Resumo P1

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O QUE É AUTOMAÇÃO?
Automação é um sistema de equipamentos mecânicos e eletrônicos, que controlam seu próprio movimento, sem assistência humana.
Funcionamento de máquinas ou grupo de máquinas, atendendo a uma programação única, permitindo efetuar, sem intervenção humana, uma série de operações com extraordinária rapidez, muito superior à capacidade normal do homem.
Histórico
Sec. XV – XVII: Praticamente toda energia mecânica para transformação dos produtos naturais era de origem natural. 
Algumas exceções: Moinho de vento; Roda d’água.
Idade Moderna: 
Bens industriais em pequenas oficinas pelos artesãos.
Mecanização (Revolução Industrial):
Deveu-se a formação das cidades (formação do Estado Moderno com a queda do Feudalismo). Daí ter que atender as necessidades do povo, como fome e vestuário. 
Nesta época as técnicas rudimentares não atendiam as necessidades de alimentos e outras coisas, devido a baixa produtividade.
Exemplo deste problema podemos citar as fomes endêmicas.
História
Primeira Revolução Industrial:
Surgimento das máquinas a vapor (1765-Inglaterra).
Mecanização e racionalização do trabalho substituindo o trabalho muscular pelo trabalho das máquinas.
A primeira consequência da “Mecanização” foi o aumento da produtividade.
Depois de sua primeira máquina a vapor em 1765, James Watt e seu parceiro, Matthew Boulton, fizeram muitas melhorias no projeto. Uma dela foi o controlador centrífugo.
Segunda Revolução Industrial:
A preocupação com a produtividade tem sido um dos fatores de propulsão do desenvolvimento tecnológico.
Automação de processos industriais tem como objetivo a melhoria qualitativa e quantitativa da produção.
As inovações técnico-científicas têm possibilitado a criação de equipamentos que não só substitui a força humana como também têm condições de decidir.
Assim a Automação invade a rotina industrial e nos coloca a necessidade de conhecer e conviver com ela, retirando dividendos e explorando as vantagens que ela nos oferece.
AUTOMATIZAÇÃO (Mecanização):
Automação dedicada. Se presta apenas para o fim que foi projetado. 
Exemplo: Aplicação de cilindros pneumáticos para manipular peças.
AUTOMAÇÃO: 
Pode ser reprogramada e utilizada para vários fins.
Exemplo: Robô, CNC.
A automação tem a seu favor três argumentos principais: 
Substituição do homem em trabalhos insalubres, alta periculosidade, repetitivos executados em longo período, onde o homem é levado à exaustão física e psicológica.
Garantia de qualidade de produção.
Possibilidade de alteração na forma de produção através de software, tornando o sistema flexível e produtivo.
AUTOMAÇÃO TIRA EMPREGO?
A resposta a essa pergunta, pura e simplesmente, é sim.
QUAL É O ÍNDICE DE DESEMPREGO NOS PAÍSES COM ALTO GRAU DE AUTOMAÇÃO?
Brasil			6,0 % (maio 2012)
USA			8,2 % (maio 2012)
Japão			4,5 % (maio 2012)
Alemanha	6,7 % (maio 2012)
Fonte: O Globo e BBC
POR QUE DISSO?
Pessoas tem qualificação profissional.
Não lutam contra avanço tecnológico.
Não tentam competir em produtividade com a máquina.
DEFINIÇÃO DE CONTROLE AUTOMÁTICO
Controle tem como finalidade a manutenção de uma certa variável ou condição num certo valor (fixo ou variando no tempo, à nossa vontade). 
Este valor que pretendemos é o valor desejado.
CONTROLE AUTOMÁTICO
A técnica do CONTROLE AUTOMÁTICO é um dos aspectos da automação. 
É ela a chave da 2ª Revolução Industrial.
Um controle pode ser realizado em MALHA FECHADA ou em MALHA ABERTA.
Controle por MALHA FECHADA, caracteriza-se por retorno de um sinal específico do atuador, permitindo ao sistema análise e execução de correção o qual depende do sinal de saída. Chamamos isto de REALIMENTAÇÃO ou REAÇÃO.
Controle em MALHA ABERTA um sinal de saída não tem retorno de sua execução. Logo não é possível analisar se haverá necessidade de correção.
