Sistemas automatizados na indústria 4 0 (Atividade 2)

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· Pergunta 1
1 em 1 pontos
	
	
	
	Leia o excerto a seguir:
“A utilidade dos controladores PID está na sua aplicabilidade geral à maioria dos sistemas de controle. Em particular, quando o modelo matemático da planta não é conhecido e, portanto, métodos de projeto analítico não podem ser utilizados, controles PID se mostram os mais úteis. [...] Em casos práticos, pode existir um requisito relativo à resposta da entrada de distúrbio e outro requisito relativo à resposta da entrada de referência”.
 
OGATA, K. Engenharia de controle moderno . São Paulo: Pearson, 2010. p. 521.
 
Considerando o excerto apresentado, sobre a lógica de funcionamento do controlador PID e os aspectos práticos, analise as afirmativas a seguir:
 
I. O erro do controlador também é referido como offset e diz respeito à referência.
II. A entrada de referência do controlador ( setpoint ) pode funcionar como um requisito.
III. Acerca da aplicação, o PID é mais indicado para sistemas com modelo matemático.
IV. Em um sistema automático, o offset é o valor de referência a ser seguido no sistema.
 
Está correto o que se afirma em:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
I e II, apenas.
	Resposta Correta:
	 
I e II, apenas.
	Comentário da resposta:
	Resposta correta. A alternativa está correta, pois a afirmativa I mostra que o erro, ou offset, diz respeito à diferença entre a variável controlada e a referência ( setpoint). Além disso, a afirmativa II também está correta, já que, de fato, o setpoint é a referência/ requisito de funcionamento do sistema. Já a afirmativa III está incorreta, pois o PID é indicado, inclusive, em casos em que não há o modelo matemático da planta. Por fim, a afirmativa IV também está incorreta, visto que a referência é o setpoint.
	
	
	
· Pergunta 2
1 em 1 pontos
	
	
	
	Os CLPs são formados, basicamente, por alimentação, entradas e saídas, processamento e memória. No caso específico de entradas e saídas desse importante equipamento, pode-se salientar a utilização de módulos individuais, por exemplo, e contemplam-se entradas digitais e analógicas, bem como saídas classificadas dessa mesma forma, o que ressalta também a aplicabilidade dos CLPs nos mais diversos tipos de sistemas.
 
Considerando as informações apresentadas, analise as afirmativas a seguir.
 
I. O processamento é feito essencialmente pelo processador, manipulando as saídas para o controle.
II. A fonte de alimentação faz parte do sistema do CLP e é utilizada para acionamento desse equipamento.
III. Os módulos de entrada e de saída fazem a conexão com os equipamentos e os processos industriais.
IV. A programação do CLP, bem como dos módulos, deve ser feita através do uso de um computador conectado a este.
 
Está correto o que se afirma em:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
II e III, apenas.
	Resposta Correta:
	 
II e III, apenas.
	Comentário da resposta:
	Resposta correta. A alternativa está correta, pois a afirmativa I está incorreta, já que a manipulação é feita nas entradas para a obtenção da saída. Já a afirmativa II está correta, pois a fonte de alimentação é, de fato, responsável pelo acionamento do CLP. A afirmativa III também está correta, pois as entradas e as saídas fazem a interface com o chão de fábrica. Por fim, a afirmativa IV está incorreta, pois a programação pode ser feita através de uma tela e de teclados especiais no próprio CLP, por exemplo.
	
	
	
· Pergunta 3
1 em 1 pontos
	
	
	
	Leia o excerto a seguir:
“Os CLPs (do inglês, programmable logic controllers - PLC) foram introduzidos por volta de 1970 como melhoria nos controladores eletromecânicos por relés usados na época para implementar o controle discreto nas indústrias de produção discreta. [...] Podemos definir um controlador lógico programável moderno como um controlador baseado em microprocessador que usa instruções guardadas na memória programável para implementar funções lógicas, sequenciamento, tempo, contagem e controle aritmético a fim de controlar as máquinas e processos”.
 
GROOVER, M. P. Automação industrial e sistemas de manufatura . 3. ed. São Paulo: Pearson, 2014. p. 87.
 
