Gabarito - Prova - UNIVESP - 2021 - Controle e Automação

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GABARITO 
DISCIPLINA 
EEA001 - Controle e Automação 
APLICAÇÃO 
04/10/2021 
CÓDIGO 
DA PROVA P004/P005 
 
QUESTÕES OBJETIVAS 
Questão 1.1 
Um sistema automatizado industrial é composto por pelo menos três elementos básicos. Diga qual 
alternativa elenca de forma correta esses três elementos. 
a) Energia, Programa de Instruções e Sistema de Controle. 
b) Sistema de Controle, Variável de Processo e Sistema de Segurança. 
c) Produto, Manufatura e Sistema de Transporte. 
d) Linguagem de Programação, Controlador Programável e Sistema de Controle. 
e) Energia, Processo e Ação. 
 
RESOLUÇÃO 
A resposta correta é: Energia, Programa de Instruções e Sistema de Controle. 
 
JUSTIFICATIVA 
De acordo com o material-base da disciplina, um sistema qualquer automatizado é composto por pelo 
menos três elementos básicos, que são: 
 
1) Energia (de qualquer fonte e característica) para concluir os processos e operar o sistema. 
2) Programa de instruções que direcione os processos a serem executados. 
3) Sistema de controle que tenha capacidade de executar tais instruções. 
As outras alternativas contemplam termos que não estão relacionados com um elemento básico de 
um sistema automatizado ou termos gerais usados em sistemas de produção. 
 
 
Questão 1.2 
As variáveis de entrada e saída de um processo automatizado conectadas nos módulos de um 
Controlador Lógico Programável (PLC) podem ser discretas ou digitais (D), ou contínuas ou analógicas 
(C). Classifique as variáveis de processo a seguir: 
 
( ) Sensor indutivo de presença de uma peça metálica. 
( ) Sensor de vazão da saída de combustível. 
( ) Contador de peças produzidas. 
( ) Comando de abertura de uma válvula em uma tubulação. 
( ) Acionamento de uma sirene de emergência. 
( ) Controle da velocidade de um ventilador. 
 
Qual alternativa lista corretamente a sequência de variáveis de processo apresentadas? 
a) C, D, C, D, C, D 
b) C, C, D, D, C, C 
c) D, D, C, C, C, D 
d) D, C, C, C, D, C 
e) D, C, D, C, D, C 
 
RESOLUÇÃO 
A resposta correta é: D, C, C, C, D, C. 
 
JUSTIFICATIVA 
Conforme material-base da disciplina, as variáveis de entrada ou saída em um processo automatizado 
podem ser discretas ou contínuas. Nos sistemas a eventos discretos, as variáveis podem assumir dois 
estados distintos (Ex.: Ligado/Desligado, Sim/Não, 0 e 1). Nos sistemas a processos contínuos, as 
variáveis podem assumir inúmeros valores que variam dentro de uma escala de grandeza específica 
(Ex.: Potência de 0 a 100%, vazão de 0 a 2L/min). 
Dessa forma: 
Sensor indutivo de presença de uma peça metálica é uma variável de entrada discreta, pois a presença 
da peça pode assumir dois estados (Presença/Não Presença). 
Sensor de vazão da saída de combustível é uma variável de entrada contínua, pois a vazão pode 
assumir inúmeros valores dentro da escala de medição de vazão. 
Contador de peças produzidas é uma variável contínua, pois a contagem do número de peças pode 
assumir diferentes valores. 
Comando de abertura de uma válvula em uma tubulação é uma variável de saída contínua, pois o 
comando de abertura de uma válvula pode assumir diferentes valores dentro da escala de 0 a 100%. 
Acionamento de uma sirene de emergência é uma variável de saída discreta, pois a sirene de 
emergência pode assumir dois estados (Ligado/Desligado). 
Controle da velocidade de um ventilador é uma variável de saída contínua, pois a velocidade de um 
ventilador pode assumir diferentes valores (mais de 1 velocidade de rotação, não somente 
Ligado/Desligado). 
 
 
Questão 1.3 
Correlacione as principais características das linguagens de programação de Controladores Lógico 
Programáveis (PLC) com seus respectivos nomes. 
 
1) Apresenta blocos que descrevem a operação do programa. 
2) Apresenta uma lógica de contatos e bobinas. 
3) Apresenta uma forma de programação estruturada de alto nível. 
4) Utiliza instruções e operandos simples para representação da lógica. 
5) Apresenta um fluxograma funcional baseado em passos e transições. 
 
( ) Texto Estruturado (ST). 
( ) Lista de Instruções (IL). 
( ) Diagrama Ladder (LAD). 
( ) Sequenciamento Gráfico de Funções (SFC). 
( ) Diagrama de Blocos Funcionais (FBD). 
 
Defina a alternativa que apresenta a respectiva resposta correta. 
 
a) 1, 2, 3, 4, 5 
b) 5, 4, 3, 2, 1 
c) 3, 4, 2, 5, 1 
d) 4, 3, 2, 1, 5 
e) 3, 5, 2, 4, 1 
 
RESOLUÇÃO 
A resposta correta é: 3, 4, 2, 5, 1. 
 
JUSTIFICATIVA 
Texto Estruturado é uma linguagem de programação textual de alto nível, que se assemelha à 
linguagem Pascal/C com uso de sintaxes de programação como IF, ELSE, DO, WHILE e identação. 
Sequenciamento Gráfico de Funções é uma linguagem gráfica que apresenta tipicamente uma 
sequência lógica de operações, na qual uma deve ser terminada para início da outra. 
O Diagrama Ladder é uma linguagem gráfica que apresenta uma lógica de contatos e bobinas. 
Os Diagramas de Blocos Funcionais é uma linguagem gráfica que apresenta blocos que descrevem a 
operação do programa. 
Lista de Instruções é uma linguagem de programação textual de baixo nível que usa instruções e 
operandos simples. 
 
 
Questão 1.4 
Considere um processo automatizado usando Controlador Lógico Programável (PLC) apresentado na 
figura abaixo, no qual dispositivos de entrada (E0 até E4) são fisicamente chaves (interruptores On/Off) 
que estão conectadas a um módulo de entrada do CLP. As chaves E1, E2 e E3 são normalmente abertas 
(NA) e as chaves E0 e E4 normalmente fechadas (NF). Essas chaves estão conectadas aos endereços de 
memória X0-X4 para programação do PLC. Uma bobina de saída está conectada ao módulo de saída do 
CLP no endereço Y0. 
 
 
 
 
 
Analisando o programa do PLC apresentado, defina qual(is) chave(s) deve(m) ser acionada(s) 
fisicamente para que a bobina de saída seja desativada (nível lógico baixo – 0). 
a) E0 e E3. 
b) E3. 
c) E4. 
d) E3 e E4. 
e) E1 e E4. 
RESOLUÇÃO 
A resposta correta é: E1 e E4. 
 
JUSTIFICATIVA 
Conforme material-base da disciplina, é necessário relacionar o dispositivo de entrada (chave NA ou 
NF) conectado no PLC com a lógica de contatos criada no programa em linguagem Ladder. 
Verifique que o contato X0 é NA. Como a chave E0 é NF, a entrada X0 já está energizada e, 
consequentemente, o contato X0 encontra-se fechado (nível lógico alto - 1). Se a chave E0 for acionada, 
a entrada X0 é desenergizada e, portanto, o contato X0 permanece aberto (nível lógico baixo – 0). 
Verifique que o contato X1 é NF. Como a chave E1 é NA, a entrada X1 não está energizada e, 
consequentemente, o contato X1 permanece fechado (nível lógico alto - 1). Se a chave E1 for acionada, 
a entrada X1 é energizada e, portanto, o contato X1 torna-se aberto. 
Verifique que o contato X3 é NA. Como a chave E3 é NA, a entrada X3 não está energizada e, 
consequentemente, o contato X3 permanece aberto (nível lógico baixo - 0). Se a chave E3 for acionada, 
a entrada X3 é energizada e, portanto, o contato X3 torna-se fechado. 
Verifique que o contato X4 é NA. Como a chave E4 é NF, a entrada X4 já está energizada e, 
consequentemente, o contato X4 encontra-se fechado (nível lógico alto - 1). Se a chave E4 for acionada, 
a entrada X4 é desenergizada e, portanto, o contato X4 permanece aberto. 
Pelo enunciado, a bobina Y0 encontra-se ativada. Para a desativação da saída Y0 (nível lógico baixo – 0), 
é necessário que: 
Condição 1 – Resultado lógico OU entre X3 e X0 seja igual a 0. Para essa condição, deve-se acionar a 
chave E0 e não acionar a chave E3. 
Condição 2 – Resultado lógico OU entre X1 e X4 seja igual a 0. Para essa condição, deve-se acionar a 
chave E1 e acionar a chave E4. 
 
