Aula 01 automação e controle

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Aula 01 automação e controle

  1. 1. UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO CURSO: CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO Profª Danielle Casillo
  2. 2. Nome: Automação e Controle Créditos: 4 – 60 horas Período: 2010.2 Horário: quartas e sextas das 20:40 às 22:20Horário: quartas e sextas das 20:40 às 22:20 Professora: Danielle Simone S. Casillo Página: www.ufersa.edu.br Sigaa: www.sig.ufersa.edu.br Contato: danielle@ufersa.edu.br Aula 01 - Introdução à Automação 2
  3. 3. Proporcionar ao estudante de Ciência da Computação as tecnologias de desenvolvimento para automação, programação de Controladores Lógicosprogramação de Controladores Lógicos Programáveis (CLP) e Sistemas Supervisórios permitindo-lhe atuar sobre estes sistemas de forma corretiva ou para execução de melhorias, bem como no desenvolvimento de novas aplicações. Aula 01 - Introdução à Automação 3
  4. 4. Introduzir os conceitos de automação e controle; Introduzir a linguagem de programação Grafcet e ladder e desenvolver aplicações práticas; Conhecer a ferramenta SPDSW para desenvolvimento de aplicações industriais;aplicações industriais; Aplicar os recursos da ferramenta SPDSW de maneira correta e otimizada; Implementar a comunicação do software com sistemas equipamentos de automação (CLPs, Interface Homem Máquina - IHM, etc.); Desenvolver aplicações (sistemas supervisórios) para interface com sistema controlado por CLP. Aula 01 - Introdução à Automação 4
  5. 5. Ensino: Aulas teóricas, práticas e trabalhos usando kits de treinamento em CLP e IHM. Avaliação: Trabalhos escritos e de laboratório Experiências práticasExperiências práticas Provas escritas e/ou práticas Data das avaliações: 17/09/2010 - 1ª avaliação 22/10/2010 - 2ª avaliação 26/11/2010 - 3ª avaliação 01/12/2010 – Reposição 08/12/2010 - 4ª avaliação Aula 01 - Introdução à Automação 5
  6. 6. Primeira Unidade: Introdução Automação Industrial: objetivos, histórico; Introdução ao CLP: definição, histórico,Introdução ao CLP: definição, histórico, aplicações, componentes e linguagens de programação; Método Grafcet-SFC: conceitos básicos, regras de transição e aplicações; Introdução à linguagem Ladder; Experiências introdutórias. Aula 01 - Introdução à Automação 6
  7. 7. Segunda Unidade: CLP ZTK 900 – HI Tecnologia Características básicas; Software de programação SPDSW;Software de programação SPDSW; Linguagem Ladder: instruções básicas, instruções matemáticas, instruções lógicas e experiências. Aula 01 - Introdução à Automação 7
  8. 8. Terceira Unidade: Sistemas Supervisórios Introdução Interface Homem MáquinaInterface Homem Máquina Aula 01 - Introdução à Automação 8
  9. 9. BÁSICA: Notas de aulas (SIGAA) Automação Aplicada – Descrição e Implementação de Sistemas Sequenciais com PLCs. MarceloSequenciais com PLCs. Marcelo Georgini. 9ª Edição. Ed. Érica. 2009. COMPLEMENTAR: Controladores Lógicos Programáveis - Sistemas Discretos. Claiton M. Franchi e Valter L. A. de Camargo. 2ª Edição. Ed. Érica. 2009. Automação Industrial. Francesco Prudente. 1ª Edição. Ed. LTC. 2010. Aula 01 - Introdução à Automação 9
  10. 10. É um conceito amplo que pode ser aplicado em qualquer ambiente, seja predial, comercial ou industrial. Baseia-se Aula 01 - Introdução à Automação 10 Baseia-se fundamentalmente na aplicação de dispositivos que visam substituir o trabalho braçal, insalubre ou repetitivo.
  11. 11. A palavra automação está diretamente ligada ao controle automático, ou seja ações que não dependem da intervenção humana. Este conceito é discutível pois a “mão do homem” sempre será necessária, pois sem ela não seria possível a construção e implementação dos processos automáticos. Aula 01 - Introdução à Automação 11
  12. 12. Historicamente, o surgimento da automação está ligado com a mecanização. O objetivo era sempre o mesmo, o de simplificar o trabalho do homem.simplificar o trabalho do homem. Aula 01 - Introdução à Automação 12 Nos tempos modernos, entende-se por automação qualquer sistema apoiado em microprocessadores que substitua o trabalho humano.
