UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA UDESC CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS CCT DEPARTAMENTO DE ENG. DE PRODUÇÃO E SISTEMAS - DEPS INFORMÁTICA INDUSTRIAL IFD 2. Sistemas de Produção e Conceitos de Sistemas de Controle Igor Kondrasovas
Pirâmide da Automação Fonte: www.osetoreletrico.com.br 2
Campos de Atuação Fonte: material de aula do prof. Constantino Seixas Filho - UFMG 3
Campos de Atuação Fonte: material de aula do prof. Constantino Seixas Filho - UFMG 4
Campos de Atuação Fonte: material de aula do prof. Constantino Seixas Filho - UFMG 5
Campos de Atuação Fonte: material de aula do prof. Constantino Seixas Filho - UFMG 6
Campos de Atuação Fonte: material de aula do prof. Constantino Seixas Filho - UFMG 7
Campos de Atuação Fonte: material de aula do prof. Constantino Seixas Filho - UFMG 8
Campos de Atuação Fonte: material de aula do prof. Constantino Seixas Filho - UFMG 9
Campos de Atuação Fonte: material de aula do prof. Constantino Seixas Filho - UFMG WMS: Warehouse Management System 10
Campos de Atuação APC: Advanced Process Control Fonte: material de aula do prof. Constantino Seixas Filho - UFMG 11
Campos de Atuação Fonte: material de aula do prof. Constantino Seixas Filho - UFMG PIMS: Process Information Management System 12
Campos de Atuação Fonte: material de aula do prof. Constantino Seixas Filho - UFMG 13
Campos de Atuação Fonte: material de aula do prof. Constantino Seixas Filho - UFMG 14
Campos de Atuação SCM: Supply Chain Management Fonte: material de aula do prof. Constantino Seixas Filho - UFMG 15
Campos de Atuação Fonte: material de aula do prof. Constantino Seixas Filho - UFMG APS: Advanced Planning and Scheduling 16
Campos de Atuação Fonte: material de aula do prof. Constantino Seixas Filho - UFMG 17
Sistema Combinação de componentes que atuam conjuntamente e realizam um certo objetivo. 18
Controle Manual Comando feito por operadores. Ex: usinagem (torneiro mecânico) Ainda bastante usado em cadeias de produção em massa. Vantagem: flexibilidade para aumento da produção Desvantagem: garantia de qualidade depende do fator humano 19
Controle Automático A automação depende de instrumentos de medida para modificar as variáveis do processo. Quanto mais precisos e rápidos forem os resultados das medidas, mais precisos poderão ser os ajustes feitos pelo controlador do processo. Atualmente com a utilização dos computadores pode-se controlar uma planta inteira de um determinado processo com poucas pessoas e obter altos níveis de eficiência e baixo custo. Permite uma maior confiabilidade ao sistema. Fonte: material de aula do prof. Hélio Padilha - UFPR 20
Controle Automático O controle automático tem representado um papel vital no avanço da engenharia e da ciência, além de sua extrema importância em sistemas de veículos espaciais, mísseis guiados, pilotagem de aviões robóticos e outros mais. O controle automático tornou-se uma parte importante e integral dos modernos processos industriais e de fabricação. Fonte: Sistemas de Controle Modernos (Dorf e Bishop) 21
Sistemas de Controle em Malha Aberta Um sistema em que a saída não tem nenhum efeito sobre a ação de controle. Em outras palavras, em um sistema de controle em malha aberta a saída não é medida nem realimentada para comparação com a entrada. Sistema de controle de velocidade de uma mesa rotativa a malha aberta (sem retroação) e seu modelo em diagrama de blocos. Fonte: Sistemas de Controle Modernos (Dorf e Bishop) 22
Sistemas de Controle em Malha Fechada (ou Realimentado) Um sistema que mantém uma relação prescrita entre a saída e alguma entrada de referência comparando-as e utilizando a diferença como um meio de controle. Sistema de controle de velocidade de uma mesa rotativa a malha fechada e seu modelo em diagrama de blocos. Fonte: Sistemas de Controle Modernos (Dorf e Bishop) 23
Servossistema (ou Servomecanismo) Um servossitema é um sistema de controle realimentado que controla alguma posição mecânica, velocidade ou aceleração. Portanto, os termos servossistema e sistema de controle de posição (ou de velocidade ou de aceleração) são sinônimos. Servomotor 24
Perturbações (ou Distúrbios) Uma perturbação é um sinal que tende a aftar adversamente o valor da saída do sistema. 25
Malha Fechada x Malha Aberta Nos sistemas em malha fechada, o uso da realimentação torna a resposta do sistema relativamente insensível a distúrbios externos; Para os sistemas nos quais as entradas são conhecidas antecipadamente e não há distúrbios no sistema, é aconselhável usar o controle em malha aberta (mais simples, menor custo); Os sistemas de controle em malha fechada possuem vantagens somente quando distúrbios imprevisíveis e/ou variações imprevisíveis nos componentes do sistema estão presentes; O número de componentes usados em um sistema de controle em malha fechada é maior do que o de um correspondente em malha aberta; O sistema de controle em malha fechada é mais difícil de projetar, e possui geralmente custo e potência mais altos. 26
Exemplo: Controle de Temperatura de um Forno 27
Ações Básicas de Controle Controladores de duas posições ou liga-desliga (On-Off): - O elemento atuante possui apenas 2 posições fixas; - Simples e barato, muito utilizado; - É empregado em sistemas que possuem dinâmica lenta, tal como em sistemas térmicos; - Utiliza-se a histerese para evitar desgaste e redução de vida útil devido ao chaveamento ininterrupto. Ação de controle: Diagrama de blocos: Exemplo: Controle de nível de água em um tanque 28
A Evolução Uma malha/operador Fonte: Cláudio Makarovski [Emerson] 29
A Evolução Algumas malhas/operador Fonte: Cláudio Makarovski [Emerson] 30
A Evolução Várias malhas/operador Fonte: Cláudio Makarovski [Emerson] 31
A Evolução As Salas de Controle Fonte: Cláudio Makarovski [Emerson] 32
A Evolução Dezenas de Malha/Operador Fonte: Cláudio Makarovski [Emerson] 33
A Evolução Centenas de Malha/Operador Fonte: Cláudio Makarovski [Emerson] 34
A Evolução Estado da Arte Fonte: Mauell 35
A Evolução Estado da Arte Fonte: Mauell 36
Centro de Comando Fonte: Atan 37