Portanto, considerando essas informações e as opções de resposta disponíveis, vemos que a resposta 
do exercício é dada pela alternativa na qual as chaves E1 e E4 devem ser acionadas. 
 
 
Questão 1.5 
Analise a figura a seguir e defina qual a linguagemde programação padronizada pela IEC 61131-3 que 
é usada para a criação do programa. 
a) Texto Estruturado (ST). 
b) Lista de Instruções (IL). 
c) Diagrama Ladder (LAD). 
d) Sequenciamento Gráfico de Funções (SFC). 
e) Diagrama de Blocos Funcionais (FBD). 
 
RESOLUÇÃO 
A resposta correta é: Texto Estruturado (ST). 
 
JUSTIFICATIVA 
Texto Estruturado é uma linguagem de programação textual de alto nível, que se assemelha à 
linguagem Pascal/C com uso de sintaxes de programação como IF, ELSE, DO, WHILE e identação, como 
mostrado na figura. 
Sequenciamento Gráfico de Funções é uma linguagem gráfica que apresenta tipicamente uma 
sequência lógica de operações, na qual uma deve ser terminada para início da outra, o que não é 
mostrado na figura. 
O Diagrama Ladder é uma linguagem gráfica que apresenta uma lógica de contatos e bobinas, o que 
não é mostrado na figura. 
Os Diagramas de Blocos Funcionais é uma linguagem gráfica que apresenta blocos que descrevem a 
operação do programa, o que não é mostrado na figura. 
Lista de Instruções é uma linguagem de programação textual de baixo nível que usa instruções e 
operandos simples, o que não é mostrado na figura. 
 
 
Questão 1.6 
Considere a seguinte Tabela Verdade de sistema automatizado com um Controlador Lógico 
Programável em que X0 a X3 são entradas discretas e Y0 é uma saída discreta. Assinale a alternativa 
que apresenta a Equação de Estado do sistema automatizado proposto. 
 
X0 X1 X2 X3 Y0 
0 0 0 0 0 
1 0 0 0 0 
0 1 0 0 0 
1 1 0 0 1 
0 0 1 0 0 
1 0 1 0 0 
0 1 1 0 0 
1 1 1 0 1 
0 0 0 1 0 
1 0 0 1 0 
0 1 0 1 0 
1 1 0 1 1 
0 0 1 1 0 
1 0 1 1 0 
0 1 1 1 0 
1 1 1 1 0 
 
a) 𝑌0 = (𝑋0 ∗ 𝑋1 ∗ 𝑋2̅̅̅̅ ∗ 𝑋3̅̅ ̅̅ ) + (𝑋0 ∗ 𝑋1 ∗ 𝑋2 ∗ 𝑋3̅̅̅̅ ) + (𝑋0 ∗ 𝑋1 ∗ 𝑋2̅̅̅̅ ∗ 𝑋3) 
b) 𝑌0 = (𝑋0 ∗ 𝑋1 ∗ 𝑋2 ∗ 𝑋3) + (𝑋0̅̅̅̅ ∗ 𝑋1̅̅̅̅ ∗ 𝑋2̅̅̅̅ ∗ 𝑋3̅̅̅̅ ) 
c) 𝑌0 = (𝑋0 ∗ 𝑋1 ∗ 𝑋2̅̅̅̅ ∗ 𝑋3̅̅ ̅̅ ) 
d) 𝑌0 = (𝑋0 + 𝑋1 + 𝑋2̅̅̅̅ + 𝑋3̅̅̅̅ ) ∗ (𝑋0 + 𝑋1 + 𝑋2 + 𝑋3̅̅̅̅ ) ∗ (𝑋0 + 𝑋1 + 𝑋2̅̅̅̅ + 𝑋3) 
e) 𝑌0 = (𝑋0̅̅̅̅ ∗ 𝑋1̅̅̅̅ ∗ 𝑋2 ∗ 𝑋3) + (𝑋0̅̅̅̅ ∗ 𝑋1̅̅̅̅ ∗ 𝑋2̅̅̅̅ ∗ 𝑋3) + (𝑋0̅̅̅̅ ∗ 𝑋1̅̅̅̅ ∗ 𝑋2 ∗ 𝑋3̅̅̅̅ ) 
 
