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AULA 2 
AUTOMAÇÃO E CONTROLE 
INDUSTRIAL 
Profª Carla Eduarda Orlando de Moraes de Lara 
 
 
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CONVERSA INICIAL 
Prezados, nesta aula estudaremos os sistemas de controles industriais. 
Para isto começaremos abordando os sensores, os atuadores e a interfaces, pois 
são eles que realizam a coleta de dados e executam os comandos dos sistemas 
de controle. Após entendermos esses conceitos, passaremos ao estudo dos 
sistemas de controle propriamente, e em seguida, trataremos dos tipos de 
indústrias e dos tipos de controle empregados. 
As compreensões desses conceitos agregarão muito ao conhecimento 
sobre a automação industrial, pois trabalharemos com elementos que compõem 
os sistemas de automação. Por isso, desejamos que aproveitem os temas e 
tenham bons estudos. 
TEMA 1 – SENSORES 
Todo sistema automatizado precisa realizar medições e coletar dados do 
processo que este controla, para isso são empregados os sensores. Os sensores 
são utilizados em sistemas realimentados, ou seja, sistemas que façam medições 
e utilizem essas como informações a serem trabalhadas pelo controlador, com o 
objetivo de realizar ações no processo. 
O sensor pode ser definido como um transdutor que converte um estímulo 
físico ou uma variável em um sinal mais adequado para o controlador. Esse 
processo de conversão é responsável por quantificar esta variável em um valor 
numérico (Groover, 2011). Um exemplo que ilustra tal processo é a conversão de 
temperatura para um sinal elétrico de tensão com o objetivo de oferecer ao 
controlador um sinal que ele seja capaz de interpretar. 
A classificação dos sensores pode ser realizada por meio de várias 
categorias, porém, focaremos nossos estudos em duas delas. 
Primeiramente iremos categorizar os sensores quanto ao tipo de sinal que 
produzem, podendo ser sensores analógicos ou discretos. Os sensores 
analógicos vão produzir sinais contínuos que podem assumir uma infinidade de 
valores dentro de uma faixa. Em caso de controladores digitais, os sinais 
analógicos precisam ser convertidos por meio de conversores analógicos-digitais. 
Já os sensores discretos produzem saídas que podem assumir um número 
limitado de valores, e são subdivididos em binários e digitais (Groover, 2011). 
 
 
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Antes de estudar a segunda categoria, que é a classificação quanto ao tipo 
de estímulo que este recebe, analisaremos os tipos de estímulos. Os estímulos 
podem ser: mecânicos, elétricos, térmicos, magnéticos ou químicos. Para cada 
categoria de estímulo existem diversos tipos de variáveis físicas que podem ser 
medidas, para mais informações sobre elas consulte o livro de Groover (2011). 
Porém, devido à natureza do estímulo classificamos os tipos de sensores. 
1.1 Tipos de sensores 
Existem vários tipos de sensores empregados na indústria, porém nós 
vamos concentrar nossos estudos nos principais. Caso queira aprofundar seus 
estudos nos demais tipos de sensores uma boa dica é o livro de Rosário (2005). 
A seguir são abordados os principais tipos de sensores encontrados tanto na 
indústria quanto em sistemas automatizados de outras áreas. 
1.2.1 Sensores indutivos 
Esses sensores atuam como sensores de proximidade, e no ambiente 
industrial, com o objetivo de detectar a presença de peça ou elementos metálicos. 
Seu princípio de funcionamento consiste em gerar um campo eletromagnético, e 
quando um material metálico penetra neste campo ocorre uma variação no sinal 
indicando, portanto, a presença de uma peça. Segundo Seleme (2013), por não 
haver contato entre o sensor e o elemento, o sensor apresenta uma maior 
durabilidade e também uma melhor precisão. 
1.2.2 Sensores capacitivos 
Esse tipo de sensor também é empregado para detectar a aproximação de 
materiais, porém são específicos para detecção de materiais não metálicos, ou 
seja, podem ser utilizados na detecção de sólidos, líquidos e até mesmo pós. 
Alguns sensores possuem potenciômetro que permite ajustar a sensibilidade, isto 
é, se pode regular a distância que ele detectará o objeto. 
O princípio de funcionamento deste sensor é parecido com o do sensor 
indutivo, porém, no capacitivo seu comportamento é baseado no capacitor. Sendo 
assim, entre o sensor e o objeto é formado um campo elétrico, e as variações 
neste campo são interpretadas como mudanças na posição, fazendo com que o 
 
