Controle e automação de processos industriais - Aula01

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Controle e automação de processos industriais
Prof. Allan
2018.2
Conteúdo
Unidade 1 | Fundamentos da automação industrial
Seção 1.1 - Uma introdução à automação e ao controle
Seção 1.2 - Suas limitações
Seção 1.3 - Por que a automação?
Unidade 2 | Principais sistemas de automação
Seção 2.1 - Equipamentos utilizados na automação e no controle
Seção 2.2 - Alguns tipos de controladores
Seção 2.3 - Do que a automação é feita?
Unidade 3 | Integração de componentes para automação de um sistema
Seção 3.1 - A programação e suas variáveis
Seção 3.2 - Estruturando o funcionamento do sistema
Seção 3.3 - Criando um software
Unidade 4 | O CLP e a linguagem LADDER
Seção 4.1 - Entendendo o controlador lógico programável (CLP)
Seção 4.2 - Estruturando a programação de um CLP
Seção 4.3 - Conversando com seu CLP
O controle e a automação de processos nas industrias
Automatizar linhas de produção e processos
Crescer e ampliar a produção
Criação de novos produtos
Como nos portarmos diante de um problema de os conceitos de automacao industrial e de
controle de processos
saber aplicar conceitos e cálculos para resolver problemas.
obter informações vitais para desenvolver soluções praticas e viáveis.
Plano de estudos
Iniciaremos os nossos estudos com os conceitos básicos da automação, passando para o controle de processos e suas limitações, com intuito encerrar esta unidade de ensino com algum conhecimento em praticas industriais. Isso nos dará a base necessária para conhecer e compreender os aspectos gerais da automação e do controle de processos, a aplicação da automação em processos de produção, bem como a aplicabilidade de Controlador Lógico Programável (CLP) e sua linguagem de programação.
Uma pequena empresa fabricante de pecas de reposicao para automoveis
deseja automatizar uma de suas linhas de producao para ampliar sua
produtividade. Para isso, contratou uma empresa de automacao que enviou seu
profissional ao local. Durante uma breve reuniao para discussao das necessidades
da linha de producao, ficou evidente que o responsavel nao conseguia descrever
como deveria ser realizada a automacao.
O profissional enviado tera de elaborar uma lista de questionamentos
direcionados a realidade da empresa e as necessidades do processo a ser
automatizado, a fim de que possa, com base nas respostas obtidas, analisar os 
dados para determinar a melhor solucao para o problema, como processos
industriais quimicos, mecanicos, de comunicacao, eletricos ou melhoria de
qualidade, inspecao, seguranca, dentre outros
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Objetivos
Introduzir a automação e controle;
Conhecer e compreender as limitações
Entender o que é a automação de processos industriais
A area tecnologica visa a adequacao do meio as necessidades das pessoas,
utilizando-se, para isso, de desenvolvimento, estudo e criacao de novas tecnicas.
Surgem problemas que devem ser resolvidos da melhor maneira possivel, mas para
propor e ate pensar em uma solucao, o profissional, primeiramente, tem de entender
o problema. Nesta secao buscaremos conhecer os conceitos basicos de automacao
e em que se diferem da automatizacao. Veremos tambem as funcoes da automacao
e suas principais aplicacoes. Tudo isso nos dara base para identificarmos a melhor
forma de automatizar cada tipo de necessidade, em industria mecanica, quimica, textil,
processos de fabricacao, produtivos, logisticos, entre outras.
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História
Meados 1920 a automação nasceu na prática com Henry Ford na linha de produção do modelo T, o conceito de automacao era similar ao de sistematizacao.
Na década de 1960, a industria de equipamentos inventou o termo automação, com base no qual as maquinas automáticas executavam uma tarefa com a mínima intervenção humana.
Na década de 1980, ocorreu uma revolucao tecnologica que facilitou e barateou o processo de automação.
Henry Ford, em meados de 1920, criou a linha de
montagem do modelo T com o intuito de aumentar a produtividade, reduzir custos
de producao e garantir a seguranca dos funcionarios da fabrica. Porem, nessa epoca,
o conceito de automacao era similar ao de sistematizacao: sistematizava-se o chao
de fabrica para que o processo de producao fluisse de forma continua, o que reduzia,
consequentemente, os riscos imediatos e aumentava a producao, pois cada operario
se tornava especializado em uma determinada tarefa e se tornava agil em realiza-la.
Basicamente, podemos dizer que automatizavam as pessoas, com o que, no entanto,
fazia crescer as doencas ocupacionais, por conta da repeticao de movimentos.
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Atenção
Em nenhum momento o ser humano é retirado totalmente da equação, apenas e colocado para supervisionar o funcionamento do processo e deixa de realizar o trabalho pesado ou perigoso.
 Acreditar que a automação excluirá o homem dos processos e um conceito errado, porem muito comum neste meio.
Conceito de automação
Utilização de qualquer dispositivo mecânico ou eletroeletronico para controlar maquinas e processos. 
Uma definição ainda mais abrangente seria afirmar que a automação pode ser definida como a integração de conhecimentos substituindo a observação, os esforços e as decisoes humanas por dispositivos (mecânicos, elétricos, eletrônicos) e softwares concebidos por meio de especificações funcionais e tecnológicas, com uso de metodologias
Conceito
Basicamente, a automação e a integração de quatro grandes áreas (computação, mecânica, eletrônica e sistemas de controle)
A mecânica se refere a parte física do sistema; a eletrônica aplica-se
as funções de processamento de sinais e controle analógico; a computação
dita a modelagem, analise e simulação, alem de ser responsável pela execução dos algoritmos de controle; por fim, os sistemas de controle impõem o comportamento desejado do sistema.
A Figura acima demonstra o conceito de um sistema automatizado, no qual o produto
e a materia-prima com valor agregado, a operacao denota a parte fisica do sistema, ao
passo que o comando e a parte de software. Pode-se perceber que existe um fluxo de
informacoes entre essas duas ultimas partes. Esse fluxo de informacao e a integracao
que caracteriza o sistema. Com base nessas informacoes os elementos de conversao
e controle se tornam possiveis. Agora voce deve estar se perguntando: mas, entao,
qual e a funcao da automacao?
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Sistema Automatizado
Conjunto complexo de elementos diversos, que quando integrados
contribuem para determinado objetivo ou propósito especifico
demonstra o conceito de um sistema automatizado, no qual o produto
e a materia-prima com valor agregado, a operacao denota a parte fisica do sistema, ao
passo que o comando e a parte de software. Pode-se perceber que existe um fluxo de
informacoes entre essas duas ultimas partes. Esse fluxo de informacao e a integracao
que caracteriza o sistema. Com base nessas informacoes os elementos de conversao
e controle se tornam possiveis.
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Não apenas reduz custos e amplia a produtividade, mas também visa o conforto dos usuários, a agilidade de comunicação entre os diversos setores e níveis da produção, maior controle e supervisão dos processos industriais e ainda, por vezes, a remoção completa do contato humano com a produção de objetos estéreis, como alimentos e equipamentos médicos.
O homem continua supervisionando, porem não tem mais contato com a operação.
Objetivos atuais
Segurança de processos 
proteger o processo de fabricação, o ambiente e a maquina envolvida na produção. 
Geralmente e apresentada como uma serie de algoritmos predeterminados que descontinuam a linha de produção
Segurança de pessoas 
determinada pela parada de um processo em caso de intervenção humana, que pode ser: entrada repentina no ambiente, falta de atenção, sonolência, queda ou descuido de qualquer tipo. 
Ainda se pode considerar como pertencente a esse tipo de segurança os sistemas de monitoramento por câmeras, cercas elétricas e alarmes.
Segurança
Aplicações
A automação industrial e apenas uma das aplicações de um sistema automatizado.
Podemos destacarque, com a evolução da tecnologia, a automação só é limitada pela criatividade do profissional. 
Podemos automatizar praticamente qualquer coisa, desde nossas industrias até nossas casas, passando por carros, aviões, navios e prédios
Assista a este video da producao de uma BMW:
Disponivel em: https://www.youtube.com/watch?v=qhCXFsQ6kKQ
Assita tambem a maneira como sao fabricados os lapis:
Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=h9mSdUtpde0
https://www.youtube.com/watch?v=h8rJmd77dfY
Perceba as diferentes formas de automação utilizadas por cada empresa.