1) O documento discute gestão da manutenção de tecnologias de informação industrial. 2) Aborda os tipos de automação industrial, classificação da automação, controle de sinais e tipos de controle. 3) O objetivo é diferenciar os tipos de automação industrial, entender a classificação da automação e os tipos de controle de sinais.

1. AULA 2
GESTÃO DA MANUTENÇÃO
DE TECNOLOGIAS DE
INFORMAÇÃO INDUSTRIAL
Profª Cassiana Fagundes da Silva

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CONVERSA INICIAL
A automação industrial vem crescendo grandemente em todos os ramos
industriais e, nesse contexto, observa-se que existe uma necessidade constante
de atender às demandas de tempo e produção, em qualquer linha de montagem
industrial. Dentre as alternativas adotadas para agilizar esse processo encontram-
se os robôs industriais, que surgem com o intuito de melhorar o desempenho e
produtividade da mão de obra dos funcionários, além de solucionar problemas
ocasionados pelos desperdícios de insumos no processo de produção.
Nota-se que, com as crescentes evoluções e mudanças, as empresas têm
se mantido atualizadas no que tange à busca de excelência dos processos
produtivos, pois, além de esta ser uma necessidade empresarial, ainda visa
garantir uma vantagem competitiva diante dos concorrentes. Assim, com a
inserção da automação industrial nos processos produtivos, torna-se mais fácil
garantir a excelência na produção, visto que, geralmente, adota-se um padrão a
ser seguido pela linha de montagem e este é reproduzido em todas as demandas
necessárias, diminuindo o número de acidentes com os funcionários e gerando
maior valor agregado ao produto desenvolvido.
Nesse sentido, esta aula tem como objetivo:
• diferenciar os tipos de automação industrial;
• entender a classificação da automação industrial;
• conhecer o controle de sinais;
• compreender os tipos de controle;
• identificar os tipos de sinais.
CONTEXTUALIZANDO
Conforme descrito anteriormente, com a revolução industrial, a automação
nas organizações industriais permitiu-lhes obter maior vantagem competitiva no
mercado globalizado. Isto é, com ela torna-se possível uma maior flexibilização da
produção em nichos de mercado diferenciados, aumentando assim o universo de
consumidores dos produtos fabricados.

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TEMA 1 – TIPOS DE AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL
A automação industrial é conhecida em duas modalidades, com relação
aos seus tipos de processos: processos de manufatura e processos contínuos.
Os processos de manufatura se caracterizam por apresentarem uma
quantidade de movimentação mecânica entre as partes, ou seja, entre máquinas
e humanos. Como exemplo de processos de manufatura tem-se a linha de
montagem de uma indústria automobilística, que é composta por pessoas, robôs,
esteiras e outros sistemas. Quando nos referimos a processos de manufatura,
normalmente estamos falando de processos desenvolvidos por meio de força,
velocidade e deslocamento.
Diferentemente dos processos de manufatura, os processos contínuos não
apresentam tanta movimentação entre as partes envolvidas. E, normalmente,
esses processos são guiados por temperatura, vazão e pressão.
Para Pessôa e Spinola (2014), a produção dos processos contínuos é
medida por intermédio de uma quantidade produzida no tempo, por exemplo, a
produção de água para uma cidade e a quantidade de energia elétrica produzida
por uma hidroelétrica. A produção de cimento é outro exemplo típico de processo
contínuo, visto que inicialmente as suas matérias-primas são retiradas de minas
de calcário e argila e posteriormente processadas em britagem, moagem, queima
e moagem para ensacamento. Após esse processo é que o material vai para a
usina e entra em um moinho de bolas para quebrar a matéria-prima em pequenos
pedaços.
Porém, embora existam duas modalidades, estas não precisam ser
aplicadas isoladamente. Muitas indústrias adotam as duas modalidades em seus
processos, de modo que possam conjuntamente desenvolver as atividades
necessárias. A indústria de bebidas pode ser utilizada como exemplo de uso tanto
de processos de manufatura quanto de processos contínuos, esses últimos
aplicados na produção da cervejas, refrigerantes e água (entre outros produtos),
enquanto que no engarrafamento e no transporte logístico dos produtos são
aplicados processos de manufatura.