 
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sensor identifique a aproximação dos objetos. Estes sensores são utilizados para 
controle de nível, e aplicações que envolvam líquidos e elementos não metálicos. 
1.2.3 Sensores magnéticos 
Sensores magnéticos são acionados por meio da presença de um campo 
magnético oriundo de um ímã permanente. Quando detecta a presença de um 
campo magnético, o sensor realiza o chaveamento de seus contatos, fornecendo 
assim um sinal que pode ser empregado em lógicas de comando. 
Estes sensores são aplicados no posicionamento de pistões, tanto em 
cilindros hidráulicos quanto em pneumáticos. Também trabalham sem contato 
com os objetos, evitando desgastes. 
1.2.4 Sensores fotoelétricos 
Também chamados de sensores ópticos, tais sensores se baseiam no 
princípio de propagação da luz. Sendo assim, o sensor emite um feixe de luz 
pulsante, o qual é refletido e volta para o receptor. Conforme esse feixe de luz é 
alterado, o sensor interpreta e então envia um sinal. 
Possuem boa eficiência na detecção de objetos a maiores distâncias e em 
altas velocidades, também apresentam diversos tamanhos e uma boa relação 
entre seu custo e seus benefícios. 
São bastante empregados não somente na indústria, como também em 
aplicações prediais, sendo utilizados em portas de elevadores e para acionamento 
de lâmpadas quando há presença de pessoas no ambiente. 
1.2.5 Sensores ultrassônicos 
Esses dispositivos fazem uso das propriedades do som em alta velocidade 
para medir a distância entre determinados elementos. Seu princípio de 
funcionamento consiste em emitir uma onda sonora e avaliar o seu tempo de 
retorno da onda, ou seja, fazendo as interpretações necessárias para determinar 
a distância. 
 Suas aplicações na indústria vão desde a detecção da presença de 
elementos até a medição de distâncias, fazendo com que esses sejam 
empregados em diversas aplicações, como por exemplo, sensoriamento de 
obstáculos para robôs. 
 
 
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TEMA 2 – ATUADORES E INTEFACES INDUSTRIAIS 
Segundo Groover (2011), um atuador pode ser definido como um 
dispositivo que recebe um sinal de comando do controlador, e por meio da 
compreensão deste sinal executa uma mudança em um determinado parâmetro 
físico. A mudança, na maioria dos casos, é mecânica, como a alteração de 
velocidade ou mudança de posição. 
Podemos então definir um atuador como um transdutor que converte um 
sinal dado em uma quantidade física para outro tipo. São elementos fundamentais 
nos sistemas automatizados, pois são eles que executarão todas as ações 
solicitadas pelo controlador. 
Neste tema também iremos conhecer as interfaces industriais e suas 
funcionalidades. 
2.1 Tipos de atuadores 
Os atuadores podem ser classificados em três categorias, sendo estas: 
elétricos, hidráulicos e pneumáticos. A seguir, exploraremos cada umas destas 
categorias. 
2.1.1 Elétricos 
Os atuadores elétricos são os mais encontrados na indústria, e entre eles 
estão os motores elétricos, solenoides e piezelétricos. Os atuadores podem ser 
tanto lineares, que são aqueles cuja saída é um deslocamento linear, ou 
rotacionais, os quais são aqueles que a saída é um deslocamento angular. 
Os motores elétricos são equipamentos que realizam a conversão de 
energia elétrica em mecânica, sendo que a maioria é do tipo rotativo. Os motores 
podem ser de corrente contínua (CC), de corrente alternada (CA) e motores de 
passo. 
 Motores CC: são alimentados por corrente e tensão contínuas. Assim, 
devido a conveniência da corrente contínua como fonte de energia são 
utilizados em várias aplicações, além da suarelação torque/velocidade ser 
atraente. São exemplos destes motores os servomotores; 
 Motores CA: são amplamente utilizados na indústria, devido a tensão 
fornecida nesses ambientes ser sempre a CA. Podem ser de indução ou 
síncronos, sendo que a característica comum a ambos é a operação em 
 
