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indrodução automação industrial
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indrodução automação industrial

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  • 1. Automação Industrial INTRODUÇÃO
  • 2. SISTEMAS MANUAIS INTRODUÇÃO - SENAI -TB
    • Máquinas à Vapor, Eólicas e Hidráulicas;
      • Comando feito por Operadores (Maquinismo ou Mecanização);
      • Ex. Maquinismo (Torneiro Mecânico);
    • Cadeia de Produção em massa.
  • 3. SISTEMAS AUTOMATIZADOS INTRODUÇÃO
    • Evolução da Eletrônica;
      • Substituição da tomada de decisão;
      • Controles e auto-correções através
      • de sensoriamento e ações similares
      • a do ser humano.
    INTRODUÇÃO - SENAI -TB
  • 4. VANTAGENS INTRODUÇÃO
    • Repetibilidade (Garante qualidade?);
    • Flexibilidade;
    • Aumento da produção;
    • Valorização do trabalho do ser humano.
  • 5. CARACTERIZAÇÃO DOS SISTEMAS AUTOMATIZADOS INTRODUÇÃO
  • 6. CONTROLE AUTOMÁTICO X HUMANO INTRODUÇÃO
    • Maior número de aquisições para processamento;
    • Maior velocidade de processamento e decisão;
    • Maior confiabilidade.
  • 7. DESVANTAGEM INTRODUÇÃO
    • Somente realizam as tarefas para os quais foram
    • Programados; (Exemplo Sistema de Empacotamento)
  • 8. AQUISIÇÃO DE INFORMAÇÃO SENSORES E TRANSDUTORES
    • Transformam uma informação física em um sinal eletrônico;
    • Praticamente todos os parâmetros físicos podem ser medidos através de sensores e transdutores;
    • Forma pela qual o processo se comunica com o sistema de controle;
  • 9. Sensor Indutivo SENSORES E TRANSDUTORES
    • São equipamentos eletrônicos capazes de detectar a aproximação de peças metálicas ;
  • 10. Sensor Indutivo SENSORES E TRANSDUTORES
    • Com a aproximação de peças metálicas, ocorre uma variação na tensão gerada por um oscilador ;
    • Princípio de Funcionamento:
    • Um comparador monitora esta tensão e envia um sinal para o transistor caso ocorra variação.
  • 11. Sensor Indutivo SENSORES E TRANSDUTORES
    • Aplicações:
  • 12. Sensor Capacitivo SENSORES E TRANSDUTORES
    • Equipamentos eletrônicos capazes de detectar aproximação de materiais orgânicos, plásticos, pós, Iíquidos, madeiras, papéis, metais, etc.
  • 13. Sensor Capacitivo SENSORES E TRANSDUTORES
    • Princípio de Funcionamento:
    • Baseia-se na geração de um campo elétrico, desenvolvido por um oscilador controlado por capacitor.
  • 14. Sensor Capacitivo SENSORES E TRANSDUTORES
    • Tabela de Constantes dielétricas:
  • 15. Sensor Capacitivo SENSORES E TRANSDUTORES
    • Exemplo de distância de detecção (10mm):
  • 16. Sensor Capacitivo SENSORES E TRANSDUTORES
    • Aplicações
  • 17. Sensores Fotoelétrico SENSORES E TRANSDUTORES
    • Também conhecidos por sensores ópticos, manipulam a luz de forma a detectar a presença de objetos .
  • 18. Sensores Fotoelétrico SENSORES E TRANSDUTORES
    • Baseiam-se na transmissão e recepção de luz infravermelha que pode ser refletida ou interrompida por um objeto a ser detectado.
  • 19. Sensores Fotoelétrico SENSORES E TRANSDUTORES
    • Principais Tipos:
  • 20. Sensores Fotoelétrico SENSORES E TRANSDUTORES
    • Aplicações:
  • 21. Sensores Ultra-Sônicos SENSORES E TRANSDUTORES
    • Utilizam ondas sonoras de alta freqüência para detectar objetos.
  • 22. Sensores Ultra-Sônicos SENSORES E TRANSDUTORES O emisssor envia impulsos ultrasônicos sobre o objeto analisado. As ondas sonoras voltam ao detetor depois de um certo tempo, proporcional a distância.