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TEMA 2 – CLASSIFICAÇÃO DA AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL
A automação industrial pode ser classificada de acordo com o grau de
flexibilidade na produção dos processos. E esses graus de flexibilidade são
divididos em: automação rígida, programável e flexível (Figura 1).
Figura 1 – Tipos de automação relativos ao volume de produção e variedade do
produto
Fonte: Seleme, 2013, p. 8.
A automação rígida, também conhecida como fixa, é projetada para a
produção de um determinado produto em específico. Assim, apresenta altas taxas
de produção, inflexibilidade do equipamento e pequena variedade de produção.
Para Seleme (2013), as características principais dos sistemas desenvolvidos
segundo esse modelo de automação são:
• alto investimento inicial em equipamentos;
• altas taxas de produção, com quantidades constantes;
• relativa inflexibilidade à produção diversificada;
• geração de monotonia e estresse nos operadores.
E justifica-se a utilização de automação rígida quando há necessidade da
produção de grandes volumes de produtos gerados pelas máquinas, sem
intervenção humana.
Segundo Rosário (2009), a automação programável é utilizada para um
volume de produção relativamente baixo e diversificado, isto é, a produção é
efetuada em lotes pequenos de modo que, a cada novo lote, é necessária a

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reprogramação dos equipamentos. As principais características desse tipo de
automação são: alto investimento em equipamentos de serviços gerais; pouca
produção, se comparada a outro tipo de automação; maior flexibilização nos usos
dos equipamentos para novos produtos e satisfação de trabalho dos operadores.
Normalmente, essa automação é adotada na produção de módulos ou
partes de subprodutos e quando estes devem ser fabricados em médias e baixas
quantidades.
Em relação à automação flexível, Rosário (2009) afirma que esta é utilizada
para um médio volume de produção, em que ocorre uma interação entre
engenharia mecânica, sistemas embarcados e sistemas de informação. Assim,
permite-se que diferentes produtos sejam fabricados ao mesmo tempo, por meio
do mesmo sistema de produção.
A automação flexível apresenta as seguintes características:
• alto investimento em sistemas especialmente projetados (exclusivos);
• produção contínua de produtos variados;
• taxas médias de produção;
• flexibilidade a produzir versões de um mesmo produto.
Observa-se que, assim como na classificação da automação na produção
dos produtos, houve uma forma de classificar o modelo produtivo de trabalho. A
essas formas de trabalho atribuem-se os nomes de taylorismo, fordismo,
toyotismo e volvismo.
O taylorismo, também conhecido como administração científica, foi
desenvolvido por Frederick Taylor, no período de 1856-1915, com o intuito de
otimizar as tarefas rotineiras executadas pelas organizações. Dessa forma, o
taylorismo pode ser visualizado como um sistema de gestão de trabalho com
aproveitamento de várias técnicas da mão de obra contratada. Para que o
taylorismo funcione adequadamente faz-se necessário seguir os seguintes
princípios básicos:
• uso de metodologias adequadas na elaboração de trabalhos, ao invés de
apenas experiências;
• fluxo contínuo de treinamento e de seleção dos trabalhadores para
desenvolver suas habilidades e competências;
• supervisão contínua do trabalho;

