Introdução à Engenharia de Controle e Automação 2009

Roteiro Componentes básicos das automação 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

Histórico e definição de automação Etimologia: Da palavra Automation (1960) 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”

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

A automação em nossas vidas 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

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

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

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

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

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

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”

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

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

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

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

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

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

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 Velocidade Precisão

Controle de temperatura de um aquário Controle dinâmico Controle de temperatura de um aquário

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

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 seqüenciais

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

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

Controle Lógico Prensa de alavanca Botões de segurança

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

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

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

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

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

Aspectos da automação Principal componente: CLP’s (controladores lógicos programáveis) - 1968 Memória programável para instruções Energização / desenergização Temporização Contagem Sequenciamento Operações matemáticas Manipulação de dados

Arquitetura da Automação Industrial

Arquitetura da Automação Industrial Nível 1: Chão de fábrica Máquinas, dispositivos, componentes Ex.: Linhas e máquinas

Arquitetura da Automação Industrial Nível 2: Supervisão Informações dos nível 1 IHM’s Ex.: Sala de supervisão

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

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

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

Arquitetura da Automação Industrial

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

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

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

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

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

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

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