Introdução à Automação Industrial

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AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL E 
ROBÓTICA 
AULA 1 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Profª Carla Eduarda Orlando de Moraes de Lara 
 
 
 
 
 
 
 
 
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CONVERSA INICIAL 
Em nossos estudos de automação industrial e robótica, abordaremos 
diversos assuntos que fazem parte desse universo. Falar em automação 
industrial é fundamental em um cenário onde as tecnologias avançam 
rapidamente e ocupam espaço em todos os setores. Por isso, apresentaremos 
a você esse tema tão fascinante da automação e todas as possibilidades que ela 
traz consigo. 
Ao longo dos nossos estudos, discutiremos quais dispositivos e sistemas 
podem ser desenvolvidos, quais as melhores soluções para cada tipo de 
indústria, considerando seus processos e as aplicações, além de discutir os 
diversos tipos de tecnologias empregadas nos sistemas de automação industrial. 
Nesta etapa, faremos uma introdução à automação, discutindo sobre sua 
evolução, suas vantagens e desvantagens a respeito dos elementos básicos que 
constituem um sistema de automação, além dos níveis que a automação possui. 
Abordaremos, também, a classificação da indústria quanto ao tipo de material 
que elas processam, as quais podem ser de produção discreta ou de processos. 
Também estudaremos os sistemas de controle e finalizaremos discutindo sobre 
as diferenças entre controle contínuo e controle discreto. 
TEMA 1 – INTRODUÇÃO À AUTOMAÇÃO 
Iniciaremos nossos estudos sobre a automação industrial, discutindo a 
respeito de como ela surgiu, como ocorreu sua evolução, apresentando suas 
vantagens e desvantagens, além dos elementos básicos de um sistema de 
automação. 
Quando falamos em automação industrial, estamos tratando da 
automação aplicada às plantas ou processos industriais. Entretanto, precisamos 
discutir sobre como começou o conceito de automatizar esses processos. Se 
olharmos para a história, vemos que as indústrias começaram com a revolução 
industrial, quando os processos produtivos deixaram de ser artesanais e 
passaram a ser realizados em instalações de manufatura. 
Desde essa época, já começaram a ser criadas máquinas para a 
execução de algumas partes do processo produtivo, portanto, já existia a ideia 
de que uma máquina executando determinada função poderia facilitar o 
processo, ou, ainda, torná-lo mais rápido. 
 
 
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Com a criação da eletricidade e a evolução das tecnologias, as máquinas 
passaram a ser mais robustas e, cada vez mais, eficientes. Sendo assim, passou 
a existir a possibilidade de tornar os processos um pouco mais independentes. 
Podemos pensar que sempre será interessante diminuir a intervenção humana 
nos processos, nesse sentido, o uso de máquinas ou sistemas automatizados, 
vem a contribuir com a produção. 
Conforme Groover (2001), podemos definir automação como a tecnologia 
pela qual um processo é alçando sem a intervenção humana, ou, ainda, de uma 
forma mais técnica, segundo Lamb (2015), como o uso de comandos 
programáveis e equipamentos mecanizados para realizar atividades que até 
então eram manuais ou dependiam de operadores. 
Ainda, segundo Lamb (2015), o termo automação foi criado em 1940 por 
um engenheiro da Ford Motor Company que descreveu diversas ações e 
comandos que poderiam substituir o pensamento e mão de obra humana. Esses 
primeiros sistemas automatizados foram implementados com sistemas 
eletromecânicos, o que conhecemos como painéis a relés, os quais eram 
funcionais, mas apresentavam diversas limitações no que se refere à 
reprogramação dos processos. 
A automação industrial teve um grande avanço com a criação dos 
controladores lógicos programáveis, os quais vieram para suprir as carências 
dos sistemas eletromecânicos. Esses sistemas eletromecânicos correspondem 
ao que chamamos de automação rígida e trata-se de uma categoria da 
automação em que alterações na lógica de operação implicam em reconexões 
físicas nos painéis. Quando classificamos a automação do ponto de vista da 
flexibilidade, temos três categorias, os quais são: rígida, programável e flexível. 
• Rígida: nesta categoria, o sistema automatizado é projetado para atender 
a produção de um determinado produto, ou seja, o sistema atende à 
produção do elemento x, caso seja necessário produzir um elemento y, 
deverão ser realizadas alterações físicas nos equipamentos que os 
formam. Algumas das características da automação rígida, segundo 
Groover (2011), são: alto investimento inicial, altas taxas de produção e 
inflexibilidade quanto à variedade de produção. Entretanto, é a automação 
indicada para linhas que produzem uma grande quantidade, ou, também, 
grandes volumes de produtos. Isto porque, quando se tem um alto volume 
de produção, acaba diluindo os custos de implementação do sistema. 
 
 
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Porém, o ponto negativo é falta de flexibilidade, caso queira alterar o 
produto, que é produzido nesse tipo de sistema. Um exemplo clássico 
desse tipo de automação são os painéis eletromecânicos, nos quais é 
necessário a reconexão física de dispositivos, caso desejado mudar algo 
na lógica do processo. 
• Programável: o termo automação programável vem da possibilidade de 
alterar o programa de instruções que comanda o processo automatizado, 
fazendo, assim, com que seja possível alterar parâmetros do processo 
produtivo, incluindo a produção de elementos diferentes no mesmo 
sistema. Usualmente, o equipamento de produção é desenvolvido para 
alterar a sequência de operações de modo a atender a manufatura de 
diferentes tipos de produto (Groover, 2011). Um exemplo muito comum 
de sistemas de automação programável é aquele no qual é empregado o 
controlador lógico programável, que veremos ainda em nossos estudos. 
• Flexível: a automação flexível nasce da necessidade de produzir 
diferentes tipos de peças e/ou produtos em uma mesma linha de 
manufatura. Sendo assim, esses sistemas têm a capacidade de produzir 
uma grande variedade de produtos, apenas por meio de modificações em 
algumas partes da estrutura do sistema. Podem ser considerados como 
uma evolução da automação programável e, usualmente, são os sistemas 
mais automatizados que existem. Entretanto, a limitação está também no 
volume da produção, o qual deve ser médio, assim como a variedade de 
produtos. Os sistemas flexíveis de manufatura, que veremos em nossos 
estudos posteriores, são exemplos desse tipo de automação. 
A variedade de produtos e o volume de produção estão diretamente 
relacionados com o tipo de automação que será implementado. A Figura 1 
apresenta uma relação entre variedade de produto, volume da produção e tipo 
de automação. 
 