RESOLUÇÃO 
A resposta correta é: 𝑌0 = (𝑋0 ∗ 𝑋1 ∗ 𝑋2̅̅̅̅ ∗ 𝑋3̅̅̅̅ ) + (𝑋0 ∗ 𝑋1 ∗ 𝑋2 ∗ 𝑋3̅̅̅̅ ) + (𝑋0 ∗ 𝑋1 ∗ 𝑋2̅̅̅̅ ∗ 𝑋3) 
 
JUSTIFICATIVA 
Para a obtenção da Equação de Estado, utiliza-se as linhas da Tabela Verdade que possuem a saída 
M=1, sendo que os valores lógicos 0 são representados pelo termo barrado (ex.: 𝑋0̅̅̅̅ ) e os valores 
lógicos 1, pelos termos não barrados (ex: X0). 
Linha 4: 𝑌0 = 𝑋0 ∗ 𝑋1 ∗ 𝑋2̅̅̅̅ ∗ 𝑋3̅̅ ̅̅ 
Linha 8: 𝑌0 = 𝑋0 ∗ 𝑋1 ∗ 𝑋2 ∗ 𝑋3̅̅̅̅ 
Linha 12: 𝑌0 = 𝑋0 ∗ 𝑋1 ∗ 𝑋2̅̅̅̅ ∗ 𝑋3 
 
Assim, a Equação Lógica do sistema é: 𝑌0 = (𝑋0 ∗ 𝑋1 ∗ 𝑋2̅̅̅̅ ∗ 𝑋3̅̅̅̅ ) + (𝑋0 ∗ 𝑋1 ∗ 𝑋2 ∗ 𝑋3̅̅̅̅ ) + (𝑋0 ∗ 𝑋1 ∗ 𝑋2̅̅̅̅ ∗ 𝑋3) 
 
 
Questão 1.7 
Considere o seguinte Diagrama de Contatos (Ladder) de um programa de Controlador Lógico 
Programável (PLC) de um sistema automatizado em que I0.4 é uma entrada discreta e Q0.3, Q0.4 e 
Q0.5 são saídas discretas. 
 
 
 
Interprete a lógica do programa, analisando as afirmativas abaixo. 
 
I) As saídas Q0.3 e Q0.4 são ativadas ao ativar (nível lógico de 0 para 1) a entrada I0.4. 
II) Ambas as saídas Q0.3 e Q0.4 permanecem ativadas com a manutenção da ativação de I4.0. 
III) Ambas as saídas Q0.3 e Q0.4 são desativadas com a desativação (nível lógico de 1 para 0) de I4.0. 
IV) A saída Q0.5 é ativada por um ciclo de scan do PLC após a desativação de I4.0. 
 
Defina as afirmativas corretas. 
a) Somente I e III. 
b) Somente I e II. 
c) Somente I e IV. 
d) Somente II e III. 
e) Somente II e IV. 
 
RESOLUÇÃO 
A resposta correta é: Somente I e IV. 
 
