1) APOSTILA1 CLP

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Curso técnico subsequente ao ensino médio 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Automação Industrial 
 
 
 
Prof. Luiz Oswaldo de Andrade. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Aluno:_____________________________________________________ 
 
 
Turno: _______________ Turma______ 
 
 
2º semestre 2018 
 
 
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1 – O PRINCÍPIO DA AUTOMAÇÃO 
 
 
1.1 INTRODUÇÃO 
 
O termo automação provém do latim “Automatus”, que significa mover-se por si. 
A automação faz parte da nossa sociedade, está presente em todos os sistemas de 
trabalho, sobretudo na indústria. Ela permite que se faça mais e melhor, além de diminuir a 
participação do ser humano em tarefas entediantes e repetitivas, eliminando os serviços 
manuais cansativos e prejudiciais à saúde, poupando as energias para as tarefas mais nobres 
que exigem mais o raciocínio lógico. 
A automação vem evoluindo ao longo dos séculos, aliando os conhecimentos antigos, e 
expandindo com as últimas conquistas da ciência. Portanto está intimamente ligada ao 
desenvolvimento da humanidade. 
Um ponto que vale destacar é a diferença entre a automação e a mecanização, mesmo 
que em um primeiro instante estas duas palavras possam dar a impressão de ter um significado 
semelhante, seus conceitos são completamente diferentes. A automação permite realizar 
algum trabalho através de máquinas controladas automaticamente. Já a mecanização, 
simplesmente se limita ao emprego de máquinas para executar alguma tarefa, substituindo o 
esforço físico. 
 
1.2 HISTÓRICO 
 
Desde a pré-história, o homem já procurava meios de mecanizar as suas tarefas, como 
moinhos de vento para moer trigo, rodas d’agua, força animal entre outros. 
Essas invenções demonstram as primeiras tentativas do homem de poupar esforço para 
realizar seu trabalho antes mesmo da automação industrial. 
Na Grécia antiga, surgiram as primeiras técnicas de controle, como o mecanismo 
regulador de bóia (entre 300 a.C. e 1 a.C.). 
Como exemplo podem ser citados o relógio d’água de Ctesíbio ou Ktesíbios e um 
lampião de óleo inventado por Philon (250 a.C.) que usava um regulador de bóia para manter 
constante o nível do óleo combustível. 
Dentre os importantes aparelhos construídos por Ctesíbio tem se: O Órgão hidráulico 
provido de um teclado manual e tubos sonoros e uma bomba de pressão, ambos os dispositivos 
utilizavam o peso da água para comprimir o ar. O primeiro para a criação de diversos sons, o 
segundo para combater incêndios. Mais tarde estas invenções foram utilizadas, pelos romanos. 
 
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Órgão hidráulico de Ctesíbio, segundo a descrição de Heron de Alexandria. 
 
Heron de Alexandria 
 
Um dos grandes sábios dessa época foi Heron de Alexandria, que viveu em Alexandria 
em 130 a.C. e publicou um livro, que se intitulava “Pneumatica’’, que mostrava algumas formas de 
mecanismos de nível de água usando um regulador de bóia. 
O primeiro registro sobre um experimento que teve a finalidade de aproveitar o vapor 
e a pressão para fazer um corpo se mover também foi realizado por Heron, e foi batizada de 
"aeolipile". Este aparato foi montado com uma pequena bolinha de cobre (Cu) com dois canos 
torcidos e continha água em seu interior. Colocada sobre um tripé e sobre o fogo, a água fervia 
e o vapor que saia pelos caninhos fazia com que a bola feita de cobre girasse. 
 
 
 
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Denis Papin 
 
A primeira e verdadeira máquina térmica é de origem do físico francês Denis Papin que, 
em 1679, inventou o digestor de vapor, um tipo de panela de pressão, também conhecida como 
marmita de Papin e, para evitar que explodisse, inventou também a primeira válvula de 
segurança da qual se tem conhecimento. 
 
Em 1690, tendo observado o poder mecânico da pressão atmosférica em seu "digestor", 
Papin construiu um modelo de motor a pistão, o primeiro de seu tipo, que utilizou o vapor para 
impulsionar um mecanismo com êmbolo e cilindro. 
 
 
https://en.wikipedia.org/wiki/Steam_digester
https://en.wikipedia.org/wiki/Pressure_cooker
https://en.wikipedia.org/wiki/Pressure_cooker
https://en.wikipedia.org/wiki/Steam_engine
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Edward Somerset 
 
Em 1663, o inglês Edward Somerset, tornou se famoso por construir uma máquina que 
foi capaz de remover água de um fosso em uma torre no Grande Castelo de Raglan. 
Entre 1663 e 1669, testemunhas oculares viram uma dessas máquinas, erguida em pelo 
Marquês, que era capaz de elevar a água a uma altura de 40 pés. A máquina possuía uma 
caldeira de alta pressão e dois recipientes nos quais a água a ser bombeada era forçada pela 
pressão atmosférica após o vapor ter sido condensado. A pressão do vapor no sistema 
impulsionava a água para fora do fosso. Este invento é considerado como a primeira máquina a 
vapor capaz de produzir trabalho. Mais tarde outro inventor, Thomas Savery, estudou e 
aprimorou a invenção de Edward. 
 
 
 
Máquina de Savery 
 
Em 1698, Thomas Savery, um engenheiro militar inglês, criou uma máquina com uma 
finalidade: extrair água do poço das minas inglesas de carvão mineral. Porém, devido à 
utilização de vapor a alta pressão, poderia explodir. Esta foi a primeira máquina a vapor de 
interesse industrial 
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. 
O Vapor era produzido no aquecedor (A) e conduzido para os reservatórios (B) da 
figura, através de duas válvulas manuais (C). O vapor era fornecido alternadamente para os 
reservatórios, empurrando água do reservatório através do tubo (D) e para o topo. A válvula 
(C) era então fechada e um jato de água fria condensava o vapor daquele reservatório e com 
isto, promovendo um vácuo. A rarefação obtida fazia com que a água do lugar (F) entrasse no 
tubo (E) e fosse direcionada para o reservatório. A válvula (C) era então aberta novamente, 
para a repetição do ciclo. Alternando-se os dois reservatórios (B), era possível se ter um fluxo 
contínuo de água para o exterior. 
 
 
Máquina de Newcomen 
 
Por volta de 1705, o inglês Thomas Newcomen, aperfeiçoando as máquinas de Savery e 
Papin, idealizou uma nova máquina térmica que poderia ser utilizada em minas profundas com 
menor risco de explosões e que, além de elevar a água, poderia elevar cargas. Sua máquina foi 
um sucesso na Europa durante o século XVIII, porém com toda sua grande idéia, também 
existia uma contradição o alto consumo de combustível, pois consumia 35 decímetros cúbicos 
de carvão e tinha a capacidade de elevar 2,5 toneladas de água, o equivalente a 5hp de 
potência mecânica. 
 
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O projeto consistia em um conjunto de cilindro-pistão. O vapor era produzido na 
caldeira (A) e conduzido através da válvula manual (B) até o cilindro (C). O vapor produzido 
empurrava o pistão até a posição mostrada, permitindo que a haste (D) descesse para dentro 
do reservatório de água (ou mina). A válvula (E) era então aberta para permitir um jato de água 
sobre o cilindro, capaz de condensar o vapor ali existente, provocando assim um vácuo 
necessário. O pistão era então empurrado para baixo pela pressão atmosférica, levantando a 
haste e bombeando a água para fora através da linha (F). A válvula (E) era fechada, a válvula 
(B) era aberta e o procedimento era repetido. A linha (G) era aberta intermitentemente para 
permitir que o vapor condensado pudesse ser retirado do cilindro. 
O motor desenvolvido por Thomas Newcomen usou, pela primeira vez, um conjunto 
cilindro-pistão e, portanto, um legítimo substituto para a tração animal. Pelo seu funcionamento 
cíclico, este dispositivo já pode ser considerado como uma máquina térmica. 
No entanto, o chamado mecanismo enrolador, que permitiu transformar o movimento 
linear em rotacional só surgiu mais adiante. Foram estes mecanismos enroladores que 
permitiram a aplicação das máquinas térmicas na indústria. 
 
Nicholas Joseph 
 
O Capitão do exército francês Nicholas Joseph Cugnot construiu, em 1763, o que pode 
ter sido o primeiro veículo autopropulsionado do mundo, um veículo de transportede carga de 
três rodas construído em madeira. Em 1770 construiu o seu segundo veículo, que possuía uma 
autonomia de funcionamento de 15 minutos antes de acabar o vapor de sua caldeira. 
Este veículo tinha a capacidade para carregar até quatro toneladas à velocidade de 
4 km por hora. Tinha dois pares de rodas atrás e um na frente que suportavam a caldeira e era 
https://pt.wikipedia.org/wiki/Madeira
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dirigido por um leme. Em 1771 o seu veículo bateu contra uma parede de tijolos, ficando 
conhecido como o primeiro acidente de automóvel do mundo. 
 
 
 
 
James Watt 
 
Em 1763, o engenheiro escocês James Watt recebeu um modelo da máquina de 
Newcomen para reparar. Ao término do conserto, ele notou uma baixa eficiência da máquina e 
suspeitou que grande parte do vapor quente, perdia calor e condensava diminuindo 
significativamente o seu volume ao entrar no cilindro resfriado. 
Após consultas com o maior conhecedor de vapor da época, Joseph Black, que estava na 
mesma Universidade de Glasgow, ele estudou e introduziu diversas inovações, aprimorando a 
máquina de Newcomen, permitindo a aplicação na indústria desse motor. 
Nessa época os sistemas de produção artesanal e agrário começaram a se transformar 
em industrial, assim como já haviam começado a surgir os primeiros 
equipamentos mecânicos para auxiliar o trabalho de produção. Foram desenvolvidos os 
primeiros dispositivos simples e semiautomáticos. 
O maior feito de Watt foi colocar um condensador externo (A) na máquina de 
Newcomen, aumentando a eficiência desse motor através da diferenciação entre as 
temperaturas da fonte quente e da fonte fria, embora os conhecimentos científicos sobre a 
eficiência da máquina térmica não fossem ainda conhecidos na época. 
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Na sua máquina, o vapor entrava pela tubulação (B). A válvula (C), controlada a partir da 
haste (D), permitia que o vapor entrasse na parte superior do pistão (E). Isto empurrava o 
pistão para baixo, movimentando para baixo um lado da barra (F) e levantando o outro lado da 
barra que puxava as hastes (G) e (H) da bomba. Tal movimento retirava a água do reservatório 
(I) através da tubulação (J) e também do reservatório (K) para o reservatório (I). A válvula (L) 
era então movida para permitir que o vapor entrasse pelo outro lado do pistão; equilibrando a 
pressão em ambos os lados. Com a pressão equilibrada, o pistão movia-se para o topo, 
possibilitando um novo ciclo. 
 
