Acionamento de entradas e saídas

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AUTOMAÇÃO 
INDUSTRIAL 
Aline Morais da Silveira
Acionamento de 
entradas e saídas
Objetivos de aprendizagem
Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
 � Diferenciar os componentes de hardware para automação.
 � Identificar os elementos de controle de processos.
 � Esquematizar a inter-relação entre entradas, processamento e saídas.
Introdução
A necessidade de aumento da produtividade fez com que a automação 
industrial transformasse os sistemas automáticos, por volta do início do 
século XX, com o uso de computadores, servomecanismos, controladores 
programáveis, entre outros, permitindo que máquinas fossem controladas 
para executarem seus trabalhos.
Para que a execução da automação industrial seja correta, é preciso 
que haja uma interação entre as entradas e as saídas, de forma que os 
processos possam ser controlados. Assim, neste capítulo, você vai estudar 
os diferentes componentes de hardware para automação e os principais 
elementos de controle de processos. Por fim, você vai compreender a 
inter-relação entre entradas, processamento e saídas.
Componentes de hardware para automação
A automação industrial, por meio do uso de comandos lógicos programáveis 
e de equipamentos mecanizados, permite que processos industriais sejam 
controlados, garantindo seus resultados. Mas, para garantir a sinergia entre 
os processos, é preciso a integração entre a eletrônica, que implementa os 
hardwares, a mecânica, que abrange os dispositivos atuadores e demais har-
dwares, e a tecnologia da informação, que engloba os softwares de controle 
do sistema, conforme leciona Siembra Automação (2019).
Os softwares podem ser considerados a parte lógica que fornece instruções 
para os hardwares, que são a parte física. Os hardwares podem ser controla-
dores, interfaces de operador, sensores, controles de potência e distribuição, 
atuadores de movimento, motores de corrente contínua (CC) e corrente alter-
nada (CA) e elementos de máquinas e mecanismos. A seguir, você vai estudar 
um pouco sobre cada um dos componentes de hardware.
Controladores
Os controladores são componentes que, segundo Lamb (2015), fornecem 
computação, cálculos e gerenciamento da parte das entradas e saídas (I/O, 
do inglês in/out) do sistema de automação. Podem ser o núcleo do sistema, ou 
podem estar ligados em rede de forma distribuída por todo o sistema. Segundo 
Camargo (2014), o controle pode ser manual ou automático, sendo esse último 
utilizado para automação industrial. Esse controle pode ser feito por meio 
de malha fechada ou malha aberta, como veremos com maiores detalhes ao 
longo deste capítulo. Alguns exemplos de controladores são computadores, 
sistemas de controle distribuídos e controladores lógicos programáveis 
(CLPs ou PLCs, do inglês programmable logic controllers).
Interfaces de operador
As interfaces de operador, também chamadas de interface homem-máquina 
(IHM), são componentes que necessitam de uma interação com o homem para 
que ativem dispositivos ou processos. Alguns exemplos são mouses, botões 
do tipo push button, chaves, botões de membrana e telas sensíveis ao toque.
Para a interface com o operador, são necessários hardwares e softwares, 
em que o usuário envia sinais de entrada para um sistema ou controlador, e o 
sistema controla os efeitos de saída. Essa interface deve ser simples, necessi-
tando que uma entrada mínima produza o resultado esperado.
As interfaces baseadas em textos não têm a obrigatoriedade de botões 
de entrada, como o exemplo da Figura 1.
Acionamento de entradas e saídas2
Figura 1. Display de texto.
Fonte: Lamb (2015, p. 75).
As interfaces gráficas ilustram a máquina ou a linha de produção, po-
dendo ser monocromáticas ou coloridas, com botões tipo membrana e/ou telas 
sensíveis ao toque. As telas sensíveis ao toque (touch screens) permitem a 
interação com o que é exibido na tela de forma direta, diferente do que ocorre 
com o uso do mouse, por exemplo. O local de toque é medido nas coordenadas 
X e Y de forma analógica. As telas sensíveis ao toque podem usar diferentes 
tecnologias, sobre as quais não vamos nos aprofundar neste capítulo, sendo 
elas: resistivas, ondas acústicas de superfície, capacitivas, infravermelho, 
imageamento óptico, sinal dispersivo e reconhecimento de pulsos acústicos.
