gerais de Automação 1º Quadrimestre de 2010 68 •http://www.automacoes.com/2008/12/histrico-da-automao-industrial.html •http://www.cwbookstore.com.br/cet_ta.cfm •http://automagate.com.br/?p=12 •http://pt.wikipedia.org/wiki/Revolu%C3%A7%C3%A3o_Industrial •http://pt.wikipedia.org/wiki/Henry_Ford •http://literature.rockwellautomation.com •http://www.maxwellbohr.com.br/downloads/Tutorial%20Eletronica%20- %20Aplicacoes%20e%20funcionamento%20de%20sensores.pdf Referências SENSORES