Apostila Automacao de Sistemas Industriais_Final

Curso Tcnico de Nvel Mdio Subseqente em Eletromecnica

Automao de Sistemas Industriais

Automao de Sistemas Industriais

Apresentao Esta apostila, elaborada de modo resumido, tem o objetivo de servir de apoio para o curso preparatrio de certificao de tcnicos e de servir como guia de referncia rpida na disciplina de Automao de Sistemas Industriais. Pode ser utilizada como referncia para consultas sobre automao bsica e sistemas digitais para controle de processos industriais, alm de uma seo sobre introduo e eletrnica digital. A seqncia na apresentao dos contedos e a forma simples como so abordados visam facilitar a leitura e melhorar o aprendizado. Inicialmente o texto aborda os conceitos bsicos na automao, seu histrico e evoluo, tipos de sensores aplicados na automao de sistemas. E em um segundo momento so apresentados os principais conceitos da teoria bsica sistemas digitais para controle de processos industriais. Na parte final apresentada uma introduo a sistemas digitais. Pela relevncia de aspectos prticos associados aos contedos, o texto rico em figuras, grficos e fotografias que buscam a clareza e coleo prtica dos assuntos discutidos. Sugestes, crticas e as correes so de grande importncia para a melhoria deste trabalho e podem ser feitas no e-mail [email protected].

Jonathan Paulo Pinheiro Pereira Outubro de 2008

Disciplina: Automao de Sistemas Industriais Carga-Horria: 120h/a

Objetivos

Conhecer as tecnologias envolvidas na Automao de Sistemas Industriais; Conhecer as principais tcnicas de controle automatizado; Adquirir conhecimentos bsicos em Sistemas Digitais.

Contedos

1. Introduo: conceito, histrico da Automao Industrial 2. Conceitos bsicos em automao 3. Evoluo da Eletrnica e Automao da mo de obra 4. Automao e Controle 5. Controle de processo com computador 6. Controle de processo com computador 7. Dispositivos de entrada e sensores 8. Dispositivos de sada e atuadores 9. Sistema SDCD e SCADA 10. Introduo a Sistemas Digitais

Procedimentos Metodolgicos e Recursos Didticos

Aulas expositivas Resoluo de exerccios

Avaliao Avaliao escrita Listas de exerccios

Bibliografia bsica

1. TELECURSO 2000. Curso Profissionalizante: Automao. Editora globo, 2000. 2. SENAI ES. Instrumentao Bsica I. CPM Programa de Certificao do Pessoal de Instrumentao,

1999. 3. RIBEIRO, Marco Antnio. Controle de Processo. Teoria e Aplicaes, Salvador, 2003. 4. RIBEIRO, Marco Antnio. Controle e Automao. 1 Ed. Salvador, 2005. 5. SENAI RJ. Monitoramento e Controle de Processos. 2004. 6. PROMIMP 2008. Eletricista de Manuteno: Automao Industrial, 2008. 7. SENAI ES. Eletrnica Digital. CPM Programa de Certificao do Pessoal de Manuteno, 1999

SUMRIO

1 - AUTOMAO.................................................................................................................................................. 5 2 - DISPOSITIVOS DE ENTRADA E SENSORES ............................................................................................ 12 3 - DISPOSITIVOS DE SADA E ATUADORES............................................................................................... 27 4 - SISTEMAS DIGITAIS PARA AUTOMAO DE PROCESSOS ................................................................ 29 5- REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS.............................................................................................................. 47 6- LISTA DE EXERCCIOS ................................................................................................................................ 48

DATIN Automao de Sistemas Industriais

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1 - AUTOMAO Conceito Automao a substituio do trabalho humano ou animal por mquina, o controle de processos automticos com a menor interveno humana possvel. Automtico significa ter um mecanismo de atuao prpria, que faa uma ao requerida em tempo determinado ou em resposta a certas condies. O conceito de automao varia com o ambiente e experincia da pessoa envolvida. So exemplos de automao: 1. Para uma dona de casa, a mquina de lavar roupa ou lavar loua. 2. Para um empregado da indstria automobilstica, pode ser um rob. 3. Para uma pessoa comum, pode ser a capacidade de tirar dinheiro do caixa eletrnico. O conceito de automao inclui a idia de usar a potncia eltrica ou mecnica para acionar algum tipo de mquina. Deve-se acrescentar mquina algum tipo de inteligncia para que ela execute sua tarefa de modo mais eficiente e com vantagens econmicas e de segurana. Como vantagens, a mquina:

1. nunca reclama 2. nunca entra em greve 3. no pede aumento de salrio 4. no precisa de frias 5. no requer mordomias. Como nada perfeito, a mquina tem as seguintes limitaes:

1. capacidade limitada de tomar decises 2. deve ser programada ou ajustada para controlar sua operao nas condies especificadas 3. necessita de calibrao peridica para garantir sua exatido nominal 4. requer manuteno eventual para assegurar que sua preciso nominal no se degrade.

Objetivos Gerais 1. Conceituar automao e controle automtico. 2. Listar os diferentes sistemas digitais para automao. 3. Definir o conceito de automao e seu efeito na indstria e sociedade. 4. Introduzir os tipos bsicos de sensores, atuadores e equipamentos de controle eletrnico.

1.1 - EVOLUO DA ELETRNICA E AUTOMAO DA MO DE OBRA Nos anos 30 existiam as vlvulas eletrnicas, muito usadas em rdios. Um daqueles antigos rdios dos tempos da vov possuam mais ou menos uma dzia de vlvulas eletrnicas. As vlvulas funcionavam como rels mais sofisticados. Eram muito mais rpidas que os rels, mas tinham o inconveniente de durarem pouco tempo. Aps cerca de 1000 horas de uso, as vlvulas queimavam, assim como ocorre com as lmpadas. Era ento necessrio trocar a vlvula queimada. Nos anos 30 e 40 foram construdos vrios computadores, ainda experimentais, utilizando as vlvulas. Esses computadores eram carssimos e eram usados para aplicaes militares, como por exemplo, clculos da balstica para lanamentos de projteis. Alguns eram to grandes que mediam do tamanho de um ginsio de esportes. Dentro da equipe de pessoas que trabalhavam com esses computadores, havia sempre um sujeito que carregava um carrinho cheio de vlvulas. Passava o dia inteiro procurando e trocando vlvulas queimadas.

Figura 1.1 - Uma parte do computador ENIAC (1939).


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Uma grande melhoria em todos os aparelhos eletrnicos ocorreu aps a inveno do transistor. Esses pequenos componentes serviam para substituir as vlvulas, mas com muitas vantagens. Eram muito menores, consumiam menos corrente eltrica e duravam muitos anos. Tornou-se possvel a construo de computadores de menor tamanho, mais rpidos, mais confiveis e mais baratos. Com o advento do circuito integrado (1960) e do microprocessador (1970), a quantidade de inteligncia que pode ser embutida em uma mquina a um custo razovel se tornou enorme. O nmero de tarefas complexas que podem ser feitas automaticamente cresceu vrias vezes. Atualmente, pode-se dedicar ao computador pessoal (CP) para fazer tarefas simples e complicadas, de modo econmico. A automao pode reduzir a mo de obra empregada, porm ela tambm e ainda requer operadores. Em vez de fazer a tarefa diretamente, o operador controla a mquina que faz a tarefa. Assim, a dona de casa deve aprender a carregar a mquina de lavar roupa ou loua e deve conhecer suas limitaes. Operar a mquina de lavar roupa pode inicialmente parecer mais difcil que lavar a roupa diretamente.

Vlvula eletrnica Transistor Circuito Integrado Microprocessador

Figura 1.2 Evoluo da eletrnica.

Muitas pessoas pensam e temem que a automao significa perda de empregos, quando pode ocorrer o contrrio. De fato, falta de automao coloca muita gente para trabalhar. Porm, estas empresas no podem competir economicamente com outras por causa de sua baixa produtividade devida falta de automao e por isso elas so foradas a demitir gente ou mesmo encerrar suas atividades. Assim, automao pode significar ganho e estabilidade do emprego, por causa do aumento da produtividade, eficincia e economia. Muitas aplicaes de automao no envolvem a substituio de pessoas por que a funo ainda no existia antes ou impossvel de ser feita manualmente. Pode-se economizar muito dinheiro anualmente monitorando e controlando a concentrao de oxignio dos gases queimados em caldeiras e garantindo um consumo mais eficiente de combustvel. Pode se colocar um sistema automtico para recuperar alguma substncia de gases jogados para atmosfera, diminuindo os custos e evitando a poluio do ar ambiente. 1.2 - Automao industrial A automao industrial est intimamente ligada instrumentao. Os diferentes instrumentos so usados para realizar a automao. Historicamente, o primeiro termo usado foi o de controle automtico de processo. Foram usados instrumentos com as funes de medir, transmitir, comparar e atuar no processo, para se conseguir um produto desejado com pequena ou nenhuma ajuda humana. Isto controle automtico. Com o aumento da complexidade dos processos, tamanho das plantas, exigncias de produtividade, segurana e proteo do meio ambiente, alm do controle automtico do processo, apareceu a necessidade de monitorar o controle automtico. A partir deste novo nvel de instrumentos, com funes de monitorao, alarme e intertravamento, que apareceu o termo automao.

Figura 1.3 Planta industrial para processamento de petrleo bruto.


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A automao tambm aplicada a processos discretos, onde h muita operao lgica de ligar e desligar e o controle seqencial. O sistema de controle aplicado o Controlador Lgico Programvel (CLP). Assim: controle automtico e automao podem ter o mesmo significado ou podem ser diferentes, onde o controle regulatrio se aplica a processos contnuos e a automao se aplica a operaes lgicas, seqenciais de alarme e intertravamento.