Segundo a Brasil Logic Sistemas ([2019?]), a Sociedade Internacional de 
Automação (ISA, do inglês International Society of Automation) possui o 
documento ISA 101 para padronização das IHMs, de forma a padronizar o 
design, a funcionalidade, o display e a interação entre os operadores e as IHMs. 
A ISA 101 “é um conjunto de recomendações obtidas através do consenso de 
profissionais da indústria, desenvolvedores, fabricantes e acadêmicos relacio-
nados à automação industrial para criar melhores interfaces homem-máquina 
e lidar com elas de forma otimizada, segura e produtiva”, conforme aponta a 
Brasil Logic Sistemas ([2019?]).
3Acionamento de entradas e saídas
Sensores
Os sensores são componentes que fornecem dados de entrada para os sistemas 
de controle. Eles podem ser digitais ou analógicos, possuindo diferentes for-
matos e aplicações. Os sensores digitais fornecem um sinal de liga ou desliga 
(on ou off ). Alguns exemplos são: botões, chaves, fechamentos de contato, 
sensores fotoelétricos e sensores de proximidade. Já os sensores analógicos 
produzem uma saída que é proporcional à propriedade que foi medida. Sen-
sores de pressão, força, fluxo, torque, cor, refletividade, distância, dimensões 
e temperatura são alguns exemplos de sensores analógicos.
Veja, a seguir, alguns tipos de sensores, conforme apresentado pela Engerey 
(2017).
 � Indutivos: são também conhecidos como sensores de proximidade. 
Trata-se de dispositivos eletrônicos empregados no ambiente industrial, 
na detecção de partes e peças metálicas de ferro, aço, alumínio, latão 
e aço inox. 
 � Capacitivos: são sensores capazes de detectar qualquer tipo de massa, 
sendo empregados quando é necessária a detecção de materiais não 
metálicos, como plásticos, madeiras e resinas. Ainda, são utilizados 
para a detecção do nível de líquidos e sólidos. 
 � Fotoelétricos: são sensores capazes de detectar partes e peças de má-
quinas automáticas e produtos manufaturados na linha de produção. 
 � Lasers: são sensores com alta sensibilidade e alta precisão (se compa-
rados aos sensores fotoelétricos tradicionais). 
 � Magnéticos: são sensores destinados à detecção de campos magnéticos 
gerados por ímãs (ou um acionador magnético), podendo ser utilizados 
para fazer o monitoramento de cilindros pneumáticos e válvulas lineares. 
 � Transdutores lineares: são sensores empregados na detecção da posição 
sem contato. Dessa forma, reduzem o desgaste de peças e aumentam a 
vida útil do transdutor. Esses sensores apresentam resistência mecânica à 
vibração e a choques, podendo ser utilizados em ambientes considerados 
hostis, até mesmo naqueles que apresentam agentes contaminantes ou pó. 
Controle de potência e distribuição
É importante que máquinas e linhas de equipamentos de automação, em 
caso de necessidade, tenham a possibilidade de desconectar da energia. 
Os desconectores são “[...] um conjunto de contatos classificados pela quan-
Acionamento de entradas e saídas4
tidade de corrente que eles devem parar por meios manuais de atuação”, 
segundo Lamb (2015, p. 105).
Os disjuntores protegem o circuito de uma falha elétrica, removendo a 
energia. Eles são classificados em função da corrente que foram projetados 
para disparar e pela máxima corrente que podem interromper. Os disjuntores 
interrompem a corrente automaticamente, mas necessitam de reinício ma-
nual do circuito. Já os fusíveis são utilizados como forma de proteção para 
sobrecarga. Eles podem ter diferentes formas, tamanhos e materiais. A tira 
metálica ou elemento de fio depende da corrente que está especificada para 
ela suportar. Conforme Lamb (2015), os fusíveis são instalados em série, e a 
maioria utilizadaem indústria é do tipo cartucho (Figura 2a).
