AUTOMAÇÃO DA PRODUÇÃO. Prof. Dr. Roger Nabeyama Michels

Transcrição

1 AUTOMAÇÃO DA PRODUÇÃO Prof. Dr. Roger Nabeyama Michels

2 INTRODUÇÃO, CONCEITO E HISTÓRIA DA AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL Prof. Dr. Roger Nabeyama Michels

3 Todos o desenvolvimento na área da Automação Industrial tem por objetivo repercutir em melhorias significativas no Setor Industrial. Não se resumem somente em: substituir o trabalho humano em tarefas exaustivas, monótonas e perigosas. Também proporcionam na melhoria da qualidade de processos, otimização dos espaços, redução no tempo de produção e custos.

4 O Controlador Lógico Programável (CLP) é o equipamento mais importante na automação industrial. O CLP surgiu na final da década de 1960 e revolucionou os comandos e controles industriais. Na época, a automação era executada por relés com base em lógica fixa, que resultava em enormes armários de relés eletromecânicos interligados por circuitos elétricos e extensas fiações.

5 SALA DE COMANDO DA ITAIPU Quadro de comando eletromecânico das unidades geradoras da Itaipu Binacional montados nas décadas de 1970 e 1980.

6 SALA DE COMANDO DA ITAIPU Quadro de comando eletrônico das unidades geradoras da Itaipu Binacional montadas recentemente.

7 O primeiro CLP foi criado em 1968 por Dick Morley, funcionário da empresa Bedford Associates. O objetivo foi de substituir os armários empregados para controlar operações sequenciais e repetitivas na linha de montagem da indústria automobilística General Motors. Tal equipamento ficou conhecido por PLC (programmable logic controler), em português, CLP (controlador lógico programável).

8 CLP é um equipamento eletrônico digital com hardware e software compatíveis com aplicações industriais; CLP é um aparelho eletrônico digital que utiliza uma memória programável para o armazenamento interno de instruções para implementações específicas, tais como lógica, sequenciamento, temporização, contagem e aritmética, para controlar através de módulos de entrada e saída vários tipos de máquinas e processos.

9 As vantagens da utilização do CLP em aplicações industriais são inúmeras e cada dia surgem novas, que resultam em maior economia, superando o custo do equipamento. Essa evolução oferece grande número de benefícios, por exemplo:

10 Maior produtividade; Otimização de espaço nas fábricas; Melhoria na qualidade do produto final; Alto tempo médio entre falhas; Baixo tempo de máquinas paradas; Maior segurança para os operadores; Menor consumo de energia; Redução de refugos; Maior confiabilidade; Fácil manutenção; Projeto de sistemas mais rápido; Maior flexibilidade; Interface com outros CLPs através de rede de comunicação.

11 Nas décadas de 1960 e 1970, as fabricas automobilísticas não possuíam flexibilidade para mudanças constantes no processo de produção. Qualquer alteração no processo de fabricação era trabalhosa e demorada. Para produzir automóveis de cor ou modelo diferente, havia longa espera, uma vez que a produção era feita em grandes lotes. A automação da época era baseada na tecnologia de lógica de contatos, com relés eletromecânicos e utilizava um grande volume de condutores.

12 A utilização da lógica de contatos apresentavam as seguintes desvantagens: Inflexibilidade Efetuar mudanças significava alterar toda a lógica de contatos e intertravamentos, traduzindo em sucateamento de enormes painéis e produção de um novo, demandando tempo e perda de produção. Custo operacional elevado Os painéis eram grandes, com montagem lenta e componentes suscetíveis a falhas. Alto custo de desenvolvimento e manutenção Lógicas compactas aumentava a complexibilidade do projeto.

13 Com o objetivo de resolver esses problema, a GM solicitou o desenvolvimento e a produção de um equipamento com as seguintes características: Ser facilmente programável, com sequência de operação flexível e de preferencia na própria planta. Possuir manutenção e reparo facilitados usando uma montagem de módulos encaixáveis (tipo plug-in). Funcionar em ambientes industriais com confiabilidade.

14 Ser fisicamente menos que um painel de relés para minimizar o custo de ocupação do chão de fábrica. Produzir dados para um sistema central de coleta de informações. Ser competitivo quanto ao custo em relação a painéis de relés em uso na época.

15 CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMÁVEL A estrutura física do CLP é um conjunto de circuito eletrônico interligados formados por processadores, memórias, barramentos, dispositivos de entrada e saída, fonte de alimentação e terminal de programação.

16 CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMÁVEL Ao analisar o CLP quanto a sua arquitetura e forma construtiva, pode-se compará-lo a um computador especialmente adaptado para aplicações industriais. Em razão de sua características físicas, ele pode funcionar em ambientes industriais agressivos, pois suporta variações de temperatura, vibrações, ruídos elétricos, pequenas variações de tensão. É considerado um equipamento robusto.

17 CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMÁVEL Os CLPs podem ser disponibilizados em módulos, ou seja, cada configurações pode ser montada pelo usuário de acordo com sua necessidade ou, compactos, onde sua configurações não pode ser alterada pelo usuário. Ambos apresentam a mesma arquitetura: Unidade Central de Processamento (UCP-CPU); Memórias; Módulos de entradas e saída; Periféricos de interface com o usuário (adicional); Terminal de programação (adicional).

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