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Automao Industrial
INTRODUO
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SISTEMAS MANUAIS
INTRODUO - SENAI -TB
Mquinas Vapor, Elicas e Hidrulicas;Comando feito por Operadores (Maquinismo ou Mecanizao);Ex. Maquinismo (Torneiro Mecnico);
Cadeia de Produo em massa.
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SISTEMAS AUTOMATIZADOS
INTRODUO
Evoluo da Eletrnica;Substituio da tomada de deciso;Controles e auto-correes atravs
de sensoriamento e aes similares
a do ser humano.
INTRODUO - SENAI -TB
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VANTAGENS
INTRODUO
Repetibilidade (Garante qualidade?);
Flexibilidade;
Aumento da produo;
Valorizao do trabalho do ser humano.
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CARACTERIZAO DOS SISTEMAS AUTOMATIZADOS
INTRODUO
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CONTROLE AUTOMTICO X HUMANO
INTRODUO
Maior nmero de aquisies para processamento;
Maior velocidade de processamento e deciso;
Maior confiabilidade.
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DESVANTAGEM
INTRODUO
Somente realizam as tarefas para os quais foramProgramados;(Exemplo Sistema de Empacotamento)
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AQUISIO DE INFORMAO
SENSORES E TRANSDUTORES
Transformam uma informao fsica em um sinal eletrnico;Praticamente todos os parmetros fsicos podem ser medidos atravs de sensores e transdutores;
Forma pela qual o processo se comunica com o sistema de controle;
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Sensor Indutivo
SENSORES E TRANSDUTORES
So equipamentos eletrnicos capazes de detectar a aproximao de peas metlicas;
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Sensor Indutivo
SENSORES E TRANSDUTORES
Com a aproximao de peas metlicas, ocorre uma variao na tenso gerada por um oscilador;
Princpio de Funcionamento:
Um comparador monitora esta tenso e envia um sinal para o transistor caso ocorra variao.
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Sensor Indutivo
SENSORES E TRANSDUTORES
Aplicaes:
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Sensor Capacitivo
SENSORES E TRANSDUTORES
Equipamentos eletrnicos capazes de detectar aproximao de materiais orgnicos, plsticos, ps, Iquidos, madeiras, papis, metais, etc.
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Sensor Capacitivo
SENSORES E TRANSDUTORES
Princpio de Funcionamento:Baseia-se na gerao de um campo eltrico, desenvolvido por um oscilador controlado por capacitor.
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Sensor Capacitivo
SENSORES E TRANSDUTORES
Tabela de Constantes dieltricas:
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Sensor Capacitivo
SENSORES E TRANSDUTORES
Exemplo de distncia de deteco (10mm):
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Sensor Capacitivo
SENSORES E TRANSDUTORES
Aplicaes
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Sensores Fotoeltrico
SENSORES E TRANSDUTORES
Tambm conhecidos por sensores pticos, manipulam a luz de forma a detectar a presena de objetos.
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Sensores Fotoeltrico
SENSORES E TRANSDUTORES
Baseiam-se na transmisso e recepo de luz infravermelha que pode ser refletida ou interrompida por um objeto a ser detectado.
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Sensores Fotoeltrico
SENSORES E TRANSDUTORES
Principais Tipos:
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Sensores Fotoeltrico
SENSORES E TRANSDUTORES
Aplicaes:
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Sensores Ultra-Snicos
SENSORES E TRANSDUTORES
Utilizam ondas sonoras de alta freqncia para detectar objetos.
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Sensores Ultra-Snicos
SENSORES E TRANSDUTORES
O emisssor envia impulsos ultrasnicos sobre o objeto analisado. As ondas sonoras voltam ao detetor depois de um certo tempo, proporcional a distncia.
Princpio de Funcionamento.
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Sensores Ultra-Snicos
SENSORES E TRANSDUTORES
Aplicaes:
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Transdutores
SENSORES E TRANSDUTORES
0 principio de funcionamento dos transdutores est baseado na variao de um sinal eltrico, gerada devido a variao de um parmetro fsico
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Transdutores
SENSORES E TRANSDUTORES
Exemplos:Termoresistor(Pt100): Varia sua resistncia de acordo com a temperatura.Termopar:Gera uma tenso eltrica quando submetido a uma temperatura.Tacogerador:Gera uma tenso proporcional a velocidade no qual submetido.Clula de Carga:Varia sua resistncia de acordo com a fora que lhe aplicada .
