Aula 2

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AULA 2 
SISTEMAS DE CONTROLE 
INDUSTRIAIS 
Prof. Alexandre Arioli 
 
 
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CONVERSA INICIAL 
Caro aluno, seja bem-vindo à segunda aula de Sistemas de Controle 
Industriais. Continuaremos a abordar as áreas de processos que podem conter 
sistema de controle (CLPs). Você conhecerá os processos com metais e plásticos. 
Analisaremos as principais características de cada processo e os sistemas de 
controle que podem ser utilizados. Iremos conhecer os sistemas de transporte de 
objetos e de substâncias. A ideia é que no final da aula você tenha uma boa noção 
dos processos que utilizam metais e plásticos e dos tipos de transportadores 
utilizados na área de automação de processos. 
CONTEXTUALIZANDO 
O processamento de metais e plásticos é parecido em diversos aspectos. 
Ambos os processos envolvem a combinação de matéria-prima e em geral a 
aplicação de aquecimento, resfriamento, produtos químicos e pressão. Esses 
materiais são processados em seus estados sólido, líquido ou de fundição; com 
frequência passam por diversas formas e formatos intermediários antes de se 
transformarem em um produto final (Lamb, 2015). 
Os sistemas transportadores servem para transportar objetos ou 
substâncias de um determinado ponto para outro. Eles podem assumir muitas 
formas; em geral, são movidos por um motor, pelo ar ou pela gravidade. 
Nesta segunda aula, vamos entender um pouco dos processos de metais 
e plásticos, bem como conhecer os sistemas que realizam o transporte de objetos 
e substâncias. 
TEMA 1 – PROCESSAMENTO DE METAL 
 Os metais de base são extraídos do solo na forma de minérios que devem 
ser processados retirada de metal puro. O processamento inicial pode utilizar 
redução química ou eletrolítica, pirometalurgia (altas temperaturas) ou 
hidrometalurgia (química aquosa ou a base de água). Quando um minério é um 
composto iônico de metal com impurezas, ele deve ser fundido para que o metal 
puro seja extraído. Os minérios, como ferro, alumínio e cobre, são misturados com 
outros compostos ou elementos químicos, que devem ser reparados pela quebra 
das ligações, o que pode ser feito de forma elétrica ou química. Muitos metais 
 
 
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comuns, como ferro, são fundidos pela combinação do minério com carbono, 
como agente redutor em altas temperaturas. 
 Para separar o alumínio do minério bauxita – prática comum na metalurgia 
extrativa –, carbono e eletricidade são introduzidos. O alumínio é extraído por meio 
de um processo eletroquímico realizado em cuba ou por célula revestida de 
carbono, usando criólito fundido ou fluoreto de alumínio de sódio sintético. As 
fundições de alumínio consomem muita eletricidade, devido ao alto ponto de fusa 
do metal. 
 O minério de cobre contém uma porcentagem muito baixa de metal de 
cobre e passa por vários estágios para que seja possível purificar o metal. O 
minério é primeiro moído e separado de outros minerais. Em seguida, ele é 
submetido a procedimentos hidrometalúrgicos ou de flotação, com vistas a refinar 
o metal antes de ele ser fundido. A fundição produz cerca de 70% de sulfureto de 
cobre, que é então refinado e purificado por meio de eletrólise (Lamb, 2015). 
 Os metais purificados, ou ligas, são transportados em formas sólidas, como 
lingotes, folhas ou bobinas, e enviados para outras unidades para processamento 
posterior. 
Figura 1 – Bobina de aço 
 
1.1 Ligas 
 Uma liga é uma mistura de materiais cujo componente principal é um metal. 
As ligas de ferro são as mais comuns, incluindo aço-ferramenta, ferro fundido e 
aço inoxidável. As ligas de ferro, com suas diferentes quantidades de carbono, 
produzem aço com baixo, médio e alto teores de carbono. O carbono reduz a 
ductilidade (propriedade que representa o grau de deformação que um material 
 
