Automação Industrial (EPR11) Avaliação Final (Discursiva) - Engenharia de Produção 2022.2 Uniasselvi

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Disciplina: Automação Industrial (EPR11) - Avaliação Final - (Discursiva) 
Engenharia de Produção - 2022.2 - UNIASSELVI 
1. Em redes de automação, é de suma importância que sejam projetados e implantados, além dos sistemas 
relacionados ao controle dos processos, sistemas adicionais responsáveis pela manutenção de condições 
seguras de operação. Sabe-se que nenhum CLP ou sistema é isento de falhas, sendo, portanto, necessário 
prever essas possíveis falhas, provendo sistemas de segurança, que são acionados em eventualidades. Por 
exemplo, em sistemas que controlam processos relacionados a produtos químicos corrosivos ou nocivos ao 
meio ambiente ou aos operadores, incluindo também os que envolvem altas pressões (caldeiras) ou altas 
temperaturas (queimadores), precisam ser dotados de sistemas que garantam a segurança ou mitiguem os 
riscos envolvidos. Com relação à segurança na automação industrial, responda os questionamentos a seguir: 
a) O que significa o termo “Fail safe”? Explique como se aplica na automação industrial. 
b) Como é aplicada a redundância de informações em sistemas de automação? 
c) Um sistema instrumentado de segurança é dotado de três elementos: sensores, processadores e atuadores. 
Qual a finalidade desse tipo de sistema? 
Resposta esperada 
a) O termo “Fail safe” significa falha segura, ou seja, na eventualidade de uma falha, o sistema se encarregará 
de controlar o sistema, colocando-o em uma condição segura. Eles permanecem fora de atividade até que 
ocorra alguma falha. No período de inatividade, algumas variáveis específicas são monitoradas, pondo o 
mecanismo em ação caso alguma variável apresente algum desvio. 
b) Em um sistema redundante, um segundo sistema se encontra inativo quando a operação do sistema 
principal estiver adequada. Quando da detecção de divergências, o sistema inativo assume de forma 
imediata, de forma a garantir que o processo permaneça operando de forma segura. 
c) Um sistema instrumentado de segurança monitora variáveis importantes no contexto da segurança, 
permitindo com que o sistema possa ser “levado” a uma condição segura de operação caso sejam detectadas 
falhas, ou operar normalmente caso não haja divergências. Caso haja desvios significativos e que possam 
causar um acidente, o sistema instrumentado de segurança executa ações especiais, a fim de mitigar as 
consequências do incidente. 
 
2. Uma empresa produz diversos produtos em polímero, através de um processo de moldagem em matriz 
metálica. A linha de produção é composta por vários equipamentos, denominados módulos, que produzem 
um determinado lote de produto de acordo com uma ordem de fabricação. Os parâmetros são fornecidos ao 
equipamento pelo operador, e a produção é automática. O esquema de funcionamento de um módulo é 
especificado na figura a seguir. As variáveis do equipamento em cada etapa do processo são definidas em 
função das condições iniciais, que são descritas na ordem de fabricação: tipo de material (M) e massa final da 
peça (m). Na etapa de Alimentação, a variável f(M,m) controlada é a massa de material a ser alimentada na 
matriz metálica (kg). Na etapa de Aquecimento, a variável controlada é a Temperatura (graus Celsius). Na 
etapa de Conformação, a variável controlada é a Pressão de Conformação (MPa). Com relação às informações 
e o diagrama fornecido, disserte sobre os questionamentos a seguir: 
a) Determine as massas de material a serem alimentadas utilizando os materiais 1 e 2, respectivamente. 
Considere que a massa final do produto (m) deverá ser de 2Kg. 
b) Qual temperatura deverá ser aplicada ao sistema quando da utilização do material 2, para obter um 
produto final com massa de 3Kg? 
c) Considere que o equipamento, por uma limitação tecnológica, só pode trabalhar em três pressões de 
conformação: 100MPa, 150Mpa e 200Mpa. Se desejamos fabricar um produto utilizando o material 2, quais 
massas finais do produto iremos obter nessas condições? 
Apresente todos os cálculos para justificar sua resposta 
 
 
Resposta esperada 
a) Material 1: 
F(M,m) = 3M - (m/2)^2 
F(1,2) = 3*1 - (2/2)^2 
F(1,2) = 2Kg 
 
Material 2: 
F(M,m) = 3M - (m/2)^2 
F(2,2) = 3*2 - (2/2)^2 
F(2,2) = 5Kg 
 
b) F(M,m) = 42M + (m)^3 
F(2,3) = 42*2 + (3)^3 
F(2,3) = 111°C 
 
c) F(M,m) = 100MPa (M=2) 
100 = 25*2 + 25m/2 
100 = 50 + 25m/2 
25m/2 = 50 
12,5m = 50 
m = 4Kg 
 
F(M,m) = 150MPa (M=2) 
150 = 25*2 + 25m/2 
150 = 50 + 25m/2 
25m/2 = 100 
12,5m = 100 
m = 8Kg 
 
F(M,m) = 200MPa (M=2) 
200 = 25*2 + 25m/2 
200 = 50 + 25m/2 
25m/2 = 150 
12,5m = 150 
m = 12Kg