Texto-base - Conceitos de automação industrial - Ricardo Janes semana 1

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Texto-base - Conceitos de automação industrial | Ricardo Janes 
 
Automação vem do latim “automatus”, que significa “mover-se por si só. A ideia inicial da “criação” 
da palavra era de que máquinas e equipamentos pudessem realizar os serviços braçais realizados 
pelos seres humanos, sem a necessidade de interferência, ou seja, de forma autônoma. Vinculada à 
palavra “automação”, temos a palavra “manufatura”, que tem sua origem também no latim, e 
significa mãos (do latim “ manus”), e fazer (do latim “ factus”), ou seja, fazer com as mãos. 
A palavra “manufatura” representa exatamente como eram os processos produtivos no século XVI 
na Inglaterra, e em todo o mundo desenvolvido para aquela época. Toda a produção era artesanal, e 
as vendas destes produtos eram realizadas em pequenas lojas. Muitas destas produções eram 
trocadas por outros utensílios produzidos na mesma região. 
Com o passar do tempo, tecnologias mesmo que rudimentares, proporcionaram a criação de fábricas, 
para que diversos produtos pudessem ser produzidos em larga escala, e todas as técnicas artesanais 
foram substituídas por máquinas. Com a complexidade das operações, foram criados produtos mais 
sofisticados, e a mão de obra dos funcionários foi sendo gradativamente substituída por tarefas 
realizadas pelas máquinas. 
Dessa forma, os trabalhadores necessitaram melhorar suas especializações para se adaptar à novas 
tarefas, e passaram assim a se responsabilizar por somente parte do trabalho, dada a complexidade 
do sistema completo. 
Hoje, diversos sistemas produtivos são totalmente automatizados, e o trabalho humano se aplica 
principalmente nas áreas em que é necessária intervenção manual, quando ainda não existem 
equipamentos capazes de realizar tal tarefa. Segundo o conceito futurista de Indústria 4.0, o trabalho 
humano irá se restringir apenas às áreas de pensamento, pois tudo o que é realizado manualmente, 
poderá ser substituído por máquinas. 
Como evolução do tema, temos a mecanização da produção na geração do vapor, chamada de 
primeira revolução industrial, que ocorreu entre 1760 a 1860. Esta fase histórica limitou-se à 
Inglaterra, e foi marcada pelo surgimento das indústrias de tecidos, utilizando teares mecânicos 
movidos principalmente a vapor. 
A segunda revolução industrial foi possível devido a utilização da energia elétrica e ocorreu no 
período entre 1850 a 1945. Na metade do século XIX foi iniciada esta fase, e finalizada durante a 
segunda guerra mundial. Esta fase foi marcada pelo início da produção de diversos produtos em larga 
escala, como comidas enlatadas, o uso da refrigeração na conservação de alimentos, a criação do 
telefone e o desenvolvimento do avião, além do desenvolvimento de produtos químicos e 
combustíveis, permitindo assim a criação do motor a explosão. Diferentemente da primeira fase, que 
ocorreu principalmente na Inglaterra, a segunda fase se expandiu para a Alemanha, França, Rússia e 
Itália, e aos poucos começou-se a popularizar a ideia de automação. 
A terceira revolução industrial tem início durante a segunda guerra mundial, e é marcada 
principalmente pelas evoluções no campo científico, auxiliando assim o campo tecnológico e 
consequentemente a automação industrial. Essa nova fase é chamada por alguns historiadores de 
fase da “eletrônica”, ou ainda, fase do “transistor”, mas os conceitos e criações representam muito 
mais que isso. Nesta época, as pesquisas incentivadas principalmente pelo advento da guerra, foram 
importantíssimas no desenvolvimento de novos produtos e tecnologias. 
A quarta revolução industrial é mais conhecida pelo termo “Indústria 4.0”, e tem início em outubro 
de 2012 na Alemanha, através de um projeto estratégico criado pelo governo alemão para incentivar 
a informação da manufatura. Este termo foi usado pela primeira vez na principal feira de tecnologia 
industrial do mundo, a feira Hannover Messe. Um grupo de pesquisa formado pelos físicos Siegfried 
Dais (Robert Bosch GmbH) e Henning Kagerman ( German Academy of Science and Engineering) 
apresentaram uma vasta ideia da evolução da indústria mundial, e diversas recomendações para as 
devidas implementações destas evoluções, ao governo federal alemão. O relatório final do grupo de 
desenvolvimento da Indústria 4.0 foi apresentado na mesma feira Hannover Messe em apenas cinco 
meses, e em abril de 2013 foi criado um “padrão” a ser desenvolvido pelas indústrias para se alcançar 
o desenvolvimento necessário. O principal conceito é de unir inteligência artificial, internet das coisas 
(IOT), computação na “nuvem”, e o conceito de sistemas ciber-físicos. Abaixo, podemos ver na Figura 
1 um arranjo de como está sendo a evolução industrial ao longo dos séculos. 
 