 
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suporta até o momento de sua fratura), porém aumenta a dureza e a resistência 
do aço. 
 O ferro fundido é uma liga que contém ferro, carbono e silício. É usado em 
carcaças de motores, tubulações e peças mecânicas. O aço inoxidável é feito de 
ligas de aço carbono com cromo. Ele é usado principalmente por sua resistência 
à corrosão, e também no processamento de alimentos e em dispositivos médicos, 
pois é facilmente esterilizado e não precisa de pintura ou de outros revestimentos 
de superfície (Lamb, 2015). 
 As ligas de cobre, alumínio, titânio e magnésio são produzidas para uso 
comercial. O cobre e suas ligas são geralmente usados em fios elétricos, enquanto 
as ligas de alumínio, titânio e magnésio são valorizadas por sua excelente relação 
resistência/peso. 
As fundições se valem e muito da automação. Devido às altas temperaturas 
e aos vapores tóxicos, é difícil que os operadores trabalhem perto dos metais 
fundidos. O manuseio dos materiais, a distribuição de energia e o controle de 
processos são elementos importantes na formação de ligas e no refinamento. A 
visualização do processo é feita por meio de IHMs e de sistemas do tipo Scada. 
1.2 Processamento de metais 
Uma vez obtida a liga de metal, em sua constituição final é necessário 
transformá-la em uma forma útil. É comum derreter a liga bruta em lingotes para 
tratamento futuro ou usar um processo contínuo para transformá-la em lâminas 
ou placas (Lamb, 2015). 
A fundição é um processo de formação que requer a fusão de um metal e 
sua posterior modelagem. Há uma variedade de métodos para realizar este 
processo (Lamb, 2015): 
• o metal fundido pode ser derramado diretamente nas formas com um 
investimento ou fundição por cera perdida; 
• na fundição sob pressão, o metal é forçado em um molde sob altas 
pressões; 
• na fundição em areia e casca, o metal é derramado em um molde feito de 
areia; 
• na centrífuga, os processos são formados pela rotação de materiais 
fundidos dentro de um molde. 
 
 
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A extrusão utiliza os metais no estado líquido ou sólido para dar-lhes forma 
ao forçá-los em um molde. O metal é empurrado ou levado a altas pressões 
através de uma abertura com a forma desejada. Ele é então esticado e ajustado. 
Esse processo pode ser contínuo ou produzir peças moldadas individualmente por 
meio de formas ou tarugos. As prensas de extrusão podem ser acionadas 
hidráulica ou mecanicamente. 
A laminação é uma técnica por meio da qual o suprimento de metal passa 
entre um par de rolos. Isso pode ser feito a altas temperaturas ou a temperaturas 
mais baixas, nos processos conhecidos respectivamente como laminação a 
quente e a frio. Os metais podem ser enrolados em seções transversais 
retangulares, como chapas ou placas, enrolados em uma espessura muito fina, 
conhecida como folha, ou passados por rolos consecutivos para dar forma à seção 
transversal – processo conhecido como perfilação. A perfilação é geralmente 
realizada em rolos de aço em espiral. 
O forjamento se vale da pressão para moldar metais em formatos 
desejados. Assim como a laminação, o forjamento pode acontecer a temperaturas 
altas ou mais baixas. As peças fundidas ou formadas podem ser processadas 
depois que a forma é resfriada. Elas costumam ser finalizadas em prensas ou 
máquinas-ferramenta. 
Figura 2 – Prensa 
 
TEMA 2 – PROCESSAMENTO DE PLÁSTICO 
Os plásticos são feitos de materiais orgânicos, em geral sólidos sintéticos 
ou semissintéticos. O óleo bruto é processado por meio de um método conhecido 
como craqueamento catalítico, empregado para quebrá-lo em substâncias como 
 
 
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gasolina, óleos, etileno, propileno e butileno. O gás natural é processado por meio 
de craqueamento térmico para produzir muitos desses componentes. As 
substâncias são processadas para produzir borrachas, adesivos, lubrificantes, 
asfaltos e plásticos. 
Existem duas categorias de plásticos: os polímeros termoplásticos e os 
polímeros termoendurecíveis. Todos os plásticos são moldáveis quando 
aquecidos, daí o prefixo termo. Os termoplásticos não alteram suas propriedades 
químicas quando aquecidos e podem ser formados ou moldadosvárias vezes 
(Lamb, 2015). 
2.1 Extrusão 
 A extrusão plástica é um processo que forma o material plástico em um 
perfil contínuo. A extrusão serve para produzir tubos, fitas adesivas, fitas isolantes 
e vários perfis de moldação de plásticos (Lamb, 2015). 
 A matéria-prima do material termoplástico, na forma de grânulos ou de 
pastilhas, é alimentação, a partir do funil, na parte traseiro do barril da extrusora. 
Um parafuso giratório força os grânulos, também conhecidos como resinas, para 
dentro do barril. Aditivos são misturados com a resina para colorir o plástico, ou 
para torná-lo resistente aos raios UV. O barril é aquecido para derreter o plástico, 
comumente entre 200 graus a 275 graus, dependendo do polímero. O 
aquecimento costuma ser feito em etapas, com diferentes controladores para 
cada uma, permitindo que os grânulos derretam gradativamente. A pressão e a 
fricção dentro do barril contribuem para o aquecimento do material fundido. 
Algumas vezes, ar ou água são usados para refrigerar o polímero, caso o material 
se torne muito quente (Lamb, 2015). 
Figura 3 – Layout de uma linha de isolação de cabo 
 
