Unidade_I_Fundamentos_da_Automacao

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UNIDADE 1 
FUNDAMENTOS DA AUTOMAÇÃO 
1.1 BREVE HISTÓRICO 
A prática de controle dos processos industriais teve início muito antes que métodos 
teóricos e analíticos fossem desenvolvidos. Sistemas de controle eram projetados através 
de procedimentos empíricos baseados na intuição e experiência cumulativa, ou seja, a 
maioria dos raciocínios envolvidos não eram baseados em cálculos matemáticos. Contudo, 
esta aproximação não cientifica e por tentativas, como foi, satisfez as necessidades de 
controle por longo tempo. 
No século XX o homem presenciou o maior desenvolvimento tecnológico de sua 
existência. Uma das tecnologias que mais repercussão alcançou e mantém-se em constante 
desenvolvimento é a do controle automático de processos industriais. 
Sua importância sustenta-se não só em substituir o trabalho humano nas tarefas 
monótonas, repetitivas, inseguras e cansativas, mas, principalmente, no fato de permitir 
sensível melhoria na qualidade dos processos, com baixo custo de investimento e que 
possibilita ao produto fabricado ser competitivo no mercado gerando lucros razoáveis. 
Você sabia? 
� Que ainda, nos dias atuais, consideramos que a base fundamental desse avanço é o 
conceito de realimentação (feedback) de sinais, aplicada pela primeira vez na máquina 
a vapor de James Watt, por volta de 1756. 
O controle aplicado à produção industrial, ao longo de seu desenvolvimento, tem sido 
alvo de grandes polêmicas, quanto à definição ou classificação mais adequada tendo em 
vista a sua evolução. De acordo com as Associações de Normas Técnicas e uma grande 
maioria de profissionais, é importante que você diferencie comando de controle e 
automatização de automação. 
A palavra controle pode ser empregada para designar o ato de regular, dirigir ou 
comandar uma variável de forma manual ou automática. Aglutinando essas definições, 
podemos definir sistema de controle como: 
� Uma disposição de componentes físicos, conectados ou relacionados de maneira a 
comandar, dirigir, regular/controlar a si mesmos ou a outros sistemas. 
Se você fizer uma comparação criteriosa, poderá perceber que diversas técnicas 
aplicadas ao controle de processos industriais são semelhantes às praticadas pelos órgãos 
do corpo humano. O que nos leva a concluir que alguns dos desenvolvimentos teóricos do 
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controle automático tomaram por princípio o próprio ser humano. Com base nessa teoria, 
podemos dizer que o controle de processo pode ser: natural ou artificial. 
O que significa controle de processo natural? 
� Controle de Processo Natural são as operações que regulam algumas características 
físicas de suma importância para a vida humana, tais como a temperatura do corpo, a 
pressão sangüínea, a intensidade de luz na retina, o equilíbrio de líquidos no 
corpo, etc. 
O processamento das informações no ser humano é desenvolvido primeiramente 
pelos órgãos dos sentidos; em seguida, pelo sistema nervoso central e periférico, que 
recebem e transmitem as informações captadas através dos elementos periféricos; e 
finalmente o cérebro, que processa as informações e estabelece o produto final, o qual é 
levado aos músculos por meio dos nervos periféricos. Qualquer fábrica moderna ou 
instituição social possui sistema semelhante. O Diagrama de blocos, da figura 1.1, ilustra 
esse sistema de controle. 
 
