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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDOCURSO: CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO
Profª Danielle Casillo
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� Nome: Automação e Controle� Créditos: 4 – 60 horas� Período: 2010.2
Horário: quartas e sextas das 20:40 às 22:20� Horário: quartas e sextas das 20:40 às 22:20� Professora: Danielle Simone S. Casillo� Página: www.ufersa.edu.br� Sigaa: www.sig.ufersa.edu.br� Contato: [email protected]
Aula 01 - Introdução à Automação 2
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� Proporcionar ao estudante de Ciência daComputação as tecnologias dedesenvolvimento para automação,programação de Controladores Lógicosprogramação de Controladores LógicosProgramáveis (CLP) e SistemasSupervisórios permitindo-lhe atuar sobreestes sistemas de forma corretiva ou paraexecução de melhorias, bem como nodesenvolvimento de novas aplicações.
Aula 01 - Introdução à Automação 3
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� Introduzir os conceitos de automação e controle; � Introduzir a linguagem de programação Grafcet e ladder
e desenvolver aplicações práticas;� Conhecer a ferramenta SPDSW para desenvolvimento de
aplicações industriais;aplicações industriais;� Aplicar os recursos da ferramenta SPDSW de maneira
correta e otimizada;� Implementar a comunicação do software com sistemas
equipamentos de automação (CLPs, Interface Homem Máquina - IHM, etc.);
� Desenvolver aplicações (sistemas supervisórios) para interface com sistema controlado por CLP.
Aula 01 - Introdução à Automação 4
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� Ensino:� Aulas teóricas, práticas e trabalhos usando kits de
treinamento em CLP e IHM.
� Avaliação:� Trabalhos escritos e de laboratório
Experiências práticas� Experiências práticas� Provas escritas e/ou práticas
� Data das avaliações:� 17/09/2010 - 1ª avaliação� 22/10/2010 - 2ª avaliação� 26/11/2010 - 3ª avaliação� 01/12/2010 – Reposição� 08/12/2010 - 4ª avaliação
Aula 01 - Introdução à Automação 5
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� Primeira Unidade:� Introdução
� Automação Industrial: objetivos, histórico;� Introdução ao CLP: definição, histórico,� Introdução ao CLP: definição, histórico,
aplicações, componentes e linguagens deprogramação;
� Método Grafcet-SFC: conceitos básicos, regras detransição e aplicações;
� Introdução à linguagem Ladder;� Experiências introdutórias.
Aula 01 - Introdução à Automação 6
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� Segunda Unidade:� CLP ZTK 900 – HI Tecnologia
� Características básicas;� Software de programação SPDSW;� Software de programação SPDSW;� Linguagem Ladder: instruções básicas,
instruções matemáticas, instruções lógicas eexperiências.
Aula 01 - Introdução à Automação 7
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� Terceira Unidade:� Sistemas Supervisórios
� Introdução� Interface Homem Máquina� Interface Homem Máquina
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� BÁSICA:� Notas de aulas (SIGAA)� Automação Aplicada – Descrição eImplementação de SistemasSequenciais com PLCs. MarceloSequenciais com PLCs. MarceloGeorgini. 9ª Edição. Ed. Érica. 2009.
� COMPLEMENTAR:� Controladores Lógicos Programáveis -Sistemas Discretos. Claiton M. Franchi eValter L. A. de Camargo. 2ª Edição. Ed.Érica. 2009.
� Automação Industrial. FrancescoPrudente. 1ª Edição. Ed. LTC. 2010.
Aula 01 - Introdução à Automação 9
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� É um conceito amplo que pode ser aplicadoem qualquer ambiente, seja predial,comercial ou industrial.
� Baseia-se
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� Baseia-se fundamentalmente na aplicação de dispositivos que visam substituir o trabalho braçal, insalubre ou repetitivo.
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� A palavra automação está diretamente ligada aocontrole automático, ou seja ações que nãodependem da intervenção humana.
�
� Este conceito é discutível pois a “mão do homem”sempre será necessária, pois sem ela não seriapossível a construção e implementação dos processosautomáticos.
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� Historicamente, o surgimento da automaçãoestá ligado com a mecanização.
� O objetivo era sempre o mesmo, o desimplificar o trabalho do homem.simplificar o trabalho do homem.
Aula 01 - Introdução à Automação 12
� Nos tempos modernos,entende-se por automaçãoqualquer sistema apoiadoem microprocessadoresque substitua o trabalhohumano.
