Automação Fundamentos de Automação quaseacademico.riogrande.ifrs.edu.br/~mauricio.ortiz/...Disciplina de Fundamentos de Automação – Prof. Maurício Ortiz 2 Conceito de Automação

01/03/2015

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Fundamentos de Automação

Conceito, Histórico e Considerações Gerais

CURSO DE AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL

Prof. Maurício Soares Ortiz

Ministério da educação - MECSecretaria de Educação Profissional e Técnica – SETECInstituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia doRio Grande do Sul – Campus Rio Grande

Curso de Automação Industrial

Disciplina de Fundamentos de Automação – Prof. Maurício Ortiz2

Conceito de Automação

� Automação: sistema de equipamentos eletrônicos e/ou mecânicos

que controlam seu próprio funcionamento, quase sem a intervenção

do homem.



Conceito de Automação

Automação ≠ mecanização

� Mecanização: consiste simplesmente no uso de máquinas para

realizar um trabalho, substituindo assim o esforço físico do

homem.

� Automação: possibilita fazer um trabalho por meio de máquinas

controladas automaticamente, capazes de se regularem

sozinhas.



Automação em nossas vidas

�Em casa�Lavando roupa�Abrindo o portão

�No trabalho�Registrando o ponto�Programando um robô�Controlando a temperatura do escritório

�No lazer�Comprando um refrigerante�Caminhando em uma esteira

�Na rua�Sacando dinheiro�Semáforos



� A automação começou através da mecanização na pré-história, com invenções como:� Roda;� Moinho movido por vento ou força animal;� Rodas d’água

� Os sistemas inteiramente automáticos surgiram no início do século XX.

Histórico do desenvolvimento da automação



� 1788 - James Watt desenvolveu um mecanismo de regulagem do fluxo de vapor em máquinas.

� O regulador consistia num eixo vertical com dois braços próximos ao topo,tendo em cada extremidade uma bola pesada. Com isso, a máquinafuncionava de modo a se regular sozinha, automaticamente, por meio deum laço de realimentação.


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� Atualmente, a robótica de alto nível avançou tecnologicamente evem cada vez mais sendo aplicada nos processos industriais ( enão industriais também).




� Hoje, os conceitos de integração total do ambiente produtivo com

o uso dos sistemas de comunicação de dados e novas técnicas

de gerenciamento já são uma realidade no que se chama CIM

(Manufatura Integrada por Computador).

CIM =∫(ambiente produtivo + comunicação de dados + gerenciamento técnico)




� Como visto na figura, a montagem da carroceria de um veículo é efetuada por vários

robôs sincronizados entre si, que constituem, portanto, uma célula de trabalho.

� Tal célula deverá ser então controlada por um sistema de supervisão – que irá enviar

as informações de trabalho ao computador central de gestão da fábrica. Obtém-se

dessa forma, uma estrutura de gerência piramidal.

Desenvolvimento da automação



AUTOMAÇÃO – Considerações Gerais

� A palavra automation foi inventada pelo marketing da indústria deequipamentos na década de 60, e buscava enfatizar a participaçãodo computador no controle automático industrial.

� O que significa automação, hoje?

� Sistema apoiado em computadores, que substitua o trabalhohumano em favor da segurança das pessoas, da qualidade dosprodutos, da rapidez da produção ou da redução de custos, assimaperfeiçoando os complexos objetivos das indústrias e dosserviços.


Disciplina de Fundamentos de Automação – Prof. Maurício Ortiz

AUTOMAÇÃO não somente é redução de custos de produção.

Existem inúmeros fatores que fazem com que a automaçãocontinuem em progresso tais como:

– maior nível de qualidade;– repetibilidade;– maior flexibilidade de modelos para o mercado;– maior segurança dos operários;– redução dos custos de produção;– menores perdas materiais e de energia;– mais disponibilidade e qualidade da informação sobre o processo;– melhor planejamento e controle da produção.