 
 
 
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2.2 Moldagem por injeção 
 A moldagem plástica por injeção é um processo usado tanto para 
termofixos quanto para termoendurecíveis. Os estágios de moldagem por injeção 
são semelhantes à extrusão do plástico, com grânulos ou com a resina sendo 
alimentados em barril aquecido a partir de um funil. O plástico então é injetado em 
uma cavidade de forma, quando esfria e endurece na forma referente do molde. 
Os moldes são feitos de aço ou alumínio e usinados com precisão para formar as 
características da peça. 
 A moldagem por injeção é um processo comum para a fabricação de peças 
de qualquer tamanho. As máquinas de moldagem por injeção em geral são 
fabricadas por OEMs especializados em plásticos. Elas são controladas por um 
CLP configurado por meio de IHMs. As receitas e o controle de temperatura, 
tempo e velocidade são características-padrão. A descarga automática das peças 
é uma característica das máquinas de moldagem por injeção (Lamb, 2015). 
2.3 Termoformagem 
 As folhas ou os filmes de plástico podem ser formados em um molde por 
meio do aquecimento do material, que depois deve ser puxado, e um molde com 
vácuo. O material deve ter as bordas aparadas depois do resfriamento. Os 
processos secundários, como perfuração ou punção, são realizados enquanto a 
peça ainda está na máquina. Esses processos, e também a operação de recorte, 
podem ser incorporados ao sistema de controle, se necessário. 
 As máquinas automatizadas de termoformagem são feitas por fabricantes 
de OEMs e por fabricantes de máquinas customizadas. Essas maquinas 
consistem essencialmente em uma armação para segurar o molde, aquecedores 
e um encanamento para vácuo. Se for necessário água ou ar refrigerado, isso é 
fácil de implementar no sistema. 
 A termoformagem é usada em produtos como copos, tampas e bandejas, 
para indústria alimentícia, por exemplo. Todos esses elementos são exemplos de 
termoformagem de calibre fino. As máquinas de produção em larga escala, que 
produzem milhares de peças por hora, são usadas para produtos de fina 
espessura. As peças podem ser produzidas continuamente em alta velocidade 
com o uso de uma folha ou de filme em rolo, o que é semelhante ao 
processamento de materiais. 
 
 
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 Produtos de calibre grosso são feitos a uma velocidade bem mais lenta, 
devido ao maior tempo de aquecimento e resfriamento (Lamb, 2015). 
2.4 Moldagem por sopro 
 Itens plásticos ocos, como garrafas, são formados por um processo 
conhecido como moldagem a sopro. Esse processo se inicia com uma forma 
plástica conhecida como pré-forma – um tubo de plástico com uma extremidade 
aberta para a injeção de ar. O tubo é preso em um molde e aquecido, e o ar 
comprimido assoprado na abertura, inflando a forma de acordo com o molde. 
Depois, o plástico esfria e endurece, o molde é aberto, e a peça ejetada. Peças 
mais grossas em geral apresentam excesso de rebarbas e devem ser aparadas. 
Em peças cilíndricas, isso costuma ser feito com um aparador rotativo, que vira a 
peça enquanto apara o material com uma lâmina (Lamb, 2015). 
Figura 4 – Moldagem por sopro 
 
 
 
 
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TEMA 3 – SISTEMAS TRANSPORTADORES 
 Os sistemas transportadores servem para transportar objetos ou 
substâncias de um determinado ponto para outro ponto. Eles podem assumir 
muitas formas e em geral são movidos por um motor, pelo ar ou pela gravidade. 
Sistemas transportadores grandes apresentam um sistema de controle 
centralizado, comandado por um CLP. Devido às longas distâncias associadas 
aos sistemas, os sensores e atuadores foram historicamente construídos para 
operar em 120VCA. No entanto, com os avanços da tecnologia, por meio de I/Os 
distribuídos e normas de segurança modernas, os sistemas de 24VCC são mais 
comuns (Lamb, 2015). 
 Os motores nesses sistemas grandes são do tipo 480VCA, trifásicos. Eles 
precisam de pontos de I/O e de potência do motor para funcionarem 
separadamente, caso os pontos de I/O de 24VCC sejam usados devido ao 
potencial de interferência elétrica. Os pontos de I/O distribuídos, que usam 
métodos de comunicação, como Profibus ou DeviceNet, precisam de um 
cabeamento adicional, que também é conectado ao conjunto dos sistemas 
transportadores. Uma desconexão local é fornecida perto de cada motor e pode 
ser monitorada por um sistema de controle. Dispositivos de segurança, como 
botões E-Stop e cabos de tração adicionada E-Stop, são montados nesses 
conjuntos de sistemas transportadores. 
 As IHMs costumam representar o esboço (layout) do sistema, revelando o 
estado dos componentes do sistema junto com as máquinas de produção ou 
embalagens integradas. Os sistemas de controle dos sistemas transportadores 
podem ser muito elaborados e conter centenas ou milhares de pontos de I/O 
(Lamb, 2015). 
Figura 5 – Layout de um Sistema de Transporte 
 
