aula 01 automação e controle

UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDOCURSO: CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO

Profª Danielle Casillo

� Nome: Automação e Controle� Créditos: 4 – 60 horas� Período: 2010.2

Horário: quartas e sextas das 20:40 às 22:20� Horário: quartas e sextas das 20:40 às 22:20� Professora: Danielle Simone S. Casillo� Página: www.ufersa.edu.br� Sigaa: www.sig.ufersa.edu.br� Contato: [email protected]

Aula 01 - Introdução à Automação 2

� Proporcionar ao estudante de Ciência daComputação as tecnologias dedesenvolvimento para automação,programação de Controladores Lógicosprogramação de Controladores LógicosProgramáveis (CLP) e SistemasSupervisórios permitindo-lhe atuar sobreestes sistemas de forma corretiva ou paraexecução de melhorias, bem como nodesenvolvimento de novas aplicações.


� Introduzir os conceitos de automação e controle; � Introduzir a linguagem de programação Grafcet e ladder

e desenvolver aplicações práticas;� Conhecer a ferramenta SPDSW para desenvolvimento de

aplicações industriais;aplicações industriais;� Aplicar os recursos da ferramenta SPDSW de maneira

correta e otimizada;� Implementar a comunicação do software com sistemas

equipamentos de automação (CLPs, Interface Homem Máquina - IHM, etc.);

� Desenvolver aplicações (sistemas supervisórios) para interface com sistema controlado por CLP.


� Ensino:� Aulas teóricas, práticas e trabalhos usando kits de

treinamento em CLP e IHM.

� Avaliação:� Trabalhos escritos e de laboratório

Experiências práticas� Experiências práticas� Provas escritas e/ou práticas

� Data das avaliações:� 17/09/2010 - 1ª avaliação� 22/10/2010 - 2ª avaliação� 26/11/2010 - 3ª avaliação� 01/12/2010 – Reposição� 08/12/2010 - 4ª avaliação


� Primeira Unidade:� Introdução

� Automação Industrial: objetivos, histórico;� Introdução ao CLP: definição, histórico,� Introdução ao CLP: definição, histórico,

aplicações, componentes e linguagens deprogramação;

� Método Grafcet-SFC: conceitos básicos, regras detransição e aplicações;

� Introdução à linguagem Ladder;� Experiências introdutórias.


� Segunda Unidade:� CLP ZTK 900 – HI Tecnologia

� Características básicas;� Software de programação SPDSW;� Software de programação SPDSW;� Linguagem Ladder: instruções básicas,

instruções matemáticas, instruções lógicas eexperiências.


� Terceira Unidade:� Sistemas Supervisórios

� Introdução� Interface Homem Máquina� Interface Homem Máquina


� BÁSICA:� Notas de aulas (SIGAA)� Automação Aplicada – Descrição eImplementação de SistemasSequenciais com PLCs. MarceloSequenciais com PLCs. MarceloGeorgini. 9ª Edição. Ed. Érica. 2009.

� COMPLEMENTAR:� Controladores Lógicos Programáveis -Sistemas Discretos. Claiton M. Franchi eValter L. A. de Camargo. 2ª Edição. Ed.Érica. 2009.

� Automação Industrial. FrancescoPrudente. 1ª Edição. Ed. LTC. 2010.


� É um conceito amplo que pode ser aplicadoem qualquer ambiente, seja predial,comercial ou industrial.

� Baseia-se


� Baseia-se fundamentalmente na aplicação de dispositivos que visam substituir o trabalho braçal, insalubre ou repetitivo.

� A palavra automação está diretamente ligada aocontrole automático, ou seja ações que nãodependem da intervenção humana.

�

� Este conceito é discutível pois a “mão do homem”sempre será necessária, pois sem ela não seriapossível a construção e implementação dos processosautomáticos.


� Historicamente, o surgimento da automaçãoestá ligado com a mecanização.

� O objetivo era sempre o mesmo, o desimplificar o trabalho do homem.simplificar o trabalho do homem.


