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Rui Assis1
Automação
• Máquinas a vapor há 2 séculos;
• Controlo manual;
• Automação = Controlo autónomo dos processos através de computadores ou autómatos programáveis;
• Intervenção humana.
Rui Assis2
Exemplo de um processoFabricação de café
Rui Assis3
Exemplo de um processo automatizadoPortas “mágicas” de um templo
Portas
Fogueira
Altar Depósito de ar selado
BaldeDepósito de água selado
Contrapesos
Rui Assis4
Componentes de um sistema automatizado
Distribuição
Máquinas Accionadores
Tratamento de dados
Aquisição de dados Comando de
potência
Diálogo homem-máquina
Rede eléctrica, pneumática,
hidráulica, etc.
Processos tecnológicos
Contactores, variadores de
velocidade, etc.
Interruptores, teclados, etc.
Motores eléctricos,
cilindros, etc.
Sensores de temperatura,
pressão, proximidade, etc.
Computadores e autómatos
programáveis
Rui Assis5
Níveis de um sistema automatizado
• Nível 1 – Máquinas e dispositivos de comando;
• Nível 2 – Controlo dos dispositivos (computadores e autómatos programáveis);
• Nível 3 – Gestão da produção (recolha e tratamento de dados);
• Nível 4 – Gestão global (produção, armazéns, distribuição, etc.).
Rui Assis6
Grupos de automação
•Dispositivos de comando e potência;•Contactores e disjuntores;
•Relés;
•Temporizadores;
•Arrancadores;
•Variadores de velocidade;
•Programadores electrónicos.
•Actuadores;•Eléctricos;
•Pneumáticos;
•Hidráulicos.
Rui Assis7
Grupos de automação
•Sistemas de tratamento de dados;•Autómatos programáveis;
•Redes de comunicação.
•Interfaces homem-máquina;•Unidades de comando e de sinalização;
•Botoneiras;
•Teclados e terminais.
•Dispositivos de aquisição de dados;•Processos contínuos: Sensores de fluxo, temperatura, pressão, velocidade, aceleração;
•Processos discretos: Nível, composição, peso, volume, tensão, compressão, posição, presença, visão.
Rui Assis8
Grupos de automação
InputsOutputs
Controlador
Motor
Servo-motor
Solenóide
Embraiagem
Relé
Visor
Impressora
Interruptor
Luz
Temperatura
Caudal
Pressão
Teclado
Interface Operador-controlador
Rui Assis9
Exemplo de um circuito eléctricocom lâmpada
Tensão (220 V; 24 V)
LâmpadaInterruptor
Rui Assis10
Tensão (220 V; 24 V)
LâmpadaInterruptor
Exemplo de um circuito eléctricocom lâmpada
Rui Assis11
Tensão (220 V; 24 V)
ResistênciaInterruptor
Exemplo de um circuito eléctricocom resistência
Rui Assis12
Tensão (220 V; 24 V)
InterruptorResistência
Exemplo de um circuito eléctricocom resistência
Rui Assis13
Exemplo de um circuito eléctricocom bobina
Tensão (220 V; 24 V)
BobinaInterruptor
Rui Assis14
Tensão (220 V; 24 V)
InterruptorBobina
Exemplo de um circuito eléctricocom bobina
Rui Assis15
Exemplo de um circuito eléctricocom bobina
O interruptor pode ser comandado
mecanicamente por um termostato,
pressostato, temporizador, etc.