 
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velocidade constante. A velocidade depende da frequência da potência 
elétrica de entrada, então para controlar a velocidade é necessário 
controlar a frequência. Isto pode ser realizado por meio de um inversor de 
frequência, conforme visto na aula 1; 
 Motores de passo: são motores que fornecem rotação na forma de 
deslocamentos angulares discretos, os quais chamam-se de passos 
(Groover, 2011). Cada um dos passos é realizado por meio de um pulso 
elétrico. Eles são empregados em aplicações que necessitam de 
posicionamento preciso ou rotação precisa. 
2.1.2 Hidráulicos 
Os atuadores hidráulicos são utilizados em casos em que grande força é 
necessária, podem ser lineares ou rotativos. Basicamente eles convertem energia 
hidráulica em mecânica. A energização dos atuadores é feita por meio de fluídos 
pressurizados, como o óleo. 
Estes atuadores são capazes de atuar em praticamente todos os setores 
industriais, sendo que são muito utilizados por indústrias automobilísticas, de 
papel e celulose. São utilizados para acionar cilindros cuja velocidade de 
operação depende das características dos fluídos empregados. 
As vantagens desses atuadores consistem em precisão de operação e 
agilidade, o que ajuda na produtividade da indústria. Além disso, possuem uma 
longa vida útil e apresentam um bom custo quando comparados aos seus 
benefícios. 
2.1.3 Pneumáticos 
Atuadores pneumáticos empregam ar comprido como fonte de energia para 
propulsão. Além disso, possuem aplicações contrários aos hidráulicos, sendo 
indicados para operações de forças baixas, devido à pressão do ar comprimido. 
Seu princípio de funcionamento consiste em converter a energia 
armazenada do ar comprimido em energia mecânica. Usualmente, se empregam 
pistões que vão ser acionados pelo ar comprido com o objetivo de executar 
movimentos lineares ou rotativos. O ar é comprimido por um equipamento 
chamado compressor de ar. 
 
 
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Esses atuadores são classificados em atuadores de ação simples e de 
dupla ação. Eles serão de ação simples se movimentarem o mecanismo em 
apenas uma direção, e de ação dupla se movimentarem em dois sentidos. 
Suas vantagens são inúmeras, entre elas podemos citar o fato de os 
componentes serem simples e encontrados com facilidade, além de possuir alta 
durabilidade. A segurança também é uma característica, pois não apresentam 
riscos de faíscas em ambientes com potencial de explosões. São empregados em 
indústrias farmacêuticas e alimentícias, pois o ar é livre de substâncias nocivas e 
menos sujeitos às contaminações. 
2.2 Interfaces Industriais 
Assim como os sistemas industriais evoluíram e se tornaram cada vez mais 
complexos, a comunicação com as máquinas também precisou evoluir. Neste 
contexto, foram criadas as interfaces industriais, que nada mais são um dispositivo 
que permite monitorar e obter informações da produção ou do processo. O uso de 
ferramentas de interface faz com que o operador tenha mais informação sobre o 
processo e possa executar ações com maior confiabilidade. 
Além das funções já mencionadas, as interfaces podem atuar avisando que 
certas intervenções precisam ser feitas, como troca de ferramentas em algumas 
máquinas, reposição de material, ou ainda, emitir avisos em caso de alguma 
anomalia no processo. 
Um termo como quando se aborda interfaces industriais é a interface 
homem máquina, comumente chamada de IHM. Estas interfaces podem ser 
definidas como dispositivos que atuam na interação entre os operadores do 
processo e a máquina. As IHMs podem ser comparadas com os computadores de 
uso comum, que tem aplicações industriais. Ainda, são providas de robustez, uma 
vez que atuam em ambientes que podem apresentar poeiras, temperaturas 
elevadas ou outras características que computadores comuns não seriam 
capazes de suportar. 
Possuem uma linguagem de comunicação simplificada, sendo então, a 
principal ferramenta que os operadores e supervisores de linha possuem para 
controlar ou monitorar os processos. 
 