Figura 1 - Evolução da automação industrial 
 
Fonte: Diário do Comércio, 2018. Acesso em 07/04/2018. Disponível em 
http://diariodocomercio.com.br/noticia.php?tit=industria_4.0_as_oportunidades_de_negocio_de_uma_rev
olucao_que_esta_em_curso&id=184431 
 
Podemos perceber que a primeira revolução industrial é marcada principalmente pela geração do 
vapor, a segunda revolução industrial é marcada principalmente pelo uso da energia elétrica, a 
http://diariodocomercio.com.br/noticia.php?tit=industria_4.0_as_oportunidades_de_negocio_de_uma_revolucao_que_esta_em_curso&id=184431
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terceira revolução industrial é marcada pela presença principalmente da eletrônica e da tecnologia, 
mas a quarta revolução industrial mais conhecida como Indústria 4.0 não tem a presença de algo 
físico que a caracteriza, seu conceito é muito mais amplo. Para alguns pesquisadores, a principal ideia 
é de se produzir algum produto que seja totalmente customizável pelo comprador, através da 
interface de seu celular ou computador diretamente com a indústria, e que essa indústria possa se 
adaptar de forma autônoma para produzir tal produto. 
Saímos dessa forma, da geração de produção em larga escala de produtos padronizados, para a 
geração de produtos customizados e produzidos essencialmente por máquinas, ou seja, de lotes de 
produção em massa, para lotes de produção unitários. Abaixo, na fotografia apresentada 
na podemos ver a chanceler alemã Angela Merkel recebendo o relatório final dos físicos Siegfried 
Dais (Robert Bosch GmbH) e do Prof. Henning Kagermann (German Academy of Science and 
Engineering, da esquerda para a direita. 
 
Figura 2 - Evento de entrega do relatório da Indústria 4.0 
 
Fonte: IGMETALL, 2013. 
Acesso em 07/04/2018. Disponível em: 
https://www.igmetall.de/hannover-messe-der-wandel-industrieller-arbeit-durch-industrie-4-11482.htm 
 
Podemos perceber com estas evoluções, que a cada dia a função manual humana é substituída pela 
atividade de uma máquina, e que, apesar da decisão de se substituir este trabalho braçal por uma 
atividade automatizada seja do próprio ser humano, o mercado mundial acaba ditando as regras 
comerciais, e os países que não se adaptam às novas tecnologias e automações disponíveis acabam 
https://www.igmetall.de/hannover-messe-der-wandel-industrieller-arbeit-durch-industrie-4-11482.htm
https://www.igmetall.de/hannover-messe-der-wandel-industrieller-arbeit-durch-industrie-4-11482.htm
não conseguindo ser competitivos. Abaixo, na Figura 3, podemos visualizar os principais tópicos que 
são tratados no tema “Indústria 4.0”. 
 
Figura 3 - Temas da Indústria 4.0 
 
Fonte: Diário do Comércio, 2018. Acesso em 07/04/2018. Disponível em 
http://diariodocomercio.com.br/noticia.php?tit=industria_4.0_as_oportunidades_de_negocio_de_uma_rev
olucao_que_esta_em_curso&id=184431 
 