A principal diferença entre os disjuntores e os fusíveis é que o primeiro não precisa 
ser substituído após sua utilização, sendo necessária apenas a reativação. Por outro 
lado, os fusíveis reagem de forma mais rápida.
Segundo o portal Mecatrônica Automação Industrial (2019), existem cinco 
razões para escolher os disjuntores em vez dos fusíveis. Os disjuntores:
 � mantêm o desempenho ao longo do tempo, sendo possível testá-los;
 � em condições de sobrecarga, disparam até 1.000 vezes mais rápido 
do que os fusíveis;
 � oferecem maior segurança, pois as conexões dos disjuntores são 
protegidas;
 � possibilitam a redução de custos, em comparação aos fusíveis — são 
requeridos três fusíveis para um circuito de três fases, necessitando de 
um armário maior, em função da maior dissipação térmica, e, quando 
um de três fusíveis abrir, todos os três fusíveis devem ser substituídos;
 � apresentam maior funcionalidade, pois podem ter funções adicionais, 
como proteção de falta à terra, coordenação com outros disjuntores etc.
5Acionamento de entradas e saídas
Os blocos de distribuição permitem que cabos e fios sejam distribuí-
dos para múltiplos circuitos por meio da fixação por parafusos ou grampos. 
Já os blocos terminais fazem a conexão de fios e cabos e gerenciam a fiação, 
podendo ser fixados por parafusos ou grampos de mola. 
Os transformadores são utilizados para isolar ou transferir energia na 
forma de CA de um circuito para outro. Eles possuem os mais diversos ta-
manhos. Já os relés possibilitam que um circuito seja chaveado por meios 
elétricos. Eles podem ser eletromecânicos, bobinas de estado sólido ou de 
contato de mercúrio, das mais diversas formas, como apresentado na Figura 2b. 
Um relé que trabalha com alta energia controlando diretamente um motor 
elétrico é chamado de contator.
Figura 2. (a) Fusíveis do tipo cartucho; (b) diferentes tipos de relés.
Fonte: (a) Lamb (2015, p. 109); (b) Lamb (2015, p. 115).
(a) (b)
Os relés, segundo Cassiolato ([2019?], documento on-line), na sua grande 
maioria, utilizam um mecanismo “[...] no qual parte da corrente elétrica que flui 
pelo circuito é desviada para realimentar o circuito de controle, mantendo-o 
fechado até que uma ação externa interrompa a corrente no circuito de controle, 
abrindo-o e mantendo-o neste estado até que outra ação externa aplique uma 
corrente ao circuito de controle”. Esses dispositivos são chamados biestáveis, 
pois oscilam entre dois estados que não se alteram sozinhos, sendo necessária 
uma ação externa. Por sua vez, os temporizadores reagem a um sinal ou à 
alimentação de energia e mudam um conjunto de contatos com base em um 
atraso. Eles podem ser mecânicos, eletromecânicos ou eletrônicos, tanto no 
formato analógico quanto digital.
Acionamento de entradas e saídas6
O cabeamento e a fiação são responsáveis pela distribuição de energia e 
sinais por todo o sistema, conectando dispositivos de controle e componentes 
de distribuição dentro do sistema. Os fios geralmente são produzidos em 
cobre ou alumínio, coberto por um isolamento termoplástico de diferentes 
cores. Os cabos são compostos por um conjunto de fios isolados dentro de 
um revestimento de proteção. A conexão de fios ou cabos pode ser feita com 
blocos terminais ou por meio de emendas (friso ou solda).
Atuadores e movimento
Atuador é “[...] o elemento que produz movimento, atendendo a comandos, com 
o objetivo de corrigir ou alterar uma variável de processo”, segundo Camargo 
(2014, documento on-line). Os atuadores, que podem ser lineares, rotativos 
ou uma combinação dos dois, são responsáveis por movimentar ferramentas 
em uma máquina. Segundo Lamb (2015, p. 126), “Os atuadores lineares são 
usados para gerar movimento rotativo ao empurrar uma peça rotativa em um 
eixo. Já os dispositivos rotativos, como motores, podem ser usados para gerar 
movimento linear por meio de uma correia ou de um parafuso de esfera”.