 
 
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Figura 1 – Relação da automação com variedade de produto e o volume de 
produção 
 
Fonte: elaborada com base em Groover, 2011. 
Podemos observar que a automação programável permite uma grande 
variedade de produtos, porém, é indicada para baixo volume de produção. Uma 
vez que, se toda hora for necessário produzir grandes volumes de diversos 
produtos, será gasto muito tempo com reprogramação e produção, o que torna 
mais eficiente instalar mais sistemas de automação rígida em vez de um sistema 
de automação programável. 
Já a automação rígida deve ser implantada na manufatura de grandes 
volumes de produção, mas com pouca variedade de produto, devido às 
dificuldades nas alterações do sistema caso seja necessário trocar o produto que 
será produzido. E, por fim, a automação flexível exige um sistema altamente 
automatizado, por isso, ele é capaz de atender à manufatura de diferentes 
produtos, sendo assim, é indicado para uma variedade média de produtos. 
Normalmente, esses sistemas de automação são implementados em plantas 
industriais que trabalham com tecnologia de grupo para a produção. 
A seguir, discutiremos sobre as vantagens que os sistemas 
automatizados trazem para as indústrias, além de analisarmos os elementos 
 
 
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básicos que um sistema automatizado precisa ter e suas respectivas funçõesdentro do sistema. 
1.1 Vantagens da automação 
Agora passaremos a discutir sobre as vantagens que uma indústria pode 
ter com a instalação de sistemas automatizados para a realização de processos. 
Começaremos discutindo as razões para se aplicar a automação nas plantas 
industriais. Segundo Groover (2001), estas são: 
• Aumentar a produtividade: a instalação de processos automatizados faz 
com que a taxa de produção aumente, o que, consequentemente, 
aumenta a relação entre produção e tempo de trabalho, resultando em um 
aumento da produtividade. 
• Reduzir os custos do trabalho: os custos de produção estão 
aumentando em todo o mundo, principalmente com mão de obra, o que 
impulsiona as organizações a buscarem meios de reduzir custos ao 
máximo, sem perder, é claro, a qualidade. Uma das maneiras de reduzir 
custos de trabalho é substituir as operações realizadas por operadores 
por operações realizadas por máquinas e quanto mais independente da 
intervenção humana menor os custos com mão de obra. Portanto, 
podemos dizer que uma tendência para gerar uma maior competitividade 
no mercado, é que a indústrias se tornem cada vez mais automatizadas. 
• Minimizar os efeitos da falta de trabalhadores: tem-se observado uma 
diminuição da mão de obra qualificada em diversos países desenvolvidos, 
o que gera uma maior necessidade de empregar sistemas automatizados 
para realização de operações com o objetivo de substituir os 
trabalhadores. 
• Reduzir ou eliminar as rotinas manuais e as tarefas administrativas: 
atividades rotineiras ou que tendem a ser desgastante, monótona e 
incomodativa tendem a influenciar na qualidade das condições de 
trabalho, nesse contexto, substituir a ação humana pela automação 
dessas atividades resultam em uma melhoria das condições de trabalho. 
• Aumentar a segurança do trabalhador: se considerarmos que existem 
atividades ou operações que possam oferecer riscos de insalubridade aos 
operadores, quando substituímos a atuação destes por sistemas 
 
 
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automatizados nessas condições, podemos dizer que a segurança do 
trabalhador será aumentada. Sendo assim, todo e qualquer processo que 
possa oferecer riscos à saúde de um operador deve ser considerado a 
automatização deste. 
• Melhorar a qualidade do produto: os sistemas automatizados são 
responsáveis por realizar processos com maior uniformidade e 
conformidade com as especificações, o que aumenta relativamente a 
qualidade dos produtos. Por isso, podemos dizer falar que, além do 
aumento da produtividade, a qualidade também é melhorada. 
• Realizar processo que não podem ser executados manualmente: 
devido à existência de operações que envolvem obrigatoriamente o uso 
de uma máquina em sua execução, alguns processos não são possíveis 
de serem realizados manualmente, seja pela precisão, pelo tamanho dos 
materiais envolvidos ou, ainda, pela complexidade geométrica. Nestes 
casos, é interessante a automação desses processos. 
• Evitar o alto custo da não automação: quando pensamos em empresas 
e/ou organizações que não possuem sistemas de automação 
implementados, podemos analisar que estas estão em desvantagem 
competitiva em relação às outras empresas que utilizam esses sistemas. 
Isto pois, como já discutimos, a automação melhora a qualidade, a 
produtividade, a segurança, além de diminuir tempo de fabricação, 
portanto, uma empresa que não faz uso desse tipo de tecnologia, 
certamente pagará um alto preço por não automatizar os seus processos. 
Embora tenhamos muitas razões para automatizar os processos, existem 
alguns fatores que podem ser considerados como barreiras no aumento do nível 
de automação das plantas industriais, como custos de instalação e aquisição de 
sistemas automatizados. Além da extinção de alguns postos de trabalho, como 
foi observado com o avanço da implementação da robótica industrial. Porém, 
como podemos observar, as vantagens são muito maiores que as desvantagens 
desses sistemas. 
1.2 Elementos básicos de um sistema de automação 
Agora que conhecemos um pouco sobre a história da automação, falamos 
sobre sua classificação quanto à flexibilidade e abordamos as suas vantagens, 
 
 
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vamos aprofundar nossos conhecimentos a respeito dos elementos que formam 
um sistema automatizado. Existem diversos tipos de sistemas de automação, 
porém, todos eles possuem alguns elementos em comum, os quais chamamos 
de elementos básicos. Neste sentido, qualquer sistema de automação deve 
apresentar os seguintes elementos: energia, programa de instruções, sistemas 
de controle e processo. Sem esses elementos não é possível implementar um 
sistema automatizado. A Figura 2 apresenta esses elementos e a relação entre 
eles. 
Figura 2 – Elementos de um sistema automatizado 
 
Fonte: elaborada com base em Groover, 2011. 
Analisando a Figura 2, podemos observar que a energia está associada a 
todos os demais elementos, isto porque ela é a responsável por fornecer a 
alimentação necessária a esses módulos. Sendo assim, para que um sistema 
automatizado funcione, é preciso energia para conduzir o processo e os sistemas 
de controle. Atualmente, a principal fonte de energia é a elétrica devido à 
diversos fatores como a disponibilidade dessa fonte em todas as plantas 
industriais, além disso, ela pode ser facilmente convertida para outras formas de 
energia, como mecânica e térmica. 
Quando falamos em programa de instruções, estamos no referindo ao 
código que contém todas as etapas do processo automatizado. É nesse código 
que estarão todos os comandos necessários para que o sistema de controle 
saiba quais ações de comando devem ser enviadas ao processo. Podemos, 
inclusive, fazer uma analogia com uma receita de bolo, por meio da qual, nós 
podemos seguir os passos para a execução de deste. 
No caso, a receita de bolo para nós é equivalente ao programa de 
instruções para o sistema de controle. Nesse programa, devem estar inclusive 
 