JUSTIFICATIVA 
Conforme material-base da disciplina, temos as seguintes explicações sobre o programa da figura: 
As saídas Q0.3 e Q0.4 são ativadas ao ativar (nível lógico de 0 para 1) a entrada I0.4: correto, pois a 
lógica dessa linha do programa usa um contato de borda de subida M0.0 (P) que irá ativar as saídas na 
transição de sinal lógico de 0 para 1. 
Ambas as saídas Q0.3 e Q0.4 permanecem ativadas com a manutenção da ativação de I4.0: incorreto, 
pois como é utilizado um contato de borda de subida M0.0 (P) nessa linha do programa, a saída Q0.3 é 
ativada e se mantém ativada com o uso da bobina SET (S). No entanto, a saída Q0.4 somente fica ativa 
por 1 ciclo de scan do PLC (não permanece ativa). 
Ambas as saídas Q0.3 e Q0.4 são desativadas com a desativação (nível lógico de 1 para 0) de I4.0: 
incorreto, pois somente a saída Q0.3 é desativada nessa condição através da bobina RESET (R). A saída 
Q0.4 é desativada após um ciclo de scan do PLC, como explicado no item anterior. 
A saída Q0.5 é ativada por um ciclo de scan do PLC após a desativação de I4.0: correto, pois a lógica 
dessa linha do programa usa um contato de borda de descida M0.1 (N) que irá ativar a saída Q0.5, por 
um ciclo de scan, quando a entrada I4.0 for desativada (transição de 1 para 0). 
 
 
QUESTÃO DISSERTATIVA 
 
Questão 2 
Considere um sistema automatizado em que I1, I2 e I3 são entradas discretas e Q1 é uma saída 
discreta. Interprete a seguinte informação de operação desse sistema: “O nível lógico da saída Q1 é 
alto (1), se a entrada I1 tiver nível lógico alto (1) e ao menos uma das entradas I2 e I3 também tiver 
nível lógico alto (1)”, e: 
 
a) Construa a Tabela Verdade. 
b) Compute a Equação de Estado da lógica discreta de comando desse sistema automatizado. 
 
RESOLUÇÃO 
a) Do enunciado, temos que o sistema possui 3 entradas discretas I1, I2 e I3 e 1 saída discreta Q1. 
Portanto, a Tabela Verdade deve ter 23 = 8 linhas ou condições lógicas de operação. 
A construção da Tabela Verdade é realizada conforme explicado na videoaula, compreendendo todas 
as condições lógicas possíveis de operação para obtenção do resultado lógico da saída. 
Tabela Verdade 
 I1 I2 I3 Q1 
Nível Lógico 
0 0 0 0 
0 0 1 0 
0 1 0 0 
0 1 1 0 
1 0 0 0 
1 0 1 1 
1 1 0 1 
1 1 1 1 
 
b) Através da Tabela Verdade, verifica-se as condições da lógica de operação do enunciado, em que a 
entrada I1 deve sempre estar ativada (nível lógico = 1) e ao menos uma das entradas I2 e I3 também 
deve. Dessa forma, obtemos as equações de estado: 
Linha 7 da Tabela = 𝐴 ∗ �̅� ∗ 𝐶 
Linha 8 da Tabela = 𝐴 ∗ 𝐵 ∗ 𝐶̅ 
Linha 9 da Tabela = 𝐴 ∗ 𝐵 ∗ 𝐶 
Perceba que a linha 4 da tabela, apesar de ter a nível lógico alto para a saída Q1, não cumpre o 
requisito operacional de ter a entrada I1 em nível lógico alto. E a linha 5, apesar de ter a entrada I1 em 
nível lógico alto, não tem a saída Q1 em nível lógico alto. Portanto, essas linhas não são válidas. 
 
Portanto, a Equação de Estado final do sistema automatizado seria: 
Q1 = (( 𝐼1 ∗ 𝐼2̅ ∗ 𝐼3) +( 𝐼1 ∗ 𝐼2 ∗ 𝐼3̅) + (𝐼1 ∗ 𝐼2 ∗ 𝐼3) 
 
RUBRICAS | CRITÉRIOS DE CORREÇÃO 
A avaliação da questão pode ser dividida em duas partes (construção da Tabela Verdade e obtenção 
da Equação de Estado lógico), sendo que cada parte vale 50% da nota total da questão.