 
Essa máquina permitiu aumentar em 75% o rendimento da máquina de Newcomen. Novos 
detalhes foram ainda aperfeiçoados até que o motor atingiu a forma sob a qual tornou se 
universalmente empregado a partir de 1790. Foi utilizada para bombear a água de minas, para o 
aquecimento de máquinas em moinhos de farinha, em fiações, tecelagens e na fabricação do 
papel. 
Para poder expressar a potência da sua máquina a vapor, Watt realizou diversas 
experiências avaliando o poder de tração dos cavalos ao elevarem baldes em uma mina de 
carvão. Na época, os cavalos eram o instrumento de trabalho pesado ao qual mais se recorria. 
Watt determinou que, em média, um cavalo necessitava de 1 minuto para elevar 3,0 
libras-pé. Depois o cavalo era substituído pelo motor, para comparar a sua capacidade. A 
potência do equipamento foi determinada pela média do número de cavalos que o motor podia 
substituir, gerando a expressão “horse-power” (hp). 
 
1hp = 3,0 libras/pé por minuto 
 
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 James Watt foi mundialmente reconhecido quando em 1882 foi publicado que a 
unidade de potencia do SI (Sistema Internacional de medidas) levaria o seu nome, devido as 
suas relevantes contribuições no trabalho de pesquisa na definição da potência mecânica. 
James Watt morreu em 25 de agosto de 1819 em sua casa em Handsworth, Inglaterra, 
com a idade de 83anos. 
 
Cronologia 
 
1698 - Thomas Newcomen, em Staffordshire, na Grã-Bretanha, instala um motor a vapor para 
esgotar água em uma mina de carvão. 
1708 - Jethro Tull (agricultor), em Berkshire, na Grã-Bretanha, inventa a primeira máquina de 
semear puxada a cavalo, permitindo a mecanização da agricultura. 
1709 - Abraham Darby, em Coalbrookdale, Shropshire, na Grã-Bretanha, utiliza o carvão para 
baratear a produção do ferro. 
1733 - John Kay, na Grã-Bretanha, inventa uma lançadeira volante para o tear, acelerando o 
processo de tecelagem. 
1740 - Benjamin Huntsman, em Handsworth, na Grã-Bretanha, descobre a técnica do uso 
de cadinho para fabricação de aço. 
1761 - Abertura do Canal de Bridgewater, na Grã-Bretanha, primeira via aquática inteiramente 
artificial. 
1764 - James Hargreaves, na Grã-Bretanha, inventa a fiadora "spinning Jenny", uma máquina 
de fiar rotativa que permitia a um único artesão fiar oito fios de uma só vez.[16] * 1765 -
 James Watt, na Grã-Bretanha, introduz o condensador na máquina de Newcomen, componente 
que aumenta consideravelmente a eficiência do motor a vapor. 
1768 - Richard Arkwright, na Grã-Bretanha, inventa a "spinning-frame", uma máquina de fiar 
mais avançada que a "spinning jenny". 
1771 - Richard Arkwright, em Cromford, Derbyshire, na Grã-Bretanha, introduz o sistema 
fabril em sua tecelagem ao acionar a sua máquina - agora conhecida como "water-frame" - com 
a força de torrente de água nas pás de uma roda. 
1776 - 1779 - John Wilkinson e Abraham Darby, em Ironbridge, Shrobsihire, na Grã-Bretanha, 
constroem a primeira ponte em ferrofundido. 
1779 - Samuel Crompton, na Grã-Bretanha, inventa a "spinning mule", combinação da "water 
frame" com a "spinning jenny", permitindo produzir fios mais finos e resistentes. A mule era 
capaz de fabricar tanto tecido quanto duzentos trabalhadores, apenas utilizando alguns deles 
como mão-de-obra. 
1780 - Edmund Cartwright, de Leicestershire, na Grã-Bretanha, patenteia o primeiro tear a 
vapor. 
1793 - Eli Whitney, na Geórgia, Estados Unidos, inventa o descaroçador de algodão. 
 
 
https://pt.wikipedia.org/wiki/1698
https://pt.wikipedia.org/wiki/Thomas_Newcomen
https://pt.wikipedia.org/wiki/Staffordshire
https://pt.wikipedia.org/wiki/Gr%C3%A3-Bretanha
https://pt.wikipedia.org/wiki/Motor_a_vapor
https://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81gua
https://pt.wikipedia.org/wiki/Carv%C3%A3o
https://pt.wikipedia.org/wiki/1708
https://pt.wikipedia.org/wiki/Jethro_Tull_(agricultor)
https://pt.wikipedia.org/wiki/Berkshire
https://pt.wikipedia.org/wiki/Semeadeira
https://pt.wikipedia.org/wiki/Semeadeira
https://pt.wikipedia.org/wiki/Cavalo
https://pt.wikipedia.org/wiki/Agricultura
https://pt.wikipedia.org/wiki/1709
https://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Abraham_Darby&action=edit&redlink=1
https://pt.wikipedia.org/wiki/Coalbrookdale
https://pt.wikipedia.org/wiki/Shropshire
https://pt.wikipedia.org/wiki/Ferro
https://pt.wikipedia.org/wiki/1733
https://pt.wikipedia.org/wiki/John_Kay
https://pt.wikipedia.org/wiki/Tear
https://pt.wikipedia.org/wiki/Tecelagem
https://pt.wikipedia.org/wiki/1740
https://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Benjamin_Huntsman&action=edit&redlink=1
https://pt.wikipedia.org/wiki/Handsworth
https://pt.wikipedia.org/wiki/Cadinho
https://pt.wikipedia.org/wiki/A%C3%A7o
https://pt.wikipedia.org/wiki/1761
https://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Canal_de_Bridgewater&action=edit&redlink=1
https://pt.wikipedia.org/wiki/1764
https://pt.wikipedia.org/wiki/James_Hargreaves
https://pt.wikipedia.org/wiki/Spinning_Jenny
https://pt.wikipedia.org/wiki/Revolu%C3%A7%C3%A3o_Industrial#cite_note-16
https://pt.wikipedia.org/wiki/1765
https://pt.wikipedia.org/wiki/James_Watt
https://pt.wikipedia.org/wiki/1768
https://pt.wikipedia.org/wiki/Richard_Arkwright
https://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Spinning-frame&action=edit&redlink=1
https://pt.wikipedia.org/wiki/1771
https://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Cromford&action=edit&redlink=1
https://pt.wikipedia.org/wiki/Derbyshire
https://pt.wikipedia.org/wiki/1776
https://pt.wikipedia.org/wiki/1779
https://pt.wikipedia.org/wiki/John_Wilkinson
https://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Abraham_Darby&action=edit&redlink=1https://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Ironbridge&action=edit&redlink=1
https://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Shrobsihire&action=edit&redlink=1
https://pt.wikipedia.org/wiki/Ponte
https://pt.wikipedia.org/wiki/Ferro
https://pt.wikipedia.org/wiki/1779
https://pt.wikipedia.org/wiki/Samuel_Crompton
https://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Spinning_mule&action=edit&redlink=1
https://pt.wikipedia.org/wiki/M%C3%A3o-de-obra
https://pt.wikipedia.org/wiki/1780
https://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Edmund_Cartwright&action=edit&redlink=1
https://pt.wikipedia.org/wiki/Leicestershire
https://pt.wikipedia.org/wiki/1793
https://pt.wikipedia.org/wiki/Eli_Whitney
https://pt.wikipedia.org/wiki/Ge%C3%B3rgia_(Estados_Unidos)
https://pt.wikipedia.org/wiki/Estados_Unidos
https://pt.wikipedia.org/wiki/Algod%C3%A3o
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1.2 REVOLUÇÃO INDUSTRIAL 
 
As melhorias constantes nos motores resultaram a partir de 1807 no início da era da 
construção de vários veículos autopropelidos como rodoviários similares a carruagens, motores 
a vapor em navios e as locomotivas. Isto contribuiu como estímulo para o avanço da indústria 
metalúrgica e siderúrgica, resultando em altos investimentos nessas áreas. Este crescimento 
da indústria de bens de produção foi o marco para o início da Primeira Revolução Industrial. 
 
 
 
 
 
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Durante o período da revolução industrial, a sociedade se modificou profundamente a 
ponto de surgirem novas classes e relações sociais. 
Uma classe que sofreu uma profunda mudança, sofrendo com o advento da 
industrialização, foi a dos trabalhadores assalariados. Já no período pré-industrial (por volta 
de 1750), os homens trabalhadores já não conseguiam sustentar suas famílias com os seus 
salários, sendo que tanto suas esposas quanto seus filhos precisavam trabalhar. Isso modificou 
profundamente a família como era conhecida até então. Essa mudança se deve ao fato de que 
os proprietários das empresas da época observaram uma forma de conseguir mais mão de obra 
para a sua indústria, sendo que o valor do trabalho pago por essa era muito menor. 
O primeiro produto a sofrer um processo de industrialização maciça foi o algodão, 
sendo que esse servia para a fabricação de tecidos. Os produtos de necessidade básica, como 
roupas e alimentos, são os primeiros a sofrerem industrialização, pois existe um maior 
mercado. No entanto, com o surgimento da máquina a vapor na indústria, produtos como o aço e 
o carvão acabaram tendo suas industrializações estimuladas nesse processo. 
 