O cientista Carl Frey da Universidade de Oxford (Reino Unido) fez um estudo e os resultados 
indicaram que trabalhos manuais serão facilmente substituídos por máquinas, e diversas profissões 
deixarão de existir nos próximos anos (a curtoe médio prazos), mas a evolução também gerará novos 
empregos, dos quais muitos dele ainda nem passam por nossas cabeças. Segundo o pesquisador, as 
habilidades humanas vinculadas à originalidade e inteligência são praticamente impossíveis de se 
automatizar, e as tarefas que dependem especificamente destas habilidades, são as que exigirão 
pessoas em suas execuções. 
Elementos básicos de um sistema automatizado 
Um sistema qualquer automatizado é composto por pelo menos três elementos básicos: 
a) Energia (de qualquer fonte e característica) para concluir os processos e operar o sistema; 
b) Programa de instruções que direcione os processos a serem executados; 
c) Sistema de controle que tenha capacidade de executar tais instruções. 
a) Energia para a realização do processo automatizado 
http://diariodocomercio.com.br/noticia.php?tit=industria_4.0_as_oportunidades_de_negocio_de_uma_revolucao_que_esta_em_curso&id=184431
http://diariodocomercio.com.br/noticia.php?tit=industria_4.0_as_oportunidades_de_negocio_de_uma_revolucao_que_esta_em_curso&id=184431
Em sistemas manuais, a energia para converter matéria prima em produto é proveniente do trabalho 
humano, mas em sistemas automatizados, a energia para realizar tais tarefas deve ser gerada. Em 
geral, a principal fonte de energia é a elétrica, mas hoje em dia existem diversos outros tipos de 
energia. As principais vantagens do uso da energia elétrica estão elencadas abaixo: 
Está amplamente disponível e a um custo moderado. É importante salientar que em nosso país, a 
principal fonte de sua geração é a hidrelétrica, no entanto, com a escassez da água em algumas fases 
do ano e a alta demanda, seu custo tem crescido, e a necessidade de se gerar energia elétrica por 
outras fontes se tornou primordial. 
Tem facilidade de conversão em outras grandezas, como a energia mecânica, luminosa, térmica, 
hidráulica e pneumática, e acústica. 
Pode ser utilizada para transmissões de dados, processamento de informações e armazenamento de 
dados, em baixa escala; 
Pode ser armazenada em baterias para utilização nos momentos em que a energia elétrica não esteja 
disponível. 
Outros tipos de energia alternativa podem ser utilizados. A energia eólica é amplamente utilizada na 
região nordeste do país, pois utiliza apenas a força dos ventos, e nossas regiões litorâneas fornecem 
estes ventos em quase todas as épocas do ano. A energia solar também é uma fonte de energia 
importante, mas sua eficiência ainda é muito baixa, e está relacionada diretamente à área de 
implantação do sistema, ou seja, quanto mais energia gerada, maior deve ser a área de instalação 
dos painéis solares. Outro tipo de energia comum é a energia elétrica gerada a partir da queima de 
combustíveis fósseis como o petróleo, carvão e óleo do xisto betuminoso. Apesar de eficientes, são 
altamente poluentes e em diversos países, seu uso tende a ser proibido. Tem-se ainda os 
biocombustíveis, como o biodiesel e o etanol, que apesar de gerarem energia elétrica a partir de sua 
queima, são considerados limpos. Algumas empresas utilizam a queima de seus rejeitos para gerar 
vapor, e a partir deste vapor, gerar energia elétrica. Este é o exemplo de algumas usinas de 
processamento de açúcar e álcool a partir da cana de açúcar. Após a moagem da cana, o bagaço é 
utilizado como combustível para se gerar energia elétrica para a própria empresa, e o excedente é 
vendido à concessionária local de energia, ou doado para o consumo da cidade onde se encontra 
instalada a usina. 
Na produção industrial, o termo “processo” se refere à operação da produção executada sobre uma 
unidade de trabalho. Abaixo, a Tabela 1 apresenta uma lista de processos de produção comuns, da 
forma da energia necessária para realizar cada um deles e da ação resultante sobre a unidade de 
trabalho. Podemos afirmar que nas plantas automatizadas, a maior parte da energia é consumida 
por esses tipos de operações. 
 
 
 
 
Tabela 1 - Fontes de energia utilizadas em processos comuns de produção 
PROCESSO FORMA DE ENERGIA AÇÃO ALCANÇADA 
Corte de peças em geral (laser) Luminosa e térmica 
Um feixe de luz altamente coerente é utilizado no 
corte de material através da vaporização e do 
derretimento 
Corte de peças em geral (água) Mecânica 
Um jato de água de alta pressão é utilizado no corte 
de materiais através de seu impacto com a área a ser 
cortada 
Forjamento Mecânica 
A unidade de trabalho de metal é deformada por 
moldes opostos. As peças costumam ser aquecidas 
antes da deformação, o que demanda energia 
térmica 
Moldagem Térmica 
Derretimento do metal antes de seu despejo no 
molde em que ocorre a solidificação 
Moldagem por injeção Térmica e mecânica 
O calor é utilizado para elevar a temperatura do 
polímero a uma consistência altamente plástica, e a 
força mecânica é utilizada na injeção do polímero 
fundido em um molde 
Perfuração e estampagem de 
folhas de metal 
Mecânica 
A força mecânica (uso de prensas) é utilizada para 
cisalhar folhas e chapas de metal 
Soldagem Térmica ou mecânica 
A maior parte dos processos de soldagem utiliza o 
calor para causar a fusão e a união de duas (ou mais) 
peças de metal em suas superfícies de contato. 
Alguns processos de soldagem também aplicam 
pressão mecânica às superfícies. 
Tratamento térmico Térmica 
A peça de trabalho metálica é aquecida a uma 
temperatura abaixo do ponto de derretimento para 
causar alterações microestruturais 
Usinagem Mecânica 
O corte de metal é alcançado por meio da 
movimentação entre a ferramenta e a peça de 
trabalho 
Usinagem por eletroerosão Elétrica 
A remoção de material é realizada por meio de uma 
série de descargas elétricas discretas entre o 
eletrodo (ferramenta) e a unidade de trabalho. As 
descargas elétricas causam elevações localizadas de 
temperatura que derretem o metal. 
 
A automação industrial visa principalmente a produção de um produto de forma autônoma, mas 
existem outras operações além das de produção, que demandam o uso de energia. Podemos citar 
como exemplo a carga e descarga de materiais da unidade de trabalho. Todos os processos listados 
na Tabela acima são realizados sobre peças independentes, e estas devem ser colocadas na posição 
e orientação adequadas dentro da máquina para que o processo possa ser realizado. Para que esta 
peça seja colocada na máquina e após a execução do processo, seja removida, algum tipo de energia 
mecanizada deverá ser utilizado. 
Além disso, muitos processos são realizados em máquinas diferentes, e será gasto algum tipo de 
energia para transportar estes materiais em processo por todas as máquinas que fazem parte da 
produção de um produto final, quando este requer diferentes processos. Além dos gastos com 
energia já citados, existem ainda os requisitos básicos de energia para as operações de produção, 
utilizada na Unidade Controladora (computadores industriais capazes de realizar a leitura de 
parâmetros industriais e a partir destes parâmetros, tomar decisões de forma a realizar os processos 
de produção). 
 
b) Programa de instruções 
As ações a serem tomadas pela máquina para a realização dos processos a serem realizados na 
matéria prima para a produção de um determinado produto deve seguir uma ordem lógica, e 
normalmente esta sequência é determinada por um programa de instruções. No passado (entre 1900 
a 1950), os programas eram armazenados em cartões perfurados, chamados de Hollerith card, e 
foram muito utilizados em teares, na produção seriada de tecidos. Estes cartões definiam as etapas 
do processo automatizado, através de furos que eram lidos por um equipamento, e este tomava as 
decisões a partir das posições dos furos. Atualmente, os programas são baseados em sistemas 
informatizados e armazenados em meios físicos diversos, como memória RAM (random access 
memory) a armazenamento em “nuvem”. Abaixo, na figura 4, pode-se visualizar uma fotografia de 
um cartãoperfurado. 
 
Figura 4 - Cartão perfurado utilizado em teares 
 
Fonte: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Punched_card.jpg. 
Autor: Mutatis mutandis | CC-BY-SA-3.0 
CC-BY-SA 3.0 http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/ 
 
