Atividade 2 - SISTEMAS AUTOMATIZADOS NA INDÚSTRIA 4 0

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Leia o excerto a seguir:
“Todos os fabricantes de CLP oferecem algumas formas de instrução de contadores como parte de seu conjunto de instruções. Uma aplicação comum de contador é contar a quantidade de itens que passaram por um determinado ponto. [...] As partes de uma instrução são as seguintes: tipo de contador, endereço do contador, valor pré-ajustado do contador e contagem acumulada”.
 
PETRUZELLA, F. D. Controladores lógicos programáveis. Porto Alegre: AMGH Editora, 2014. p. 151.
 
Com base no apresentado, analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas. 
 
I. Os contadores dos CLPs geralmente são do tipo retentivos.
Pois:
II. É necessário que o número da contagem seja zerado para reiniciar esse processo em outro momento, por exemplo.
 
A seguir, assinale a alternativa correta.
A memória de um controlador lógico programável é a parte responsável, basicamente, pelo armazenamento dos dados, pelas instruções e pelo próprio programa de controle. Além disso, como é possível imaginar, a quantidade de memória do equipamento, requerida por este, dependerá de uma série de fatores.
 
Nesse sentido, assinale a alternativa que apresenta um possível fator capaz de afetar o equipamento com relação a esse importante elemento de sua estrutura.
Leia o excerto a seguir:
“O ciclo de operação típico do CLP, chamado de varredura (scan), é composto de três etapas: (1) varredura de entrada, (2) varredura do programa e (3) varredura de saída. Durante a varredura de entrada, as entradas do CLP são lidas pelo processador e o estado dessas entradas é armazenado na memória”.
 
GROOVER, M. P. Automação industrial e sistemas de manufatura. 3. ed. São Paulo: Pearson, 2014. p. 215.
 
A respeito das variáveis citadas no processo de funcionamento do equipamento, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s).
 
I. ( ) Na sequência da leitura da entrada pelo processador e do armazenamento do estado dessas variáveis na memória, tem-se a execução do programa de controle.
II. ( ) O tempo de varredura reflete diretamente na capacidade do equipamento e dependerá da quantidade de saídas existentes no módulo utilizado, nesse caso.
III. ( ) A velocidade desenvolvida pelo processador impacta diretamente na capacidade de funcionamento do CLP e é referida comumente como clock.
IV. ( ) Os valores das saídas são atualizados conforme o que foi calculado pelo programa, durante a varredura final, denominada como de saída.
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta:
Observe o diagrama de blocos adiante que apresenta o algoritmo de controle implementado na prática, acerca da teoria de controle PID, que recebe esse nome por conta das ações proporcional, integral e derivativa, utilizada por vários sistemas reais na prática, ainda nos dias de hoje:
Figura - Diagrama de blocos do algoritmo de controle PID
Fonte: Elaborada pela autora.
#PraCegoVer: a imagem em preto e branco mostra o diagrama de blocos do controlador PID, completo, sendo as entradas a referência (setpoint), juntamente com a variável do processo, que também está ligada à ação derivativa implementada. O erro é implementado em paralelo com a ação integral, na entrada desta, que é formada pelo amplificador com ganho 1/Ti e pelo bloco integral. A ação derivativa é formada por um amplificador de ganho Td e pelo bloco derivado, sendo sua entrada a variável do processo, sua saída em realimentação com o controlador e em paralelo com a ação integral. Por fim, a saída da ligação integral/ derivativa está em cascata com o amplificador Kp, que representa a ação proporcional, e, da saída deste, tem-se, então, a saída geral.
 
Considerando a imagem acima, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s).
 
I. (   ) O ajuste do ganho integral, considerando, dessa forma, a ação integral do PID, leva em conta o tempo integral Ti.
II. (   ) A eliminação do erro de offset nesse caso será vista quando o sistema já estiver operando em regime permanente.
III. (  ) A entrada do controlador PID sem a ação derivativa será o ajuste de setpoint do sistema controlado.
IV. (   ) A ação derivativa nesse caso faz parte da estratégia de minimizar oscilações da variável controlada.
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta.
Observe o seguinte esquema, que apresenta, na parte superior, a representação da ligação física, na prática, e o diagrama equivalente abaixo, elaborado a partir da lógica que o sistema físico retrata, através do diagrama ladder, um dos principais utilizados na programação do CLP. No diagrama, ainda, OL representa um relé de sobrecarga:
Figura - Acionamento de um motor elétrico
Fonte: Petruzella (2014, p. 98).
#PraCegoVer: a imagem traz, na parte superior, a representação dos elementos necessários, dois botões de comando, o CLP, a chave magnética e o motor elétrico. Na parte de baixo, tem-se o diagrama ladder da ligação que deverá ser feita com esses equipamentos. Na entrada, há dois botões, liga e desliga, e um contato normalmente fechado OL. Em seguida, dentro do programa do CLP, têm-se três contatores na parte superior, normalmente abertos, liga, desliga e OL nessa ordem e, em seguida, uma bobina M. Embaixo, em paralelo com o contato liga, tem-se o contato também normalmente aberto de nome M. Na saída do CLP, tem-se a bobina da chave de partida direta, de nome M.
 
