GRA1599 SISTEMAS AUTOMATIZADOS NA INDÚSTRIA 4 0 GR3108-212-9 - 202120 ead-17794 01

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SISTEMAS DE CONTROLE: SISTEMAS DE CONTROLE: 
HISTÓRICO E CONCEITOHISTÓRICO E CONCEITO
SISTEMASSISTEMAS
AUTOMATIZADOS NAAUTOMATIZADOS NA
INDÚSTRIA 4.0INDÚSTRIA 4.0
Au to r ( a ) : M e . Pe d ro V i e i ra S o u z a S a n to s
R ev i s o r : D a n i e l R . Ta s é Ve l á zq u e z
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Introdução
Prezado(a) estudante, iniciaremos nosso caminho até o �nal deste estudo
discutindo os sistemas de controle dispostos nas indústrias dos mais variados
segmentos, que compõem uma estrutura que auxilia a operação dessas
organizações.
Quando falamos em automação, podemos entender que se trata, em suma, da
conversão de um processo de trabalho em automático, em vez de um controle
humano. Embora a automação esteja, em maior parte, associada à
informatização, essa realidade ainda engloba uma série de pilares nos quais as
funções humana e da máquina são rede�nidas. Posto isso, é importante
compreender o papel da automação na Indústria 4.0, além de reconhecer as
variáveis de entrada e saída em sistemas automatizados, por exemplo. Ademais,
entender o papel de cada componente de controle em sistemas automatizados é
de grande relevância para os pro�ssionais que lidam com essas tecnologias.
Boa leitura!
História do Controle
Automático e do
Controle Clássico
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Caro(a) estudante, você sabia que a dinâmica imposta pelo mercado às empresas
fez com que diversas práticas surgissem como forma de garantir a
sustentabilidade dessas empresas? Com isso, as organizações enxergaram, nas
várias tecnologias desenvolvidas ao longo do tempo, uma forma de aprimorar os
processos e evoluir no quesito vantagem competitiva. Isso ocorre devido ao fato
de que as diversas estratégias de produção têm um objetivo em comum:
aprimorar os processos de modo e�ciente e econômico. Dentre os meios para se
chegar a esse objetivo, encontra-se a automação industrial.
O termo “automação” começou a ser empregado em 1936, quando D. S. Harder
trabalhava para a General Motors Corporation. Para ele, a automação poderia ser
o retrato da transferência de peças de trabalho entre as máquinas em um
processo de produção, sem operação humana. Pouco tempo depois, em 1946, ele
fundou o Departamento de Automação, quando era vice-presidente da Ford Motor
Company (HITOMI,1994).
S A I B A M A I S
Podemos pensar: como a automação veio à tona? Qual sua principal base prática?
Henry Ford (1863-1947), da General Motors, idealizou algo que ele chamou de linha de
montagem. Talvez esse tenha sido o real gatilho para o grande desenvolvimento
industrial e, ainda, é uma boa marca do início pré-existencial da automação industrial.
Link: https://bityli.com/rHpek
Fonte: Silveira e Lima (2003, p. 2).
https://bityli.com/rHpek
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Quando discutimos automação, precisamos entender que se refere, em síntese, a
uma operação automática, isto é, está basicamente relacionada com a produção
automática de bens e/ou produtos. Para isso, os pilares que sustentam sua
fundação foram �rmados no aumento da e�ciência da fabricação e da
produtividade do trabalho, o que justi�cou sua implementação em diversos
segmentos.
Nesse contexto, observaram-se três diretrizes que abriram o caminho para a
automação:
1. produção automática do tipo �uxo nas indústrias de manufatura;
2. controle automático da produção contínua em indústrias de processo; e
3. aumento da e�ciência empresarial por meio de computadores
(HITOMI,1994; KEHOE et al., 2015).
Essas tendências deram sustento aos seguintes tipos de automação:
automação mecânica para indústrias de manufatura;
automação de processos para indústrias químicas e de processos; e
automação comercial para trabalho de escritório (GUNASEKARAN, 1999;
NATALE, 2003).