 
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as possibilidades para o sistema de controle tomar decisões, por exemplo, que 
tal etapa do processo só pode ocorrer caso um sensor seja acionado, neste caso, 
o sistema de controle vai saber o que fazer quando identificar a mudança de 
status desse sensor. 
O sistema de controle é o responsável por executar o programa de 
instruções que acabamos de discutir. Ele é responsável por fazer com que o 
processo execute as funções ou operações que a este foram designadas. 
Existem diferentes tipos de sistemas de controle, por isso, vamos abordar 
novamente este assunto nos próximos temas, estudando-os de forma mais 
detalhada. 
E, por fim, temos o processo que pode ser considerado como a operação 
ou o conjunto de operações, que são controladas pelo sistema de controle, e 
fazem parte do conjunto de ações do sistema automatizado. 
TEMA 2 – FUNÇÕES AVANÇADAS E NÍVEIS DE AUTOMAÇÃO 
Passaremos agora para a análise das funções avançadas que os 
sistemas de automação podem desempenhar, além de discutir sobre os níveis 
de automação, os quais são importantes para entendermos onde cada 
dispositivo é situado e onde cada profissional atua. 
2.1 Funções avançadas de automação 
Quando falamos em funções avançadas do sistema automatizado, 
estamos nos referindo àquelas funções nas quais são desempenhadas 
atividades além das que envolvem o processo produtivo que estes controlam. 
Por exemplo, quando falamos no controle do processo de usinagem de uma 
peça, no controle de temperatura e vazão de um processo, ou qualquer ciclo de 
trabalho, estamos falando da função básica do sistema de controle e automação, 
ou seja, o que é comum a qualquer sistema. 
Entretanto, com o passar dos anos, os avanços tecnológicos permitiram 
a evolução dos sistemas automatizados de forma com que este pudessem 
agregar nossas funcionalidades, principalmente, por já possuírem a aquisição de 
tratamento de diversos tipos de dados que poderiam ser úteis para essas 
funções adicionais.Essas funções adicionais foram denominadas de funções 
avançadas, e elas serão o nosso objeto de estudo a partir daqui. 
 
 
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Conforme discutido por Groover (2011), comumente as funções 
avançadas estão relacionadas com a melhoria da segurança e do desempenho 
dos equipamentos. Podemos definir essas funções como: monitoramento da 
segurança, manutenção e diagnósticos de reparação de erros e, por fim, 
detecção de erros e recuperação. 
Normalmente, essas funções avançadas são implementadas por meio de 
sub-rotinas específicas que são inseridas no próprio programa de instruções. Na 
maioria dos casos, essas funções são responsáveis pelo fornecimento de dados 
e não necessariamente envolvem ações físicas por meio do sistema de controle. 
Como exemplo, podemos citar uma lista de atividades relacionadas à 
manutenção preventiva, que uma função de monitoramento pode emitir ao final 
do processo. Essa lista, por si só, não fará mudanças no processo, entretanto, 
irá fornecer informações necessárias para que o operador possa tomar decisões 
e executar ações a respeito da manutenção preventiva de maneira mais 
assertiva, uma vez que as informações foram coletadas diretamente do 
processo. Existem diversas situações que podem ser implementadas a partir 
dessas funções, por isso, vamos discuti-las com mais detalhes. 
2.1.1 Monitoramento da segurança 
Conforme discutimos anteriormente, um dos motivos para automatizar os 
processos é eliminar a presença de trabalhadores em ambientes insalubres ou 
que possam oferecer riscos à integridade física destes. 
É comum a utilização de sistemas automatizados em ambiente ou 
processos que ofereçam riscos à integridade física dos operadores, eliminando, 
assim, a necessidade de um operador executar uma tarefa perigosa. Apesar 
disso, podemos dizer que a presença de um operador em algum momento não 
é eliminada, ou seja, pode acontecer de, em algumas situações, um operador ter 
que realizar alguma intervenção no processo, sendo assim, ainda existirá a 
presença de pessoas próximas a esses sistemas. Neste cenário, é fundamental 
que o sistema seja projetado para operar em segurança quando um operador se 
encontrar próximo a ele, ou ainda, atendendo-o. 
Outra necessidade é que o sistema automatizado trabalhe sem ser 
autodestrutivo, ou seja, é preciso que o sistema proteja os equipamentos 
associados a ele. Portanto, podemos concluir que a função de monitoramento 
 
 
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da segurança visa tanto proteger os trabalhadores próximos ao sistema quanto 
à proteção dos equipamentos do sistema. 
Existem diversos tipos de tecnologias empregadas para a segurança do 
sistema, como instalação de barreiras de contenção, escudos de proteção e 
botoeiras de emergência. Porém, quando lidamos com o monitoramento de 
segurança implementado em um sistema automatizado, estamos falando da 
utilização de sensores a fim de monitorar as operações envolvidas e identificar 
situações de anomalias ou de riscos. 
Além disso, esse sistema de segurança pode responder as condições 
perigosas identificadas pelos sensores de maneiras diferentes, dependendo da 
necessidade ou situação identificada. Segundo Groover (2011), as possíveis 
respostas são: 
• 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 
O tipo de resposta a ser tomada vai depender de diversos fatores, como 
a gravidade da situação identificada, ou, ainda, necessidade do processo. Todas 
as respostas e decisões possíveis de serem tomadas pelo sistema de 
monitoramento de segurança devem ter sido projetadas quando o sistema foi 
desenvolvido, sendo assim, situações que não tenham sido consideradas pelo 
projetista, poderão não ser nem mesmo identificadas pelo sistema, caso não 
tenha sido implementado um elemento sensor destinado a esse monitoramento. 
Por isso, o projeto do sistema de monitoramento de segurança exige a 
consideração de uma vasta consideração sobre possíveis problemas e situações 
que esse sistema esteja sujeito. 
2.1.2 Manutenção e diagnóstico de reparação 
Com sistemas automatizados sempre mais complexos e robustos, a 
manutenção também tem se tornado cada vez mais complexa. Quando falamos 
em sistemas automatizados com função de manutenção e diagnóstico de 
reparação, estamos tratando de sistemas com capacidade de auxiliar na 
identificação de fontes de maus funcionamentos potenciais ou então efetivos do 
 
 
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sistema. Para tal, os sistemas de manutenção e diagnóstico de reparação podem 
operar de três modos distintos, sendo estes: 
• Monitoramento da condição: nesse modo, o sistema visa monitorar a 
condição de variáveis e parâmetros do sistema automatizado, com a 
intenção de registrar as informações a respeito desses elementos durante 
sua operação, sendo possível gerar um banco de dados com essas 
informações, as quais serão úteis para identificação de falhas, ou, ainda, 
para programação da manutenção. Neste caso, o sistema pode oferecer 
dados para a identificação de falhas correntes ou para a previsão de 
possíveis falhas no futuro, colaborando com a manutenção preventiva. 
• Diagnóstico de falhas: esse modo é solicitado quando ocorre alguma 
falha ou é identificado um mau funcionamento. Sendo assim, é solicitado 
ao sistema a interpretação dos dados medidos e registrados antes da 
falha e, depois, com a intenção de identificar a causa do problema. 
• Recomendação de procedimento de reparo: e, por fim, temos o modo 
que recomenda à equipe de manutenção um roteiro com as etapas a 
serem realizadas no reparo da falha. Existe ainda a possibilidade de 
empregar inteligência artificial, considerando a opinião de diversos 
especialistas, para fornecer o melhor método de reparo possível (Groover, 
2011). 
Como pudemos perceber, as funções referentes a manutenção e 
diagnóstico de falhas auxiliam e muito a equipe de manutenção, tornando mais 
eficientes e assertivas suas ações. Isto evita ou reduz o tempo de reparo e de 
máquina quebrada, o que está diretamente relacionado com a disponibilidade do 
sistema produtivo e, consequentemente, a produtividade. Sendo que o ideal é 
que o sistema automatizado fique o maior tempo possível disponível e operando 
normalmente, por isso, uma manutenção eficiente fará toda a diferença para a 
planta industrial. 
2.1.3 Detecção e recuperação de erros 
Durante a operação de um sistema automatizado, é possível que ocorram 
situações de mau funcionamento, tanto dos equipamentos quanto do próprio 
sistema, além da ocorrência de eventos impremeditados. Essas situações 
 