AUTOMAÇÃO – Considerações Gerais



Componentes da Automação

A maioria dos sistemas modernos de automação, como os utilizados

nas indústrias automobilística e petroquímica, é extremamente complexa

e requer ciclos de realimentação.

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Um sistema de automação é composto por no mínimo quatro elementos:

� Atuador: provê o sistema de energia para atingir determinado objetivo

(realiza o trabalho sobre o processo). Exemplo: motor elétrico;

� Sensoriamento: mede o desempenho do sistema de automação ou uma

propriedade particular de algum de seus componentes (fornece

informações sobre o sistema). Exemplos: termopares para medição de

temperatura;




� Controle: utiliza a informação dos sensores para regular o acionamento

(responsável pelo acionamento dos atuadores). Por exemplo, para manter

o nível de água num reservatório, usamos um controlador de fluxo que abre

ou fecha uma válvula, de acordo com o consumo. Mesmo um robô requer

um controlador, para acionar o motor elétrico que o movimenta;

� Processo: qualquer operação onde pelo menos uma propriedade química

ou física possa variar ao longo do tempo (procedimento de manufatura).



Classificação da Automação

� A automação pode ser classificada de acordo com suas diversas

áreas de aplicação. Por exemplo:

� automação bancária;

� automação comercial;

� automação industrial;

� automação agrícola;

� automação de comunicações;

� automação de transportes.



Classificação da Automação

� A automação pode ser classificada também quanto ao grau deflexibilidade. A flexibilidade de um sistema de automaçãodepende do tipo e da quantidade do produto desejado. Istosignifica que quanto mais variados forem os produtos e menor asua quantidade, mais flexível será o sistema de automação.

� A seguir é apresentada uma classificação de tipos de processo ede produção e respectivos sistemas de produção (classificaçãopor categoria do processo).



Classificação da Automação por Categoria do Processo

Categoria do processo



Automação na Indústria

� A unidade industrial é uma instalação onde se realiza um conjunto

de atividades e operações que tem como objetivo a transformação

de matérias-primas em produtos.

� As unidades industriais cujos processos transformam matérias-

primas, tais como metais, plásticos e outros, em produtos, como

máquinas, ferramentas e equipamentos para uso final do consumidor

(carros, eletrodomésticos etc.), são chamadas de fábricas ou

unidades fabris.

� Já aquelas cujos processos têm “fluidos”, como matérias-primas e/ou

produtos, são chamadas de indústrias de processo.

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Nível 1: Dispositivo de campo, sensores e atuadores

Nível 2: Controle

CLP, CNC

Nível 3: Supervisão

Workstation, PC

Nível 4: Gerenciamento de planta

Workstation

Nível 5: Gerenciamento

Corporativo-Mainframe

Administração de recursos da empresa. Neste nível encontram-se os softwares para gestão de vendas e financeira

Permite a supervisão do processo. Normalmente possui banco de dados com informações relativas ao processo

Nível responsável pela programação, realizando o controle e a logística de suprimentos

Nível onde encontram os equipamentos que executam o controle automático das atividades da planta

Nível das máquinas dos dispositivos e dos componentes da planta

ARQUITETURA DA

AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL



Nível 1: Dispositivo de campo, sensores e atuadores

Nível 2

Nível 3

Nível 4

Nível 5

ARQUITETURA DA AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL



Nível 1

Nível 3

Nível 4

Nível 5


Nível 2: Controle

CLP, CNC



Nível 1

Nível 4

Nível 5


Nível 3: Supervisão

Workstation, PC

Nível 2



Nível 1

Nível 5


Nível 2

Nível 4: Gerenciamento de planta

Workstation

Nível 3

Controle do processo produtivo- Banco de dados- Índices- Relatórios

Ex.: Avaliação e CQ em processo alimentício



Nível 1

Nível 4


Nível 2

Nível 5: Gerenciamento

Corporativo-Mainframe

Nível 3

Planejamento do processo- Controle de estoques- Logística

Ex.: Controle de suprimentos e estoques em função da sazonalidade de uma indústria de tecidos

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