REFLITA
A conversão do trabalho manual em mecânico é a
mesma coisa que automação? No contexto da
automação em indústrias, devemos distinguir esses
termos e seus respectivos conceitos. Nesse caso, a
automação industrial é diferente da mecanização. A
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Dessa forma, podemos compreender que a automação industrial pode ser
enquadrada em dois grandes segmentos: a automação de manufatura e o
chamado controle de processos. Nos dias atuais, contudo, essa divisão já não é
mais tão clara assim, uma vez que a automação busca constantemente a
uni�cação dos variados ramos internos de uma indústria, para, assim, torná-los
automáticos.
Alguns conceitos atrelados à temática de automação precisam ser expostos, de
acordo com Bayer e Araújo (2010), tais como:
Nesse sentido, devemos associar que a natureza do processo depende do �uxo
de etapas distribuídas em sequência, com a conclusão de uma etapa levando ao
início da próxima. Nesse cenário, os processos geralmente contam com o auxílio
de ferramentas direcionadas a monitoramento, controle e/ou programação para
manter a e�ciência operacional em níveis máximos. Para Bayer e Araújo (2010, p.
19), a proposta de um sistema de controle consiste em “aplicar sinais adequados
na entrada do processo com o intuito de fazer com que o sinal de saída satisfaça
certas especi�cações e/ou apresente um comportamento particular”.
O papel do controle no contexto dos sistemas industriais está em fazer com que o
conjunto de tecnologias disponíveis atinja os padrões permitidos de variações de
parâmetros operacionais para as máquinas e os sistemas, fornecendo os sinais
de entrada necessários. Ademais, o controle clássico tem como principal função
garantir que as saídas sigam os pontos de ajuste.
Devemos compreender que os sistemas automatizados são essenciais para a
manutenção do desempenho operacional das indústrias modernas. Podemos
perceber a migração da automação para diversas áreas das indústrias, como:
primeira permite a execução de operações por meio
de máquinas controladas automaticamente. A
segunda, por outro lado, limita-se ao uso de
equipamentos para operacionalizar alguma tarefa,
em substituição ao esforço físico humano.
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embalagem e manuseio de materiais;
controle de qualidade e inspeção;
fabricação de metal;
processamento de alimentos e bebidas;
usinagem de peças; e
planejamento e tomada de decisão.
A automação possibilita às empresas a obtenção de um aumento na
produtividade, a partir da utilização de tecnologias variadas de automação. Um
caso pertinente a ser citado são os robôs (Figura 1.1), presentes nas indústrias
automobilísticas com maior frequência. Um ponto a se destacar é o de que a
indústria automotiva foi a primeira a adotar a robótica. Seguindo os avanços
tecnológicos nos últimos tempos, as organizações de menor porte agora podem
automatizar seus sistemas de manufatura e melhorar, dentre outros aspectos, a
e�ciência operacional. Para nos aprofundarmos ainda mais no tema, analise a
�gura a seguir, que traz a ilustração de um sistema robotizado.
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Alguns dos benefícios da automação dos processos de manufatura são:
aumento dos níveis de produção;
redução do custo de produção;
controle sobre a qualidade do produto;
uniformidade;conveniência na execução de operações de risco;
padronização; e
agilidade (AY et al., 2008; WANG et al., 2009).
Para as empresas que adotam sistemas automatizados, os ganhos em e�ciência
e velocidade de processamento (de materiais e informação) são notórios e
sustentáveis. Esses sistemas, assim como qualquer tecnologia, são altamente
adaptáveis à realidade local e podem ser modelados para a demanda prática de
cada organização e/ou setor.
Figura 1.1 - Sistema de robotização em planta automobilística 
Fonte: Nataliya Hora / 123RF.
#PraCegoVer: a imagem apresenta a fotogra�a de uma planta automobilística,
mostrando uma série de robôs que executam operações de montagem dos
automóveis. Na imagem, constam equipamentos automatizados de,
aproximadamente, quatro metros de altura, dispostos em �la.
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Conhecimento
Teste seus Conhecimentos 
(Atividade não pontuada) 
Uma de�nição simples para a automação é a de um sistema de controle pelo
qual os mecanismos veri�cam sua própria operação, efetuando medições e
introduzindo correções, sem a necessidade da intervenção do homem. Em
outras palavras, a automação vai além da simples mecanização.
ROGGIA, L.; FUENTES, R. C. Automação Industrial. Santa Maria: Rede e-Tec
Brasil, 2016.