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• as tarefas devem ser realizadas com total conhecimento do trabalho, de
modo a evitar desperdícios;
• tarefas divididas em pequenas partes, na linha de montagem, para permitir
ao trabalhador que ele se especialize em determinada função.
Dessa forma, diz-se que o principal objetivo do taylorismo é controlar a linha
de produção e não prender-se a modificações tecnológicas.
Em contrapartida, no fordismo, criado por Henry Ford, em 1914, foi
elaborado um sistema que permitia a fabricação em massa de produtos, de modo
a permitir a redução dos custos de produção e o barateamento dos produtos,
podendo assim vendê-los para um grupo maior de consumidores.
No século XX, o fordismo foi considerado o sistema de produção mais
difundido no desenvolvimento de mercadorias de diferentes tipos e espécies.
Enquanto que o toyotismo, fundado por Eiji Toyoda, na década de 1970, surgiu
com o intuito de flexibilizar o processo das mercadorias principalmente na
produção industrial. Esse modelo tornou-se difundido após a sua aplicação na
fábrica automotiva da Toyota e possibilitou a flexibilização da produção
automotiva, devido ao fato de a adequação dos estoques dos produtos ser
definida conforme as demandas solicitadas. Dessa forma, entende-se que,
quando a procura por uma determinada mercadoria se torna grande, a produção
aumenta, bem como os estoques dos itens necessários. Na época do toyotismo,
a técnica just in time foi a mais adotada no modelo industrial, pois as fábricas não
apenas economizaram dinheiro e espaço na estocagem de insumos como
também permitiram maior circulação e agilidade na produção das mercadorias.
Já o volvismo, desenvolvido por Emti Chavanmc em 1960, se caracterizou
pelo elevado grau de informatização e automação dos processos de produção.
Seu surgimento se ocasionou das evoluções e inovações computacionais
conjuntamente postas em prática pelos trabalhadores.
Seleme (2013) destaca, sobre o volvismo, a possibilidade de mudança de
programação com um mínimo de tempo perdido; a capacidade de instalar novos
equipamentos; bem como o transporte de materiais por meio de esteiras ou
sistemas de transporte como sendo as principais evoluções da automação
programável para a automação flexível.
Independentemente do tipo de sistema de automação, o volvismo
apresenta como principais funcionalidades a monitoração, a proteção, o alarme,
o intertravamento, o religamento, o armazenamento de informações históricas, o

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desligamento seletivo de carga, o controle de demanda máxima, o despacho de
geração, o controle de tensão, o controle de frequência, o controle do fator de
potência, a reaceleração dos motores, a medição, a supervisão e o comando.
TEMA 3 – CONTROLE DE SINAIS
Para entender o funcionamento de um controle de sistemas, inicialmente é
necessário entender um sistema automatizado, que, por sua vez, é composto por
um sistema. Um sistema pode ser definido como a interação de um conjunto de
elementos que visam alcançar um objetivo comum e que evoluem com o tempo.
Para Rosário (2009, p. 40), sistema é um conjunto complexo de coisas diversas
que, relacionadas entre si, contribuem para determinado objetivo ou propósito.
Dessa forma, quando nos referimos a um sistema automatizado,
necessitamos que haja nele uma interação entre as suas entradas e saídas, em
que o produto final é um valor agregado a uma matéria-prima. Toda a
operacionalização do processo está relacionada à arquitetura material, enquanto
a parte comando, com a arquitetura de software. E os sensores e atuadores
interagem para a realização do objetivo final, conforme ilustrado na Figura 2.
Figura 2 – Sistema automatizado
Fonte: Rosário, 2009, p. 41.
Para que um sistema automatizado seja operado adequadamente é
necessário que ele apresente um controle automático, também definido como
sistema de controle.

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Um sistema de controle tem como finalidade manter os valores desejáveis
de determinadas variáveis físicas ou químicas, sem intervenção humana direta.
Esse sistema de controle visa manter e assegurar que determinadas condições
de funcionamento do processo aconteçam de forma adequada e segura.
Os sistemas de controle aplicados às indústrias de processo são
denominados como controladores de processos, em que controlar um processo é
fazer com que os valores de suas variáveis interajam de modo ordenado,
mantendo-as o mais próximo possível de valores considerados ideais. Assim, diz-
se que entender quando, como e quanto mudar o valor de uma variável com o
objetivo de encontrar a melhor resposta do sistema trata-se de um problema
central de uma estratégia de controle.
Para todo sistema de controle são necessários: uma variável controlada,
uma variável manipulada e um controlador. E o objetivo desse controle é que todo
produto fabricado siga certas especificações, baseadas em critérios de qualidade
e uniformidade, visto que controles realizados por humanos são passíveis de
falhas ou distrações. Por consequência, para que se mantenha o padrão de
qualidade, o uso de sistemas de controle automático é a melhor opção. Além
disso, esses sistemas de controle automáticos propiciam maiores rendimentos
operacionais, devido a apresentarem seus padrões de qualidade conforme o que
foi inicialmente estipulado.
Assim, entende-se que o principal objetivo de um sistema de controle
automático é manter, ao longo do tempo, a variável controlada o mais próximo do
valor desejado. Normalmente, os sistemas de controle automático são aplicados
a processos industriais, pois estes operam continuamente, por meio de variáveis
controladas, e tendem a se afastar dos valores desejados, também chamados de
set points.
Para Garcia (2018), um sistema de controle automático deve realizar duas
atividades básicas:
1. Fazer a variável controlada acompanhar a variável desejada o mais
próximo possível, com o controlador operando em modo servo.
2. Diminuir os efeitos de distúrbios externos, visando manter o valor da
variável o mais próximo do desejado e rejeitando as perturbações. Nesse
caso, o controlador opera em modo regulatório.

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Nesse sentido, os processos industriais podem ser divididos em processos
contínuos, processos em lote e processos discretos e, nestes últimos, os sistemas
de controle automático podem ser aplicados.
TEMA 4 – TIPOS DE CONTROLE
Existem dois tipos de sistemas de controle, os quais chamamos de controle
discreto e controle contínuo. O sistema de controle discreto aborda as técnicas de
intertravamento e sequenciamento, enquanto que o sistema de controle contínuo
é dividido em controle em malha aberta e controle em malha fechada.
4.1 Sistema de controle discreto
Um sistema de controle discreto caracteriza-se por os parâmetros e
variáveis do sistema serem modificados em momentos discretos de tempo.
Normalmente, essas mudanças envolvem tanto os parâmetros quanto as
variáveis também discretas, ou seja, binárias (sim ou não, ligado ou desligado, 0
ou 1) e definidas antecipadamente por meio de um programa de instruções.
As mudanças são executadas porque o estado do sistema mudou ou
porque certo espaço de tempo se passou. Esses casos são descritos como:
mudanças ocasionadas por eventos ou mudanças ocasionadas por tempo.
Sempre que um controlador realiza uma mudança, esta ocorre por um
evento que foi causado por algum tipo de alteração do sistema, ou seja, toda
mudança pode ser representada pelo início ou término de uma determinada
operação. Já a mudança ocasionada por tempo é executada pelo sistema de
controle, seja em um ponto específico no tempo ou depois de passado um
determinado período de tempo. Igualmente à mudança anterior, essa consiste em
iniciar ou parar algum evento e o tempo em que a mudança ocorre é importante.
Independentemente do tipo de mudanças, estas correspondem a eventos
discretos, chamados de controle lógico combinacional e controle sequencial. O
controle lógico combinacional é usado para controlar a execução de mudanças
geradas por eventos, enquanto que o controle sequencial é responsável por
gerenciar as mudanças ocasionadas pelo tempo.
O controle discreto é utilizado na produção discreta e na indústria de
processos, sendo que, na produção discreta, sua ação é controlar a operação dos
transportadores e outros sistemas de transporte de material, sistemas de

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armazenamento automatizado, linhas de transferência automatizadas, entre
outros elementos. Na indústria de processos, o controle discreto é mais associado
ao processamento em lote do que aos processos contínuos.
4.2 Sistemas de controle contínuo
Nos sistemas de controle de malha aberta, as saídas não são utilizadas
para alterar a ação de controle, isto é, correspondem ao controle manual. O
aquecedor elétrico é um exemplo de sistema de controle de malha aberta, pois o
usuário é quem ajusta a temperatura na saída do aquecedor (Figura 3).
Figura 3 – Sistema de controle de malha aberta
Fonte: Garcia, 2017, p. 25.
A Figura 4 representa o exemplo de uma máquina de lavar roupa, que tem
características semelhantes a um sistema de controle de malha aberta, visto que
as operações de colocar de molho, lavar e enxaguar são executadas em uma
sequência estabelecida com base no tempo da atividade. No caso da lavadora, a
saída (roupas lavadas) não é verificada de modo a se saber se as roupas foram
ou não bem lavadas. Assim, em qualquer sistema de controle de malha aberta a
saída não é comparada com a entrada de referência.
Figura 4 – Sistema de controle de malha aberta, em uma máquina de lavar

