Automação - Aula 1 Introdução

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EC 214: Automação
Introdução à Automação
Prof.: Egidio Raimundo Neto
Santa Rita do Sapucaí
1° Semestre de 2017
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Introdução
O que é Automação???
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Introdução
O que é Automação???
- Dicionário Aurélio: Sistema Automático pelo qual os
mecanismos controlam seu próprio funcionamento, quase sem
a interferência do homem;
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Introdução
- Automação Industrial
-Automação Residencial
-Automação Comercial
-Automação Móvel (Mobile Automation)
-Automação Hospitalar 
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Introdução
- IoT – Internet of Things
- M2M – Machine to Machine
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Introdução
- IoT – Internet of Things
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Introdução
- IoT – Internet of Things
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Introdução
- M2M – Machine to Machine
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Introdução
Vídeo 1: Automação Industrial
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Introdução
Vídeo 2: Automação hospitalar
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Introdução
Pirâmide da Automação
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Introdução
Instrumentação Industrial
Um sistema de mediação é um conjunto de dispositivos
(sensores, circuitos, cabos, visores, equações, programas de
computadores, etc.) cujo objetivo é fornecer informação sobre o valor
da grandeza física que se deseja medir, o mensurado. (Aguirre, 2013)
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Introdução
Instrumentação Industrial
Sensor: Termo empregado para designar dispositivos sensíveis
a alguma forma de energia do ambiente, como por exemplo, luminosa,
térmica, cinética, relacionando informações sobre uma grandeza que
precisa ser medida, como temperatura, aceleração, velocidade,
pressão, corrente, etc.
Um elemento sensor nem sempre tem as características
elétricas necessárias para ser utilizado em um sistema de controle.
Normalmente o sinal de saída deve ser manipulado antes da sua
leitura no sistema de controle.
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Introdução
Instrumentação Industrial
Sensores Digitais: Este tipo de sensor pode assumir apenas dois
valores no seu sinal de saída ao longo do tempo. Este sinal pode ser
interpretado como 0 ou 1 (Verdadeiro ou Falso). Este tipo de sensor é
utilizado, por exemplo, para detecção da passagem de objetos.
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Introdução
Instrumentação Industrial
Sensores de Posicionamento Eletromecânicos
(Chave de fim de curso)
As chaves fim de curso são utilizadas para detectar objetos e ações
utilizando contato mecânico. Estes sensores são utilizados no dia a dia,
como por exemplo, em porta de refrigerador, em portão eletrônico, porta
de carro, etc...
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Introdução
Instrumentação Industrial
Sensor de Proximidade Indutivo
Os sensores Indutivos são dispositivos capazes de detectar a
aproximação de peças metálicas, em substituição às tradicionais chaves
fim de curso. A detecção ocorre sem que haja contato físico entre o
acionador e o sensor, aumentando a vida útil do componente por não
existir partes móveis sujeita a desgaste.Seu principio de funcionamento
é baseado na geração de um campo eletromagnético de alta frequência.
Quando um objeto se aproxima da face sensora, este campo
eletromagnético é alterado fazendo com que o circuito comparador
detecte o objeto.
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Introdução
Instrumentação Industrial
Vídeo 3: Sensor de Proximidade Indutivo - Exemplo
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Introdução
Instrumentação Industrial
Sensor de Proximidade Capacitivo
Os sensores de proximidade capacitivos são dispositivos
projetados para operar gerando um campo eletrostático e detectando
mudanças neste campo, que acontecem quando um alvo se aproxima
da face sensora. As partes internas de um sensor de proximidade
capacitivo são: oscilador, retificador de sinal, circuito de filtragem e
circuito de saída.
Os sensores de proximidade capacitivo são indicados para
detectar materiais metálicos e não metálicos. Este tipo de sensor pode
ser utilizado para:
• Controle de Nível em Silos
• Contagem de Caixas em uma linha de produção
• Conferir presença de líquidos em frascos.
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Introdução
Instrumentação Industrial
Vídeo 4: Sensor de Proximidade Capacitivo - Exemplo
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Introdução
Instrumentação Industrial
Sensores Ópticos
São componentes eletrônicos de sinalização e comando que
executam detecção de qualquer material sem que haja contato
mecânico entre eles.
O princípio de funcionamento do sensor óptico baseia-se na
existência de um emissor e de um receptor. A luz gerada pelo emissor
deve atingir o receptor com intensidade suficiente para fazer com que o
sensor comute sua saída. Os principais sensores ópticos utilizados na
indústria são:
•Sensor Óptico por Retrorreflexão
•Sensor Óptico por Transmissão
•Sensor Óptico por Reflexão Difusa
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Introdução
Instrumentação Industrial
Sensores Ópticos
•Sensor Óptico por Retrorreflexão
•Sensor Óptico por Transmissão
•Sensor Óptico por Reflexão Difusa
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Introdução
Instrumentação Industrial
Sensores Ópticos – Foto resistores
Os LDRs (Light Dependent Resistors) apresentam um
resistência elevada no escuro (10 k Ω a 100 k Ω ), e uma baixa
resistência com iluminação ambiente (1 k Ω a 5 k Ω ) . Essa resistência
varia em função do material e do tamanho do fotorresistor.
