Introdu%e7%e3o %e0 engenharia de automa%e7%e3o

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Apostila de introdução a engenharia de automação

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Introdu%e7%e3o %e0 engenharia de automa%e7%e3o

  1. 1. 1 Introdução à Engenharia de Automação
  2. 2. 2 Roteiro A automação em nossas vidas A automação no meio produtivo Características e Conceitos da Automação Aspectos da automação Arquitetura da Automação Industrial Razões para Automação Industrial Variedades de Automação Conclusão
  3. 3. 3 A automação em nossas vidas Objetivo: Facilitar nossas vidas Automação no dia-a-dia  Em casa: Lavando roupa Esquentando leite Abrindo o portão Lavando louça  Na rua: Sacando dinheiro Dirigindo pelas ruas Fazendo compras
  4. 4. 4 A automação em nossas vidas  No trabalho: Registrando o ponto Programando um robô Recebendo matéria-prima Estocando produto acabado Fazendo controle de qualidade Controlando temperatura de uma tanque de água Controlando a temperatura do escritório Acionando o sistema de combate à incêndio
  5. 5. 5 A automação em nossas vidas  No lazer: Comprando um refrigerante Caminhando numa esteira Assistindo um filme Jogando um videogame
  6. 6. A automação no meio produtivo 6 Objetivos:Facilitar os processos produtivos Componentes básicos  Sensoriamento  Comparação e controle  Atuação Automação industrial = sistema otimizado  Menor custo  Maior quantidade  Menor tempo  Maior qualidade (precisão)
  7. 7. A automação no meio produtivo 7 Qualidade = garantir uma produção com as mesmas características e alta produtividade Automação no meio ambiente  Cumprimento de novas normas  Sistemas de controle de efluentes  Sistemas de controle de gases
  8. 8. A automação no meio produtivo 8 Automação nas indústrias  Importância para sobrevivência das indústrias.  Garante a competição no mercado globalizado  Substitui o Homem Tarefas repetitivas Ambientes perigosos Ambientes insalubres Grande esforço físico
  9. 9. A automação no meio produtivo 9 Transforma a estrutura da força de trabalho  Qualitativamente  Quantitativamente  Exige treinamento  Qualificação da força de trabalho  Melhoria das condições de trabalho
  10. 10. A automação no meio produtivo 10 Desafio: Inserir o homem no contexto da automatização sem traumatismo, sem desemprego, tendo somente um saldo positivo. “O risco que se corre ao se introduzir novas tecnologias é menor do que aquele que se corre ao não introduzi-las”
  11. 11. 11 Características e Conceitos da Automação Sistemas automatizados, algumas vezes, são extremamente complexos porém, se observarmos suas partes, veremos que seus subsistemas possuem características comuns e de simples entendimento.
  12. 12. 12 Características e Conceitos da Automação PERGUNTA : O que é preciso para construir um prédio de 50 andares?
  13. 13. 13 Características e Conceitos da Automação RESPOSTA: Tijolo, concreto (areia, cimento, cal e pedras) e ferragem.
  14. 14. Características e Conceitos da Automação 14 Controle de temperatura de um aquário
  15. 15. Características e Conceitos da Automação 15 Objetivo: manter a água em torno de 25ºC
  16. 16. Características e Conceitos da Automação 16 Prensa de alavanca Botões de segurança
  17. 17. 17 Características e Conceitos da Automação Cadeia de comando Entrada de sinais Processamento de sinais Conversão de sinais Saída de sinais
  18. 18. 18 Características e Conceitos da Automação Tipos de controle na automação  Controle Dinâmico Automação Industrial de Controle de processos (automação contínua)  Controle Lógico Automação Industrial de manufatura (automação discreta)
  19. 19. 19 Características e Conceitos da Automação Controle dinâmico  Utiliza medidas das saídas do sistema a fim de melhorar o seu desempenho operacional, através de realimentação. Incalculável poder tecnológico Aperfeiçoamento de processos Velocidade Precisão
  20. 20. 20 Características e Conceitos da Automação Controle lógico  Utiliza sinais sempre discretos em amplitude, geralmente binários e operações não lineares. Circuitos (elétricos, hidráulicos, pneumáticos etc) Variáveis binárias ( 0 ou 1) Circuitos de Redes lógicas:  combinatórias  seqüenciais
  21. 21. 21 Características e Conceitos da Automação Controle Lógico  Redes lógicas combinatórias (sem memórias nem temporizações) Projeto com álgebra booleana Descrever, analisar e simplificar com auxílio de Tabelas da verdade e Diagramas de relés
  22. 22. 22 Características e Conceitos da Automação Controle Lógico  Redes lógicas seqüenciais (memória, temporizadores e entrada de sinais) Teoria dos autômatos Redes de Petri Cadeias de Markov Simulação em computador
  23. 23. 23 Características e Conceitos da Automação Etimologia: Da palavra Automation (1960)  Participação do computador no controle automático industrial. Definição: “Qualquer sistema, apoiado em computadores, que substitui o trabalho humano, visando soluções rápidas e econômicas para atingir os objetivos da indústria, dos serviços ou bem estar”
  24. 24. 24 Características e Conceitos da Automação Computadores especializados (Controladores Programáveis)  Controle lógico  Controle dinâmico  Simples reprogramações
  25. 25. 25 Características e Conceitos da Automação Computadores de Processo  Coletar informações do processo para criar um modelo matemático  Sintetizar leis de controle ótimo  Simular desempenhos  Implantar leis de controle  Facilitar interfaces com supervisores
  26. 26. 26 Aspectos da automação Implantação de sistemas interligados por redes de comunicação (Auxiliar a supervisão de problemas)  Sistemas supervisórios  Interfaces homem-máquina (IHM)  Controladores programáveis  Controle baseado em PC
  27. 27. 27 Aspectos da automação Necessidades da indústria:  Maior nível de qualidade  Flexibilidade  Menores custos  Menores perdas de materiais  Menor custo de capital  Maior controle das informações do processo  Melhor PCP
  28. 28. 28 Aspectos da automação Principal componente:  CLP’s (controladores lógicos programáveis) - 1968 Memória programável para instruções Energização / desenergização Temporização Contagem Sequenciamento Operações matemáticas Manipulação de dados
  29. 29. 29 Arquitetura da Automação Industrial
  30. 30. 30 Arquitetura da Automação Industrial Nível 1: Chão de fábrica  Máquinas, dispositivos, componentes  Ex.: Linhas e máquinas CLP’S, Comandos, máquinas Motores, Inversores, I/O’s
  31. 31. 31 Arquitetura da Automação Industrial Nível 2: Supervisão  Informações dos nível 1  IHM’s  Ex.: Sala de supervisão Supervisão e IHM
  32. 32. 32 Arquitetura da Automação Industrial Nível 3: controle do processo produtivo  Banco de dados  Índices  Relatórios  CEP  Ex.: Avaliação e CQ em processo alimentício Controle do Processo Produtivo
  33. 33. 33 Arquitetura da Automação Industrial Nível 4: Planejamento do processo  Controle de estoques  Logística  Ex.: Controle de suprimentos e estoques em função da sazonalidade de uma indústria de tecidos Planejamento Do Processo
  34. 34. 34 Arquitetura da Automação Industrial Nível 5: Administração dos recursos financeiros, vendas e RH. Gerênciamento Geral
  35. 35. Arquitetura 35 da Automação Industrial
  36. 36. Razões para Automação Industrial Repetibilidade e maior qualidade na produção Realização de tarefas impossíveis ou agressivas ao homem Rapidez de resposta ao atendimento da produção Redução dos custos de produção Restabelecimento mais rápido do sistema produtivo Redução de área Possibilidade de sistemas interligados 36
  37. 37. 37 Variedades da Automação Segundo grau de complexidade e meios de realização física  Automações especializadas (menor complexidade)  Grandes sistemas de automação (maior complexidade)  Automações Industriais de âmbito local ( média complexidade)
  38. 38. 38 Variedades da Automação Automações especializadas (menor complexidade)  Ex.: Interna aos aparelhos eletrônicos, telefones, eletrodomésticos, automóveis.  Microprocessadores  Programação em linguagem de máquina  Memória ROM
  39. 39. 39 Variedades da Automação Grandes sistemas de automação (maior complexidade)  Ex.: Controladores de vôos nos aeroportos, controle metroviário, sistemas militares.  Programação comercial e científica em software de tempo real
  40. 40. 40 Variedades da Automação Automações Industriais e de serviços de âmbito local (média complexidade)  Ex.: Transportadores, processos químicos, térmicos, gerenciadores de energia e de edifícios.  CLP’s isolados ou em redes
  41. 41. 41 Conclusão Automação de média complexidade é o foco do nosso curso!
  42. 42. 42 FIM...

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