Automação. Variedades de Automação. A automação em nossas vidas Objetivo: Facilitar nossas vidas

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1 Automação A automação em nossas vidas A automação no meio produtivo Características e Conceitos da Automação Aspectos da automação Arquitetura da Automação Industrial Razões para Automação Industrial Variedades de Automação A automação em nossas vidas Objetivo: Facilitar nossas vidas Automação no dia-a-dia Em casa: Lavando roupa Esquentando leite Abrindo o portão Lavando louça Na rua: Sacando dinheiro Dirigindo pelas ruas Fazendo compras A automação em nossas vidas No trabalho: Registrando o ponto Programando um robô Recebendo matéria-prima Estocando produto acabado Fazendo controle de qualidade Controlando temperatura de uma tanque de água Controlando a temperatura do escritório Acionando o sistema de combate à incêndio No lazer: Comprando um refrigerante Caminhando numa esteira Assistindo um filme Jogando um videogame

2 A automação no meio produtivo Objetivos: Facilitar os processos produtivos Componentes básicos, Sensoriamento, Comparação e controle Atuação. Automação industrial = sistema otimizado Menor custo Maior quantidade Menor tempo Maior qualidade (precisão) Qualidade: garantir uma produção com as mesmas características e alta Produtividade. Automação no meio ambiente Cumprimento de novas normas Sistemas de controle de efluentes Sistemas de controle de Automação nas indústrias Importância para sobrevivência das indústrias. Garante a competição no mercado globalizado Substitui o Homem onde há: Tarefas repetitivas Ambientes perigosos Ambientes insalubres Grande esforço físico A automação no meio produtivo Transforma a estrutura da força de trabalho Qualitativamente, Quantitativamente. Exige treinamento Qualificação da força de trabalho Melhoria das condições de trabalho Desafio: Inserir o homem no contexto da automatização sem traumatismo, sem desemprego, tendo somente um saldo positivo. O risco que se corre ao se introduzir novas tecnologias é menor do que aquele que se corre ao não introduzi-las Características e Conceitos da Automação Sistemas automatizados, algumas vezes, são extremamente complexos porém, se observarmos suas partes, veremos que seus subsistemas possuem características comuns e de simples entendimento. PERGUNTA : O que é preciso para construir alvenaria de um prédio de 50 andares? RESPOSTA:Tijolo, concreto (areia, cimento cal,argila e pedras) e ferragem.

3 Ou seja, o emprego de componentes básicos de equipamentos eletroeletrônicos no meio, são a base de todo o processo. Características e Conceitos da Automação Controle de temperatura de um aquário Características e Conceitos da Automação Objetivo: manter a água em torno de 25ºC Quando se fala de prensa funciona assim: Prensa de alavanca Botões de segurança Mas isso se torna uma Cadeia de comando Automação Industrial de Controle de processos (automação contínua) Tipos de controle na automação Controle Dinâmico Controle Lógico

4 Controle dinâmico Utiliza medidas das saídas do sistema a fim de melhorar o seu desempenho operacional, através de realimentação. Incalculável poder tecnológico Aperfeiçoamento de processos Velocidade Precisão Controle lógico Utiliza sinais sempre discretos em amplitude, geralmente binários e operações não lineares. Circuitos (elétricos, hidráulicos, pneumáticos etc) Variáveis binárias ( 0 ou 1) Circuitos de Redes lógicas: combinatórias seqüenciais Também no Controle Lógico encontamos: Redes lógicas combinatórias (sem memórias nem temporizações) Projeto com álgebra booleana Descrever, analisar e simplificar com auxílio de Tabelas da verdade e Diagramasde relés No Controle Lógico temos: Redes lógicas seqüenciais (memória, temporizadores e entrada de sinais) Teoria dos autômatos Redes de Petri Cadeias de Markov Simulação em computador Características e Conceitos da Etimologia: Automação Da palavra Automation (1960) Participação do computador no controle automático industrial Definição de Controle Lógico: Qualquer sistema, apoiado em computadores, que substitui o trabalho humano, visando soluções rápidas e econômicas para atingir os objetivos da indústria, dos serviços ou bem estar Computadores especializados (Controladores Programáveis) 1. Controle lógico 2. Controle dinâmico 3. Simples reprogramações As Características e Conceitos da Automação é: 1. Simples reprogramações 2. Coletar informações do processo para criar um modelo matemático 3. Sintetizar leis de controle ótimo 4. Simular desempenhos 5. Implantar leis de controle 6. Facilitar interfaces com supervisores

5 Aspectos da automação Implantação de sistemas interligados por redes de comunicação (Auxiliar a supervisão de problemas) Sistemas supervisórios Interfaces homem-máquina (IHM) Controladores programáveis Controle baseado em PC Interfaces homem-máquina (IHM) Aspectos da automação Necessidades da indústria: Maior nível de qualidade Flexibilidade Menores custos Menores perdas de materiais Menor custo de capital Maior controle das informações do processo Melhor PCP Principal componente: CLP s (controladores lógicos programáveis) Memória programável para instruções Energização / desenergização Temporização Contagem Sequenciamento Operações matemáticas Manipulação de dados.