 
 
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3.1 Sistemas transportadores por correia 
 Um sistema transportador por correia consiste em duas ou mais polias ou 
rolos com um ciclo contínuo de material, em torno das quais o sistema gira. Uma 
ou duas polias podem ser alimentadas, movendo a correia e o seu material para 
frente. As polias ou rolos alimentados são conhecidos como condutores, enquanto 
os rolos ou as polias não condutoras são conhecidos como polias ou rolos satélite 
ou intermediários. As polias ou os rolos satélite também podem estar localizados 
na parte inferior do transportador, para dar suporte à fita de retorno da correia. Os 
motores dos sistemas transportadores ficam na cabeça (no topo) ou na polia da 
extremidade do sistema. 
 Os sistemas transportadores por correia são usados em aplicações que 
requerem uma superfície sólida, na qual os materiais não conseguem passar 
facilmente pelos rolos (Lamb 2015). 
Figura 6 – Correia transportadora 
 
 Os sistemas transportadores por correia estão entre os mais rentáveis. Eles 
apresentam uma estrutura metálica com rolos em cada extremidade. A correia 
pode ser puxada por meio de uma superfície plana ou de uma cama. Para cargas 
mais pesadas, ela pode se mover sobre rolos adicionais, os transportadores de 
deslizamento sobre cama contínua e sobre roletes, respectivamente. O rolo da 
extremidade é ajustável, para garantir que a correia esteja apertada 
adequadamente e rode bem entre os rolos (Lamb, 2015). 
 
 
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TEMA 4 – SISTEMAS TRANSPORTADORES POR ROLOS, CORRENTES E 
ESTEIRAS 
 Vejamos agora alguns sistemas transportadores típicos: por rolos, 
correntes e esteiras. 
4.1 Sistema transportador por rolos 
Os sistemas transportadores por rolos podem ter várias formas: ser 
alimentadas ou não alimentados, ser impulsionados por correia ou corrente, ou 
mesmo compor uma série de rolos movidos individualmente. 
 Os rolos são formados por uma carcaça metálica com um eixo em cada 
extremidade.Dependendo do peso e do material que vai ser transportado, os rolos 
podem ser de alumínio de parede fina ou de aço mais pesado, revestido de 
borracha. Os rolos com paredes finas são facilmente dobrados, amassados ou 
cortados e não são adequados para todas as aplicações, porém servem para a 
manipulação de embalagens. Os eixos sobre esses rolos são movidos por mola 
para facilitar a remoção. 
 Os sistemas de transporte por rolos, em geral, servem para mover pacotes 
com fundos planos, como caixas. Os rolos devem ser espaçados de modo que 
três deles fiquem debaixo dos pacotes o tempo todo. Eles podem ser acionados 
de várias formas. Um eixo de linha pode ser colocado ao longo do comprimento 
do transportador com correias de uretano ligadas em cada rolo a partir de bobinas 
nos eixos. Outro método de acionamento dos rolos é colocar uma correia plana 
ou em V na sua parte inferior (Lamb, 2015). 
4.2 Sistema transportador por correntes e esteiras 
Os sistemas de transportes por correntes usam uma corrente contínua que 
corre de uma roda dentada para outra em cada extremidade de uma estrutura. 
Suportes ou recipientes podem ser conectados à corrente para contenção do 
produto e transporte. O tipo mais comum de sistema de transporte por correntes 
é o transportador de corrente de mesa, que tem placas planas ligadas à corrente. 
Presilhas às vezes são adicionadas a essas placas para separação e classificação 
de produtos. 
Os sistemas de transporte por correntes usam cordões de correntes 
paralelos montados em rodas dentadas duplas ou engrenagens em cada 
extremidade de um eixo ou de uma haste. Isso permite que dispositivos, como 
 
 
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elevadores, batentes ou transferidores, sejam montados entre as correntes. Os 
sistemas transportadores por corrente de bancada com ripas ou placas podem 
então ser usados para mover pallets ou produtos entre esses dispositivos. 
Figura 7 – Transportador por corrente 
 
 
Fonte: Logitec Sistemas 
O sistema de transportador de esteira de topo está relacionado à coluna 
simples de ligações, usada em um sistema transportador por correia. Esse tipo de 
sistema transportador utiliza várias colunas de ligação unidas em uma esteira. 
Embora não seja tão flexível nas curvas quanto os sistemas transportadores por 
corrente de bancada, o sistema transportador de esteira de topo consegue 
suportar mais peso. 
Figura 8 – Transportador por esteira 
 
Fonte: Logitec Sistemas. 
 