Fig. 1.1 – Diagrama de blocos do sistema de processamento de informação do ser humano. 
O que significa controle de processo artificial? 
� O Controle de Processo Artificial são operações que controlam alguns dos 
parâmetros físicos do meio em que o homem vive, a fim de manter as suas condições 
de vida. 
Dentro dos controles de processo artificiais, encontramos o “controle automático de 
processos industriais”, que envolve duas denominações distintas: automatização e 
automação. 
 O que significa automatização? 
� A palavra automatização resultou da aglutinação de automatic control and 
instrumentation. Segundo o dicionário Aurélio, automatização é o sistema automático 
pelo qual os mecanismos controlam seu próprio funcionamento, quase sem 
interferência do homem. 
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Você sabia? 
O que significa automação? 
O vocábulo empregado nos dias atuais é AUTOMAÇÃO, e este não consta nos 
dicionários de língua portuguesa. Essa denominação toma por referência o desenvolvimento 
do programa do equipamento (controlador), o qual fará o controle do processo e que terá 
por base as técnicas da eletrônica digital. 
� Segundo Horta Santos (1987), a AUTOMAÇÃO é o conjunto das técnicas que 
permitiram a criação de dispositivos capazes de estender o nosso sistema nervoso e a 
nossa capacidade de pensar. 
Para ele, o homem, desde os seus primórdios, tem lutado para superar as suas 
limitações, criando dispositivos que possibilitem estender as suas capacidades/poderes, tais 
como: 
� criou habitações e vestuários para se proteger, como extensão de sua epiderme; 
� inventou a piroga, carroça/carro, trem, avião, foguete, etc., ampliando seu 
aparelho locomotor; 
� inventou as máquinas para ampliar o poder de seus músculos e agir sobre a 
natureza; 
� criou o rádio, o telefone, para ouvir e falar mais longe; 
� inventou o telescópico, a televisão e o radar, para amplificar a sua própria 
capacidade de ver; 
� criou o computador, que aumentou e aperfeiçoou o seu poder de comunicação e 
controle. 
Considera, também, que a automação só foi possível graças ao aparecimento de 
uma nova ciência, a CIBERNÉTICA, e suas realizações concretas apoiadas pelo avanço da 
eletrônica, especialmente no domínio dos COMPUTADORES. 
Você sabia? 
O que significa cibernética? 
� Segundo Gordon Pask (1961), a CIBERNÉTICA é uma ciência que corta 
transversalmente os entrincheirados departamentos da ciência natural: o céu, a terra, 
os animais e as plantas. Seu caráter interdisciplinar emerge quando considera a 
Economia não como um economista, a Biologia não como um biólogo, e as Máquinas 
não como um engenheiro. Em cada caso seu tema permanece o mesmo, isto é, como 
os sistemas se regulam, se reproduzem, evoluem e aprendem. Seu ponto alto é de 
como os sistemas se organizam. 
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Por outro lado, sabe-se que as inovações mecânicas e as modernas tecnologias 
produzem desemprego nas áreas industriais; porém os economistas, os sociólogos e outros 
estudiosos do assunto nunca chegaram a um consenso se esse desemprego é transitório ou 
permanente. Da mesma forma, não sabem se a automação contribui para a promoção ou 
aviltamento dos trabalhadores. 
Mas é importante que você saiba que a automação destina-se a estimular a 
produtividade e reduzir o custo unitário da produção. Por essas características ela tem 
sido o grande propulsor da chamada “globalização”, interferindo nos canais de 
comunicação, na diplomacia e por fim no volume do comércio internacional. 
1.2 EVOLUÇÃO DAS TÉCNICAS INDUSTRIAS 
No mundo ocidental, até 1750, a indústria humana evoluiu com grande lentidão, pois 
as sociedades antigas viviam de uma economia agrária e artesanal, com uma produção 
domiciliar, voltada para um pequeno mercado interno. As técnicas utilizadas eram 
rudimentares, baseadas em processos empíricos, transmitidos, de geração em geração, não 
utilizavam máquinas e, por isso, a energia empregada era a muscular de origem humana 
ou animal. 
Um dos componentes mais importante na evolução industrial tem sido a energia 
empregada para a produção. As técnicas de geração dessa energia começou a ser 
empregada de formas mais eficazes pelos europeus da Idade Média, os quais criaram 
métodos de utilização das energias naturais mais eficiente em benefício do homem. Essas 
energias eram a eólica e a hidráulica, que já vinham sendo empregadas deforma incipiente 
lá algum tempo. 
As primeiras aplicações do aproveitamento da energia eólica foram na propulsão dasembarcações, depois nos moinhos de vento da agricultura européia (finais do século XV) e 
atualmente nos geradores eólicos de energia elétrica. 
 
Fig. 1.2 – Posicionador automático da hélice do 
moinho de vento – Meikle. 
 
Fig. 1.3 – Energia eólica empregada na propulsão de 
embarcação. 
 
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O aperfeiçoamento do funcionamento do moinho de vento fez aparecer um dos 
primeiros instrumentos de controle automático, que foi o aparelho de posicionamento 
automático da hélice do moinho de vento, inventado por Meikle em 1750. Esse aparelho 
fazia o ajuste automático do eixo da hélice visando a uma melhor posição relativa ao vento. 
Ele é mostrado na figura 1.2, e funcionava da seguinte maneira: a pequena hélice h 
é um motor que gira enquanto o vento não está a 90º de seu eixo. Sua rotação gira toda a 
estrutura superior e carrega o eixo da hélice principal H. Quando a pequena hélice pára com 
seu eixo a 90º do vento, a grande pára na direção do vento, obtendo assim a posição de 
máxima captação de energia. 
O emprego da energia hidráulica aplicada às rodas hidráulicas (figura 1.4), que 
não tendo o inconveniente de depender da irregularidade do vento, e sim dos leitos 
regulares dos rios e de suas características menos caprichosas, moviam os pesados 
martelos para forjar o ferro, os foles das forjas, as mós para moer o trigo e para afiar as 
ferramentas, etc. Mais tarde passaram a distribuir (bombear) água tanto para as cidades 
como para o campo. 
Nos dias atuais esse tipo de energia serve para acionar as turbinas das hidrelétricas, 
as quais produzem energia elétrica. 
 