� Nos tempos modernos,entende-se por automaçãoqualquer sistema apoiadoem microprocessadoresque substitua o trabalhohumano.

� A história da automação industrial começana década de 20 quando Henry Ford cria alinha de produção para a fabricação deautomóveis.automóveis.

� Porém, o grande impulso para a automaçãose deu com o aparecimento dos transistoresna década de 60.


� Até então, tal programação era feita utilizando relés, e acomplexidade dos processos produtivos envolvidosexigia, instalações em painéis de controle com centenasde relés.

� Além de uma operacionalidade muito baixa, existiamAlém de uma operacionalidade muito baixa, existiamoutros problemas:� alto consumo de energia;� difícil manutenção;� modificações de comandos dificultados e onerosos com muitas

alterações na fiação;� ocasionando número de horas paradas;� dificuldades em se manter a documentação atualizada dos

esquemas de comando modificados.


� No final da década de 60, surgiu o ControladorLógico Programável.

� Seu desenvolvimento foi incentivado pela GM,que enfrentava problemas com a programaçãode sua linha de produção.que enfrentava problemas com a programaçãode sua linha de produção.


� Automação industrial é muito aplicada paramelhorar a produtividade e qualidade nosprocessos considerados repetitivos, estandopresente no dia-a-dia das empresas.

� A automação industrial pode ser definidacomo um conjunto de técnicas destinadas atornar automáticos vários processos naindústria, substituindo o trabalho musculare mental do homem por equipamentosdiversos.


� O conceito de automação varia com oambiente e experiência da pessoa envolvida.� Para uma dona de casa, a máquina de lavar

roupa ou lavar louça.roupa ou lavar louça.� Para um empregado da indústria

automobilística, pode ser um robô.� Para uma pessoa comum, pode ser a

capacidade de tirar dinheiro do caixaeletrônico.


� Classificação da Automação� Automação Industrial� Automação Comercial� Automação Predial� Automação Predial� Automação Residencial� Automação Bancária� Automação Agrícola


� Qualquer grandeza física pode ser controlada;� Controle manual

� operador presente;� válvulas, alavancas, chaves, ...� válvulas, alavancas, chaves, ...� que produz alterações naquela variável

� Produção seriada� início da industrialização� produção composta por etapas ou estágios� máquinas específicas a determinada aplicação


� ... com o passar do tempo ...� valorização do trabalhador� a máquina passou a fazer o trabalho mais pesado� o homem, a supervisioná-lao homem, a supervisioná-la

� Controle� automático: as funções do operador é realizada

por um equipamento� automático por realimentação: age sobre o

elemento de controle, baseando-se em informaçõesde medida da variável controlada


� O conceito de automação inclui a idéia deusar a potência elétrica ou mecânica paraacionar algum tipo de máquina.

� Deve acrescentar à máquina algum tipo deinteligência para que ela execute sua tarefade modo mais eficiente e com vantagenseconômicas e de segurança.


� Tecnologia Integradora:� Eletrônica: Hardware

� Mecânica: Atuadores

� Inteligência: Software (Informática)� Inteligência: Software (Informática)


� Sensores� fornecem informações sobre o sistema� entradas do controlador� indicam variáveis como temperatura, pressão, ...

� Atuadores� Atuadores� agem a partir do processamento das informações

coletadas pelos sensores� tipos: magnéticos, hidráulicos, pneumáticos, elétricos

� Controlador� aciona os atuadores levando em conta o estado das

entradas (sensores)� instruções do programa inserido em sua memória


� Automatizar um sistema, tornou-se muitomais viável à medida que a Eletrônicaavançou.

� Com este avanço, o controlador, os sensores� Com este avanço, o controlador, os sensorese os atuadores passaram a funcionar emconjunto, transformando processo em umsistema automatizado, onde o própriocontrolador toma decisões em função dasituação dos sensores e aciona os atuadores.