PETRUZELLA, F. D. Controladores lógicos programáveis. Porto Alegre: AMGH Editora, 2014. p. 98.
 
Considerando a imagem acima, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s).
 
I. (   ) Ao fechar os contatos normalmente abertos representados pelos itens na prática, no diagrama ladder, permite-se o acionamento.
II. (   ) Os contatos utilizados para os botões de comando que serão usados na prática conferem com a lógica de acionamento.
III. (  ) A ligação apresentada para acionamento do motor pode ser implementada da mesma forma mesmo sem a chave magnética.
IV. (   ) A bobina M, representada no programa do CLP, representa, no diagrama, o tipo desse motor elétrico utilizado.
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta.
Os CLPs são formados, basicamente, por alimentação, entradas e saídas, processamento e memória. No caso específico de entradas e saídas desse importante equipamento, pode-se salientar a utilização de módulos individuais, por exemplo, e contemplam-se entradas digitais e analógicas, bem como saídas classificadas dessa mesma forma, o que ressalta também a aplicabilidade dos CLPs nos mais diversos tipos de sistemas.
 
Considerando as informações apresentadas, analise as afirmativas a seguir.
 
I. O processamento é feito essencialmente pelo processador, manipulando as saídas para o controle.
II. A fonte de alimentação faz parte do sistema do CLP e é utilizada para acionamento desse equipamento.
III. Os módulos de entrada e de saída fazem a conexão com os equipamentos e os processos industriais.
IV. A programação do CLP, bem como dos módulos, deve ser feita através do uso de um computador conectado a este.
 
Está correto o que se afirma em:
Os controladores PID (proporcional, integral e derivativo) são provavelmente os exemplos mais empregados de controladores na indústria, em geral. Esse fato se deve a uma série de vantagens, como possibilidade de ajuste dos parâmetros para obtenção da sintonia mais adequada, por exemplo.
 
Nesse sentido, assinale a alternativa que indica corretamente um tipo de ação a ser implementada pelos controladores PID.
Um controlador PID, com todas as ações de controle ou não, possui a leitura de um dado sensor como funcionamento básico na prática, por exemplo, em seguida, calcula a resposta de saída do atuador pela(s) ação(ões) de controle e calcula a saída necessária.
 
Com base no apresentado, analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas. 
 
I. Em muitos casos, o controlador proporcional não será suficiente para controle do sistema.
Pois:
II. A ação integralserá necessária para eliminar o erro de setpoint, por exemplo.
 
A seguir, assinale a alternativa correta.
Leia o excerto a seguir:
“Os CLPs (do inglês, programmable logic controllers - PLC) foram introduzidos por volta de 1970 como melhoria nos controladores eletromecânicos por relés usados na época para implementar o controle discreto nas indústrias de produção discreta. [...] Podemos definir um controlador lógico programável moderno como um controlador baseado em microprocessador que usa instruções guardadas na memória programável para implementar funções lógicas, sequenciamento, tempo, contagem e controle aritmético a fim de controlar as máquinas e processos”.
 
GROOVER, M. P. Automação industrial e sistemas de manufatura. 3. ed. São Paulo: Pearson, 2014. p. 87.
 
Nesse sentido, assinale a alternativa que indica corretamente informações de funcionamento e/ou histórico desse importante equipamento:
Leia o excerto a seguir:
“A utilidade dos controladores PID está na sua aplicabilidade geral à maioria dos sistemas de controle. Em particular, quando o modelo matemático da planta não é conhecido e, portanto, métodos de projeto analítico não podem ser utilizados, controles PID se mostram os mais úteis. [...] Em casos práticos, pode existir um requisito relativo à resposta da entrada de distúrbio e outro requisito relativo à resposta da entrada de referência”.
 
OGATA, K. Engenharia de controle moderno. São Paulo: Pearson, 2010. p. 521.
 
Considerando o excerto apresentado, sobre a lógica de funcionamento do controlador PID e os aspectos práticos, analise as afirmativas a seguir:
 
I. O erro do controlador também é referido como offset e diz respeito à referência.
II. A entrada de referência do controlador (setpoint) pode funcionar como um requisito.
III. Acerca da aplicação, o PID é mais indicado para sistemas com modelo matemático.
IV. Em um sistema automático, o offset é o valor de referência a ser seguido no sistema.
 
Está correto o que se afirma em: