Introdução Automação Industrial

Automação Industrial
Informações sobre a disciplina
Introdução
Prof.: Erick Akio Nagata
E-mail: erick.nagata@ifsuldeminas.edu.br

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CRONOGRAMA
Apresentação da disciplina, bibliografia, avaliações. Introdução à Automação
Industrial.
Introdução à instrumentação, características estáticas.
Sensores de Posição e Proximidade
Sensores de Temperatura
Sensores de Pressão
Sensores de Vazão
Sensores de Nível
Avaliação 1
CLP - Controlador Lógico Programável
Linguagens de Programação
Linguagens de Programação: LADDER
Linguagens de Programação: FBD
Avaliação 2

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OBJETIVOS

• Identificar os tipos de Arquiteturas de automação industrial, os

seus diversos componentes e as suas características.

• Identificar os tipos de variáveis de controle de processo, bem

como o funcionamento dos mais diversos sensores e
instrumentos, suas características, parâmetros e
empregabilidade.

• Desenvolver a lógica para a programação de PLCs em linguagem

Ladder.

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BIBLIOGRAFIA
Básica
• COSTA, LUIZ AUGUSTO A. Especificando sistemas de automação industrial. 1ª
ed. São Paulo. Editora Biblioteca 24 Horas. 2011.
• FIALHO, Arivelto Bustamante. Instrumentação industrial: conceitos, aplicações e
análises. 7. ed. rev. São Paulo: Érica, 2010. 280 p.
• PRUDENTE, Francesco. Automação industrial - PLC: teoria e aplicações. 2ª. Ed..
Rio de Janeiro. Editora LTC. 2011. 316 p.

Complementar
• AGUIRRE, Luis Antonio; TORRES, Leonardo A. B. Fundamentos da Instrumentação. 1ª ed.
São Paulo: Editora: Pearson / Prentice Hall. 2013.
• BEGA, Egídio Alberto. Instrumentação Industrial. 3ª ed. Rio de Janeiro: Ed. Interciência.
2011.
• COSTA, LUIZ AUGUSTO A. Especificando sistemas de automação industrial. 1ª ed. São
Paulo: Editora Biblioteca 24 Horas, 2011.
• DUNN, Willian C. Fundamentos de Instrumentação Industrial. Controle De Processos. 1ª
ed. Porto Alegre: Editora Bookman, 2013.
• GEORGINI, João Marcelo. Automação aplicada - Descrição e implementação de sistemas
sequenciais com PLCs. 9ª ed. São Paulo: Editora Érica, 2008.

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AVALIAÇÕES

Instrumento Valor
Prova P1 3,5
Prova P2 3,5
Listas de exercícios/Trabalho 3

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INTRODUÇÃO À AUTOMAÇÃO
INDUSTRIAL

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INTRODUÇÃO À AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL

• O que significa automação industrial?

• De quais formas pode-se implementar a automação

industrial?
• Comando numérico (tornos e fresas)
• Controladores de processos
• Manipuladores robóticos
• Controladores lógicos programáveis

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• A evolução da indústria

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Vídeo

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• O que seria então um CLP?

• De que maneira o CLP consegue atuar no processo industrial?

• Como o CLP consegue interagir com o processo industrial?

• Para agir no processo é preciso identificar seu estado, processar essa
informação e então enviar um sinal de saída para que haja (ou não)
algum tipo de modificação no processo

Sensores e atuadores!
Instrumentação

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• Resumo da automação industrial com CLP

Sensores CLP Atuadores

• Captam as • Processa as • Agem sobre

mudanças informações dos alguma variável
nas variáveis sensores para do processo
do processo gerar sinais de para deixa-lo
saída para os nas condições
atuadores desejadas

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• Exemplo: ajuste da temperatura da água do chuveiro

(sistema manual)
• Identifique o que seria: o sensor, o CLP (responsável pelo
controle) e o atuador

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Sensores

Definição informal: instrumento usado para medir direta ou

indiretamente uma variável.

Variáveis medidas:
• Discretas (sensores digitais)
• Presença (proximidade)
• Posição
• Analógicas
• Temperatura
• Pressão
• Vazão
• Nível

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 Sensores - Aplicações
Monitoração de processos
Medem as variáveis citadas anteriormente (pressão, vazão etc) e
fornecem esses dados como entrada para um registrador, indicador ou
outro equipamento. Exemplo: monitoração da temperatura dentro de um
alto-forno.

Controle de processos
Utiliza as variáveis medidas para controlar algum processo. Exemplo:
controle do nível de um tanque

Análises experimentais
Utilização para testes em laboratórios. Exemplo: teste da resistência de
um material de acordo com a pressão sofrida.

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Atuadores

Elemento que atua para alterar fisicamente uma determinada variável.

Geralmente converte um tipo de energia em outro tipo ou em
movimento.

Exemplos: válvulas para controle de vazão, motores, bombas,

aquecedores, inversores de frequência etc.

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Interligação entre sensores, CLP e atuadores

Sensores

Interface
homem-máquina

Atuadores

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Processos Industriais

Basicamente, a automação industrial pode ser dividida em

duas modalidades quanto aos tipos de processos: processos
da manufatura e processos contínuos.

• Processos da manufatura
• Processos contínuos

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Processos Industriais
• Processos da manufatura
São aqueles em que há grande movimentação mecânica de
partes. Geralmente a produção é feita por unidades discretas
de produto.
Exemplo clássico: indústria automobilística

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Processos Industriais
• Processos contínuos
São aqueles em que há pouca movimentação mecânica de
partes. Geralmente a produção é feita por unidades contínuas
de produto. As grandezas mais comuns no processo são:
temperatura, vazão, pressão e nível.
Exemplo: estação de tratamento de esgoto

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Processos Industriais

• E uma indústria de bebidas, em qual tipo de processo se

encaixa?

• Muitas indústrias utilizam ambos os tipos de processos para

produção de seu produto

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Processos Industriais Automatizados

• Definição?
• Processo através do qual os mecanismos verificam seu próprio
funcionamento, efetuando medições e introduzindo correções,
sem necessidade de interferência do homem, realizando o
controle do processo.

• Controle de processos
• Técnicas para manter uma ou mais variáveis do processo em
determinada faixa de valores, através correção de outra
determinada variável de processo. Exemplo: controle de nível
em um tanque com água

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Tipos de Automação

Uma outra classificação para sistemas automatizados, está

relacionada com o grau de flexibilidade da automação, sendo
dividida em 3 tipos:

• Automação rígida
• Automação programável
• Automação flexível

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Automação rígida

• Usada quando o volume de produção de um único produto é

muito alto

• Usa máquinas específicas, de alta velocidade e custo

elevado.

• Custo total é dividido no grande número de produtos.

• Exemplos:
• Papel, garrafas, lâmpadas, motores.

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Automação rígida

• Risco: alto investimento

• Se não ocorrer a demanda prevista o custo unitário aumenta

• Problemas
• Ao final do ciclo de vida do produto o equipamento se torna
obsoleto
• Não é economicamente viável para produtos com ciclo de vida
curtos

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Automação programável

• Usada quando:
• O volume de produção é relativamente pequeno
• Tem-se a necessidade de diversos produtos

• Utiliza equipamentos programados para produção de produtos

em lotes

• Adaptabilidade por meio de programação.

• Exemplos:
• Máquinas CNC
• Robôs industriais

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Automação flexível

• Usada quando o volume de produção é mediano.

• Uma mesma máquina pode ser programada para

produzir outro produto semelhante

• Possui características da automação fixa e programável

• Também chamada de Computer Integrated

Manufacturing (CIM)

• Muita usada em linhas de montagem automotiva

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Exercícios de Fixação
1) Defina o que é automação industrial. Cite duas formas se
emprega-la
2) Descreva com suas palavras como se deu a evolução da
indústria e da automação industrial.
3) Defina com suas palavras o que seria um CLP
4) O que são sensores e atuadores?
5) Como os sensores, CLP e atuadores interagem para realizar a
automação industrial?
6) Quais as diferenças entre processos de manufatura e processos
contínuos? Cite exemplos.
7) Qual a função do controle de processos na automação
industrial?
8) Quais as diferenças entre automação rígida, programável e
flexível?

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