    • Princípio de Funcionamento.
  • 23. Sensores Ultra-Sônicos SENSORES E TRANSDUTORES
    • Aplicações:
  • 24. Transdutores SENSORES E TRANSDUTORES 0 principio de funcionamento dos transdutores está baseado na variação de um sinal elétrico, gerada devido a variação de um parâmetro físico
  • 25. Transdutores SENSORES E TRANSDUTORES Exemplos:
    • Termoresistor(Pt100): Varia sua resistência de acordo com a temperatura.
    • Termopar:Gera uma tensão elétrica quando submetido a uma temperatura.
    • Tacogerador:Gera uma tensão proporcional a velocidade no qual é submetido.
    • Célula de Carga:Varia sua resistência de acordo com a força que lhe é aplicada .
  • 26. CONCEITO ATUADORES Os atuadores são responsáveis pela variação de parâmetros do processo a ser controlado. Praticamente todas as ações físicas realizáveis por um operador humano sobre um processo podem ser realizadas (com maior precisão) por um atuador controlado eletronicamente
  • 27. Principais Atuadores ATUADORES
        • Motores elétricos - Controle de movimentos de rotação e deslocamentos;
        • Cilindros Hidráulicos e Pneumáticos - Controle de deslocamentos;
        • Eletroválvulas - Controle de fluxo;
        • Bombas - Controle de fluxo e de nível;
        • Resistências elétricas - Controle de aquecimento;
        • Compressores - Controle de refrigeração/climatização
  • 28. Introdução NOÇÕES DE CONTROLE DE PROCESSO 0 controle automático tem representado um papel vital no avanço da engenharia e da ciência, além de sua estrema 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.
  • 29. Conceitos utilizados em controle NOÇÕES DE CONTROLE DE PROCESSO
    • Sistemas: Um sistema é uma combinação de componentes que atuam conjuntamente e realizam um certo objetivo.
    • Perturbações (ou distúrbios): Uma perturbação é um sinal que tende a afetar adversamente o valor da saída do sistema.
    • Sistemas de controle realimentados: 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 .
  • 30. Exemplo NOÇÕES DE CONTROLE DE PROCESSO
  • 31. Conceitos utilizados em controle NOÇÕES DE CONTROLE DE PROCESSO
    • Servossistemas: Um servossistema (ou servomecanismo) 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.
  • 32. Conceitos utilizados em controle NOÇÕES DE CONTROLE DE PROCESSO
    • Sistemas de controle em malha fechada: Em um sistema de controle em malha fechada o sinal de erro atuante, que é a diferença entre o sinal de entrada e o sinal realimentado (saída). é introduzido no controlador de modo a reduzir o erro e trazer a saída do sistema a um valor desejado. 0 termo controle de malha fechada sempre implica o uso de ação de controle realimentado a fim de reduzir o erro do sistema.
  • 33. Exemplo NOÇÕES DE CONTROLE DE PROCESSO
  • 34. NOÇÕES DE CONTROLE DE PROCESSO Conceitos utilizados em controle
    • Sistemas de controle em malha aberta: Aqueles sistemas em que a saída não tem nenhum efeito sobre a ação de controle são chamados sistemas de controle em malha aberta. Em outras palavras, em um sistema de controle em malha aberta a saída não é medida nem realimentada para comparação com a entrada.