Nesse sentido, assinale a alternativa que indica corretamente informações de funcionamento e/ou histórico desse importante equipamento:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
Os controladores lógicos programáveis são precedidos pelos painéis de controle lógico com relés.
	Resposta Correta:
	 
Os controladores lógicos programáveis são precedidos pelos painéis de controle lógico com relés.
	Comentário da resposta:
	Resposta correta. A alternativa está correta, pois todos os CLPs permitem a programação e sua reprogramação. Assim, essa pode ser uma das principais vantagens quando comparamos com os relés, seus precursores, por exemplo. Além disso, sabe-se que os temporizadores podem ser implementados através dos CLPs, sendo que esses importantes equipamentos surgiram por volta da década de 1970 a partir de aplicações a relés e, por fim, sabe-se também que os contatores podem ser utilizados em sistemas de acionamento com ou sem CLPs.
	
	
	
· Pergunta 4
1 em 1 pontos
	
	
	
	Os controladores PID (proporcional, integral e derivativo) são provavelmente os exemplos mais empregados de controladores na indústria, em geral. Esse fato se deve a uma série de vantagens, como possibilidade de ajuste dos parâmetros para obtenção da sintonia mais adequada, por exemplo.
 
Nesse sentido, assinale a alternativa que indica corretamente um tipo de ação a ser implementada pelos controladores PID.
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
Proporcional.
	Resposta Correta:
	 
Proporcional.
	Comentário da resposta:
	Resposta correta. A alternativa está correta, pois a sintonia diz respeito ao ajuste dos parâmetros para implementação do controlador PID, resultado prático do algoritmo proporcional, integral e derivativo, o que reflete diretamente na utilização de ações proporcionais, por exemplo, a partir da função de controle.
	
	
	
· Pergunta 5
1 em 1 pontos
	
	
	
	Um controlador PID, com todas as ações de controle ou não, possui a leitura de um dado sensor como funcionamento básico na prática, por exemplo, em seguida, calcula a resposta de saída do atuador pela(s) ação(ões) de controle e calcula a saída necessária.
 
Com base no apresentado, analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas. 
 
I. Em muitos casos, o controlador proporcional não será suficiente para controle do sistema.
Pois:
II. A ação integral será necessária para eliminar o erro de setpoint , por exemplo.
 
A seguir, assinale a alternativa correta.
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
A asserção I é uma proposição verdadeira, e a asserção II é uma proposição falsa.
	Resposta Correta:
	 
A asserção I é uma proposição verdadeira, e a asserção II é uma proposição falsa.
	Comentário da resposta:
	Resposta correta. A alternativa está correta, pois a asserção I é verdadeira, já que, de fato, em certas ocasiões, somente um controlador com todas as ações, um controlador PID nesse caso, pode ser capaz de controlar um dado sistema. Já a asserção II é falsa, pois o que será eliminado é o erro referente ao offset na verdade.
	
	
	
· Pergunta 6
1 em 1 pontos
	
	
	
	Leia o excerto a seguir:
“O ciclo de operação típico do CLP, chamado de varredura (scan), é composto de três etapas: (1) varredura de entrada, (2) varredura do programa e (3) varredura de saída. Durante a varredura de entrada, as entradas do CLP são lidas pelo processador e o estado dessas entradas é armazenado na memória”.
 
GROOVER, M. P. Automação industrial e sistemas de manufatura . 3. ed. São Paulo: Pearson, 2014. p. 215.
 
A respeito das variáveis citadas no processo de funcionamento do equipamento, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s).
 
I. ( ) Na sequência da leitura da entrada pelo processador e do armazenamento do estado dessas variáveis na memória, tem-se a execução do programa de controle.
II. ( ) O tempo de varredura reflete diretamente na capacidade do equipamento e dependerá da quantidadede saídas existentes no módulo utilizado, nesse caso.
III. ( ) A velocidade desenvolvida pelo processador impacta diretamente na capacidade de funcionamento do CLP e é referida comumente como clock .
IV. ( ) Os valores das saídas são atualizados conforme o que foi calculado pelo programa, durante a varredura final, denominada como de saída.
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
V, F, V, V.
	Resposta Correta:
	 