6 Arquitetura da Automação Industrial Arquitetura da Automação Industrial Nível 1: Chão de fábrica Máquinas, dispositivos, componentes Ex.: Linhas e máquinas CLP S, Comandos, máquinas Motores, Inversores... Arquitetura da Automação Industrial Nível 2: Supervisão Informações dos nível 1 IHM s (interface homem máquina) Ex.: Sala de supervisão Supervisão e IHM

7 Arquitetura da Automação Industrial Nível 3: controle do processo produtivo Banco de dados Índi Relatórios (relatórios anuais de cumprimento dos compromissos) Ces (controle especializado) Controle do Processo Produtivo CEP (comando de etapas) Ex.: Avaliação e CQ em processo alimentício Nível 4: Planejamento Do Processo processo Controle de estoques Logística Ex.: Controle de suprimentos e estoques em função da sazonalidade de uma indústria de tecidos

8 Nível 5: Administração dos recursos financeiros, vendas e RH. Gerenciamento Geral Arquitetura da automação Industrial

9 Razões para Automação Industrial Repetibilidade e maior qualidade na produção Realização de tarefas impossíveis ou agressivas ao homem Rapidez de resposta ao atendimento da produção Redução dos custos de produção Restabelecimento mais rápido do sistema produtivo Redução de área Possibilidade de sistemas interligados Variedades da Automação Segundo grau de complexidade e os meios de realização física Automações especializadas (menor complexidade) Grandes sistemas de automação (maior complexidade) Automações Industriais de âmbito local ( média complexidade) Automações especializadas (menor complexidade) Ex.: Interna aos aparelhos eletrônicos, telefones, eletrodomésticos, automóveis. Microprocessadores Programação em linguagem de máquina Memória ROM Grandes sistemas de automação (maior complexidade) Ex.: Controladores de vôos nos aeroportos, controle metroviário, sistemas militares. Programação comercial e científica em software de tempo real Automações Industriais e de serviços de âmbito local (média complexidade) Ex.: Transportadores, processos químicos, térmicos, gerenciadores de energia e de edifícios CLP s isolados ou em redes Visão Geral da Automação Industrial Níveis de Abstração do Problema Nível de Gerência Nível dê supervisão Nível de Rede de Comunicação Nível de Controle Direto: PC, CLP Nível de Sensores e Atuadores Nível de Processos Físicos

10 Geração de informação estratégica Visualização, configuração e armazenamento e variáveis Tecnologias e protocolos de comunicação Algoritmos PID, fuzzy, lógica de relé, etc Eletrônica de potência, transdutores, acio. pneumático, etc Motores, robôs, caldeiras, etc. Tele típica de um Sistema Supervisório Controle por Computador Evolução da Estrutura de Automação Controle de set-point (outra tentativa) Controle Direto Controle Ponto-a-Ponto

11 SDCD (sistemas Digitais de Controle Distribuídos) Estratégia de Controle Direto Estratégia Ponto-Ponto SDCD A função do sistema de controle digital distribuído (SDCD) é a de dividir os equipamentos em vários módulos funcionalmente distintos: processo, controle, operação, gerenciamento e comunicação. SDCD Visão Geral

12 SDCD Visão Técnica SDCD - Estação de Operação SDCD É evolução da instrumentação funções dos instrumentos (condicionamento de sinal, controle e display) foram distribuídas geograficamente. Substitui instrumentos analógicos, para aplicações de controle contínuo PID. Poderosa interface homem máquina CLP X SDCD CLP é usado para aplicações com muita lógica, intertravamento e seqüencial. SDCD é usado para o controle PID do processo contínuo. SDCD faz o controle regulatório do processo e o CLP faz o controle de alarme e intertravamento do processo. CLP X SDCD SDCD começaram a incorporar atividades de controle liga desliga no seus, Sistemas. CLP também incorporaram o bloco PID em sua configuração e usando a estação de operação de um CP, roda aplicativos de controle supervisório. CLP X SDCD CLP pode fazer tudo o que o SDCD pode fazer. O que o usuário deve decidir é como facilita e quanto custa para cada sistema satisfazer as exigências do controle, como definido na cotação