Cap.5 - Instrumentação e Tecnologias

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Automação Industrial
Instrumentação e Tecnologias
Prof° Lucas Silvestre Chaves
lucas.chaves@prof.una.br
Antiguidade até século XVIII
Evolução da Tecnologia no Processo Produtivo
Mecanização e o Processamento de Materiais
Uso de força animal, Alavanca, Moinho de Vento, 
Rodas d'água, etc
Antiguidade até século XVIII
Evolução da Tecnologia no Processo Produtivo
Mecanização e o Transporte e Armazenamento 
de Materiais
Invenção da roda, carrinho de mão, etc
Século XIX
Evolução da Tecnologia no Processo Produtivo
Mecanização e o Processamento de Materiais
Máquina à vapor, eletricidade, motores e bombas 
elétricas
Início do século XX
Evolução da Tecnologia no Processo Produtivo
Mecanização e o Processamento de Materiais
Fordismo, Taylorismo, Linha de produção em Série
Final do século XX
Evolução da Tecnologia no Processo Produtivo
Mecanização e o Processamento de Materiais
Centros de Usinagem, Manipuladores Robóticos
Final do século XX
Evolução da Tecnologia no Processo Produtivo
Mecanização e o Transporte e Armazenamento 
de Materiais
Veículos de transporte, Esteiras rolantes, Correias
Controle
ProcessoInsumo Produto
PRODUÇÃO
PARTE II: Evolução da Tecnologia para o Controle do Processo
Processamento, Transporte 
e Armazenamento de 
INFORMAÇÃO
Informação: “Matéria” no Controle do Processo
Numa unidade produtiva, 
informações são geradas 
dentro e fora do processo, e 
precisam ser transportadas, 
armazenadas e processadas
Informação: Organização de 
dados que representa 
acréscimo de conhecimento 
para quem recebe
Século XIX e início século XX
Evolução da Tecnologia no Controle do Processo
Instrumentos de Medição: Transdutores industriais 
analógicos apenas com indicação local
Meados século XX (Era da Eletrônica)
Evolução da Tecnologia no Controle do Processo
Transmissores capazes de transportar a informação 
por cabos individuais
Segunda metade do século XX (Era da Informática)
Evolução da Tecnologia no Controle do Processo
Transporte de Informação: Uso de redes digitais. As informações são 
enviadas por uma única via. 
Redes FieldBus, Profibus, DeviceNet, ASI
Segunda metade do século XX (Era da Informática)
Evolução da Tecnologia no Controle do Processo
Transporte de Informação via transmissor sem fio
Onda de rádio, GPS/GPRS, wifi
Sistema de controle de
processos por computador
Atuadores
• Um atuador é um dispositivo físico (dispositivo de hardware) que
converte um sinal de comando vindo do controlador em uma
mudança em um determinado parâmetro físico.
• A mudança é normalmente mecânica (por exemplo, posição ou
velocidade).
• Um atuador é um transdutor de energia, visto que transforma um
tipo de quantidade física (energia elétrica) em outro tipo de
quantidade física (energia mecânica ou térmica por exemplo)
• O sinal de comando do controlador costuma ser de baixo nível de
energia e, portanto, um atuador pode demandar também um
amplificador que aumente o sinal até que ele seja capaz de acionar o
atuador. Os atuadores podem ser elétricos, hidráulicos ou
pneumáticos, exemplos:
✓ Atuadores elétricos: servomotor CC, motores CA, motores de passo,
válvulas, aquecedores, sinalizadores, solenóides (relés), etc.
✓ Atuadores hidráulicos: válvulas, cilindros e motores. Utilizam fluido
hidráulico para amplificar o sinal do comando do controlador
✓ Atuadores pneumáticos: válvulas, cilindros e motores. Utilizam ar
comprimido como energia propulsora.
Exemplos de Atuadores
Relé solenóide:
Motores elétricos:
Motor CC
Motor CA
Motor de 
passo
Exemplos de Atuadores
Atuadores hidráulicos e pneumáticos:
Exemplo de Atuadores
Sensores
• Um sensor é um transdutor, um dispositivo que converte uma
variável física de uma forma em outra variável física.
• A função do sensor é captar informações importantes de um
determinado processo, adequar estas informações e enviá-las ao
controlador do processo.
• Existem diversos sensores existentes no Mercado. Exemplos de
sensors muito utilizados nos processos industrias são:
– sensores de pressão;
– sensores de vazão;
– sensores de temperatura;
– sensores de nível;
– sensores de velocidade;
– Sensores de luminosidade;
– Interruptores;
• Os sensores se dividem em duas categorias básicas:
– Analógicos;
– Discretos.
Pressão:
Capacitivos
Exemplos de Sensores
Pressão:
Piezo-resistivo (Strain Gage ou Extensômetros)
P = F / A
Podem medir força!
Exemplos de Sensores
Vazão – Placa de orifício:
Exemplos de Sensores
Vazão – Turbina:
Exemplos de Sensores
Temperatura: 
Termopar
PT100
(Termistor)
Termopar
Exemplos de Sensores
Nível – Ultrassônico:
Exemplos de Sensores
Posição e velocidade – Encoder óptico
Exemplos de Sensores
Potência, força e torque – Dinamômetro:
Exemplos de Sensores
Intensidade luminosa – Fotômetro
Fotoresistor
Fototransistor
Exemplos de Sensores
Interruptores:
Pressostato Chave de fim-de-curso
Fotoelétrico ou óptico
Exemplos de Sensores
Interruptores:
Cortina de luz
- Sensor óptico
- Segurança
Exemplos de Sensores
Cenário Atual: Gestão de Ativos Industriais
Existem softwares utilizados para gerenciar os atuadores e os sensores
de um processo com objetivo de garantir a confiabilidade destes
dispositivos. Abaixo estão algumas funções destes softwares:
Cenário Atual: Controle de Expedição
Há softwares dedicados ao controle de expedição, com objetivo de
controlar a entrada e a saída de insumos em uma indústria.
Cenário Atual: Automação do Esforço de Vendas
A automação também está presente no setor de vendas com a
finalidade expandir os negócios da indústria.
Cenário Atual: Gestão Corporativa
Os ERPs (Enterprise Resource Planning) são softwares utilizados para a
gestão cooporativa da empresa.
Tendência: Indústria 4.0
O uso de tecnologias avançadas pelas indústrias em seus processos é
cada vez mais necessário para que essas indústrias sejam competitivas
mercado. A partir desta tendência, profissionais da área afirmam
estarmos vivendo a 4ª Revolução Industrial, dando origem a um novo
conceito de indústria: a Indústria 4.0.
Indústria 4.0
Vídeos:
https://www.youtube.com/watch?v=jC5Yvj3GWUg
https://www.youtube.com/watch?v=NF0MwKRidPg
Indústria 4.0