1.3 - Automao e instrumentao Na dcada de 1970, era clssica a comparao entre as instrumentaes eletrnica e pneumtica. Hoje, h a predominncia da eletrnica microprocessada. Os sensores que medem o valor ou estado de variveis importantes em um sistema de controle so as entradas do sistema, mas o corao do sistema o controlador eletrnico microprocessado. Muitos sistemas de automao s se tornaram possveis por causa dos recentes e grandes avanos na eletrnica. Sistemas de controle que no eram prticos por causa de custo h cinco anos atrs hoje se tornam obsoletos por causa do rpido avano da tecnologia.

Instrumentao pneumtica Instrumentao eletrnica Instrumentao microprocessada

Figura 1.4 Tipos de instrumentao.

A chave do sucesso da automao o uso da eletrnica microprocessada que pode fornecer sistemas eletrnicos programveis. Por exemplo, a indstria aeronutica constri seus avies comerciais em uma linha de montagem, mas personaliza o interior da cabine atravs de simples troca de um programa de computador. A indstria automobilstica usa robs para soldar pontos e fazer furos na estrutura do carro. A posio dos pontos de solda, o dimetro e a profundidade dos furos e todas as outras especificaes podem ser alteradas atravs da simples mudana do programa do computador. Como o programa do computador armazenado em um chip de memria, a alterao de linhas do programa neste chip pode requerer somente alguns minutos. Mesmo quando se tem que reescrever o programa, o tempo e custo envolvidos so muitas vezes menores que o tempo e custo para alterar as ferramentas. 1.4 - Automao e controle Os sistemas automatizados podem ser aplicados a uma simples mquina ou em toda indstria, como o caso das industrias petroqumicas. A diferena est no nmero de elementos monitoras e controlados. Estes podem ser simples vlvulas ou servomotores, cuja eletrnica de controle bem complexa. De uma forma geral o processo de controle tem o diagrama semelhante ao mostrado na figura 1.5.

Figura 1.5 Diagrama simplificado de um sistema de controle automtico. Podemos observar a presena de um conjunto de elementos bsicos responsveis pelo monitoramento e controle da planta, so eles: Os sensores, atuadores e o controlador. Os sensores so elementos que fornecem informaes sobre o sistema, correspondendo as entradas do controlador. Esses podem indicar variveis fsicas, tais como presso ou temperatura, ou simples estados como


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um fim de curso acionado por um cilindro pneumtico. Os atuadores so dispositivos responsveis pela realizao de trabalho no processo ao qual est se aplicando a automao. Podem ser eltricos, hidrulicos, pneumticos ou de acionamento misto. O controlador o elemento responsvel pelo acionamento dos atuadores, levando em conta o estado das entradas (sensores) e instrues do programa inserido em sua memria. A completa automatizao de um sistema envolve o estudo de todos os elementos da figura 1.5, seja o sistema de pequeno, mdio ou de grande porte. Em sistemas de mdio e grande porte a complexidade pode atingir nveis onde faz-se necessria a diviso do problema em camadas onde a comunicao e hierarquia dos elementos segue o padro organizacional como podemos observar na figura 1.6.

Figura 1.6 Arquitetura de rede simplificada para um sistema automatizado.

Nota-se que os elementos mostrados na figura 1.5 pertencem a primeira e segunda camadas. Na terceira camada esto os sistemas supervisrios, operados pela mo humana, onde so tomadas decises importantes no processo, tais como paradas programadas de mquina e alteraes no volume de produo. Estes tambm esto integrados com os sistemas gerenciais, responsveis pela contabilidade dos produtos e recursos fabris.

1.5 - EVOLUO DO CONTROLE 1.5.1 - Controle antigo de processos Nas primeiras plantas de processo contnuo, o seu controle geralmente requeria muitos operadores, que estavam sempre circulando em torno de cada unidade do processo, observando localmente os instrumentos montados na rea industrial e manipulando manualmente as vlvulas. A operao global da planta requeria operadores andando na planta com uma agenda, tomando nota dos vrios parmetros crticos. No fim da primeira ronda, o operador fazia clculos apropriados para a segunda ronda, onde ele ajustava vlvulas e outros elementos finais de controle.


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Figura 1.7 Processo que ainda no fazia uso de painis de instrumentos.

Isto requeria que cada operador desenvolvesse seu prprio sentimento do processo, que consistia at de uma arte. Um dos desafios em rodar uma planta deste modo era coordenar os vrios operadores de modo que eles manipulassem a operao da planta sempre do mesmo modo. Por causa do sentimento da operao ser algo muito subjetivo, a operao da planta poderia variar muito em funo dos operadores diferentes que consistia em fator limitante na produtividade da planta. 1.5.2 - Aparecimento dos painis e salas de controle A tecnologia evoluiu e apareceu o sinal padro pneumtico de 20 a 100 kPa e como conseqncia, apareceu tambm a sala de controle em grandes plantas. Os instrumentos pneumticos do painel eram de tamanho grande e eram ligados aos instrumentos de campo atravs de tubos metlicos ou plsticos. Agora os operadores anotavam os dados em livros de registros e podiam atuar no processo atravs da sala de controle, sem necessitar ir rea ou andar atravs da planta. O operador s precisava ir rea industrial para atuar em vlvulas mais distantes, quando no era praticvel o uso do sinal pneumtico, limitado a cerca de 300 metros. Este foi o inicio do conceito de trazer a planta para o operador, em vez de requerer a ida do operador na planta. Isto reduziu os tempos de atraso nas decises do operador e melhorou o desempenho do processo. Ficou mais fcil e rpido para o operador fazer interaes entre diferentes partes do processo. Tudo era feito atravs do painel local de controle e monitorao, usando o sinal analgico pneumtico, atravs de tubos. O lado negativo era que no havia muito controle, nem monitorao nem alarme satisfatrios.

Figura 1.8 a) - Sala de controle com instrumentao pneumtica.

Figura 1.8 b) - Sala de controle com instrumentao eletrnica.

Na dcada de 50, apareceram os instrumentos eletrnicos, que eram mais robustos e mais prticos para o ambiente industrial. Foi possvel fazer mais medies, por causa do menor custo dos sensores. Apareceram novos sensores para medir variveis que no podiam ser medidas anteriormente, por meio mecnico ou pneumtico. Alm disso, ficou possvel medir variveis analticas em linha, em vez de tomar amostras para fazer medies no laboratrio. O tamanho fsico dos instrumentos eletrnicos ficou muito menor que o dos instrumentos pneumticos. A miniaturizao dos instrumentos permitiu a diminuio dos painis e das salas de controle e monitorao. Tudo isso, porm, resultou em uma sala de operao mais complexa, com um nmero muito maior de fios (os tubos foram substitudos por fios) entrando e saindo da sala de controle. Apareceram tambm problemas de gerenciamento da informao para os operadores, alm dos desafios envolvendo a logstica do gerenciamento do sinal para o engenheiro de instrumentao.


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1.5.3 - Controle do processo com computador Na dcada de 1960, o computador digital foi aplicado em controle de processo. Grandes e complexas plantas de processo utilizaram o computador digital em uma nica sala de controle centralizada. Como os primeiros computadores foram desenvolvidos para negcios, foi problemtico aplicar computadores digitais para fazer o controle de processos analgicos.

1.5.4 - Sistemas de automao A aplicao de automao eletrnica nos processos industriais resultou em vrios tipos de sistemas, que podem ser geralmente classificados como: 1. Mquinas com controle numrico 2. Controlador lgico programvel 3. Robtica 4. Sistemas flexveis de manufatura. 1.5.5 - Mquina com controle numrico Uma mquina ferramenta uma ferramenta ou conjunto de ferramentas acionadas por potncia para remover material por furo, acabamento, modelagem ou para inserir peas em um conjunto. Uma mquina ferramenta pode ser controlada por algum dos seguintes modos: 1. Controle contnuo da trajetria da ferramenta onde o trabalho contnuo ou quase contnuo no processo. 2. Controle ponto a ponto da trajetria da ferramenta onde o trabalho feito somente em pontos discretos do

conjunto. Em qualquer caso, as trs coordenadas (x, y, z ou comprimento, largura e profundidade) devem ser especificadas para posicionar a ferramenta no local correto. Programas de computador existem para calcular a coordenada e produzir furos em papel ou fita magntica que contem os dados numricos realmente usados para controlar a mquina. A produtividade com controle numrico pode triplicar. No controle numrico, exige-se pouca habilidade do operador e um nico operador pode supervisionar mais de uma mquina. Se em vez de usar uma fita para controlar a mquina, usado um computador dedicado, ento o sistema tecnicamente chamado de mquina controlada numericamente com computador (CNC). Um centro com CNC pode selecionar de uma at vinte ferramentas e fazer vrias operaes diferentes, como furar, tapar, frezar, encaixar. Se o computador usado para controlar mais de uma mquina, o sistema chamado de mquina controlada numericamente e diretamente. A vantagem deste enfoque a habilidade de integrar a produo de vrias mquinas em um controle global de uma linha de montagem. A desvantagem a dependncia de vrias mquinas debaixo de um nico computador.

Figura 1.9 - Mquina CNC (a esquerda) e detalhe da sua ferramenta (a direita).


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1.5.6 - Controlador lgico programvel O controlador lgico programvel um equipamento eletrnico, digital, microprocessado, que pode: 1. controlar um processo ou uma mquina 2. ser programado ou reprogramado rapidamente e quando necessrio 3. ter memria para guardar o programa. O programa inserido no controlador atravs de microcomputador, teclado numrico porttil ou programador dedicado. O controlador lgico programvel varia na complexidade da operao que eles podem controlar, mas eles podem ser interfaceados com microcomputador e operados como um DNC, para aumentar sua flexibilidade. Por outro lado, eles so relativamente baratos, fceis de projetar e instalar.