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� A história da automação industrial começana década de 20 quando Henry Ford cria alinha de produção para a fabricação deautomóveis.automóveis.
� Porém, o grande impulso para a automaçãose deu com o aparecimento dos transistoresna década de 60.
Aula 01 - Introdução à Automação 13
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� Até então, tal programação era feita utilizando relés, e acomplexidade dos processos produtivos envolvidosexigia, instalações em painéis de controle com centenasde relés.
� Além de uma operacionalidade muito baixa, existiamAlém de uma operacionalidade muito baixa, existiamoutros problemas:� alto consumo de energia;� difícil manutenção;� modificações de comandos dificultados e onerosos com muitas
alterações na fiação;� ocasionando número de horas paradas;� dificuldades em se manter a documentação atualizada dos
esquemas de comando modificados.
Aula 01 - Introdução à Automação 14
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� No final da década de 60, surgiu o ControladorLógico Programável.
� Seu desenvolvimento foi incentivado pela GM,que enfrentava problemas com a programaçãode sua linha de produção.que enfrentava problemas com a programaçãode sua linha de produção.
Aula 01 - Introdução à Automação 15
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� Automação industrial é muito aplicada paramelhorar a produtividade e qualidade nosprocessos considerados repetitivos, estandopresente no dia-a-dia das empresas.
� A automação industrial pode ser definidacomo um conjunto de técnicas destinadas atornar automáticos vários processos naindústria, substituindo o trabalho musculare mental do homem por equipamentosdiversos.
Aula 01 - Introdução à Automação 16
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� O conceito de automação varia com oambiente e experiência da pessoa envolvida.� Para uma dona de casa, a máquina de lavar
roupa ou lavar louça.roupa ou lavar louça.� Para um empregado da indústria
automobilística, pode ser um robô.� Para uma pessoa comum, pode ser a
capacidade de tirar dinheiro do caixaeletrônico.
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� Classificação da Automação� Automação Industrial� Automação Comercial� Automação Predial� Automação Predial� Automação Residencial� Automação Bancária� Automação Agrícola
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� Qualquer grandeza física pode ser controlada;� Controle manual
� operador presente;� válvulas, alavancas, chaves, ...� válvulas, alavancas, chaves, ...� que produz alterações naquela variável
� Produção seriada� início da industrialização� produção composta por etapas ou estágios� máquinas específicas a determinada aplicação
Aula 01 - Introdução à Automação 19
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� ... com o passar do tempo ...� valorização do trabalhador� a máquina passou a fazer o trabalho mais pesado� o homem, a supervisioná-lao homem, a supervisioná-la
� Controle� automático: as funções do operador é realizada
por um equipamento� automático por realimentação: age sobre o
elemento de controle, baseando-se em informaçõesde medida da variável controlada
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� O conceito de automação inclui a idéia deusar a potência elétrica ou mecânica paraacionar algum tipo de máquina.
� Deve acrescentar à máquina algum tipo deinteligência para que ela execute sua tarefade modo mais eficiente e com vantagenseconômicas e de segurança.
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� Tecnologia Integradora:� Eletrônica: Hardware
� Mecânica: Atuadores
� Inteligência: Software (Informática)� Inteligência: Software (Informática)
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� Sensores� fornecem informações sobre o sistema� entradas do controlador� indicam variáveis como temperatura, pressão, ...
� Atuadores� Atuadores� agem a partir do processamento das informações
coletadas pelos sensores� tipos: magnéticos, hidráulicos, pneumáticos, elétricos
� Controlador� aciona os atuadores levando em conta o estado das
entradas (sensores)� instruções do programa inserido em sua memória
Aula 01 - Introdução à Automação 23
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� Automatizar um sistema, tornou-se muitomais viável à medida que a Eletrônicaavançou.
� Com este avanço, o controlador, os sensores� Com este avanço, o controlador, os sensorese os atuadores passaram a funcionar emconjunto, transformando processo em umsistema automatizado, onde o própriocontrolador toma decisões em função dasituação dos sensores e aciona os atuadores.
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� Com o avanço da eletrônica....� memórias ganharam maior capacidade de
armazenamento� os circuitos lógicos tornaram-se mais rápidos
microcontroladores� microcontroladores� a lógica de acionamento pode ser
desenvolvida através de software, quedetermina ao controlador a seqüência deacionamento a ser desenvolvida. Este tipo dealteração da lógica de controle caracteriza umsistema flexível.
Aula 01 - Introdução à Automação 25
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� Existem, basicamente, dois segmentos daautomação industrial, segundo amanipulação das variáveis a seremcontroladas.controladas.� Controle de Processo do tipo contínuo(Controle de Processos, ControleRegulatório)
� Controle do tipo discreto (ControleDiscreto).
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� Processos discretos
� Indústrias manufatureiras de fabricação porlote
� Ex: indústria automobilística� Ex: indústria automobilística
� Processos contínuos
� Indústrias de processo de manipulação� Ex: indústria química, farmacêutica,
petroquímica
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� A forma básica de programação é oriundada lógica de programação dos diagramaselétricos a relés.
� Próprio para ambientes industriais, oscontroladores realizam uma rotina cíclica deoperação, o que caracteriza seu princípio defuncionamento, e operam apenas variáveisdigitais, efetuando controle discreto.
Aula 01 - Introdução à Automação 28
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� Quando os equipamentos manipulamvariáveis analógicas.
� Efetuam técnicas de ação de controle dosmais diversos tipos:mais diversos tipos:� Proporcional – Integral – Derivativo (PID)� Adaptativo (não linear)� Lógica Fuzzy (lógica nebulosa)� Controle Preditivo� entre outros ....
Aula 01 - Introdução à Automação 29
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� Avanço das técnicas de transmissão;� Salas de controle distribuídas geograficamente foram
interligadas e conectadas a uma única central desupervisão;Controle Hierárquico - > Distribuído;� Controle Hierárquico - > Distribuído;
� Surge então o Sistema Digital de ControleDistribuído – SDCD;
� Padronização dos equipamentos (sensores, controle eatuação nos mais diferentes níveis).
Aula 01 - Introdução à Automação 30
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Aula 01 - Introdução à Automação 31
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Aula 01 - Introdução à Automação 32
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� Qualidade� controle de qualidade eficiente.� compensação automática de deficiências do processo.
� Flexibilidade� facilidade e rapidez nas alterações nos parâmetros dos
processos.processos.� Produtividade
� uso eficiente da matéria prima, energia, equipamentos einstalações.
� Viabilidade técnica� execução de operações impossíveis de se realizar por métodos
convencionais (processamento imediato de informações,limitações o homem, condições desumanas de trabalho).
Aula 01 - Introdução à Automação 33
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� Estudar sistemas automatizados até o nível doelemento “controlador”.
� Devido a esta grande variedade de conhecimentos,como já dito anteriormente, o foco deste curso serácomo já dito anteriormente, o foco deste curso serána programação dos Controladores LógicoProgramáveis (CLPs) que são o cérebro de todo oprocesso.
� A Automação Industrial compreende um campo deatuação amplo e vasto.
Aula 01 - Introdução à Automação 34
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� A disciplina de Instrumentação: tem o objetivode estudar cada elemento sensor ou atuador,seus funcionamentos.
� Para os atuadores, só para os motores deindução, existe uma grande quantidade dePara os atuadores, só para os motores deindução, existe uma grande quantidade debibliografia disponível, e ainda tem-se osMotores de Passo e os Servomotores.
� A cadeia de automação ainda consiste nacomunicação de dados entre os elementos, oque leva um estudo a parte das RedesIndustrias.
Aula 01 - Introdução à Automação 35
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� Benefícios� Redução de custos� Aumento da produtividade� Reduz a exposição de trabalho monótonos,� Reduz a exposição de trabalho monótonos,
repetitivos e até mesmo perigosos� Mais tempo livre� Aumento de salários
Aula 01 - Introdução à Automação 36
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� Benefícios� Na regularidade da qualidade de um
produto� Na economia de energia� Na economia de energia� Flexibilidade� Segurança de funcionamento
Aula 01 - Introdução à Automação 37
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� Problemas� Experiência de um empregado tem vida
curta� Fim de alguns tipos de emprego (ex.� Fim de alguns tipos de emprego (ex.
telefonista)� Problemas sociais e psicológicos em
decorrência da submissão ao ritmos dasmáquinas
Aula 01 - Introdução à Automação 38
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AUTOMAÇÃO GERA GERA
DESEMPREGO?
Aula 01 - Introdução à Automação 39