 
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Os sistemas transportadores de esteira e por corrente são acionados por 
motores CA, em geral com acionamento de velocidade variável para o controle de 
velocidade. Os sistemas transportadores de esteira e por corrente com grampos 
podem ser acionados com um servo para propósitos de classificação. Isso é feito 
por meio de um sensor colocado no grampo para parar o movimento de 
classificação e verificar a posição. 
TEMA 5 – SISTEMAS TRANSPORTADORES POR VIBRAÇÃO E PNEUMÁTICOS 
Para finalizar essa aula, vamos estudar mais dois sistemas de transporte, 
suas características e peculiaridades. 
5.1 Sistema transportador por vibração 
Os sistemas transportadores por vibração são utilizados para o transporte 
de materiais a granel. As vezes denominados agitadores ou mesas agitadoras, 
eles apresentam uma superfície sólida de transporte com lados para acondicionar 
o material transportado. 
Os sistemas de transportes por vibração operam pelo princípio natural da 
frequência. Com apenas uma pequena entrada de energia, um objeto pode vibrar 
na mesma frequência, ao armazenar e liberar energia alternadamente por meio 
de molas de apoio. O mecanismo de condução é um motor elétrico com um eixo 
excêntrico fixo ou um peso rotativo. Um sistema transportador vibratório de 
bandeja plana transportará grande parte dos materiais em uma inclinação de 5 
graus a partir da horizontal. 
As aplicações de gradação de alimentos utilizam muito esse tipo de 
sistema. Como os sistemas de transporte por vibração são feitos de aço inoxidável 
e podem ser facilmente revestidos com outros materiais, como Teflon, eles são 
adequados para ambientes corrosivos e de washdown. Eles requerem baixa 
manutenção, são excelentes para aplicações sanitárias e também são usados em 
aplicações de classificação, blindagem, agrupamentos e orientação de peças 
(Lamb, 2015). 
Os acessórios dos sistemas de transporte por vibração incluem membros 
de contrapeso para reduzir reações, ao gerar uma resposta fora da fase ao 
movimento da transportadora, e bases com pesos contendo molas de isolação 
para reduzir as vibrações transmitidas. 
 
 
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Os separadores de ar laminares são equipamentos usados para separar 
elementos pelo ar. As vezes são utilizados como transportadores vibratórios, por 
ser um método higiênico, pois não há contato com os materiais que eles 
transportam. 
5.2 Sistema transportador pneumático 
Os sistemas transportadores pneumáticos usam tubos ou dutos para 
transportar materiais por meio de um fluxo (corrente) de ar. Os materiais mais 
comuns transportados por esse tipo de sistema são os materiais secos 
pulverizados ou pós de fluxo livre. Os itens podem simplesmente ser empurrados 
de um lugar para outro por meio de um sistema de pressão do tipo empurra ou 
puxa (Lamb, 2015). 
Figura 9 – Transportador pneumático 
 
Fonte: Mecalux Logismarket. 
FINALIZANDO 
Nesta segunda aula, apresentamos processos de metais e plásticos que 
podem ser automatizados e os desafios iniciais para a implementação de soluções 
nas linhas de produção. A implantação de sistemas de automação em processos 
com metais e plásticos impõem desafios que devem ser avaliados para que os 
 
 
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custos, os serviços de desenvolvimento e a implementação da solução de 
automação correspondam às necessidades e à qualidade exigidas pelo cliente 
final. Outro ponto de que tratamos nesta aula são os tipos de transportadores 
utilizados em processos automatizados e em quais processos eles são utilizados. 
 
 
 
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REFERÊNCIAS 
LAMB, F. Automação industrial: na prática. Porto Alegre: AMGH Editora, 2015. 
Logitec Sistemas. Disponível em: 
<http://www.logitecsistemas.com.br/transportador-esteira-tipo-plataforma.php>. 
Acesso em: 07 dez. 2017. 
Mecalux Logismarket. Disponível em: <https://www.logismarket.ind.br/>. Acesso 
em: 07 dez. 2017.