Tensão (220 V; 24 V)
BobinaInterruptor
Rui Assis16
Exemplo de um encravamento
Tensão (24 V; 12 V)
Botão STOPBotão START
Electroíman
Bobina
Núcleo
Rui Assis17
Exemplo de um encravamento
Tensão (24 V; 12 V)
Botão STOPBotão START
Electroíman
Bobina
Núcleo
Rui Assis18
Exemplo de um encravamento
Tensão (24 V; 12 V)
Botão STOPBotão START
Electroíman
Bobina
Núcleo
Rui Assis19
Exemplo de um encravamento
Tensão (24 V; 12 V)
Botão STOPBotão START
Electroíman
Bobina
Núcleo
Rui Assis20
Exemplo de um encravamento
Tensão (24 V; 12 V)
Botão STOPBotão START
Electroíman
Bobina
Núcleo
Rui Assis21
Exemplo de comando e protecção de um motor eléctrico
M3 ~
(T) Térmicos – protecção contra sobrecargas;
(F) Fusíveis (ou disjuntor) – protecção contra sobreintensidades
T
F
Rui Assis22
Exemplo de comando e protecção de um motor eléctrico
M
3 ~
Rui Assis23
Exemplo de comando e protecção de um motor eléctrico
M
3 ~
Rui Assis24
Exemplo de comando e protecção de um motor eléctrico
M
3 ~
Rui Assis25
Medição de peso
Piezo-resistências
traccionada
traccionadacomprimida
comprimida
Sin
al
Ponte de Wheatstone
Rui Assis26
Medição de temperatura
Termopar
Sin
al
Ponte de Wheatstone
Rui Assis27
Detecção de temperatura
Tensão (220 V; 24 V)
Bobina
Termostatotº
Rui Assis28
Detecção de pressão
Tensão (220 V; 24 V)
Bobina
Pressostato
Rui Assis29
Detecção de proximidade
E R
RE
• Detectores de fim de curso;
•Detectores ópticos:•Interrupção do feixe;
•Detectores indutivos;
•Detectores ultrasónicos.
•Reflexão do feixe.
Rui Assis30
Retroacção ou feed-back
Input: Peso pretendido Contentor cheio
Válvula de controlo
Processo de enchimento
Sensor de peso
Diagrama de blocos
+
-
Cinta de saídaCinta de entrada
Esquema do processo
Válvula
Balança
Rui Assis31
Retroacção ou feed-back
Actuador(controlador)
Processo
Sensor
+
-
Output
Input – output
requerido
Rui Assis32
Actuadores
•Válvulas de solenóide;
•Relés;
•Cilindros;
•Motores eléctricos:•Servomotores de c.c. (controlo preciso de posição, velocidades variáveis elevadas e grandes binários);
•Motores síncronos de c.a. (mono, bi ou trifásico) (velocidade constante e função da frequência, + pequeno, + leve que um motor equivalente de c.c.);
•Motores de c.c.;•Motores passo a passo (tensão variável, binário e velocidade inversamente proporcionais, controlo preciso de posição);
Rui Assis33
Posição atrás
Cilindro comandado manualmente
Rui Assis34
Cilindro comandado manualmente
Posição à frente
Rui Assis35
Cilindro comandado manualmente e por rolete
Posição atrás
Rui Assis36
Cilindro comandado manualmente e por rolete
Posição atrás
Rui Assis37
Cilindro comandado manualmente e por rolete
Posição à frente
Rui Assis38
Cilindro comandado manualmente e por rolete
Posição atrás
Rui Assis39
Cilindro comandado por válvulas de solenóide
Rui Assis40
Transmissão de movimento
• Rodas de atrito;•Engrenagens:
•cilíndricas (eixos paralelos);•cónicas (eixos concorrentes);•Torsas (eixos não complanares);•Cremalheira;
•Correias;•planas;•trapezóidais;•dentadas.
•Correntes;
•Cabos.
Rui Assis41
Transmissão de movimento - Embraiagem
Bobina
START
STOP
Mola de tracção
Pratos com ferodo no intervalo
Quando passa corrente na bobina, a embraiagem fecha. Quando a corrente
é interrompida, a embraiagem abre devido
à mola de tracção.
Rui Assis42
Transmissão de movimento - Embraiagem
Bobina
START
STOP
Mola de tracção
Pratos com ferodo no intervalo
Quando passa corrente na bobina, a embraiagem fecha. Quando a corrente
é interrompida, a embraiagem abre devido
à mola de tracção.
Rui Assis43
Interrupção de movimento - Embraiagem
Mola de tracção
Pratos com ferodo no intervalo
Quando o binário resistente do veio mandado ultrapassa o binário de atrito,
verifica-se escorregamento, o qual é detectado pelo sensor que desliga o motor
Sensor