Figura 1.10 CLP modular.

1.5.7 - Robtica Um rob um dispositivo controlado a computador capaz de se movimentar em uma ou mais direes, fazendo uma seqncia de operaes. Uma mquina CNC pode ser considerada um rob, mas usualmente o uso do termo rob restrito aos dispositivos que tenham movimentos parecidos com os dos humanos, principalmente os de brao e mo. As tarefas que os robs fazem podem ser tarefas de usinagem, como furar, soldar, pegar e colocar, montar, inspecionar e pintar. Os primeiros robs eram grandes, hoje eles podem ser pequenssimos. Quando uma tarefa relativamente simples, repetitiva ou perigosa para um humano, ento o rob pode ser uma escolha apropriada. Os robs esto aumentando em inteligncia, com a adio dos sentidos de viso e audio e isto permite tarefas mais complexas a serem executadas por eles.

Figura 1.11 Robs Industriais.


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1.5.8 - Sistema de manufatura flexvel A incorporao de mquinas CNC, robtica e computadores em uma linha de montagem automatizada resulta no que chamado sistema de manufatura flexvel. Ele considerado flexvel por causa das muitas mudanas que podem ser feitas com relativamente pouco investimento de tempo e dinheiro. Em sua forma final, matria prima entra em um lado e o produto acabado sai do almoxarifado em outro lado, pronto para embarque sem interveno humana.

Figura 1.12 Robs Industriais em uma linha de montagem automobilstica. 1.5.9 - Concluso 1. Houve uma revoluo industrial com automao de processos de manufatura. 2. Automao o uso da potncia eltrica ou mecnica controlada por um sistema de controle inteligente

(geralmente eletrnico) para aumentar a produtividade e diminuir os custos. 3. A falta de automao pode aumentar o desemprego. 4. Automao um meio para aumentar a produtividade. 5. A habilidade de controlar os passos de um processo a chave da automao. 6. Avanos na eletrnica tornaram possvel o controle de sistemas complexos, a um baixo custo. 7. Os vrios tipos de sistemas de automao que podem ser aplicados a processos industriais so:

mquina com controle numrico controlador lgico programvel robtica sistema de manufatura flexvel

2 - DISPOSITIVOS DE ENTRADA E SENSORES So aqueles que emitem informaes (sinais eltricos) ao sistema por meio de uma ao mecnica, eltrica, eletrnica ou uma combinao entre elas. Entre esses elementos, podemos citar : botoeiras, chaves fim-de-curso, sensores de proximidade, sensores potenciomtricos, pressostatos, termostatos, chaves de nvel, entre outros. 2.1 - Botoeiras


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So chaves acionadas manualmente, constitudas por: boto, contato NA (normal aberto) ou NF (normal fechado). Quando seu boto pressionado, invertem seus contatos, e quando este for solto, devido a ao de uma mola seus contatos voltam posio inicial.

Figura 2.1 Exemplos de botoeiras.

2.2 - Chaves Fim-de-curso So chaves acionadas mecanicamente, por meio de um rolete mecnico, ou gatilho (rolete escamotevel), fazendo com que seus contatos sejam invertidos ao serem acionadas. Geralmente so posicionadas no decorrer do percurso de cabeotes de mquinas, ou hastes de cilindros. Assim, sempre que o atuador atingir a posio desejada gerado um sinal eltrico o qual pode ser utilizado para, por exemplo, parar o atuador, ativar um sinal de alarme, entre outros. As chaves fim de curso no so recomendadas para aplicaes que possuam um alto nmero de acionamentos.

Figura 2.2 Exemplos de chaves fim de curso. 2.3 - Sensores de proximidade So chaves eletrnicas que emitem um sinal ao detectar a proximidade de um objeto em esteiras, hastes de cilindros ou cabeotes de mquinas. Os sensores de proximidade podem ser de diversos tipos, entre eles esto os: indutivos capacitivos e ticos. Podem ser de corrente contnua ou corrente alternada. As grandes vantagens no seu uso so: 1. No necessitar de energia mecnica para funcionar; 2. Atuar por aproximao, sem contato fsico com a pea; 3. So totalmente vedados; 4. Funcionam com elevada velocidade de comutao; 5. So inumes a vibrao e choques mecnicos. 2.4 - Sensores de Corrente Contnua com Trs ou Quatro Fios Os sensores CC de quatro fios possuem dois fios de alimentao, um fio ligado a um contato NA e um fio ligado a um contato NF. Os sensores CC de trs fios possuem somente o contato NA. Os sensores CC de trs ou quatro fios so divididos em dois tipos: PNP e NPN. Sensores PNP so os sensores que possuem sada positiva, ou seja, a carga ligada entre a sada do sensor e o negativo da alimentao.


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Figura 2.3 Montagem de um sensor PNP.

Sensores NPN so os sensores que possuem sada negativa, ou seja, a carga ligada entre a sada do sensor e o positivo da alimentao.

Figura 2.4 Montagem de um sensor NPN.

2.5 - Sensores de Corrente Contnua com Dois Fios Os sensores CC de dois fios devem ser ligados em srie com a carga. Neste tipo de sensor importante observar que a alimentao do circuito feita atravs da prpria carga, portanto no recomendado para acionar cargas eletrnicas com corrente de manuteno muito baixa.

Figura 2.5 Montagem de um sensor CC com dois fios.

2.6 - Sensores de Corrente Alternada de Trs ou Quatro Fios Assim como os sensores CC de trs ou quatro fios, utilizam dois fios para a alimentao e dois fios para contatos. Nesse tipo de sensor a carga ligada entre a sada do sensor e o neutro e so encontrados, normalmente, para tenses de 127V a 250V.


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Figura 2.6 Montagem de um sensor CA.

2.7 - Resumo dos Tipos de Sada Conforme a necessidade do sistema deve-se optar pela configurao eletrnica mais apropriada, que so mostradas a seguir.

Figura 2.7 Resumo dos tipos de sada. 2.8 - Caractersticas dos Sensores de Proximidade Face Sensora a face do sensor sensvel a aproximao do alvo. Distncia Sensora a distncia em que a aproximao de um acionador provoca a alterao no estado da sada de um sensor. Alvo Padro O alvo padro uma plaqueta quadrada de ao carbono, com 1 mm de espessura, com comprimentos dos lados iguais ao dimetro da face ativa ou 3 vezes o alcance nominal, o que for maior.

Figura 2.8 Elementos de um sensor de proximidade.


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Distncia Sensora Nominal (Sn) a distncia mxima que o sensor pode operar utilizando um alvo padro. Fatores de Correo (F) so os fatores utilizados para a determinao do alcance de materiais diferentes do alvo padro. Freqncia de Comutao a velocidade com que o sensor modifica o seu estado de sada conforme o alvo entra e sai do campo de deteco do sensor. A freqncia de comutao depende do tamanho do alvo, da distncia entre a face ativa do sensor e o alvo, da velocidade do alvo e do tipo de sensor.

Histerese a diferena entre a distncia a qual o sensor ativado quando dele se aproxima o objeto, e a distncia a qual desativado quando dele se afasta o mesmo objeto.

Figura 2.9 Histerese.

2.9 - Sensores Indutivos Os sensores indutivos juntamente com os sensores capacitivos foram desenvolvidos para atender as necessidades dos sistemas modernos de produo onde necessrio conciliar altas velocidades e elevada confiabilidade. Esse tipo de sensor substitui frequentemente as chaves fim de curso. Devido ao encapsulamento e as caractersticas dos componentes eletrnicos empregados em seus circuitos eletrnicos, os sensores so particularmente capazes de operar em condies severas de trabalho, como a presena de lubrificantes, leos, imersos na gua, etc.

Figura 2.10 Sensores indutivos e sua simbologia.


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2.9.1 - Princpio de funcionamento Um circuito eletrnico forma um campo eletromagntico defronte a face sensora do sensor. Ao inserirmos nessa regio um corpo metlico, parte desse campo absorvido, provocando a comutao do sinal de sada do sensor.

Figura 2.11 Elementos de um sensor indutivo.

Figura 2.12 Diagrama de blocos dos elementos em um sensor indutivo. O alvo metlico se aproximando de um sensor absorve energia gerada pelo oscilador. Quando o alvo est perto, o dreno de energia pra o oscilador e causa a comutao da sada.

Figura 2.13 Funcionamento do circuito de deteco de um sensor indutivo. 2.9.2 - Distncia Sensora Operacional (Sa) a distncia na qual o sensor pode operar com segurana, considerando variaes de temperatura, tenso, entre outros fatores. Considerando um alvo padro metlico de ao carbono pode considerar-se a seguinte expresso:


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Sa 0,81 x Sn Onde:

Sa a distncia sensora operacional Sn a distncia sensora nominal

A distncia de acionamento depende do tamanho do alvo e de sua superfcie. Quando o material metlico a ser detectado for diferente do alvo padro de ao carbono deve-se utilizar um fator de correo conforme a expresso:

Sa 0,81 x Sn x F

Onde: F um fator de correo Os fabricantes fornecem tabelas que listam os materiais e os seus respectivos fatores de correo. Um exemplo pode ser observado na Tabela 2.1. Exemplo: O ao inox tem um fator de correo de 0,85. Com isso, o alcance de um alvo de ao inox menor em relao a um alvo padro de ao carbono. 2.9.3 - Exemplo do clculo da distncia sensora nominal de um sensor indutivo 1 Passo) Obter a distncia sensora operacional medindo a distncia que o alvo encontra-se do sensor. 2 Passo) Verificar o valor do fator de correo diretamente na tabela do fabricante. 3 Passo) Encontrar Sn atravs da equao. Sn = Sa (0,81 x F) Deve ser especificado um valor de Sn comercial imediatamente superior ao calculado.

