1 Dia 4 de setembro Fontes: Cap. 4 Introdução à automação Cap. 5 sistemas de controle industrial PROFa. Giovana Savitri Pasa SISTEMAS PRODUTIVOS IIENG 09014

Automação – utilização de tecnologia para realizar um processo ou procedimento sem a assistência humana 2 SISTEMAS PRODUTIVOS IIENG 09014

3 SISTEMAS PRODUTIVOS IIENG Tipos de Variáveis: 1)Contínuas 2)Discretas

4 SISTEMAS PRODUTIVOS IIENG )contínuas: são definidas para qualquer valor no intervalo considerado ex.: tensão, temperatura

5 SISTEMAS PRODUTIVOS IIENG ) Discretas Pode assumir somente determinados valores dentro do intervalo considerado. Podem ser: 2.1 Discretas não-binárias 2.2 Discretas binárias

6 SISTEMAS PRODUTIVOS IIENG Discretas não-binárias Podem assumir uma gama limitada de valores num determinado intervalo. Ex.: número de peças na manutenção a cada hora do dia horário (h)

7 SISTEMAS PRODUTIVOS IIENG Discretas binárias Pode assumir somente dois valores ao longo do tempo (ligado- desligado; 0-1 desligado ligado

8 SISTEMAS PRODUTIVOS IIENG Tipos de variáveis 3.1 Analógicas 3.2 Digitais

9 SISTEMAS PRODUTIVOS IIENG Analógicas São variáveis contínuas que são análogas a uma variável de interesse. Ex.: A tensão medida no termopar é proporcional à diferença de temperatura entre as duas junções

10 SISTEMAS PRODUTIVOS IIENG Digitais Sinais digitais são uma combinação de sinais lógicos e podem ser apresentados em diversas combinações:

11 PROFa. Giovana Savitri Pasa SISTEMAS PRODUTIVOS IIENG conversão analógica - digital

12 PROFa. Giovana Savitri Pasa SISTEMAS PRODUTIVOS IIENG pulsos modulados em amplitude 6,8 V

13 ENG Metodo de aproximação sucessiva Tem-se uma voltagem de referência 5 Volts Valor a ser convertido é 6,8 a)6,8>5 então bit=1 b)6,8-5= 1,8 c)1,8>2,5 falso entao bit=0 d)1,8>1,25 entao bit=1 e)1,8-1,25=0,55 f)0,55>0,625 falso entao bit=0 g)0,55>0,312 entao bit=1 h)0,55-0,312=0,238 i)0,238>0,156 entao bit=1 Usamos 6 bits Entao 6,8 v decimal passou a em digital Para conferirmos: 1*5+0*2,5+1*1,25+0*0,625+1*0,312+1*0,156=6,718 v

14 ENG Dúvida: 6,8 v decimal passou a em digital ?? Para conferirmos: 1*5+0*2,5+1*1,25+0*0,625+1*0,312+1*0,156=6,718 v A dúvida que surgiu em aula: Se convertemos para binário: Trata-se de uma questão de escala, por termos utilizado um dispositivo físico com tensão de referência de 5 volts. Veja a seguir:

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17 SISTEMAS PRODUTIVOS IIENG Sistemas de controle: Tipos: a)contínuo b) discreto

18 SISTEMAS PRODUTIVOS IIENG a)sistema de controle contínuo Exemplo: Saída de uma reação química que depende de temperatura, pressão e vazão de entrada de reagentes

19 SISTEMAS PRODUTIVOS IIENG b) sistemas de controle discreto Neste caso, as variáveis são modificadas em momentos discretos do tempo. As mudanças são ocasionadas por eventos ou pela passagem do tempo

20 SISTEMAS PRODUTIVOS IIENG SENSORES Existe uma ampla variedade de medidores usados na manufatura Medidor = SENSOR + TRANSDUTOR SENSOR detecta uma variável física de interesse, por exemplo: - pressão, temperatura, força TRANSDUTOR transforma essa variável em outro tipo de energia

21 SISTEMAS PRODUTIVOS IIENG TRANSDUTOR transforma: - temperatura em uma corrente - pressão em uma voltagem - força em uma voltagem - voltagem em rotação

1- Chave bimetálica - - são duas lâminas de metal de coeficientes de dilatação diferentes coladas juntas; - a uma mesma temperatura, o metal que se dilatar mais provocará uma curvatura no outro metal; - as mudanças de temperatura provocam a abertura ou fechamento de um contato. SISTEMAS PRODUTIVOS IIENG