 
Fig. 1.4 – Tipos de rodas hidráulicas empregadas para converter energia hidráulica em energia 
mecânica ou elétrica. 
Você sabia? 
� As primeiras indústrias eram pequenas oficinas, denominadas de “artesanato das 
guildas“, onde o artesão trabalhava duramente, ao mesmo tempo que dirigia outros 
trabalhadores da oficina. 
Esse tipo de indústria sobrevive, com todas as suas características, até aos dias de 
hoje. Para conhecê-las, basta que nos desloquemos a um pequeno povoado distante 
grandes centros. 
���� Exemplos típicos de artesão são: oleiro, ferreiro, construtor de carroça, produtores 
de aguardente, de rapadura, etc. 
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Esse método de produção não foi capaz de atender ao aumento da demanda, sendo 
obrigado a se modificar. Apareceu, então, a “manufatura”, o embrião do capitalismo 
industrial, em que um significativo número de trabalhadores passa a ser empregado de um 
patrão, que detém o controle da comercialização da produção. As primeiras unidades eram 
pequenas e a produção tinha como insumo a lã de carneiro. 
As unidades de manufatura, para proteção de seus interesses, organizavam-se em 
associações corporativistas com o capitalista financiando a produção (compra das matérias 
primas, pagamento dos empregados diaristas, aprendizes e do artesão), ou formavam uma 
cooperativa de trabalhadores. 
Com a evolução da manufatura e a intensificação do comércio marítimo, apareceram 
outras unidades de produção que dependiam da importação de matéria-prima, das técnicas 
estrangeiras, como exemplo o algodão importado da Índia, do linho e da seda e da 
exportação da sua produção. 
As primeiras fábricas que trabalhavam com algodão não foram bem recebidas pelos 
industriais e trabalhadores da lã. Esses, alegando que haveria queda no preço dos produtos 
baseados na lã, incendiaram as indústrias e conseguiram, em 1700, que o governo inglês 
proibisse a importação de tecidos de algodão. Essa proibição incentivou a produção de 
algodão na própria Inglaterra, fez surgir diversos inventos mecânicos e agrícolas que 
levaram ao grande desenvolvimento da indústria têxtil. 
Você sabia? 
� As invenções no campo da indústria têxtil fizeram aparecer as primeiras técnicas de 
controle automático da produção industrial e conseqüentemente os primeiros choques 
entre os trabalhadores e a tecnologia, ou melhor, entre o trabalho manual e a máquina. 
Grandes invenções ... 
Dessas invenções as que consideramos mais importantes relacionadas ao controle 
automático da produção industrial foram: 
� O tear mecânico de fazer meias inventado por volta de 1589, por William Lee pároco 
de Calverton. Nesse tipo de tear, o operador era não só uma fonte de energia, mas 
também um meio de coordenar os movimentos das diversas peças da máquina. 
� As grandes vantagens da máquina inventada foram: fazer a teia da meia para costura 
até o pé; fabricar finas meias de seda e de fantasia, sem perder a velocidade de 
funcionamento; produzir de 1000 a 1500 malhas por minuto, enquanto que as 
pessoas que faziam malhas manuais chegavam no máximo a 100 malhas por minutos; 
e por fim podia ser operada por uma criança de doze ou treze anos, que acionava a 
máquina por meio de um pedal e com as mãos controlava a fiação. 
� O aperfeiçoamento do tear de fitas foi feito por John Kay e Vaucanson em 1745. 
Patentearam um sistema mecânico que tornou possível fazer a lançadeira movimentar-
se de uma extremidade da tela à outra. 
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John Kay criou uma espécie de corredeira, que era acionada por cordas e alavancas 
do comando dos pedais por meio de excêntricos, sincronizando, assim, os movimentos da 
máquina. A invenção foi batizada de “lançadeira volante”. Por causa desse invento, sua 
casa foi depredada por trabalhadores da indústria têxtil, e ele teve de fugir da Inglaterra. 
Vaucanson criou a barra de acionamento, o movimento de cremalheira e roda 
dentada para acionar os eixos. 
 
