automaçao

AUTOMAÇÃOAUTOMAÇÃO(M323/3073)(M323/3073)(M323/3073)(M323/3073)

CAPÍTULO ICAPÍTULO ICAPÍTULO ICAPÍTULO I

Introdução à AutomaçãoIntrodução à AutomaçãoIntrodução à AutomaçãoIntrodução à Automação

2013/20142013/20142013/20142013/2014

BibliografiaBibliografiaBibliografiaBibliografia

é é•José Novais (1997), Método sequencial para auto-matização electro-pneumática, 3ª Edição, Fundação Calouste GulbenkianCalouste Gulbenkian•Curtis D. Johnson (1991), Controlo de Processos -Tecnologia da Instrumentação, Fundação Calouste g ç , çGulbenkian•Daniel Bouteille & outros; Les Automatismes

bl d C d 98Programmables, Editions Cepadues, 1987•Mário Serafim Nunes (1982), Sistemas Digitais, Editorial PresençaEditorial Presença•António Francisco (2003), Autómatos Programáveis, (2ª edição), Edições ETEP

© Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 2

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Introdução à automaçãoIntrodução à automaçãoIntrodução à automaçãoIntrodução à automação

A automação é a tecnologia relacionada com a aplicação derelacionada com a aplicação de sistemas mecânicos, eléctricos e

l t ó i i d ielectrónicos, apoiados mais recentemente por dispositivos baseados em microprocessador, na operação e no controlo de sistemas de p çprodução



O termo correcto em português é automatização e não automaçãoautomatização e não automação. No entanto, devido à popularidade do termo automação que deriva do termo em inglês "automation", optou-se por g , p pmanter a designação automação, mais usual na literaturausual na literatura



Os objectivos a atingir com a automação podem-se enquadrar em dois grandes níveis,podem se enquadrar em dois grandes níveis, nomeadamente no que diz respeito à segurança e ao mercadosegurança e ao mercadoNo primeiro, pretende-se a melhoria das condições de trabalho e de segurança dascondições de trabalho e de segurança das pessoas e dos equipamentosNo segundo pretende se aumentar aNo segundo, pretende-se aumentar a competitividade global dos produtos e das empresas


empresas


Exemplo da evolução da automatizaExemplo da evolução da automatiza-ção ao longo dos tempos



Tipos de automaçãoAutomação fixaAutomação fixaAutomação programadaAutomação flexível



Automação fixaAutomação fixaEste tipo de automação é p çcaracterizado pela rigidez da configuração do equipamentoconfiguração do equipamentoUma vez projectada uma d i d fi ã ddeterminada configuração de controlo, não é possível alterá-la , pposteriormente sem realizar um novo projecto


novo projecto


Automação fixaAutomação fixaInvestimentos iniciais elevados em equipamentos específicosElevadas taxas de produçãoElevadas taxas de produçãoImpossibilidade, em geral, de

prever alterações nos produtos



Automação fixaAutomação fixaEste tipo de automação justifica-se p ç jdo ponto de vista económico quando se pretende realizar uma elevadase pretende realizar uma elevada produção

l d i dComo exemplos de sistemas deste tipo, podem-se citar as primeiras p , p plinhas de montagem de automóveis nos Estados Unidos


nos Estados Unidos


Automação programávelAutomação programávelNeste caso, o equipamento é , q pprojectado com a capacidade de se ajustar a alterações da sequênciaajustar a alterações da sequência de fabrico quando se pretende alterar o produto finalalterar o produto final



Automação programávelAutomação programávelA sequência de operações é q p çcontrolada por um programaPara cada novo produto terá quePara cada novo produto terá que realizar-se um novo programa



Automação programávelAutomação programávelOs aspectos típicos da automação p og amá el sãoprogramável são:

Elevado investimento em equipamento genéricogenéricoTaxas de produção inferiores à automação fixaautomação fixaFlexibilidade para alterações na configuração da produçãoconfiguração da produçãoBastante adequada para produção por lotes (“batch processing”)


lotes (“batch processing”)


Automação programávelAutomação programável

Exemplo de aplicação: máquina-

ferramenta (torno) alimentada através

de um robô manipulador



Automação flexívelAutomação flexívelÉ uma extensão da automação çprogramávelA definição exacta desta forma deA definição exacta desta forma de automação está ainda em evolução

i í i d d i ãpois os níveis de decisão que envolve podem incluir toda a porganização geral da produção



Automação flexívelAutomação flexívelOs aspectos típicos da automação fl í l ãflexível, são:

Elevados investimentos no sistema globalProdução contínua de misturas variáveis de produtosTaxas de produção médiaFlexibilidade de ajustamento a variações no tipo dos produtos



Automação flexívelAutomação flexívelOs aspectos essenciais que p qdistinguem a automação flexível da programável são:programável são:

Capacidade de ajustamento dos programas a diferentes produtos semprogramas a diferentes produtos sem perda de tempo de produçãoC id d d j dCapacidade de ajustamento dos elementos físicos da produção sem

d d d d ã© Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 17

perda de tempo de produção


Exemplo de um sistema automáticoExemplo de um sistema automático flexível (célula de produção industrial)



Níveis de AutomaçãoNíveis de Automação



Exemplo: Instalação marítima (I)Exemplo: Instalação marítima (I)



Exemplo: Instalação marítima (II)Exemplo: Instalação marítima (II)

Estrutura de comando e controlo em

rederede industrial (Field Bus(Field Bus Network)