Chave bimetálica - pode desligar um equipamento por ter atingido uma temperatura muito alta (segurança) SISTEMAS PRODUTIVOS IIENG

I Tacômetro É um gerador que produz uma tensão proporcional à velocidade medida. Aplicações: - manter a rotação de um equipamento em níveis desejados; - acionar frenagem de segurança, etc SISTEMAS PRODUTIVOS IIENG

3 - Dinamômetro Capaz de medir forças. Deformação pela força Voltagem SISTEMAS PRODUTIVOS IIENG

Efeito piezoelétrico - Fenômeno observado em cristais nos quais deformações mecânicas provocam polarizações elétricas seguindo determinadas direções. Medir pressão, força... Piezo - Unidade de medida de pressão: a pressão exercida por uma força de 10 3 que age perpendicular e uniformemente sobre uma área de um metro quadrado. Vale 10 3 N/m 2 SISTEMAS PRODUTIVOS IIENG

4- Bóia Simples dispositivo que flutua sobre um fluido. Transmite um ângulo de inclinação do braço a que está preso. Essa inclinação tem uma relação com o nível de fluido. SISTEMAS PRODUTIVOS IIENG

4- Bóia SISTEMAS PRODUTIVOS IIENG

5 - chave de fim de curso Transforma uma posição limite num tensão, acionando um contato. Ex. alimentador SISTEMAS PRODUTIVOS IIENG

6 - encoder ótico Usado para medir uma velocidade. Consiste de um disco com ranhura, o qual separa uma fonte de luz de uma fotocélula. SISTEMAS PRODUTIVOS IIENG

6 - encoder ótico Na medida em que o disco gira, ele transforma a luz em pulsos com freqüência maior ou menor, dependendo da velocidade. Velocidade freqüência de pulsos SISTEMAS PRODUTIVOS IIENG

7 - sensor fotoelétrico Consiste de um emissor - fonte de luz - e de um receptor - célula fotoelétrica. - Acionado por continuidade - Acionado por bloqueio Luz voltagem SISTEMAS PRODUTIVOS IIENG

8 - Arranjo fotoelétrico Consiste de um arranjo de sensores fotoelétricos. Serve para indicar a altura ou largura de um objeto, na medida em que o objeto irá bloquear alguns dos sensores do arranjo. dimensão voltagens SISTEMAS PRODUTIVOS IIENG

9 - Potenciômetro Consiste de um resistor e de um contatoo deslizante. A posição do contato se transforma numa resistência. posição resistência SISTEMAS PRODUTIVOS IIENG

10 - Strain gage O tensionamento físico é transformado numa variação de resistência. tensão resistência SISTEMAS PRODUTIVOS IIENG

11 - Termistor Na medida em que aumenta a temperatura do material (semicondutor) diminui a resistência. temperatura resistência SISTEMAS PRODUTIVOS IIENG

12 - Termopares Termômetro, especialmente para altas temperaturas. temperatura voltagem SISTEMAS PRODUTIVOS IIENG

12 - Termopares Baseia-se no fenômeno observado por Seebeck, estudado por Peltier e Thomson p.31 A diferença de temperatura entre as junções de dois metais diferentes gera uma diferença de potencial (voltagem) entre essas junções. SISTEMAS PRODUTIVOS IIENG

12 - Termopares A diferença de potencial (voltagem) é proporcional à temperatura. Uma das extremidades na fonte de calor a ser medida e outra na temperatura ambiente ou de referência. Pequena voltagem - é amplificada. SISTEMAS PRODUTIVOS IIENG

Características desejáveis dos dispositivos de medição A) Alta Acurácia - A medida deve conter um erro pequeno e sistemático em relação ao valor real B) Alta Precisão - A variabilidade aleatória ou ruído devem ser baixos. SISTEMAS PRODUTIVOS IIENG

C) Resposta rápida Capacidade do dispositivo de responder rapidamente às mudanças na variável medida. D) Facilidade de calibração - estabelecer a relação entre a variável de saída e o que se deseja medir SISTEMAS PRODUTIVOS IIENG

E) Mínimo drift - drift é a tendência a descalibrar com o tempo F) Alta confiabilidade - robusto para operar em ambientes agressivos, sem gerar falhas G) Baixo custo, em relação ao benefício SISTEMAS PRODUTIVOS IIENG