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Introdução
Instrumentação Industrial
Sensores Analógicos
Este tipo de sensor pode assumir qualquer valor (dentro de uma
determinada faixa) no seu sinal de saída ao longo do tempo. Este tipo
de sensor é utilizado para medidas de pressão, vazão, temperatura,
nível, umidade, força.
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Introdução
Instrumentação Industrial
Sensores Analógicos - Temperatura
A mediação de temperatura é de grande importância por pelo
menos duas razões: a mais óbvia é porque se trata de uma das
grandezas mais medidas no dia a dia; e por ser uma das quatro
grandezas fundamentais.
Dentre os termômetros mais antigos, podemos citar os de
bulbo de vidro, nos quais o bulbo se encontra cheio de líquido, em geral
mercúrio, e está submerso no meio que se deseja medir a temperatura.
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Introdução
Instrumentação Industrial
Sensores Analógicos - Temperatura
Bimetais
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Introdução
Instrumentação Industrial
Sensores Analógicos - Temperatura
As termorresistências ou RTDs (Resistance Temperature
Detectors) são sensores de temperatura cujo princípio de
funcionamento baseia-se na variação da resistência elétrica de um
elemento condutor em função da temperatura.
Pt-100
Temp. de -200°C até 0° C:
Temp. de 0°C até 850°C:
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Introdução
Instrumentação Industrial
Sensores Analógicos - Temperatura
Os termistores são dispositivos semicondutores cuja
resistência varia em função da temperatura. Os termistores são
extremamente sensíveis a pequenas variações de temperatura, e
possuem algumas aplicações no meio industrial, como por exemplo,
proteção dos enrolamentos em motores elétricos
NTC
PTC
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Introdução
Instrumentação Industrial
Sensores Analógicos - Temperatura
Termopares: Em 1821, Seebeck descobriu que em um circuito
fechado feito com fios de dois metais heterogêneos, uma corrente
elétrica flui se a temperatura da junção T1 estiver acima da temperatura
da outra extremidade T2.
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Introdução
Instrumentação Industrial
Sensores Analógicos – Transmissores
Dispositivo que faz a adequação do sinal de um elemento
sensor para o padrão de transmissão de sinais. Em automação, os
sinais mais utilizados são 4 a 20 mA e 0 a 10 Vdc.
O termo transmissor também é utilizado para componentes que
integram sensor, transdutor e transmissor.
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Introdução
Instrumentação Industrial
Sensores Analógicos - Pressão
Extensômetros (Strain-gage)
Células de Carga
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Introdução
Instrumentação Industrial
Sensores Analógicos - Pressão
O transdustor de pressão piezoelétrico baseia-se na
propriedade piezoelétrica do cristal de quartzo. Quando deformando
elasticamente, este tipo de material gera um potencial elétrico em seus
terminais.
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Introdução
Instrumentação Industrial
Sensores Analógicos - Pressão
O tubo de Bourdon é o instrumento mais utilizado para medida
de pressão em ambiente Industrial. A maior parte dos indicadores de
pressão (manômetros) são construído utilizando o tudo de Bourdon.
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Introdução
Instrumentação Industrial
Sensores Analógicos - Nível
Flutudores
Medidores por pressão hidrostática Medidor ultrassônico
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Introdução
Instrumentação Industrial
Sensores Analógicos - Vazão
Placa de Orifício Tubo de Venturi Tubo de Pitot
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Introdução
Acionamentos Elétricos
Dispositivos Elétricos
Os dispositivos elétricos são componentes de um sistema
automatizado que recebem os comandos do circuito elétrico, acionando
as máquinas elétricas.
Botoeiras
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Introdução
Acionamentos Elétricos
Dispositivos Elétricos
Os dispositivos elétricos são componentes de um sistema
automatizado que recebem os comandos do circuito elétrico, acionando
as máquinas elétricas.
Chave com Retenção
Chave com Múltiplos Contatos
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Introdução
Acionamentos Elétricos
Dispositivos de Proteção
- Sobretensão, queda de tensão e falta de fase
- Curto-circuito
- Rotor Bloqueado (motores elétricos)
Fusíveis
Disjuntores Contatores
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Introdução
Laboratório
Bancada
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Introdução
Laboratório
Bancada
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Introdução
Laboratório
Módulo CLP
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Introdução
Laboratório
Módulo Acionamentos
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Introdução
Laboratório
Módulo Pneumática
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Introdução
Laboratório
Vestimentas:
Laboratório de Automação e Controle 1 (III-1 e III-2)
Vestimenta 1 – Deve cobrir toda a perna 
(calça, saia ou vestido), com mangas nos 
braços (curta ou comprida) e sapato 
fechado.
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Introdução
O que é automação?!