Apostila Engenharia de Controle e Automacao

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ENGENHARIA DE CONTROLE E 
AUTOMAÇÃOAUTOMAÇÃO
Centro de Tecnologia
Universidade Federal de Santa Maria
www.ufsm.br/engautom
Prof. Dr. Leandro Michels
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Definições: controleDefinições: controle
• Sistemas de controle
– É um dispositivo ou conjunto de dispositivos 
usados para gerenciar, comandar, dirigir ou 
regular o comportamento de outros 
dispositivos ou sistemas
• Principais classes:
– Controle de sistema a eventos discretos
• Comando sequencial ou controle lógico
• Ex.: semáforo
– Controle de sistemas contínuos
• Controle linear
l d l id d d i 2
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• Ex.: controle de velocidade de uma esteira
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Definições: automaçãoDefinições: automação
• Sistemas de automação• Sistemas de automação
– É o uso de sistemas de controle e 
tecnologias da informação para reduzir atecnologias da informação para reduzir a 
necessidade de trabalho humano para a 
produção de coisas e serviços. p ç ç
– Diferente da mecanização, que substitui a 
força humana por máquinas, a 
automação reduz a necessidade do uso 
contínuo dos sentidos humanos para 
i ã d id d t linspeção e da capacidade mental 
humana para controle.
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Principais campos de atuaçãoPrincipais campos de atuação
• Automação de processos industriaisAutomação de processos industriais
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Principais campos de atuaçãoPrincipais campos de atuação
• Em projetos de sistemasEm projetos de sistemas 
industriais as diversas áreas da 
engenharia atuam de formaengenharia atuam de forma 
integrada
• Normalmente o engenheiro de• Normalmente o engenheiro de 
C&A atua no último estágio da 
construção sendo o responsávelconstrução, sendo o responsável 
por integrar os sistemas 
desenvolvidos por outra áreas dadesenvolvidos por outra áreas da 
engenharia
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Principais campos de atuaçãoPrincipais campos de atuação
Etapas típicas de implementação de uma indústria: 
Etapa 1
• Engenheiro Químico
• Projeto do processo industrial e requisitos do sistema (equipamentos, máquinas, etc)
Etapa 2
• Engenheiro Civil
• Projeto e execução das instalações físicas (prédio)
Etapa 3
• Engenheiro Mecânico
• Projeto e execução das instalações mecânicas (elevadores, esteiras, etc)
Etapa 4
• Engenheiro Eletricista
• Projeto e execução das instalações elétricas (iluminação, motores, etc)
Etapa 5
• Engenheiro de Controle e Automação
• Projeto e execução da integração dos equipamentos do sistema (conf. projeto inicial)
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Principais campos de atuaçãoPrincipais campos de atuação
• Ex.: Automação de processos industriaisEx.: Automação de processos industriais
Desenvolvimento de software
para integração de sistemas
Projeto e implementação 
de software de controle
industriais
Instalação e configuração de redes
de comunicação entre as máquinas
Instalação e testes de 
sensores e atuadores
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ç qsensores e atuadores
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Principais campos de atuaçãoPrincipais campos de atuação
• Sistemas embarcados para automação e controleSistemas embarcados para automação e controle 
de equipamentos eletromecânicos
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Principais campos de atuaçãoPrincipais campos de atuação
• Em projetos de sistemas embarcados, o engenheiro p j , g
desenvolve todas as etapas do projeto
Projeto do sistema 
mecânico Projeto do circuito
eletrônico
Programação doProgramação do 
software 
embutidoProjeto dos sensores
e atuadores
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Áreas envolvidas em C&AÁreas envolvidas em C&A
INFORMÁTICAINFORMÁTICA
CÂ C ELETRÔNICAMECÂNICA ELETRÔNICA
ELETROTÉCNICAGESTÃO ELETROTÉCNICAGESTÃO
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Eletrotécnica em C&AEletrotécnica em C&A
Ex : Equipamento para linha de produçãoEx.: Equipamento para linha de produção
– Escolha e dimensionamento 
d t d ddo motor adequado
– Projeto do painel de comando,
ã id d
Motor Painel
proteção e partida do motor
(painel de comando)
j i ã
Motor
I– Projeto e parametrização 
do sistema de controle da 
posição (inversores de
Inversor
posição (inversores de
frequencia)
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Eletrotécnica em C&AEletrotécnica em C&A
Máq inas elétricas• Máquinas elétricas
– Escolha e dimensionamento
• Acionamentos elétricos
– Comando, proteção e partida de 
motores
• Eletrônica industrial
– Dispositivos para partida e 
controle de motores
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controle de motores
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Eletrônica em C&AEletrônica em C&A
Ex : Medidas de grandezas em processos A dEx.: Medidas de grandezas em processos
– Escolha dos sensores e 
t d
Sensor
Atuador
atuadores
– Projeto dos circuitos de
condicionamento dos sinais
dos sensores e atuadores
(instrumentação)
– Projeto do circuito dos
controladores eletrônicos
Controlador
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Controlador
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Eletrônica em C&AEletrônica em C&A
Instr mentação eletrônica• Instrumentação eletrônica
– Sensores (“medidores”) e 
atuadores (“acionadores”)
• Controladores eletrônicos• Controladores eletrônicos
– Eletrônica analógica 
• Sistemas microprocessadosSistemas microprocessados
– Eletrônica digital
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Mecânica em C&AMecânica em C&A
• Ex : Equipamento automatizado de produçãoEx.: Equipamento automatizado de produção
– Escolha do processo de 
f b i ã â i
Mecanismo
fabricação mecânica
– Projeto de mecanismos
automatizados e robotizados
– Desenvolvimento de 
programas para 
automação de 
máquinas‐ferramentas UsinagemCNC
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Mecânica em C&AMecânica em C&A
• Processos de fabricação mecânica• Processos de fabricação mecânica
– Usinagem, conformação, soldagem, 
f di ãfundição
• Comando numérico (CNC)Comando numérico (CNC)
– Funcionamento e programação de 
á i f t
• Mecanismos
máquinas‐ferramenta
Mecanismos
– Elementos de máquinas e robótica
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Informática em C&AInformática em C&A
• Ex : Integração de sistemas industriais• Ex.: Integração de sistemas industriais
– Programação de CLPs
(i f á i i d i l)
Conexão de rede
(informática industrial)
– Projeto de software 
de supervisão e integração 
de sistemas
– Projeto e parametrização 
de redes industriais de
comunicação
Supervisório
CLP
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Supervisório
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Informática em C&AInformática em C&A
• Informática industrial• Informática industrial
– Programação para CLPs
• Engenharia de software
Programação de software– Programação de software 
supervisórios, bancos de dados e 
sistemas integrados de manufatura
• Redes industriais
sistemas integrados de manufatura
– Parametrização e integração de 
redes de chão de fábrica
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redes de chão de fábrica
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Gestão em C&AGestão em C&A
• Ex : Sistema integrado de gestão industrial• Ex.: Sistema integrado de gestão industrial
– Planejamento da estrutura de
i ã d i
Processo industrial
integração dos sistemas
– Projeto de software, 
banco de dados e redes de 
comunicação 
– Implementação, controle
e manutençãoç
Diretor
Operador
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Gestão em C&AGestão em C&A
• Custos industriais• Custos industriais
– Análise de investimentos, 
d dcustos de produção
• Administração da produçãoAdministração da produção
– Planejamento, estratégia, layout
ergonomia controle de projetosergonomia, controle de projetos
• Qualidade e produtividade
– Gestão da qualidade, controle 
estatístico do processo
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estatístico do processo
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Gestão em C&AGestão emC&A
• Gestão da manufatura
– Sistema flexível de manufatura (FMS),Sistema flexível de manufatura (FMS), 
células de manufatura 
• Integração da manufaturaIntegração da manufatura
– Sistemas de execução da manufatura 
(MES) i t i t d d tã(MES), sistemas integrados de gestão 
empresarial (ERP)
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O curso de Engenharia de C&AO curso de Engenharia de C&A
• Formação básica em engenharia• Formação básica em engenharia
– Aprofundados conhecimentos de 
matemática e físicamatemática e física
– Conhecimentos de formação básica em 
engenharia (mecânica dos sólidosengenharia (mecânica dos sólidos, 
desenho técnico, química, materiais, 
fenômenos dos transportes)
– Conhecimentos formação geral 
(administração, economia, legislação, 
metodologia científica, meio ambiente, 
humanidades)
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O curso de Engenharia de C&AO curso de Engenharia de C&A
• Formação geral em engenharia• Formação geral em engenharia
– Algoritmos e programação
Ci i lé i– Circuitos elétricos
– Eletrônica analógica
l ô d l d– Eletrônica digital e microprocessadores
– Eletrônica de potência
– Instalações elétricas
– Máquinas e acionamentos elétricos
– Processos de fabricação mecânica
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O curso de Engenharia de C&AO curso de Engenharia de C&A
ã ífi C&• Formação específica em C&A
– Modelagem de sistemas
– Controle de sistemas
– Informática industrial
– Sistemas supervisórios
– Redes industriais
– Integração da manufatura
– Comando numérico
– Robótica
– Sistemas de produção
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ENGENHARIA DE CONTROLE E 
AUTOMAÇÃOAUTOMAÇÃO
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