Fig. 1.5 – Exemplo da técnica de eixo e excêntricos (cames) empregada, em anos recentes, 
no controle automático de purificadores de óleo. 
� Fuso (spinning-jenny) de Hargreaves. Este tecelão e carpinteiro inventou, na década de 
1760, uma roda de fiar com vários fusos, que funcionava à mão, mas propiciava o 
aumento da produção. Uma pessoa que antes fiava um fio por vez, após esta invenção, 
passou a fabricar oito ou mais fios. Porém, o fio era pouco resistente, servindo apenas 
para o trançado; 
� A fiadeira de Arkwright. Barbeiro e fabricante de peruca, Richard Arkwright patenteou 
em 1769 a máquina water-frame. Essa máquina esticava os fios antes que se 
enrolassem no fuso e utilizava força hidráulica para movimentar o cilindro. Podia fiar 
algodão mais rapidamente do que a velha roca e produzia um fio mais resistente. 
Tornou possível produzir, em 1773, um tecido feito exclusivamente de algodão e não 
mesclado com linho, como era o costume; 
� A mula (mule-jenny) de Samuel Crompton, inventada por volta de 1779. 
� Cromptom unificou a técnica de Hargreaves e a de Arkwright, fazendo com que os 
fusos fossem montados em um carril móvel e as agulhas fizessem um duplo movimento 
para esticar os fios em volta do cilindro, reproduzindo o movimento do fio, tal qual se 
realizava na fiação manual. A máquina inventada funcionava à energia hidráulica e 
mais tarde passou a ser por meio de máquina a vapor. 
� A técnica “automática” de reprodução de gravuras, papelão perfurados, criadas pelo 
francês Basile Bouchon, por volta de 1725. 
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Fig. 1.6 – Tear de Basile Bouchon. 
� Orifícios eram feitos em um rolo de papel de 
acordo com o desenho que se desejava tecer. 
Quando esse papel em código era pressionado 
contra uma fileira de agulhas, as que coincidiam 
com as perfurações permaneciam na mesma 
posição; as demais moviam-se para frente, 
formando assim o desenho do tecido. Era uma 
máquina simples, comandava uma única fileira de 
agulha. 
� Anos mais tarde, Joseph-Marie Jacquard 
aperfeiçoou a idéia de Bouchon, passando para 
cartões perfurados e conseguiu a patente do 
primeiro tear automatizado. 
� A linguagem empregada por esses inventores para estabelecer uma comunicação com 
a máquina resumia-se a nada mais do que: orifício e não-orifício. Semelhante aosistema binário atual, empregado nos cartões perfurados das máquinas de controle 
numérico de nosso século (torno mecânico e fresadora). 
O aproveitamento da energia do vapor d’água pela ciência ocidental deu-se a partir 
de 1700, com o inglês chamado Thomas Savery, inventando uma máquina a vapor para 
bombear água das minas (bomba a vapor). Por volta desta mesma época, entre 1705 e 
1712, um americano, Newcomen, cria, também, uma máquina a vapor para bombear água 
de poço (figura 1.7). No entanto, é por volta de 1769 que James Watt, instalando o 
condensador e o regulador de velocidade, consegue a aplicação prática da máquina a 
vapor e obtém a primeira patente de uma máquina alternativa a vapor. 
Com essa nova tecnologia romperam-se as amarras da corrente que emperrava a 
produção industrial, dando origem às fábricas modernas. 
 
Fig. 1.7 – Máquina alternativa a vapor de Newcomen. 
A máquina a vapor 
substituiu o trabalho físico dos 
homens e dos animais. 
Energias muito mais poderosas 
eram postas a serviço do 
homem, permitindo-lhe uma 
maior ação sobre a natureza. 
Essa revolução iniciou-se na 
Inglaterra, nas indústrias têxteis 
e se estendeu depois à América 
e ao resto da Europa Ocidental. 
Por volta de 1800, já havia pelo 
menos 500 máquinas 
alternativas a vapor em 
funcionamento. 
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Foram aceleradas e aperfeiçoadas as comunicações, os transportes e a fabricação. 
O comércio mundial foi estimulado. Houve um rápido aumento da população e o 
crescimento urbano das cidades até chegar aos nossos dias com as megametrópoles. Mas 
foi só no século XIX que os franceses classificaram esse ato como a “Primeira Revolução 
Industrial”. 
1.2.1 Evolução das Técnicas Industr ia is Modernas. 
Até o aparecimento da máquina a vapor e durante muitos anos de sua aplicação, 
uma unidade fabril era dependente de uma única fonte de potência mecânica. As fábricas 
dispunham de energia gerada por uma roda d’água ou por uma máquina alternativa a vapor 
acoplada a um eixo que se estendia ao longo da fábrica. Desse eixo, por meio de correias, 
as máquina fabris recebiam a energia mecânica necessária ao seu funcionamento. Assim, o 
controle era interdependente e centralizado. 
A partir da criação do regulador de velocidade das máquinas a vapor de James 
Watt e de outros avanços tecnológicos, as máquinas passaram a dispor de um motor 
dedicado e o controle foi descentralizado. 
O Regulador Centrífugo, de James Watt, em 1775 (figura 1.8), foi o segundo 
aparelho de controle automático que o homem criou, e foi o percursor da aplicação do 
conceito de realimentação (Feedback). 
Neste tipo de regulador, quando a velocidade do eixo E ultrapassa o valor desejado, 
a força centrífuga sobre cada massa M tem uma componente normal à haste de suporte, 
que vence a componente da força-peso; as massas M se afastam do eixo vertical e o cursor 
C sobe; o cursor C aciona a válvula de controle de vapor, reduzindo sua vazão e por sua 
vez reduzindo a velocidade do motor e do eixo E. O inverso ocorre quando a velocidade 
esta abaixo da desejada. 
 
Fig. 1.8 – Regulador centrífugo de velocidade das máquinas a vapor – James Watt. 
18 
 