Tabela 2.1 - Fatores de correo para sensores indutivos. 2.10 - Sensores Blindados e No-Blindados Os sensores blindados concentram o campo eletromagntico em frente ao sensor permitindo montagem rente em um suporte metlico como pode ser observado na Figura 2.14.

Figura 2.14 Sensor indutivo blindado. Os sensores no blindados devem ser montados com uma zona livre de metal em torno da face ativa do sensor como pode ser observado na Figura 2.15.


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Figura 2.15 Sensor indutivo no blindado. 2.11 - Sensores Capacitivos Os sensores capacitivos so utilizados para detectar a aproximao de materiais orgnicos, plsticos, ps, lquidos, madeiras, papis, metais, entre outros. O alvo padro utilizado para sensores capacitivos o mesmo alvo padro utilizado para sensores indutivos. Na Figura 2.16 se pode observar a simbologia de sensores capacitivos e na Figura 2.16 representada a construo bsica de um capacitor.

Figura 2.16 Sensores capacitivos e sua simbologia. O sensor constitudo de um capacitor formado por duas placas metlicas com cargas opostas e separadas pelo ar o qual o dieltrico. As placas projetam o campo eletrosttico gerado pelo capacitor frente do sensor. A capacitncia depende do tamanho do alvo, da constante dieltrica do alvo e da distncia entre o alvo e a face do sensor. O funcionamento do sensor baseado na gerao de um campo eletrosttico pelo sensor. Quando o alvo se aproxima do sensor a capacitncia do circuito interno ao sensor aumenta. Com isso, quando a capacitncia alcana um determinado valor um circuito oscilador ativado acionando, por conseguinte, o circuito de sada do sensor. O diagrama em blocos de um sensor capacitivo pode ser observado na Figura 2.17.

Figura 2.17 Diagrama de blocos dos elementos em um sensor capacitivo.

Distncia Sensora Operacional (Sa) Em sensores capacitivos considerado, alm dos fatores de industrializao (81% de Sn), um fator relativo ao dieltrico do material a ser detectado conforme a seguinte expresso:

Sa 0,81 x Sn x F() Onde:

Sa a distncia sensora operacional Sn a distncia sensora nominal F() um fator de correo

Os fabricantes fornecem tabelas contendo o valor da rigidez dieltrica dos materiais sendo necessria a visualizao de um grfico que relaciona a rigidez dieltrica ao fator de correo a ser utilizado.


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Tabela 2.2 - Valores de rigidez de alguns materiais.

Figura 2.18 Grfico que relaciona a rigidez dieltrica ao fator de correo.

2.11.1 - Sensores Blindados e No-Blindados Os sensores blindados permitem a utilizao dos sensores na deteco de materiais de constantes dieltricas baixas, deixando o sensor sensvel a poeira e umidade na face ativa. Na Figura 2.19 se pode observar a construo de um sensor capacitivo blindado.

Figura 2.19 Construo de um sensor capacitivo blindado.

Os sensores no blindados permitem a utilizao dos sensores na deteco de materiais de constantes dieltricas altas. Com isso, no so sensveis a poeira na face ativa. Na Figura 2.20 se pode observar a construo de um sensor capacitivo no blindado.


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Figura 2.20 Construo de um sensor capacitivo no blindado.

Esses sensores so indicados para deteco de nvel de lquido atravs da parede do tanque onde o fluido est armazenado. 2.11.2 - Ajuste de Sensibilidade O ajuste de sensibilidade diminui a influncia de acionamentos laterais no sensor e permite atravs de ajuste fino a deteco de materiais dentro de outros como pode ser observado na Figura 2.21.

Figura 2.21 Ajuste de sensibilidade e deteco de lquido dentro de garrafa.

2.11.3 - Exemplo do clculo da distncia sensora nominal de um sensor capacitivo 1 Passo) Obter a distncia sensora operacional medindo a distncia que o alvo encontra-se do sensor. Ex.: 5mm. 2 Passo) Verificar a rigidez dieltrica do material do alvo na tabela do fabricante. Ex.: madeira pesada (r = 6). 3 Passo) Verificar o valor do fator de correo percentual no grfico fornecido pelo fabricante e dividir o valor encontrado por 100 para obter o fator de correo. F = 30 100 = 0,3 4 Passo) Encontrar Sn atravs da equao.

Sn = Sa (0,81 x F()) Sn = 20,58 mm

Deve ser especificado um valor de Sn comercial imediatamente superior ao calculado.


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Figura 2.22 Fator de correo X rigidez dieltrica.

2.12 - Sensores ticos ou Fotoeltricos Sensores ticos so sensores capazes de detectar a presena de um acionador atravs da emisso e recepo de luz. O funcionamento dos sensores baseia-se na transmisso e recepo de luz infravermelha a qual invisvel ao olho humano. O transmissor envia o feixe de luz atravs de um fotodiodo, com alta potncia e curta durao, para evitar que o receptor confunda a luz emitida com a luz ambiente. O receptor composto por um foto-transistor e um filtro sintonizado na mesma freqncia de pulsao do transmissor, o que permite o funcionamento correto. Os sensores ticos podem ser de trs tipos: Sistema por barreira, sistema por difuso e sistema refletivo. 2.12.1 - Sensor tico Por Barreira Na Figura 2.23 se pode observar a simbologia utilizada para representar sensores ticos por barreira.

Figura 2.23 Simbologia de sensores ticos por barreira. No sensor tico por barreira o acionamento ocorre quando o alvo interrompe o feixe de luz disposto entre duas unidades independentes colocadas frente a frente. Uma das unidades contm o transmissor enquanto a outra unidade contm o receptor. Na Figura 2.24 pode ser observado o acionamento de um sensor tico por barreira.

Figura 2.24 Acionamento de um sensor tico por barreira.


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Neste tipo de sistema devem-se respeitar as recomendaes de dimenses mnimas do objeto, pois existe a possibilidade do feixe de luz contornar o objeto. Na Figura 2.25 pode ser observado um feixe de luz emitido por um sensor contornando um objeto pequeno.

Figura 2.25 Feixe de luz contornando um objeto.

2.12.2 - Sensor tico Por Difuso Na Figura 2.26 se pode observar a simbologia utilizada para representar sensores ticos por difuso.

Figura 2.26 Simbologia de sensores ticos por difuso

No sensor tico por difuso o acionamento ocorre quando o alvo a ser detectado entra na regio de sensibilidade e reflete ao receptor a luz emitida pelo transmissor sendo que o transmissor e o receptor so montados na mesma unidade. Na Figura 2.27 pode ser observado o acionamento de um sensor tico por difuso.

Figura 2.27 Acionamento de um sensor tico por difuso

O alvo padro dos sensores ticos por difuso consiste de uma folha de papel fotogrfico branco com ndice de refletividade de 90% com dimenses que variam de acordo com o modelo do sensor. A distncia sensora operacional utiliza um fator de correo que depende de vrios fatores os quais so acumulativos. Por exemplo, existe um fator de correo para cores diferentes (Fc) e outro para materiais diferentes (Fm). Assim, ambos devem ser considerados conforme a seguinte expresso:

Sa 0,81 x Sn x Fc x Fm

Onde: Sa a distncia sensora operacional Sn a distncia sensora nominal Fc um fator de correo devido a cor do material Fm um fator de correo devido ao tipo do material


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Os fatores de correo podem ser observados na Tabela 2.3.

Tabela 2.3 Fatores de correo para sensores ticos O sensor por difuso possui uma zona morta (ZM) que consiste de uma zona prxima ao sensor onde no possvel a deteco do objeto. A zona morta tem o valor de aproximadamente 10 a 20% da distncia nominal. 2.12.3 - Sensor tico Refletivo No sensor tico refletivo o acionamento ocorre quando o objeto a ser detectado interrompe o feixe de luz que chega ao receptor refletido por um espelho prismtico. Nesses sensores o transmissor e o receptor so montados em uma nica unidade. Na Figura 2.28 pode ser observado o acionamento de um sensor tico refletivo.

Figura 2.28 Acionamento de um sensor tico refletivo

A construo do espelho prismtico no permite que a luz se espalhe por vrios ngulos. Na Figura 2.29 se pode observar a construo de um espelho prismtico.

Figura 2.29 Construo de um espelho prismtico

2.13 - Potencimetro: Quando se aplica uma tenso nos extremos de um potencimetro linear, a tenso entre o extremo inferior e o centro (eixo) proporcional posio linear (potencimetro deslizante) ou angular (rotativo).

Figura 2.30 Potencimetro Linear Rotacional


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Nos sistemas de controle usam-se potencimetros especiais, de alta linearidade e dimenses adequadas, de fio metlico em geral, com menor desgaste.

Figura 2.31 Diagrama Esquemticos e aspecto de potencimetros lineares

2.14 - Pressostato O Pressostato um instrumento de medio de presso utilizado como componente do sistema de proteo de equipamento ou processos industriais. Sua funo bsica de proteger a integridade de equipamentos contra sobrepresso ou subpresso aplicada aos mesmos durante o seu funcionamento. constitudo em geral por um sensor, um mecanismo de ajuste de set-point e uma chave de duas posies (aberto ou fechado). Como mecanismo de ajuste de set-point utiliza-se na maioria das aplicaes uma mola com faixa de ajuste selecionada conforme presso de trabalho e ajuste, e em oposio presso aplicada. O mecanismo de mudana de estado mais utilizado o micro interruptor, podendo ser utilizado tambm ampola de vidro com mercrio fechando ou abrindo o contato que pode ser do tipo normal aberto ou normal fechado.