Segundo Master Tecnologia Industrial ([2019?]), os atuadores mais comuns 
na automação são os cilindros pneumáticos e os motores CA ou CC. Os atu-
adores podem utilizar energia fluida, como a hidráulica (geralmente óleo) 
ou a pneumática (ar comprimido ou outros gases inertes). Os que utilizam 
energia hidráulica são capazes de suportar maiores forças e pressões, ideais 
para aplicação em prensas, mas sempre sendo preciso tomar cuidado para que 
não ocorra vazamento de fluido.
De acordo com Master Tecnologia Industrial ([2019?] documento on-line), 
“[...] a automação pneumática é normalmente mais simples, barata e segura 
que os outros tipos de automação”. O ar utilizado em sistemas pneumáticos 
pode ser fornecido a partir de um sistema para toda a planta. Já no caso de 
sistemas hidráulicos, é preciso uma bomba dedicada para cada equipamento, 
além da necessidade de resfriamento do óleo.
Os atuadores elétricos geralmente são utilizados onde não há disponibi-
lidade de ar ou há a necessidade de precisão. Conforme apontado em Master 
Tecnologia Industrial ([2019?], documento on-line), “[...] eles têm normalmente 
um custo maior, porém com uma melhor precisão”, sendo adequados para 
movimentos angulares e de rotação.
7Acionamento de entradas e saídas
Além do atuador, existe também o elemento final de controle, que é o 
“[...] dispositivo que controla diretamente o fluxo de material ou energia a 
ser entregue ao processo sob controle, provocando uma oscilação na variável 
manipulada”, segundo Camargo (2014, documento on-line). Os principais 
elementos finais de controle são as válvulas de controle, que, conforme 
Camargo (2014, documento on-line), controlam basicamente o sentido do 
movimento e a velocidade de pressão. “Válvulas direcionais controlam o 
sentido do movimento, válvulas de fluxo controlam a velocidade do fluido 
e válvulas reguladoras de pressão controlam a pressão”, segundo Camargo 
(2014, documento on-line).
Conforme leciona Lamb (2015), os controladores de movimento contro-
lam posições e velocidades por meio de métodos analógicos ou analógicos 
digitalmente convertidos, utilizando válvulas proporcionais hidráulicas ou 
pneumáticas, atuadores lineares ou motores elétricos. O controle de movimento 
é a base da robótica e de máquinas-ferramenta por comando numérico com-
putadorizado. Na Figura 3 é ilustrado um sistema de controle de movimento.
Figura 3. Sistema de controle de movimento.
Fonte: Lamb (2015, p. 131).
Acionamento de entradas e saídas8
Motores CA e CC
Nas máquinas elétricas que realizam conversão eletromecânica de ener-
gia, se a conversão é de energia mecânica em elétrica, temos um gerador. 
Já quando a conversão é de energia elétrica em mecânica, temos um motor. 
O motor CA é composto por duas partes: um estator com bobinas alimentadas 
por CA e um rotor conectado ao eixo de saída. Segundo Lamb (2015, p. 133), 
“O torque é fornecido ao rotor pelo campo rotativo gerado pela corrente al-
ternada”. Os motores CA podem ser síncronos, quando o rotor gira na mesma 
velocidade que a CA é aplicada, ou assíncrono, para o caso contrário.
O motor CC possui enrolamentos da armadura no rotor e enrolamentos 
de campo no estator. Ele pode ser com ou sem escovas, que são as partes 
condutoras que ligam as bobinas ao rotor, e também com ou sem núcleo de 
ferro. Segundo Silveira (2018a, documento on-line):
O motor CC pode ser controlado apenas variando a sua tensão, diferentemente 
de um motor elétrico de corrente alternada (CA) cuja velocidade é variada pela 
frequência, sendo mais adequado para equipamentos alimentados por níveis 
de tensão de 24 Vcc ou 12 Vcc, como no caso dos automóveis ou aplicações 
industriais que exigem um controle fino de velocidade.
Os motores lineares são similares aos motores elétricos, mas o rotor e 
o estator são localizados próximos um do outro, de forma linear — ou seja, 
desenrolados. Os servomotores, segundo Lamb (2015), são utilizados em 
sistemas de controle de retroalimentação, em que são necessárias altas veloci-dades de retorno. Esses motores são de menor diâmetro e maior comprimento 
do que os motores CA e CC tradicionais; a velocidade de operação é baixa, 
e o torque, alto.