 
 
 
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TEMA 3 – SISTEMAS DE CONTROLE INDUSTRIAIS 
Para iniciarmos nossos estudos sobre sistemas de controle industriais, 
vamos começar definindo alguns termos importantes. Os principais elementos de 
um sistema de controle são: 
 Variável de saída: é a grandeza que é controlada pelo controlador; 
 Parâmetro de entrada: caracteriza o valor de entrada do controlador, este 
sinal vai servir de base para a ação de controle; 
 Controlador: é o cérebro do sistema de controle, ele é responsável por 
realizar todas as ações de controle sobre a planta; 
 Planta: pode ser definida como parte de um equipamento, ou então como 
um conjunto destes, que realizam alguma operação; 
Depois de definidos os termos básicos, iniciaremos o estudo da 
estruturação dos sistemas de controle, os quais podem ser divididos em sistemas 
de controle em malha aberta e em malha fechada, a seguir serão abordadas 
ambas topologias. Além da função de controle, os sistemas automatizados podem 
apresentar outras funções, as quais chamamos de funções avançadas, e também 
serão abordadas na sequência. 
3.1 Sistemas de controle em malha aberta 
Nos sistemas de controle em malha aberta a saída do sistema não é 
medida, e em consequência disso, ela não exerce influência sobre o sistema de 
controle (Ogata, 2010). Ademais, o sistema não executa uma comparação entre 
o parâmetro de entrada e a saída do sistema. Uma representação dos 
componentes deste sistema é dada na Figura 1. 
Figura 1 – Sistema de controle em malha aberta 
 
Fonte: Adaptado de Groover, 2011 
Neste tipo de controle, as ações do controlador são pré-definidas com base 
nos parâmetros desejados e se espera que ao final do processo, os objetivos 
 
 
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sejam atingidos. Se considerarmos que um atuador sempre pode estar sujeito a 
algum problema que venha influenciar em seu desempenho, e em consequência 
disto o mesmo não realizar o processo programado corretamente, este sistema 
apresenta uma desvantagem pois não se verifica a saída ao final do processo. 
Por outro lado, uma vantagem deste sistema é que ele é mais simples e 
normalmente costumam ser mais baratos. Segundo Groover (2011), estes 
sistemas são adequados para casos em que: as ações que o sistema de controle 
precisa executar são simples, o atuador possui função bastante confiável e as 
perturbações que podem influenciar a ação do atuador são muito pequenas, não 
interferindo significativamente sobre ele. 
Um exemplo de sistema de controle em malha aberta são os processos de 
uma máquina de lavar roupas, pois quando se escolhe o ciclo de operação, ela 
executa as ações, porém a lavadora não verifica se as roupas ficaram limpas ou 
não após o processo, ela apenas executa as ações pré-definidas e espera que o 
resultado seja satisfatório. 
3.2 Sistemas de controle em malha fechada 
Esses sistemas de controle também são chamados de sistemas de controle 
por realimentação, e a sua principal característica é a presença de elementos 
sensores. A Figura 2 apresenta o diagrama de blocos deste tipo de sistema, no 
qual é possível perceber que os sensores realizam a medição da variável de saída 
e fornecem ao controlador um sinal que a representa. Por meio dessa informação, 
o controlador realiza a comparação entre o parâmetro de entrada e valor medido 
da variável de saída, permitindo determinar um sinal de erro. Por meio desse sinal 
de erro, são tomadas medidas corretivas pelo controlador. Portanto, nesse 
sistema a medição da variável de saída influencia diretamente nas ações do 
controlador. 
Figura 2 – Sistema de controle em malha fechadaFonte: Adaptado de Groover, 2011 
 
