85562908 Apostila Automacao e Controle

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  • 2012

    Trabalho elaborado pelo Prof. Jairo Ramos Jr. como material didtico do curso tcnico em eletrotcnica da Escola Estadual de Furnas

    Primeira Edio

    06/02/2012

    PRTICA PROFISSIONAL III - Automao e Controle -

  • ESCOLA ESTADUAL DE FURNAS CURSO TCNICO EM ELETROTCNICA

    Prof. Jairo Ramos Junior Automao e Controle

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    ndice

    Sistemas --------------------------------------------------------------------------------

    1- Sistemas de Automao e Controle -------------------------------------------

    2- A estrutura de um Sistema de Automao Flexvel -----------------------

    3- Atuadores --------------------------------------------------------------------------

    Motor --------------------------------------------------------------------------

    Eletroim ---------------------------------------------------------------------

    Freio Magntico -------------------------------------------------------------

    Fechadura Magntica ------------------------------------------------------

    Servo Motor ------------------------------------------------------------------

    Vlvula Solenoide -----------------------------------------------------------

    Calefador ---------------------------------------------------------------------

    Lmpada ----------------------------------------------------------------------

    4- Processo -----------------------------------------------------------------------------

    5- Sensores -----------------------------------------------------------------------------

    Fototransistor ----------------------------------------------------------------

    LDR- Resistor Dependente da Luz --------------------------------------

    Chaves Fim de Curso (Micro Switch) ----------------------------------

    Termistor ---------------------------------------------------------------------

    Sensor Magntico (Reed Switch) -----------------------------------------

    6- O Controlador ---------------------------------------------------------------------

    Classificao dos CLPs ---------------------------------------------------

    7- Estrutura de um CLP------------------------------------------------------------

    8- Nveis Lgicos ---------------------------------------------------------------------

    9- Entradas ----------------------------------------------------------------------------

    Entradas Digitais ------------------------------------------------------------

    Entradas Analgicas --------------------------------------------------------

    Circuito das entradas CLP Proxsys CP-WS11EX -------------------

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    10- Sada Digital (Q) -----------------------------------------------------------------

    11- Linguagens de Programao --------------------------------------------------

    12- LADDER --------------------------------------------------------------------------

    13- Programao LADDER -------------------------------------------------------

    Funo Selo ------------------------------------------------------------------

    Diagramas Eltricos --------------------------------------------------------

    Funo Intertravamento ---------------------------------------------------

    14- Operadores Lgico --------------------------------------------------------------

    15- Sada Lgica (R) -----------------------------------------------------------------

    16- Sada Temporizador (T) -------------------------------------------------------

    17- Sada Contador (C) -------------------------------------------------------------

    18- Sada Reset Contador (CRT) -------------------------------------------------

    19- Sada SET (Q ou R) -------------------------------------------------------------

    20- Sada RESET (Q ou R) ---------------------------------------------------------

    Editorial sobre o software Editor LADDER SCPWS1 ----------------------

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    Sistemas.

    Uma agregao ou montagem de coisas de tal forma combinada pela natureza ou pelo homem que forma um

    todo integral ou complexo. [Enciclopdia Americana]

    Um grupo de coisas interatuantes e interdependentes que formam um todo unficado. [Dicionrio Webster's]

    Uma combinao de componentes que agem conjuntamente para completar uma funo no possvel

    para quaisquer das partes individuais. [Dicionrio Padro da IEEE de Termos Eltricos e Eletrnicos]

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    1- Sistemas de Automao e Controle.

    A palavra automao est diretamente ligada ao controle automtico, ou seja aes

    que no dependem da interveno humana. Este conceito discutvel pois a mo do homem sempre ser necessria, pois sem ela no seria possvel a construo e implementao dos processos automticos. Entretanto no o objetivo deste trabalho

    este tipo de abordagem filosfica, ou sociolgica.

    Historicamente, o surgimento da automao est ligado com a mecanizao, sendo

    muito antigo, remontando da poca de 3500 e 3200 a.C., com a utilizao da roda. O

    objetivo era sempre o mesmo, o de simplificar o trabalho do homem, de forma a

    substituir o esforo braal por outros meios e mecanismos, liberando o tempo disponvel

    para outros afazeres, valorizando o tempo til para as atividades do intelecto, das artes,

    lazer ou simplesmente entretenimento. Mas com a revoluo industrial o homem se viu

    na necessidade de produzir mecanismos cada vez mais eficientes de modo a otimizar a

    produo.

    Sob o ponto de vista produtivo, a automao industrial pode ser dividida em trs

    classes: a rgida, a flexvel e a programvel, aplicadas a grandes, mdios e pequenos

    lotes de fabricao, respectivamente.

    A automao industrial pode ser entendida como uma tecnologia integradora de trs

    reas: a eltrica responsvel pelos hardwares, circuitos e dispositivos de ptencia e

    controle, a mecnica na forma de dispositivos e mecanismos e a informtica responsvel

    pela programao que ir controlar todo o sistema. Desse modo, para efetivar projetos

    nesta rea exige-se uma grande gama de conhecimentos, impondo uma formao muito

    ampla e diversificada dos profissionais, ou ento um trabalho de equipe muito bem

    coordenado com perfis interdisciplinares.

    Neste trabalho enfatizaremos o Controle eltrico por meio do Controlador Lgico

    Programvel, o CLP, que uma poderosa ferramenta para a automao de sistemas. A essa rea da daremos o nome de Automao Flexvel, pois permite, a qualquer

    momento, alterar a lgica do sistema sem, necessariamente, fazer alteraes fsicas nas

    instalaes. Como exemplo utilizaremos o CLP Proxsys CP-WS11EX, o qual possui 16

    Entradas Digitais e 8 Sadas a rel, sua linguagem de programao o LADDER,

    programao esta que feita atravs de seu software Editor Ladder SCPWS1.

    2- A estrutura de um Sistema de Automao Flexvel.

    Os sistemas automatizados podem ser aplicados em simples mquina ou em toda

    indstria, como o caso das usinas de cana e acar. A diferena est no nmero de

    elementos monitorados e controlados, denominados de pontos. Estes podem ser simples vlvulas ou servomotores, cuja eletrnica de controle bem complexa. De uma

    forma geral o processo sob controle tem o diagrama semelhante ao mostrado na figura

    1.1, onde os citados pontos correspondem tanto aos atuadores quanto aos sensores.

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    Figura 1.1 - Diagrama simplificado de um sistema de controle automtico

    Os sensores so os elementos que fornecem informaes sobre o sistema,

    correspondendo as entradas do controlador. Esses podem indicar variveis fsicas, tais

    como presso e temperatura, ou simples estados, tal como um fim-de-curso posicionado

    em um cilindro pneumtico.

    Os atuadores so os dispositivos responsveis pela realizao de trabalho no

    processo ao qual est se aplicando a automao. Podem ser magnticos, hidrulicos,

    pneumticos, eltricos, ou de acionamento misto.

    O controlador o elemento responsvel pelo acionamento dos atuadores,

    levando em conta o estado das entradas (sensores) e as instrues do programa inserido

    em sua memria. Esse elemento o denominado Controlador Lgico Programvel

    (CLP).

    A completa automatizao de um sistema envolve o estudo dos quatro elementos

    da figura 1.1, seja o sistema de pequeno, mdio ou grande porte. Estes ltimos podem

    atingir uma a complexidade e tamanho tais que, para o seu controle, deve-se dividir o

    problema de controle em camadas, onde a comunicao e hierarquia dos elementos similar a uma estrutura organizacional do tipo funcional. A figura 1.2 mostra de forma

    simplificada este tipo de organizao. Figura 1.2 Arquitetura de rede simplificada para um sistema automatizado

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