SISTEMAS PRODUTIVOS II ENG 09014
Dia 4 de setembro
Fontes:
Cap. 4 Introdução à automação
Cap. 5 sistemas de controle industrial
PROFa. Giovana Savitri Pasa
giovanapasa@producao.ufrgs.br
2012-2
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SISTEMAS PRODUTIVOS II ENG 09014
Automação – utilização de tecnologia
para realizar um processo ou
procedimento sem a assistência
humana
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Tipos de Variáveis:
1) Contínuas
2) Discretas
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1) contínuas:
são
definidas
considerado
para
qualquer
valor
no
intervalo
ex.: tensão, temperatura
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2) Discretas
Pode assumir somente determinados
intervalo considerado.
Podem ser:
2.1 Discretas não-binárias
2.2 Discretas binárias
valores
dentro
do
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2.1 Discretas não-binárias
Podem assumir uma gama limitada de valores num determinado
intervalo.
Ex.: número de peças na manutenção a cada hora do dia
número de unidades em
manutenção ao longo do dia
horário (h)
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2.2 Discretas binárias
Pode assumir somente dois valores ao longo do tempo (ligadodesligado; 0-1
ligado
desligado
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3. Tipos de variáveis
3.1 Analógicas
3.2 Digitais
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3.1 Analógicas
São variáveis contínuas que são análogas a uma variável de
interesse.
Ex.:
A tensão medida no termopar é proporcional à diferença de
temperatura entre as duas junções
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3.2 Digitais
Sinais digitais são uma combinação de sinais lógicos e
podem ser apresentados em diversas combinações:
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4- conversão analógica - digital
PROFa. Giovana Savitri Pasa
giovanapasa@producao.ufrgs.br
2012-1
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6,8 V
6,8 V
pulsos modulados em amplitude
PROFa. Giovana Savitri Pasa
giovanapasa@producao.ufrgs.br
2012-1
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ENG 09014
Metodo de aproximação sucessiva
Tem-se uma voltagem de referência 5 Volts
Valor a ser convertido é 6,8
a) 6,8>5 então bit=1
b) 6,8-5= 1,8
c) 1,8>2,5 falso entao bit=0
d) 1,8>1,25 entao bit=1
e) 1,8-1,25=0,55
f) 0,55>0,625 falso entao bit=0
g) 0,55>0,312 entao bit=1
h) 0,55-0,312=0,238
i) 0,238>0,156 entao bit=1
Usamos 6 bits
Entao 6,8 v decimal passou a 101011 em digital
Para conferirmos:
1*5+0*2,5+1*1,25+0*0,625+1*0,312+1*0,156=6,718 v
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Dúvida:
ENG 09014
6,8 v decimal passou a 101011 em digital ??
Para conferirmos:
1*5+0*2,5+1*1,25+0*0,625+1*0,312+1*0,156=6,718 v
A dúvida que surgiu em aula:
Se convertemos 101011 para binário:
1 25  0 24  1 23  0 22  1 21  1 20  43
Trata-se de uma questão de escala, por termos utilizado
um dispositivo físico com tensão de referência de 5
volts.
Veja a seguir:
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ENG 09014
5
5
5
5
5
5