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CONCEITO
ATUADORES
Os atuadores so responsveis pela variao de parmetros do processo a ser controlado. Praticamente todas as aes fsicas realizveis por um operador humano sobre um processo podem ser realizadas (com maior preciso) por um atuador controlado eletronicamente
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Principais Atuadores
ATUADORES
Motores eltricos - Controle de movimentos de rotao e deslocamentos;Cilindros Hidrulicos e Pneumticos - Controle de deslocamentos;Eletrovlvulas - Controle de fluxo;Bombas - Controle de fluxo e de nvel;Resistncias eltricas - Controle de aquecimento;Compressores - Controle de refrigerao/climatizao
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Introduo
NOES DE CONTROLE DE PROCESSO
0 controle automtico tem representado um papel vital no avano da engenharia e da cincia, alm de sua estrema importncia em sistemas de veculos espaciais, msseis guiados. pilotagem de avies robticos e outros mais. o controle automtico tornou-se uma parte importante e integral dos modernos processos industriais e de fabricao.
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Conceitos utilizados em controle
NOES DE CONTROLE DE PROCESSO
Sistemas: Um sistema uma combinao de componentes que atuam conjuntamente e realizam um certo objetivo.Perturbaes (ou distrbios): Uma perturbao um sinal que tende a afetar adversamente o valor da sada do sistema.Sistemas de controle realimentados: Um sistema que mantm uma relao prescrita entre a sada e alguma entrada de referncia comparando-as e utilizando a diferena como um meio de controle.
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Exemplo
NOES DE CONTROLE DE PROCESSO
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NOES DE CONTROLE DE PROCESSO
Conceitos utilizados em controle
Servossistemas: Um servossistema (ou servomecanismo) um sistema de controle realimentado que controla, alguma posio mecnica, velocidade ou acelerao. Portanto, os termos servossistema e sistema de controle de posio (ou de velocidade. ou de acelerao) so sinnimos.
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NOES DE CONTROLE DE PROCESSO
Conceitos utilizados em controle
Sistemas de controle em malha fechada: Em um sistema de controle em malha fechada o sinal de erro atuante, que a diferena entre o sinal de entrada e o sinal realimentado (sada). introduzido no controlador de modo a reduzir o erro e trazer a sada do sistema a um valor desejado. 0 termo controle de malha fechada sempre implica o uso de ao de controle realimentado a fim de reduzir o erro do sistema.
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NOES DE CONTROLE DE PROCESSO
Exemplo
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NOES DE CONTROLE DE PROCESSO
Conceitos utilizados em controle
Sistemas de controle em malha aberta: Aqueles sistemas em que a sada no tem nenhum efeito sobre a ao de controle so chamados sistemas de controle em malha aberta. Em outras palavras, em um sistema de controle em malha aberta a sada no medida nem realimentada para comparao com a entrada.
Ex: Mquina de Lavar Roupa
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NOES DE CONTROLE DE PROCESSO
Malha Fechada x Malha Aberta
Nos sistemas em malha fechada, o fato de que o uso da realimentao torna a resposta do sistema relativamente insensvel a distrbios externos;Deve ser enfatizado que. para sistemas nos quais as entradas so conhecidas antecipadamente e nas quais no h distrbios. aconselhvel usar controle em malha abertaOs sistemas de controle em malha fechada possuem vantagens somente quando distrbios imprevisveis e/ou variaes imprevisveis nos componentes do sistema esto presentes
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NOES DE CONTROLE DE PROCESSO
Malha Fechada x Malha Aberta
O nmero de componentes usados em um sistema de controle em malha fechada maior do que o de um correspondente sistema de controle em malha aberta
O sistema de controle em malha fechada geralmente de custo e potncia mais altos
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NOES DE CONTROLE DE PROCESSO
Regulador de WATT
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NOES DE CONTROLE DE PROCESSO
Regulador de WATT
O Sistema Controlado o motor e a varivel controlada a velocidade do motor. A diferena entre a velocidade desejada e a velocidade real o sinal de erro. O sinal de controle (a quantidade de combustvel) a ser aplicado ao motor o sinal atuante. A entrada externa para perturbar a varivel controlada a perturbao (distrbio). Uma mudana inesperada na carga uma perturbao.
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NOES DE CONTROLE DE PROCESSO
Controle de Nvel
MALHA ABERTA MALHA FECHADA
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NOES DE CONTROLE DE PROCESSO
Aes Bsicas de Controle
Controladores de duas Posies ou Liga-Desliga (ON-OFF)
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NOES DE CONTROLE DE PROCESSO
Aes Bsicas de Controle
Controladores Proporcionais;
Controladores Proporcional, Integral e Derivativo;
Utilizam o valor de erro e tentam compensar este valor com um valor proporcional ao mesmo;
Ao Integral: A ao integral resumidamente atua no sistema de forma a anular o erro em regime permanente.