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Com a industrialização e o consequente aumento da competitividade, surge a 
necessidade de reduzir os custos de produção, o que se percebia era que quanto mais 
mecanizado fosse o processo maior era a produtividade, e menor era o custos produtivo. E ai 
surgiu um tipo de indústria que atendia a essa necessidade de ajudar e até mesmo substituir o 
componente humano por máquinas na indústria. A mão de obra dos trabalhadores industriais 
começava a ser substituída pelo maquinário. Uma única máquina tinha o potencial de substituir 
a força de trabalho de 200 a 300 homens. Com a máquina a vapor, o trabalho bruto era 
substituído por motricidade fina. Com isso, apenas as mulheres e crianças conseguiam manter 
os seus empregos, por ser considerada como mão de obra mais barata. Em 1838, apenas 23% 
dos trabalhadores industriais eram homens. Além da modificação familiar, o surgimento das 
máquinas na indústria trouxe uma nova classe social, a chamada elite técno-científica. 
15 
 
 
 
A sociedade também se modificou durante a Revolução Industrial para atender às 
horas do relógio. A jornada de trabalho demandava muito dos trabalhadores, sendo que essa 
jornada chegou a ser de 18 horas, com o advento da iluminação a gás, que permitia o trabalho 
noturno. 
 
 
16 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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A tecnologia envolvida nas caldeiras a vapor era extremamente precária, sendo que não 
era incomum a ocorrência de explosões de caldeiras nas fábricas. Muitos trabalhadores 
acabavam mortos nessas explosões. Além disso, o sistema mecânico que levava o movimento 
gerado na caldeira para os teares era imenso e se espalhava por todo o local, sendo que a 
fábrica têxtil parecia um autômato monstruoso. 
 
 
 
 
 
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Cronologia – LINHA DO TEMPO 
 
1800 - Alessandro Volta, na Itália, inventa a bateria elétrica. 
1803 - Robert Fulton desenvolveu uma embarcação a vapor na Grã-Bretanha. 
1807 - A iluminacão de rua a gás, foi instalada em Pall Mall, Londres, na Grã-Bretanha. 
1808 - Richard Trevithick expôs a "London Steam Carriage", um modelo de locomotiva a vapor, 
em Londres, na Grã-Bretanha. 
1825 - George Stephenson concluiu uma locomotiva a vapor, e inaugura a primeira ferrovia, 
entre Darlington e Stockton-on-Tees, na Grã-Bretanha. 
1829 - George Stephenson venceu uma corrida de velocidade com a locomotiva "Rocket", na 
linha Liverpool - Manchester, na Grã-Bretanha. 
1830 - A Bélgica e a França iniciaram as respectivas industrializações utilizando como matéria-
prima o ferro e como força-motriz o motor a vapor. 
1843 - Cyrus Hall McCormick patenteou a secadora mecânica, nos Estados Unidos. 
1844 - Samuel Morse inaugurou a primeira linha de telégrafo, de Washington a Baltimore, nos 
Estados Unidos. 
https://pt.wikipedia.org/wiki/1800
https://pt.wikipedia.org/wiki/Alessandro_Volta
https://pt.wikipedia.org/wiki/It%C3%A1lia
https://pt.wikipedia.org/wiki/1803
https://pt.wikipedia.org/wiki/Robert_Fulton
https://pt.wikipedia.org/wiki/1807
https://pt.wikipedia.org/wiki/G%C3%A1s
https://pt.wikipedia.org/wiki/Pall_Mall_(Londres)
https://pt.wikipedia.org/wiki/Londres
https://pt.wikipedia.org/wiki/1808
https://pt.wikipedia.org/wiki/Richard_Trevithick
https://pt.wikipedia.org/wiki/1825
https://pt.wikipedia.org/wiki/George_Stephenson
https://pt.wikipedia.org/wiki/Darlington
https://pt.wikipedia.org/wiki/Stockton-on-Tees
https://pt.wikipedia.org/wiki/1829
https://pt.wikipedia.org/wiki/Liverpool
https://pt.wikipedia.org/wiki/Manchester
https://pt.wikipedia.org/wiki/1830
https://pt.wikipedia.org/wiki/B%C3%A9lgica
https://pt.wikipedia.org/wiki/Fran%C3%A7a
https://pt.wikipedia.org/wiki/Ferro
https://pt.wikipedia.org/wiki/Motor_a_vapor
https://pt.wikipedia.org/wiki/1843
https://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Cyrus_Hall_McCormick&action=edit&redlink=1
https://pt.wikipedia.org/wiki/Estados_Unidos
https://pt.wikipedia.org/wiki/1844
https://pt.wikipedia.org/wiki/Samuel_Morse
https://pt.wikipedia.org/wiki/Tel%C3%A9grafo
https://pt.wikipedia.org/wiki/Washington
https://pt.wikipedia.org/wiki/Baltimore
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Industrialização 
 
No início da industrialização, os processos utilizavam o máximo da força da mão-de-
obra. A produção era composta por etapas ou estágios, nos quais as pessoas desenvolviam 
sempre as mesmas funções, especializando-se em certa tarefa ou etapa da produção. Assim 
definiu se o princípio da produção seriada. 
 
 
 
 
 
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O mesmo ocorria com as máquinas de produção, que eram específicas para uma 
aplicação, o que impedia seu uso em outras etapas da produção, mesmo que tivesse 
características muito parecidas. 
 
 
 
Uma constatação importante é a do papel da máquina a vapor durante a Revolução. Ao 
contrário do que se possa pensar, teve um papel secundário para o desenvolvimento da 
Inglaterra enquanto potência de primeira ordem mundial, a chamada Oficina Mecânica do 
Mundo. A Inglaterra criou uma potência considerando os conhecimentos sobre Ciência e 
Tecnologia (C&T) como secundário, sendo que métodos antigos, como o “ver se dá certo” ou 
“tentativa e erro”, eram mais utilizados. Em 1838, um quarto das necessidades energéticas das 
fábricas inglesas, utilizavam ainda o princípio hidráulico, apesar da grande evolução dos 
motores a vapor até esse período. 
No entanto, o fato da Inglaterra não dar a importância adequada para a máquina a 
vapor foi o fator fundamentalpara o seu declínio. Países como a Alemanha e os Estados Unidos 
tomaram a dianteira econômica, pois investiram pesado no conhecimento de C&T. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Cronologia 
 
1856 - Henry Bessemer patenteia um novo processo de produção de aço que aumenta a sua 
resistência e permite a sua produção em escala verdadeiramente industrial. 
1865 - O primeiro cabo telegráfico submarino é estendido através do leito do oceano 
Atlântico, entre a Grã-Bretanha e os Estados Unidos. 
1869 - A abertura do Canal de Suez reduziu a viagem marítima entre a Europa e a Ásia para 
apenas seis semanas. 
1876 - Alexander Graham Bell inventou o telefone nos Estados Unidos (em 2002 o congresso 
norte-americano reconheceu postumamente o italiano Antonio Meucci como legítimo inventor 
do telefone) 
1877 - Thomas Alva Edison inventou o fonógrafo nos Estados Unidos. 
1879 - A iluminação elétrica foi inaugurada em Mento Park, New Jersey, nos Estados Unidos. 
1885 - Gottlieb Daimler inventou um motor a explosão. 
1895 - Guglielmo Marconi inventou a radiotelegrafia na Itália. 
 
George Boole 
 
Com a descoberta da eletricidade e consequentemente do magnetismo, tornou-se mais 
amplo o leque de possibilidades, para criação de sistemas autônomos. As primeiras máquinas 
movidas à eletricidade surgiram em meados do século XIX, graças aos esforços de diversos 
pesquisadores – entre eles Michael Faraday e André-Marie Ampère – que estudaram a 
utilização da eletricidade e do magnetismo em conjunto, levando ao desenvolvimento de 
motores que, conectados a sistemas elétricos, acionavam alavancas. 
Na mesma época um matemático e filósofo britânico George Boole, (1815 – 1864) 
publica as suas conclusões em 1854 no trabalho: “Uma Análise Matemática da Lógica” 
caracterizando a álgebra booleana, fundamental para o desenvolvimento da computação 
moderna. Estabeleceu também um conjunto de símbolos matemáticos para substituir certas 
afirmativas da lógica formal. 
 
 
George Boole, (1815 – 1864) 
https://pt.wikipedia.org/wiki/1856
https://pt.wikipedia.org/wiki/Henry_Bessemer
https://pt.wikipedia.org/wiki/A%C3%A7o
https://pt.wikipedia.org/wiki/1865
https://pt.wikipedia.org/wiki/Cabo_telegr%C3%A1fico_submarino
https://pt.wikipedia.org/wiki/Oceano_Atl%C3%A2ntico
https://pt.wikipedia.org/wiki/Oceano_Atl%C3%A2ntico
https://pt.wikipedia.org/wiki/Gr%C3%A3-Bretanha
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https://pt.wikipedia.org/wiki/1869
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https://pt.wikipedia.org/wiki/Europa
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https://pt.wikipedia.org/wiki/Alexander_Graham_Bell
https://pt.wikipedia.org/wiki/Telefone
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https://pt.wikipedia.org/wiki/1877
https://pt.wikipedia.org/wiki/Thomas_Alva_Edison
https://pt.wikipedia.org/wiki/Fon%C3%B3grafo
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https://pt.wikipedia.org/wiki/New_Jersey
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https://pt.wikipedia.org/wiki/Gottlieb_Daimler
https://pt.wikipedia.org/wiki/Motor_a_explos%C3%A3o
https://pt.wikipedia.org/wiki/1895
https://pt.wikipedia.org/wiki/Guglielmo_Marconi
https://pt.wikipedia.org/wiki/Radiotelegrafia
https://pt.wikipedia.org/wiki/It%C3%A1lia
22 
 
Como o sistema de numeração decimal não era conveniente para ser implementado em 
sistemas elétricos pois, é muito difícil projetar um equipamento para que ele opere com dez 
níveis diferentes de tensão (cada um representando um caractere decimal de (0 a 9). Por outro 
lado, é muito fácil projetar um circuito simples e preciso que opere com apenas dois níveis de 
tensão. Desta maneira, formado por 2 algarismos apenas (base 2), denominado agora de 
sistema Binário. 
 
Sistema Binário 
 
A lógica matemática definida pela Álgebra de Boole permitiu a análise e o 
desenvolvimento tecnológico da automação de sistemas mais complexos. 
 