Figura 2.32 Diagrama Esquemtico e aspecto de pressostato

2.15 - Termostato Termostato um dispositivo destinado a manter constante a temperatura de um determinado sistema, atravs de regulao automtica. A funo do termostato impedir que a temperatura de determinado sistema varie alm de certos limites preestabelecidos. Um mecanismo desse tipo composto, fundamentalmente, por dois elementos: um indica a variao trmica sofrida pelo sistema e chamado elemento sensor; o outro controla essa variao e corrige os desvios de temperatura, mantendo-a dentro do intervalo desejado. Termostatos controlam a temperatura dos refrigeradores, ferros eltricos, ar condicionado e muitos outros equipamentos. Exemplo de elemento sensor so as tiras bimetlicas, constitudas por metais diferentes, rigidamente ligados e de diferentes coeficientes de expanso trmica. Assim, quando um bimetal submetido a uma variao de temperatura, ser forado a curvar-se, pois os metais no se dilatam igualmente. Esse encurvamento pode ser usado para estabelecer ou interromper um circuito eltrico, que pe em movimento o sistema de correo.


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Figura 2.33 Diagrama Esquemtico e aspecto de termostato

2.16 - Chave de Nvel Bia Lateral Este instrumento foi desenvolvido para aplicaes que necessitam detectar e controlar o nvel de tanques ou reservatrios onde so armazenados materiais lquidos como gua, produtos qumicos (agressivos ou no), leos, entre outros. Instalada na lateral do tanque, a chave tem seu funcionamento baseado em uma bia cujo movimento transmitido a uma haste e esta, a um magneto localizado no interior do invlucro atravs de acoplamento magntico, provocando assim a atuao de um contato eltrico. As partes molhadas so fabricadas em Ao Inox e diversas opes de conexes eltricas esto disponveis como rosca ou flanges. Entre outras caractersticas esto : funcionamento sem a necessidade de alimentao eltrica; diferencial ajustvel ou fixo; verses para reas classificadas, altas temperaturas e presses; fcil instalao e manuseio alm de no ser afetado por determinadas caractersticas do processo como presena de espuma, gases/vapores, mistura de lquidos ou variaes de constante dieltrica ou condutividade.

Figura 2.34 Sensores de nvel tipo bia lateral 2.17 - Chave de Nvel Bia Pra um regulador de nvel para produtos lquidos de funcionamento extremamente simples e confivel utilizado em diversas funes como alarme ou controle de nvel bem como em automao de dispositivos eltricos (bombas ou vlvulas). Suspensa por um cabo de PVC, a chave tem seu funcionamento em funo da inclinao do invlucro; quando esta maior que 45, o contato eltrico acionado. O ponto de atuao definido por meio de um contrapeso que acompanha o instrumento.

Figura 2.35 Sensores de nvel tipo pral

2.18 - Chave de Nvel P Rotativa um instrumento eletromecnico utilizado na deteco e controle de nvel de silos contendo materiais slidos como granulados, minrios, brita, entre outros. As ps da chave permanecem em constante rotao em baixa velocidade movidas por um pequeno motor localizado no interior do invlucro. Este motor automaticamente desligado quando o produto atinge uma das ps impedindo a rotao normal e deste modo, prolongando a vida til do componente.


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Figura 2.36 Sensores de nvel tipo p rotativa

2.19 - Chave de Nvel Vibratria um instrumento destinado deteco e controle de nvel de silos contendo materiais slidos como granulados e ps. Seu funcionamento baseia-se na vibrao da haste metlica por um cristal piezoeltrico colocado em seu interior, sendo a sada ON/OFF acionada quando o produto toca a haste.

Figura 2.37 Sensores de nvel tipo chave vibratrial

3 - DISPOSITIVOS DE SADA E ATUADORES Recebem as informaes (sinais eltricos) enviadas pelo sistema, com a finalidade de auxiliar ou at mesmo realizar diretamente um trabalho eltrico, mecnico, pneumtico ou hidrulico em uma mquina ou processo industrial, ou apenas a fim de realizar sinalizao visual ou sonora aos operadores. Entre esses elementos, podemos citar: rels, contatores, solenides de vlvulas, cilindros, vlvulas de controle proporcional, inversores de frequncia, motores, entre outros. 3.1 - Cilindros Tambm conhecidos como atuadores pneumticos ou hidrulicos, podem ser do tipo linear, rotativo ou oscilante. Os mais comuns so os do tipo linear, que transformam a presso do ar comprimido ou do leo, em movimento linear e fora. Os tipos de cilindros lineares mais utilizados so o de simples ao e o de dupla-ao. O cilindro de simples ao, possui um nico orifcio pelo qual o ar ou leo entra e sai. Ao colocarmos presso neste cilindro ele movimentado e ao retirarmos presso, uma mola retorna a haste do cilindro para a posio original. J os cilindros de dupla-ao, possuem dois orifcios pelos quais podem entrar e sair o ar ou leo, dependendo do movimento desejado, portanto, um orifcio serve para o avano do cilindro e outro para o seu retorno. O fluxo de ar ou leo que o cilindro recebe, transmitido por vlvulas direcionais.


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Figura 3.1 Exemplos de cilindros e simbologia

3.2 - Vlvulas direcionais Para os cilindros pneumticos e hidrulicos trabalharem, efetuando seu avano e recuo, necessria a utilizao de vlvulas que permitam direcionar o fluxo de ar comprimido ou leo para dentro ou para fora do cilindro. As vlvulas direcionais so descritas pelo nmero de vias e posies que ele possui. As vias, so conexes de entrada, sada e escape de ar ou leo, e as posies so a quantidade de manobras que a vlvula permite realizar, como por exemplo uma vlvula de 2 vias e 2 posies, permite ora a passagem de ar ora o bloqueio de ar da entrada para a sada. As vlvulas podem ser acionadas por comando manual, eltrico, pneumtico ou mecnico. Normalmente so utilizadas solenides (bobinas eletromagnticas) para a mudana de posio da vlvula, pois tem a vantagem de ser acionada a distncia e com bastante segurana e preciso.

Figura 3.2 Exemplos de vlvulas e um tipo de simbologia 3.3 - Motores eltricos So equipamentos que, quando energizados, realizam movimentos giratrios de seu eixo, que podem ser medidos em Rotaes por minuto (Rpm). Existem motores de diversos tipos e finalidades, variando de acordo com sua forma construtiva e tipo de alimentao (tenso contnua ou alternada), consumo de corrente, etc. So utilizados para inmeras aplicaes: movimentar e acionar esteiras, elevadores, bombas, compressores, partes mveis de mquinas, extrusoras, robs, misturadores, ventiladores, furadeiras, bem como sua utilizao j bastante difundida na rea de eletrodomsticos, automveis, avies, etc.


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Figura 3.3 Exemplos de motor eltrico e simbologia 3.4 - Rels e Contatores Rels, so chaves composta de vrios contatos, acionadas por bobinas eletromagnticas. So utilizados para comando, sinalizao e intertravamento de circuitos eltricos. Quando a bobina energizada, os contatos NA (normal aberto) fecham e os contatos NF (normal fechado) abrem, permitindo ou interrompendo a passagem de corrente eltrica por eles. Quando a bobina desenergizada, uma mola retorna os contatos a posio original.

Figura 3.4 Exemplos de contatores e simbologia

Os contatores, apresentam as mesmas caractersticas dos rels, porm seus contatos so dimensionados para suportarem correntes mais elevadas, permitindo assim sua utilizao no acionamento direto de motores. 4 - SISTEMAS DIGITAIS PARA AUTOMAO DE PROCESSOS Introduo Atualmente, os instrumentos so utilizados em sistemas integrados e completos, que podem ser abertos ou proprietrios. Sistema aberto aquele cujos equipamentos e protocolos de ligao podem ser fornecidos por vrios fabricantes diferentes. Sistema fechado ou proprietrio aquele patenteado, que s pode ser fornecido por um unido fabricante. Atualmente, raro se utilizar instrumentos isolados para a medio, controle, monitorao e automao de algum processo. A base do sistema de controle o computador digital, que pode ser de uso geral ou especfico. Geralmente, o que determina o tamanho e as caractersticas do sistema o tipo de processo e a aplicao. Os principais sistemas utilizados so: 1. Sistema Digital de Controle Distribudo (SDCD) 2. Controlador Lgico Programvel (CLP) 3. Controle Supervisrio e Aquisio de Dados (SCADA) De um modo resumido pode-se dizer que se utiliza 1. O SDCD para o controle de processos contnuos complexos, que incluem muitas malhas de controle PID. 2. O SCADA para controle de processos simples, que tenham muitas operaes de liga-desliga. 3. O CLP utilizado para prover o alarme e intertravamento do processo ou como coletor de dados no sistema

SCADA. Assim, o SCDC aplicado para o controle e a monitorao de refinarias de petrleo, siderrgicas e de grandes plantas com controle contnuo, nas reas de papel e celulose ou indstria farmacutica. O SCADA usado na monitorao e controle de terminais de leo e gs, plataformas de petrleo, onde os processos incluem movimentao de fluidos. Embora o CLP seja um dos componentes do SCADA, ele tambm utilizado em combinao com o SDCD, em sistemas complexos. Nessa configurao, o SDCD responsvel pelo controle regulatrio e avanado do processo e o CLP responsvel pelo alarme e intertravamento do mesmo processo. Por questo de segurana e da causa comum, as normas (IEC 61 508 e ISA 84.01) no permitem que um mesmo sistema (por exemplo, o SDCD) seja responsvel simultaneamente pelo controle e pela segurana do mesmo processo.


