Au A ula 01
Principais tipos de processos industriais Prof. Eduardo Xavier 2014-2
A automação em nossas vidas Objetivo: Facilitar 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 • 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 Controlador • 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 • Transformação 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, algumas vezes, são extremamente
complexos porém, se observarmos suas partes, veremos que seus subsistemas possuem características comuns e de simples entendimento.
Sistema complexo
Subsistema
Componentes Básicos da Automação Exemplo : Controle de temperatura de um aquário O PROCESSO Controle da temperatura do aquário • O sensor de temperatura: • Termômetro de mercúrio. • O controlador: • Sistema mecânico de ajuste ao
termômetro. • O distúrbio: • Condições externas que podem
influenciar na temperatura da água. • O atuador:
Componentes Básicos da Automação Controle de temperatura de um aquário
Objetivo:
manter a água em torno de 25ºC
Tipos de Controle • Controle Manual O operador é que está efetuando o controle através de sua observação e de sua ação manual.
• Controle Automático O controle da temperatura da água é feito sem a interferência direta do homem, atuando então de maneira automática.
Tipos de Controle Automático • Controle Dinâmico • Automação Industrial de Controle de processos.
Em um processo contínuo o produto final é obtido sem interrupções como no caso da produção de vapor de uma caldeira.
• Controle Lógico • Automação Industrial de manufatura .
Um processo descontínuo é um processo que seu produto final é obtido em uma quantidade determinada após todo o ciclo.
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 em Malha Aberta e Malha Fechada • Sistema de Controle em Malha Aberta É aquele sistema no qual a ação de controle é independente da saída.
• Sistema de Controle em Malha Fechada É aquele no qual a ação de controle depende, de algum modo, da saída.
Realimentação • É a característica do sistema de malha fechada que permite a saída
ser comparada com a entrada.
Realimentação Conceitos parte de um equipamento, eventualmente um conjunto de itens de uma máquina. Planta
Qualquer operação ou sequência de operações.
É um valor desejado, referência do ponto de controle. Set Point (SP)
Processo
É uma combinação de componentes que atuam conjuntamente e realizam um certo objetivo. Sistemas
Qualquer quantidade, propriedade ou condição física medida a fim de que se possa efetuar a indicação e/ou controle do processo. Variável do Processo (PV)
É a grandeza que é operada com a finalidade de manter a variável controlada no valor desejado. Variável Manipulada ( MV)
É um sinal que tende a afetar adversamente o valor da variável controlada. Distúrbio (Ruído)
Desvio
O valor resultante da diferença entre o
valor desejado e o valor da variável controlada. A razão entre a taxa de mudança na saída e a taxa de mudança na entrada. Ganho
ATRASOS NO PROCESSO • Tempo Morto É o intervalo de tempo entre o instante em que o sistema sofre uma variação qualquer e o instante em que esta começa a ser detectada pelo elemento sensor.
Controle lógico • Utiliza sinais sempre discretos 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
• Redes lógicas seqüenciais
(memória, temporizadores e entrada de sinais) • Teoria dos autômatos • Redes de Petri • Cadeias de Markov • Simulação em computador
Arquitetura da Automação Industrial
Arquitetura da Automação Industrial
CLP’S, Comandos, máquinas Motores, Inversores, I/O’s
Arquitetura da Automação Industrial • Nível 2: Supervisão • Informações dos nível 1 •
IHM’s
• Ex.: Sala de supervisão
Supervisão e IHM
Arquitetura da Automação Industrial • Nível 3: controle do
processo produtivo • Banco de dados • Índices • Relatórios • CEP • Ex.: Avaliação e CQ em
processo alimentício
Controle do Processo Produtivo
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
Planejamento Do Processo
Arquitetura da Automação Industrial • Nível 5: Administração
dos recursos financeiros, vendas e RH.
Gerênciamento Geral
Arquitetura da Automação Industrial
Razões para Automação Industrial • Repetibilidade e maior qualidade na produção • Realização de tarefas impossíveis ou agressivas ao • • • • •
homem Rapidez de resposta ao atendimento da produção Redução dos custos de produção Restabelecimento mais rápido do sistema produtivo Redução de área Possibilidade de sistemas interligados
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) • 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 • 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
