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1 Introdução à Engenharia de Controle e Automação 2009.

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Apresentação em tema: "1 Introdução à Engenharia de Controle e Automação 2009."— Transcrição da apresentação:

1 1 Introdução à Engenharia de Controle e Automação 2009

2 2 Roteiro Histórico e definição de automação A automação em nossas vidas A automação no meio produtivo Características e Conceitos da Automação Componentes básicos das automação Aspectos da automação Arquitetura da Automação Industrial Razões para Automação Industrial Variedades de Automação Tendências da automação

3 3 Histórico e definição de automação Etimologia: Da palavra Automation (1960) Participação do computador no controle automático industrial. Participação do computador no controle automático industrial. Definição atual. Qualquer sistema, apoiado em computadores, que substitui o trabalho humano, visando soluções rápidas e econômicas para atingir os objetivos da indústria, dos serviços ou bem estar

4 4 A automação em nossas vidas Objetivo: Facilitar nossas vidas Automação no dia-a-dia Em casa: Em casa: Lavando roupa Esquentando leite Abrindo o portão Lavando louça Na rua: Na rua: Sacando dinheiro Dirigindo pelas ruas Fazendo compras

5 5 A automação em nossas vidas No trabalho: No trabalho: Registrando o ponto Programando um robô Recebendo matéria-prima Estocando produto acabado Fazendo controle de qualidade Controlando temperatura de uma tanque de água Controlando a temperatura do escritório Acionando o sistema de combate à incêndio

6 6 A automação em nossas vidas No lazer: No lazer: Comprando um refrigerante Caminhando numa esteira Assistindo um filme Jogando um videogame

7 7 A automação no meio produtivo Objetivos:Facilitar os processos produtivos Componentes básicos Sensoriamento Sensoriamento Comparação e controle Comparação e controle Atuação Atuação Automação industrial = sistema otimizado Menor custo Menor custo Maior quantidade Maior quantidade Menor tempo Menor tempo Maior qualidade (precisão) Maior qualidade (precisão)

8 8 A automação no meio produtivo Qualidade = garantir uma produção com as mesmas características e alta produtividade Automação no meio ambiente Cumprimento de novas normas Cumprimento de novas normas Sistemas de controle de efluentes Sistemas de controle de efluentes Sistemas de controle de gases Sistemas de controle de gases

9 9 A automação no meio produtivo Automação nas indústrias Importância para sobrevivência das indústrias. Importância para sobrevivência das indústrias. Garante a competição no mercado globalizado Garante a competição no mercado globalizado Substitui o Homem Substitui o Homem Tarefas repetitivas Ambientes perigosos Ambientes insalubres Grande esforço físico

10 10 A automação no meio produtivo Transforma a estrutura da força de trabalho Qualitativamente Qualitativamente Quantitativamente Quantitativamente Exige treinamento Exige treinamento Qualificação da força de trabalho Qualificação da força de trabalho Melhoria das condições de trabalho Melhoria das condições de trabalho

11 11 A automação no meio produtivo Desafio: Inserir o homem no contexto da automatização sem traumatismo, sem desemprego, tendo somente um saldo positivo. O risco que se corre ao se introduzir novas tecnologias é menor do que aquele que se corre ao não introduzi-las

12 12 Características e Conceitos da Automação Sistemas automatizados Complexos ou simples Subsistemas comuns de simples entendimento

13 13 Características e Conceitos da Automação PERGUNTA : O que é preciso para construir um prédio de 50 andares?

14 14 Características e Conceitos da Automação RESPOSTA: Tijolo, concreto (areia, cimento, cal e pedras) e ferragem.

15 15 Características e Conceitos da Automação Componentes básicos das automação Sensores Sensores Atuadores Atuadores Redes Redes IHM (Interface Homem máquina) IHM (Interface Homem máquina) Controlador (CLP, PC, específico) Controlador (CLP, PC, específico) Supervisórios Supervisórios

16 16 Características e Conceitos da Automação CLP Sensores atuadores IHM REDES PC SUPERVISÓRIOS

17 17 Características e Conceitos da Automação Tipos de controle na automação Controle Dinâmico Controle Dinâmico Automação Industrial de Controle de processos (automação contínua) Automação Industrial de Controle de processos (automação contínua) Controle Lógico Controle Lógico Automação Industrial de manufatura (automação discreta)

18 18 Controle dinâmico Utiliza medidas das saídas do sistema a fim de melhorar o seu desempenho operacional, através de realimentação. Incalculável poder tecnológico Aperfeiçoamento de processos VelocidadePrecisão

19 19 Controle dinâmico Controle de temperatura de um aquário

20 20 Controle dinâmico Objetivo: manter a água em torno de 25ºC

21 21 Controle lógico Utiliza sinais sempre discretos em amplitude, geralmente binários e operações não lineares. Circuitos (elétricos, hidráulicos, pneumáticos etc) Variáveis binárias ( 0 ou 1) Circuitos de Redes lógicas: combinatórias combinatórias seqüenciais seqüenciais

22 22 Controle Lógico Redes lógicas combinatórias (sem memórias nem temporizações) Projeto com álgebra booleana Descrever, analisar e simplificar com auxílio de Tabelas da verdade e Diagramas de relés

23 23 Controle Lógico Redes lógicas seqüenciais (memória, temporizadores e entrada de sinais) Redes lógicas seqüenciais (memória, temporizadores e entrada de sinais) Teoria dos autômatos Redes de Petri Cadeias de Markov Simulação em computador

24 24 Controle Lógico Prensa de alavanca Botões de segurança

25 25 Características e Conceitos da Automação Cadeia de comando Entrada de sinais Processamento de sinais Conversão de sinais Saída de sinais

26 26 Características e Conceitos da Automação Computadores especializados (Controladores Programáveis) Controle lógico Controle lógico Controle dinâmico Controle dinâmico Simples reprogramações Simples reprogramações

27 27 Características e Conceitos da Automação Computadores de Processo Coletar informações do processo para criar um modelo matemático Coletar informações do processo para criar um modelo matemático Sintetizar leis de controle ótimo Sintetizar leis de controle ótimo Simular desempenhos Simular desempenhos Implantar leis de controle Implantar leis de controle Facilitar interfaces com supervisores Facilitar interfaces com supervisores

28 28 Aspectos da automação no contexto econômico industrial Implantação de sistemas interligados por redes de comunicação (Auxiliar a supervisão de problemas) (Auxiliar a supervisão de problemas) Sistemas supervisórios Sistemas supervisórios Interfaces homem-máquina (IHM) Interfaces homem-máquina (IHM) Controladores programáveis Controladores programáveis Controle baseado em PC Controle baseado em PC

29 29 Aspectos da automação Necessidades da indústria: Maior nível de qualidade Maior nível de qualidade Flexibilidade Flexibilidade Menores custos Menores custos Menores perdas de materiais Menores perdas de materiais Menor custo de capital Menor custo de capital Maior controle das informações do processo Maior controle das informações do processo Melhor PCP Melhor PCP

30 30 Aspectos da automação Principal componente: CLPs (controladores lógicos programáveis) CLPs (controladores lógicos programáveis) Memória programável para instruções Energização / desenergização TemporizaçãoContagemSequenciamento Operações matemáticas Manipulação de dados

31 31 Arquitetura da Automação Industrial

32 32 Arquitetura da Automação Industrial Nível 1: Chão de fábrica Máquinas, dispositivos, componentes Máquinas, dispositivos, componentes Ex.: Linhas e máquinas Ex.: Linhas e máquinas CLPS, Comandos, máquinas Motores, Inversores, I/Os

33 33 Arquitetura da Automação Industrial Nível 2: Supervisão Informações dos nível 1 Informações dos nível 1 IHMs IHMs Ex.: Sala de supervisão Ex.: Sala de supervisão Supervisão e IHM

34 34 Arquitetura da Automação Industrial Nível 3: controle do processo produtivo Banco de dados Banco de dados Índices Índices Relatórios Relatórios CEP CEP Ex.: Avaliação e CQ em processo alimentício Ex.: Avaliação e CQ em processo alimentício Controle do Processo Produtivo

35 35 Arquitetura da Automação Industrial Nível 4: Planejamento do processo Controle de estoques Controle de estoques Logística Logística Ex.: Controle de suprimentos e estoques em função da sazonalidade de uma indústria de tecidos Ex.: Controle de suprimentos e estoques em função da sazonalidade de uma indústria de tecidosPlanejamento Do Processo

36 36 Arquitetura da Automação Industrial Nível 5: Administração dos recursos financeiros, vendas e RH. GerênciamentoGeral

37 37 Arquitetura da Automação Industrial

38 38 Variedades da Automação Segundo grau de complexidade e meios de realização física Automações especializadas (menor complexidade) Automações especializadas (menor complexidade) Grandes sistemas de automação (maior complexidade) Grandes sistemas de automação (maior complexidade) Automações Industriais de âmbito local ( média complexidade) Automações Industriais de âmbito local ( média complexidade)

39 39 Variedades da Automação Automações especializadas (menor complexidade) Ex.: Interna aos aparelhos eletrônicos, telefones, eletrodomésticos, automóveis. Ex.: Interna aos aparelhos eletrônicos, telefones, eletrodomésticos, automóveis. Microprocessadores Microprocessadores Programação em linguagem de máquina Programação em linguagem de máquina Memória ROM Memória ROM

40 40 Variedades da Automação Grandes sistemas de automação (maior complexidade) Ex.: Controladores de vôos nos aeroportos, controle metroviário, sistemas militares. Ex.: Controladores de vôos nos aeroportos, controle metroviário, sistemas militares. Programação comercial e científica em software de tempo real Programação comercial e científica em software de tempo real

41 41 Variedades da Automação Automações Industriais e de serviços de âmbito local (média complexidade) Ex.: Transportadores, processos químicos, térmicos, gerenciadores de energia e de edifícios. Ex.: Transportadores, processos químicos, térmicos, gerenciadores de energia e de edifícios. CLPs isolados ou em redes CLPs isolados ou em redes

42 42 TENDÊNCIAS DA AUTOMAÇÃO Tecnologia Wireless De lenta, cara e insegura tornou-se mais rápida e econômica Chips de menor capacidade residirão inteligência diretamente em sensores e atuadores – softwares serão parte do produto residirão inteligência diretamente em sensores e atuadores – softwares serão parte do produto

43 43 TENDÊNCIAS DA AUTOMAÇÃO Controles baseados em PLC ou PC serão obsoletos e caros A propriedade da solução tecnológica será medida em meses em vez de anos Sistemas microeletromecânicos miniaturizar sensores, atuadores, motores, engrenagens displays para equipamentos digitais miniaturizar sensores, atuadores, motores, engrenagens displays para equipamentos digitais

44 44 Universidade Católica de Goias Ulbra – Canoas Anotações pessoais BIBLIOGRAFIA


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