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4.1 - Sistema Digital de Controle Distribudo (SDCD) O primeiro sistema digital de controle distribudo (SDCD) foi lanado no mercado em 1974, pela Honeywell, modelo TDC 2000. Desde ento, ele percorre um longo caminho, sempre evoluindo e usufruindo as vantagens inerentes ao avano tecnolgico da eletrnica e da informtica. Assim, j h vrias geraes de SDCD, com diferenas significativas nos elementos chave de seu sistema, incluindo filosofia de operao, microprocessadores e esquemas de comunicao. Por convenincia, o SDCD deve ser ligado a instrumentao de campo (transmissores e vlvulas) inteligente ou microprocessada. Os benefcios se referem a facilidade de interfaceamento, reduo de fiao, melhor desempenho metrolgico global, facilidade de rearranjo remoto, possibilidade de diagnstico e reduo de custos de compra e calibrao dos instrumentos. A alta densidade de dos mdulos de entrada e sada (I/O) pode economizar painis e espao em grandes sistemas de SDCD. Tambm h economia na fiao entre os equipamentos de campo e o SDCD, mesmo quando se tem redundncias de comunicao, pois uma linha de comunicao redundante atravs de toda a planta custa muito menos do que centenas ou at milhares de fios individuais entre o campo e a sala de controle central.


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Figura 4.1 Exemplo de Sistema SDCD Atualmente, no Brasil, os SDCDs mais usados so da Emerson, Foxboro (Invensys) e Yokogawa. Alguns sistemas antigos foram construdos por fabricantes que agora pertencem a uma destas trs grandes empresas. Por exemplo, o SDCD da Fisher Controls, Provox, agora fabricado pela Emerson, que tambm fabrica o DeltaV. Outros sistemas menos usados so da Bailey (Infi90), Taylor (Mod300), Fischer & Porter (DCI F&P), Measurex (Vision) e Honeywell (TDC 3000). Atualmente, todos os sistemas digitais apresentam aproximadamente as mesmas caractersticas e capacidades e esto sempre evoluindo, para tirar as vantagens da eletrnica, comunicao digital e informtica. Os detalhes e especificaes de cada sistema podem ser obtidos facilmente dos fabricantes, inclusive pela internet. 4.2 - Controlador Lgico Programvel (CLP) O controlador lgico programvel (CLP) um equipamento eletrnico, digital, baseado em microprocessador, que pode 1. Controlar um processo ou uma mquina 2. Ser programado e reprogramado rapidamente 3. Ter memria para guardar o programa. O programa do usurio (diagrama ladder ou lista de instrues) inserido no CLP atravs de microcomputador, teclado numrico porttil ou programador dedicado. Depois de carregado o programa, o programador desconectado do CLP. Como o CLP fcil de projetar e instalar e relativamente barato, quando comparado a um SDCD, ele o sistema digital padro para coletar dados de processo. O CLP foi projetado para uso em automao de fbrica, quando a operao requeria tarefas muito rpidas, repetitivas, como em linhas de montagem. Estas exigncias no so tpicas de uma planta de processo, mas h algumas operaes que podem usar as capacidades poderosas de um CLP, principalmente as de alarme e intertravamento. O CLP de hoje pode ser muito mais eficiente para executar sequenciamento, operaes de alarme e de intertravamento.

Figura 4.1 CLP (Controlador Lgico Programvel)

O controle em tempo real para intertravar motores e equipamentos relativos se tornou muito prtico dentro do CLP usado no mundo do controle de processo. Um bom exemplo disto o controle de processo petroqumico com funes de gerenciamento do processo configurado atravs de um computador pessoal ou estao de trabalho de operao do tipo PC. O controlador lgico programvel varia na complexidade da operao que ele pode controlar, mas ele pode ser integrado em redes de comunicao digital com outros CLPs, computadores pessoais, sistemas de anlise, sistemas de monitorao de mquinas rotativas e SDCDs, geralmente, mas nem sempre, estas redes so ponto a ponto, significando que um CLP pode falar com outro diretamente sem ir atravs de outro


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equipamento intermedirio. O CLP pode ser uma alternativa, econmica, do SDCD, onde no so envolvidas estratgias de controle de malha de processo sofisticadas. As aplicaes tpicas de CLP so: 1. Parada e partida de equipamentos 2. Alarme e intertravamento de segurana 3. Movimentao de leo e gs 4. Engarrafamento e empacotamento 5. Processo de batelada simples As vantagens do CLP so: 1. Excelente capacidade de manipular lgica, seqencial e intertravamento 2. Programao ladder de fcil entendimento 3. Custo baixo, permitindo a personalizao das funes do produto 4. Pode operar em ambiente hostil 5. Altssima confiabilidade, sendo um produto comprovadamente fcil de se manter 6. Possui tamanho compacto e requer pouco espao As desvantagens do CLP no controle de processo so: 1. no determinstico, ou seja, sem habilidade de prever o tempo de resposta, que desastroso para o controle

PID. O CLP determinstico somente se a interrupo de tempo real for disponvel e usada para PID. 2. Limitado em sua capacidade de fazer controle PID contnuo, principalmente em controle multivarivel. 3. No possui interface homem-mquina, requerendo uso de um computador pessoal, quando for necessria esta

interface. 4. Necessidade de configurar o CLP em separado da configurao do PC e do SDCD, em sistemas combinados. 4.3 - Controle Supervisrio e Aquisio de Dados (SCADA) SCADA ou Supervisory Control And Data Acquisition Controle Supervisrio e Aquisio de Dados. SCADA um sistema de controle tipicamente usado para monitorar e controlar processos que tenham muitas operaes de liga e desliga e poucas malhas de controle analgico PID. O sistema SCADA usado principalmente para partir e parar unidades remotas e no usado para o controle do processos complexos. Exemplos de processos simples:,unidades de transferncia de produtos em tubulaes por bombas (lquidos) ou compressores (gases), distribuio de gua e distribuio de energia eltrica. So exemplos de processos complexos, que requerem muito controle analgico PID: refinaria de petrleo, planta qumica ou petroqumica. Nestes processos, a tecnologia empregada o Sistema Digital de Controle Distribudo, mais complexo, caro e poderoso que um sistema SCADA. Antigamente o termo controle supervisrio significava o sistema onde o computador digital estabelecia o ponto de ajuste e outros parmetros dos controladores analgicos. H sistemas SCADA proprietrios, de um nico fabricante, que j est interligado com todas interfaces e drivers proprietrios. So sistemas mais caros, menos flexveis, porm j prontos para o uso. Exemplo clssico: MOSCAD, da Motorola. A tendncia atual utilizar sistemas com protocolos e programas abertos, podendo utilizar equipamentos de diferentes fabricantes. Os equipamentos bsicos deste SCADA so: 1. Controlador Lgico Programvel (CLP) para fazer a aquisio de dados 2. Computador Pessoal (PC) para rodar o supervisrio e constituir a estao de operao ou a interface humano

mquina Neste sistema, tem-se vrios fornecedores de CLP (Siemens, Modicon, Rockwell, GE Fanuc, Hitachi, Reliance) e vrios aplicativos (InTouch, IFix, VXL). H maior flexibilidade, porm, h maior dificuldade de integrao do


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sistema. Um sistema de Controle Supervisrio e Aquisio de Dados (SCADA) coleta e armazena dados para uso futuro. Os dados podem ser analgicos, discretos ou digitais. Os dados analgicos podem ser do tipo: 1. 4 a 20 mA cc, 2. tenso de mV de clulas de carga, 3. tenso de termopares dos tipos J, K, R, S, T B e E, 4. resistncias detectoras de temperatura, 5. pulsos de turbinas medidoras de vazo, 6. freqncia de sinais de transmissores de vazo magnticos, 7. freqncias de medidores tipo vortex ou coriolis

Figura 4.2. Viso geral de um sistema SCADA Estes sinais analgicos ou de pulso so convertidos para a forma digital conveniente para uso dentro do sistema digital de aquisio de dados. Dados discretos so as sadas de chave, que podem ser 0 ou 1. Os sinais digitais, como protocolo HART, Fieldbus Foundation, entram no sistema atravs da rede de comunicao digital. H uma distino clara entre sinal digital e discreto (ou binrio). O sinal ou protocolo digital constitudo de vrios bits (p. ex.: 16, 32 ou 64) e tem muitos recursos. Exemplos de protocolos digitais: HART, Fieldbus Foundation, Modbus. O sinal discreto ou binrio aquele fornecido por uma chave eltrica e possui apenas um bit de informao: ligado ou desligado. H autores e manuais que chamam o sinal discreto de digital, diferente de nossas definies. H ainda o sinal de pulso, cuja informao pode estar na amplitude, na freqncia, na durao ou na posio do pulso. Exemplos de sinais: sada de turbina medidora de vazo, sada de medidor magntico de vazo.

Um modo claro para mostrar a diferena entre sinal discreto e digital, em um CLP que os sinais discretos entram atravs de mdulos de entrada e sinais digitais atravs da porta da CPU do CLP. Na maioria das aplicaes industriais, a aquisio de dados feita por controladores lgico programveis (CLP) que possuem as interfaces de entrada e sada padronizadas e com preo conveniente. Outra vantagem de se usar um CLP como sistema de coleta de dados a facilidade de driver de comunicao entre ele e o microcomputador onde ser rodado o programa aplicativo para realizar o controle supervisrio do processo. Quando os dados so coletados a grandes distncias, eles so transferidos atravs de fios fsicos, por uma onda de rdio freqncia portadora ou atravs de linha telefnica ou por uma combinao qualquer destas trs tcnicas. Estes dados devem estar disponveis em um nico local centralizado, e podem ser indicados, registrados, totalizados,


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analisados e alarmados, que a estao de operao. tambm desejvel que o operador, alm de coletar os dados e saber os status dos dispositivos remotos, possa atuar no processo, abrindo e fechando vlvulas motorizadas, ligando e desligando motores de bombas e compressores, enviando sinais analgicos para atuar em vlvulas de controle. Nestas aplicaes, os sinais digitais do sistema de aquisio de dados devem ser convertidos de volta para a forma analgica e aplicados a algum tipo de atuador no processo. Neste ponto, deve-se projetar e construir equipamentos digitais que executem todas estas tarefas. Este equipamento a Estao de Operao, que tipicamente um computador pessoal (PC), que roda um software aplicativo de Controle Supervisrio.