� Com o avanço da eletrônica....� memórias ganharam maior capacidade de

armazenamento� os circuitos lógicos tornaram-se mais rápidos

microcontroladores� microcontroladores� a lógica de acionamento pode ser

desenvolvida através de software, quedetermina ao controlador a seqüência deacionamento a ser desenvolvida. Este tipo dealteração da lógica de controle caracteriza umsistema flexível.


� Existem, basicamente, dois segmentos daautomação industrial, segundo amanipulação das variáveis a seremcontroladas.controladas.� Controle de Processo do tipo contínuo(Controle de Processos, ControleRegulatório)

� Controle do tipo discreto (ControleDiscreto).


� Processos discretos

� Indústrias manufatureiras de fabricação porlote

� Ex: indústria automobilística� Ex: indústria automobilística

� Processos contínuos

� Indústrias de processo de manipulação� Ex: indústria química, farmacêutica,

petroquímica


� A forma básica de programação é oriundada lógica de programação dos diagramaselétricos a relés.

� Próprio para ambientes industriais, oscontroladores realizam uma rotina cíclica deoperação, o que caracteriza seu princípio defuncionamento, e operam apenas variáveisdigitais, efetuando controle discreto.


� Quando os equipamentos manipulamvariáveis analógicas.

� Efetuam técnicas de ação de controle dosmais diversos tipos:mais diversos tipos:� Proporcional – Integral – Derivativo (PID)� Adaptativo (não linear)� Lógica Fuzzy (lógica nebulosa)� Controle Preditivo� entre outros ....


� Avanço das técnicas de transmissão;� Salas de controle distribuídas geograficamente foram

interligadas e conectadas a uma única central desupervisão;Controle Hierárquico - > Distribuído;� Controle Hierárquico - > Distribuído;

� Surge então o Sistema Digital de ControleDistribuído – SDCD;

� Padronização dos equipamentos (sensores, controle eatuação nos mais diferentes níveis).


� Qualidade� controle de qualidade eficiente.� compensação automática de deficiências do processo.

� Flexibilidade� facilidade e rapidez nas alterações nos parâmetros dos

processos.processos.� Produtividade

� uso eficiente da matéria prima, energia, equipamentos einstalações.

� Viabilidade técnica� execução de operações impossíveis de se realizar por métodos

convencionais (processamento imediato de informações,limitações o homem, condições desumanas de trabalho).


� Estudar sistemas automatizados até o nível doelemento “controlador”.

� Devido a esta grande variedade de conhecimentos,como já dito anteriormente, o foco deste curso serácomo já dito anteriormente, o foco deste curso serána programação dos Controladores LógicoProgramáveis (CLPs) que são o cérebro de todo oprocesso.

� A Automação Industrial compreende um campo deatuação amplo e vasto.


� A disciplina de Instrumentação: tem o objetivode estudar cada elemento sensor ou atuador,seus funcionamentos.

� Para os atuadores, só para os motores deindução, existe uma grande quantidade dePara os atuadores, só para os motores deindução, existe uma grande quantidade debibliografia disponível, e ainda tem-se osMotores de Passo e os Servomotores.

� A cadeia de automação ainda consiste nacomunicação de dados entre os elementos, oque leva um estudo a parte das RedesIndustrias.


� Benefícios� Redução de custos� Aumento da produtividade� Reduz a exposição de trabalho monótonos,� Reduz a exposição de trabalho monótonos,

repetitivos e até mesmo perigosos� Mais tempo livre� Aumento de salários


� Benefícios� Na regularidade da qualidade de um

produto� Na economia de energia� Na economia de energia� Flexibilidade� Segurança de funcionamento


� Problemas� Experiência de um empregado tem vida

curta� Fim de alguns tipos de emprego (ex.� Fim de alguns tipos de emprego (ex.

telefonista)� Problemas sociais e psicológicos em

decorrência da submissão ao ritmos dasmáquinas


AUTOMAÇÃO GERA GERA

DESEMPREGO?


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