CONTROLE CONTÍNUO VERSUS CONTROLE DISCRETO
Variável contínua é a que se mantém ininterrupta conforme o tempo procede durante a operação de produção.
Variável discreta é a que assume apenas certos valores em um dado intervalo.
O tipo mais comum de variável discreta é a binária.
Sensoriamento
Sensoriamento é a operação de obtenção de informações da superfície e sub-superfície de um objeto a partir de sensores.
Controle
Um sistema de controle é uma interconexão de componentes conectados ou relacionados, de tal maneira, a comandar, controlar ou ajustar a si mesmo ou outro sistema.
Atuação
Elementos atuadores são todos os dispositivos que permitem transformar uma grandeza física noutra grandeza física.
COMANDOS
Na maioria dos casos, em instalações mais complexas, o sistema de comando encontra-se separado do módulo dos elementos de trabalho comandados.
Os elementos dos módulos de comando e trabalho podem ser divididos em grupos.
Elementos para entrada de sinais:
 
 Interruptores fins de curso
 Came ou rolete
 Emissores de sinais sem contato
 Sensores de proximidade
 Barreiras pneumáticas
 Barreiras fotoelétricas
 Pulsadores manuais
 Interruptores manuais
 Pedais, etc.
Programadores:
Fita perfuradora
Cartão perfurado
Memórias eletrônicas
Programadores de came
Seqüenciadores pneumáticos
Computadores
CLP
Atuadores:
 Pneumáticos
 Hidráulicos
 Motores
	Elementos para processamento de sinal:
 Válvulas pneumáticas
Módulo eletrônicos
 Contatores
 Relés
O Conceito de sistemas de automatizados pode ser aplicado em diferentes níveis de operação de fábrica.
Podemos identificar 5 níveis de automação:
Sensoriamento
TRANSDUTORES 
Dispositivo que recebe na entrada uma grandeza física e emite uma saída, que pode ser a mesma grandeza física ou não, transmitindo assim uma característica da grandeza de entrada.
Grandeza Elétrica: Tensão, Corrente e Resistência.
TRANSmissor 
Dispositivo que prepara o sinal de saída do transdutor para utilização a distância.
Sensores passivos
Não precisam de uma fonte de alimentação, geram uma energia em resposta a um estímulo externo.
Sensores ativos
Exigem uma fonte de alimentação, externa para sua operação, chamado se sinal de excitação. Este sinal é utilizado pelo sensor para produzir o sinal de saída.
SENSORES ANALÓGICOS
Este tipo de sensor pode assumir qualquer valor no seu sinal de saída ao longo do tempo, desde esteja dentro da faixa de operação.
SENSORES DIGITAIS
Este tipo de sensor pode assumir apenas dois valores no seu sinal de saída ao longo do tempo.
CONVERSORES A/D e D/A
Dispositivo que converte sinais analógicos em digitais e vice-versa.
Na conversão parte do sinal é perdido e pode haver pequenas distorções na grandeza realmente medida.
REDES
Para transmissão de sinais digitais utiliza-se protocolos de comunicação para redes industriais (fielbus).
Protocolos mais utilizados: HART, Asi, Fielbus Foundation, PROFIBUS-PA.
SENSORES ELETRO-MECÂNICOS
São sensores que precisam de contato físico do elemento a ser detectado para ser acionado. São conhecidos como sensores fim de curso ou microswitchs.
SENSORES DE PROXIMIDADE
São componentes eletrônicos capazes de detectar a aproximação de um objeto sem a necessidade de contato físico entre sensor e o acionador, aumentando a vida útil do sensor por não possuir peças móveis sujeitas a desgastes mecânicos.
SENSORES INDUTIVOS
Principal aplicação é a detecção de objetos metálicos, pois o campo emitido é eletromagnético.
O sensor consiste de uma bobina sobre um núcleo de ferrite, um oscilador, um circuito de disparo de sinais de comando e um circuito de saída.
SENSORES ÓTICOS
São sensores remotos que podem ter alcance de vários metros, são aplicados em ambientes que necessitam um resposta rápida de detecção.
Detectam a mudança da quantidade de luz que é refletida ou bloqueada pelo objeto a ser detectado.