b.1) Programa de ciclo de trabalho 
Nos ciclos de processo de automação mais simples, o ciclo de trabalho é formado essencialmente 
por uma etapa, que envolve manter um único parâmetro de processo em um nível definido, como 
por exemplo, manter o nível de água de um determinado tanque durante o ciclo de produção de 
uma bebida. Como comentado anteriormente, mesmo que este processo seja considerado simples 
e de única operação, ainda existem a carga e descarga das garrafas na área de envase e o 
transporte, e consideramos por conveniência, que estes processos são realizados manualmente e 
não fazem parte do ciclo automático. Para se alterar o principal parâmetro, que neste exemplo, é 
manter o nível do tanque, basta que o operador altere o parâmetro do nível para mudar o 
processo. Em uma extensão de um caso simples, o processo de etapa única é definido por mais de 
um parâmetro de processo, como, por exemplo, um tanque de fermentação de cerveja onde 
devem ser controlados tanto o nível quanto a pressão e temperatura internas do tanque. 
Em sistemas mais complexos, o processo envolve múltiplas etapas que são repetidas, sem desvios, 
de um ciclo para o seguinte. A maior parte das operações de produção de peças discretas está 
nesta categoria. Uma sequência típica de etapas de um processo automatizado é descrita a seguir: 
• Carregamento da peça ou matéria prima na máquina; 
• Execução do processo; 
• Descarregamento da peça produzida. 
Os parâmetros do processo são chamados de “variáveis de processo”, e são definidos pelas saídas 
do sistema, como por exemplo a potência de um feixe de laser para corte de uma peça de aço, a 
temperatura atual de um forno, a velocidade de um motor. As variáveis do processo podem ser 
discretas ou contínuas. 
Quando falamos em apenas duas condições para as variáveis, como por exemplo 
LIGADO/DESLIGADO, ON/OFF, QUENTE/FRIO, SIM/NÃO, dizemos que esta variável é discreta (ou 
digital, segundo Boole), e quando podemos afirmar que estas variáveis representam sinais que 
variam de 0 a 100% sua grandeza, dizemos que ela é contínua. Existem definições industriais de 
enfoque na automação, que caracterizam processos discretos como sendo os de manufatura 
industrial, e estes são definidos principalmente pela existência de variáveis discretas, e os processos 
contínuos, reconhecidos como sendo os que utilizam larga instrumentação no controle de pressão, 
nível, vazão e temperatura, muito utilizados em refinarias de petróleo e usinas de produção de 
açúcar e álcool. 
EXEMPLO 1) Operação automatizada de produção de uma peça plástica 
Considere uma operação automatizada de injeção de plástico para a produção de iscas artificias 
utilizadas em pesca esportiva. Considere que existe um sistema automatizado que coloca o plástico 
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Punched_card.jpg
http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/
na máquina por gravidade (um sistema que abre uma válvula de tempos em tempos permitindo 
que o grão de plástico seja jogado para dentro da máquina por gravidade, ou seja, o tanque está 
posicionado acima da máquina). Existe ainda a necessidade de se colocar um anzol de aço dentro 
da injetora, para que o plástico seja injetado em conjunto com o anzol. A próxima etapa é a de 
injeção do plástico, que consiste no aquecimento da matéria prima, fechamento do molde e 
acionamento do motor que irá girar um dispositivo responsável por injetar o plástico. A próxima 
etapa é de se abrir o molde e retirar o produto, e colocá-lo em local seguro para devido 
resfriamento antes da etapa de embalagem. 
Identifique as atividades e os parâmetros do processo para casa etapa de operação. 
SOLUÇÃO: Primeiro, é importante dividir o processo por etapas: 
ETAPA 1) Na primeira etapa, são definidos os processos iniciais para a produção do produto 
proposto. E necessário que o molde da máquina injetora esteja aberto (parâmetros de molde 
aberto ou fechado, ou seja discretos), que exista matéria prima (deve existir um sensor de presença 
de plástico que identifique a presença deste material, com parâmetros discretos), que exista o 
anzol metálico para colocação dentro do molde (com parâmetros discretos), e que exista condição 
segura para o funcionamento da máquina (parâmetros discretos). 
ETAPA 2) Na etapa 2 a atividade é a movimentação dos moldes no sentido de travamento dos 
mesmos. O molde móvel deve encostar no molde fixo, na direção de um único eixo. 
ETAPA 3) Esta etapa define a injeção de plástico no molde. Requer controle simultâneo da 
temperatura do canhão de injeção, da velocidade do motor que realiza a injeção e do tempo 
definido para a adequada produção. Todos estes parâmetros devem ser controlados para que o 
produto não tenha variações. 
ETAPA 4) A injeção de plástico se encerra e é necessário abrir o molde, retirar a peça e colocar em 
um suporte para o devido resfriamento, para que não sejam alteradas as características do produto 
enquanto ele estiver quente. 
Nota-se que neste exemplo, a descarga da máquina envolve armazenamento temporário, e este 
processo será tratado futuramente com mais detalhes. 
 