O motor de passo é um motor CC que gira um determinado número de 
graus em função do número de polos, em que os pulsos digitais de entrada 
são convertidos em rotações do eixo. Segundo Camargo (2014), o motor de 
passo é utilizado quando algo deve ser posicionado de forma muito precisa 
ou quando deve ser girado em um ângulo exato. Na Figura 4 é apresentado 
o diagrama de funcionamento de um motor de passo de ímã permanente 
(PM, do inglês permanent magnet), em que os quatro polos (A, B, C e D) são 
energizados na sequência em uma polaridade, para depois a polaridade ser 
revertida, alcançando oito posições por rotação.
9Acionamento de entradas e saídas
Figura 4. Diagrama de um motor de passo PM.
Fonte: Lamb (2015, p. 145).
Os inversores de frequência variável (VFDs, do inglês variable frequency 
drives) convertem a energia de estado sólido. “Eles primeiro convertem uma 
tensão CA de entrada em CC e, em seguida, reconstroem uma forma de onda 
CA ao alterar a alimentação CC rapidamente na frequência e tensão desejadas 
para aproximar um sinal senoidal”, segundo Lamb (2015, p. 145). Segundo 
Silveira (2019, documento on-line), ele “é um tipo de controlador que tem a 
função de acionar um motor elétrico e ao mesmo tempo variar a frequência e 
a tensão que é fornecida ao motor com o objetivo de controlar a sua velocidade 
e potência consumida”. Conforme Silveira (2019), o VFD também é conhecido 
como drive de velocidade variável, drive ajustável da velocidade, drive de 
frequência ajustável, drive CA, microdrive ou até inversor.
Elementos de máquinas e mecanismos
Um mecanismo transfere ou transforma a força; Lamb (2015) aponta como 
exemplos: alavanca, roda e eixo, polia, plano inclinado, rampa, parafuso, 
engrenagens, cames, rolamentos, acoplamentos, garras, freios, correias e 
correntes. Os dispositivos acionados por cames permitem que um movimento 
de rotação seja transformado em movimento linear. O came, que é um disco 
circular ou oval, conduz um eixo linearmente (seguidor) com o auxílio de uma 
Acionamento de entradas e saídas10
mola, para que came e seguidor permaneçam sempre em contato. Na Figura 5a 
é apresentado um esquema de operação do came.
A catraca permite que o movimento seja realizado somente em uma direção. 
Quando se deseja movimentos em direções opostas, utiliza-se uma lingueta 
de mola, que é encaixada nos dentes, conforme mostra a Figura 5b. Esses 
sistemas são utilizados em mecanismos de levantamento.
Figura 5. (a) Operação do came; (b) catraca e lingueta.
Fonte: (a) Lamb (2015, p. 148); Lamb (2015, p. 149).
(a) (b)
As engrenagens transformam o movimento rotativo de uma velocidade, 
direção ou força em outro movimento rotativo. Elas possuem dentes levemente 
inclinados, que se encaixam em outros dispositivos dentados. A combinação 
de diversas engrenagens é chamada de trem de engrenagens. O tipo mais 
comum de engrenagem é a roda dentada cilíndrica, que engrena eixos para-
lelos. Quando ela é externa, os eixos giram em direções opostas; já quando é 
interna, os eixos giram na mesma direção.
Na engrenagem helicoidal (Figura 6a), os dentes são cortados em ângulo, 
podendo engrenar eixos não paralelos. Elas são mais silenciosas do que as 
rodas dentadas e geralmente são utilizadas em aplicações que exigem altas 
velocidades. As engrenagens chanfradas (Figura 6b) são cônicas, com den-
tes em ângulo, sendo capazes de conectar dois eixos em intersecções. Já as 
engrenagens sem-fim (Figura 6c) transmitem o movimento em um ângulo 
reto para o eixo.
11Acionamento de entradas e saídas
Figura 6. (a) Engrenagem helicoidal, (b) engrenagem chanfrada e (c) engrenagem sem-fim.
Fonte: (a) Lamb (2015, p. 151); (b) Lamb (2015, p. 151); (c) Lamb (2015, p. 152).
(a) (b) (c)
Os rolamentos permitem movimento relativo (deslizante ou rotacional) 
entre duas ou mais partes em contato. Existem rolamentos de esferas, de 
rolos, a ar, entre outros. Os rolamentos com rolos lineares e trilhos são os 
mais utilizados para orientação de movimentos lineares. 
As polias, também chamadas de roldanas, são utilizadas para transportar 
uma correia, uma corrente ou um cabo. Suas dimensões estão diretamente 
relacionadas às mudanças de velocidade, e elas podem ser combinadas para 
produzir vantagem mecânica e redução de velocidade. O uso mais comum no 
ramo industrial é com correias dentadas.
Os servomecanismos são uma combinação de hardware mecânico e de 
controle, que, a partir do retorno, controla um sistema. Esse retorno é dado na 
forma de erro ou de diferença entre o que foi monitorado e o que era desejado. 
Um atuador hidráulico é um exemplo de servomecanismo. O fuso de esfera 
“[...] é um atuador mecânico linear que transforma movimento rotativo em 
movimento linear com pouca fricção”, segundo Lamb (2015, p. 158). Os atua-
dores lineares acionados por correia utilizam correia dentada e engrenagens 
para movimentar o que está anexado à correia. Algumas desvantagens são as 
chances de escorregar e os danos na correia em casos de carga muito pesada.
A embreagem possibilita que elementos rotativos sejam engrenados ou 
desengrenados. A embreagem mais comum é a de fricção, podendo ser acionada 
por força pneumática, hidráulica, magnética, etc. Os freios param rapidamente 
um elemento rotativo com o uso de um disco ou bloco, podendo ser de forma 
pneumática, hidráulica, elétrica ou mecânica.
Acionamento de entradas e saídas12
Elementos de controle de processos
A automação industrial pode ser dividida em parte operacional, que são 
os hardwares vistos na seção anterior, e parte de controle, que é a parte 
programável, tema desta seção. O controle de processos pode ocorrer de forma 
manual, quando há uma dependência das ações realizadas pelo ser humano 
para que certa grandeza física seja mantida o mais próximo possível do valor 
de referência. Camargo (2014) cita como exemplo o ato de tomar banho com 
chuveiro elétrico. Já o controle automático, como ocorre com a automação, 
não necessita da intervenção humana, como é o caso do controle do nível 
em caixas de água, com o uso de boias. O controle automático não necessita 
obrigatoriamente ser eletrônico, mas, na maioria das vezes, ele é, em função 
dos avanços da eletrônica e da computação.
Um sistema de controle pode ser de malha aberta ou de malha fechada 
(realimentado). O sistema de malha aberta não utiliza medições da variável 
controlada do sistema, pois se espera que as operações realizadas sejam sempre 
suficientes para produzir o resultado esperado. No sistema realimentado 
(Figura 7), “[...] o valor da variável utilizada para controlar o sistema de-
pende diretamente da medida de uma variável de saída desse mesmo sistema”, 
conforme leciona Camargo (2014, documento on-line). Os sensores são os 
elementos que tornam isso possível, pois enviam ao controlador o valor medido 
da variável de interesse.
Na Figura 7, processo é o sistema que será objeto da ação do sistema 
de controle, setpoint é o ponto de operação desejado do sistema, a variável 
controlada é a que o sistema tenta manter constante, a variável manipulada 
é aquela sobre a qual o controlador atua, e distúrbio é a alteração da variável 
de carga.
13Acionamento de entradas e saídas
Figura 7. Diagrama de um sistema de controle de malha fechada.
Fonte: Camargo (2014, documento on-line).
Como já vimos anteriormente, o controlador é o responsável por tomar 
as ações necessárias para que o sistema funcione corretamente. Ele decide 
quando algum atuador será acionado com base na informação recebida dos 
sensores, no estado do processo e em regras específicas. Segundo Camargo 
(2014), a forma como o controlador vai implementar sua lógica depende de 
qual controlador está sendo utilizado. Ela pode ser descrita, por exemplo, por 
meio de instruções do programa inserido em sua memória, para situações em 
quesão utilizados controladores eletrônicos baseados em microprocessadores.
