Exercícios Respodidos

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NOME DA DISCIPLINA: 
	 Automação de Processo e Robótica - CCE0105
	
	Introdução à Automação
1) A automação programada pode ser confundida com a flexível? Indique a única resposta correta.
a) A automação programada pode ser confundida com a flexível, mas diferencia-se pelo fator da produção ser efetuada em pequenos lotes.
b) A automação programada não pode ser confundida com a flexível, por fatores técnicos.
c) A automação programada pode ser confundida com a flexível, mas diferencia-se pelo fator da produção ser efetuada em grandes lotes.
d) A automação programada pode ser confundida com a flexível, mas diferencia-se pelo fator da produção ser efetuada em lotes médios.
e) A automação programada não pode ser confundida com a flexível, mas diferencia-se pelo fator da produção ser efetuada em lotes.
2) Como se dá a utilização da automação rígida na produção industrial? Defina Automação Flexível.
Resposta: Podemos utilizar nas industrias automotiva, onde as estações de trabalho realizam operações e usinagem em componentes de motores, da tranmissão e nas diferentes peças que constituem a mecânica automotiva, outro exemplo é a linha de transferência.
A automação Flexível é uma combina características da fixa e programável, não precisa de reprogramação sendo mais adaptável.
3)Como se dá a composição da automação flexível e para qual volume de produção é utilizada?
Resposta: O sistema é capaz de trocar de um trabalho para o próximo sem perda de tempo entre eles. As taxas de produção são médias, podendo ser uma produção contínua de um conjunto variado de produtos.
4)A automação rígida é própria para emprego em qual capacidade de volume de produção? Neste caso quantos tipos de produtos podemos ter na linha de produção?
Resposta: A automação rígida é utilizada em produção alta para o mesmo tipo de produto, não sendo possível mudar o projeto. 
5) Com relação a estrutura do CLP marque a alternativa INCORRETA.
a) As entradas podem ser dois tipos: digitais e analógicas.
b) Um sensor é um exemplo de entrada digital.
c) Uma entrada analógica pode assumir apenas dois estados, 0 ou 1.
d) Os termopares são exemplos de entradas analógicas.
e) Uma entrada digital pode assumir apenas dois estados, 0 ou 1.
6) Que é o Ladder?
a) É a metodologia aplicada para solução de problemas em automação
b) É a linguagem de programação mais utilizada nos CLP que é semelhante a um esquema elétrico funcional.
c) É um software proprietário para programação de equipamentos industriais.
d) É uma escada para instalação de CLP em prédios que possuem mais de dois andares.
e) É um instrumento para medição da corrente no CLP.
7) A arquitetura do CLP está constituída basicamente de:
a) Fonte alimentação, CPU, dispositivos I/O, memórias e terminal de programação.
b) Fonte de tensão, motor, unidades de armazenamento e teclado.
c) Monitor, dispositivo de impressão, memórias e CPU.
d) Memórias PROM e EPROM, cartão de comunicação, monitor e CPU.
e) Todas as respostas estão corretas.
	Instrumentação
8) Em um sistema de automação e controle, o instrumento que mede uma variável do processo e a envia, a distância, a outro instrumento ou conjunto de instrumentos, é denominado:
a)Transdutor;
b)Controlador;
c)Registrador;
d)Transmissor de sinais;
e)Elemento final de controle;
9) Sabe-se que a tomada de impulso é o primeiro passo da regulação automática de um processo qualquer, sendo geralmente necessário transformar esse impulso em uma forma mais conveniente ou fácil de transmitir ou manejar. Como se denomina o componente que executa essa transformação?
a)Tomador;
b)Regulador;
c)Transdutor;
d)Válvula automática;
e)Visor;
10) Um elemento final de controle é um dispositivo que:
a)Atua diretamente sobre o controlador.
b)Converte o sinal da variável a ser controlada e o envia ao sistema de controle.
c)Opera internamente no sistema de controle, e sua saída é sempre um sinal elétrico.
e)Recebe o sinal do processo e o converte a um sinal exclusivamente elétrico.
f)Recebe o sinal de controle e atua no processo para manter a variável a ser controlada em um valor predeterminado.