  13. 13. A história da automação industrial começa na década de 20 quando Henry Ford cria a linha de produção para a fabricação de automóveis.automóveis. Porém, o grande impulso para a automação se deu com o aparecimento dos transistores na década de 60. Aula 01 - Introdução à Automação 13
  14. 14. Até então, tal programação era feita utilizando relés, e a complexidade dos processos produtivos envolvidos exigia, instalações em painéis de controle com centenas de relés. Além de uma operacionalidade muito baixa, existiamAlém de uma operacionalidade muito baixa, existiam outros problemas: alto consumo de energia; difícil manutenção; modificações de comandos dificultados e onerosos com muitas alterações na fiação; ocasionando número de horas paradas; dificuldades em se manter a documentação atualizada dos esquemas de comando modificados. Aula 01 - Introdução à Automação 14
  15. 15. No final da década de 60, surgiu o Controlador Lógico Programável. Seu desenvolvimento foi incentivado pela GM, que enfrentava problemas com a programação de sua linha de produção. que enfrentava problemas com a programação de sua linha de produção. Aula 01 - Introdução à Automação 15
  16. 16. Automação industrial é muito aplicada para melhorar a produtividade e qualidade nos processos considerados repetitivos, estando presente no dia-a-dia das empresas. A automação industrial pode ser definida como um conjunto de técnicas destinadas a tornar automáticos vários processos na indústria, substituindo o trabalho muscular e mental do homem por equipamentos diversos. Aula 01 - Introdução à Automação 16
  17. 17. O conceito de automação varia com o ambiente e experiência da pessoa envolvida. Para uma dona de casa, a máquina de lavar roupa ou lavar louça.roupa ou lavar louça. Para um empregado da indústria automobilística, pode ser um robô. Para uma pessoa comum, pode ser a capacidade de tirar dinheiro do caixa eletrônico. Aula 01 - Introdução à Automação 17
  18. 18. Classificação da Automação Automação Industrial Automação Comercial Automação PredialAutomação Predial Automação Residencial Automação Bancária Automação Agrícola Aula 01 - Introdução à Automação 18
  19. 19. Qualquer grandeza física pode ser controlada; Controle manual operador presente; válvulas, alavancas, chaves, ...válvulas, alavancas, chaves, ... que produz alterações naquela variável Produção seriada início da industrialização produção composta por etapas ou estágios máquinas específicas a determinada aplicação Aula 01 - Introdução à Automação 19
  20. 20. ... com o passar do tempo ... valorização do trabalhador a máquina passou a fazer o trabalho mais pesado o homem, a supervisioná-lao homem, a supervisioná-la Controle automático: as funções do operador é realizada por um equipamento automático por realimentação: age sobre o elemento de controle, baseando-se em informações de medida da variável controlada Aula 01 - Introdução à Automação 20
  21. 21. O conceito de automação inclui a idéia de usar a potência elétrica ou mecânica para acionar algum tipo de máquina. Deve acrescentar à máquina algum tipo de inteligência para que ela execute sua tarefa de modo mais eficiente e com vantagens econômicas e de segurança. Aula 01 - Introdução à Automação 21
  22. 22. Tecnologia Integradora: Eletrônica: Hardware Mecânica: Atuadores Inteligência: Software (Informática)Inteligência: Software (Informática) Aula 01 - Introdução à Automação 22
  23. 23. Sensores fornecem informações sobre o sistema entradas do controlador indicam variáveis como temperatura, pressão, ... AtuadoresAtuadores agem a partir do processamento das informações coletadas pelos sensores tipos: magnéticos, hidráulicos, pneumáticos, elétricos Controlador aciona os atuadores levando em conta o estado das entradas (sensores) instruções do programa inserido em sua memória Aula 01 - Introdução à Automação 23
  24. 24. Automatizar um sistema, tornou-se muito mais viável à medida que a Eletrônica avançou. Com este avanço, o controlador, os sensoresCom 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. Aula 01 - Introdução à Automação 24
  25. 25. Com o avanço da eletrônica.... memórias ganharam maior capacidade de armazenamento os circuitos lógicos tornaram-se mais rápidos microcontroladoresmicrocontroladores a lógica de acionamento pode ser desenvolvida através de software, que determina ao controlador a seqüência de acionamento a ser desenvolvida. Este tipo de alteração da lógica de controle caracteriza um sistema flexível. Aula 01 - Introdução à Automação 25
  26. 26. Existem, basicamente, dois segmentos da automação industrial, segundo a manipulação das variáveis a serem controladas.controladas. Controle de Processo do tipo contínuo (Controle de Processos, Controle Regulatório) Controle do tipo discreto (Controle Discreto). Aula 01 - Introdução à Automação 26
  27. 27. Processos discretos Indústrias manufatureiras de fabricação por lote Ex: indústria automobilísticaEx: indústria automobilística Processos contínuos Indústrias de processo de manipulação Ex: indústria química, farmacêutica, petroquímica Aula 01 - Introdução à Automação 27
  28. 28. A forma básica de programação é oriunda da lógica de programação dos diagramas elétricos a relés. Próprio para ambientes industriais, os controladores realizam uma rotina cíclica de operação, o que caracteriza seu princípio de funcionamento, e operam apenas variáveis digitais, efetuando controle discreto. Aula 01 - Introdução à Automação 28
  29. 29. Quando os equipamentos manipulam variáveis analógicas. Efetuam técnicas de ação de controle dos mais diversos tipos:mais diversos tipos: Proporcional – Integral – Derivativo (PID) Adaptativo (não linear) Lógica Fuzzy (lógica nebulosa) Controle Preditivo entre outros .... Aula 01 - Introdução à Automação 29
  30. 30. Avanço das técnicas de transmissão; Salas de controle distribuídas geograficamente foram interligadas e conectadas a uma única central de supervisão; Controle Hierárquico - > Distribuído;Controle Hierárquico - > Distribuído; Surge então o Sistema Digital de Controle Distribuído – SDCD; Padronização dos equipamentos (sensores, controle e atuação nos mais diferentes níveis). Aula 01 - Introdução à Automação 30
  31. 31. Aula 01 - Introdução à Automação 31
  32. 32. Aula 01 - Introdução à Automação 32
  33. 33. Qualidade controle de qualidade eficiente. compensação automática de deficiências do processo. Flexibilidade facilidade e rapidez nas alterações nos parâmetros dos processos.processos. Produtividade uso eficiente da matéria prima, energia, equipamentos e instalações. Viabilidade técnica execução de operações impossíveis de se realizar por métodos convencionais (processamento imediato de informações, limitações o homem, condições desumanas de trabalho). Aula 01 - Introdução à Automação 33
  34. 34. Estudar sistemas automatizados até o nível do elemento “controlador”. Devido a esta grande variedade de conhecimentos, como já dito anteriormente, o foco deste curso serácomo já dito anteriormente, o foco deste curso será na programação dos Controladores Lógico Programáveis (CLPs) que são o cérebro de todo o processo. A Automação Industrial compreende um campo de atuação amplo e vasto. Aula 01 - Introdução à Automação 34
  35. 35. A disciplina de Instrumentação: tem o objetivo de estudar cada elemento sensor ou atuador, seus funcionamentos. Para os atuadores, só para os motores de indução, existe uma grande quantidade de Para os atuadores, só para os motores de indução, existe uma grande quantidade de bibliografia disponível, e ainda tem-se os Motores de Passo e os Servomotores. A cadeia de automação ainda consiste na comunicação de dados entre os elementos, o que leva um estudo a parte das Redes Industrias. Aula 01 - Introdução à Automação 35
  36. 36. Benefícios Redução de custos Aumento da produtividade Reduz a exposição de trabalho monótonos,Reduz a exposição de trabalho monótonos, repetitivos e até mesmo perigosos Mais tempo livre Aumento de salários Aula 01 - Introdução à Automação 36
  37. 37. Benefícios Na regularidade da qualidade de um produto Na economia de energiaNa economia de energia Flexibilidade Segurança de funcionamento Aula 01 - Introdução à Automação 37
  38. 38. Problemas Experiência de um empregado tem vida curta Fim de alguns tipos de emprego (ex.Fim de alguns tipos de emprego (ex. telefonista) Problemas sociais e psicológicos em decorrência da submissão ao ritmos das máquinas Aula 01 - Introdução à Automação 38
  39. 39. AUTOMAÇÃO GERAGERA DESEMPREGO? Aula 01 - Introdução à Automação 39

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