 
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podem resultar em problemas como parada de produção enquanto não são 
resolvidas. Essas situações podem ser corrigidas por operadores que contam 
com rotinas de manutenção e reparação. 
Porém, como esses sistemas tendem a operar de maneira automática, 
visto que são sistemas automatizados, é interessante que eles tenham a 
capacidade de detectar erros e recuperá-los de maneira independente. Isto não 
significa que eles sempre vão conseguir resolver os erros por si só, mas, em 
alguns casos, isto é possível por meio do sistema de detecção e recuperação de 
erros, que se trata do termo utilizado quando o computador executa essas 
funções. 
Quando falamos de detecção de erros, podemos considerar como a etapa 
em que ocorre a identificação e classificação do erro, por meio da interpretação 
dos sinais medidos por sensores com o objetivo de identificar desvios ou mau 
funcionamento. Entretanto, para que o sistema seja capaz de identificar esses 
erros, é necessário que no projeto sejam considerados os possíveis erros que 
podem ocorrer durante a operação. 
Por isso, é necessário o projeto e implementação de sensores capazes 
de identificar os erros relacionados a cada sistema automatizado, ou seja, 
considerando que cada processo ou aplicação pode ter erros específicos,os 
erros também serão diferentes para cada um destes. 
Podemos classificar os erros em aleatórios, sistemáticos e aberrações. 
Vamos discutir um pouco sobre a natureza de cada um deles. Os erros aleatórios 
são aqueles que ocorrem devido a variações temporais ou espaciais e não 
podem ser determinados suas causas. Sendo assim, esses erros são 
imprevisíveis e não passíveis de antecipação quando realizado um projeto de 
detecção e recuperação. 
Já os erros sistemáticos, por sua vez, são aqueles passíveis de identificar 
sua causa, pois ocorrem devido a alguma causa que pode ser identificada. Esses 
erros, assim como os demais tipos, não podem ser eliminados, porém, podem 
ser corrigidos e, até mesmo, previstos no projeto de detecção e recuperação de 
erros. E, por fim, os erros do tipo aberrações são causados por alguma falha no 
equipamento, ou, então, por erro humano. 
Podemos citar que os dois problemas mais comuns, quando se fala em 
detecção de erros, são: previsão de todos os erros possíveis em um determinado 
processo e especificação de softwares e sensores para identificar e interpretar 
 
 
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corretamente o erro (Groover, 2011). Isto tudo, pois se um erro não foi previsto 
e especificado, dificilmente o sistema será capaz de detectá-lo e, ainda, corrigi-
lo. 
Uma vez que o sistema identifica de maneira computadorizada o erro, por 
meio da detecção que acabamos de discutir, é necessário aplicar medidas 
corretivas com a intenção de recuperar esses erros. Portanto, podemos dizer 
que a recuperação de erros são as ações tomadas para atuar sobre o erro, 
fazendo com que o sistema seja restaurado à sua condição de operação normal. 
O grande desafio da recuperação de erros está em como lidar com os 
procedimentos a serem executados, uma vez que, para cada erro que possa 
ocorrer, devem ser tomadas medidas diferentes, portanto, as estratégias para 
recuperação destes são complexas. Basicamente, existem quatro tipos de 
estratégias adotadas na recuperação de erros, as quais são: 
• Realizar ajustes no fim do processo: neste caso, ocorre a recuperação 
de erros onde não existe uma urgência, ou seja, aqueles que não 
comprometerão o sistema ou a operação. Usualmente, são recuperados 
erros aleatórios dessa maneira. 
• Realizar ajustes durante o ciclo atual: neste caso, a estratégia é 
adotada quando o erro é urgente, pois ele é corrigido assim que é 
identificado. Neste caso, o sistema deve ser capaz de recuperar o erro, 
enquanto o ciclo de trabalho ocorre. 
• Parar o processo para evocar ação corretiva: essa estratégia é 
adotada quando o sistema não pode lidar ao mesmo tempo com a 
recuperação do erro e o ciclo de trabalho. Sendo assim, quando o erro é 
identificado, o sistema para o ciclo atual recupera o erro e só então retoma 
a execução do ciclo de operação. 
• Parar o processo e solicitar auxílio: existem situações em que o 
sistema não é capaz de recuperar o erro de maneira automática, ou, 
então, caso em que o erro que ocorreu não foi especificado no sistema de 
recuperação. Diante disso, é necessário parar o processo e solicitar a 
intervenção humana para recuperar as condições normais do sistema, 
sendo assim, é necessário implementar esse tipo de estratégia. 
Para que ocorra a detecção e recuperação de erros, é necessário que o 
sistema seja projetado para executar rotinas de interrupção que são aquelas 
 
 
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executadas quando ocorre alguma exceção ao funcionamento normal do 
processo. Falaremos mais sobre rotinas de interrupção em conteúdos 
posteriores. 
2.2 Níveis de automação 
Devido à complexidade de quantidade de temas que envolve a automação 
industrial, optou-se por organizá-los de forma hierárquica por meio de um 
diagrama conhecido como pirâmide da automação. Esse diagrama representa 
os cinco níveis de automação presentes em uma planta industrial. Além disso, 
eles são alocados de maneira relacionada, ou seja, cada nível é representado 
na posição em que responde ao nível superior. Podemos observar a 
representação da pirâmide de automação por meio da Figura 3. 
Figura 3 – Pirâmide de automação 
 
Fonte: Lara, 2022. 
A pirâmide de automação representa os cinco níveis da automação 
industrial, divididos em: nível de máquina, nível de controle, nível de supervisão, 
nível de gerenciamento da planta e nível de gerenciamento corporativo. Como 
você já deve imaginar, cada nível é formado por elementos e dispositivos 
 
 
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específicos que desempenham uma função diferente, com o objetivo de executar 
uma parcela de ação para que um sistema automatizado funcione. A 
comunicação entre cada nível acontece por meio das redes de comunicação 
industriais, as quais estudaremos em conteúdos posteriores. 
A seguir, abordaremos um pouco mais sobre cada nível e analisaremos 
quais seus elementos formadores e funções dentro de um processo 
automatizado. 
2.2.1 Nível 1: nível de máquina 
Começaremos pela base da pirâmide, que é representada pelo nível de 
máquina, também conhecido como nível de dispositivos de campo. Esses 
dispositivos podem ser definidos como as máquinas, sensores, atuadores, 
transmissores e outros dispositivos de campo. Ele também é conhecido como 
chão de fábrica. 
Analisando as características dos elementos que formam esse nível, 
podemos perceber que eles são os responsáveis por executar as ações 
ordenadas pelo sistema de controle e obter informações a respeito dos 
processos, operações e da planta como um todo, sendo, portanto, elementos 
fundamentais para os níveis acima da pirâmide. 
2.2.2 Nível 2: nível de controle 
No nível de controle, encontram-se todos os dispositivos destinado ao dos 
processos, como os controladores lógicos programáveis e os robôs industriais, 
que estudaremos em conteúdos posteriores. Esse nível é responsável pelo 
controle das ações dos atuadores que estão no nível de máquinas, além de 
receberem informações oriundas dos sensores também presentes no nível de 
máquinas. 
É nesse nível que se encontram os dispositivos munidos das lógicas de 
funcionamento e operação dos sistemas automatizados. São eles os 
responsáveis por receber informações do processo, interpretá-las baseando-se 
em programas de instruções definidos pelos usuários e, em seguida, enviar 
ações de controle aos atuadores. Ainda nesta etapa, estudaremos os sistemas 
de controle, então, ficará mais clara essa questão do processo de controle 
executado por esses dispositivos. 
 