	Controladores
11) Um CLP possui dispositivos de entrada e saída para conexão com outros equipamentos externos, promovendo a troca informações. O que são as variáveis de entrada?
Resposta: São entradas digitais ou analógicas, ou seja se for digital, ele é caracterizado por eventos discretos com processos que variam de valores de 0 ou 1, que só assumem valores dentro de um conjunto finito. Se a entrada for analógica o valor é definido por por intervalos de tensão e corrente elétrica. 
12)Analise as seguintes afirmações sobre os controladores lógico-programáveis (CLP) e marque a alternativa CORRETA:
O tempo de execução do seu ciclo é fixo, independentemente de outras variáveis do sistema;
Para executar um programa, o (CLP) lê todas as entradas de uma única vez e armazena na memória. Executa em seguida todo o programa e atualiza a memória equivalente dos estados de saída, antes de atualizar a saída física;
Os (CLP’s) usualmente não possuem contadores e temporizadores internos, tornando-se necessário adicionar módulos externos para obter essa funcionalidade.
a)É verdadeira somente a afirmação I.
b)São verdadeiras somente as afirmações II e III.
c)É verdadeira somente a afirmação II.
d)São verdadeiras somente as afirmações I e III.
e)São verdadeiras todas as afirmações.
13) Cite 3 características (Vantagens) dos CLP’s (Controladores Lógicos Programáveis) que justificam sua ampla utilização na indústria.
Resposta: 
1 - São equipamentos de fácil configuração e programação
2 - Fácil manutenção e alta resistência 
3 - Controle Online
14) Um CLP possui dispositivos de entrada e saída para conexão com outros equipamentos externos, promovendo a troca informações. O que são as variáveis de saída? 
Resposta: As saídas/entradas digitais ou analógicas são os elementos variáveis entre valores conhecidos como tensão ou corrente ( sistema dinâmico ou controle dinâmico).
15) Descreva o que é SCAN de um programa em linguagem LADDER e como ela é realizada. 
Resposta: É o ciclo de varredura que o CLP faz. Quando há entrada de valores digitais ou analógica, eles ficam no cartão de entrada, em seguida são salvas na memória de entrada, depois executa todas as instruções da linha do programa do usuário, será gerado o valor de saída analógico ou digital no catão de saída, memória de saída e a insrtução do que por exemplo um atuador conectado, pode abrir ou fechar.
	Redes Industriais
16) Analise as afirmações e escolha a opção CORRETA:
As redes de campo de alto nível permitem implementar estratégias de controle no nível dos instrumentos.
A utilização de redes de campo reduz a quantidade de condutores para a interligação dos instrumentos.
A instrumentação convencional, que utiliza sinais de 4 a 20 mA, permite implementar estratégias de controle no nível dos instrumentos.
Os controladores programáveis apresentam facilidades para implementação de lógicas sequenciais e de intertravamentos.
a)As afirmações I, II e III são corretas.
b)As afirmações I, III e IV são corretas.
c)As afirmações I, II e IV são corretas
d)As afirmações II, III e IV são corretas.
17) Como surgiram as redes industriais no processo de automação industrial? 
Resposta: Devido a necessidade de comunicação entre os CLP's e os computadores, surgiram as redes industriais. Estas redes devem transmitir os dados referentes aos processos, hoje em dia, altamente complexos, dos sistemas industriais. Interconectando sistemas de produção com sistemas de gestão corporativa. Os protocolos utilizados nas 7 camadas OSI são de fundamental importância para o bom funcionamento destas redes.
	Sistemas Supervisórios
18) Cite e descreva os dois modos operacionais de um sistema supervisório.
Resposta: O sistema supervisório é caracterizado por duas fases: 
*Modo Desenvolvimento (Development Time) , em que se cria o desenhoque será animado, as telas, os programas, os bancos de dados, etc...