b.2) Parâmetros de máquina: 
Molde de injeção = aberto/fechado (variável discreta) 
Sensor de presença de matéria prima = com plástico/sem plástico (variável discreta) 
Sensor de anzol no molde = com anzol/sem anzol (variável discreta) 
Sensor de segurança do operador = situação segura/situação insegura (variável discreta) 
Sensor de temperatura do canhão de injeção (0 a 300°C) (variável contínua) 
Sensor de velocidade do motor (0 a 3600 RPM) (variável contínua) 
Temporizador para resfriamento da peça final (0 a 30 minutos) (variável contínua) 
Outros diversos parâmetros são utilizados neste equipamento, mas não serão comentados por 
necessitar de conhecimento técnico sobre o processo que se está executando. 
Muitos outros processos são extremamente complexos, com muitas variáveis discretas e contínuas, 
e muitas etapas de processamento, como por exemplo na produção de um carro. 
 
c) Sistemas de controle 
Os sistemas de controle de um sistema automatizado podem ser de malha aberta ou malha 
fechada. Os sistemas em malha aberta não têm realimentação, ou seja, a saída do sistema não 
pode ser monitorada. Imagine um motor que deve girar a 3000 rotações por minuto. A atividade 
neste caso, é exclusivamente a rotação do motor, e o sistema deve controlar o motor nesta 
velocidade, mas não existe nenhum sensor capaz de dizer se o motor está realmente rodando na 
rotação determinada. Sistemas de transporte de materiais como por exemplo esteiras, 
normalmente utilizam este tipo de controle, pois são mais baratos e rápidos de serem 
implementados. Já os sistemas em malha fechada, também conhecidos como sistemas de controle 
por realimentação, são construídos com sensores capazes de verificar se a grandeza requerida está 
realmente sendo atingida. No mesmo exemplo do motor da esteira, em um sistema de malha 
fechada, seria necessário instalar um sensor para verificar a velocidade da esteira. Caso a mesma 
esteja com velocidade superior à nominal, o sistema de controle iria reduzir a rotação do motor 
para que a velocidade seja normalizada. Caso a esteira esteja muito lenta, o sensor iria indicar esta 
condição ao controlador, que automaticamente iria aumentar a rotação do motor para a devida 
compensação. 
 
Monitoramento da segurança 
Em ambientes perigosos, a automação é amplamente implementada, visando substituir o trabalho 
humano por uma operação por máquinas, evitando assim o contato do operador com a condição 
de perigo. Apesar de diversos processos poderem ser automatizados, a intervenção humana ainda 
é necessária, e, dessaforma, é necessário que o sistema automatizado seja capaz de operar em 
condições plenas de segurança, além de não ser um sistema autodestrutivo. As principais funções 
da segurança nestes critérios são de proteger os trabalhadores que estejam próximos do sistema 
automatizado e proteger o próprio equipamento associado ao sistema. 
Em um sistema automatizado, o monitoramento de segurança envolve o uso de sensores para 
rastrear a operação do sistema e identificar todas as possíveis condições e eventos arriscados ou 
potencialmente arriscados. Dessa forma, o sistema de monitoramento é programado para 
responder a diversas condições de risco de forma adequada. Estas respostas podem incluir: 
• Parada total do processo em produção; 
• Parada total do sistema automatizado; 
• Acionamento de alarmes sonoros e visuais; 
• Tomada de decisões corretivas que recuperem de forma automática a violação da 
segurança. 
A última resposta é complexa e depende de sistemas automatizados com certo grau de inteligência 
para tomadas de decisão que antecipem alguma estratégia. 
Os sensores mais utilizados para o controle de segurança das máquinas estão listados abaixo: 
• Sensores de limite de curso, para detectar o posicionamento adequado de uma peça em um 
dispositivo. Servem tanto para detectar a condição inicial do processo a ser executado como 
a condição final, que indica o fim do processo; 
• Sensores fotoelétricos ativados pela interrupção de um feixe de luz. São utilizados para 
indicar a posição de peças, ou mesmo indicar a presença humana em uma área fabril, 
dentro de uma célula de trabalho; 
• Sensores de temperatura para medir o processo ou a peça, ou ainda o próprio ambiente; 
• Detectores de calor ou fumaça para prever riscos de incêndio; 
• Tapetes sensíveis à pressão para detectar a presença de pessoas (intrusos) dentro da célula 
de trabalho; 
• Sistemas inteligentes de visão de máquina, que façam o monitoramento através de 
imagens, para detectar presença de pessoas próximas às células de trabalho. 
 