Ao Derivativa: A ao derivativa atua no sistema de forma a obter um controlador com alta sensibilidade. Este controle antecipa o erro atuante e inicia uma ao corretiva.
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CONTROLADORES LGICOS PROGRAMVEIS
HISTRICOEm 1968 cientes das dificuldades encontradas na poca para se implementar controles lgicos industriais. David Emmett e William Stone da General Motors Corporation solicitaram aos fabricantes de instrumentos de controle que desenvolvessem um novo tipo de controlador lgico que incorporasse as seguintes caractersticas: Ser facilmente programado e reprogramado para permitir que a seqncia de operao por ele executada pudesse ser alterada, mesmo depois de sua instalao;Ser de fcil manuteno, preferencialmente constitudo de mdulos interconectveis;
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CONTROLADORES LGICOS PROGRAMVEIS
HISTRICO
Ter condies de operarem ambientes industriais com maior confiabilidade que os painis de rels;
Ser fisicamente menor que os sistemas de rels;
Ter condies de ser interligado a um sistema central de coleta de dados;
Ter um preo competitivo com os sistemas de rels e de estado-slido usados at ento.
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CONTROLADORES LGICOS PROGRAMVEIS
HISTRICO
Esse equipamento recebeu o nome de "Controlador Lgico Programvel CLP ou PLC.O primeiro prottipo desenvolvido dentro da General Motors funcionava satisfatoriamente, porm foi utilizado somente dentro da empresaA primeira empresa que o desenvolveu, iniciando sua comercializao foi a MODICON (Indstria Norte- Americana)
Os primeiros Controladores Programveis eram grandes e caros. s se tornando competitivos para aplicaes que eqivalessem a peio menos 150 rels.
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CONTROLADORES LGICOS PROGRAMVEIS
PRINCIPAIS FABRICANTES
Klocner MoellerAutos
Atos
Allen Bradley
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CONTROLADORES LGICOS PROGRAMVEIS
PRINCIPAIS FABRICANTES
WEGAromat
Siemens
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CONTROLADORES LGICOS PROGRAMVEIS
Conceitos Bsicos
Ponto de Entrada: Considera-se cada sinal recebido pelo CLP, a partir de dispositivos ou componentes externos como um ponto de entrada. Ex: Micro-Chaves, Botes, termopares, rels etc.
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CONTROLADORES LGICOS PROGRAMVEIS
Conceitos Bsicos
Entradas Digitais: Somente possuem dois estados
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CONTROLADORES LGICOS PROGRAMVEIS
Conceitos Bsicos
Entradas Analgicas: Possuem um valor que varia dentro de uma determinada faixa. (0 10V, -10 10V, 0 20mA e 4 a 20mA)
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CONTROLADORES LGICOS PROGRAMVEIS
Conceitos Bsicos
Ponto de Sada: Considera-se cada sinal Produzido pelo CLP, para acionar dispositivos ou componentes do sistema de controle constitui um ponto de sada. Ex: Lmpadas, Solenides, Motores.
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CONTROLADORES LGICOS PROGRAMVEIS
Conceitos Bsicos
Sadas Digitais: Somente possuem dois estados
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CONTROLADORES LGICOS PROGRAMVEIS
Conceitos Bsicos
Sadas Analgicas: Possuem um valor que varia dentro de uma determinada faixa. (0 10V, -10 10V, 0 20mA e 4 a 20mA)
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CONTROLADORES LGICOS PROGRAMVEIS
Conceitos Bsicos
Programa: a Lgica existente entre os pontos de entrada e sada e que executa as funes desejadas de acordo com o estado das mesmas.
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CONTROLADORES LGICOS PROGRAMVEIS
Conceitos Bsicos
EEPROM: Memria que no perde seu contedo quando desligada a alimentao. Normalmente contm o programa do usurio.
BIT: a unidade para o sistema de numerao binrio. Um bit a unidade bsica de informao e pode assumir 0 ou 1.
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CONTROLADORES LGICOS PROGRAMVEIS
Conceitos Bsicos
Byte: Byte uma unidade constituda de 8 bits consecutivos. O estado das entradas de um mdulo digital de 08 pontos pode ser armazenado em um Byte. Word: Uma word constituda de dois Bytes. O Valor das entradas e sadas analgicas podem ser indicados por words. CPU: a unidade inteligente do CLP. Na CPU so tomadas as decises para o controle do processo.
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CONTROLADORES LGICOS PROGRAMVEIS
Conceitos Bsicos
Princpio de Funcionamento: