Automação e Controle AUTOMAÇÃO E CONTROLE Professor Miguel Neto

Automação Conjunto de técnicas utilizadas objetivando: Controle do processo com a menor intervenção humana possível; Tornar o sistema mais eficiente, seguro; Obter informações do processo para tomada de decisões Etc.

Histórico Representação da evolução dos sistemas de controle desde o final do século XIX.

Processos industriais Processos Contínuos: são aqueles que possuem saídas contínuas. Processos Discretos ou Manufaturas: são aqueles que possuem produtos enumeráveis, como na produção de autopeças. Processos por batelada: são os que possuem característica de ambos os modelos.

Sinais Analógicos Típico dos processos contínuos; Varia continuamente no tempo; Estabelece infinitos valores dentro de um intervalo qualquer; Tipo pneumático: gás (ar comprimido, nitrogênio, gás natural). Sinal 0,2 a 1,0 kgf/cm2 ou 3 a 15 psi. Tipo elétrico: sinais elétricos de corrente ou tensão. Sinal 4 a 20 mA, 10 a 50 mA e 1 a 5 V.

Sinais Digitais Típico dos processos discretos ou de manufatura; Varia bruscamente no tempo; Estabelece finitos valores dentro de um intervalo qualquer ( “0” e “1”);

Lógica do processo de automação Sensores Controladores Atuadores

Sensores Realizam o interfaceamento entre o sistema físico e o sistema de controle; São projetados para detectar algum evento no processo e emitirem um sinal de resposta a este evento. Possuem resposta discreta. Sensor capacitivo e indutivo Sensor optico Chave fim de curso

Medidores Podem ser fabricados pela associação de três partes: Elemento de recepção/transdutor; Elemento de condicionamento; Elemento de indicação. Obs: Quando dessa associação for incorporado aos conversores, recebe o nome de transmissores.

Transdutores São dispositivos que convertem uma grandeza física em outra. Possui resposta contínua. Exemplo: Transdutores elétricos: convertem grandeza física (temperatura, pressão, etc.) em sinal elétrico (normalmente em tensão). Podem ser: * Tipo direto –convertem a grandeza física em sinal elétrico diretamente. Ex.: termopares (convertem temperatura em tensão) * Tipo indireto –modificam algum parâmetro interno. Ex.: termoresistor (modifica a resistência elétrica)

Limitações dos sensores e transdutores Alcance limitado a poucas dezenas de metros. Solução Utilização de Transmissores São dispositivos que recebem o sinal de um transdutor ou sensor e envia a distâncias maiores, modulando este sinal sobre outro de referência (4-20 mA, 1-5V, etc.) de forma proporcional ao sinal do sensor ou transdutor.

Transmissores de sinal elétrico São instrumentos que medem uma variável do processo e a transmitem à distância a um instrumento receptor, indicador, registrador, controlador ou a uma combinação destes.

CLP 1-Controle discreto com uso de relés – Energização de bobinas. 2-Controlador lógico programável (CLP) – Funções lógicas binárias (E, OU, SE...ENTÃO etc). 3-Controlador programável (CP) – Funções binárias e malhas analógicas.

Tipos de CLP 1-CLPs compactos – possuem em uma única unidade a fonte de alimentação, a CPU e os módulos de E/S. 2- CLPs modulares – Compostos por uma estrutura modular, em que cada módulo executa uma determinada função.

Controlador programável (CP): Entradas e saídas

Elementos finais de controle (Atuadores) São equipamentos utilizados para modificar diretamente o processo: Inversores de frequência; Resistências elétricas; Motores; Válvulas; Lâmpadas; Chaves de nível; Cilindros hidráulicos e pneumáticos; Etc.

Pirâmide da automação

Nível de campo

Nível de controle Controlador PID CLP Micro-controladores ARDUINO

Nível de supervisão