Monitoramento da manutenção e diagnósticos de reparação 
Como os sistemas automatizados são principalmente controlados por microcomputadores 
industriais, e devido ao aumento da complexidade dos sistemas de acordo com o nível de 
automação, podemos utilizar estes mesmos microcomputadores no auxílio à detecção de falhas do 
equipamento. Três modos de operação são comuns nos subsistemas modernos de manutenção e 
diagnósticos de reparação: 
a) Monitoramento da condição da máquina – O sistema de diagnóstico monitora e registra as 
diversas condições dos sensores e os parâmetros do sistema durante a operação normal do 
equipamento. Quando necessário, o subsistema de diagnóstico pode gerar uma lista de todos os 
valores das variáveis e oferecer uma interpretação das condições atuais da máquina. 
b) Diagnóstico de falhas – Este modo é utilizado quando se tem um mau funcionamento da 
máquina ou uma falha. A principal finalidade é identificar a falha antes que ela ocorra, através da 
análise das variáveis monitoradas, ou identificar o motivo que gerou a falha, caso a máquina já 
esteja parada. 
c) Recomendação de procedimento de reparo – Neste terceiro modo de operação, o subsistema 
recomenda à equipe de manutenção as etapas que devem ser tomadas na realização dos reparos. 
Dependendo do nível de automação do equipamento, a própria máquina pode detectar e se 
recuperar de situações de erro. Os possíveis erros são classificados como aleatórios, sistemáticos e 
aberrações. Os erros aleatórios ocorrem devido a natureza estocástica normal do processo, como 
variações na temperatura durante a produção de balas. Pequenas variações de temperatura no 
processo de produção de doces podem torná-los inviáveis ao consumo. 
Erros sistemáticos ocorrem após algumas causas identificáveis, como mudanças sutis na matéria 
prima ou nos ajustes das ferramentas das máquinas. São relativamente fáceis de se corrigir. 
Erros do tipo “aberrações” não são normalmente esperados, e ocorrem a partir de defeitos de 
componentes da máquina ou de erros humanos. São difíceis de serem detectados. 
Para que uma máquina possa se recuperar adequadamente de uma falha, é necessário um vasto 
estudo sobre todas as condições de operação da máquina, de seus sensores e componentes, e um 
estudo detalhado sobre o histórico das falhas geradas. Normalmente este tema é estudado na 
gestão da manutenção, e a partir das informações fornecidas como o tempo médio entre falhas 
(MTBF) e do tempo médio para reparo (MTTR), pode-se planejar a manutenção de forma mais 
adequada. 
Níveis de automação – O conceito de automação pode ser aplicado a diferentes níveis dentro de 
uma empresa. Estes níveis podem ser definidos pelos tópicos abaixo: 
a) Nível de dispositivo – É considerado o nível mais baixo na hierarquia de automação. Consiste 
basicamente de sensores e atuadores montados em malhas de controle fechadas (por 
realimentação) para a automação de uma parte da máquina; 
b) Nível de máquina – É conhecido como nível de dispositivo e visa a automação da máquina 
individual, caracterizando-a para o produto a ser produzido. As funções de controle incluem a 
execução de sequências de etapas no programa de instruções na ordem correta e a certificação de 
que cada etapa foi adequadamente executada. 
c) Nível de célula – Opera sob as instruções do nível da fábrica. A célula agora é composta por 
diversas máquinas automatizadas, conectadas e apoiadas por um sistema de manuseio de 
materiais, e a produção industrial. Apesar de se falar em célula de trabalho, são incluídos neste 
nível as linhas de produção. 
d) Nível de fábrica – Recebe instruções do sistema gerencial corporativo e as traduz em planos de 
produção. Incluem processamento de pedidos, planejamento de processo, controle de estoque, 
aquisição, planejamento de requisitos de materiais, controle de chão de fábrica e controle da 
qualidade. 
e) Nível de empreendimento – Considerado o nível mais alto de automação de uma empresa, é 
formado pelos sistemas de gerenciamento corporativos e suas devidas informações. Existe neste 
nível a preocupação com marketing, vendas, contabilidade, projeto, pesquisa, planejamento 
agregado e o plano mestre da produção.