Atividade Prática - PPII - ELE - 1

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Projeto Prático em Eletrotécnica II - ELE
Data: 25 / 04 / 2020.
Aluno (a): Diego de Lima Cargnelutti
Atividade Prática e de Pesquisa
NOTA: 10,0
INSTRUÇÕES:
· Esta Avaliação contém 1 (um) trabalho, totalizando 10 (dez) pontos;
· Você deve estregar os projetos solicitados com os seguintes dados: 
· Nome / Data de entrega.
· Envio o arquivo pelo sistema no local indicado;
· Em caso de dúvidas consulte o seu Tutor.
Neste Projeto Prático o aluno assimilará um outro Escopo de serviços executados por profissionais de Eletrotécnica no mercado, especificamente, a Automação Residencial. O Projeto será dividido em quatro partes, deve ser produzido individualmente e postados nas áreas indicadas nos módulos de tópico similar à descrição da fase do trabalho.
Em uma breve introdução, a Automação Residencial é muito comum, encontrada em várias residências brasileiras, porém, com o uso de diversos sistemas independentes de automação, totalmente controlados por seus proprietários, geram confusões e esquecimentos quanto a seus acionamentos, e podem com isto acarretar possíveis desperdícios. Em muitos destes lares, o conforto, bem como a segurança da residência e de seus moradores, também é deixado em segundo plano. A proposta deste projeto deverá ser o de oferecer uma solução a alguns dos problemas aqui apresentados, com um método bastante estudado no curso, a automação com a utilização de um Controlador Lógico Programável (CLP), programado em linguagem Ladder.
Nota: mais adiante será introduzido o software necessário para a elaboração do Projeto.
Para a elaboração deste Trabalho, o aluno deverá automatizar 4 processos na Residência estudada no Projeto Prático I, aproveitando os projetos já elaborados, sendo, dentre eles, um de caráter obrigatório (Iluminação) e 3 opcionais, a critério do aluno. Algumas sugestões:
· Sistemas de Iluminação (obrigatório);
· Alarmes (segurança patrimonial e/ou incêndio);
· Controle de Eletro-eletrônicos;
· Climatização de Ambientes;
· Acionamento de Portão Eletrônico;
· Irrigação de Jardins;
· Abertura de Persianas;
· Sistema de Reaproveitamento d’água (automação de cisternas);
· Outros;
O Projeto, como já mencionado, será dividido em 4 postagens distintas, sendo elas:
· Embasamento Teórico;
· Projeto Arquitetônico de Automação Residencial;
· Programação em Linguagem Ladder;
· Esquemas (explicações sobre as automações desenvolvidas).
Explicações adicionais estarão nas próprias aulas, de acordo com a demanda de cada uma das etapas, conforme pode-se aferir abaixo.
Parte I
Embasamento Teórico
Nesta etapa do Projeto o aluno deverá detalhar as técnicas, teorias, fundamentos e conceitos envolvidos na Automação, como CLP’s, Linguagem Ladder, etc. Devem constar as definições, utilizações, grandezas envolvidas (p. ex. processos, sensores, atuadores, controladores), exemplos, referências, técnicas empregadas e demais considerações. O Embasamento Teórico deve ser apresentado de maneira formal (introdução, desenvolvimento, conclusão e bibliografia) e ser postado na área pertinente para avaliação.
CERTIFICAÇÃO TÉCNICA
TÉCNICO EM ELETROTÉCNICA
PROJETO PRÁTICO EM ELETROTÉCNICA II
EMBASAMENTO TEÓRICO
 
 
 
DIEGO DE LIMA CARGNELUTTI
 
 
 
Trabalho com Embasamento Teórico, apresentado ao Professor Wendel Medeiros de Araújo da Disciplina Projeto Prático em Eletrotécnica II. 
 
 
Júlio de Castilhos, Rio Grande do Sul/ Brasil
2020
INTRODUÇÃO:
CLP (Controlador Lógico Programável)
Para uma planta industrial ser controlada, seja ela mais simples ou mais complexa, necessitamos de um sistema de controle, que quanto mais complexo mais se exige deste controle. Com base nesta assertiva podemos afirmar que a automação é uma das mais inovadoras conquistas do ser humano, que em busca de sua sobrevivência, foi descobrindo outras formas de energia disponíveis no planeta terra, utilizou-as então em seu benefício, e assim foi atendendo as suas necessidades. 
Desse modo, com o desenvolvimento e avanço da automação, o ser humano libertou -se do controle de tarefas repetitivas, passando a planejar e a gerenciar atividades mais complexas, proporcionais à capacidade cognitiva do cérebro humano. Nesse cenário, os controladores lógicos programáveis constituírem-se como ferramentas de fundamental importância na automação de processos industriais, sendo muito utilizados no controle de processos. Não podemos esquecer que os sistemas de controle estão presentes em praticamente todas as atividades industriais, comerciais e de serviços, sendo a base da automação de processos industriais. 
Destaco ainda que os processos industriais são formados por equipamentos mecânicos, elétricos, eletrônicos, hidráulicos ou pneumáticos que, através de consecutivas operações utilizando matéria-prima e energia, resultará no produto final e resíduos. À vista disso, os controladores programáveis são amplamente empregados no controle lógico de processos, controlando as variáveis de entrada e, através de um programa, definindo ações de controle e operações do processo. 
Historicamente o primeiro CLP surgiu na indústria automobilística, até então um usuário em potencial dos relés eletromagnéticos utilizados para controlar operações sequenciadas e repetitivas numa linha de montagem. Este equipamento foi batizado nos Estados Unidos como PLC (Programable Logic Control), em português CLP (Controlador Lógico Programável) e este termo foi registrado pela Allen Bradley (fabricante de CLPs).
A definição do CLP segundo a ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas): “É um equipamento eletrônico digital com hardware e software compatíveis com aplicações industriais.”
E a definição segundo a Nema (National Electrical Manufacturers Association): “Aparelho eletrônico digital que utiliza uma memória programável para o armazenamento interno de instruções para implementações específicas, tais como lógica, sequenciamento, temporização, contagem e aritmética, para controlar, através de módulos de entradas e saídas, vários tipos de máquinas ou processos.”
 
