Automação Industrial e Robótica

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Profª Carla Eduarda Orlando de Moraes de Lara
Automação Industrial e Robótica
Aula 1
Conversa Inicial
Evolução da automação industrial
Classificação das indústrias
Sistemas de controle
Tipos de controle
Automação Industrial e Robótica
Introdução à Automação
Com a Revolução Industrial, surge a ideia 
de uma máquina realizando uma tarefa 
O termo automação foi criado em 1940
Primeiros sistemas implementados
por sistemas eletromecânicos
Origem da Automação Industrial
Rígida
Programável
Flexível
Classificação quanto à flexibilidade
2
Aumento da produtividade
Redução de custos do trabalho
Minimização de efeitos
da falta de trabalhadores
Redução ou eliminação de tarefas 
administrativas e rotinas manuais
Vantagens da automação industrial
Aumento da segurança do trabalhador
Melhoria na qualidade do produto
Realização de processos que não
podem ser executados manualmente
Evita o alto custo da não automação
Vantagens da automação industrial
Custos de instalação
Custos de aquisição dos sistemas
Extinção de postos de trabalho
Desvantagens Elementos básicos de
um sistema automatizado
Elaborado com base em Groover (2011)
Programa de 
instruções
Sistemas
de controle Processo
Energia
Funções Avançadas e
Níveis de Automação
Possíveis respostas do sistema:
Parada total do sistema automatizado
Toque de alarme
Redução da velocidade
de operação do processo
Tomada de medidas corretivas que 
recuperem a violação de segurança
Monitoramento da segurança
3
Modos de operação:
Monitoramento da condição
Diagnóstico de falhas
Recomendação de
procedimento de reparo
Manutenção e diagnóstico de reparação
Tipos de erros:
Aleatórios
Sistemáticos
Aberrações
Detecção e recuperação de erros
Realizar ajustes no fim do processo
Realizar ajustes durante o ciclo atual
Parar o processo e evocar ação corretiva
Parar o processo e solicitar auxílio
Estratégias adotadas
na recuperação de erros Níveis de Automação
Nível do empreendimento
Nível da fábrica
Nível da célula ou do sistema
Nível da máquina
Nível do dispositivo
NÍVEL DESCRIÇÃO/EXEMPLOS
1
2
3
4
5 Sistema de informação corporativo
Sistema de produção
Sistema de manufatura
Máquinas individuais
Sensores, atuadores, outros
elementos de hardware
Indústria de Processos
X
Indústria de Produção Discreta
Indústria de processos:
líquidos, pós, gases
Montantes de materiais
Indústria de produção discreta:
peças discretas e produtos
Quantidades de materiais
Classificação quanto ao
tipo de material processado
4
Operações típicas de cada indústria
Operações típicas nas
indústrias de processos
Operações típicas nas
indústrias de produção discreta
Reações químicas Fusão
Fragmentação Forjamento
Deposição Extrusão
Destilação Usinagem
Mistura de Ingredientes Montagem mecânica
Separação de ingredientes
Moldagem de plástico
Estampagem em folha de metal
Elaborado com base em Groover (2011)
Níveis de automação nas indústrias
Nível Nível de automação nas
indústrias de processo
Nível de automação nas
indústrias de produção discreta
1 Nível corporativo Nível corporativo
2 Nível de fábrica Nível de produção
3 Nível de controle supervisório Célula de manufatura
ou nível de sistema
4 Nível de controle regulatório Nível de máquina
5 Nível de dispositivo Nível de dispositivo
Elaborado com base em Groover (2011)
Variáveis analógicas e discretas
Lamb (2015)
Tempo
ON (1)
OFF (0)
Discreto (digital)
20
15
10
5
0
Analógico
Indústria de processos
Contínuas e analógicas
Indústria de produção discreta
Discretas
– binárias e não binárias
Variáveis de interesse em cada indústria
Sistemas de Controle
Manual
Automático
Classificação quanto ao modo de operação
5
Controle em malha aberta
Controle em malha fechada
Controle por realimentação
Classificação quanto à malha Controle em malha aberta
Controlador Atuador Processo
Parâmetro
de entrada
Variável
de saída
Elaborado com base em Groover (2011)
Aplicações em que ações
de controle são simples
A função desempenhada pelo
atuador é bastante confiável
Situações em que as forças de reação 
opostas às do atuador são pequenas
quando comparadas a algum efeito
adverso sobre a atuação
Controle em malha aberta Controle em malha fechada
Controlador Processo
Variável 
de saída
Sensor de 
feedback
Parâmetro 
de entrada
+
-
Atuador
Elaborado com base em Groover (2011)
Controle Contínuo
x
Controle Discreto
FATOR DE COMPARAÇÃO CONTROLE CONTÍNUO NAS
INDÚSTRIAS DE PROCESSO
CONTROLE DISCRETO NAS
INDÚSTRIAS DE PRODUÇÃO DISCRETA
Medidas típicas de
saída de produto
Medidas de peso, medidas de volume de
líquidos, medidas de volume de sólidos Número de peças, número de produtos
Medidas típicas
de qualidade
Consistência, concentração da solução,
ausência de contaminantes,
conformidade com as especificações
Dimensões, acabamento superficial, 
aparência, ausência de defeitos, 
confiabilidade do produto
Variáveis e parâmetros típicos Temperatura, vazão, pressão Posição, velocidade, aceleração, força
Sensores típicos Medidores de fluxo, termopares,
sensores de pressão
Interruptores de fim de curso,
sensores fotoelétricos, extensômetros, 
sensores piezoelétricos
Atuadores típicos Válvulas, aquecedores, bombas Interruptores, motores, pistões
Constantes típicas de
tempo de processo Segundos, minutos, horas Menos de um segundo
Elaborado com base em Groover (2011)
Comparação entre controle
contínuo e controle discreto
6
Lida com variáveis e parâmetros contínuos
É predominante em indústrias de processos
Pode ser formado por diversas malhas, onde 
cada uma controla uma variável
Controle contínuo
Controle regulatório
Controle preditivo
Controle adaptativo
Configurações de sistemas de controle 
contínuos
Lida com variáveis e parâmetros discretos
Predomina nas indústrias de produção 
discreta
Controle discreto
Mudanças ocasionadas por tempo
Mudanças ocasionadas por evento
Tipos de mudanças em controle discreto