Assinale a alternativa que mostra corretamente a de�nição de controle do
processo.
a) É a técnica de manter variáveis de um processo em valores
predeterminados a partir de um procedimento que calcula correções
proporcionais a uma ou mais variáveis, as quais são medidas em tempo
real por determinado equipamento.
b) É a prática de manter apenas uma variável de processo em valores
predeterminados a partir de um procedimento que calcula correções
proporcionais a uma ou mais variáveis, as quais são medidas em tempo
real por determinado equipamento.
c) São conjuntos de instruções lógicas, sequencialmente organizadas, as
quais indicam ao controlador ou ao computador as ações a serem
executadas.
d) Trata-se de elementos que atuam para alterar �sicamente uma
variável manipulada. Pode ser uma válvula utilizada para restringir a
passagem de um �uido, bombas para regular o �uxo, entre outros.
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e) São elementos individuais de comando lógico, que não estão
sequencialmente organizados, os quais indicam ao controlador ou ao
computador as ações a serem executadas.
Vamos dar continuidade a nosso estudo, ressaltando, a princípio, que devemos
entender a base teórica do termo “sistema”. De modo simpli�cado, um sistema
pode ser tido como uma sequência organizada de partes que são integradas com
o propósito de atingir um objetivo geral, conforme ilustrado na Figura 1.2.
De acordo com Lopez (2002), um sistema tem várias entradas, que passam por
processos (interação) para produzir a(s) saída(s), que, juntos, alcançam o intuito
geral programado. Analisemos a �gura a seguir para um melhor entendimento:
Modelagem de
Sistemas Dinâmicos
em Sistemas
Automatizados
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Assim, devemos compreender que um sistema pode ser, em geral, composto de
muitos sistemas inferiores ou subsistemas. Por exemplo, uma empresa é
composta de uma gama de funções administrativas, produtos e/ou serviços,
equipes e colaboradores. Se uma parte menor desse sistema for modi�cada, a
natureza do sistema maior também será alterada.
No contexto dos sistemas, há as formas prede�nidas de interação sistema-
ambiente:
Entradas: do ambiente para o sistema;
Saídas: do sistema para o ambiente (as saídas estão atreladas às
respostas do sistema às entradas).
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Logo, conceituamos um sistema do tipo dinâmico como aquele para o qual uma
entrada do tipo variável (tempo) requer modi�cação na forma da saída. Dentro do
campo de sistemas, uma das práticas está em modelagem. Antes de
entendermos como isso funciona, devemos conceituar “modelo” e “planta”. Em
suma, podemos de�nir modelo como sendo a representação de algo concreto. De
acordo com Stachowiak (1973), um modelo deve ser validado se atender a três
critérios:
Para Steinmüller (1993), um modelo é uma informação baseada em algo
(conteúdo, signi�cado), criado por alguém (remetente), para alguém (receptor) e
para alguma �nalidade (contexto de uso). Assim, podemos perceber que um
modelo é a descrição de algo.
Nesse sentido, a maioria das arquiteturas dos modelos simpli�ca o sistema real
para focar em características essenciais. Na verdade, produz-se um sistema que
imita o comportamento, no sentido da relação existente de entrada e saída, mas
não o funcionamento real do sistema que está sendo observado. Logo, a
qualidade de um modelo é avaliada por quão bem seus resultados estão em
comparação e conformidade com as observações da realidade, e não pela
quantidade de detalhes incluídos (SANCHEZ, 2007).
A Figura 1.3, a seguir, ilustra o processo de elaboração de um modelo que
consiste em dois grandes grupos de atividades:
 Critério de mapeamento Critério de redução
Critério pragmático
Quando existe um objeto ou fenômeno original que é mapeado para o modelo.
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Para obter informações de um modelo, faz-se a análise e simulação do
comportamento dinâmico dele (TRIVELATO, 2003). Deve-se �xar o fato de que o
comportamento de natureza dinâmica de um sistema de cunho físico está
atrelado à variação temporal de sua resposta, a um dado valor de entrada. Assim,
o modelo de um sistema do tipo dinâmico pode ser descrito a partir de equações
diferenciais (GARCIA, 2005).
Quando falamos em equações diferenciais, tratamos daquelas que são capazes
de descrever fenômenos que possuem uma dada taxa de variação em alguma de
suas variáveis, como:
movimento de sistemas mecânicos;
variação de corrente em circuitos elétricos;
dinâmicas populacionais.
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Outra abordagem possível para se analisar um sistema é a partir dos diagramas
de blocos. Estes são construídos com base nas equações que representam o
modelo a ser estudado (TRIVELATO, 2003).
Basicamente, os elementos que compõem um diagrama de blocos são:
Seta (sinal): representa o sentido do �uxo de sinal;
Bloco: simbologia que remete à operação matemática sobre o sinal de
entrada do bloco que produz a saída;
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Ponto de soma (somador): somador é uma representação da operação de
soma. Nesse elemento, há os sinais de mais e de menos, que estão
associados à condição de soma ou subtração, respectivamente, em que o
sinal deve ser adicionado ou subtraído (DISTEFANO III; STUBBERUD;
WILLIAMS, 2014);
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Ponto de junção (rami�cação): ponto inicial, em que o sinal proveniente de
um bloco vai para outros blocos e/ou pontos de soma (GARCIA, 2005).
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Para entendermos melhor, vamos a um exemplo de diagrama de blocos
tradicional em um sistema de controle, ilustrado pela Figura 1.8:
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No contexto dos diagramas de blocos, há algumas regras para redução, tais
como:
Blocos em série: as funções de transferência se multiplicam;
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Blocos em paralelo: nesse caso, as funções de transferência são somadas;
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Malha de realimentação
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Deve-se observar que a função de transferência de um sistema é representada por
uma equação diferencial sem variação ao longo do tempo e pode ser de�nida
como a relação entre a função de resposta e a função de excitação. Em outras
palavras, essa função relaciona-se com a resposta de Estado Zero do sistema
(PAZOS, 2002; GARCIA, 2005).
Se considerarmos um sistema que contém a descrição dada por uma função de
transferência intitulada F(s) e a saída desse sistema como sendo Y(s), anexando,
ainda, um dado sinal de entrada X(s), a função é dada por: Y(s) = X(s).F(s).
Assim, podemos notar que cada elemento integrado a um sistema pode ser
representado por um bloco. Tal elemento contém a função de transferência.
Esses blocos são conectados e/ou interligados, o que condiciona a possibilidade
de representar a interdependência desses elementos (TRIVELATO, 2003; DORF,
2009).
Dessa forma, surge a atividade de simulação. Em muitos casos, podemos
descrever algoritmicamente os comportamentos em um sistema, produzindo
uma simulação de computador com base em nosso modelo. Se o modelo de
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simulação usa a aleatoriedade como parte do processo de modelagem, sua saída
é uma variável aleatória (LAW; KELTON, 2000).
O feedback está contido no processo de modelagem na forma de veri�cação e
validação (SARGENT, 2003). Isso se dá com base no fato de que o modelo formal
é a representação da situação e/ou problema no qual se deseja intervir. No
entanto, a validação do modelo apresenta uma questão ainda mais desa�adora:
“meu programa de computador imita a realidade de forma adequada?”. A
validação atua como um ciclo de feedback entre o modelo do computador e a
realidade (MERNIK; HEERING; SLOANE, 2005; SANCHEZ, 2007; MAYA; LEONARDI,
2015).
Portanto, a simulação pode ser usada como:
ferramenta de análise para prever o efeito das mudanças;
ferramenta de design para predizer o desempenho do novo sistema; e
ferramenta para testar as intervenções antes da implementação (KELTON;
SADOWSKI; SADOWSKI, 2001).
A simulação pode ser aplicada em sistemas automatizados de diversas áreas,
tais como:
manufatura;
engenharia de construção e gerenciamento de projetos;
aplicação militar;
logística, cadeia de suprimentos e distribuição;
modos de transporte e tráfego;
simulação de processos de negócios; e
saúde (LAW; KELTON, 2000; KELTON; SADOWSKI; SADOWSKI, 2001).
Nos modelos do tipo dinâmico, as variáveis apresentam comportamento variante,
de acordo com o tempo, e são chamadas de variável independente. Nesse caso, o
efeito de um sinal de entrada vai conduzir o comportamento do sistema nos
instantes posteriores. Por isso, a simulação pode ser empregada nesses tipos de
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modelo para melhoria em projeto de equipamentos, processos e plantas. Assim,
os dados sobre variáveis de entrada e variáveis de saída podem ser direcionados
para avaliar os parâmetros do sistema.
Ademais, a simulação pode facilitar a avaliação da pré-operação e operação de
plantas. Nessa situação, os grupos de dados variáveis de entrada ou variáveis de
saída, associados, ainda, aos parâmetros do sistema, podem melhorar o
entendimento do processo e avaliar possíveis riscos, por exemplo. Por outro lado,
os sistemas de controle de processos dinâmicos podem usar a simulação com o
intuito de realizar ajustes de controladores (ROBINSON, 2003).
Conhecimento
Teste seus Conhecimentos 
(Atividade não pontuada) 
Um diagrama de blocos de um sistema é uma representação das funções
desempenhadas por cada componente e do �uxo de sinais. Esse diagrama
indica a inter-relação que existe entre os vários componentes, em que todas as
variáveis do sistema são ligadas às outras por meio da relação entre a entrada e
a saída dos blocos.
Automação simples: permite realizar uma operação por meio de
máquinas que são controladas automaticamente (ROGGIA;
FUENTES, 2016). 
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BOJORGE, N. Álgebra de diagramas de blocos. Rio de Janeiro: UFF, 2017.
Como essa relação é chamada? Assinale a alternativa correta.
a) Função de transferência.
b) Equação de saída.
c) Taxa de conversão.
d) Variante.
e) Blocos funcionais.
De acordo com Felício (2010), do ponto de vista da temática sobre os
comportamentos de mecanismos diversos, tais como motores, equipamentos,
circuitos elétricos e outros, esta geralmente é apresentada dentro de uma área
chamada de Dinâmica de Sistemas (System Dynamics). Segundo o autor,
Dessa maneira, concluímos que o estudo da Dinâmica de Sistemas
pode ser entendido como o estudo do comportamento, em função do
Introdução à
Resposta Dinâmica
de Sistemas Lineares
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tempo, de grandezas que estão relacionadas com parte do universo que
foi imaginariamente separada para este �m (FELÍCIO, 2010, p. 4).
O autor ainda cita que esse ramo de estudos pode ser dividido em várias
vertentes, tais como:
Vibrações;
Sistemas de Controle (Automação);
Sistema de Medidas;
Modelos Especí�cos.
Conforme citado anteriormente, sabemos que há três fases essenciais que
caracterizam o estudo da Dinâmica de Sistemas:
obtenção de equações de movimento;
representação de modelos;
simulação do modelo matemático caracterizado.
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Para cada caso, as resistências contidas neles dissipam energia, e o sistema
retorna de modo autônomo a uma posição de equilíbrio do tipo estático, logo
após uma perturbação de natureza externa.
Por outro lado, um sistema de segunda ordem tem dois elementos diferentes de
armazenamento de energia, além de um mecanismo de dissipação. Um exemplo
de sistema de segunda ordem (dois polos) é o caso da suspensão do automóvel.
Esse sistema é dito de segunda ordem devido ao fato de que G(s) possui dois
polos.
Em suma, a resposta que buscamos ao longo do tempo de um sistema de
controle é composta de duas partes: , sendo a
primeira parte da equação – – chamada de resposta transitória, e a
segunda – –, de resposta em estado estável. No caso da resposta
transitória, tem-se a natureza dos sistemas físicos, que demandam um transiente
para responder. A resposta em estado do tipo estável indica, para nosso modelo,
onde �nda a saída quando o tempo é longo.
Y (t)   =   (t)   +   (t)Y1 Yss
(t)Y1
(t)Yss
REFLITA
Você deve questionar: será que a resposta d
sistema que irá retornar vai ser adequada à
necessidades que impus? Nesse tipo de situação
devemos lembrar que, muitas vezes, a resposta qu
o sistema oferece não é a mais viável ou não 
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A seguir, é dado um exemplo que ilustra comomedir uma função de transferência
do tipo G(s), a partir de sua resposta transitória a uma entrada. Havendo um
motor de corrente contínua, e este possuindo uma função de transferência, tendo
como saída de interesse a velocidade de rotação do eixo (W(s)), nota-se:
W(s)/V(s) = G(s) = k · a/s + a
Consideremos V(s) a tensão de alimentação do motor de corrente contínua.
Vamos determinar a função de transferência (a e k). Para isso, aplica-se uma
entrada de amplitude de 2 volts. Experimentalmente, se k·A = 1000, para A = 2,
temos que k = 500 rpm/v. A função de transferência será então:
G(s) = 500 · 0,5/(s + 0,5) = 250/(s + 0,5)
Deve-se salientar que as funções de excitação mais empregadas são:
constante;
exponencial;
senoidal;
senoidal amortecida.
Conhecimento
Teste seus Conhecimentos 
apropriada às demandas internas do processo a se
controlado. Por isso, você está sujeito a modi�cá-l
conforme necessidade.
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(Atividade não pontuada) 
Diversos exemplos de automação de sistemas de produção podem ser
observados nas linhas de produção industrial, nas máquinas de montagem
mecanizadas, nos sistemas de controle de produção industrial realimentados,
nas máquinas-ferramentas dotadas de comandos numéricos e nos robôs de uso
industrial.
BAYER, F. M.; ECKHARDT, M.; MACHADO, R. Automação de sistemas. 4. ed.
Santa Maria: Escola Técnica Aberta do Brasil, 2011.
Sobre a de�nição prática de automação, assinale a alternativa correta.
a) De�ne-se automação como sendo uma tecnologia que se ocupa da
utilização de sistemas mecânicos na operação e no controle da produção.
b) Pode-se de�nir a automação como a tecnologia que se ocupa da
utilização de sistemas mecânicos, eletroeletrônicos e computacionais na
operação e no controle da produção.
c) Consiste simplesmente no uso de máquinas para realizar um trabalho,
substituindo o esforço físico do homem.
d) A automação é a prática que possibilita a realização de uma tarefa por
meio de máquinas que são controladas mecanicamente.
e) A automação é uma gama de atividades e procedimentos que
possibilita a realização de uma tarefa por meio de máquinas que são
controladas pelo operador, apenas.
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Prezado(a) estudante, atenção: quando tratamos de sistemas automatizados,
devemos lembrar que toda lógica na qual estes são pautados demanda uma série
de executores físicos (FRANCHI, 2008). Logo, nesse contexto, essa
sistematização possui três componentes triviais, sendo eles:
sensor;
controlador;
atuador.
Vamos ver a diferença entre eles, detalhando seus conceitos nas subseções a
seguir.
Sensores
Esse tipo de componente é de natureza sensível aos fenômenos de cunho físico,
tais como luz, pressão e temperatura. A presença de um sensor é justi�cada pelo
fato de que, no campo da automação industrial, máquinas e equipamentos
precisam de sensores e outros elementos, como os transdutores, para que seja
possível captar as informações sobre o que acontece na operação. Por outro lado,
além de identi�car as variáveis, esses materiais são capazes de distinguir a
variação de magnitudes do sistema.
Como citado, além dos sensores, há elementos complementares, como os
transdutores, que são utilizados para converter as magnitudes de natureza física
Componentes Físicos
de um Sistema
Automatizado
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em elétrica. A distinção entre eles deve ser feita considerando que o sensor é
empregado para detectar uma variação no meio; por outro lado, o transdutor
apenas é responsável pela conversão da variação em magnitude elétrica (PELLINI,
2017). Uma representação ilustrativa de um sensor de presença é apresentada na
Figura 1.12:
Controladores
Os controladores são responsáveis por controlar processos industriais (ou parte
deles) por meio de algoritmos de ordem programável de controles especi�cados
pelo sistema de automação. Entretanto, esses elementos não operam
isoladamente (PETRUZELLA, 2014). Eles necessitam de uma interface e/ou
conexão com outros dispositivos, tais como atuadores e sensores. Em síntese, os
controladores são a parte intermediária que indica as ações para os atuadores,
com base na informação que é lida pelo sensor.
Figura 1.12 - Sensor de presença 
Fonte: wklzzz / 123RF.
#PraCegoVer: a imagem apresenta a representação de um sensor de presença. O
dispositivo está instalado em uma estrutura quadrada na vertical e emite uma luz
vermelha em direção ao canal de passagem de algum item a ser detectado.
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Do ponto de vista da sua caracterização, quando se trata da automação com
controladores industriais, deve-se considerar:
estrutura de dados;
tipologia e forma dos sinais aceitáveis;
compatibilidade dos equipamentos eletromecânicos;
número de entradas e saídas etc.
TIPOS DE
SENSORES
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Quanto às características dos controladores, cada qual terá uma funcionalidade
de acordo com seu tipo. Os controladores de temperatura, por exemplo, podem
ter apenas a função de ligar e desligar os equipamentos de
resfriamento/aquecimento ou podem até ser ajustáveis antes da operação, o que
os torna precisos no ajuste da temperatura.
O controlador universal, apresentado na Figura 1.13, é caracterizado por aceitar
grande parte dos sensores e seus respectivos sinais utilizados na área. Além
disso, ele tem todos os tipos de saída demandados, para atuação nos mais
variados tipos de processo industrial. Vamos analisar a �gura para entender
melhor?
#PraCegoVer: o infográ�co de título “Tipos de Sensores” apresenta modelo
hambúrguer, com quatro abas para clicar, interagir e realizar a leitura do conteúdo
delas. As abas apresentam, respectivamente, os conteúdos a seguir. 1ª aba: “Sensores
elétricos: detectam oscilações em variáveis elétricas, como um aumento de corrente
elétrica ou uma variação da tensão elétrica” e há uma fotogra�a de um sensor elétrico
na cor prata, com detalhes em vermelho, posicionado sobre uma base/estrutura de cor
bege. 2ª aba: “Sensores mecânicos: elementos que têm a capacidade de identi�car as
posições e/ou os movimentos por meio de recursos mecânicos” e há a fotogra�a, com
fundo branco, de um sensor mecânico em tom metálico prata e dourado. 3ª aba:
“Sensores ópticos ou fotoelétricos: utilizam a propagação da luz como base para o
seu funcionamento. Podem ser empregados na medição de distâncias de objetos em
relação ao dispositivo” e há a fotogra�a de um sensor óptico (fotoelétrico) com uma
luz acesa, visto de baixo para cima, e, no fundo, há o teto desfocado com luzes
acesas. 4ª aba: “Sensores térmicos: elementos que oferecem uma resposta quando
submetidos a uma dada alteração de temperatura” e há a imagem em vetor de um
sensor térmico azul medindo a temperatura de 36.6 °C, sendo segurado por uma mão
de pele amarela que usa blusa de manga comprida rosa. Na frente do sensor, há
alguns arcos rosa de forma a simbolizar o ato de medir a temperatura.
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Outro tipo de controlador é o temporizador. Nele, tem-se a possibilidade de fazer
a medição do intervalo de tempo, por exemplo, ou até mesmo interromper um
processo especí�co. Pode ser de natureza mecânica, elétrica ou digital.
Atuadores
Outro dispositivo básico em sistemas automatizados é o chamado atuador. Trata-
se do elementoque, após excitado pelo sinal de comando e/ou controle recebido,
atua sobre a variação do elemento �nal inerente ao processo. Em outras palavras,
um atuador faz a conversão da energia a qual está atrelado em forma de
automação prática para o campo industrial. Em suma, são dispositivos
responsáveis, após o acionamento, pela execução de uma forma ou ação física.
Nesse caso, podem ser de ordem hidráulica, elétrica, pneumática, entre outras
(SILVEIRA; SANTOS, 2008). Um exemplo de atuador do tipo pneumático é
apresentado na �gura a seguir.
Figura 1.13 - Controlador universal
Fonte: Surasak Petchang / 123RF.
#PraCegoVer: a imagem apresenta um exemplo de controlador universal. A �gura é
composta por um elemento retangular alongado, conectado pela �ação.
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Os elementos do tipo atuadores mais empregados na área industrial são os
motores de corrente contínua ou alternada. Esses dispositivos são, na grande
parte dos casos, direcionados por Controladores Lógicos Programáveis (CLP) ou
simplesmente controladores. Mesmo assim, os atuadores podem ser
comandados diretamente apenas pelo operador (CAPELLI, 2013; MAYA;
LEONARDI, 2015).
Conhecimento
Teste seus Conhecimentos 
(Atividade não pontuada) 
Figura 1.14 - Atuador pneumático 
Fonte: Marlon BÃnisch / 123RF.
#PraCegoVer: a imagem apresenta um exemplo de atuador pneumático. Trata-se de
duas estruturas retangulares alongadas, com um anexo à extremidade em forma
cilíndrica.
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No estudo da automação em sistemas industriais, comerciais, domésticos etc., é
necessário determinar as condições do sistema e obter os valores das variáveis
físicas do ambiente a ser monitorado. Um dos elementos dispostos para
averiguar as condições das variáveis é o sensor.
ROGGIA, L.; FUENTES, R. C. Automação Industrial. Santa Maria: Rede e-Tec
Brasil, 2016.
Sobre a de�nição de sensor, assinale a alternativa correta.
a) O sensor é um elemento sensível a uma forma de energia do
ambiente, que relaciona informações sobre uma grandeza que precisa
ser medida.
b) Trata-se de um dispositivo que transforma um tipo de energia em
outro.
c) Consiste em um elemento insensível a uma forma de energia do
ambiente (energia cinética, sonora, térmica, entre outras).
d) É um dispositivo que responde a um estímulo de maneira especí�ca,
produzindo um sinal que não pode ser transformado.
e) Um sensor transforma um estímulo, atrelado a uma energia, em outro
tipo de energia para �ns de análise.
praticar
Vamos Praticar
Para compreender melhor os dispositivos sensoriais, busque entre os aparelhos
da sua casa quais sensores estão presentes. Por exemplo, pode ser sensor de
temperatura ou, até mesmo, de presença. Registre os tipos que você encontrou
e apresente-os aos colegas.
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Comando da atividade prática: Pesquise os tipos de sensores domésticos
presentes em sua residência.
F E E D B A C K
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Material
Complementar
F I L M E
O Jogo da Imitação
Ano: 2014
Comentário: Dirigido por Morten Tyldum, o �lme é um clássico
na área de história da automação. A obra audiovisual foi
baseada em fatos ocorridos no auge da Segunda Guerra
Mundial e narra a história de Alan Turing, um matemático que
foi batizado como o “pai da informática”. Durante todo o
desenrolar da história, ele busca decifrar um código do tipo
numérico habilitado pelos nazistas em suas transmissões. O
�lme fará com que você, aluno, note a importância da análise
de dados para o controle de atuadores e outras
funcionalidades.
Para conhecer mais sobre o �lme, acesse o trailer.
TRA I LER
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L I V R O
Modelagem da dinâmica de sistemas e
estudo da resposta
Editora: RiMa
Autor: Luiz Carlos Felício
ISBN: 978-85-7656-169-9
Comentário: Nessa obra, o autor Luiz Carlos Felício aborda, de
modo prático e interativo, a aplicação de conhecimentos
técnicos de modelagem da Dinâmica de Sistemas. O foco do
livro está em reforçar os conceitos básicos de modelagem,
além de indicar ao leitor exemplos de aplicação que facilitem
a �xação do conteúdo. Ao �nal, o texto ainda traz um
complemento, que apresenta um resumo dos conceitos
matemáticos necessários para o estudo de Dinâmica de
Sistemas e revisa algumas das relações matemáticas
importantes para a temática. O propósito da leitura é ter
acesso aos exemplos práticos do livro e à linguagem técnica
de resolução.
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Conclusão
Caro(a) estudante, chegamos ao �m do nosso estudo. Podemos concluir, então, que a
automação industrial resulta de todo esforço em desenvolver a indústria. Trata-se de
um campo com grandes possibilidades de melhoria para os processos das empresas.
Ao iniciar os estudos nessa área, devemos lembrar que um sistema tem diversas
entradas, que passam por processos (interação) para produzir a(s) saída(s), que,
juntos, alcançam o intuito geral programado para o processo. Assim, por meio da
modelagem de sistemas, podemos analisar possíveis intervenções práticas no
processo.
Salienta-se que a qualidade de um modelo é avaliada por quão bem seus resultados
estão em comparação e conformidade com as observações da realidade. Outro ponto
crucial da temática de automação está na representação grá�ca dos elementos, por
meio, por exemplo, do diagrama de blocos. Para isso, conhecer os componentes físicos
também é essencial para a boa programação e/ou estruturação de sistemas.
Este material foi produzido de forma a explorar vários conteúdos e fornecer
possibilidades conceituais para você, estudante. Espero que tenha gostado.
Referências
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behaviour of autonomous robots. The European
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