Sistemas automáticosSistemas automáticosPARTE OPERATIVA PARTE COMANDO

P t

Pré-actuadoresActuadores

Processamento

Processo Sensores

Comunicações Diálogo Homem-

Máquina

Outras partes do Sistema de Comando


p


Sistemas automáticosSistemas automáticosA parte de comando (P.C.) elabora

d á ias ordens necessárias para a execução do processo, em função da

àinformação que recebe à entrada (programa, interacção homem-máquina e informação proveniente de partes de comando de outros psistemas) e da informação de retorno da parte operativa (P.O.).


p p ( )


Sistemas automáticosSistemas automáticosA parte operativa (P.O.) é o sistema a p p ( )automatizar através da parte de comandocomandoÉ constituída essencialmente pelo

fí i lprocesso físico e pelos sensores e actuadores que estabelecem a ligação da parte operativa à parte de comando



Sistemas automáticosSistemas automáticosA informação é enviada do sistema de

d à t ti t é dcomando à parte operativa através de amplificadores e de actuadores ( lé t i hid á li áti )(eléctricos, hidráulicos e pneumáticos)O estado da parte operativa é fornecido pelos sensores (interruptores de posição com contacto, detectores de proximidade, sensores de temperatura, células fotoeléctricas, etc.)


Introdução à automaçãoIntrodução à automaçãoIntrodução à automaçãoIntrodução à automaçãoExemplo de um sistema automáticoExemplo de um sistema automático



T l i d t tiTecnologia dos automatismosOs automatismos, de acordo com a sua ,tecnologia, podem-se classificar em dois grandes grupos:g g p

Tecnologias cabladasTecnologias programadasTecnologias programadas

Através de tecnologia cablada, o t ti é li d ód lautomatismo é realizado por módulos

ligados entre si



T l i d t tiTecnologia dos automatismosO funcionamento obtido resulta daO funcionamento obtido resulta da escolha dos módulos e da cablagem que os liga através de:que os liga, através de:Cabos (tecnologia eléctrica) Tubos (tecnologia pneumática ou óleo-hidráulica)óleo-hidráulica)



T l i d t tiTecnologia dos automatismosA tecnologia cablada por tradição éA tecnologia cablada por tradição é ainda extremamente utilizada na indústriaindústriaApresenta alguns inconvenientes, o que tem provocado o incremento da utilização da tecnologia programadautilização da tecnologia programada



Tecnologia dos a tomatismosTecnologia dos automatismosA tecnologia cablada tem as gseguintes desvantagens:

Em geral ocupa muito espaçoEm geral ocupa muito espaçoRevela pouca flexibilidade para alteraçõesalteraçõesDificuldade em detectar e reparar avariasa a asNão está adaptada a funções de controlo complexas


o o o o p s


Tecnologia dos a tomatismosTecnologia dos automatismosTecnologia programadag p g

Neste caso, o automatismo é realizado através da programação dos seus p g çelementos constituintesO funcionamento obtido resulta da programação efectuada, ou seja, são máquinas que essencialmente

d t t t d i f ãprocedem a tratamento de informação contendo os procedimentos a realizar no ciclo de fabrico


no ciclo de fabrico


Tecnologia dos automatismosTecnologia dos automatismosGama de

autómatos programáveisp g

SAIA-BURGESS

(Modelo PCD2 disponível no plaboratório)



T l i d t tiTecnologia dos automatismosTecnologia dos Automatismos

Tecnologia cablada

Tecnologia programada

Pneumática Hidráulica EléctricaMicro-

computadorMini-

computador autómato

programável

Relés

Electrónica


Relés Electrónica


Domínio de emprego das váriasDomínio de emprego das várias tecnologias

Tecnologias cabladas: para problemas de complexidade reduzidapAutómatos programáveis (PLC’s): para problemas de complexidade médiaproblemas de complexidade média (pequenas linhas de produção) e alta (controlo de processos industriais), onde(controlo de processos industriais), onde se exige flexibilidade e possibilidade de alteração do processo de fabrico


alteração do processo de fabrico


Domínio de emprego das váriasDomínio de emprego das várias tecnologias

Minicomputadores: utilizam-se em aplicações de gestão e integração da p ç g g çprodução, onde é necessário uma maior capacidade de cálculo e existe um maior volume de informação a tratar



Domínio de emprego das tecnologiasDomínio de emprego das tecnologias



Ti d i i d dTipos de sinais de comandoSinais analógicos e digitaisS a s a a óg cos e d g ta s

y(t) y(t)

V1

tt

V1-V1



Controlo de processos industriaisControlo de processos industriaisSistema de controlo analógico em anel fechado (realimentação ou “feedback”)



C t l d i d t i iControlo de processos industriaisSistema de controlo digital em anel fechado



C t l di it lControlo digitalExemplo de aplicação a uma plataforma



ControladoresControladores digitais industriais (baseados em microprocessador)p )



Ex: Sistema de controlo de motor DieselEx: Sistema de controlo de motor Diesel



Controlo digital de um motor DieselControlo digital de um motor Diesel


Introdução à automaçãoIntrodução à automaçãoIntrodução à automaçãoIntrodução à automaçãoControlo integrado de um navio de cruzeiroControlo integrado de um navio de cruzeiro


Introdução à automaçãoIntrodução à automaçãoIntrodução à automaçãoIntrodução à automaçãoControlo integrado de uma plataformaControlo integrado de uma plataforma


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