Apresentação e Introdução a Automação
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- Giovanna Barreiro Amarante
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1 Apresentação e Introdução a Automação Professor: Andouglas Gonçalves da Silva Júnior Instituto Federal do Rio Grande do Norte Curso: Técnico em Petróleo e Gás Disciplina: CLP 27 de Junho de 2016 Apresentação (Instituto e Introdução Federal do27rio de Junho Grande 2016 do1 / Nor 32
2 CLP Dados da disciplina Curso: Técnico Subsequente em Petróleo e Gás. Carga-horária: 60h (80h/a). Ementa Princípios da Automação Industrial; Grafcet; Controladores Lógico Programáveis - CLP; Programação de CLP; Sistemas Supervisórios; Noções de Redes Industriais; Apresentação (Instituto e Introdução Federal do27rio de Junho Grande 2016 do2 / Nor 32
3 CLP Métodos Avaliativos 1 o Bimestre Início: 27 de junho de 2016 Término: 15 de agosto de 2016 Laboratórios: 40% da nota *; Avaliação: 60% da nota *; 2 o Bimestre Início: 22 de agosto de 2016 Término: 24 de outubro de 2016 Laboratórios: 40% da nota *; Avaliação: 60% da nota *; * Forma de avaliação e pesos podem ser modicados durante o semestre. Apresentação (Instituto e Introdução Federal do27rio de Junho Grande 2016 do3 / Nor 32
4 CLP Métodos Avaliativos 2 a Chamada de Provas Art Dar-se-á uma oportunidade de reposição ao estudante que deixar de comparecer à atividade avaliativa cujo resultado seja contabilizado para a nota do bimestre. Ÿ 1 o. Para a realização da reposição, o estudante deverá apresentar requerimento à Diretoria Acadêmica, no prazo de até 2 (dois) dias úteis após retornar às atividades acadêmicas, pelos seguintes motivos: tratamento de saúde, comprovado por meio de atestado médico; ausência de transporte (inter)municipal, comprovado por meio de declaração do órgão competente da prefeitura; ou plantão militar ou de trabalho, comprovado por meio de declaração do chefe imediato. Ÿ 2 o. Os motivos não previstos neste artigo deverão ser analisados pelo Coordenador do Curso em conjunto com o professor da disciplina. Apresentação (Instituto e Introdução Federal do27rio de Junho Grande 2016 do4 / Nor 32
5 CLP Bibliograa Bibliograa Básica MORAES, Cícero e CASTRUCCI, Plínio. Engenharia de Automação Industrial. LTC SILVEIRA, Paulo e Santos, WINDERSON. Automação e Controle Discreto. Érica Bibliograa Complementar GROOVER, Mikell P. Automação Industrial e Sistemas de Manufatura. 3 a Ed. Pearson São Paulo 2010 Apresentação (Instituto e Introdução Federal do27rio de Junho Grande 2016 do5 / Nor 32
6 CLP Horários de CA 3M34 - Terça, manhã, terceiro e quarto horários; 3V12 - Terça, tarde (vespertino), primeiro e segundo horários; Contatos andouglas.silva@ifrn.edu.br Na instituição: Laboratório de Automação Industrial - Sala 65 Apresentação (Instituto e Introdução Federal do27rio de Junho Grande 2016 do6 / Nor 32
7 Automação Industrial Contextualização O que é automação? Em um contexto geral, toda e qualquer técnica que transforma um sistema manual (trabalho de seres humanos) para um sistema automático (trabalho realizado por máquinas). Áreas mais comuns: Residencial Comercial Industrial Apresentação (Instituto e Introdução Federal do27rio de Junho Grande 2016 do7 / Nor 32
8 Automação Industrial Contextualização Figura: Automação Industrial Figura: Automação Residencial Apresentação (Instituto e Introdução Federal do27rio de Junho Grande 2016 do8 / Nor 32
9 Automação Industrial Evolução Histórica Revolução Industrial Conjunto de mudanças tecnológicas com profundo impacto no processo produtivo em nível econômico e social. Iniciada na Inglaterra Inglaterra em meados do século XVIII,expandiu-se pelo mundo a partir do século XIX; Henry Ford (década de 20) - Linha de produção de automóveis; Microeletrônica - Transistores (década de 60). Apresentação (Instituto e Introdução Federal do27rio de Junho Grande 2016 do9 / Nor 32
10 Automação Industrial Objetivos da Automação Qualidade Controle de qualidade eciente; Compensação automática de deciências do processo; Processos de fabricação sosticados; Flexibilidade Inovações frequentes no produto; Atedimento a especicidades do cliente; Produção de pequenos lotes. Produtividade Produção de refugo zero; Redução dos estoques. Viabilidade Técnica Processamento imediato de grande volume de informações; Limitações do homem. Apresentação (Instituto e Introdução Federal do27rio de Junho Grande 2016 do10 / Nor 32
11 Automação Industrial Conceitos Importantes O que é controle? Quais os elementos básicos? Quais são os principais tipos de controle? Apresentação (Instituto e Introdução Federal do27rio de Junho Grande 2016 do11 / Nor 32
12 Automação Industrial Processo Operação que evolui progressivamente; Se constitui por uma séries ações controladas; Objetiva um resultado particular. Apresentação (Instituto e Introdução Federal do27rio de Junho Grande 2016 do12 / Nor 32
13 Automação Industrial Sensores Mede o desempenho do sistema; "Sente"as mudanças das variáveis monitoradas; Ex.: termômetros, velocímetros, sensores indutivos, capacitivos, etc. Apresentação (Instituto e Introdução Federal do27rio de Junho Grande 2016 do13 / Nor 32
14 Automação Industrial Atuadores Elemento nal em uma malha de controle; "Exerce ação"no processo; Comandado por um controlador Apresentação (Instituto e Introdução Federal do27rio de Junho Grande 2016 do14 / Nor 32
15 Automação Industrial Controladores Objeto de estudo dessa disciplina; Responsável por receber os dados dos sensores, processa-los a partir de uma forma de controle e atuar na saída do sistema; Apresentação (Instituto e Introdução Federal do27rio de Junho Grande 2016 do15 / Nor 32
16 Automação Industrial Controladores Apresentação (Instituto e Introdução Federal do27rio de Junho Grande 2016 do16 / Nor 32
17 Automação Industrial Sistema de Controle Malha Aberta Aquele em que a saída ou resposta não possui nenhuma interferência sobre a entrada. Malha Fechada Aquele em que a saída ou resposta inuencia a entrada do sistema. Apresentação (Instituto e Introdução Federal do27rio de Junho Grande 2016 do17 / Nor 32
18 Automação Industrial Sistema de Controle Elementos que compõem os sistemas de controle Variável de Processo (PV) Set Point (SP) Variável Manipulada (MV) Tipos de entradas e saídas dos sistemas de controle Entradas digitais Entradas analógicas Saídas digitais Saídas analógicas Apresentação (Instituto e Introdução Federal do27rio de Junho Grande 2016 do18 / Nor 32
19 CLP e Automação Industrial Inicialmente, utilizavam-se dispositivos eletromecânicos do tipo a relés e contadores no processo industrial; Com o passar dos anos, os circuitos lógicos tornaram-se mais rápidos, compactos e capazes de receber mais informações de entrada, atuando sobre um maior número de dispositivos de saída; Surge os microprocessadores (UCPs): Responsáveis por receber informações da memória, dos dispositivos de entrada, e a partir dessas informações, desenvolver uma lógica para acionar saídas. Até o início da década de 60, a utilização de relés eletromecânicos era praticamente a única opção possível. Apresentação (Instituto e Introdução Federal do27rio de Junho Grande 2016 do19 / Nor 32
20 CLP e Automação Industrial Figura: Painel à relé x CLP Apresentação (Instituto e Introdução Federal do27rio de Junho Grande 2016 do20 / Nor 32
21 CLP e Automação Industrial Com o advento dos dispositivos microprocessados, vieram os Controladores Lógicos Programáveis, onde 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. Apresentação (Instituto e Introdução Federal do27rio de Junho Grande 2016 do21 / Nor 32
22 CLP O que é? Controlador Lógico Programável Equipamento eletrônico que usa uma memória programável para armazenar instruções e implementar funções como lógica, sequenciamento, temporização, contagem e aritméticas para o controle de máquinas e processos. (Bolton, 2010). Segundo a ABNT: Equipamento eletrônico digital com hardware e software compatíveis com aplicações industriais. Substituiu os sistemas que usavam relé interconectados e sistemas de controle lógico de temporização. Apresentação (Instituto e Introdução Federal do27rio de Junho Grande 2016 do22 / Nor 32
23 CLP Vantagens Menor espaço; Menor consumo de energia elétrica; Reutilizável; Programável; Maior conabilidade; Maior exibilidade; Maior rapidez na elaboração de projetos; Interfaces de comunicação com outros CLPs e computadores. Apresentação (Instituto e Introdução Federal do27rio de Junho Grande 2016 do23 / Nor 32
24 CLP Tipos Módulo Único Pequenos controladores (normalmente); Compacto e completo (Fonte, processador, memória e unidades de entrada/saída). 6, 8, 12 e 24 entradas <-> 4, 8 ou 16 saídas (normalmente); 300 a 1000 instruções armazenadas. Figura: MELSEC FX3U - Mitsubishi Apresentação (Instituto e Introdução Federal do27rio de Junho Grande 2016 do24 / Nor 32
25 CLP Tipos Montados em Rack Modulares (Sistema separado para fonte, processador, entrada/saída, etc.); Montados em trilhos dentro de gabinetes metálicos; Conectados por soquetes; Figura: CLP SIMATIC S7-300/400 Instituto Federal do27 Rio de Junho Grande de 2016 do 25 Nor / 32 Apresentação ( e Introdução
26 CLP Estrutura Figura: Estrutura Apresentação (Instituto e Introdução Federal do27rio de Junho Grande 2016 do26 / Nor 32
27 CLP Estrutura Básica Figura: Estrutura básica. Apresentação (Instituto e Introdução Federal do27rio de Junho Grande 2016 do27 / Nor 32
28 Partes do CLP Pontos de Entrada Considera-se cada sinal recebido pelo CLP, a partir de dispositivos e componentes externos como um ponto de entrada. Ex.: Micro-Chaves; Botões; Termopares; Relés; etc. Entradas Digitais: Possuem dois estados; Entradas Analógicas: Possuem um valor que varia dentro de uma determinada faixa (0 à 10V, -10 à 10V, 0 à 20mA e 4 à 20mA); Apresentação (Instituto e Introdução Federal do27rio de Junho Grande 2016 do28 / Nor 32
29 Partes do CLP Pontos de Saída Considera-se cada sinal produzido pelo CLP, para acionar dispositivos ou componentes do sistema de controle constitui um ponto de saída. Ex.: Lâmpadas, Solenóides, Motores. Saídas Digitais: Possuem dois estados; Saídas Analógicas: Possuem um valor que varia dentro de uma determinada faixa (0 à 10V, -10 à 10V, 0 à 20mA e 4 a 20mA). Apresentação (Instituto e Introdução Federal do27rio de Junho Grande 2016 do29 / Nor 32
30 Partes do CLP Programa É a lógica existente entre os pontos de entrada e saída e que executa as funções desejadas de acordo com o estado das mesmas. EEPROM: Memória que não perde seu conteúdo quando desligada a alimentação. Normalmente contém o programa do usuário. BIT: é a unidade para o sistema de numeração binário. Um bit é a unidade básica de informação e pode assumir 0 ou 1. Byte: é uma unidade constituída de 8 bits consecutivos. O estado das entradas de um módulo digital de 8 pontos pode ser armazenado em um Byte. Word: Uma word é constituída de dois Bytes. O valor das entradas e saídas analógicas podem ser indicados por words. CPU: é a unidade inteligente do CLP. Na CPU são tomadas as decisões para o controle do processo. Apresentação (Instituto e Introdução Federal do27rio de Junho Grande 2016 do30 / Nor 32
31 Partes do CLP Processamentos de Entrada/Saída É a lógica existente entre os pontos de entrada e saída e que executa as funções desejadas de acordo com o estado das mesmas. O CLP executa continuamente o programa e atualiza como resultado dos sinais de entrada; Cada loop -> Ciclo; Dois métodos: Atualização contínua; Varredura da CPU nos canais de entrada conforme as instruções do programa assim determinem; Atraso de cerca de 3 ms; Cópia em massa de entrada/saída. Área especíca da RAM é usada como buer entre a lógica de controle e a unidade de entrada/saída; Início do ciclo -> Leitura de todas as entradas -> Buscar, decodicar e executar todas as instruções do programa na sequência-> Atualizar todas as saídas-> Repetir a sequencia. Apresentação (Instituto e Introdução Federal do27rio de Junho Grande 2016 do31 / Nor 32
32 CLP Como funciona? Figura: Estrutura básica. Figura: Estrutura básica. Apresentação (Instituto e Introdução Federal do27rio de Junho Grande 2016 do32 / Nor 32
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