V, F, V, V.
	Comentário da resposta:
	Resposta correta. A sequência está correta. A afirmativa I é verdadeira, pois a primeira etapa é a varredura da entrada e, em seguida, prossegue-se para a do programa, que envolve a execução, dessa forma, do programa de controle. Já a afirmativa II é falsa, pois, no processo de varredura, é importante considerar ainda as entradas do equipamento, por exemplo. A afirmativa III é verdadeira, pois, quanto maior a velocidade de processamento das informações, melhor será o desempenho do controlador. Por fim, a afirmativa IV também é verdadeira, pois, de fato, a atualização das variáveis de saída, vinculadas ao sistema e à parte do CLP, se dá na varredura de saída.
	
	
	
· Pergunta 7
1 em 1 pontos
	
	
	
	Um controlador PID pode ser ajustado a partir de suas ações proporcional, integral e derivativa, que poderão ser estabelecidas no sistema de forma conjunta ou separadamente. Um exemplo disso são os controladores do tipo proporcional, que podem ser utilizados em estratégias de controle liga-desliga ( on-off ).
 
A respeito do controlador PID apresentado, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s).
 
I. ( ) O ajuste desse tipo de controlador é implementado a partir da configuração do ganho proporcional (  ).
II. ( ) O controlador apresentado possuirá, como sua entrada, o erro do sistema a ser controlado.
III. ( ) A saída do controlador apresenta o setpoint necessário para que o sistema opere como desejado.
IV. ( ) O controlador apresentado possui, como vantagem principal, extinguir o erro ( offset ) do sistema.
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
V, V, F, F.
	Resposta Correta:
	 
V, V, F, F.
	Comentário da resposta:
	Resposta correta. A sequência está correta. A afirmativa I é verdadeira, pois o ganho proporcional é que será ajustado nesse tipo de controlador e em um controlador com todas as ações (PID), por exemplo. A afirmativa II também é verdadeira, pois o erro é a entrada do bloco Kp e, por consequência, desse controlador. Já a afirmativa III é falsa, pois o setpoint faz parte da entrada do sistema como um todo. Por fim, a afirmativa IV também é falsa, pois existe diferença, a partir de um dado distúrbio, entre a referência ( offset) e o valor medido.
	
	
	
· Pergunta 8
1 em 1 pontos
	
	
	
	Observe o diagrama de blocos adiante que apresenta o algoritmo de controle implementado na prática, acerca da teoria de controle PID, que recebe esse nome por conta das ações proporcional, integral e derivativa, utilizada por vários sistemas reais na prática, ainda nos dias de hoje:
Figura - Diagrama de blocos do algoritmo de controle PID
Fonte: Elaborada pela autora.
#PraCegoVer : a imagem em preto e branco mostra o diagrama de blocos do controlador PID, completo, sendo as entradas a referência ( setpoint ), juntamente com a variável do processo, que também está ligada à ação derivativa implementada. O erro é implementado em paralelo com a ação integral, na entrada desta, que é formada pelo amplificador com ganho 1/Ti e pelo bloco integral. A ação derivativa é formada por um amplificador de ganho Td e pelo bloco derivado, sendo sua entrada a variável do processo, sua saída em realimentação com o controlador e em paralelo com a ação integral. Por fim, a saída da ligação integral/ derivativa está em cascata com o amplificador Kp, que representa a ação proporcional, e, da saída deste, tem-se, então, a saída geral.
 
Considerando a imagem acima, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s).
 
I. (   ) O ajuste do ganho integral, considerando, dessa forma, a ação integral do PID, leva em conta o tempo integral Ti.
II. (   ) A eliminação do erro de offset nesse caso será vista quando o sistema já estiver operando em regime permanente.
III. (  ) A entrada do controlador PID sem a ação derivativa será o ajuste de setpoint do sistema controlado.
IV. (   ) A ação derivativa nesse caso faz parte da estratégia de minimizar oscilações da variável controlada.
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta.
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
V, V, F, V.
	Resposta Correta:
	 
V, V, F, V.
	Comentário da resposta:
	Resposta correta. A sequência está correta. A afirmativa I é verdadeira, pois, de fato, o tempo integral (Ti) representa o tempo a ser ajustado, formando, ainda, o ganho integral Ki. A afirmativa II é verdadeira, pois a ação integral permite a eliminação do erro de offset. E a afirmativa IV também é verdadeira, uma vez que, nesse caso, torna-se possível diminuir oscilações não permitindo elevações e/ou quedas na variável controlada.
	
	
	
· Pergunta 9
1 em 1 pontos
	
	
	
	A programação do controlador lógico programável (CLP) envolve, essencialmente, o estabelecimento das instruções que deverão ser realizadas por este, no controle do sistema ou da planta, como um todo. Além disso, sabe-se que é possível a implementação de estratégias de controle analógico, bem como de funções aritméticas, por exemplo.
 
Com base no apresentado, analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas. 
 
I. As instruções dadas ao CLP, para a implementação do controle, são obtidas de fábrica e existem equipamentos de grande e pequeno porte.
Pois:
II. Estabelece-se a utilização da linguagem “ ladder ” como padrão, uma importante transição dos controles a partir de painéis lógicos a relé.
 
A seguir, assinale a alternativa correta.
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
As asserções I e II são proposições falsas.
	Resposta Correta:
	 
As asserções I e II são proposições falsas.
	Comentário da resposta:
	Resposta correta. A alternativa está correta, pois a asserção I é falsa, já que as instruções são elaboradas a partir da programação do equipamento, basicamente. Já a asserção II também é falsa, pois, além da linguagem ladder, podem ser utilizados os diagramas de blocos de funções, de funções sequenciais e as listas de instruções.
	
	
	
· Pergunta 10
1 em 1 pontos
	
	
	
	Observe o seguinte esquema, que apresenta, na parte superior, a representação da ligação física, na prática, e o diagrama equivalente abaixo, elaborado a partir da lógica que o sistema físico retrata, através do diagrama ladder , um dos principais utilizados na programação do CLP. No diagrama, ainda, OL representa um relé de sobrecarga:
Figura - Acionamento de um motor elétrico
Fonte: Petruzella (2014, p. 98).
#PraCegoVer : a imagem traz, na parte superior, a representação dos elementos necessários, dois botões de comando, o CLP, a chave magnética e o motor elétrico. Na parte de baixo, tem-se o diagrama ladder da ligação que deverá ser feita com esses equipamentos. Na entrada, há dois botões, liga e desliga, e um contato normalmente fechado OL. Em seguida, dentro do programa do CLP, têm-se três contatores na parte superior, normalmente abertos, liga, desliga e OL nessa ordem e, em seguida, uma bobina M. Embaixo, em paralelo com o contato liga, tem-se o contato também normalmente aberto de nome M. Na saída do CLP, tem-se a bobina da chave de partida direta, de nome M.
 
PETRUZELLA, F. D. Controladores lógicos programáveis . Porto Alegre: AMGH Editora, 2014. p. 98.
 
Considerando a imagem acima, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s).
 
I. (   ) Ao fechar os contatos normalmente abertos representados pelos itens na prática, no diagrama ladder , permite-se o acionamento.
II. (   ) Os contatos utilizados para os botõesde comando que serão usados na prática conferem com a lógica de acionamento.
III. (  ) A ligação apresentada para acionamento do motor pode ser implementada da mesma forma mesmo sem a chave magnética.
IV. (   ) A bobina M, representada no programa do CLP, representa, no diagrama, o tipo desse motor elétrico utilizado.
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta.
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
V, V, F, F.
	Resposta Correta:
	 
V, V, F, F.
	Comentário da resposta:
	Resposta correta. A sequência está correta. A afirmativa I é verdadeira, pois, de fato, o acionamento está diretamente ligado ao fechamento dos contatos normalmente abertos, o que inclui o botão de ligar, por exemplo. A afirmativa II também é verdadeira, pois tem-se a representação como um contato normalmente aberto ou normalmente fechado, dependendo do tipo de botão de comando. Já a afirmativa III é falsa, pois a chave magnética representa elementos importantes da segurança, como o relé de sobrecarga. Por fim, a afirmativa IV é falsa, uma vez que a bobina pode representar qualquer motor a ser energizado nesse acionamento.