 
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2.2.3 Nível 3: nível de supervisão 
O nível de supervisão é responsável pelo monitoramento do processo 
produtivo, ou seja, é nesse nível que são realizados o levantamento de dados 
sobre todas as informações do processo e do sistema, formando, assim, um 
banco de dados que será útil para os níveis superiores. 
Nesse nível, encontra-se o sistema de supervisão que é operado por 
colaboradores que podem monitorar variáveis, parâmetros e processos para 
realizar ações ou intervenções quando necessário. Esses sistemas de 
supervisão são capazes de emitir relatórios que serão úteis para a gestão da 
produção, a manutenção e diversas outras áreas da indústria. Outra 
característica importante desse nível é que o sistema de supervisão não precisa 
necessariamente estar na mesma região geográfica dos níveis de controle e de 
máquina, ele pode estar localizado remotamente e, ainda assim, monitorar e 
intervir nos dispositivos dos níveis abaixo dele. 
2.2.4 Nível 4: nível de gerenciamento de planta 
No nível de gerenciamento de planta, é realizado todo o planejamento e 
programação da produção. Para isto, é necessária toda uma análise dos dados 
gerados no nível 3 e uma intenção de comunicação com o nível de 
gerenciamento corporativo. Esse nível precisa gerenciar tanto os dispositivos da 
planta quanto os suprimentos para os processos, sendo assim, lida diretamente 
com a logística destes. 
Esse nível conta com o banco de dados gerados pelos sistemas 
supervisóriose com ferramentas de análise dedicadas a planejamento e controle 
da produção. 
2.2.5 Nível 5: nível de gerenciamento corporativo 
E no topo da pirâmide temos o nível de gerenciamento corporativo, o qual 
é responsável pelo planejamento estratégico e pela gestão corporativa. Tem 
como função administrar os recursos da empresa contando com informações 
oriundas do nível de gerenciamento de planta e de softwares de tomadas de 
decisões. Apesar de estar ligados aos demais níveis da pirâmide, o foco desse 
nível é a estratégia corporativa, a qual é muito importante para que a indústria 
tenha competitividade no mercado. 
 
 
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TEMA 3 – INDÚSTRIA DE PROCESSOS X INDÚSTRIA DE PRODUÇÃO 
DISCRETA 
Uma classificação adotada para separar as indústrias são os setores 
industriais, os quais são: setor primário, secundário e terciário. Basicamente, 
essa classificação envolve o tipo de produção que a indústria realiza. No setor 
primário, estão as indústrias que cultivam e exploram os recursos naturais, como 
agricultura, pecuária e mineração. Já no setor secundário, encontram-se as 
indústrias responsáveis pela transformação dos resultados do setor primário em 
produtos, ou seja, a produção de bens. E, por fim, temos o setor terciário que 
trabalha com a produção de serviços. 
Nossos estudos serão focados no setor secundário, em que se encontram 
a maior parte das indústrias que empregam a automação industrial. Sendo 
assim, passaremos agora a adotar uma subclassificação para essas indústrias, 
a qual é baseada no tipo de produto que elas produzem. 
Considerando o tipo de produto que a indústria produz, podemos 
classificá-la entre indústria de processos ou indústria de produção discreta. 
Quando falamos em indústrias de processos, estamos nos referindo àquelas em 
que as operações ocorrem sobre montantes de materiais. Enquanto isso, as 
indústrias de produção discreta têm suas operações baseadas em quantidades 
de materiais. Isto faz com que o tipo de material processado seja diferente, em 
consequência, as operações também serão diferentes. 
Antes de discutirmos sobre as operações típicas de cada indústria, 
entenderemos melhor quais os tipos de materiais que são processados em cada 
uma delas. A seguir, podemos ver quais os tipos de materiais processados por 
cada indústria: 
• Indústria de processos: líquidos, pós, gases. 
• Indústria de produção discreta: peças discretas e produtos. 
Como os materiais processados são diferentes, cada indústria possui 
operações e processos distintos também. A seguir, temos alguns exemplos de 
operações típicas de cada tipo de indústria, apresentados no Quadro 1. 
Como as indústrias de processo trabalham com materiais do tipo líquidos, 
gases e pós, as operações tendem a ser aquelas que envolvem o 
processamento desse tipo de material, como reações químicas e destilação. Já 
 
 
19 
as indústrias de produção discreta trabalham com montagem de produtos e 
processamento de peças, portanto, é comum que suas operações sejam 
montagens mecânicas, moldagem de plástico e usinagem. 
Quadro 1 – Operações típicas nas indústrias de processo e de produção discreta 
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 
Fonte: adaptado de Groover, 2011. 
Assim como as operações são diferentes, existem diversas diferenças 
entre os dois tipos de indústrias. Se compararmos a produção de uma indústria 
petroquímica e de uma indústria automobilística podemos perceber as 
diferenças. O planejamento da produção também deve ser diferente, visto que, 
na indústria de processos, a matéria-prima também será contabilizada em 
montantes, enquanto na indústria de produção discreta será contada por 
quantidade necessárias para a produção dos itens. 
Além das diferenças já discutidas, os níveis de automação que 
analisamos no tema anterior também possuem algumas desigualdades. 
Podemos comparar os níveis de automação por meio do Quadro 2, na qual são 
apresentados os níveis para cada uma das indústrias. 
Quadro 2 – Níveis de automação nas indústrias de processo e de produção 
discreta 
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 
 
 
20 
5 Nível de dispositivo Nível de dispositivo 
Fonte: elaborado com base em Groover, 2011. 
As diferenças significativas entre os níveis de automação se encontram 
nos níveis abaixo e no intermediário. Se pensarmos no nível de dispositivos, os 
sensores e atuadores empregados na indústria de processos são diferentes dos 
utilizados na indústria de produção discreta, pois lidam com materiais, processos 
e produtos diferentes. Neste caso, esse nível será bem distinto entre as duas 
indústrias. 
No nível 2, a diferença está no controle regulatório de operações de 
unidades na indústria de processos, em oposição às máquinas de produção e 
estações de trabalho para a produção discreta de peças e produtos que ocorre 
na indústria de produção discreta. 
Já no nível 3, a diferença está no fato de que o controle empregado nas 
indústrias de processo é em sua maioria do tipo supervisório, sendo necessário 
controlar e monitorar diversas malhas de processos que são interligados entre 
si. Enquanto isso, na indústria de produção discreta, o controle é de um grupo 
de máquinas que trabalham de forma sincronizada. 
Enfim, nos níveis de fábrica e corporativo não observamos mudanças 
significativas, pois o planejamento de produção, logística e gerenciamento da 
planta são comuns a duas indústrias, apenas se atentando ao fato de produzirem 
elementos diferentes. 
Assim como as operações e os níveis de automação possuem diferenças 
entres os tipos de indústrias, as variáveis e parâmetros também são diferentes. 
A seguir, vamos discutir a respeitos desses elementos nas indústrias de 
processo e nas de produção discreta. 
3.1 Variáveis e parâmetros nas indústrias de processo e de produção 
discreta 
Começaremos diferenciando os termos parâmetro e variável. Podemos 
definir variável, como a saída dos processos, enquanto parâmetro é a entrada 
de um processo. Devido às características de cada tipo de indústria, as variáveis 
e parâmetros empregados em seus processos também são distintas. 
É comum que, nas indústrias de processos, as variáveis e os parâmetros 
de interesse tendam a ser contínuos, enquanto nas indústrias de produção 
 