Exemplo de um número binário: 1011101 (base 2) 
 
As quantidades binárias podem ser representadas por qualquer dispositivo que tenha 
apenas dois estados de operação, ou duas condições possíveis. 
Por exemplo: Um conjunto de chaves, que possuem apenas duas opções cada, aberta ou 
fechada. A chave fechada representa o bit lógico “1” (Um lógico) e a chave aberta representa o 
bit lógico “0” (Zero lógico). A composição de todas as cinco chaves representa um número 
binário, que podem ser modificados na medida em que se alteram as posições das chaves 
lógicas. 
 
 
Outro exemplo é o cartão perfurado. Trata se de um cartão que contém informação 
digital representada pela presença ou falta de furos em posições predefinidas. Eram usados no 
século XX para processamento e armazenamentos de dados. Foram usados pela primeira vez 
em volta de 1725, e melhorado em 1801, mas só foi incorporado para uso na informática em 
1832. Só se expandiu para computadores eletrônicos em 1950 com a IBM (“International 
Business Machines”) desenvolvendo esses cartões para processamento de dados. 
 
23 
 
 
 
 
O Cartão perfurado foi aproveitado inicialmente por Herman Hollerith, fundador da 
Tabulating Machine Company precursora da IBM, para sistemas de informação não têxteis. 
Esses cartões foram os grandes precursores da memória usada em computadores. 
Herman Hollerith foi inventor de diversas máquinas elétricas para a soma e a contagem 
de dados que eram representados sob a forma de fitas de papel perfuradas. Através dessas 
perfurações, os dados que elas representavam podiam ser computados de uma forma rápida e 
automática, através de circuitos elétricos. Com esse processo, os Estados Unidos puderam 
acompanhar de perto o crescimento de sua população. Os resultados do censo de 1890 foram 
fornecidos três anos depois, economizando-se vários anos de trabalho. 
 
24 
 
 
 
Tabulador de Herman Hollerith que computou os dados do censo americano de 1890 em apenas 
um ano. 
O armazenamento de dados surgiu por volta de 1910 - 1915. A fita perfurada é uma 
forma de realizar esta tarefa, constituída por uma longa fita de papel, na qual são feitos furos 
como forma de codificar as informações. As formas mais primitivas da fita perfurada tem 
origem nas antigas máquinas industriais de bordar. Estas máquinas eram alimentadas 
(“programadas”) por uma sequência de cartões em sequência. Para cada sequência de cartões 
escolhida, a máquina realizava um bordado diferente. 
 
25 
 
 
 
 
 
26 
 
 
 
Isto levou à criação do conceito de não transmitir os dados por um fluxo de cartões 
individuais, mas através de um "cartão contínuo" - ou seja - uma fita. 
Em 1846 Alexander Bain usou fitas perfuradas para mandar telegramas. A sua função 
inicial era armazenar dados, mas passou a ser utilizada também na comunicação, em 
computadores e também em criptografia (codificações secretas para proteção de 
informações). Quando os computadores começaram a ser bastante utilizados, a fita perfurada 
tornou-se diretamente muito utilizada também, pois eram um meio prático e barato para 
armazenar os dados. Durante a terceira parte do século 20 a Agencia Nacional de Segurança 
do EUA utilizou a fita perfurada para distribuir chaves criptográficas. 
 
 
Fita perfurada 
27 
 
Sistemas Eletromecânicos 
 
Entretanto, somente no início do século XX é que os sistemas se tornaram inteiramente 
automáticos. A necessidade do aumento de produtividade fez com que houvesse uma série de 
inovações tecnológicas neste sentido que culminou no surgimento dos relés eletromecânicos, 
componente fundamental para automação das indústrias, em meados do século XX. 
Os primeiros sistemas de automação operavam por meio de sistemas eletromecânicos, 
com relés e contatores. Neste caso, os sinais acoplados à máquina ou equipamento a ser 
automatizado acionam circuitos lógicos a relés que energizam as cargas e os atuadores. 
 
 
 
Durante a década de 1950, os recursos eletromecânicos foram os mais utilizados para 
efetuar controleslógicos e de intertravamentos nas linhas de produção. Tais sistemas, porém, 
apresentavam alguns problemas, pois as indústrias não possuíam flexibilidade para as mudanças 
constantes no processo de produção. 
Qualquer alteração no processo de fabricação, por menor que fosse, era trabalhosa e 
demorada. Portanto, para produzir um produto diferente, havia uma longa espera, uma vez que 
a produção era feita em grandes lotes. Nessa época, a tecnologia era a automação com lógica 
de contatos, utilizando painéis com relés eletromecânicos e muita fiação. Obviamente, essas 
fábricas não haviam sido projetadas para constantes modificações. Por causa das limitações 
tecnológicas, qualquer alteração na configuração da linha de produção tinha um custo elevado, 
pois todos os intertravamentos para controle e segurança eram feitos com painéis de relés e 
contatores. 
 
A utilização da lógica de contatos apresentava as seguintes desvantagens: 
 
Inflexibilidade – Efetuar mudanças no processo produtivo significava alterar toda a lógica de 
contatos e intertravamento. Frequentemente, isso se traduzia em sucatear enormes painéis e 
28 
 
produzir um novo, o que demandava tempo, fator responsável por grandes interrupções e perda 
de produção. 
 
Custo operacional elevado – Os painéis utilizados na automação eram enormes e ocupavam 
grandes áreas do processo produtivo, com montagem lenta e componentes eletromecânicos 
suscetíveis à falhas. A Interconexão entre os elementos era feita através de fios. A Proteção 
tinha de ser maior contra umidade, oxidação, poeira e outros fatores de desgaste. 
 
Alto custo de desenvolvimento e manutenção – A lógica a relé tinha de ser otimizada para 
reduzir o número de componentes e minimizar os custos envolvido na montagem. Esse fato 
aumentava a complexidade do projeto, pois demandava mais tempo para a implementação e a 
elaboração da documentação técnica necessária. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
29 
 
Sistemas Automatizados 
 
Sensores foram colocados nas máquinas com a finalidade de monitorar, indicar as 
condições do processo e assim garantir o controle do sistema de produção. O controle só é 
garantido com o acionamento de atuadores a partir do processamento das informações 
coletadas pelos sensores. 
 
 
 
A criação do transistor em 1947 impulsionou o desenvolvimento da automação, e 
tornou-se a base dos microprocessadores modernos. Pois se tratava de um 
componente eletrônico que controlava a passagem de corrente, em sinais digitais (ligado-
desligado), diferentemente das válvulas termiônicas que geravam sinais analógicos (sinal 
contínuo que varia em função do tempo). 
Foi nessa época, também conhecida como anos dourados, que o termo automação 
começou a se popularizar. Assim, descrevia-se a movimentação automática de materiais. 
Automatizar um sistema tornou-se muito mais viável à medida que a eletrônica avançou 
e passou a dispor de circuitos capazes de realizar funções lógicas e aritméticas com os sinais 
de entrada e gerar respectivos sinais de saída. Com este avanço, o controlador, os sensores e 
os atuadores passaram a funcionar em conjunto, transformando processo em um sistema 
automatizado, onde o próprio controlador toma decisões em função da situação dos sensores e 
aciona os atuadores. 
Tudo isso se tornou possível graças ao surgimento de vários dispositivos como 
controladores, temporizadores, relés e diversos tipos de sensores que são fundamentais à 
automação. 
A partir desde momento, considera se que o desenvolvimento da tecnologia da 
automação industrial está diretamente associada à evolução dos computadores. 
Em 1948, John T. Parsons criou um método que consistia no uso de cartões perfurados 
com informações que serviam para controlar os movimentos de uma máquina-ferramenta. Este 
método foi apresentado para a Força Aérea, que investiu em outros projetos do Laboratório de 
Servomecanismos do Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT). 
30 
 
Após alguns anos, isto acabou culminando em um protótipo de fresadora com três eixos 
com servomecanismos de posição. A partir deste momento, várias empresas privadas que 
fabricavam máquinas-ferramentas começaram a desenvolver projetos particulares, foi assim 
que surgiu o comando numérico. 
O MIT também desenvolveu a linguagem de programação APT (do inglês, Automatically 
Programmed Tools, ou “Ferramentas Programadas Automaticamente”) para ajudar na entrada 
de comandos de trajetórias de ferramentas na máquina. 
 
 
O “Unimate”: Primeiro robô industrial criado por George Devol. 
 
Em 1954 surgiram os primeiros robôs (do tcheco robota, que significa “escravo”) pelas 
mãos do americano George Devol, que alguns anos depois fundou a fábrica de robôs Unimation. 
Inicialmente, eles substituíram a mão-de-obra no transporte de materiais perigosos. 
No século XX, os computadores, servomecanismos e controladores programáveis 
passaram a fazer parte da tecnologia da automação industrial, hoje, os computadores podem 
ser considerados a principal base da automação industrial contemporânea. 
 
“A automação é a aplicação de técnicas computadorizadas ou mecânicas para diminuir o 
uso de mão-de-obra em qualquer processo, especialmente o uso de robôs nas linhas de 
produção. A automação diminui os custos e aumenta a velocidade da produção.” 
 
 
 
 
 
 
 
 
https://comatreleco.com.br/wp-content/uploads/2013/06/unimate_primeiro_robo.jpg
31 
 
Com o passar do tempo e a valorização do trabalhador, foi necessário fazer algumas 
alterações nas máquinas e equipamentos, de forma a resguardar a mão de obra de algumas 
funções inadequadas à estrutura física do homem. A máquina passou a fazer o trabalho mais 
pesado e o homem, a supervisioná-la. 
 
 
 
 
32 
 
Até 1960, as empresas automobilísticas tinham linhas produção fixas que produziam 
com relativa eficiência modelos pré-programáveis, mas quando se necessitava fazer algumas 
variações no modelo, como mudanças de cor, ou detalhes no painel, precisava-se alterar os 
circuitos de controle (a base de relés). O que fazia a produção destes modelos mais custosa, e 
excessivamente demorada. Era necessária a remodelagem de todo o sistema produtivo quando 
se desejava alterar o produto na linha de produção. Portanto este processo é economicamente 
viável somente para produção em larga escala e de um determinado produto. 
 
 
 
 
 
33 
 
Considerando esta limitação técnica, as empresas passam a se reorganizar de maneira a 
atender as necessidades para o aumento da produtividade, flexibilidade, qualidade, segurança 
e redução de custos. Portanto, eram necessários novos equipamentos que se adequassem 
rapidamente às alterações das configurações, para a produção de diversos modelos de 
produtos, com pequenas alterações entre si. 
 
Sistema Flexíveis 
 
A automação flexível é empregada em linhas de produção que necessitam da fabricação 
de diversos produtos, no mesmo processo produtivo, porém, com um volume inferior em relação 
à automação rígida. 
As máquinas de tear são bons exemplos da transição de um sistema de automação 
rígida para a automação flexível. As primeiras máquinas de tear eram acionadas manualmente. 
Depois passaram a ser acionadas por comandos automáticos, entretanto, estes comandos só 
produziam um modelo de tecido, de padronização, de desenho ou estampa. 
 
 
 
Máquina de Tear totalmente manual 
 
34 
 
 
Máquina de Tear que evolui de manual para mecânica durante a Revolução Industrial. 
 
 
 
 
Máquina de Tear eletromecânica 
35 
 
 
Máquina de Tear automática 
 
A introdução de um sistema automático flexível no mecanismo de uma máquina de tear 
tornou possível produzir diversos padrões de tecido em um mesmo equipamento. Com o avanço 
da eletrônica, as unidades de memória ganharam maior capacidade e com isso armazenam todas 
as informações necessárias para controlar diversas etapas do processo. Os circuitoslógicos 
tornaram-se mais rápidos, compactos e capazes de receber mais informações de entrada, 
atuando sobre um número maior de dispositivos de saída. Os microcontroladores são 
responsáveis por receber informações das entradas, associá-las às informações contidas na 
memória e a partir destas desenvolver uma lógica para acionar as saídas. 
 
Controlador Programável 
 
Em 1968, para atender a essa necessidade de flexibilidade na produção, Os 
engenheiros da divisão “Hydra-Matic” da “General Motors” perceberam que precisavam de um 
novo sistema compacto que conferisse maior versatilidade à produção, com alta capacidade de 
controle, que permitisse acionar diversas saídas em função de vários sinais de entradas 
combinados logicamente. Felizmente, naquela época, o conceito de, controle de computador, 
tinha começado a entrar em conversas nas grandes corporações, como a GM. 
De acordo com Dick Morley, "O controlador programável foi detalhado no dia 20 de 
setembro de 1968" na sua empresa, “Bedford and Associates”. Além de substituir o sistema 
de retransmissão, os requisitos listados pela GM para este controlador incluíram: 
 
36 
 
 Um sistema de estado sólido de alta confiabilidade que fosse flexível como um 
computador, com dimensões menores para se obter um preço competitivo em relação as 
sistemas de lógica a relé e similares. 
 De fácil manutenção e programação de acordo com a lógica de contatos a relé com um 
mínimo de 4000 palavras na memória. 
 Tinha que trabalhar em um ambiente industrial com toda a sua sujeira, umidade, 
eletromagnetismo e vibração. 
 Tinha que ser modular (conceito plug-in) para permitir trocas fáceis de componentes e 
capacidade de expansão. 
 
 
Imagem de Dick Morley 
 
O aspecto do diagrama lógico de programação do CLP permitiu que este fosse 
facilmente entendido e usado por eletricistas de manutenção e engenheiros de planta. À 
medida que os sistemas de controle baseados em relé evoluíam e tornaram-se mais 
complicados, o uso de diagramas de fiação de localização de componentes físicos também 
evoluiu para que a lógica de relé fosse mostrada de uma maneira em escada. O aspecto do 
diagrama se caracteriza por uma linha vertical no lado esquerdo representando como se fosse 
um “sinal de alimentação”, VCC ou fase. No lado direito representando como se fosse um “sinal 
de referência”, zero ou neutro. 
Os vários contatos a relé, botoeiras, interruptores, fins de curso, bobinas de relé, 
acionadores de motor, válvulas de solenóide, entre outros, mostrados em sua ordem lógica, 
formam os degraus da escada. Foi solicitado que o CLP fosse programado desta forma e 
denominado, a partir de então, como Lógica de programação “Ladder”. 
Assim, surgiu o primeiro Controlador Lógico Programável (CLP), desenvolvido pela 
empresa Allen-Bradley, que revolucionou todas as indústrias nos anos posteriores. 
37 
 
 
Diagrama Ladder 
 
Outra etapa importante desta evolução é que toda a lógica de acionamento podia ser 
desenvolvida através de software, que por sua vez determina ao controlador a sequência de 
acionamento a ser desenvolvida. Desta forma, a automação programável passa a ser empregada 
em pequenos volumes, que necessitam de constantes mudanças da linha de produção. 
Este tipo de alteração da lógica de controle é o que caracteriza um sistema flexível. O 
CLP é um equipamento eletrônico de controle que atua a partir desta filosofia. 
Com o CLP, as alterações eram feitas apenas mudando sua programação, enquanto que 
os sistemas a relés implicavam em modificar a montagem dos equipamentos e, muitas vezes, 
substituir os hardwares. 
 
Um dos Projetistas da empresa de Dick Morley relata: 
 
"Minha experiência na criação de sistemas de controle baseados em retransmissão, 
naquele momento, me colocou na posição perfeita para ser um dos primeiros projetistas de 
sistemas de controle a usar alguns dos primeiros controladores programáveis para substituir a 
lógica de relés. Com base em sistemas de controle, minha primeira experiência com um CLP 
aconteceu com um dispositivo do concorrente da Bedford Associates. A unidade foi 
programada utilizando um dispositivo de programação do tamanho de uma mala que exigiu 
configurar o tipo de instrução e o endereço da linha e depois pressionar um botão para 
“queimar” um link aberto em um chip de memória para definir o caminho da lógica. Uma vez que 
a programação foi concluída e testada, o CLP foi capaz de realizar a operação do ciclo da 
máquina de forma muito confiável. Infelizmente, o rack do CLP era aberto na parte traseira 
com uma mistura de tensões de alimentação de 24 VCC e 120 VAC. Não demorou muito para um 
eletricista de maneira acidental trocar a alimentação de 120 V AC para 24 VCC e desligar todo 
o sistema CLP. Sendo o primeiro uso de um CLP em uma grande corporação, a falha condenou o 
uso dos CLP’s nesta fábrica por alguns anos". 
 
Em 1969, a Bedford Associates apresentou e introduziu na planta da General Motors o 
MODICON (modular digital controller) para atender as necessidades da empresa, além de 
funcionar em operações distintas e ser de fácil programação. Os Estados Unidos e a Europa 
foram os primeiros beneficiados. 
38 
 
Dick Morely começou a vender os seus primeiros CLP’s denominados de “Modicon 084” 
(porque era o protótipo # 84). Foi o Modicon 084 que foi apresentado à GM para atender aos 
critérios previamente estabelecidos para o seu "controlador de máquina padrão". A Modicon 
começou a vender o “084” com um sucesso muito limitado. Como diz Dick Morley, 
 
"nossas vendas nos primeiros quatro anos foram abismais". 
 
 
 
MODICON 084 
 
No entanto, a empresa continuou a aprender e desenvolver. Mais adiante, o Modicon 
trouxe à vida o controlador que mudaria a indústria para sempre, o “Modicon 184”. 
 
Dick Morley escreveu isso sobre o “Modicon 184”: 
 
"O que fez a “Modicon Company” e o controlador programável realmente decolar não foi 
o controlador “084”, mas sim o controlador “184”. O “184” foi projetado em uma sequência de 
execução lógica em “ciclo” por Michael Greenberg, um dos melhores engenheiros que já 
conheci. Ele e Lee Rousseau, presidente e comerciante, apresentaram uma especificação de um 
projeto que revolucionou o negócio de automação. Eles construíram o “184” contra as minhas 
convicções. Eu era um purista e senti que todos aqueles sinos e assobios e coisas não eram 
"puros", e de alguma forma estavam contaminando o meu "glorioso projeto", Errado novamente, 
Morley! Eles estavam especificamente certos! O controlador 184 foi um sucesso, e não o “084”, 
não a invenção do controlador programável, mas um produto projetado para atender às 
necessidades do mercado e do cliente, chamado 184. 
39 
 
 
 
Controlador Modicon 184 
 
Tal modelo proporcionou diversos benefícios à indústria, entre eles: 
 
• Grande economia nas mudanças de funções, por ser facilmente programável. 
• Aumento na vida útil do controlador, por utilizar componentes eletrônicos. 
• Menor custo de manutenção preventiva e corretiva, por ser intercambiável. 
• Diminuição dos espaços físicos ocupados nas áreas produtivas, pois suas dimensões eram 
reduzidas. 
Poucos anos depois, a General Motors instalou robôs em sua linha de produção para a 
soldagem de carrocerias. 
Os primeiros CLP’s tinham a capacidade de trabalhar com sinais de entrada e saída, 
lógica interna, “timer’s” e bobinas de contato. Temporizadores e contadores faziam o uso dos 
registros internos para palavras binárias, portanto, não demorou muito para que as quatro 
operações matemáticas estivessem disponíveis. O CLP continuou a evoluir com a adição de “one-
shots”, sinais analógicos de entrada e saída, temporizadores e contadores aprimorados, 
matemática de ponto flutuante, sequenciadores e funções matemáticas. 
A incorporação da função PID (Proporcional-Integral-Derivativo) no CLP trouxe uma 
grande vantagem para a indústria de processos. Conjuntoscomuns de instruções evoluíram para 
caixas de diálogos para preenchimento pelo usuário que tornaram a programação mais 
eficiente. A capacidade de usar Nomes de “Tag’s” específicas no lugar de variáveis não 
descritas (previamente definidas pelo fabricante) permitiu ao usuário final definir de forma 
mais clara sua aplicação, 
Na medida em que a funcionalidade do Controlador Lógico Programável evoluiu, os 
dispositivos de programação e as comunicações também experimentaram um rápido 
crescimento. Os primeiros dispositivos de programação eram dedicados (especificamente 
produzidos pelo fabricante), e infelizmente muito grade, do tamanho de malas. Mais tarde, 
https://www.automationdirect.com/programmable-controller
https://www.automationdirect.com/programmable-controller
40 
 
surgiram dispositivos de programação de mão menores, mas logo foram substituídos por um 
software de programação proprietário executado em um computador pessoal (PC). O 
DirectSOFT da AutomationDirect, desenvolvido pela Host Engineering, foi o primeiro pacote 
de software de programação para um CLP baseado para a plataforma Windows. Ter um PC que 
se comunica com um CLP forneceu a capacidade de não só programar, mas também permitir 
testes para a solução de problemas de maneira mais fácil e ágil. 
Por sua vez, as comunicações se iniciaram com o protocolo “MODBUS” usando a 
comunicação seriais RS-232. Vários outros protocolos de comunicação para a automação 
surgiram como: o RS-485, “DeviceNet”, “Profibus” e outras arquiteturas de comunicação 
serial. O uso dos protocolos para as comunicações seriais e os vários protocolos para os CLP’s, 
também permitiram que os CLP’s pudessem ser conectados em rede com outros CLP’s, 
Inversores de frequência e Interfaces Homem Máquina (IHM). Mais recentemente, o 
protocolo EtherNet / IP (para o Protocolo Industrial), ganhou enorme popularidade. 
 