Figura 4.3. Componentes do sistema SCADA 4.4 - Aplicativo de Superviso O aplicativo de superviso uma aplicao desenvolvida em um ambiente de desenvolvimento (software) com a funo principal de fornecer ao operador do sistema dados da planta. E por meio do aplicativo que o operador poder obter dados do sistema como situao das vlvulas, valor de sensores, poder tambm realizar ajustes com alterar um ganho de um controlador especfico ou poder atuar em um dispositivo como uma vlvula ou um motor por exemplo. As telas de apresentao de informaes devero seguir uma hierarquia que varia de sistema para sistema. Nas figuras seguintes podemos ver exemplos de telas de aplicativos para superviso.


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Figura 4.4. Sala de controle do gasoduto Brasil-Bolvia

Figura 4.5. Tela de um sistema supervisrio para controle de nvel 4.5 Introduo a Sistemas Digitais


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Um sistema digital uma combinao de dispositivos projetados para manipular informao lgica ou quantidades fsicas que so representadas no formato digital, ou seja, as quantidades podem assumir apenas valores discretos. A informao manipulada em um sistema digital pode ser uma imagem, um som ou um texto, mas na verdade um nmero que, de alguma forma, representa o dado em questo. 4.5.1 - Representao em formato analgico e digital Na representao analgica uma quantidade representada por uma tenso, uma corrente ou uma medida de movimento que seja proporcional ao valor da quantidade em questo, podendo variar continuamente ao longo de uma faixa de valores. Na representao digital as quantidades so representadas por smbolos denominados dgitos que variam em saltos ou degraus.

Figura 4.6 - Representao analgica e digital de uma temperatura

4.5.2 - Sistemas de Numerao Existem vrios sistemas numricos, mas nos sistemas digitais os mais comuns so o sistema decimal, o binrio, o octal e o hexadecimal. O sistema decimal o mais utilizado no dia-a-dia e , sem dvida, o mais importante dos sistemas numricos. Trata-se de um sistema que possui dez algarismos, com os quais podemos formar qualquer nmero atravs da lei de formao. Infelizmente, o sistema de numerao decimal no conveniente para ser implantado em sistemas digitais, pois seria difcil projetar um equipamento eletrnico capaz de operar com dez diferentes nveis de tenso. Por outro lado fcil projetar um circuito eletrnico que opere com apenas dois nveis de tenso motivando o uso do sistema de numerao binrio. Alm dos sistemas binrio e decimal, dois outros sistemas de numerao (octal e haxadecimal) encontram extensas aplicaes em sistemas digitais como um meio eficiente de representar nmeros binrios grandes. Todos os nmeros seguem uma lei de formao:

Nmero = an.bn +an-1.bn-1 + ... + a0.b0 onde:

an = algarismo b = base do nmero n = quantidade de algarismos 1

Exemplo: Represente a quantidade representada pelos nmeros abaixo.

84917(10) = 8x104 + 4x103 + 9x102 + 1x101 + 7x100 1011(2) = 1x23 + 0x22 + 1x21 + 1x20


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4.5.3 - Sistema Binrio de Numerao O sistema binrio possui apenas 2 algarismos (0 e 1), mas pode ser usado para representar qualquer quantidade que possa ser representada no sistema decimal usando o agrupamento de dgitos. A denominao do digito binrio abreviado para Bit (Binary Digit) Exemplo: 110(2) = 6(10) Abaixo, mostrada a seqncia numrica das quantidades de zero a quinze. Decimal Binrio Decimal Binrio

4.5.4 - Converso Binrio/Decimal A converso de um nmero em binrio para decimal feita aplicando a lei de formao dos nmeros. Exemplo: 110(2) = 1x22 + 1x21 + 0x20 =4 + 2 + 0 = 6(10) a) 11010 (B) b) 1100100 (B) Soluo: a) 11010 = 1 . 24 + 1 . 23 + 0 . 22 + 1 . 21 + 0 . 20

11010 = 16 + 8 + 0 + 2 + 0 11010 = 26 (D)

b) 1100100 = 1 . 26 + 1 . 25 + 0 . 24 + 0 . 23 + 1 . 22 + 0 . 21 + 0 . 20 1100100 = 64 + 32 + 0 + 0 + 4 + 0 + 0 1100100 = 100 (D)

4.5.5 - Converso Decimal/Binrio O processo de converso de um nmero decimal para binrio se faz dividindo-se o nmero por 2 (base do sistema no qual se quer converter), sucessivamente, at que o quociente torne-se menor que 2. Exemplo: Converter 20(10) para base binria

20 2 = 10 resto 0. 10 2 = 5 resto 0. 5 2 = 2 resto 1. 2 2 = 1 resto 0

Ordenando o ltimo quociente com os restos do ltimo para o primeiro, teremos o nmero binrio correspondente:

21(10) = 10100(2)

Exemplo: Converter os seguintes nmeros decimais em binrio.


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a) 23 (D) b) 52 (D)

4.5.6 - Sistema de Numerao Hexadecimal O sistema hexadecimal, ou sistema de base 16, largamente utilizado nos computadores de grande porte e vrios microcomputadores. Neste sistema so utilizados 16 smbolos para representar cada um dos dgitos hexadecimais, conforme a tabela a seguir:

Note que as letras A, B, C, D, E, F representam dgitos associados s quantidades, 10, 11, 12, 13, 14, 15, respectivamente. 4.5.7 - Converso Hexadecimal Decimal Novamente aplicamos para o sistema hexadecimal a definio de um sistema de numerao qualquer. Assim temos:

N = dn . 16n + . . . + d2 . 162 + d1 . 161 + do . 160


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Para se efetuar a converso, basta adicionar os membros da segunda parcela da igualdade, como ilustra o exemplo a seguir: Exemplo: Converter em decimal os seguintes nmeros hexadecimais. a) 23 (H) b) 3B (H) Soluo: a) 23 (H) = 2 . 161 + 3 . 160

23 (H) = 2 . 16 + 3 . 1 23 (H) = 35 (D)

b) 3B (H) = 3 . 161 + B . 160 3B (H) = 3 . 16 + 11 3B (H) = 59 (D)

Observe que o dgito hexadecimal "B", no exemplo (b), equivalente ao nmero 11 decimal, como mostra a tabela apresentada anteriormente. 4.5.8 - Converso Decimal Hexadecimal A converso decimal hexadecimal efetuada atravs das divises sucessivas do nmero decimal por 16, como demonstrado no exemplo a seguir. Exemplo: Converter em hexadecimal os seguintes nmeros: a) 152 (D) b) 249 (D) Soluo:

4.5.6 - Funes e Portas Lgicas Em 1854, o matemtico ingls George Boole (1815-1864) apresentou um sistema matemtico de anlise lgica conhecido como lgebra de Boole. Apenas em meados da dcada de 30 que a teoria da lgebra de Boole foi utilizada para resolver problemas de circuitos de telefonia com rels. Foi o incio da eletrnica digital. Este ramo da eletrnica utiliza como elementos bsicos circuitos padronizados chamados de portas lgicas. Atravs da utilizao conveniente destas portas, podemos implementar todas as expresses geradas pela lgebra de Boole. As expresses booleanas utilizam variveis, que podem assumir apenas os valores binrios, chamadas de variveis lgicas, representando elementos antagnicos, como: verdadeiro e falso, sim e no, passa e no passa, alto e baixo, etc. Eletricamente o valor booleano Falso ou 0 representado por tenses entre 0 e 0,8V, enquanto que o valor Verdadeiro ou 1 representado por tenses eltricas entre 2,5 e 5V. Funo E/AND A funo definida pela tabela dada abaixo:


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Figura 4.7 - Representao esquemtica AND e sua tabela verdade A tabela, chamada de tabela verdade, mostra que a sada da funo S igual a 1, s quando as entradas so 1 ao mesmo tempo. A representao da funo :

S = A . B (lida como S igual a A e B)

Em termos de circuito, representa-se a funo AND pelo smbolo da porta lgica, como mostra a figura abaixo. Estas portas esto disponveis em Circuitos Integrados como o 7408 tambm mostrado abaixo

Pode-se estender o conceito da tabela da verdade acima para qualquer quantidade de variveis de entrada. Como exemplo, vemos abaixo a tabela verdade para trs variveis:

Nota-se que a tabela verdade mostra todas as possveis combinaes de valores para as variveis de entrada e seus respectivos valores de sada. O nmero de solues possveis igual a 2N, onde N o nmero de variveis de entrada. No exemplo: N=3, 23=8 possibilidades. Funo OU/OR A funo OU caracterizada pelo fato de sua sada ser zero somente quando todas as entradas forem, tambm, zero. V-se abaixo, a tabela verdade desta funo:


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Figura 4.8 - Representao esquemtica OR e sua tabela verdade

A representao algbrica desta funo dada como:

S = A + B (lida como S igual a A ou B)

O smbolo da porta lgica OU e o CI 7432 so vistos a seguir:

Funo NO/NOT A funo NOT aquela que inverte ou complementa o valor de uma varivel lgica, ou seja, se a varivel estiver em 0, a sada vai para 1 e vice-versa. A tabela verdade exemplifica este fato:

Figura 4.9 - Representao esquemtica NOT e sua tabela verdade representada algebricamente pela expresso:

S = A ou S = A (lida como S igual a A barrado ou negado)

O smbolo da porta lgica e o CI 7404 so mostrados abaixo:


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Funo NE/NAND Esta funo a juno das funes NOT e AND, de forma que a tabela da verdade fica como:

Figura 4.10 - Representao esquemtica NAND e sua tabela verdade A expresso fica descrita como:

A.B S = O smbolo da porta NAND dado abaixo. No CI 7400 podemos encontrar quatro portas NAND:

Funo NOU/NOR Esta funo a juno das funes NOT e NOR, de forma que a tabela da verdade fica como:

Figura 4.11 - Representao esquemtica NOR e sua tabela verdade A expresso fica descrita como:

BA S += O smbolo da porta NOR dado a seguir. O CI 7402 contm quatro portas NOR.


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Bloco Lgico OU EXCLUSIVO/XOR A funo que este bloco executa de fornecer 1 na sada, quando as entradas forem diferentes entre si. Abaixo, a tabela da verdade deste bloco mostrada.

Figura 4.12 - Representao esquemtica XOR e sua tabela verdade Da tabela obtm-se a expresso caracterstica:

B A. B.A S += ou B A S = O smbolo deste bloco dado abaixo. O CI 7486 contm quatro portas lgicas OU EXCLUSIVO.

Bloco Lgico COINCIDNCIA/XNOR A funo que este bloco executa de fornecer 1 na sada, quando as entradas forem iguais entre si. Abaixo, a tabela da verdade deste bloco mostrada.


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Figura 4.13 - Representao esquemtica XNOR e sua tabela verdade

Da tabela obtm-se a expresso caracterstica:

A.B B.A S += ou B A S = O smbolo deste bloco dado como:

Expresses Booleanas Obtidas de Circuitos Lgicos Todo circuito lgico executa uma expresso booleana, e por mais complexo que seja, formado pela interligao das portas lgicas bsicas. Podemos obter uma expresso que executada por um circuito lgico qualquer. Considere o circuito abaixo, podemos observar que as sadas das primeiras portas, da esquerda para direita servem de entrada para as portas subseqentes, tornando as expresses de sada maiores.

Figura 4.14 Expresso booleana obtida de um circuito


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Exemplo: Determine as expresses decorrentes dos circuitos lgicos abaixo: a) b)

c) d)

Circuitos Obtidos de Expresses Booleanas O mtodo para se obter um circuito obtido de uma expresso booleana consiste em se identificar as portas lgicas na expresso e desenh-las com as respectivas ligaes, a partir das variveis de entrada. Exemplo: Esboce os circuitos decorrentes das expresses abaixo

a) A.BDC. B.A S ++=

b) )DB.(C.B)(A S ++=

c) B)C.A(C).B.A().CB( A S +++= Obteno de Tabela Verdade Tabela verdade um mapa onde se colocam todas as situaes possveis de uma dada expresso booleana. A quantidade de linhas funo do nmero de variveis de entrada da expresso booleana. Exemplo: Monte a Tabela verdade da expresso )BA()A.B(S ++=


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Exemplo: Monte a Tabela verdade das expresses abaixo: a) C.BA.BAS ++= a) )B.CB).((AS +=

Simplificao de expresses lgicas As simplificaes das expresses lgicas podem ser efetuadas usando os postulados, as identidades e as propriedades da lgebra de Boole e ainda os Teoremas de De Morgan.

Exemplo: Usando a lgebra de Boole, prove que: A + A.B = A Exemplo: Usando a lgebra de Boole, simplifique:

a) B.AB A. A.B ++ b) B.AA + c) B.AA + Exemplo: Usando a lgebra de Boole, mostre que:


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a) B.C A C) A.( B)(A +=++ b) BAB.AA +=+ 4.6 - Projetos de circuitos combinacionais Podemos utilizar um circuito lgico combinacional para solucionar problemas em que necessitamos de uma resposta, quando acontecerem determinadas situaes representadas por variveis de entrada. Para construirmos estes circuitos, necessitamos de suas expresses caractersticas obtidas a partir de tabelas verdade que representam as situaes mencionadas. A figura abaixo ilustra a seqncia do processo, onde a partir da situao, obtemos a tabela verdade e a partir desta, atravs das tcnicas j conhecidas a expresso simplificada e o circuito final.

Figura 4.7 Seqncia de um projeto de circuito combinacional

5- REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS

TELECURSO 2000. Curso Profissionalizante: Automao. Editora globo, 2000. SENAI ES. Instrumentao Bsica I. CPM Programa de Certificao do Pessoal de

Instrumentao, 1999. RIBEIRO, Marco Antnio. Controle de Processo. Teoria e Aplicaes, Salvador, 2003. RIBEIRO, Marco Antnio. Controle e Automao. 1 Ed. Salvador, 2005. SENAI RJ. Monitoramento e Controle de Processos. 2004. PROMIMP 2008. Eletricista de Manuteno: Automao Industrial, 2008. SENAI ES. Eletrnica Digital. CPM Programa de Certificao do Pessoal de

Manuteno, 1999


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6- LISTA DE EXERCCIOS 1. Converter os seguintes nmeros binrios em seus equivalentes decimais: a. 001100 c. 011100 e. 101010 g. 100001 b. 000011 d. 111100 f. 111111 h. 111000 2. Converter os seguintes nmeros decimais em seus equivalentes binrios: a) 64 b) 100 c) 111 d) 145 e) 225 f) 500 3. Converter os seguintes nmeros inteiros hexadecimais em seus equivalentes decimais: a) C b) 9F c) D52 d) 67E e) ABCD 4. Converter os seguintes nmeros decimais inteiros em seus equivalentes hexadecimais: a) 8 b) 10 c) 14 d) 16 e) 80 f) 2560 g) 3000 h) 62 500 5. A Figura representa um cruzamento das ruas A e B. Neste cruzamento, queremos instalar um sistema automtico para os semforos, com as seguintes caractersticas: 1. Quando houver carros transitando somente na rua B, o semforo 2 dever permanecer verde para que estas

viaturas possam trafegar livremente. 2. Quando houver carros transitando somente na rua A, o semforo 1 dever permanecer verde pelo mesmo

motivo anterior. 3. Quando houver carros transitando nas ruas A e B, deveremos abrir o semforo para a rua A, pois

preferencial.

6. Elabore um circuito lgico para encher ou esvaziar um tanque industrial por meio de duas eletrovlvulas, sendo uma para entrada do lquido e outra para o escoamento de sada. O circuito lgico, atravs da informao de um sensor de nvel mximo no tanque e de um boto interruptor de duas posies, deve atuar nas eletrovlvulas para encher o tanque totalmente (boto ativado) ou, ainda, esvazia-lo totalmente (boto desativado).


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7. Elabore um circuito lgico que permita encher automaticamente um filtro de gua de dois recipientes e vela, conforme figura. A eletrovlvula permanecer aberta quando tivermos nvel 1 de sada do circuito, e permanecer desligada quando tivermos nvel 0. O controle ser efetuado por dois sensores A e B. Colocados nos recipientes a e b respectivamente.

8. A Figura a seguir mostra uma esteira industrial na qual esto mecanicamente montados dois sensores de passagem (barreira tica). A funo deste sistema verificar se as peas que passam pela esteira esto com o tamanho correto. A pea tem o tamanho correto quando sua altura est entre os dois sensores. Se a pea estiver fora do padro uma luz vermelha deve acender.


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9. Uma empresa capta a gua que necessita de um rio prximo ao seu reservatrio. Esta gua transferida ao reservatrio, passando antes por uma estao de tratamento. Sempre que o sensor de nvel alto estiver desacionado (SNAR = 0), a bomba do rio deve ser ligada (BR = 1) para encher o reservatrio at o sensor de nvel alto ser acionado (SNAR = 1). A empresa est numa regio de baixo ndice pluviomtrico e o rio s vezes fica to baixo que no possvel captar gua. Ento, se o sensor de nvel crtico do rio estiver desacionado (SNCR = 0), um alarme sonoro (AS = 1) deve avisar o operador do sistema e a bomba deve ficar desligada (BR = 0). Ao mesmo tempo, a caixa dgua da industrial deve ficar com seu nvel sobre o sensor SC. Se o nvel ficar abaixo de SC (SC = 0) a bomba da caixa deve ser ligada (BC = 1) mas somente se SNBR = 1.

10. Quais o elementos de um sistema de controle automtico? a) Atuador, processo, planta e sensor b) Atuador, processo, controlador e planta c) Atuador, processo, controlador e sensor d) Atuador, sensor, controlador e elemento final de controle 11. Como deve aparecer na sada da figura abaixo o trem de pulsos indicado na entrada? Observar que dois trens de pulsos esto submetidos a uma operao E.

12. Como deve aparecer na sada o trem de pulsos na figura abaixo? Observar que dois trens de pulsos esto sendo submetidos a uma operao OU.


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13. Qual seria o aspecto do trem de pulsos na sada da porta XOU na figura abaixo?

14. Qual a expresso booleana do diagrama lgico E-OU na figura abaixo?

15. Qual a tabela verdade para o diagrama lgico mostrado na figura anterior (exerccio 14)?

16. Qual a expresso booleana do diagrama lgico E-OU na figura abaixo?

17. Qual a tabela verdade para o diagrama lgico mostrado na figura anterior (exerccio 16)? 18. Em uma rede automatizada simples quais elementos fazem parte da primeira, segunda e terceira camadas respectivamente? 19. Com relao forma de alimentao de instrumentos, quais as duas principais abordagens utilizadas na dcada de 70 e quais suas principais caractersticas? 20. Descreva de forma sucinta o funcionamento de um potencimetro. 21. Descreva de forma sucinta o funcionamento de um termostato. 22. Descreva de forma sucinta o funcionamento de um pressostato. 23. Descreva de forma sucinta o funcionamento de chave de nvel tipo p rotativa. 24. Qual a diferena entre o sistema SDCD para um sistema SCADA?

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Apostila Automacao de Sistemas Industriais_Final