 
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discreta, esses elementos tendam a ser discretos. Porém, para entender melhor 
essas tendências, precisamos primeiramente discutir as diferenças entre 
variáveis e parâmetros contínuos e discretos. Para isto, vamos analisar a 
representação das variáveis que são apresentadas na Figura 4. 
É possível verificar variável, ou parâmetro, contínua é aquela que se 
mantém sem interrupção durante todo o tempo. Analisando a Figura 4, podemos 
observar que o sinal em vermelho, que representa uma variável analógica 
contínua, é definido para todos os instantes de tempo, além disso, dentro de uma 
faixa de valores, possui uma infinidade de valores distintos para diferentes 
intervalos de tempo. 
Esta é a característica das variáveis contínuas, ou seja, são definidas para 
todo e qualquer instante de tempo, além de poder assumir qualquer valor dentro 
de uma faixa de valores. São exemplos de variáveis contínuas: temperatura, 
vazão, pressão e velocidade, sendo que essas variáveis são comuns às 
indústrias de processos. 
Figura 4 – Variáveis e parâmetros contínuos e discretos em operações de 
produçãoFonte: elaborada com base em Groover, 2011. 
Quando falamos em variáveis ou parâmetros discretos, podemos 
subdividi-los em duas categorias: as binárias e as não binárias. As variáveis 
discretas podem assumir apenas determinados valores em um dado intervalor 
 
 
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de tempo, sendo assim, não são definidas para todos os instantes de tempo e 
nem podem assumir uma infinidade de valores. 
Analisando a representação em azul na Figura 4, temos uma variável 
discreta binária, que é aquela que é definida apenas em alguns intervalos de 
tempo e pode assumir apenas dois valores, 0 ou 1. É comum associar essas 
variáveis a sinais de ligado ou desligado, nível lógico alto e baixo e falso ou 
verdadeiro. São exemplos de variáveis discretas binárias os sinais provenientes 
de sensores fim de curso, que podem ser apenas abertos ou fechados, além de 
sinais como status de motores, que podem ser ligados ou desligados (Groover, 
2011). 
Observando a Figura 4, podemos verificar a representação em laranja de 
uma variável discreta não binária, que tem como caraterística não ser definida 
para todos os intervalos de tempo, porém, diferentemente das binárias, elas 
podem assumir mais de dois valores, entretanto, podem assumir um número 
limitado de valores. 
Um exemplo de variável discreta não binária é a contagem diária de 
produção de peças em uma produção. Sendo que as variáveis discretas, tanto 
binárias quanto não binárias, são comuns às indústrias de produção discreta. 
Vale a pena ressaltar que, apesar das variáveis discretas serem comuns 
às indústrias de produção discreta, elas não são exclusivas desse tipo de 
indústria, e o mesmo ocorre com as variáveis contínuas que não são exclusivas 
das indústrias de processo. O que acontece é uma predominância de um 
determinado tipo entre as variáveis de interesse entre cada tipo de indústria, 
conforme já discutimos. 
TEMA 4 – SISTEMAS DE CONTROLE 
No primeiro tópico desta etapa, apresentamos o conceito de sistemas de 
controle, que são os elementos responsáveis por executar o programa de 
instruções definidos pelos usuários, a fim de controlar o sistema automatizado. 
Agora vamos aprofundar nossa discussão a respeito deles, conversando a 
respeito de suas características construtivas, função e modo de operação. 
Os sistemas de controle podem receber diferentes classificações à 
medida que analisamos suas características. Começaremos diferenciando os 
sistemas de controle manuais e os sistemas de controle automáticos. Os 
sistemas de controle manuais não são o foco de nossos estudos, pois nosso 
 
 
23 
objetivo são os sistemas automatizado. Entretanto, vale a pena lembrar o 
conceito de um controle manual. 
Quando falamos em controle manual, estamos nos referindo a sistemas 
nos quais a ação de controle depende da intervenção humana, um exemplo 
prático desse tipo de sistema é chuveiro elétrico. Analisando o funcionamento do 
chuveiro elétrico, temos que esse dispositivo possui um seletor de temperatura, 
por exemplo, podemos ajustar a posição para frio, morno e quente. 
Entretanto, mesmo selecionando essa posição em um primeiro momento, 
ainda temos a possibilidade de ajustar a temperatura de cada posição por meio 
do controle de vazão da água abrindo ou fechando o registro. Quando realizamos 
esse processo de abertura ou fechamento do registro, estamos realizando uma 
ação de controle sobre a temperatura da água e, como esse processo é realizado 
pelo ser humano, esse sistema de controle é manual. 
Bom, quando tratamos de sistemas automatizados, os sistemas de 
controle manuais não são interessantes, pois uma das vantagens da utilização 
de sistemas de controle automáticos é justamente depender o mínimo possível 
de intervenção por parte do operador. Os sistemas de controle automático 
podem ser classificados de acordo com a sua malha de controle, podendo ser 
controle em malha aberta ou controle em malha fechada. A seguir, vamos 
abordar cada umas dessas topologias e discutir suas características e 
aplicações. 
4.1 Controle em malha aberta 
A principal característica do controle em malha aberta é ausência do 
elemento sensor, responsável por verificar a variável de saída. Neste caso, a 
malha de controle é formada pelo controlador, o atuador e o processo, conforme 
apresentado na Figura 5. Ainda existe o parâmetro de entrada e a variável de 
saída, conforme podemos observar por meio da mesma figura. 
Figura 5 – Sistema de controle em malha aberta 
 
Fonte: elaborado com base em Groover, 2011. 
 