*Modo Execução (Run Time), em que se mostra o sistema em operação.
19) Descreva o que são telas de grupo de um sistema supervisório e o que elas apresentam.
Resposta: São telas representativas de cada processo ou unidade, apresentando objetos e dados de uma determinada área de modo a relacionar funções estanques dos processos.
20) Devido a evolução dos sistemas computadorizados, estes ganharam diversas aplicações industriais, auxiliando o gerenciamento de estruturas controle-comando. Nos sistemas industriais são utilizados sensores e atuadores, para recolher dados fundamentais para o controle do processo e atuarem adequadamente no processo. Como estes dispositivos atuam no processo? 
Resposta: Os atuadores são responsáveis pela variação de parâmetros do processo a ser controlado recebendo o sinal proveniente do controlador e agem sobre o sistema controlado. Praticamente todas as ações físicas realizáveis por um operador humano sobre um processo podem ser realizadas (com maior precisão) por um atuador controlado eletronicamente.
Os sensores atuam detectando uma variável física de interesse, ex: pressão, temperatura, força. Para controlar um processo industrial é necessária a medição e o controle de uma série de variáveis físicas, químicas, e para isso se utiliza a instrumentação.
21) O que são telas de malhas de um sistema supervisório e o que elas devem apresentar e de que forma? 
Resposta: São telas que apresentarão ao operador uma visão global de um processo, sob visualização imediata na operação da planta. Nessas telas são apresentdos os dados mais significantes à operação e objetos que representam o processo.
22) Descreva o que são alarmes normais ou pré-alarmes de um sistema supervisório. 
Resposta: São alarmes que não requerem qualquer necessidade de intervenção em relação ao seu funcionamento, exigindo apenas o estado de atenção do operador da planta.
	Robótica
23) Descreva como as juntas de um braço manipulador de um robô são também denominadas e o que elas permitem.
Resposta: As juntas também são conhecidas como eixo que pode ser linear ou rotacional. O número de juntas determina os graus de liberdade do robô. Cada tipo de configuração de juntas, permite alcançes diferentes como: O Cartesiano que alcançam qualquer cubo de lado L; o Cilíndrico alcançam qualquer ponto em um cilíndro de altura L e raio 2L, exceto os pontos do cilíndro inteiro de raio L e altura L; o Esférico alcançam qualquer ponto de uma esfera de raio 2L, exceto a esfera interna de raio 1; o Articulado alcançam qualquer ponto de um cilíndro de raio 2L e altura L; e o SCARA alcançam qualquer ponto de uma esfera de 2L.
24) Descreva para que tipo de tarefa um robô SCARA é utilizado, como ele é codificado e como ele se caracteriza.
Resposta: É utilizado para tarefas de montagem e codificado como RRP e caracteriza-se por possuir 2 juntas de revoluçaõ e uma deslizante.
25)Quais são as características funcionais e estruturais dos robôs?
Resposta: Os robôs industriais utilizados nas linhas de produção, que incluem fundição, pintura, soldagem, montagem, movimentação de cargas, inspeção de produtos, e realização de teste, tudo realizado com uma precisão, velocidade e robustez relativamente elevadas.
26) Os acionadores são dispositivos responsáveis pelo movimento das articulações e do desempenho dinâmico do robô. Esses dispositivos podem ser elétricos, hidráulicos ou pneumáticos, cada um com suas características. Como atua o acionamento hidráulico?
Resposta: Este tipo de acionamento utiliza uma unidade hidráulica composta de um motor de movimento rotativo e de um cilindro para a realização de movimentos deslizantes. Essa unidade de acionamento hidráulico provoca movmento em pistões que comprimem o óleo nas duas partes do cilindro e que impulsionam o pistão.
27) Os acionadores são dispositivos responsáveis pelo movimento das articulações e do desempenho dinâmico do robô. Esses dispositivos podem ser elétricos, hidráulicos ou pneumáticos, cada um com suas características. Como atua o acionamento pneumático?