 
 
O CLP revolucionou o setor de automação. Hoje, podem ser encontrados em tudo, desde 
equipamentos industriais até máquinas de venda automática. Mas antes de 1968, o controlador 
programável nem existia. Em vez disso, o que existia era um conjunto único de desafios que 
precisavam de uma solução. Para entender o histórico do CLP, deve se primeiro entender os 
problemas que existiam antes dos controladores programáveis. 
Antes do CLP, a única maneira de controlar as máquinas era através do uso de relés. Os 
relés funcionam utilizando uma bobina que, quando energizada, cria uma força magnética para 
efetivamente puxar um interruptor para a posição “ON” ou “OFF”. Quando o relé é 
desenergizado, o interruptor retorna o dispositivo para a posição original de descanso “ON” ou 
“OFF” padrão. 
Assim, por exemplo, se for necessário controlar se um motor está ligado ou desligado, 
deve se ligar um relé entre a fonte de energia e o motor. Desta maneira torna se possível 
controlar quando o motor está acionado ou não, por meio da energização ou desenergização do 
relé. Sem energia, é claro, o motor não acionará, desta forma é possível controlar o motor. 
 
Este tipo de relé é conhecido como um relé de potência. Em uma fábrica, pode haver 
vários motores que precisam ser controlados. Assim, adicionavam se muitos relés de 
energia. Desta maneira, as fábricas começaram a acumular muitos armários elétricos cheios de 
relés de potência. Além disso, é necessário se implantar os circuitos denominados de comandos 
para ligar e desligar as bobinas dos relés de potência. Para controlar isso, mais relés eram 
adicionados. 
Esses relés são conhecidos como relés de comando porque controlam os relés de 
potência que por sua vez controlam o interruptor que liga e desliga o motor. 
Por serem eletromecânicos, os relés que eram utilizados nos dispositivos de controle 
apresentavam diversas desvantagens como problemas nos contatos, desgastes devido ao 
contato repetitivo, dificuldade na modificação da lógica de controle e necessidade de 
manutenções periódicas. 
41 
 
 
 
Relato de um projetista de controles no início dos anos 70. 
 
"Depois de me formar na faculdade em 1970, comecei a trabalhar como projetista de 
controles, automatizando máquinas e equipamentos com relés industriais, temporizadores para 
cilindros pneumáticos e contadores eletromecânicos. Também foram incluídos fusíveis, 
transformadores de pulso, acionadores de motor, relés de sobrecarga, botoeiras, chaves 
seletoras, fins de curso, sequenciadores de tambor rotativo, luzes piloto, válvulas solenóide, 
entre outros. 
Os sistemas de controle baseados em relés, na sua grande maioria, continham entre 50 
e mais de 100 relés. Os compartimentos elétricos para abrigar os controles normalmente 
tinham 1,8m largura por 1,2m de altura e eram montados perto da máquina. Associe a este 
feixes de fios conectando os relés, temporizadores, contadores, terminais e outros 
componentes, todos identificados e corretamente acondicionados. 
Passados alguns meses ou anos e depois de muitas modificações técnicas e serviços de 
manutenções realizados por técnicos e pela engenharia, os feixes de fios já estavam fora da 
canaleta e com a identificação comprometida. Em muitos casos, outros fios foram adicionados 
e mal acondicionados em ligações na forma de cruzamento “ponto-a-ponto” para tomar a rota 
mais curta e diminuir o tempo de manutenção. Estes gabinetes de controle se tornavam 
verdadeiros “ninhos de rato”. A confiabilidade deixava de existir, além de aumentar a 
dificuldade durante a solução de problemas ou fazer mudanças adicionais na engenharia 
operacional”. 
 
 
 
 
 
42 
 
Pensando agora nas fábricas modernas onde cada máquina possui a capacidade de 
realizar inúmeras funções e em quantos motores e interruptores de energia ON / OFF seriam 
necessários para controlar apenas uma única destas. Em seguida, adicione todos os relés de 
comando necessários para o controle da máquina. Obtém se um pesadelo logístico. Todos esses 
relés teriam de estar ligados em uma ordem muito específica para que a máquina funcionasse 
corretamente. Se apenas um único relé apresentasse um problema, o sistema como um todo não 
funcionaria. A solução de problemas levaria horas, o que seria comum acontecer, pois as 
bobinas falham e os contatos se desgastam, gerando inúmeros procedimentos de 
manutenção. Essas máquinas teriam que seguir um cronograma de manutenção rigoroso 
ocupando muito espaço e tempo. E caso fosse necessário alterar algum procedimento na 
operação da máquina, basicamente deveria se refazer todo o sistema. 
 
 Indústria de bebidas 
 
 Indústria automotiva 
 Indústria alimentícia 
43 
 
 
Linha de produção da Ford em 1913 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
https://pt.wikipedia.org/wiki/Ford
44 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
45 
 
 
 
Os CLP’s foram introduzidos na indústria brasileira na década de 1980, inicialmente nas 
filiais de empresas multinacionais, que implantavam a tecnologia utilizada na matriz. Em pouco 
tempo, essa tecnologia proliferou e o CLP adquiriu grande aceitação no mercado. Em 1994, 
havia mais de 50 fabricantes de CLP, o que demonstrava seu sucesso e aceitação. 
 
“O PLC (programmable logic controller), também conhecido no Brasil como CLP 
(Controlador Lógico Programável) ou CP (Controlador Programável), é um dispositivo físico, 
eletrônico, que possui uma memória interna programável capaz de armazenar sequências de 
instruções lógicas binárias, além de outros comandos.” 
 
46 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
47 
 
2 – AUTOMAÇÃO E CONTROLE 
 
2.1 AUTOMAÇÃO NO DIA A DIA 
 
A automação está presente no cotidiano do ser humano, desde o despertador 
utilizado para acordar, aos semáforos que controlam o transito, a iluminação pública, nos ônibus 
públicos, estacionamentos, monitoramento de câmeras, em sistemas de segurança, na indústria 
entre outros. Considerando como exemplo um sistema de metrô, em uma análise simplista, é um 
conjunto de vagões quedevem parar em locais pré-determinados ao longo de um circuito 
fechado. 
Entretanto, se for considerado apenas um vagão, cada um os próprios vagões possuem 
seus sistemas de automação. Alguns exemplos são: 
 
 – Fechamento de portas; 
 – Controle de Velocidade em relação à distância da estação; 
 – Sistema de Freio e segurança; 
 – Controle de iluminação; 
 – Anunciar o nome da próxima estação através do sistema de áudio; 
 – Parar na estação; 
 – Aguardar um determinado intervalo de tempo; 
 – Repetir ciclo. 
 
Dentro de cada vagão também é possível se identificar outros subsistemas como os 
aparelhos de ar-condicionado presentes dentro de cada vagão do metrô que possuem suas 
próprias rotinas automatizadas. Como, por exemplo, ligar caso a temperatura esteja acima de 
25° C. 
A parte mais conhecida da automação, atualmente, está ligada à robótica, mas também 
é utilizada nas indústrias química, petroquímica e farmacêutica, com o uso de dispositivos 
chamados de transmissores, capazes de medir e transmitir dados sobre variáveis de pressão, 
vazão, temperatura entre outras necessárias para um CLP (Controlador Lógico Programável). 
 
 
Garra robótica. 
https://comatreleco.com.br/wp-content/uploads/2013/06/automacao_industrial_automatizacao.jpg
48 
 
2.2 CONTROLE 
 
Em princípio, qualquer grandeza física pode ser controlada, isto é, pode ter o seu valor 
intencionalmente alterado. Obviamente, existem limitações práticas. Uma das inevitáveis é a 
restrição da energia necessária para afetar os fenômenos. Por exemplo, a maioria das variáveis 
climatológicas pode ser medida, mas não controlada, por causa da ordem de grandeza da 
energia envolvida. 
O controle manual implica em ter um operador presente ao processo criador de uma 
variável física e que, de acordo com alguma regra de seu conhecimento, opera um aparelho 
qualquer como: válvula, alavanca ou chave, que por sua vez, produz alterações naquela variável. 
 
 
Operador observando a vazão em uma rede. 
 
 
Operador percebendo com a própria mão o aquecimento do fluído em uma tubulação. 
49 
 
 
 
Operador observando o nível em um tanque. 
 
 
 
 
 
50 
 
 
 
O controle diz-se automático quando uma parte, ou a totalidade, das funções do 
operador é realizada por um equipamento, frequente, mas não necessariamente eletrônico. 
 
 
51 
 
 
52 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
53 
 
Controle automático por realimentação é o equipamento automático que age sobre o 
elemento de controle, baseando-se em informações de medida da variável controlada. Como 
exemplo: o controle de nível em um reservatório. 
 
 
 
O controle automático por programa envolve a existência de um programa de ações, que 
se cumpre com base no decurso do tempo ou a partir de modificações eventuais em variáveis 
externas ao sistema. No primeiro caso temos um programa temporal e no segundo um programa 
lógico. 
 
54 
 
 
 
 
 
 
55 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
56 
 
3 - CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMÁVEL 
 
3.1 INTRODUÇÃO 
 
 Os Controladores Lógicos Programáveis são equipamentos eletrônicos utilizados em 
sistemas de automação flexível. São ferramentas de trabalho muito úteis e versáteis para 
aplicações em sistemas de acionamentos e controle e por isso são utilizados em grande escala 
no mercado industrial. Permitem desenvolver e alterar facilmente a lógica para acionamento 
das saídas em função das entradas. Desta forma, pode se associar diversos sinais de entrada 
para controlar diversos atuadores ligados nos pontos de saída. 
 
 
O CLP é o controlador indicado para lidar com sistemas caracterizados por 
eventos discretos (SEDs), ou seja, com processos em que as variáveis assumem valores zero ou 
um (ou variáveis ditas digitais, ou seja, que só assumem valores dentro de um conjunto finito). 
https://pt.wikipedia.org/wiki/Discreto
57 
 
Podem ainda processar variáveis analógicas definidas por intervalos de valores de 
corrente ou tensão elétrica. As entradas e/ou saídas digitais são os elementos discretos, as 
entradas e/ou saídas analógicas são os elementos variáveis entre valores conhecidos de tensão 
ou corrente. 
Os CLP's estão muito difundidos nas áreas de controle de processos e de automação 
industrial. No primeiro caso a aplicação se dá nas indústrias do tipo contínuo, produtoras de 
líquidos, materiais gasosos e outros produtos, no outro caso a aplicação se dá nas áreas 
relacionadas com a produção em linhas de montagem, por exemplo na indústria do automóvel. 
 Em um sistema típico, toda a informação dos sensores é concentrada 
no controlador (CLP) que de acordo com o programa residente na memória define se o estado 
dos pontos de saída conectados aos atuadores. 
Os profissionais que atuam nesta área buscam conhecimentos para se tornarem mais 
versáteis, adequando-se às necessidades das empresas, que por sua vez, buscam maior 
variedade e rapidez na produção para atender ao cliente, que se torna cada vez mais exigente. 
A primeira geração de CLP’s usava componentes discretos e tinha baixa escala de 
integração. Sua utilização só era viável quando substituía painéis que continham mais de 300 
relés. Tal equipamento ficou conhecido pela sigla PLC ( programmable logic controller ) – em 
português, CLP ( controlador lógico programável ). 
Conceitualmente, o CLP é um equipamento projetado para comandar e monitorar 
máquinas ou processos industriais. Especificamente, é um computador especializado, baseado 
em um microprocessador que desempenha funções de controle através de softwares 
desenvolvidos pelo usuário (cada CLP tem o seu próprio software). É amplamente utilizado na 
indústria para o controle de diversos tipos e níveis de complexidade. Deve possuir um 
processador com software de controle e hardware que suporte a operação em ambientes 
industriais. 
Este software, que é específico para automação e controle, possui um sistema 
operacional de tempo real, algo indispensável para controle de processos de alto risco (área 
classificada) como os que se encontram nas indústrias. Já o Hardware deve suportar as 
condições extremas de trocas temperatura, umidade, pressão entre outras situações as quais 
um computador padrão não suportaria. 
Geralmente as famílias de Controladores Lógicos Programáveis são definidas pela 
capacidade de processamento pelo número de pontos de Entradas e/ou Saídas (E/S). Também 
são classificados em compactos, nos quais todos os pontos de entrada e saída estão juntos em 
uma mesma unidade, e modulares onde os pontos de entrada e saída podem ser conectados e 
desconectados para alterar a estrutura e controlar outro processo. Além deste tipo de 
classificação, também pode se dividir os CLP’s em relação ao tipo de controle entre outras 
categorias. 
Segundo a Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), CLP é um: 
 
 “Equipamento eletrônico digital com hardware e software compatíveis com aplicações 
industriais”. 
 
Já para a “National Electrical Manufacturers Association” (NEMA), trata-se de um: 
 
 “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 
entrada e saída vários tipos de máquinas e processos”. 
https://pt.wikipedia.org/wiki/Controle_de_processos
https://pt.wikipedia.org/wiki/Automa%C3%A7%C3%A3o_industrial
https://pt.wikipedia.org/wiki/Automa%C3%A7%C3%A3o_industrial
https://pt.wikipedia.org/wiki/Sensor
https://pt.wikipedia.org/wiki/Controlador
https://pt.wikipedia.org/wiki/Pontos_de_sa%C3%ADda
https://pt.wikipedia.org/wiki/Microprocessador
58 
 
3.2 EVOLUÇÃO 
 
Os CLP’s de primeira geração (1960) se caracterizam pela programação intimamente 
ligada ao hardware do equipamento. A linguagem utilizada era o “Assembly” quevariava de 
acordo com o processador utilizado no projeto do CLP, ou seja, para poder programar era 
necessário conhecer a eletrônica do projeto do CLP. Assim a tarefa de programação era 
desenvolvida por uma equipe técnica altamente qualificada, gravando-se o programa em 
memória PROM (Memória programável somente para leitura), sendo realizada normalmente no 
laboratório junto com a construção do CLP. 
Em 1970, estes controladores sofreram melhorias com o uso de microprocessadores, 
melhorando o poder de processamento e diminuindo o tamanho dos equipamentos. Esse avanço 
está atrelado, em grande parte, ao desenvolvimento tecnológico dos computadores, até mesmo 
em sua arquitetura de “hardware e software”. 
 
 
CLP MODICON 184 (1973) 
 
Em uma segunda geração (1970), aparecem as primeiras “Linguagens de Programação” 
não tão dependentes do hardware do equipamento, possíveis pela inclusão de um “Programa 
Monitor“ no CLP, o qual converte (no jargão técnico, Compila), as instruções do programa, 
verifica o estado das entradas, compara com as instruções do programa do usuário e altera o 
estado das saídas. Os Terminais de Programação (ou Maletas, como eram conhecidas) eram na 
verdade Programadores de Memória PROM. As memórias depois de programadas eram 
colocadas no CLP para que o programa do usuário fosse executado. 
O CLP possuía arquitetura proprietária, na qual cada fabricante produzia o seu próprio 
modelo e desenvolvia os softwares de programação e simulação exclusivos para seus 
equipamentos, ou seja, não existia portabilidade. 
Com a adoção da norma IEC 61131-3, ocorreu uma padronização da linguagem de 
programação e a solução para softwares e aplicativos foi alcançada. 
 
59 
 
 
CPU e módulos de expansão do CLP CPW-A080 de 1989 (Fabricante WEG - Brasil) 
 
 
Detalhe do módulo programador exclusivo para o CPW-A080 
 
Mais adiante, em uma terceira geração, os CLP’s passam a ter uma “Entrada de 
Programação”, onde um Teclado ou Programador Portátil é conectado, podendo alterar, apagar, 
gravar o programa do usuário, além de realizar testes (Debug) no equipamento e no programa. 
A estrutura física também sofre alterações sendo a tendência para os Sistemas Modulares 
com Bastidores ou Racks. 
 
Terminal de programacao 
60 
 
Na quarta geração (1980), com a popularização e a diminuição dos preços dos 
microcomputadores (normalmente clones do IBM PC), os CLP’s passaram a incluir uma entrada 
para a “comunicação serial com PC’s”. Com o auxílio dos microcomputadores a tarefa de 
programação passou a ser realizada nestes. As vantagens eram a utilização de várias 
representações das linguagens, possibilidade de simulações e testes, treinamento e ajuda por 
parte do software de programação, possibilidade de armazenamento de vários programas no 
micro, entre outras. 
 
 
5150 PC, criado pela IBM, inaugurou era dos PC’s (USA) 
 
O uso de microprocessadores, microcontroladores de última geração e os de 
arquitetura hibrida, aliada as novas técnicas de processamento paralelo e às redes de 
comunicação, contribuíram para o sucesso desse equipamento industrial. 
 
No início dos anos 1980, computador era coisa para cientistas e pesquisadores. 
Empresas como Apple, Osborne e MITS (do Altair) já fabricavam computadores pessoais. Mas 
os equipamentos eram difíceis de usar e tinha utilidade limitada. Isso mudou em 12 de agosto 
de 1981, quando a poderosa IBM lançou seu primeiro computador voltado para o usuário final: o 
IBM PC 5150. Com preço de US$ 1.565, ele era o modelo mais barato lançado pela empresa e 
era voltado tanto para escritórios como para uso doméstico. 
A entrada da IBM no mercado de computadores pessoais mudou completamente o 
mercado. Conhecida do público médio e com contratos polpudos com governos e companhias de 
grande porte, a IBM trouxe credibilidade ao mercado e foi fundamental para popularizar o 
computador como ferramenta de trabalho e lazer. 
As especificações do 5150 eram poderosas para a época, mas hoje em dia seriam 
amplamente superadas pelo celular mais barato. O computador tinha apenas 16 KB de memória 
RAM. Para efeito de comparação, smartphones avançados de hoje podem ter até 64 GB de 
RAM, mais de 4 milhões de vezes o valor do IBM PC. A memória de disco rígido era de apenas 
40 KB. Atualmente, qualquer notebook vem com pelo menos 1 TB, mais de 24 milhões de vezes 
mais do que o PC da IBM. 
61 
 
 
Modelo gabinete de micro industrial 
 
Na quinta geração (1990), mais atual, os CLP’s têm a capacidade de “comunicação de 
dados” via canais de comunicação seriais. Com isto podem ser supervisionados por 
computadores formando sistemas de controle integrados. Softwares de supervisão, chamados 
de supervisórios, controlam redes de vários Controladores Lógicos Programáveis. Tem canais 
de comunicação nos que permitem conectar os CLP's à interface de operação homem 
máquina(IHM), ou computadores, outros CLP’s e até mesmo com unidades de entradas e saídas 
remotas. 
 