 
24 
O funcionamento desse sistema consiste na operação do sistema 
baseado no parâmetro de entrada e no programa de instruções, sem realizar a 
medição da variável de saída. Sendo assim, não ocorre a comparação do 
parâmetro de entrada com a variável de saída. 
Neste caso, o controlador espera que o atuador execute as ações 
conforme seus comandos para que sejam realizadas intervenções no processo 
gerando as alterações necessárias na variável de saída. Neste tipo de sistema, 
existe sempre o risco de o atuador não responder corretamente aos comandos, 
e as alterações na variável de saída não serem exatamente como deveriam, por 
isso, podemos dizer que esta é uma desvantagem desse tipo de malha de 
controle. 
Por outro lado, um sistema é mais simples e costuma ser mais barato do 
que o controle em malha fechada, que estudaremos a seguir. Portanto, em 
alguns casos, eles são mais vantajosos e se configuram como uma melhor 
opção. Seguindo essa linha de raciocínio, podemos dizer que esses sistemas 
são úteis em algumas aplicações, como aqueles casos em que: 
• As 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 
(Groover, 2011). 
Portanto, para a implementação de qualquer tipo de sistema de controle, 
deve começar com uma criteriosa análise sobre o processo, problemas que 
podem surgir devido a cada topologia de malha escolhida e diversos outros 
fatores. 
4.2 Controle em malha fechada 
Quando não é possível aplicar um sistema de controle em malha aberta, 
devido à complexidade ou características do sistema automatizado, surge como 
opção o controle em malha fechada. Uma representação dos elementos e da 
conexão entre eles é apresentada na Figura 6. Por meio da qual, podemos 
verificar que a malha é composta por: controlador, atuador, processo e sensor 
de feedback, além do parâmetro de entrada e da variável de saída. 
 
 
25 
O controle em malha fechada também é conhecido como controle por 
realimentação, justamente pela presença do elemento sensor que é responsável 
por realizar a medição da variável de saída. 
Figura 6 – Sistema de controle em malha fechada 
 
Fonte: elaborada com base em Groover, 2011. 
Neste tipo de malha, ocorre a medição da variável de saída pelo sensor, 
e esse sinal é enviado ao controlador, que também recebe o parâmetro de 
entrada. Sendo assim, o controlador pode comparar os dois sinais com o objetivo 
de verificar se existe alguma diferença entre eles, gerando um sinal de erro. Caso 
a variável medida esteja diferente do parâmetro de entrada, essa diferença pode 
ser quantificada e o sinal de erro gerado pode ser empregado na tomada de 
decisões a respeito do processo. Munido do erro, o controlador pode executar o 
programa de instruções e comparar os resultados, a fim de enviar ações de 
controle mais precisas ao atuador. 
Esse tipo de malha deve ser empregado em processos em que é 
necessário o controle preciso da variável de saída, seguindo os valores pré-
definidos para os parâmetros de entrada. Ainda, é comum que um processo 
tenha mais de uma malha de controle, onde diversas variáveis são controladas 
e medidas ao mesmo tempo, com a intenção de executar uma determinar 
operação. 
Devido às características desses sistemas, comoa presença de mais 
elementos como os sensores, eles possuem custos mais elevados quando 
comparados com os sistemas em malha aberta, todavia, podem ser empregados 
em aplicações mais robustas ou em situações em que seja necessária uma 
maior precisão de operação. 
 
 
 
26 
TEMA 5 – CONTROLE CONTÍNUO X CONTROLE DISCRETO 
Finalizaremos esta etapa com os sistemas de controle contínuos e os 
sistemas de controle discretos. Desta forma, como estudamos que existem as 
variáveis e parâmetros contínuos e discretos, os sistemas de controle que lidam 
com cada tipo também são classificados desta forma. Sendo assim, definimos 
que sistema de controle contínuo é aquele que lida com variáveis e parâmetros 
contínuos, enquanto sistema de controle discreto é aquele que lida com variáveis 
e parâmetros discretos. 
Assim, podemos dizer que existe uma predominância de sistemas de 
controle contínuo nas indústrias de processos, devido às suas caraterísticas, ao 
passo que, nas indústrias de produção discreta, ocorre uma predominância de 
sistemas de controle discreto. 
Segundo Groover (2011), a maioria das operações industriais incluem 
tanto variáveis contínuos quanto discretas, independentemente do tipo de 
indústria, o que faz com que os controladores industriais sejam capazes de 
medir, operar e transmitir os dois tipos de sinais e dados. No Quadro 3, é 
apresentada uma comparação entre os dois tipos de controle que estamos 
estudando. 
Quadro 3 – Comparação entre controle contínuo e 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, 
 
 
27 
extensômetros, sensores 
piezoelétricos 
Atuadores típicos 
Válvulas, aquecedores, 
bombas 
Interruptores, motores, 
pistões 
Constantes típicas de tempo 
de processo 
Segundos, minutos, horas Menos de um segundo 
Fonte: elaborado com base em Groover, 2011. 
Analisando o Quadro 3, podemos perceber que, para cada fator de 
comparação, existem diferenças entre o controle contínuo e o controle discreto, 
isto porque existem diferenças entre as variáveis e parâmetros, entre os 
materiais manipulados. Portanto, é comum que esses sistemas sejam medidos, 
avaliados e projetados de maneiras diferentes. 
Outro fator importante ainda na análise dessa quadro é o fato de os 
processos serem muito mais rápidos nos sistemas de controle discreto, conforme 
a última linha do quadro. Passaremos agora a discutir sobre os sistemas de 
controle contínuo e discretos com mais detalhes e de maneira separada nas 
próximas subseções. 
5.1 Controle contínuo 
Em um sistema de controle contínuo, o foco é sempre manter o valor da 
variável de saída no valor definido previamente, também chamado de set point. 
Para isto, os sistemas trabalham com a topologia de malha fechada, para que 
seja possível receber informações sobre a saída do sistema, implementado 
assim uma realimentação. 
Conforme já discutimos anteriormente, na prática, um sistema de controle 
contínuo de um processo é composto por várias malhas de controle com 
realimentação, com o objetivo de controlar diferente variáveis que são 
fundamentais para aquele processo. Um exemplo clássico de controle contínuo 
com diversas malhas é o controle das variáveis de uma reação química, no qual 
são monitoradas e controladas variáveis, como temperatura, pressão e vazão 
(Groover, 2011). 
Existem diferentes maneiras de implementar sistemas de controle 
contínuo. A seguir, vamos discutir a respeito de algumas delas, tratando das 
estratégias adotadas por cada tipo de sistema. 
 
 
28 
• Controle regulatório: nesse tipo de configuração, o objetivo do sistema 
é manter o valor da saída no nível desejado, para isto, realiza medições 
e comparações com este nível. Caso exista diferença entre os valores, 
que chamamos de erro, o sistema de controle, então, aplica ações 
corretivas no sistema, com o intuito de restabelecer o valor da variável de 
saída no nível desejado. Nesse tipo de sistema, a medida corretiva só é 
tomada após a incidência de uma perturbação que gere um sinal de erro 
na variável, caso isto não ocorra, nenhuma medida de controle é 
necessária, por isso é chamado de controle regulatório. Uma 
desvantagem desse tipo de sistema é que ele só atua a partir da 
identificação de um erro, sendo assim, não é possível corrigir um 
problema durante o processo. 
• Controle preditivo: quando falamos em controle preditivo, estamos nos 
referindo a uma malha de controle capaz de antecipar os efeitos de 
perturbações que ocorram no processo e possam vir a prejudicá-lo. Neste 
caso, o sistema tem possíveis elementos sensores que identificam a 
perturbação e analisam se ela tem potencial de interferir nas variáveis do 
processo e, caso tenha, o próprio sistema aplica medidas corretivas ainda 
durante o processo, para que o resultado não seja afetado. Esse tipo de 
controle é indicado para aqueles processos em que não se pode esperar 
que ele acabe para corrigir possíveis desvios na variável de saída, pois 
isto acarretaria problemas com a produção. Vale lembrar que por mais 
que exista essa previsão e medições das perturbações, podem ocorrer 
erros nas medições dos sensores, então nem mesmo nessa configuração 
o sistema está livre de falhas. 
• Controle adaptativo: existem ambientes em que as condições são 
alteradas ao longo do tempo, nesses casos, o sistema precisa ser capaz 
de se ajustar com o objetivo de que seu desempenho não seja 
comprometido. Neste sentido, podemos contar com o controle adaptativo, 
que por meio da medição das variáveis e índices de desempenho 
calculados, a partir de medidas de desempenho, podem identificar 
problemas, tomar decisões e realizar modificações no processo. 
Podemos dizer que são sistemas altamente tecnológicos que empregam 
algoritmos para determinação de parâmetros de entrada ideais e são 
capazes de interpretar informações e tomar decisões por si mesmos. 
 