 
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Devido as características já discutidas, podemos considerar que esta 
topologia é mais precisa, minimizando assim a presença de erros após a 
finalização do processo. 
TEMA 4 – INDÚSTRIA DE PROCESSO E INDÚSTRIA DE PRODUÇÃO DISCRETA 
Neste tema compreenderemos a diferença entre uma indústria de processo 
e a de produção discreta. Ambas são definidas como conjuntos composto pela 
indústria e seus processos, porém são categorizadas de acordo com o tipo de 
produto que produzem. 
As indústrias de processos são aquelas cujos processos de produção 
trabalham com montantes de materiais, ou seja, os materiais processados são os 
líquidos, gases e pós. Nestas indústrias os produtos são contatos por volume, 
peso e ainda ocorre a necessidade de embalá-los. Os sistemas de gestão destas 
empresas lidam com rendimento, consumo e qualidade dos produtos. 
Já as indústrias de produção discreta executam processos que trabalham 
com quantidades de materiais, e neste tipo de indústrias esses materiais tendem 
a ser peças e produtos, todos podendo ser contados por unidades. Também é 
importante ressaltar que estas indústrias normalmente empregam diversas etapas 
e diferentes operações em sua produção. Por esse motivo exigem reprogramação 
de máquinas, para executar diferentes funções. Neste contexto, são necessários 
sistemas de controle que permitam a reprogramação, por isso, é comum usarmos 
controladores lógicos programáveis, que é o tema da nossa aula 3. 
Como estas indústrias lidam com a manipulação e produção de matérias 
diferentes, as operações que elas executam também são diferentes. Operações 
como reações químicas, destilação, mistura e separação de ingredientes são 
comuns nas indústrias de processos. Enquanto operações como usinagem, fusão 
e montagem mecânica são empregadas nas indústrias de produção discreta. 
A seguir, discutiremos sobre as características das variáveis e parâmetros 
trabalhados nestas indústrias. 
4.1 Variáveis e parâmetros nas duas indústrias 
Assim como os matérias e operações, os parâmetros e variáveis também 
mudam de uma indústria para outra. As variáveis podem ser contínuas, também 
chamadas de analógicas, as quais são comuns na indústria de processo. Já as 
 
 
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discretas, que são divididas em: binária e não binárias, são comuns a indústria de 
produção discreta. A Figura 3 ilustra o comportamento destas variáveis. 
Figura 3 – Variáveis e parâmetros contínuos e discretos 
 
Fonte: Adaptado de Groover, 2011 
Discutindo sobre as características dessas variáveis podemos ver que as 
variáveis contínuas (analógicas) podem assumir infinitos valores dentro de uma 
faixa. Exemplos dessas variáveis são as grandezas temperatura, vazão, pressão, 
ou seja, todas as grandezas que apresentam característica para todo instante de 
tempo medido, e podem assumir diversos valores. 
Enquanto isso, as variáveis discretas podem assumir apenas alguns certos 
valores durante um intervalo. Entre as variáveis discretas, as mais comuns são as 
binárias, as quais são aquelas que podem assumir apenas dois valores, 0 ou 1. 
Exemplos destas variáveis incluem sinais de sensores fim-de-curso, que indicam 
aberto ou fechado, e também motor ligado ou desligado. Porém, também existem 
as variáveis não binárias, que são aquelas que podem assumir mais de dois 
valores, mas um número finito de valores. Um exemplo deste tipo de variável é a 
contagem diária de peças produzidas. 
 
 
 
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TEMA 5 – CONTROLE CONTÍNUO E CONTROLE DISCRETO 
Assim como as variáveis e parâmetros podem assumir características 
diferentes, as classificando como contínuas ou discretas, os sistemas de controle 
também são classificados como controle contínuo e controle discreto. Como fica 
fácil associar, sistemas de controle contínuo trabalham com variáveis e 
parâmetros contínuos, enquanto os sistemas de controle discreto trabalham com 
variáveis discretas. 
Segundo Groover (2011), grande parte das indústrias, tanto de processos 
quanto de produção discreta, utilizam controle contínuo e controle discreto, porém 
predominam mais um tipo do que o outro. Por isso, vários controladores industriais 
são desenvolvidos para lidar com ambos os tipos de variáveis. Outro fato 
importante é que a maioria dos controladores existentes hoje na indústria são 
digitais. Logo, para que seja possível trabalhar com sistemas de controle 
analógicos ocorre a necessidade de amostrar o sinal, transformando em um sinal 
discreto muito parecido com o analógico. Esse processo de amostragem do sinal 
é realizado pelos conversores analógicos-digitais. 
Dando continuidade, abordaremos mais características de cada um destes 
tipos de controle. 
5.1 Controle Contínuo 
Nos sistemas de controle contínuo o principal objetivo é manter uma 
variável dentro do nível estabelecido. Usualmente esses sistemas são em malha 
fechada, ou seja, possuem realimentação, pois é necessário verificar a saída do 
processo. 
Os sistemas de controle contínuo podem ser implementados de várias 
formas, porém concentraremos nossos estudos em três deles, sendo os: 
regulatórios e preditivos. 
No controle regulatório o objetivo consiste em manter o desempenho do 
processo dentro de uma faixa de tolerância aceitável. Para isso a saída é medida 
e comparada com a variável de entrada. O problema desse controle é que a ação 
de correção só é realizada depois que a perturbação já influenciou na saída. 
Enquanto isso, no controle preditivo é feita uma antecipação da 
perturbação, o que faz com que possam ser tomadas ações para evitar que o 
resultado final esteja fora das características definidas. 
 
 
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5.2 Controle Discreto 
Nos sistemas de controle discreto as variáveis são modificadas por 
mudanças, que tem comportamentos discretos e que na maioria dos casos são 
binários. Usualmente, as mudanças podem ser causadas por dois motivos, sendo 
ou porque o estado do sistema mudou (mudança por evento), ou ainda porque um 
período de tempo definido passou (mudança por tempo). 
As mudanças por evento são realizadas pelo controlador quando algum 
evento modifica o estado do sistema, por exemplo, um sensor detectou a presença 
de uma peça que precisa ser conduzida até a usinagem. Outro exemplo pode ser 
o início ou término de uma operação. 
Em contrapartida, as mudanças por tempo são realizadas após intervalos 
de tempo serem contabilizados. Ou seja, o controlador executa alguma ação após 
certos intervalos de tempo definidos em seu programa de instruções. Exemplos 
desse tipo de mudança são as operações que envolvam tratamento de calor, ou 
seja, quando alguma peça precisa ser levada ao forno por determinado tempo. 
Novamente, também podemos citar o exemplo da máquina de lavar, que executa 
os processos baseados em intervalos de tempo. 
Na indústria de produção discreta, o controle discreto é empregado em 
linhas de montagem, sistemas de transportes, sistemas de montagem 
automatizados, sistemas de armazenamento automatizados e diversos outros. Já 
na indústria de processos é utilizado associado ao processamento de lotes de 
produtos. 
 
 
 
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REFERÊNCIAS 
FRANCHI, C. M. Acionamentos Elétricos. 4. ed. São Paulo: Érica, 2008. 
GROOVER, M. Automação industrial e sistemas de manufatura. 3ª ed. São 
Paulo: Pearson Prentice Hall, 2011. 
SELEME, R.; SELEM, R. B. Automação da produção: uma abordagem 
gerencial. Série Administração da Produção. Curitiba: InterSaberes, 2013.