1


0


1


0


1

1  6,718
20
21
22
23
24
25
25
m ultiplicandocadaterm o por tem  se :
5
25 5
25 5
25 5
25 5
25 5
25 5
25
 1   1  0   2 1   3  0   4 1   5 1   6,718
5 20
5 2
5 2
5 2
5 2
5 2
5
sim plificando, verificam os tratar  se de um fator de escala :
25
2 1  2  0  2 1  2  0  2 1  2 1   6,718  43
5
5
4
3
2
1
0
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Sistemas de controle:
Tipos:
a) contínuo
b) discreto
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a) sistema de controle contínuo
Exemplo:
Saída de uma reação química que depende de temperatura,
pressão e vazão de entrada de reagentes
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b) sistemas de controle discreto
Neste caso, as variáveis são modificadas em momentos discretos
do tempo.
As mudanças são ocasionadas por eventos ou pela passagem do
tempo
http://www.youtube.com/watch?v=wg8YYuLLoM0
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SENSORES
Existe uma ampla variedade de medidores
usados na manufatura
Medidor = SENSOR + TRANSDUTOR
SENSOR detecta uma variável física de interesse, por exemplo:
- pressão, temperatura, força
TRANSDUTOR transforma essa variável em outro tipo de energia
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TRANSDUTOR transforma:
- temperatura em uma corrente
- pressão em uma voltagem
- força em uma voltagem
- voltagem em rotação
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1- Chave bimetálica - são duas lâminas de metal de coeficientes de
dilatação diferentes coladas juntas;
- a uma mesma temperatura, o metal que se dilatar
mais provocará uma curvatura no outro metal;
- as mudanças de temperatura provocam a abertura
ou fechamento de um contato.
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Chave bimetálica pode desligar um equipamento por ter atingido
uma temperatura muito alta (segurança)
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2- Tacômetro
É um gerador que produz uma tensão
velocidade medida.
proporcional à
Aplicações:
- manter a rotação de um equipamento em níveis
desejados;
- acionar frenagem de segurança, etc
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I - 24
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3 - Dinamômetro
Capaz de medir forças.
Deformação pela força
Voltagem
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Efeito piezoelétrico - Fenômeno observado
em cristais nos quais deformações
mecânicas provocam polarizações elétricas
seguindo determinadas direções.
Medir pressão, força...
Piezo - Unidade de medida de pressão: a
pressão exercida por uma força de 103 que
age perpendicular e uniformemente sobre
uma área de um metro quadrado. Vale 103
N/m2
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4- Bóia
Simples dispositivo que flutua sobre um fluido.
Transmite um ângulo de inclinação do braço a que
está preso.
Essa inclinação tem uma relação com o nível de
fluido.
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4- Bóia
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5 - chave de fim de curso
Transforma uma posição limite num tensão,
acionando um contato.
Ex. alimentador
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6 - encoder ótico
Usado para medir uma velocidade.
Consiste de um disco com ranhura, o qual
separa uma fonte de luz de uma
fotocélula.
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6 - encoder ótico
Na medida em que o disco gira, ele
transforma a luz em pulsos com freqüência
maior ou menor, dependendo da velocidade.
Velocidade
freqüência de pulsos
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7 - sensor fotoelétrico
Consiste de um emissor - fonte de luz - e
de um receptor - célula fotoelétrica.
- Acionado por continuidade
- Acionado por bloqueio
Luz
voltagem
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8 - Arranjo fotoelétrico
Consiste de um arranjo de sensores
fotoelétricos.
Serve para indicar a altura ou largura de
um objeto, na medida em que o objeto irá
bloquear alguns dos sensores do arranjo.
dimensão
voltagens
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9 - Potenciômetro
Consiste de um resistor e de um contatoo
deslizante.
A posição do contato se transforma numa
resistência.
posição
resistência
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10 - Strain gage
O tensionamento físico é transformado numa
variação de resistência.
tensão
resistência
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11 - Termistor
Na medida em que aumenta a temperatura do
material (semicondutor) diminui a
resistência.
temperatura
resistência
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12 - Termopares
Termômetro, especialmente para altas
temperaturas.
temperatura
voltagem
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12 - Termopares
Baseia-se no fenômeno observado por
Seebeck, estudado por Peltier e Thomson
p.31
A diferença de temperatura entre as junções
de dois metais diferentes gera uma
diferença de potencial (voltagem) entre
essas junções.
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12 - Termopares
A diferença de potencial (voltagem) é
proporcional à temperatura.
Uma das extremidades na fonte de calor a
ser medida e outra na temperatura
ambiente ou de referência.
Pequena voltagem - é amplificada.
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Características desejáveis dos
dispositivos de medição
A) Alta Acurácia - A medida deve conter um
erro pequeno e sistemático em relação ao
valor real
B) Alta Precisão - A variabilidade
aleatória ou ruído devem ser baixos.
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C) Resposta rápida
Capacidade do dispositivo de responder
rapidamente às mudanças na variável
medida.
D) Facilidade de calibração - estabelecer a
relação entre a variável de saída e o que
se deseja medir
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E) Mínimo drift - drift é a tendência a
descalibrar com o tempo
F) Alta confiabilidade - robusto para
operar em ambientes agressivos, sem gerar
falhas
G) Baixo custo, em relação ao benefício
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