 
29 
A escolha de qual topologia será adotada deve levar em consideração as 
características do processo, as suas necessidades e quais as melhores 
estratégias. Por isso, uma avaliação criteriosa a respeito do processo deve ser 
realizada. 
5.2 Controle discreto 
Quando falamos de controle discreto, estamos nos referindo a sistemas 
de controle que trabalham com variáveis e parâmetros discretos e realizam 
mudanças nestes em intervalos discretos de tempo. Ou seja, esses sistemas 
não ficam constantemente medindo as variáveis, e sim realizam verificações em 
instantes programados. 
Usualmente, as mudanças relacionadas ao status das variáveis e 
parâmetros também são discretas, principalmente binárias, como mudança de 
ligado para desligado, e vice e versa. Essas mudanças também são definidas 
previamente no programa de instruções, sendo assim, o controlador sabe quais 
ações devem ser implementadas diante de uma modificação nos parâmetros. 
As mudanças podem ocorrer de duas maneiras distintas, sendo elas 
ocasionadas por tempo ou ocasionadas por eventos. A seguir, vamos distinguir 
estas duas condições. 
• Mudanças ocasionadas por tempo: neste caso, as mudanças ocorrem 
ou porque o processo atingiu um determinado ponto específico no tempo, 
ou, então, porque se passou um intervalo de tempo.As mudanças 
ocasionadas por tempo são definidas previamente no programa de 
instruções e obrigatoriamente vão ocorrer, pois elas não estão 
condicionadas a ocorrência de eventos como o outro tipo de mudanças 
que abordaremos na sequência. São exemplos de aplicações de 
mudanças ocasionadas por tempo as operações de tratamento de calor, 
pois elas devem ocorrer num determinado intervalo de tempo previamente 
definido. 
• Mudanças ocasionadas por evento: quando as mudanças ocorrem 
devido a eventos, temos que a resposta do controlador ocorre em 
resposta a alguma situação que ocorreu e gerou uma mudança de status 
no sistema. Usualmente, essas mudanças são para iniciar ou terminar 
uma operação, ligar ou desligar um atuador, abrir ou fechar alguma 
 
 
30 
válvula, entre outras (Groover, 2011). Podemos citar como exemplo de 
mudança ocasionado por evento, o início do processo de usinagem de 
uma peça que só começa caso a peça seja posicionada e o sensor 
identifique a sua presença, caso nenhuma peça seja posicionada, o 
processo não ocorre. 
As duas mudanças que discutimos estão relacionadas aos dois tipos de 
controle discreto que existem, sendo as mudanças ocasionadas por tempo 
relacionadas ao controle lógico sequencial, pois depende do decorrer do tempo, 
e as mudanças ocasionadas por evento associadas ao controle lógico 
combinacional. 
Os sistemas de controle discreto são empregados tanto na indústria de 
processos quanto na indústria de produção discreta, que estudamos 
anteriormente nesta etapa. Porém, ocorre uma predominância desse tipo de 
controle nas indústrias de produção discreta, devido as características das 
operações. 
FINALIZANDO 
Estamos finalizando esta etapa e nela pudemos fazer uma introdução à 
automação industrial, em que analisamos o contexto no qual ela surgiu. 
Abordamos também sobre a flexibilidade dos sistemas automatizados, 
discutindo sobre a relação entre o nível de flexibilidade e volume e variedade da 
produção. Verificamos as vantagens que esses sistemas trazem para as plantas 
industriais, além de discutir, também, sobre suas desvantagens. Ainda no 
primeiro tópico, abordamos os elementos básicos de um sistema automatizado, 
os quais são: energia, programa de instruções, sistemas de controle e processo. 
No Tópico 2, discorremos a respeito das funções avançadas que os 
sistemas de controle podem assumir, verificando como estes podem contribuir 
com outras áreas auxiliares da manufatura. Além disso, abordamos os níveis de 
automação por meio da representação da pirâmide da automação. Isto foi 
importante para entendermos onde cada elemento do sistema está localizado e 
qual sua função dentro do sistema como um todo. Ainda, os níveis de automação 
mostram como cada um deles se relaciona com os demais e quais tipos de 
informações são trocadas entre eles. 
 
 
31 
Na sequência, tratamos, no Tópico 3, dos tipos de indústrias, 
classificando-as entre indústrias de processos e indústrias de produção discreta. 
Vimos que as indústrias de processos trabalham com montantes de materiais, 
portanto, possuem como variáveis e parâmetros de interesse os sinais 
contínuos. Já as indústrias de produção discreta processam quantidades de 
materiais, que tendem a ser sólidos. Isto faz com que as variáveis e parâmetros 
de interesse sejam discretos. Analisamos, também, as diferentes operações 
típicas de cada tipo de indústria. 
Estudamos, no Tópico 4, os sistemas de controle, diferenciamos controle 
manual e controle automático, além de discutir a respeito das topologias das 
malhas de controle. Constatamos que existem sistemas de controle em malha 
aberta, nos quais não existe o sensoriamento e medição das variáveis de saída. 
Portanto, são indicados para sistemas mais simples ou, então, aqueles em que 
o processo pode ser controlado de maneira precisa sem a necessidade de 
sensores. 
Ademais, vimos as características da malha de controle fechada, ou 
também conhecido como controle por realimentação, na qual existe a presença 
de sensores que farão medições das variáveis de saída com o objetivo de gerar 
condições para o controlador realizar comparações com valores de parâmetros 
previamente definidos. 
Finalizamos esta etapa com o estudo sobre o controle contínuo e o 
controle discreto. Verificamos quais as diferenças entre esses sistemas, que 
basicamente podemos dizer que estão no tipo de variável a ser manipulada e 
sobre os métodos de medição delas. Estabelecemos que a maioria das malhas 
de controle contínuo são formadas por várias outras malhas, com o objetivo de 
controlar diversas variáveis que são interessantes ao processo. No controle 
discreto, pudemos aprender que as mudanças podem ocorrer tanto por tempo 
quanto por eventos e como isto implica no controle lógico sequencial e no 
controle lógico combinacional. 
 
 
 
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REFERÊNCIAS 
GROOVER, M. Automação industrial e sistemas de manufatura. 3. ed. São 
Paulo: Pearson Prentice Hall, 2011. 
LAMB, F. Automação industrial na prática. Tradução de Márcio José da 
Cunha. Porto Alegre: AMGH, 2015. 
	Conversa inicial
	FINALIZANDO
	REFERÊNCIAS