Resposta: Similar ao hidráulico mas lembrando que na unidade de acionamento pneumático, utiliza-se ar no lugar do óleo. Esse tipo de acionamento apresenta alto grau de precisão nas paradas, é empregado em sistemas automáticos simples, mas pouco utilizado em robôs devido à alta compressibilidade, o que reduz a habilidade de realizar controle preciso. É muito utilizado em movimentos de preensão, tanto para abrir como para fechar garras.
28) Como podemos descrever a cinemática de um robô em relação aos seus movimentos?
Resposta: É a análise do movimento de um corpo sem considerar as causas deste movimento.Em particular a cinemática de um manipulador diz respeito à descrição do movimento do manipulador com respeito a um sistema de coordenadas.
Sua definição se dá por meio de um conjunto de ângulos associados ao movimento angular de cada grau de liberdade do robô.
29) Os manipuladores podem ser classificados pela sua estrutura mecânica. Uma das principais configurações básicas de um manipulador é a configuração conhecida como manipulador cartesiano. Qual é a sua composição?
Resposta: Têm 3 das articulações principais do tipo deslizante, ou prinmática, possuem pequena área de trabalho comparados com manipuladores de dimensões semelhantes, mas de diferente geometria.
30) Um dos sistemas robóticos mais encontrados na indústria, nas instituições de ensino e na área espacial, são os robôs manipuladores industriais ou simplesmente chamados de manipuladores. Qual é a estrutura de um manipulador?
Resposta: São compostos por juntas, elos e punhos: podem ter de 3 a 6 eixos que podem ser divididos em 2 classes: eixo do corpo e eixo da extremidade do robô, também tem a base onde fica a CPU ou a IHM.
31) Que tipos de motores típicos são utilizados nos manipuladores?
Resposta: Atualmente os motores elétricos, CA ou CC, por serem mais acessíveis e silenciosos, são os mais atrativos para ser empregados em robótica. Na prática os atuadores podem ser utilizados na forma de motores, eletroímãs, freios magnéticos, valvulas solenóides para acionamento de cilindros hidráulicos e peneumáticos etc.
32) A cinemática é a análise do movimento de um corpo sem considerar as causas deste movimento. Em particular a cinemática de um manipulador diz respeito à descrição do movimento do manipulador com respeito a um sistema de coordenadas. Qual é a única alternativa correta para designar este sistema de coordenadas?
a)Sistema de coordenadas avançadas fixas.
b)Sistema de coordenadas storm-liouville fixas.
c)Sistema de coordenadas cartesianas fixas.
d)Sistema de coordenadas polares.
e)Sistema de coordenadas cilíndricas.
33) Como, geralmente, é classificada a modelagem de robôs industriais?
Resposta: Em cinemática (geométrica) e dinâmica (cinética).
Cinética do robô pode ser facilmente ser confundido com energia cinnética do robô.
Também tem cinemática direta e inversa.
34) A tarefa de executar corretamente o movimento do efetuador é atribuída ao sistema de controle que fornece aos atuadores das juntas do manipulador comandos compatíveis com a trajetória de movimento desejada. O projeto de controle de movimento do manipulador exige a análise das características da estrutura mecânica, dos atuadores e dos sensores. Qual é o objetivo desta análise?
Resposta: Sensores e atuadores são os principais elementos operativos constituintes de projeto de sistemas mecânicos. Seu objetivo se dá para estudos do comportamento de uma junta robótica.
35)Qual é a utilidade do modelo dinâmico dos robôs industriais?
Resposta: Se dá para o desempenho dinâmico do braço robótico, associado a velocidade de resposta, estabilidade e precisão.
36) Os manipuladores podem ser classificados pela sua estrutura mecânica. Quais são as principais configurações básicas? 
Gabarito: Cartesianos, Cilíndricos, Esféricos, Revolução ou articulados.
37)Descreva quando um robô é denominado robô redundante e o que isto significa. 
Gabarito: Um robô com mais de seis juntas é denominado robô redundante, o que significa que tem mais graus de liberdade do que o mínimo necessário para a execução da tarefa.