 
Comunicação em rede com CLP’s 
 
Cada fabricante estabelece um protocolo de comunicação para fazer com que os seus 
equipamentos troquem informações entre si. Os protocolos mais comuns são o 
Modbus (Modicon - Schneider Eletric), EtherCAT (Beckhoff), Profibus (Siemens), Unitelway 
https://pt.wikipedia.org/wiki/Comunica%C3%A7%C3%A3o_de_dados
https://pt.wikipedia.org/wiki/Comunica%C3%A7%C3%A3o_de_dados
https://pt.wikipedia.org/wiki/Protocolo
https://pt.wikipedia.org/wiki/Modbus
https://pt.wikipedia.org/wiki/EtherCAT
https://pt.wikipedia.org/wiki/Profibus
62 
 
(Telemecanique - Schneider Eletric), DeviceNet (Allen Bradley), RAPIEnet (LSis - LGis), 
PROFINET (Siemens e Phoenix Contact) entre muitos outros. 
Redes de campo abertas como MODBUS-RTU, PROFIBUS, e mais recente PROFINET 
são de uso muito comum com CLP’s permitindo aplicações complexas na indústria 
automobilística, siderúrgica, de papel e celulose, entre outras. 
Atualmente, os CLP’s possuem funções específicas de controle e canais de comunicação 
que permitem interligá-los entre si e a computadores em rede, formando um sistema integrado. 
Os fabricantes se preocupam constantemente em padronizar os protocolos de 
comunicação para os CLP’s, de modo a proporcionar que o equipamento de um fabricante 
“converse” com os equipamentos de outros fabricantes. Assim, os CLP’s, os Controladores de 
Processos, os Sistemas Supervisórios, as Redes Internas de Comunicação e os dispositivos 
industriais são integrados, facilitando a automação, gerenciamento e desenvolvimento de 
plantas industriais mais flexíveis e normalizadas, fruto da chamada Globalização. Existe uma 
Fundação Mundial para o estabelecimento de normas e protocolos de comunicação. 
Enquanto se estudavam as propostas de padronização do “FIELDBUS” (barramento de 
campo), as redes “WIRLESS” suplantaram essa tecnologia e se incorporaram aos CLP’s como 
opção de coleta de sinais de chão de fábrica. 
Dessa maneira, eliminaram-se os condutores usados para interligá-los, propiciando 
troca de informações e distribuição de dados por todo o processo. 
 
 
 
Vista do painel frontal de um CLP 
https://pt.wikipedia.org/wiki/DeviceNet
https://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=RAPIEnet&action=edit&redlink=1
63 
 
 
Vista do painel posterior de um CLP. 
 
As vantagens da utilização do CLP em aplicações industriais são inúmeras e a cada dia 
surgem novas, que resultam em maior economia, superando o custo do equipamento. Essa 
evolução oferece grande número de benefícios, por exemplo: 
 
 Ser instalado em cabines reduzidas, ocupando pouco espaço. 
 Imunidade a ruídos eletromagnéticos: o CLP conta com um sistema de isolamento 
contra ruídos elétricos. 
 Facilmente configurável: com racks modulares, é possível trocar módulos de entrada e 
saída de acordo com uma necessidade específica. 
 Facilmente programável: as linguagens utilizadas (Ladder e Blocos de Funções, por 
exemplo) são de fácil aprendizageme utilização facilitando a construção da lógica de 
controle. Além dessa facilidade, as linguagens permitem a realização de operações 
mais complexas que as feitas através de relés. 
 Ser facilmente reprogramado sem necessidade de interromper o processo produtivo. 
 Grande flexibilidade: em razão das linguagens utilizadas torna-se mais simples 
modificar a lógica do processo. 
 Permitir fácil diagnóstico de funcionamento. 
 Maior segurança para os operadores. 
 Ser facilmente reprogramado sem necessidade de interromper o processo produtivo. 
 Possibilitar a criação de um banco de armazenamento de programas. 
 Apresentar baixo consumo de energia. 
 Manter o funcionamento da planta de produção com reduzida equipe de manutenção. 
 Maior confiabilidade. 
 Maior produtividade. 
 Melhoria na qualidade do produto final. 
 Maior flexibilidade, satisfazendo maior número de aplicações. 
 Interface com outros CLP’s através de rede de comunicação 
64 
 
 
CLP Siemens S7-300 com vários módulos de extensão 
 
 
Quadro de comando com CLP’s instalados 
 
Em grandes plantas de processo industrial, é necessário visualizar e controlar os 
processos, o que torna indispensável um sistema supervisório e também a aquisição de dados 
conhecidos em ambiente industrial como SCADA. Em um sistema automatizado, 
os controladores lógicos programáveis (CLP) carregam as informações enviadas pelos sensores, 
os quais convertem sinais físicos, como nível de água, pressão, velocidade em sinais analógicos 
ou digitais, além de gerenciarem os atuadores, como partida e parada de motores ou 
fechamento de uma válvula, por exemplo. 
65 
 
 
 
Esquema de controle de processo em indústria. (Supervisório) 
 
O CLP, por meio de uma rede de comunicação, interliga se com o sistema de supervisão, 
o qual o operador se torna responsável por comandar e monitoramento das variáveis de 
processos, obtidas pelo controlador no chão-de-fábrica. Os tipos de variáveis dividem em 
analógicas e digitais, a qual a primeira assume valores entre 4mA a 20mA, enquanto as 
variáveis digitais podem assumir dois valores (0 ou 1) de acordo com a lógica booleana. 
 Um sistema de supervisão pode ser classificado de acordo com a complexidade, bem 
como o número de portas entradas/saídas e robustez. A Interface Homem-Máquina (IHM) é 
um hardware industrial, que consiste em sistemas utilizados diretamente em ambiente 
industrial, com elevado grau de proteção (IP), com aplicação bastante específica de seu uso, e 
permite trabalhar em conjunto com o CLP e o ambiente SCADA, que consiste em um software 
industrial, operado em computadores com a plataforma Windows, sendo o seu gerenciamento, 
realizado em salas de controle ou remotamente através de uma rede de internet. 
As principais características de um sistema de supervisão consiste na compatibilidade 
com CLP’s industriais, possibilidade em trocar dados com outros aplicativos e ferramentas, 
geração de relatórios completos, planejamento e execução de tarefas, além da própria 
programação realizada em linguagem de alto nível como C++ ou Visual Basic e principalmente a 
conectividade com a internet. 
 
66 
 
 
 
Interface homem máquina(IHM). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
67 
 
Cronologia – LINHA DO TEMPO 
 
1960 
Surgimento do CLP em substituição 
aos painéis de controle com relés 
eletromecânicos – economia de energia, 
facilidade de manutenção, redução de 
espaço e diminuição de custos. 
Os primeiros CLP’s usavam 
microprocessadores com logica discreta. 
Alguns microprocessadores possuíam uma 
característica conhecida como 
“microcoded”, que foi muito importante 
para o desenvolvimento dos CLP’s. Esses 
microprocessadores tinham seu conjunto 
de instruções formado pela combinação de 
um conjunto de operações básicas. 
 
1970 
O CLP adquiriu instruções de 
temporização, operações aritméticas, 
movimentação de dados, operações 
matriciais, terminais de programação, 
controle analógico PID. No final da década, 
foram incorporados recursos de 
comunicação, propiciando a integração 
entre controladores distantes e a criação 
de vários protocolos de comunicação 
proprietários (incompatíveis entre si). 
 
1980 
No início dos 1980 o preço dos 
microprocessadores caiu muito e eles se 
tornaram componentes permanentes do 
CLP. Houve redução do tamanho físico em 
virtude da evolução da eletrônica e adoção 
de módulos inteligentes de E/S, 
proporcionando alta velocidade e controle 
preciso em aplicações de posicionamento. 
Introdução da programação por software 
em microcomputadores e primeira tentativa 
de padronização do protocolo de 
comunicação. 
Os CLP’s passaram a ser utilizados 
em sistemas de automação com lógica 
sequencial. Surgiu, então, a necessidade de 
desenvolver novas aplicações para esses 
equipamentos. O crescimento do mercado 
fez com que eles começassem a migrar para 
aplicações como: 
 
• controle de processo; 
• comunicações entre homens e máquinas; 
• processamento numérico. 
 
O surgimento de novas aplicações 
fez com que os CLP’s sofressem evoluções, 
de início em razão da insuficiência de 
memória, das limitações do barramento e 
do aumento da complexidade do sistema. 
Para melhorar seu desempenho, associado à 
necessidade de maior processamento, os 
CLP’s passaram a realizar 
multiprocessamento. 
 
1990 
Ocorre a padronização das 
linguagens de programação sob o padrão 
IEC 61131-3, introdução interface homem-
máquina (IHM), softwares supervisores e 
de gerenciamento, interfaces para 
barramento de campo e blocos de funções. 
A introdução significativa de novos 
produtos e das redes de comunicação de 
CLP’s e a disponibilidade de processadores 
cada vez mais poderosos fizeram com que 
muitas das tarefas executadas por 
processadores, antes localizados em 
módulos de entrada e saída inteligentes, 
fossem executadas em software pela 
unidade central de processamento. 
 
Hoje 
Preocupação em padronizar os 
protocolos de comunicação para os CLP’s de 
modo que haja interoperabilidade, 
possibilitando que o equipamento de um 
fabricante se comunique com o de outro. 
 
68 
 
3.3 DEFINIÇÕES IMPORTANTES 
 
Conforme definição da norma IEC 61131-1, o CLP é um “sistema eletrônico digital, 
desenvolvido para uso em ambiente industrial, que usa uma memória programável para o 
armazenamento interno das instruções do usuário, que realiza funções específicas, tais como 
lógica, sequenciamento, temporização, contagem e aritmética, para controlar, através de 
entradas e saídas, vários tipos de máquinas e processos”. 
 
Um controlador lógico programável deve possuir as seguintes características: 
 
 O equipamento deve executar uma rotina cíclica de operação. 
 A programação deve ser realizada a partir de um diagrama de relés. 
 O produto deve ser projetado para suportar condições de operação adversas. 
 
CLP - Controlador lógico programável, sigla esta, que em determinada época, já teve a sua 
aplicação restrita devido à marca ser patente de um fabricante nacional. 
 
PLC - “Programmable Logic Controller” – a mesma definição de CLP só que em inglês. 
 
CP - “Programmable Controller” – equipamentos capazes de efetuar controles diversos além da 
lógica. 
 
3.4 PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO 
 
3.4.1 Variáveis de entrada 
 
 São sinais externos recebidos pelo CLP, os quais podem ser oriundos de fontes 
pertencentes ao processo controlado ou de comandos gerados pelo operador. 
 
Exemplos: chaves fim de curso, botoeiras, sensores. 
 
3.4.2 Variáveis de saída 
 
 São dispositivos controlados por cada ponto de saída do CLP. Servem para acionamento 
ou sinalização. 
 
Exemplos: válvulas, lâmpadas sinalizadoras, contatores, inversores de frequência 
 
3.4.3 Programa 
 
 É uma sequência específica de instruções, selecionadas de um conjunto de 
opções oferecidas pelo CLP