Conceitos e Aplicações em Automação Industrial

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1) O termo automação ainda nem havia sido inventado nessa época, porém seu conceito já era bem real, ainda que diferente do que é atribuído hoje em dia. É correto afirmar que: 
a) A automação era análoga à sistematização. 
b) A automatização era a automação da época. 
c) A automação podia ser definida como a integração de conhecimentos, substituindo a observação, os esforços e as decisões humanas por dispositivos. 
d) A automatização era um conjunto complexo de elementos diversos que, quando integrados, contribuíam para determinado objetivo em comum. 
e) O sistema visava aumento da produção e redução de custos. Justifique sua resposta: 
2) Uma empresa do ramo de tubulações está com um problema em um de seus maquinários de dobra de tubos metálicos, pois e extremamente perigoso aos operadores de máquina, pela forma como ele opera. Por isso, a empresa contratou os seus serviços de automação, pois quer que você resolva esse problema de segurança. 
Para soluciona-lo, você reuniu sua equipe, definindo que iriam inserir um sistema que impedisse o operador de ficar no mesmo ambiente que a máquina, quando esta realiza as dobras. Para tanto, ficou estipulado que isolariam a área de trabalho e inseririam dois sensores de presença: um para a pessoa e um para o tubo que será trabalhado, certificando que não exista ninguém na área delimitada e que a peça se encontre posicionada. Também fecharam tal área com uma tela de proteção, com um sensor de fechamento da porta e, ainda, para que a máquina realize o trabalho, o operador teria que pressionar um botão que fica na parte externa da tela. Assim, o Operador devera posicionar o tubo para dobra e terá que sair da área de trabalho da Máquina para poder opera-la, impedindo que acidentes aconteçam. 
Agora, quais são as entradas e as saídas desse projeto estipulado pela sua equipe? 
Justifique sua resposta: 
3) Um técnico de manutenção está lendo o fluxograma de uma instalação industrial quando se depara com a figura acima. Sabendo que o fluxograma foi realizado com base na Norma ISA 5.1, esse é um: 
a) controlador de temperatura tipo cego comandando uma válvula de controle, com transmissão pneumática. 
b) instrumento combinado de registro e controle de temperatura, no painel, comandando uma válvula de controle, com transmissão elétrica. 
c) instrumento combinado de registro e controle de temperatura, no painel, comandando uma válvula de controle, com transmissão pneumática. 
d) indicador-controlador de temperatura comandando uma válvula de controle, com transmissão elétrica. 
e) indicador-controlador de temperatura, comandando uma válvula de controle, com transmissão pneumática. 
Justifique sua resposta: 
4) O modelo da dinâmica dos sistemas pode ser representado no domínio da frequência, abordagem clássica, por meio das funções de transferência. Sua principal vantagem é a interpretação rápida da resposta do sistema. 
Qual é a definição de função de transferência? 
a) É a relação entre a transformada de Laplace da saída e a transformada de Laplace da entrada, quando todas as condições iniciais são consideradas nulas. 
b) É a relação entre a transformada de Laplace da entrada e a transformada de Laplace da saída, quando todas as condições iniciais são consideradas nulas. 
c) É a relação entre a transformada de Laplace da saída e a transformada 
de Laplace da entrada, quando algumas condições iniciais são consideradas nulas. 
d) É a relação entre a transformada de Laplace da entrada e a transformada de Laplace da saída, quando algumas condições iniciais são consideradas nulas. 
e) É a relação entre a transformada de Laplace da entrada e a transformada de Laplace da saída, independentemente das condições iniciais. 
Justifique sua resposta: 
5) Quanto ao uso de métodos de sintonia em malhas de controle industriais típicas, é correto afirmar que: 
a) os métodos de sintonia para controladores PID como IMC e CHR são costumeiramente utilizados como forma de ajuste fino para malhas de controle. 
b) métodos de sintonia como Cohen-Coon e Ziegler-Nichols são tipicamente aplicados na indústria através de controladores avanço-atraso. 
c) métodos de sintonia como Ziegler-Nichols e CHR são utilizados como ponto de partida no processo de ajuste do controlador PID para malhas de controle. 
d) o método do modelo interno associado ao controlador PID possibilita a aplicação de métodos de sintonia mais eficientes como CHR e Cohen-Coon. 
e) Nenhuma das alternativas anteriores 
Justifique sua resposta: 
6) Sobre o desempenho de um sistema de segunda ordem em sua forma padrão, com polos de malha fechada p1 e p2, é correto afirmar que: 
a) se um sistema é criticamente amortecido, ele se aproxima mais rapidamente do seu valor final do que um sistema subamortecido, considerando o mesmo valor de frequência natural não amortecida ωn para ambos. 
b) quanto maior for o valor do coeficiente de amortecimento , mais os polos de malha fechada tendem para o eixo imaginário e maior será o sobressinal. 
c) dois sistemas que têm o mesmo valor de coeficiente de amortecimento apresentam o mesmo sobressinal, mesmo com valores diferentes de frequência natural não amortecida. 
d) se o polo -p1 estiver muito mais afastado do eixo jω do que o polo -p2, então para uma solução aproximada poderemos desprezar -p2. 
e) Nenhuma das alternativas anteriores Justifique sua resposta: 
7) Quanto à estabilidade de sistemas lineares discretos em malha fechada, é correto afirmar que: 
a) sistemas discretos são estáveis quando todas suas raízes estão localizadas no semiplano esquerdo independentemente de seu valor absoluto. 
b) na determinação da estabilidade de sistemas discretos, os zeros da função de transferência do sistema discreto são testados através do critério de Routh-Hurwitz modificado. 
c) o critério de Jury pode ser utilizado como teste para estabilidade de sistemas discretos. 
d) para um sistema linear discreto e estável, todas as raízes de seus polos devem se encontrar fora do círculo unitário. 
e) Nenhuma das alternativas anteriores Justifique sua resposta: 
8) Considere a planta a seguir. 
 