Você sabia? 
� A principal característica do método de controle por realimentação é de estar sempre 
buscando eliminar o desvio (erro de offset) da variável controlada em relação ao valor 
desejado (set-point) 
Com a “Primeira Revolução Industrial”, começou a desaparecer o artesanato 
medieval e consequentemente o ofício do artesão; deu-se início ao sistema corporativo e o 
declínio do aprendizado. Houve uma maior interdependência entre o capital e o trabalho, 
começando a aparecer a produção em massa e a padronização dos produtos, dando origem 
à chamada “produção em série”. 
Você sabia? 
� O percursor da técnica de produção em serie foi o americano Eli Whitney, que criou o 
sistema de peças permutáveis (estandardizada) ao utilizá-la na fabricação na sua 
máquina de descaroçar algodão e de um rifle para o exército americano. 
Essa padronização permitiu automatizar a execução dessas tarefas, tendo como 
conseqüência maior precisão no trabalho e aquisição, pelos trabalhadores, de 
habilidades mais restritas, levando-os a perderem a noção do que e para que produziam. 
Na cadeia de produção em massa (produção em série), todos os movimentos das 
máquinas são sincronizados, temporizados e repetitivos. 
Você sabia? 
� Na indústria que opera baseada na produção em série, o controle é feito por 
operadores humanos, de forma que a máquina fornece a força e o operador (a) o 
pensamento. Este dispõe de informações sensoriais, dos dados dos instrumentos de 
medição e de informações de varias ordens, faz a correção necessária com vistas a 
atingir a melhor performance do sistema. 
Neste caso o operador (a) é o senhor (a) da máquina, pois pode comandá-la e pará-
la quando desejar. Por outro lado, a máquina exige que operador acompanhe os seus 
movimentos, sejam eles lentos, sejam rápidos, dentro de rigorosos limites de tempo. 
Qualquer falha do operador pode provocar grandes prejuízos e acidentes fatais. Diz-se, 
então, que o operador fica reduzido a condição de escravo da máquina, sem nenhuma 
possibilidade de alterar seu comportamento. Essa fase da industrialização, ainda hoje 
encontrada, é definida como mecanização ou automatização. Mais adiante, vamos estudar 
a automatização com mais detalhes. 
A automatização produziu muito reflexos econômicos e sociais saudáveis. Houve 
um aumento da produtividade, e uma diversidade de produtos manufaturados foram 
lançados no mercado em grandes quantidades e com preços mais baixos. O comércio e os 
transportes desenvolveram-se para atender ao aumento do fluxo de mercadorias. E uma 
grande parte da humanidade emergiu da miséria que tinha vivido até então. 
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A primeira revolução industrial trouxe de fato um progresso nunca antes 
alcançado, com o aumento da riqueza e do nível de qualidade de vida para uma parte da 
população. Porém, para a grande maioria da população, a industrialização mostrou-se 
danosa devido aos distúrbios sociais que provocou (migração do camponês para a cidade, 
declínio do artesão e do aprendiz, etc.) e não forneceu a sonhada distribuição de renda, 
permaneceu a pobreza e a miséria, entre outras. 
Você sabia? 
� Com a automatização o homem aprendeu a dominar a forças bruta das ferramentas 
mecânicas, mas não as forças que se desenvolveram no mundo capitalista: as crises 
econômicas, as lutas de classes, crises de desemprego e outras mais. 
Com a evolução tecnológica surgiram as grandes empresas e com estas uma nova 
classe social: os trabalhadores urbanos. Também romperam-se os dois fatores de 
produção: capital e trabalho, que até então tinham convivido juntos. Apareceram as teorias 
econômicas e os conceitos de sucesso financeiro, as técnicas de contabilidade e o 
mercado de capital. 
Sociólogos, filósofos e outros profissionais analisaram o trabalho em todos os seus 
aspectos, de tal forma que a maioria das funções dos trabalhadores, principalmente na área 
industrial, foi reduzida a gestos simples e mecanizados (linha de produção). Desses 
estudos, os mais conhecidos foram o estudo do rendimento das máquinas-ferramentas 
de Taylor e a definição de normas de controle dimensional dos produtos fabricados. 
1.2.2 Revolução Industria l Contemporânea 
Vivemos uma era, considerada por muitos como uma Segunda ou Terceira 
Revolução Industrial, que provavelmente teve seu início por volta de 1945, com a 
introdução do computador em nossas vidas e conseqüentemente com o advento da 
automação propriamente dita. Pode se dizer, então, que o computador é a principal causa 
da “revolução industrial contemporânea” por ser o principal componente da moderna 
automação. 
Em uma unidade fabril, ou mesmo em qualquer que seja a atividade econômica,o 
fato primordial é o processamento das informações. Atualmente, a melhor ferramenta 
disponível para a execução desse trabalho é o computador interligado em sistemas de 
comunicação que possibilita a volta da centralização do controle do processo, mas de 
forma flexível, em que o gerenciamento é feito por setores ou mesmo de máquinas através 
de microcomputadores (PCs) que transmitem e recebem as informações dos computadores 
principais. 
Desta forma as funções da atual automação resumem-se em : 
a) comunicação (informação); 
b) computação; e 
c) controle. 
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Observamos em todos os noticiários as mesmas crises vividas na primeira revolução 
industrial, o grande desequilíbrio entre a oferta e a procura por postos de trabalho, ou seja, 
desemprego maciço nos setores que automatizam sua produção e, desta vez, as inovações 
tecnológicas invadem todos os setores da cadeia produtiva, da comercialização, dos 
escritórios de negócio, da comunicação, etc. Atualmente as técnicas e recursos de 
automação empregados na área industrial são: 
a) CAD (Computer Aided Design) – Trata-se do projeto assistido por computador. Utiliza-se 
o computador para modelamento matemático bastante poderoso quanto a cálculos e 
integração gráfica. As chamadas estações de trabalho substituem, em princípio, as 
pranchetas de desenho dos projetistas e desenhistas. 
b) CNC ( Computerized Numerical Control) – Utilizam-se computadores dedicados e 
específicos para controlar máquinas ferramentas por meio de controle numérico. Um 
programa especificamente elaborado é inserido no computador com vistas a controlar os 
diversos órgãos da máquinas para execução de tarefas, tais como: trajetória da 
ferramenta, velocidade de corte, seleção de ferramentas, etc. 
c) Robótica – Um robô industrial é um elemento multifuncional projetado para, por meio de 
movimentos programados, executar tarefas diversificadas (movimentar peças, 
ferramentas ou dispositivos; pintar; soldar; etc.). 
d) Controle Automatizado de Processos – É um sistema que, baseado em um objetivo 
preestabelecido, acompanha a evolução do processo e, dispondo de um modelo de 
controle, monitora as funções necessárias à realização desse objetivo. O 
acompanhamento da evolução do processo pode ser feito em “tempo real” ou em 
medições efetuadas em intervalos de tempo preestabelecido. O modelo de controle é um 
programa que contém a lógica de medição x ação, podendo utilizar funções 
matemáticas e tabelas de referência. O controle pode ser dinâmico (o próprio 
computador dispara as ações) ou estático (o computador informa ao operador, e esse 
efetua a ação). 
e) Tecnologia de Grupo – É a técnica de apoio à manufatura que permite reconhecer e 
explorar semelhanças, identificando e agregando peças ou componentes em um único 
processo produtivo. O método baseia-se nas características e condição dos elementos, 
de tal modo que sejam formadas famílias de elementos, considerando a empresa como 
um todo. Essa técnica permite a produção em massa de lotes médios e pequenos de 
peças. 
f) Sistemas Flexíveis de Manufatura – É o conjunto de duas ou mais unidades de 
manufatura, interconectadas por equipamentos de manipulação de material, sob 
supervisão de um ou mais computadores de dedicação plena. Esses sistemas 
possibilitam a utilização plena de máquinas CNC, robôs manipuladores e técnicas 
organizacionais do tipo tecnologia de grupo. Consiste no emprego de “células de 
fabricação”, e cada célula tem autonomia e pode executar peças de algumas famílias. 
Cada célula é interdependente das demais e constitui um universo próprio. O fluxo 
integrado e automático das informações constitui a base para todas as atividades dos 
sistemas flexíveis de manufatura. Isto compreende: 
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� armazenamento, transferência e transporte automático da matéria- prima; 
� distribuição e carregamento automático das unidades que compõem o sistema; e 
� identificação das partes e seleção de programas das máquinas CNC. 
g) CIM (Computer Integrated Manufacturing) – É a utilização das diversas ferramentas 
computacionais disponíveis (computadores de diversos portes, redes locais, bancos de 
dados, CAD, CAM, CNC, Robótica), com o objetivo de integrar o fluxo de informações de 
cada departamento e processo de fabricação com o fluxo de informações administrativas 
e gerenciais da empresa. O CIM parte do pressuposto de que a informação é o elemento 
chave da boa administração e que o melhor meio de obtê-la rápida e corretamente é 
através do uso integrado dos diversos recursos computacionais existentes na atualidade. 
O CIM permite uma alimentação “do que fazer” pelos grandes sistemas aos níveis 
operacionais de fábrica e uma realimentação “do que foi feito” por esses mesmos 
sistemas. 
Na base de operação dessas técnicas existe um Controlador Programável (CP), que 
tem um funcionamento semelhante ao do computador. Esse equipamento apareceu no final 
dos anos 60 e inicio dos anos 70, devido ao advento da eletrônica digital com a invenção 
do microprocessador, com o passar dos anos o CP evoluiu para o atual Controlador Ló-
gico Programável (CLP) (Programable Logic Controller - PLC) (figura 1.9). 
 
Fig. 1.09 – Modelos de controladores lógicos programáveis (CLP). 
1.2.3 Estágios de Desenvolvimento da Informática. 
O aparecimento do computador é um marco nas relações sociais dos homens, talvez 
seja, das nossas invenções, a máquina que causou o maior impacto na vida do cidadão 
contemporâneo. Os computadores podem ser digitais ou analógicos. 
 
22 
Você sabia? 
� Os computadores analógicos operam diretamente com os números e utilizam no seu 
funcionamento a analogia entre os valores tomados no momento em que há uma 
variação no processo que esta controlando e certas grandezas físicas (variáveis), como 
tensões e correntes elétricas, distância, rotação de um eixo, etc. 
Os sinais analógicos correspondem a informações distintas de um domínio de 
valores de maneira contínua, ponto a ponto. 
� Os computadores digitais utilizam os números binários sob forma de sinais para 
processar números e símbolos. Portanto, são constituídos de elementos que só podem 
assumir um dos dois estados possíveis, semelhante a um interruptor elétrico que esteja 
aberto, ou fechado. Uma das suas principais características é a capacidade de 
armazenar grandes quantidades de informações. 
O sinal binário corresponde ao sinal de um parâmetro com apenas dois domínios de 
valores: 0 e 1. 
Nos dias atuais, quase só encontramos computadores digitais. Há, entretanto, os que 
têm as propriedades das duas categorias: são os computadores híbridos. 
� Os aspectos mais notáveis do computador são: 
a - a capacidade de memória; a velocidade de atuação; 
b - a execução de certas tarefas mentais mais rápidas e perfeitas que o homem; 
c - substituir o homem no controle de certos processos industriais cujas tarefas físicas 
são enfadonhas, repetitivas e até perigosas; 
d - a sua produção é constante e previsível; 
e - pode controlar grande variedade de tarefas, sem “adoecer ou cansar”; e 
f - são poucos os seus erros. 
Por volta de 1955, surgiu o transistor. Esse novo componente eletrônico veio 
substituir à válvula eletrônica com grandes vantagens . 
Você sabia? 
� Que o transistor foi fruto de pesquisa desenvolvida no Laboratório da Bell, a partir de 
1948, por uma equipe formada por John Bardee, Walter Brattain e William 
Schockley, os quais ganharam o Prêmio Nobel de Física, em 1956. Seu advento 
marcou o início da segunda geração de computadores. 
O transistor trouxe a redução do tamanho dos circuitos eletrônicos digitais, 
permitindo que fossem construídos computadores de menor tamanho sob o ponto de vista 
físico. As pesquisas desenvolvidas em torno do transistor levou o aparecimento do circuito 
integrado (conhecido como chip), nome dado aocomponente eletrônico resultante da 
montagem de um conjunto de diversos transistores interligados, de acordo com um plano 
definido, em uma única pastilha de silício. 
 
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Você sabia? 
� O Chip ou CI surgiu quando, através de processos de “contaminação” de cristais de 
silício, foi possível obter dispositivos capazes de produzir efeitos elétricos semelhantes 
àqueles obtidos com transistores. É uma pequena pastilha de silício na qual está 
montado um circuito eletrônico digital. 
� O silício é o elemento químico, metalóide, com número atômico 14 e massa atômica 
28,09. 
� O Circuito Eletrônico Digital é um conjunto de transistores interligados de acordo com 
um projeto lógico preestabelecido (portas lógicas). 
 
 
Fig. 1.10 – O chip e o circuito eletrônico de portas lógicas. 
A resposta para os problemas que estamos vivendo com o advento da automação, 
certamente há de vir daqueles que detêm em suas mãos o conhecimento tecnológico e o 
poder de tomada de decisão. No entanto, é necessário que essas pessoas se dediquem a 
um estudo profundo dos benefícios e males causados pela introdução de novas tecnologias. 
OBSERVAÇÃO IMPORTANTE! 
A evolução da tecnologia da produção pode ser dividida em três estágios, a saber: 
� 1º estágio - MECANIZAÇÃO SIMPLES seria aquele em que dispositivos mecânicos 
simples, tais como a alavanca, roldanas, etc. auxiliam o ser humano em seu esforço 
físico pela multiplicação de esforços; 
� 2º estágio – MECANIZAÇÃO PRÓPRIAMENTE DITA é a substituição do esforço físico 
do ser humano pela máquina, permanecendo os comandos a cargo do ser humano; 
� 3º estágio – AUTOMAÇÃO é aquele em que os esforços físico e mental do ser humano 
são substituídos pela máquina. A tomada de dados, a análise, decisão e ação são 
executados pela máquina, dispensando a presença do ser humano. 
No quadro a seguir, faz-se um resumo dos fatos mais interessantes com relação à 
revolução da energia motora e com a revolução da informação. Nota-se que, nos últimos 
tempos, a evolução tecnológica tem sido mais aplicada no processamento da informação, 
ou melhor, nos meios de comunicação. 
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 DESENVOLVIMENTO DA 
ENERGIA MOTORA 
DESENVOLVIMENTO DA 
INFORMÁTICA 
 
 
AVANÇO 
DA 
 TECNOLOGIA 
♦ (229 ANOS) 
- Máquina de Newcome (1708) 
- Máquina de James Watt 
(1775) 
- Ferrovia (1829) 
- Automóvel FORD (1909) 
- Avião a Jato (1937) 
♦ (36 ANOS) 
- Computador da 1ª geração 
(1946). 
- Computador da 2ª geração 
(1956). 
- Computador da 3ª geração 
(1965). 
- Microprocessador (1973). 
- Computador da 4ª geração 
(1982). 
 
DIFUSÃO DE 
MÁQUINAS E 
SISTEMAS 
- 1.500 Máquinas a vapor, de 
1708 a 1800 (92 anos) 
- 1.000 Máquinas industriais de 
fiar, de 1784 a 1833 (49 
anos) 
- 30 mil Computadores de 1946 a 
1966 (20 anos). 
 
 
DESENVOLVIMENTO 
INDUSTRIAL 
- Construção da Ferrovia 
Transcontinental Americana, 
de 1828 a 1859 (41 anos). 
- Estabelecimento das Indús-
trias de Manufatura, de 1708 
a 1909 (201 anos). 
- Processamento de dados para 
Gestão de Empresas, de 1946 a 
1955 (9 anos). 
- Formação da Rede Nacional de 
Informação Americana, de 1965 a 
1972 (7 anos). 
- Estabelecimento das indústrias 
de Informação, de 1946 a 1990 
(44 anos). 
DESENVOLVIMENTO 
SOCIAL 
- Sociedade de consumo, de 
1708 a 1930 (222 anos). 
- Sociedade do conhecimento, de 
1946 a 2010 ? (64 anos). 
TABELA 1 – Comparação entre o desenvolvimento da energia motora e da informática.
 
 
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