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Entre as vantagens de um sistema de controle de malha aberta estão: a
simplicidade de sua construção e manutenção; ele é menos dispendioso que o
sistema de malha fechada; é estável, adequando-se quando lhe são apresentadas
dificuldades de medição da saída.
Porém, distúrbios e mudanças na calibração do sistema podem causar
erros e, consequentemente, a saída pode apresentar diferenças em relação ao
padrão desejado. Além disso, para que as saídas apresentem qualidade, a
regulagem de seus sensores deve ser realizada periodicamente, tornando esses
fatores desvantagens de sua aplicação.
A Figura 5 ilustra um sistema de controle de malha fechada, no qual os
sensores verificam o estado atual dos dispositivos a serem controlados e, para
isso, uma medida é comparada a um valor inicialmente predefinido. Como
resultado dessa comparação será obtido um erro, diante do qual o sistema se
responsabilizará por ajustes necessários, de modo a reduzi-lo por completo.
Figura 5 – Sistemas de controle de malha fechada
Fonte: Garcia, 2017, p. 25.
Os sistemas de controle em malha fechada são divididos de três formas:
com realimentação (feedback), pré-alimentação (feedforward) e realimentação
com pré-alimentação (feedback mais feedforward).
Sistemas de controle com realimentação não são aplicados apenas às
áreas da engenharia. Dessa forma, um sistema de controle realimentado se dá
quando se estabelece uma relação de comparação entre a saída e a entrada de
referência, sempre utilizando a diferença como meio de controle. Ou seja,
compara-se a saída (variável controlada C) com a entrada R (ponto de ajuste,
valor desejado, valor de referência) e se atua em função desse desvio, conforme
demonstrado na Figura 6.

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Figura 6 – Malha típica de controle por realimentação
Fonte: Garcia, 2017, p. 26.
Os elementos que compõem um sistema de automação com realimentação
constante, normalmente, são complexos em sua execução e possuem:
acionamento; sensoriamento; controle; elemento de decisão e programas.
Já o sistema de controle em malha fechada com pré-alimentação executa
a correção da variável controlada diretamente, sem medi-la, em função das
perturbações realizadas sobre o processo, com base em um modelo do processo,
como mostrado na Figura 7.
Figura 7 – Malha típica de controle por pré-alimentação
Fonte: Garcia, 2017, p. 27.
Na malha da Figura 7, o erro é minimizado, devido ao fato de o sistema de
controle se antecipar a ele, o que exige, portanto, conhecimento do
comportamento do sistema.

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O sistema de controle que mistura as malhas com realimentação e pré-
alimentação executa o controle grosso na pré-alimentação e o controle fino é
realizado por realimentação, promovendo as eventuais correções das imprecisões
existentes no modelo adotado para o algoritmo feedforward.
TEMA 5 – TIPOS DE SINAIS
Os sinais são conhecidos por representar informações em forma de um
valor ou de uma curva de valores em uma grandeza física e são classificados em
sinal analógico, sinal discreto, sinal digital e sinal binário.
O sinal analógico se caracteriza por ser um sinal que disponibiliza várias
informações em uma faixa contínua de valores. Quando se trabalha com sinal
analógico, torna-se possível receber um parâmetro de informação conforme um
determinado limite.
Nos sinais discretos, os parâmetros podem admitir apenas uma quantidade
limitada de valores e, obrigatoriamente, precisam estar relacionados entre si.
Diferentemente dos sinais anteriores, os sinais digitais adotam parâmetros
de informações divididos em subparâmetros e cada um desses demonstra e
corresponde a uma única informação.
Já os sinais binários utilizam apenas dois parâmetros de informação, por
exemplo, ligado ou desligado e 0 ou 1.

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REFERÊNCIAS
GARCIA, C. Controle de processos industriais: estratégias convencionais –
volume 1. São Paulo: Blucher, 2018.
PESSÔA, M.; SPINOLA, M. Introdução à automação para cursos de
engenharia e gestão. Rio de Janeiro: Elsevier Brasil, 2014.
ROGGIA, L.; FUENTES, R. C. Automação industrial. Santa Maria: Universidade
Federal de Santa Maria; Colégio Técnico Industrial de Santa Maria; Rede e-Tec
Brasil, 2016.
ROSÁRIO, J. M. Automação industrial. São Paulo: Baraúna, 2009.
SELEME, R. Automação da produção: uma abordagem gerencial. Curitiba:
InterSaberes, 2013.