 
A figura a seguir apresenta a saída do sistema de controle em malha fechada, composto pela planta dada e um controlador PID. Como critérios de desempenho, foram estabelecidos a necessidade de erro de regime permanente nulo, taxa de ultrapassagem menor que 5% e tempo de estabilização menor que 4 segundos. 
 
Para otimização, conforme critérios de desempenho estabelecidos, as ações que melhor se aproximam às sugestões de sintonia fina para o controlador deste sistema são as de 
a) atenuação da ação proporcional, atenuação da ação integral e manutenção da ação derivativa. 
b) manutenção da ação proporcional, ganho da ação integral e atenuação da ação derivativa. 
c) manutenção da ação proporcional, ganho da ação integral e ganho da ação derivativa. 
d) ganho da ação proporcional, ganho da ação integral e manutenção da ação derivativa. 
e) Nenhuma das alternativas anteriores Justifique sua resposta: 
9) Considerando o teorema de valor final e o teorema do valor inicial da Transformada de Laplace, analise as afirmações a seguir. 
I. O teorema do valor final não se aplica apenas aos casos em que a Transformada de Laplace tem polos no semiplano direito do plano s. 
II. A Transformada de Laplace da função f(t) é dada por	Portanto, o valor final de f(t) é igual a 2. 
III. Com o teorema do valor final, é possível obter o valor de f(t) em t =  diretamente a partir de F(s). 
IV. O teorema do valor inicial está relacionado ao comportamento estacionário de f(t). Estão corretas as afirmativas 
a) I e II. 
b) II e III. 
c) II e IV. 
d) III e IV 
e) Apenas I 
Justifique sua resposta: 
10) Com relação a figura abaixo jugue os itens a seguir: 
(V) Quanto maior Kp menor erro em regime permanente, isto é, melhor é a precisão em malha fechada; 
(V) O erro em regime permanente pode diminuir com o aumento do ganho mas nunca conseguiremos anular o mesmo completamente (erro deoff-set) ; 
(V) Quanto maior Kp, mais oscilatório tende a ficar o comportamento transitório do sistemaem malha fechada; 
(V) O aumento excessivo do ganho proporcional pode levar o sistema a instabilidade. 
(F) Diminuindo excessivamente Ti a resposta começa a ficar mais oscilatória numa tendência de instabilização, neste caso o zero do controlador começa a se afastar muito do pólo na origem e o controlador tende a se comportar como um integrador puro. 
a) V, V, V, V, F
b) V, V,V, F, V
c) F, V, F, F, V
d) V, V, V, F, F
e) V, F, F, V, F
Justifique sua resposta: