Conceitos Básicos de
Automação
Prof. Jeferson L. Curzel
2011/02
Exemplo Motivador
• Para uma furação manual o operador usava
os olhos, o tato e a contração de seus
braços para avaliar a evolução do furo na
madeira, decidindo a velocidade da broca e
verificando a profundidade do furo.
• O conhecimento e a experiência do
operador permitiam que ele calculasse a
velocidade e a força que seus braços e mãos
deveriam aplicar na furadeira para obter o
furo desejado.
Exemplo
• E que isso tem a ver com os conceitos de sensor,
atuador e controle, que são fundamentais à automação?
• Podemos dizer que o operador de alguma forma "sabia"
ou "sentia" o processo, seus sentidos funcionavam
como sensores e o cérebro processava as informações
recebidas pelos sentidos orientando o controle da força
e velocidade que deveria ser aplicada pela ação dos
braços e mãos.
• Sensores => órgãos dos sentidos,
• Atuadores => braços, mãos,
• Controlador => cérebro do operador.
Exemplo
• Os sensores e o controlador nem sempre são visíveis e
podem estar dentro da estrutura da máquina.
• O importante é saber que a máquina possui um atuador
(responsável pelo avanço da broca); um ou mais de um
sensor (responsável(eis) em verificar se a broca fez ou
não o furo) e um controlador (responsável pelo avanço
e recuo da furação).
Conclusão
• Os conjuntos de operações das máquinas são
realizados através de três grandes grupos de elementos:
sensores, atuadores e controladores.
• A informação "a peça chegou" é conseguida pela
introdução de um elemento na máquina, o sensor que
"sente" a presença da peça.
• Para a máquina furar a peça é necessários um atuador,
• e o controle de quando, onde e como furar é feito por
um controlador. O controlador pode ser, por exemplo,
um CLP, um computador, um CI ou um circuito lógico
elétrico ou pneumático.
Exemplo
Sistemas de Automação
• A automação de processos industriais
pode ser feita na forma de:
• Sistemas em Malha Aberta
• Sistemas em Malha Fechada
Sistemas em Malha Aberta
• Os Sistemas em Malha Aberta são aqueles em que as
grandezas de saída não são comparadas com as
grandezas de entrada.
• Uma máquina de secar roupas,
• A velocidade de acionamento de um cilindro hidráulico,
Sistemas em Malha Fechada
• No Sistema em Malha Fechada, há um fluxo de informação no
sentido direto, da entrada para a saída, e outro fluxo de informações
que compara a saída com um valor de referência. A comparação é feita
através da realimentação da saída.
Os sistemas de malha
fechada são
controlados através de
circuitos lógicos
eletrônicos tornando-se
mais rápidos,
compactos e capazes
de receber mais
informações de entrada
e atuando sobre um
maior número de
dispositivos de saída.
Fluxo de informação
• Vamos analisar no processo automático de furação uma
cadeia de comando. Da entrada até saída do sistema há
um fluxo de informação. A informação consiste em sinais
de entrada que assumem diferentes características
dentro do próprio sistema. Observe o diagrama que
ilustra este fluxo, a seguir.
Entrada de sinais:
• a entrada de uma informação ou sinal no
sistema é feita através de:
– interruptores de fim de curso;
– emissores/receptores de sinais sem contato (por
exemplo, infravermelho);
– barreiras fotoelétricas;
– botões e pedais manuais;
– um programa de computador (que fornece os valores
de referência, por exemplo).
Processamento de sinais:
• as informações da entrada são
processadas pelos seguintes elementos:
– válvulas pneumáticas;
– módulos eletrônicos;
– microprocessadores;
– CLP´s.
Conversão de sinais:
• a conversão de sinais é feita pelos
seguintes elementos:
– amplificadores;
– placas AD/DA (analógico-digital/digitalanalógico);
– válvulas pneumáticas, hidráulicas e
eletromagnéticas.
Saída:
• a saída das informações é feita pelos
atuadores ou elementos de trabalho:
– válvulas e cilindros hidráulicos e
pneumáticos;
– contadores de potência;
– transistores de potência.
Tipos de sinais
 Sinal analógico. A velocidade de deslocamento de um automóvel é
transmitida por um sinal contínuo, analógico e pode ser medida por
um velocímetro, um instrumento de medição do sinal contínuo,
analógico. O sinal analógico é um sinal contínuo, que representa a
evolução de uma grandeza, de uma variável. Um sinal analógico
apresenta infinitos valores mesmo que seja numa faixa
determinada.
Características e tipos de sinais
• Sinal digital:O sinal digital captura em amostragens o
comportamento de uma variável. Assim, nem toda variação é
capturada por ele mas uma amostragem do seu valor ao longo do
tempo. É importante que as amostragens expressem bem as
oscilações relevantes da grandeza observada.
Características e tipos de sinais
• Sinal binário. O sinal binário ("bi"= dois), é um caso particular do
sinal digital, só pode assumir dois valores. A presença ou falta
de peça; botão acionado ou não-acionado são alguns
dos exemplos de sinais binários.
Exercício
• Identifique um sistema de automação que
possua as características mencionadas
nesta aula, descreva-o de forma sucinta
(diagrama de blocos, esquema, desenho)
• Identifique os tipos de sensores,
atuadores e controladores presentes no
sistema observado.
• Data de entrega:____/____/_____.