De acordo com Silveira (2018b), no passado, a “[...] lógica era feita com relês 
eletromagnéticos, temporizadores, placas eletrônicas e módulos lógicos”. Hoje, 
é comum o uso de CLPs e computadores industriais, devido ao aumento do 
volume de dados e de componentes eletrônicos. Os CLPs são computadores 
digitais que controlam processos eletromecânicos, comunicando-se com todos 
os componentes, reconhecendo as entradas, processando a lógica e atualizando 
as saídas. Segundo Lamb (2015, p. 71), eles “[...] são desenvolvidos com várias 
entradas e saídas, faixas estendidas de temperatura, imunidade para ruídos 
elétricos e resistência a vibrações e impacto”, sendo preparados para condições 
extremas, como frio, umidade e poeira, além de possuírem grande memória, 
o que aumenta suas possibilidades de aplicação.
Acionamento de entradas e saídas14
Os computadores são utilizados para escrever os programas para os siste-
mas de controle, mas também podem atuar como controladores. São de fácil 
acesso e baixo custo, mas, normalmente, não possuem sistema operacional 
otimizado para controle em tempo real, sendo necessária sua adaptação. 
Eles possuem a vantagem de serem flexíveis, mas são frágeis para serem 
colocados na linha de produção, surgindo a necessidade do desenvolvimento 
de computadores industriais, que são mais robustos.
Alguns controladores são embarcados, o que significa que já fazem parte 
do sistema, em conjunto com outros componentes, possuindo um propósito 
específico, como é o caso da CPU, da memória RAM e da memória flash. 
Outros elementos de controle de processos são os sistemas de controle dis-
tribuídos (distributed control systems), que são conectados a sensores e 
atuadores, sendo bastante utilizados em processos contínuos ou por batelada.
Em algumas situações, é preciso que uma variável seja controlada para que 
seja mantida no seu ponto de ajuste. Para isso, podem ser utilizados algoritmos 
de controle PID (proporcional-integral-derivativa), que utilizam uma malha 
fechada, como o diagrama de blocos da Figura 8. A saída é comparada com o 
ponto de ajuste do sistema, de forma que a diferença seja sempre minimizada 
pelo sistema.
Figura 8. Diagrama de blocos do PID.
Fonte: Lamb (2015, p. 16).
15Acionamento de entradas e saídas
Entradas, processamento e saídas
Em um sistema de controle industrial, é preciso que ocorra comunicação. 
Os sensores enviam os dados para o controlador, que envia informações para 
os atuadores, como ilustrado na Figura 9.
Figura 9. Diagrama de blocos de um sistema de controle.
Fonte: Camargo (2014, documento on-line).
Essa comunicação acontece por meio de sinais I/O, que representam o 
estado ou o valor de uma variável. Segundo Camargo (2014), na automação 
industrial, os tipos mais utilizados são os sinais pneumáticos, os hidráulicos 
e os elétricos.
As entradas e saídas podem ser discretas (digitais) ou analógicas. As en-
tradas discretas são sinais recebidos de interruptores, botões e sensores; já 
alguns exemplos de saídas discretas são ligar e desligar motores e válvulas. 
As entradas analógicas podem representar uma pressão, uma posição, uma 
temperatura, entre outras diversas opções; já alguns exemplos de saídas 
analógicas são controlar a temperatura de um forno, a pressão de um ar 
comprimido etc.
Acionamento de entradas e saídas16
Na Figura 10, são apresentados os sinais discretos e analógicos, sendo 
possível observar a sua diferença.
Figura 10. Sinais discretos e analógicos.
Fonte: Lamb (2015, p. 15).
Devido à grande complexidade das operações industriais, os sistemas de 
automação devem possuir redes de comunicação que garantam velocidade e 
segurança na troca de dados entre todos os dispositivos envolvidos no processo 
(sensores, atuadores, computadores, controladores, entre outros), conforme 
leciona Siembra Automação ([2019?]). Os métodos de comunicação são 
utilizados para transferir essas grandes quantidades de informação.