Os 3 principais modelos são: Sensores de reflexão, Feixe retro-refletido polarizado, Sensores de barreira.
Sensores – Resolvers
Usado para medição de posição angular.
Princípio de funcionamento – indução eletromagnética;
Características:
barato;
alta resolução;
simples;
eletrônica sofisticada.
Resolução típica dos resolvers é da ordem de 65.536 contagens por volta;
Funciona como um transformador rotativo– possui enrolamento primário e secundário;
Enrolamento secundário no estator é defasado de 90º;
Bobina primária ligada ao rotor é excitada por uma corrente alternada;
Bobinas do estator recebem o fluxo magnético da bobina do rotor girando e é induzida uma tensão nas mesmas;
Tensão induzida no enrolamento do estator é em forma senoidal.
O sinal de saída é senoidal - amplitude depende da posição angular do disco rotativo;
Freqüência da onda varia com a velocidade – também mede velocidade de rotação;
Saída analógica - saída é geralmente convertida de analógica para digital (“resolver-to-digital”);
Encoder
Encoder óptico é um sensor que se vale da interrupção de um feixe de luz, visível ou não, entre um transmissor e um receptor para gerar um trem de pulsos proporcional ao deslocamento do dispositivo que está acoplado ao disco – encoder rotacional – ou à régua – encoder linear.
O encoder é um instrumento muito utilizado em máquinas de usinagem CNC (comando numérico computadorizado), robôs, e em diversos outros equipamentos onde seja necessário obter-se uma leitura precisa de posição e velocidade. 
Podemos classificar os encoders entre absolutos ou incrementais, podemos dividi-los em: 
codificador incremental rotacional
codificador incremental linear
codificador absoluto rotacional 
codificador absoluto linear. 
Absolutos
No caso dos codificadores absolutos, a posição do disco é mensurada por uma representação numérica pré-estabelecida. O código adotado padrão é o de Gray, onde a passagem de um numero para o outro é indicada pela mudança de 1 bit, facilitando a identificação e correção de erros.
Incrementais
Os encoders incrementais são aplicados principalmente em todas as situações onde as faz necessário obter um sinal elétrico (freqüência) proporcional à velocidade ou ainda para obter informação de posição (através de contagem de pulsos). 
Conclusão
Os encoders são ótimos dispositivos a serem utilizados para medir a velocidade e, principalmente, a posição de equipamentos. 
Possuem uma alta confiabilidade nas medições realizadas
Os modelos geralmente são bastante resistentes às árduas condições que por vezes são defrontadas no ambiente industrial, tais como:
Cargas pesadas 
corrosão ou desgaste pela água
temperaturas excessivas 
ambiente perigoso
ambientes úmidos ou sujos
ambientes com ruídos elétricos 
Controladores
O controle automático resolve dois tipos diferentes de problemas:
I) Controle com valor desejado fixo
II)Controle com valor desejado variável
No controle do tipo I pretende - se que a variável controlada tenha um valor constante apesar das perturbações externas sobre o sistema a que pertence. É o caso da maior parte dos CONTROLADORES INDUSTRIAIS.
No controle do tipo II, a variável controlada deve seguir um valor desejado que muda no tempo de acordo com ordem dadas. A variável de carga é constante. Este é o caso geral dos SERVO-MECANISMOS.
Alguns dos elementos de medida e os elementos de comparação e de computação fazem normalmente parte dos instrumentos chamados CONTROLADORES.
Os controladores mais difundidos até há pouco tempo eram CONTROLADORES PNEUMÀTICOS. Estão a ter uma utilização rapidamente crescente os CONTROLADORES ELETRÔNICOS os quais já ultrapassam, um número, os do tipo PNEUMÁTICOS E HIDRÁULICOS.
Programadores com portadores de programa, tais como:
Fita perfuradora, cartão perfurado, memórias eletrônicas, programadores de came, sequenciadores pneumáticos.
Na automação industrial, controladores são equipamentos responsáveis pelo controle de uma malha ou parte dele através de algoritmos de controle específicos.
Podem ser ainda equipamentos programáveis capazes de realizar diversos tipos de algoritmos lógicos e matemáticos.
Mecânicos, Cartões Eletrônicos, Computadores.
Entre os controladores mais usados hoje em dia nas indústrias o CLP tem se destacado