Introdução a automação de processos ( Aula 2 )

Prévia do material em texto

*
 Docente: Antonio de Pádua
2019.1 
Automação de Processos 
CENTRO UNIVERSITÁRIO ESTÁCIO DO RECIFE
 Graduação em Engenharia Mecânica
DISCIPLINA: Automatização de Sistemas Mecânicos(CCE0697)
*
No atual mercado competitivo, as empresas são obrigadas a melhorar continuamente a produtividade das suas plantas industriais.
Uma das áreas tecnológicas fundamentais para se aumentar a rentabilidade das unidades é a de controle, automação e otimização de processos.
 Introdução
Automação de Processos e Robótica
*
	Processo Industrial é um conjunto de equipamentos que, interligados compõe um sistema de fabricação de algum produto.
Exemplos: 
 Uma Planta para produzir Papel
 Uma fabrica de Cimento
 Um alto forno em uma Siderúrgica
 Introdução
Automação de Processos e Robótica
*
Fabrica de cimento
Automação de Processos e Robótica
*
Uma Planta para Produzir Papel
Automação de Processos e Robótica
*
Uma Planta para Produzir Papel
Automação de Processos e Robótica
*
Processo Siderúrgico
Automação de Processos e Robótica
*
Automação de Processos e Robótica
*
Processo de Refino de Petróleo
Automação de Processos e Robótica
*
Automação de Processos e Robótica
*
Os processos são muito variados e normalmente envolvem transformação de estado de determinadas substancias ( Líquidas, gasosas, sólidas).
 Introdução
Automação de Processos e Robótica
*
Estes processos industriais para funcionarem corretamente possuem várias Variáveis de Processo que precisam ser monitoradas e controladas
Exemplos:
Um nível de líquido na base de uma coluna de destilação de petróleo
Uma pressão na descarga de uma bomba ou compressor
A temperatura dos gases que saem do alto forno
A vazão de vapor que produzida por uma caldeira
 Introdução
Automação de Processos e Robótica
*
 Introdução
Automação de Processos e Robótica
*
Os instrumentos de medição e controle são os elementos que permitem manter controladas as variáveis do processo com os objetivos de melhorar a qualidade do produto, aumentar em quantidade produzida, manter a segurança e melhorar do meio ambiente
A instrumentação pode, então ser definida como a ciência que aplica e desenvolve técnicas para medidas e controles em equipamentos e processos industriais.
Automação de Processos e Robótica
*
 O que é automação ? 
Automação de Processos e Robótica
*
 Automação 
 Definição 
Automação de Processos e Robótica
*
 Automação 
Automação de Processos e Robótica
*
 Automação x Mecanização
Mecanização :
 Homem Máquinas 
Automação :
 Máquinas controladas automaticamente
Automação de Processos e Robótica
*
 O objetivo principal da automação industrial é criar mecanismos que sejam capazes de produzir o melhor produto com o menor custo.
Automação de Processos e Robótica
 Objetivos da Automação Industrial
*
 A automação visa ao aperfeiçoamento da eficiência dos processos de fabricação e a obtenção de um produto de melhor qualidade a um custo mais baixo e em menor tempo.
Automação de Processos e Robótica
 Objetivos da Automação Industrial
*
 Alguns objetivos que devem ser buscados nos projetos de automação industrial são:
 Melhorar a produtividade de uma empresa de forma a reduzir os custos e aumentar a qualidade.
 melhorar a disponibilidade de produtos.
Melhorar as condições de trabalho das pessoas eliminando trabalhos perigosos e aumentando a segurança
Automação de Processos e Robótica
 Objetivos da Automação Industrial
*
 A automação é um termo muito abrangente, e estuda desde portões eletrônicos até robótica na linha de produção.
Automação de Processos e Robótica
 O que é um sistema automatizado ?
*
 A automação industrial de um sistema é um procedimento mediante o qual as tarefas de produção que são realizadas por operadores humanos são transferidas a um conjunto de elementos tecnológicos levando-se em consideração possíveis eventualidades que possam ocorrer mantendo sempre a segurança e a qualidade, de forma a otimizar o funcionamento de toda a planta.
Automação de Processos e Robótica
 O que é um sistema automatizado ?
*
Automação de Processos e Robótica
 Histórico
 Historicamente, o surgimento da automação está ligado a mecanização.
 O objetivo era sempre o mesmo, o de simplificar o trabalho do homem.
 
*
Automação de Processos e Robótica
 Histórico
 A historia da automação industrial começa na década de 20 quando Henry Ford cria a linha de produção para fabricação de automóveis.
 Programação feita utilizando relés, e a complexidade dos processos exigia, instalações em painéis dom centenas de relés
*
 O grande impulso para automação se deu com o aparecimento dos transistores na década de 60.
 No final da década de 60, surgiu o Controlador Lógico Programável.
Automação de Processos e Robótica
 Histórico
*
 Automação industrial é muito aplicada para melhorar a produtividade e qualidade nos processos considerados repetitivos.
 A automação industrial pode ser definida como um conjunto de técnicas destinadas a tornar automáticos vários processos na industria, substituindo o trabalho muscular e mental do homem por equipamentos diversos
Automação de Processos e Robótica
 Histórico
*
Automação Industrial
Automação Comercial
Automação Predial
Automação Residencial
Automação Bancária
Automação Agrícola
Automação de Processos e Robótica
Classificação da Automação
*
Automação de Processos e Robótica
 Principais Ramos da Automação
*
Automação de Processos e Robótica
 Principais Ramos da Automação
*
 Um sistema automatizado é composto por duas partes principais:
 Parte operacional
 Parte de Controle
Automação de Processos e Robótica
sistema automatizado 
*
 Parte Operacional:
 É a parte do sistema que atua diretamente no processo e é um conjunto de elementos que fazem com que a máquina de mova e realize a operação desejada.
 São os dispositivos de acionamento como motores, cilindros, compressores, válvulas, pistões e também dispositivos de detecção como sensor indutivo, capacitivo de visão, sensor ultrassônico.
Automação de Processos e Robótica
 O que é um sistema automatizado ?
*
 Parte de controle:
 É a parte programável do sistema. Atualmente o mais comum é o emprego de CLPs e computadores industriais para o controle de processos
Automação de Processos e Robótica
 O que é um sistema automatizado ?
*
Automação de Processos e Robótica
 O que é um sistema automatizado ?
*
Automação de Processos e Robótica
 O que é um sistema automatizado ?
*
Automação de Processos e Robótica
 Sensores
 Na automação industrial as máquinas precisam de sensores e transdutores para captarem as informações.
 Além de captar variáveis, esses componentes devem ser capazes de distinguir a variação de certas magnitudes do sistema a o próprio estado físico de outros componenetes.
*
Automação de Processos e Robótica
 Sensores
 Os dispositivos encarregados de converter as magnitudes físicas em elétricas são denominados transdutores.
 A diferença entre sensor e o transdutor é que: o sensor detecta uma variação no meio e o transdutor converte a variação em magnitude elétrica.
*
Automação de Processos e Robótica
 Sensores
*
Automação de Processos e Robótica
 Sensores
 Encoder
*
Automação de Processos e Robótica
 Sensores
*
Automação de Processos e Robótica
 Atuadores
 O atuador é o elemento final de controle que em resposta a um sinal de comando recebido, atua sobre a variação do o elemento final do processo.
 Um atuador converte a energia conectada nele em uma automação útil para o ambiente industrial e eles podem ser classificados em elétricos, pneumáticos e hidraulicos.*
 Válvulas (pneumáticas, hidráulicas)
 Relés 
 Cilindros (pneumáticos, hidráulicos)
 Motores (step-motor, servomotor)
 Solenóides
Atuadores ( Elemento Final )
Automação de Processos e Robótica
*
Automação de Processos e Robótica
 Atuadores
 Os atuadores elétricos são adequados para movimentos angulares e de rotação, com ou sem controle de velocidade.
 Devem ser alimentados com energia elétrica para funcionar
 Atuadores Elétricos
*
Automação de Processos e Robótica
 Atuadores
 Os atuadores pneumáticos são adequados para aplicações que demandam movimentos lineares curtos necessários por exemplo em operações de transferência, montagem de tampa, apertos, posicionamento de produtos em esteiras, etc.
 Atuadores Pneumáticos
*
Automação de Processos e Robótica
 Atuadores
 São utilizados em sua grande maioria quando a força necessária é muito alta ou quando uma máquina em marcha lenta necessita de um controle preciso.
 Atuadores Hidráulicos
*
Automação de Processos e Robótica
 Pré Atuadores
 O termo pré atuador aplica-se nos casos onde é necessária uma amplificação do sinal de controle para que o atuador possa ser acionado.
Contator
Inversor
Válvula Solenoide
*
Automação de Processos e Robótica
 Pré Atuadores
*
Automação de Processos e Robótica
 Sistema de Controle
 Os comandos dos sistemas automatizados sofreram uma revolução com o passar dos anos haja vista o desenvolvimento de novos processadores, dispositivos com alta capacidade de armazenamento e IHMs com recursos touch e acionamento remoto
*
Automação de Processos e Robótica
 Controlador
*
Automação de Processos e Robótica
 Controlador
*
Automação de Processos e Robótica
 Controlador Lógico Programável
 O CLP é considerado o cérebro da automação industrial por controlar equipamentos e processos. 
 Possui alta flexibilidade devido a possibilidade de expansões de entradas, saídas e comunicação que também pode ser realizada com diferentes dispositivos industriais.
 Controlador
*
Automação de Processos e Robótica
 Controladores
 Controlador Lógico Programável
*
 Controladores
Automação de Processos e Robótica
 Controlador Lógico Programável
*
 Controlador Lógico Programável
Automação de Processos e Robótica
*
Automação de Processos e Robótica
 Computadores
*
Automação de Processos e Robótica
Sistema Supervisorio
*
Automação de Processos e Robótica
 Redes industriais
*
Automação de Processos e Robótica
 As redes industriais sugiram no meio industrial com a finalidade de aperfeiçoar o controle dos instrumentos de campo.
 As redes industriais para automação estão se tornando cada vez mais presentes nos meios industriais
 A rápida evolução da eletrônica e da engenharia de software, bem como a miniaturização de componentes e peças, são os principais fatores e os meios para o desenvolvimento dos sistemas de automação distribuídos com redes de campo industriais 
 Redes industriais
*
 Componentes com alto desempenho tais como microprocessadores, microcontroladores, memórias e sensores tem sido fabricados a um custo suficientemente baixo para possibilitar a criação de dispositivos autônomos inteligentes.
Além disso o desenvolvimento de ferramentas de modelagem e simulação , têm também contribuído para a evolução de sistemas de automação industrial, o que atrela a área computacional aos sistemas de automação industrial.
Automação de Processos e Robótica
 Redes industriais
*
 A utilização de todas essas ferramentas e métodos torna possível desenvolver sistemas de automação compostos por uma série de sensores, atuadores, controladores e outros dispositivos conectados entre si por uma rede ( barramento industrial) os quais cooperam para a realização de tarefas.
Automação de Processos e Robótica
 Redes industriais
*
Automação de Processos e Robótica
 Redes Industriais
*
Automação de Processos e Robótica
Robótica
*
Automação de Processos e Robótica
Robótica