17Acionamento de entradas e saídas
Os dispositivos são interligados por meio de uma rede de comunicação, 
em que cada elemento é chamado de nó. Veja, a seguir, algumas formas de 
comunicação.
 � Serial: “sequências digitais de uns e zeros enviadas por um fio simples. 
Elas podem alternar entre envio e recebimento de dados ou ter uma 
linha dedicada para cada tipo de sinal”, segundo Lamb (2015, p. 19).
 � Paralela: múltiplos dígitos podem ser transmitidos de forma paralela, 
aumentando a taxa de transferência de dados, mas também aumentado 
o custo com cabeamento.
 � Ethernet: é uma estrutura para a tecnologia de redes de computadores, 
sendo bem mais veloz do que a serial e a paralela.
 � USB: permite a comunicação entre dispositivos periféricos de 
computadores.
 � Wireless: são redes de computadores que não são ligados por cabos, 
conectando equipamentos distantes entre si.
De acordo com Camargo (2014), os sinais passam por processos de 
aquisição, condicionamento, transmissão, processamento e representação. 
A aquisição do sinal começa com a medida do valor da variável física, com 
o uso dos sensores, para que depois ocorra o condicionamento. A transmis-
são normalmente ocorre de forma pneumática ou elétrica, mas, em algumas 
situações, é preciso que o sinal seja convertido para que seja recebido pelos 
receptores (indicador, registrador, controlador, alarme, computador, atuador 
etc.), que vão representar os resultados.
BRASIL LOGIC SISTEMAS. Regulamentando a interface homem máquina: conheça a ISA 
101. São Paulo, [2019?]. Disponível em: http://www.blsistemas.com.br/regulamentando-
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E-book.
CASSIOLATO, C. Relés x sensores. In: SMAR AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL. [S. l., 2019?]. 
Disponível em: http://www.smar.com/brasil/artigo-tecnico/reles-x-sensores. Acesso 
em: 26 dez. 2019.
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ENGEREY. Tipos e aplicações de sensores na indústria. Curitiba, 2017. Disponível em: http://
www.engerey.com.br/blog/tipos-e-aplicacoes-de-sensores-na-industria. Acesso em: 
26 dez. 2019.
LAMB, F. Automação industrial na prática. Porto Alegre: AMGH, 2015. (Série Tekne).
MASTER TECNOLOGIA INDUSTRIAL. Tudo sobre automação industrial. São Paulo, [2019?]. 
Disponível em: https://www.mtibrasil.com.br/tudo-sobre-automacao-industrial.php. 
Acesso em: 26 dez. 2019.
MECATRÔNICA AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL. Proteção de motores: 5 razões para escolher 
disjuntores ao invés de fusíveis. [S. l.], 19 mar. 2019. Disponível em: http://mecatronicasbs.
com.br/protecao-de-motores/. Acesso em: 26 dez. 2019.
SIEMBRA AUTOMAÇÃO. O que é automação industrial. Vinhedo, [2019?]. Disponível 
em: https://www.siembra.com.br/noticias/o-que-e-automacao-industrial/. Acesso 
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SILVEIRA, C. B. Motor CC: Saiba como funciona e de que forma especificar. In: CITISYS-
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SILVEIRA, C. B. O que é automação industrial. In: CITISYSTEMS. Sorocaba, 2018b. Dis-
ponível em: https://www.citisystems.com.br/o-que-e-automacao-industrial/. Acesso 
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SILVEIRA, C. B. O que faz o inversor de frequência e como especificar? In: CITISYSTEMS. 
Sorocaba, 2019. Disponível em: https://www.citisystems.com.br/inversor-de-frequencia/. 
Acesso em: 26 dez. 2019.
Leitura recomendada
ROGGIA, L.; FUENTES, R. C. Automação industrial. Santa Maria: Universidade Federal de 
Santa Maria, ColégioTécnico Industrial de Santa Maria, 2016. Disponível em: http://
professor.pucgoias.edu.br/SiteDocente/admin/arquivosUpload/18451/material/arte_au-
tomacao_industrial.pdf. Acesso em: 26 dez. 2019.
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