UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO CURSO: CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO. Profª Danielle Casillo

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1 UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO CURSO: CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO Profª Danielle Casillo

2 Nome: Automação e Controle Créditos: 4 60 horas Período: Horário: quartas e sextas das 20:40 às 22:20 Professora: Danielle Simone S. Casillo Página: Sigaa: Contato: Aula 01 - Introdução à Automação 2

3 Proporcionar ao estudante de Ciência da Computação as tecnologias de desenvolvimento para automação, programação 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 denovasaplicações. Aula 01 - Introdução à Automação 3

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; 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 Ensino: Aulas teóricas, práticas e trabalhos usando kits de treinamento em CLP e IHM. Avaliação: Trabalhos escritos e de laboratório Experiências 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 Primeira Unidade: Introdução Automação Industrial: objetivos, 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 Segunda Unidade: CLP ZTK 900 HI Tecnologia Características básicas; Software de programação SPDSW; Linguagem Ladder: instruções básicas, instruções matemáticas, instruções lógicas e experiências. Aula 01 - Introdução à Automação 7

8 Terceira Unidade: Sistemas Supervisórios Introdução Interface Homem Máquina Aula 01 - Introdução à Automação 8

9 BÁSICA: Notasdeaulas (SIGAA) Automação Aplicada Descrição e Implementação de Sistemas Sequenciais com PLCs. Marcelo Georgini. 9ª Edição. Ed. Érica COMPLEMENTAR: Controladores Lógicos Programáveis - SistemasDiscretos. Claiton M. Franchi e Valter L. A. de Camargo. 2ª Edição. Ed. Érica Automação Industrial. Francesco Prudente. 1ª Edição. Ed. LTC Aula 01 - Introdução à Automação 9

10 É um conceito amplo que pode ser aplicado em qualquer ambiente, seja predial, comercial ou industrial. Baseia-se fundamentalmente na aplicação de dispositivos que visam substituir o trabalho braçal, insalubre ou repetitivo. Aula 01 - Introdução à Automação 10

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 Historicamente, o surgimento da automação está ligado com a mecanização. O objetivo era sempre o mesmo, o de simplificar o trabalho do homem. Nos tempos modernos, entende-se por automação qualquer sistema apoiado em microprocessadores que substitua o trabalho humano. Aula 01 - Introdução à Automação 12

13 A história da automação industrial começa na década de 20 quando Henry Ford cria a linha de produção para a fabricação de 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 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, 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 No final da década de 60, surgiu ocontrolador Lógico Programável. Seu desenvolvimento foi incentivado pela GM, que enfrentava problemas com a programação de sua linha de produção. Aula 01 - Introdução à Automação 15

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 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. 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 Classificação da Automação Automação Industrial Automação Comercial Automação Predial Automação Residencial Automação Bancária Automação Agrícola Aula 01 - Introdução à Automação 18

19 Qualquer grandeza física pode ser controlada; Controle manual operador presente; 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 ... com o passar do tempo... valorização do trabalhador a máquina passou a fazer o trabalho mais pesado o 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 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 Tecnologia Integradora: Eletrônica: Hardware Mecânica: Atuadores Inteligência: Software (Informática) Aula 01 - Introdução à Automação 22

23 Sensores fornecem informações sobre o sistema entradas do controlador indicam variáveis como temperatura, pressão,... Atuadores 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 Automatizar um sistema, tornou-se muito mais viável à medida que a Eletrônica avançou. Com 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 Com o avanço da eletrônica... memórias ganharam maior capacidade de armazenamento os circuitos lógicos tornaram-se mais rápidos microcontroladores 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 Existem, basicamente, dois segmentos da automação industrial, segundo a manipulação das variáveis a serem 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 Processosdiscretos Indústrias manufatureiras de fabricação por lote Ex: indústria automobilística Processoscontínuos Indústrias de processo de manipulação Ex: indústria química, farmacêutica, petroquímica Aula 01 - Introdução à Automação 27

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 Quando os equipamentos manipulam variáveis analógicas. Efetuam técnicas de ação de controle dos 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 Avanço das técnicas de transmissão; Salas de controle distribuídas geograficamente foram interligadas e conectadas a uma única central de supervisão; 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 Aula 01 - Introdução à Automação 31

32 Aula 01 - Introdução à Automação 32

33 Qualidade controle de qualidade eficiente. compensação automática de deficiências do processo. Flexibilidade facilidade e rapidez nas alterações nos parâmetros dos processos. Produtividade uso eficiente da matéria prima, energia, equipamentos e instalações. Viabilidadetécnica 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 Estudar sistemas automatizados até o nível do elemento controlador. Devido a esta grande variedade de conhecimentos, como 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 A disciplina deinstrumentação: 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 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 Benefícios Redução de custos Aumento da produtividade Reduz a exposição de trabalho monótonos, repetitivos e até mesmo perigosos Mais tempo livre Aumento de salários Aula 01 - Introdução à Automação 36

37 Benefícios Na regularidade da qualidade de um produto Na economia de energia Flexibilidade Segurança de funcionamento Aula 01 - Introdução à Automação 37

38 Problemas Experiência de um empregado tem vida curta 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 AUTOMAÇÃO GERA DESEMPREGO? Aula 01 - Introdução à Automação 39

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