DESENVOLVIMENTO:
CLP E O CÉREBRO DA AUTOMAÇÃO
Tempos atrás, quando um novo operário era contratado para uma linha de montagem, alguém que já conhecia o serviço o ensinava, ou seja, dizia a ele tudo o que devia ser feito, ele armazenava as informações e realizava o trabalho facilmente. Nos tempos de hoje, não é diferente, porém, o “operário” é uma máquina automatizada e quem tem que dizer a ela o que fazer é o programador. No âmbito industrial, quem recebe as instruções é o CLP, e este, assim como o operário se não for bem instruído, não executará bem a sua função. 
Sua função como o próprio nome diz é controlar a planta ou processo por meio de um algoritmo lógico programado. Portanto, sinais de entrada provenientes de sensores são logicamente combinados gerando sinais de saída para os atuadores. Podemos dizer que o CLP é o cérebro da automação e controle. 
A ideia do sistema de controle é bastante simples e pode ser dividida em três partes:
· Entradas: que são responsáveis pela coleta das informações; 
· Dispositivo controlador: que manipula as informações através de um software previamente embutido; 
· Saídas: que são responsáveis pela ação. 
Conforme imagem abaixo:
DEFINIÇÕES:
· Entradas: São os sensores analógicos ou digitais. Que são os responsáveis por alimentar o controle com as informações externas;
· Os sensores digitais captam e enviam aos controladores variáveis discretas, como ligado/desligado ou alto/baixo, enquanto os analógicos captam e enviam aos controladores variáveis com uma faixa contínua, como pressão, temperatura, vazão ou nível;
· Controlador: Recebe informações do estado real da planta através de uma rede de sensores ligados a ele, então ele compara com um algoritmo de controle, previamente embutido no controlador, que atualiza suas saídas;
· Saídas: São os atuadores, dispositivos com finalidade de provocar umaação. Os atuadores mais comuns são as válvulas e os motores. 
Devido a redução do custo dos CLP’s associado à diversidade de fabricantes, modelos e funções programáveis, tornara-os aplicáveis na automação industrial, comercial e residencial, controlando processos de micro a grande porte, desde o controle do sistema de alarme de uma residência até o controle do processo de soldagem robotizado nas linhas de produção de automóveis. 
Sem sombra de dúvidas os Controladores Lógicos Programáveis vieram para ficar, suas vantagens em relação a outros controladores no ambiente industrial são incomparáveis, e as razões para este sucesso são inúmeras, segue abaixo algumas destas vantagens:
· São robustos, construído para operar no chão de fábrica, área extremamente susceptível a interferências, local onde micros controladores não são muitos bem quistos;
· Linguagem de programação gráfica, de alto nível, de fácil compreensão principalmente por conhecedores de esquemas elétricos;
· Reduz significativamente a fiação utilizada na instalação elétrica, barateando o custo da instalação;
· Modificações rápidas minimizam a possibilidade de erros, pois se muda a lógica, sem mudar a instalação o que é muito útil devido à flexibilidade da indústria moderna;
· Possui uma infinidade de blocos prontos para o uso, evitando que o programador tenha de desenvolver algoritmos para funções como: temporizar, contar, calcular entre outros;
· Fácil comunicação permite, através de interfaces de operação que controladores e computadores troquem informações.
DISPOSITIVOS UTILIZADOS PELO CLP
· SENSORES: são dispositivos destinados a detectar grandezas físicas no ambiente em que são instalados. A grande maioria dos sensores encontrados em todo o mercado necessita de uma fonte de alimentação que lhes forneça energia elétrica. Detectando grandezas como níveis, velocidade, temperatura e presença de pessoas e objetos, esses dispositivos convertem as informações obtidas do ambiente em sinais elétricos que são entregues ao CLP através de transmissores. 
· CHAVE FIM DE CURSO: são dispositivos eletromecânicos computadores de circuitos. Normalmente esses dispositivos possuem uma haste para a detecção de proximidade ou movimento e três bornes de contato, sendo os contatos comuns, NA (Normalmente Aberto) e NF (Normalmente Fechado).
· SENSOR ÓPTICO: são dispositivos geralmente utilizados para detectar objetos constituídos de qualquer tipo de material capaz de bloquear um feixe de luz. São eficazes para detectar objetos a curta, média e longa distância. Esses dispositivos são constituídos de um emissor e um receptor de um feixe de luz específico, para que seja diferenciado da luz do dia. 
CONCLUSÃO:
A automação residencial tem se tornado o desejo de residentes em grande parte do mundo. Com soluções ótimas, e além disso apresentam baixo custo de implementação, redução no consumo de energia elétrica e, simultaneamente, oferecem mais conforto e segurança aos seus usuários. A automação residencial tem se tornado cada vez mais um mercado de tecnologia de ponta inovadora capaz de alcançar excelentes níveis de resultados a cada projeto desenvolvido e realizado. 
Para que a realização de um sistema de automação residencial seja idealizada com sucesso, é imprescindível que haja planejamento prévio de infraestrutura da residência e dos materiais e dispositivos disponíveis no mercado, que melhor se adequarão ao projeto da residência inteligente. 
A partir do conhecimento do funcionamento dos dispositivos a serem utilizados e da descrição funcional dos processos a serem automatizados, será possível realizar as etapas de programação do controlador principal, bem como do software Cli02 com o esquema Ladder, referente aos processos por mim escolhidos de ligação de um futuro ar condicionado, iluminação em paralelo e iluminação simples de um projeto de residência (que serão apresentados nas próximas etapas deste Projeto Prático em Eletrotécnica II, conforme solicitado). 
Devo ressaltar ao concluir este trabalho que os controladores lógicos são essenciais à lógica de controle, ele será o cérebro do sistema automatizado enquanto que as entradas serão seus sentidos e as saídas suas ações. 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS:
CAPELLI, A. Mecatrônica Industrial. São Paulo: Editora Saber, 2002.
MARTINS, G. M. Princípios de Automação Industrial. Santa Maria: UFSM, 2010.
Programa Prodenge/Sub-programa Reenge. Curso de Controladores Lógico Programáveis. UERJ.
SILVA, M. E. Controladores Lógicos Programáveis - Ladder. FUMEP/EEP/COTIP, 2007. (Apostila Didática).
SILVA, M. E. Curso de Automação Industrial. FUMEP/EEP/COTIP, 2009. (Apostila Didática).
http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18133/tde-11072002-085859/
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