    • Ex: Máquina de Lavar Roupa
  • 35. NOÇÕES DE CONTROLE DE PROCESSO Malha Fechada x Malha Aberta
    • Nos sistemas em malha fechada, o fato de que o uso da realimentação torna a resposta do sistema relativamente insensível a distúrbios externos;
    • Deve ser enfatizado que. para sistemas nos quais as entradas são conhecidas antecipadamente e nas quais não há distúrbios. é aconselhável usar controle em malha aberta
    • Os sistemas de controle em malha fechada possuem vantagens somente quando distúrbios imprevisíveis e/ou variações imprevisíveis nos componentes do sistema estão presentes
  • 36. NOÇÕES DE CONTROLE DE PROCESSO Malha Fechada x Malha Aberta
    • O número de componentes usados em um sistema de controle em malha fechada é maior do que o de um correspondente sistema de controle em malha aberta
    • O sistema de controle em malha fechada é geralmente de custo e potência mais altos
  • 37. NOÇÕES DE CONTROLE DE PROCESSO Regulador de WATT
  • 38. NOÇÕES DE CONTROLE DE PROCESSO Regulador de WATT O Sistema Controlado é o motor e a variável controlada é a velocidade do motor. A diferença entre a velocidade desejada e a velocidade real é o sinal de erro. O sinal de controle (a quantidade de combustível) a ser aplicado ao motor é o sinal atuante. A entrada externa para perturbar a variável controlada é a perturbação (distúrbio). Uma mudança inesperada na carga é uma perturbação.
  • 39. NOÇÕES DE CONTROLE DE PROCESSO Controle de Nível MALHA ABERTA MALHA FECHADA
  • 40. NOÇÕES DE CONTROLE DE PROCESSO Ações Básicas de Controle
    • Controladores de duas Posições ou Liga-Desliga (ON-OFF)
  • 41. NOÇÕES DE CONTROLE DE PROCESSO Ações Básicas de Controle
    • Controladores Proporcionais;
    • Controladores Proporcional, Integral e Derivativo;
    Utilizam o valor de erro e tentam compensar este valor com um valor proporcional ao mesmo; Ação Integral : A ação integral resumidamente atua no sistema de forma a anular o erro em regime permanente. Ação Derivativa : A ação derivativa atua no sistema de forma a obter um controlador com alta sensibilidade. Este controle antecipa o erro atuante e inicia uma ação corretiva.
  • 42. CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS HISTÓRICO Em 1968 cientes das dificuldades encontradas na época para se implementar controles lógicos industriais. David Emmett e William Stone da General Motors Corporation solicitaram aos fabricantes de instrumentos de controle que desenvolvessem um novo tipo de controlador lógico que incorporasse as seguintes características:
    • Ser facilmente programado e reprogramado para permitir que a seqüência de operação por ele executada pudesse ser alterada, mesmo depois de sua instalação;
    • Ser de fácil manutenção, preferencialmente constituído de módulos interconectáveis;
  • 43. CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS HISTÓRICO
    • Ter condições de operarem ambientes industriais com maior confiabilidade que os painéis de relês;
    • Ser fisicamente menor que os sistemas de relês;
    • Ter condições de ser interligado a um sistema central de coleta de dados;
    • Ter um preço competitivo com os sistemas de relês e de estado-sólido usados até então.
  • 44. CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS HISTÓRICO Esse equipamento recebeu o nome de "Controlador Lógico Programável” CLP ou PLC. O primeiro protótipo desenvolvido dentro da General Motors funcionava satisfatoriamente, porém foi utilizado somente dentro da empresa A primeira empresa que o desenvolveu, iniciando sua comercialização foi a MODICON (Indústria Norte- Americana) Os primeiros Controladores Programáveis eram grandes e caros. só se tornando competitivos para aplicações que eqüivalessem a peio menos 150 relês.
  • 45. CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS PRINCIPAIS FABRICANTES Klocner Moeller Autos Atos Allen Bradley
  • 46. CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS PRINCIPAIS FABRICANTES WEG Aromat Siemens
  • 47. CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS Conceitos Básicos Ponto de Entrada: Considera-se cada sinal recebido pelo CLP, a partir de dispositivos ou componentes externos como um ponto de entrada. Ex: Micro-Chaves, Botões, termopares, relés etc.
  • 48. CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS Conceitos Básicos
    • Entradas Digitais: Somente possuem dois estados
  • 49. CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS Conceitos Básicos
    • Entradas Analógicas: Possuem um valor que varia dentro de uma determinada faixa. (0 à 10V, -10 à 10V, 0 à 20mA e 4 a 20mA)
  • 50. CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS Conceitos Básicos Ponto 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.
  • 51. CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS Conceitos Básicos
    • Saídas Digitais: Somente possuem dois estados
  • 52. CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS Conceitos Básicos
    • 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)
  • 53. CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS Conceitos Básicos 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.
