Automacao Industrial ES

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Text of Automacao Industrial ES

  • aut001 - Automao Industrial

  • Federao das Indstrias do Estado do Esprito Santo Findes

    Lucas Izoton VieiraPresidente

    Senai Departamento Regional do Esprito Santo

    Manoel de Souza PimentaDiretor-gestor

    Robson Santos CardosoDiretor-regional

    Alfredo Abel TessinariGerente de Operaes e Negcios

    Fbio Vassallo MattosGerente de Educao e Tecnologia

    Agostinho Miranda Rocha

    Equipe tcnica

    Marcelo Bermudes GusmoCoordenao

    Alexandre Luis Pereira PintoElaborao

    Ronaldo Fadelalah BarreirosReviso tcnica

    Lygia BellottiAdaptao de linguagem

    Dayane FreitasReviso gramatical

    Tatyana FerreiraReviso pedaggica

    Andrelis Scheppa Gurgel

    Jackeline Oliveira BarbosaJarbas GomesDiagramao

    Eugnio Santos GoularFabrico ZicolototFernando Emeterio de OliveiraIlustrao

    Fernanda de Oliveira BrasilMaria Carolina DragoTatyana FerreiraVanessa YeeOrganizao

  • Vitria2009

    EletroeletrnicaAutomao Industrial Verso 0

  • Ficha catalogrfica elaborada pela Biblioteca do Senai-ES - Unidade Vitria

    Dados Internacionais de Catalogao-na-publicao (CIP)

    SENAI. Departamento Regional do Esprito Santo.

    S492c Automao / Servio Nacional de Aprendizagem Industrial, Departamento Regional do Esprito Santo. - Vitria : SENAI/ES, 2009.

    120 p. : il.

    Inclui bibliografia

    1.Automao. 2. SDCD. 3. Circuito lgico. 4. Sensor. 5. Eletrohi-drulica. 6. Pneumtica. 7. Controlador lgico programvel. 8. Soft Starter. 9. Inversor de freqncia. I. Ttulo.

    CDU: 681.5

    2009. Senai - Departamento Regional do Esprito SantoTodos os direitos reservados e protegidos pela Lei n 9.610, de 19/02/1998. proibida a reproduo total ou parcial desta publicao, por quaisquer meios, sem autorizao prvia do Senai-ES.

    Senai-ESDiviso de Educao e Tecnologia - Detec

    Senai-ES - Servio Nacional de Aprendizagem Industrial

    Departamento Regional do Esprito Santo Av. Nossa Senhora da Penha, 2053 Ed. Findes - 6 andar Cep: 29056-913 - Vitria - ESTel: (27) 3334-5600 - Fax: (27) 3334-5772 - http://www.es.senai.br

  • 5 Automao Industrial

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    Apresentao

    A busca por especializao profissional constante. Voc, assim como a maioria das pessoas que deseja agregar valor ao currculo, acredita nessa ideia. Por isso, para apoi-lo na permanente tarefa de se manter atuali-zado, o Senai-ES apresenta este material, visando a oferecer as informa-es de que voc precisa para ser um profissional competitivo.

    Todo o contedo foi elaborado por especialistas da rea e pensado a partir de critrios que levam em conta textos com linguagem leve, grfi-cos e ilustraes que facilitam o entendimento das informaes, alm de uma diagramao que privilegia a apresentao agradvel ao olhar.

    Como instituio parceira da indstria na formao de trabalhadores qua-lificados, o Senai-ES est atento s demandas do setor. A expectativa tornar acessveis, por meio deste material, conceitos e informaes neces-srias ao desenvolvimento dos profissionais, cada vez mais conscientes dos padres de produtividade e qualidade exigidos pelo mercado.

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    Automao Industrial ............................................................................................................ 9Sensores..................................................................................................................................... 33Noes de eletrohidrulica e pneumtica .................................................................... 45Controlador lgico programvel ...................................................................................... 65Programao ........................................................................................................................... 77Soft-Starter e inversor de frequncia .............................................................................. 87Referncias Bilbiogrficas .................................................................................................. 119

    Sumrio

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  • 9 Automao Industrial

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    Automao Industrial

    Devido aos avanos tecnolgicos da eletroeletrnica e a presena dos sistemas automatizados na maioria dos processos industriais, torna-se necessrio que voc conhea e compreenda os conceitos que envolvem a automao. Tal conceito ser abordado neste captulo.

    Princpios de automaoA palavra automao est ligada ao controle automtico de equipamen-tos sem que seja necessria a interferncia do homem. Apesar disso, as pessoas so essenciais para o desenvolvimento e para a implementao dos processos automticos.

    Historicamente, o surgimento da automao est ligado mecanizao, que teve incio com a utilizao da roda. O objetivo na poca, entre os anos 3500 e 3200 a.C, era o mesmo de hoje: simplificar o trabalho do homem.

    Atualmente, a automao representada por qualquer sistema que uti-lize microprocessadores que substituam o trabalho humano. Um exem-plo de aplicao deste conceito de produo podem ser os Sistemas Flexveis de Manufatura e o famoso Sistema Toytota de Produo.

    Os sistemas automatizados podem ser aplicados tanto numa simples mquina, quanto em grandes indstrias, como usinas de cana de acar. A diferena do processo usado em cada uma delas est no nmero de pontos, que so os elementos monitorados e controlados pelos sistemas automatizados.

    Os pontos podem ser simples vlvulas ou servomotores, que possuem sistema eletrnico de controle bastante complexo.

    De modo geral, o processo controlado apresenta o diagrama semelhante ao ilustrado a seguir:

    PROCESSO

    SENSOR

    CONTROLADOR

    ATUADOR

  • 10 Automao Industrial

    A completa automatizao de um sistema envolve o estudo de quatro elementos: controlador, sensor, atuador e processo. Voc vai conhecer cada um deles a seguir:

    Sensores: so os elementos que fornecem informaes sobre o sistema e correspondem s entradas do controlador. Este ltimo pode indicar variveis fsicas, como presso e temperatura, ou simples estados como, por exemplo, um fim de curso para posicionar um cilindro pneumtico.

    Atuadores: estes dispositivos so responsveis por realizar trabalho no processo ao qual est sendo aplicada a automao. Podem ser magnti-cos, hidrulicos, pneumticos, eltricos ou de acionamento misto.

    Controladores: so os instrumentos que provocam o acionamento dos atuadores, levando em conta o estado dos sensores e as instrues do programa inserido em sua memria.

    Todo sistema depende desses dispositivos para funcionar, independente de serem de pequeno, mdio ou grande porte. Os sistemas de grande porte podem atingir complexidade e tamanho que demandam a rea-lizao de seu controle, que deve ser dividida em camadas nas quais a comunicao e a hierarquia dos elementos similar a uma estrutura organizacional do tipo funcional.

    A figura a seguir mostra de forma simplificada esse tipo de organizao. Observe:

    Sistemas gerenciais Supervisrio

    Terceira Camada

    Primeira Camada

    Segunda CamadaCLP

    Sensores e Atuadores

    Nesse caso, os sensores, os atuadores e o controlador pertencem pri-meira e segunda camadas. J na terceira camada, esto os sistemas supervisrios, operados pelos homens. Neles, so tomadas decises importantes do processo, como paradas programadas de mquina e alteraes no volume de produo. Esses elementos tambm esto inte-grados aos sistemas gerenciais, responsveis pela contabilidade dos pro-dutos e pelos recursos fabris.

  • 11 Automao Industrial

    Em suma, automao industrial envolve um amplo campo de atuao. Para se ter uma ideia, cada elemento sensor ou atuador tem seu prprio modo de funcionamento, que em algumas aplicaes devem ser bem entendidos.

    No caso dos sensores, todo o comportamento previsto por meio de efeitos fsicos.

    A seguir, voc vai aprender alguns dos princpios da automao.

    Sistema digital de controle distribudo (SDCD)

    A cadeia de automao consiste tambm na comunicao de dados entre os elementos, o que leva ao desenvolvimento do conceito das redes industriais. H algum tempo , principalmente nas indstrias qumi-cas, era aplicado um mtodo de controle centralizado. Isso era possvel devido introduo da instrumentao eletrnica. Era montada uma sala localizada distante do ncleo operacional, na qual ficava centrali-zado todo o controle efetuado ao longo da fbrica.

    Atualmente, h diversas salas de controle, so interligadas entre si e a uma sala central de superviso. Foi a partir delas que surgiu o conceito do controle distribudo.

    Com a criao dessa estratgia, surgiu o Sistema Digital de Controle Dis-tribudo, que apresenta nveis hierrquicos estabelecidos pela possibili-dade de comunicao entre uma mquina de estado e outras.

    A seguir, voc vai aprender o que so as variveis de controle.

    Variveis de controle

    Como j abordado, para controlar um processo o dispositivo controlador utiliza informaes fornecidas pelos sensores. Por meio das instrues gravadas em sua memria interna, os controladores comandam os atua-dores, que realizam o trabalho no sistema.

    Desse modo, os sensores passam a ser considerados as entradas, e os atuadores as sadas, sendo que ambos podem ser representados mate-maticamente por variveis analgicas ou digitais.

    As analgicas so aquelas que variam de acordo com o tempo, so comu-mente encontradas em processos qumicos e provenientes de sensores de presso, temperatura e outras variveis fsicas.

    As variveis discretas, ou digitais, so aquelas que variam menos com o tempo, conforme ilustra a figura b.

  • 12 Automao Industrial

    (a)tempo

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