Conceitos Básicos de Automação

1. Conceitos Básicos de Automação Prof. Jeferson L. Curzel 2011/02

2. Exemplo Motivador • Para uma furação manual o operador usava os olhos, o tato e a contração de seus braços para avaliar a evolução do furo na madeira, decidindo a velocidade da broca e verificando a profundidade do furo. • O conhecimento e a experiência do operador permitiam que ele calculasse a velocidade e a força que seus braços e mãos deveriam aplicar na furadeira para obter o furo desejado.

3. Exemplo • E que isso tem a ver com os conceitos de sensor, atuador e controle, que são fundamentais à automação? • Podemos dizer que o operador de alguma forma "sabia" ou "sentia" o processo, seus sentidos funcionavam como sensores e o cérebro processava as informações recebidas pelos sentidos orientando o controle da força e velocidade que deveria ser aplicada pela ação dos braços e mãos. • Sensores => órgãos dos sentidos, • Atuadores => braços, mãos, • Controlador => cérebro do operador.

4. Exemplo • Os sensores e o controlador nem sempre são visíveis e podem estar dentro da estrutura da máquina. • O importante é saber que a máquina possui um atuador (responsável pelo avanço da broca); um ou mais de um sensor (responsável(eis) em verificar se a broca fez ou não o furo) e um controlador (responsável pelo avanço e recuo da furação).

5. Conclusão • Os conjuntos de operações das máquinas são realizados através de três grandes grupos de elementos: sensores, atuadores e controladores. • A informação "a peça chegou" é conseguida pela introdução de um elemento na máquina, o sensor que "sente" a presença da peça. • Para a máquina furar a peça é necessários um atuador, • e o controle de quando, onde e como furar é feito por um controlador. O controlador pode ser, por exemplo, um CLP, um computador, um CI ou um circuito lógico elétrico ou pneumático.

6. Exemplo

7. Sistemas de Automação • A automação de processos industriais pode ser feita na forma de: • Sistemas em Malha Aberta • Sistemas em Malha Fechada

8. Sistemas em Malha Aberta • Os Sistemas em Malha Aberta são aqueles em que as grandezas de saída não são comparadas com as grandezas de entrada. • Uma máquina de secar roupas, • A velocidade de acionamento de um cilindro hidráulico,

9. Sistemas em Malha Fechada • No Sistema em Malha Fechada, há um fluxo de informação no sentido direto, da entrada para a saída, e outro fluxo de informações que compara a saída com um valor de referência. A comparação é feita através da realimentação da saída. Os sistemas de malha fechada são controlados através de circuitos lógicos eletrônicos tornando-se mais rápidos, compactos e capazes de receber mais informações de entrada e atuando sobre um maior número de dispositivos de saída.

10. Fluxo de informação • Vamos analisar no processo automático de furação uma cadeia de comando. Da entrada até saída do sistema há um fluxo de informação. A informação consiste em sinais de entrada que assumem diferentes características dentro do próprio sistema. Observe o diagrama que ilustra este fluxo, a seguir.

11. Entrada de sinais: • a entrada de uma informação ou sinal no sistema é feita através de: • interruptores de fim de curso; • emissores/receptores de sinais sem contato (por exemplo, infravermelho); • barreiras fotoelétricas; • botões e pedais manuais; • um programa de computador (que fornece os valores de referência, por exemplo).

12. Processamento de sinais: • as informações da entrada são processadas pelos seguintes elementos: • válvulas pneumáticas; • módulos eletrônicos; • microprocessadores; • CLP´s.

13. Conversão de sinais: • a conversão de sinais é feita pelos seguintes elementos: • amplificadores; • placas AD/DA (analógico-digital/digital-analógico); • válvulas pneumáticas, hidráulicas e eletromagnéticas.

14. Saída: • a saída das informações é feita pelos atuadores ou elementos de trabalho: • válvulas e cilindros hidráulicos e pneumáticos; • contadores de potência; • transistores de potência.

15. Tipos de sinais • Sinal analógico. A velocidade de deslocamento de um automóvel é transmitida por um sinal contínuo, analógico e pode ser medida por um velocímetro, um instrumento de medição do sinal contínuo, analógico. O sinal analógico é um sinal contínuo, que representa a evolução de uma grandeza, de uma variável. Um sinal analógico apresenta infinitos valores mesmo que seja numa faixa determinada.

16. Características e tipos de sinais • Sinal digital:O sinal digital captura em amostragens o comportamento de uma variável. Assim, nem toda variação é capturada por ele mas uma amostragem do seu valor ao longo do tempo. É importante que as amostragens expressem bem as oscilações relevantes da grandeza observada.

17. Características e tipos de sinais • Sinal binário. O sinal binário ("bi"= dois), é um caso particular do sinal digital, só pode assumir dois valores. A presença ou falta de peça; botão acionado ou não-acionado são alguns dos exemplos de sinais binários.

18. Exercício • Identifique um sistema de automação que possua as características mencionadas nesta aula, descreva-o de forma sucinta (diagrama de blocos, esquema, desenho) • Identifique os tipos de sensores, atuadores e controladores presentes no sistema observado. • Data de entrega:____/____/_____.