  • 54. CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS Conceitos Básicos
    • EEPROM: Memória que não perde seu conteúdo quando desligada a alimentação. Normalmente contém o programa do usuário.
    • BIT:è a unidade para o sistema de numeração binário. Um bit é a unidade básica de informação e pode assumir 0 ou 1.
  • 55. CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS Conceitos Básicos Byte: Byte é uma unidade constituída de 8 bits consecutivos. O estado das entradas de um módulo digital de 08 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:è a unidade inteligente do CLP. Na CPU são tomadas as decisões para o controle do processo.
  • 56. CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS Conceitos Básicos Princípio de Funcionamento:
  • 57. CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS Conceitos Básicos Princípio de Funcionamento:
  • 58. CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS Linguagens de Programação Pela normalização os CLP´s devem ter no mínimo três linguagens de programação: Ladder, STL (Lista de Instruções e Diagrama de Funções. As linguagens de programação permitem aos usuários se comunicarem com o CLP e definir as tarefas que o mesmo deverá executar.
  • 59. CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS Linguagens de Programação LADDER: São diagramas de contatos
  • 60. CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS Linguagens de Programação STL: Lista de instruções
  • 61. CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS Linguagens de Programação DIAGRAMA DE FUNÇÕES: Utiliza funções lógicas
  • 62. CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS Aplicações de CLP´s na Indústria
  • 63. CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS Aplicações de CLP´s na Indústria
    • Máquinas Industriais(Operatrizes, Injetoras, Têxteis, Calçados).
    • Equipamentos Industriais para processos (Siderurgia, Papel e Celulose, Pneumáticos, Dosagem e Pesagem, Fornos etc.)
    • Controle de Processos com realização de Sinalização, Intertravamento etc.
    • Aquisição de dados de Supervisão em Fábricas(CEP), Prédios inteligentes etc.
  • 64. CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS Aspectos de Hardware do S7 200 A série S7 200 é uma linha de pequenos e compactos controladores Lógico Programáveis e módulos de expansão que oferecem todos os atributos que uma família de micro-CLP pode ter.
  • 65. CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS Aspectos de Hardware do S7 200 Bornes de Entrada: Se encontram na parte inferior do CLP.
  • 66. CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS Aspectos de Hardware do S7 200 Bornes de Saída: Se encontram na parte superior do CLP.
  • 67. CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS Aspectos de Hardware do S7 200 Entradas, saídas e porta de comuniação.
  • 68. CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS Aspectos de Hardware do S7 200 Esta família compreende quatro CPU´s
  • 69. CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS Aspectos de Hardware do S7 200 Pontos de Entrada e saída podem ser adicionados através de módulos de expansão.
  • 70. CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS Aspectos de Hardware do S7 200 Número Máximo de expansões por módulo:
  • 71. CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS Aspectos de Hardware do S7 200 Modos de Operação:
  • 72. CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS Aspectos de Hardware do S7 200 Leds de Indicação de Estado:
  • 73. CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS Aspectos de Hardware do S7 200 Cartão de Memória:
  • 74. CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS Aspectos de Hardware do S7 200 Montagem:
  • 75. CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS Aspectos de Hardware do S7 200 Ligação ao Micro(Porta Serial):
  • 76. CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS Aspectos de Software Software de Programação(Step 7 Micro Win):
  • 77. CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS Aspectos de Software Software de Programação:
  • 78. CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS Funções Lógicas: AND:
  • 79. CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS Funções Lógicas: AND:
  • 80. CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS Funções Lógicas: OR:
  • 81. CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS Funções Lógicas: OR:
  • 82. CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS Exemplo 01:
  • 83. CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS Exemplo 01:
  • 84. CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS Exemplo 02:
  • 85. CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS Exemplo 02:
  • 86. CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS Exemplo 02:
  • 87. CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS Temporizadores:
  • 88. CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS TON:
  • 89. CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS TON:
  • 90. CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS TABELA DE TEMPORIZADORES:
  • 91. CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS TONR:
  • 92. CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS TONR:
  • 93. CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS TOF:
  • 94. CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS EXEMPLO: