Aut co e ind

1. Introdução à Automação IndustrialIntrodução à Automação Industrial
e Comerciale Comerciale Comerciale Comercial
Prof. Rodrigo Pinto de Carvalho
rpinto.carvalho@gmail.com
profrodrigocarvalho.blogspot.com.br

2. AgendaAgenda
A automação do diaA automação do dia--aa--diadia
A automação no meio produtivoA automação no meio produtivo
Características e Conceitos da AutomaçãoCaracterísticas e Conceitos da Automação
22
Arquitetura da Automação IndustrialArquitetura da Automação Industrial

3. A automaçãoA automação no diano dia--aa--diadia
Objetivo: Facilitar nossas vidasObjetivo: Facilitar nossas vidas
Automação no diaAutomação no dia--aa--diadia
–– Em casa:Em casa:
Lavando roupaLavando roupa
33
Lavando roupaLavando roupa
Abrindo o portãoAbrindo o portão
–– Na rua:Na rua:
Sistema bancárioSistema bancário
Urna eletrônicaUrna eletrônica

4. A automaçãoA automação do diado dia--aa--diadia
–– No trabalho:No trabalho:
•• Registrando o pontoRegistrando o ponto
•• Programando um robôProgramando um robô
•• Recebendo matériaRecebendo matéria--primaprima
•• Estocando produto acabadoEstocando produto acabado
•• Fazendo controle deFazendo controle de
44
•• Fazendo controle deFazendo controle de
qualidadequalidade
•• Controlando temperatura deControlando temperatura de
uma tanque de águauma tanque de água
•• Controlando a temperaturaControlando a temperatura
do escritóriodo escritório
•• Acionando o sistema deAcionando o sistema de
combate à incêndiocombate à incêndio

5. A automaçãoA automação no diano dia--aa--diadia
–– No lazer:No lazer:
•• Comprando um refrigeranteComprando um refrigerante
•• Caminhando numa esteiraCaminhando numa esteira
•• Assistindo um filmeAssistindo um filme
55
•• Assistindo um filmeAssistindo um filme
•• Jogando um videogameJogando um videogame

6. A automação no meio produtivoA automação no meio produtivo
•• ObjetivosObjetivos: Produtividade: Produtividade
•• Componentes básicosComponentes básicos
–– SensoresSensores
–– ControleControle
–– AtuaçãoAtuação
66
–– AtuaçãoAtuação
•• Automação industrial = sistema otimizadoAutomação industrial = sistema otimizado
–– Menor custoMenor custo
–– Maior quantidadeMaior quantidade
–– Menor tempoMenor tempo
–– Maior qualidade (precisão)Maior qualidade (precisão)

7. A automação no meio produtivoA automação no meio produtivo
•• Qualidade = garantir umaQualidade = garantir uma
produção com as mesmasprodução com as mesmas
características e altacaracterísticas e alta
produtividadeprodutividade
77
•• Automação no meio ambienteAutomação no meio ambiente
–– Cumprimento de novas normasCumprimento de novas normas
–– Sistemas de controle de efluentesSistemas de controle de efluentes
–– Sistemas de controle de gasesSistemas de controle de gases

8. A automação no meio produtivoA automação no meio produtivo
•• Automação nas indústriasAutomação nas indústrias
–– Importância para sobrevivência das indústrias.Importância para sobrevivência das indústrias.
–– Ferramenta de ProdutividadeFerramenta de Produtividade
–– Substitui o HomemSubstitui o Homem
88
–– Substitui o HomemSubstitui o Homem
•• Tarefas repetitivasTarefas repetitivas
•• Ambientes perigososAmbientes perigosos
•• Ambientes insalubresAmbientes insalubres
•• Grande esforço físicoGrande esforço físico

9. A automação no meio produtivoA automação no meio produtivo
•• Transforma a estrutura daTransforma a estrutura da
força de trabalhoforça de trabalho
–– QualitativamenteQualitativamente
–– QuantitativamenteQuantitativamente
Exige treinamentoExige treinamento
99
–– Exige treinamentoExige treinamento
–– Qualificação da força de trabalhoQualificação da força de trabalho
–– Melhoria das condições deMelhoria das condições de
trabalhotrabalho

10. A automação no meio produtivoA automação no meio produtivo
•• Desafio: Inserir o homem no contexto daDesafio: Inserir o homem no contexto da
automatização sem traumatismo, semautomatização sem traumatismo, sem
desemprego, tendo somente um saldodesemprego, tendo somente um saldo
positivo.positivo.
1010
positivo.positivo.
•• “O risco que se corre ao se introduzir novas“O risco que se corre ao se introduzir novas
tecnologias é menor do que aquele que setecnologias é menor do que aquele que se
corre ao não introduzicorre ao não introduzi--las”las”

11. Características e Conceitos da AutomaçãoCaracterísticas e Conceitos da Automação
•• Sistemas automatizados, algumas vezes, sãoSistemas automatizados, algumas vezes, são
extremamente complexosextremamente complexos porém, seporém, se
observarmos suas partes, veremos que seusobservarmos suas partes, veremos que seus
subsistemas possuem características comuns esubsistemas possuem características comuns e
1111
subsistemas possuem características comuns esubsistemas possuem características comuns e
dede simples entendimentosimples entendimento..

12. Características e Conceitos da AutomaçãoCaracterísticas e Conceitos da Automação
PERGUNTA :PERGUNTA :
1212
O que é preciso para construir umO que é preciso para construir um
estádio padrão FIFA?estádio padrão FIFA?

13. Características e Conceitos da AutomaçãoCaracterísticas e Conceitos da Automação
RESPOSTA:RESPOSTA:
1313
Tijolo, concreto (areia, cimento, calTijolo, concreto (areia, cimento, cal
e pedras) e ferrageme pedras) e ferragem..

14. Controle de temperatura de um aquárioControle de temperatura de um aquário
1414

15. Objetivo: manter a água em torno de 25ºCObjetivo: manter a água em torno de 25ºC
1515

16. Características e Conceitos da AutomaçãoCaracterísticas e Conceitos da Automação
•• Prensa de alavancaPrensa de alavanca
•• Botões de segurançaBotões de segurança
1616

17. Características e Conceitos da AutomaçãoCaracterísticas e Conceitos da Automação
•• Cadeia de comandoCadeia de comando
Entrada Processamento Conversão Saída
1717
Entrada
de sinais
Processamento
de sinais
Conversão
de sinais
Saída
de sinais

18. 18

19. Características e Conceitos da AutomaçãoCaracterísticas e Conceitos da Automação
Tipos de controle na automaçãoTipos de controle na automação
–– Controle DinâmicoControle Dinâmico
•• Automação Industrial de Controle de processosAutomação Industrial de Controle de processos
(automação contínua)(automação contínua)
1919
(automação contínua)(automação contínua)
–– Controle LógicoControle Lógico
•• Automação Industrial de manufaturaAutomação Industrial de manufatura
(automação discreta)(automação discreta)

20. Características e Conceitos da AutomaçãoCaracterísticas e Conceitos da Automação
•• Controle dinâmicoControle dinâmico
––Utiliza medidas das saídas do sistema a fimUtiliza medidas das saídas do sistema a fim
de melhorar o seu desempenhode melhorar o seu desempenho
operacional, através deoperacional, através de realimentação.realimentação.
2020
operacional, através deoperacional, através de realimentação.realimentação.
•• Incalculável poder tecnológicoIncalculável poder tecnológico
•• Aperfeiçoamento de processosAperfeiçoamento de processos
•• VelocidadeVelocidade
•• PrecisãoPrecisão

21. Características e Conceitos da AutomaçãoCaracterísticas e Conceitos da Automação
•• Controle lógicoControle lógico
–– Utiliza sinais sempre discretos em amplitude,Utiliza sinais sempre discretos em amplitude,
geralmente binários e operações não lineares.geralmente binários e operações não lineares.
•• Circuitos (elétricos, hidráulicos, pneumáticos etc)Circuitos (elétricos, hidráulicos, pneumáticos etc)
2121
•• Circuitos (elétricos, hidráulicos, pneumáticos etc)Circuitos (elétricos, hidráulicos, pneumáticos etc)
•• Variáveis binárias ( 0 ou 1)Variáveis binárias ( 0 ou 1)
•• Circuitos deCircuitos de Redes lógicas:Redes lógicas:
–– combinatóriascombinatórias
–– seqüenciaisseqüenciais

22. Características e Conceitos da AutomaçãoCaracterísticas e Conceitos da Automação
•• Controle LógicoControle Lógico
–– Redes lógicas combinatóriasRedes lógicas combinatórias (sem memórias nem(sem memórias nem
temporizações)temporizações)
•• Projeto com álgebra booleanaProjeto com álgebra booleana
2222
•• Projeto com álgebra booleanaProjeto com álgebra booleana
•• Descrever, analisar e simplificar com auxílio de Tabelas daDescrever, analisar e simplificar com auxílio de Tabelas da
verdade e Diagramas de relésverdade e Diagramas de relés

23. Características e Conceitos da AutomaçãoCaracterísticas e Conceitos da Automação
•• Controle LógicoControle Lógico
–– Redes lógicas seqüenciaisRedes lógicas seqüenciais (memória,(memória, temporizadorestemporizadores
e entrada de sinais)e entrada de sinais)
•• Teoria dos autômatosTeoria dos autômatos
•• SimulaçãoSimulação em computadorem computador
2323
•• SimulaçãoSimulação em computadorem computador

24. Características e Conceitos da AutomaçãoCaracterísticas e Conceitos da Automação
•• Etimologia:Etimologia:
Da palavraDa palavra AutomationAutomation (1960)(1960)
–– Participação do computador no controle automáticoParticipação do computador no controle automático
industrial.industrial.
Definição:Definição:
2424
•• Definição:Definição:
“Qualquer sistema,“Qualquer sistema, apoiado em computadoresapoiado em computadores, que, que
substitui o trabalho humano, visando soluçõessubstitui o trabalho humano, visando soluções
rápidas e econômicas para atingir os objetivos darápidas e econômicas para atingir os objetivos da
indústria, dos serviços ou bem estar”indústria, dos serviços ou bem estar”

25. Características e Conceitos da AutomaçãoCaracterísticas e Conceitos da Automação
•• Computadores especializadosComputadores especializados (Controladores(Controladores
Programáveis)Programáveis)
–– Controle lógicoControle lógico
–– Controle dinâmicoControle dinâmico
2525
–– Controle dinâmicoControle dinâmico
–– Simples reprogramaçõesSimples reprogramações

26. Características e Conceitos da AutomaçãoCaracterísticas e Conceitos da Automação
•• Computadores de ProcessoComputadores de Processo
–– Coletar informações do processo para criar umColetar informações do processo para criar um
modelo matemáticomodelo matemático
–– Sintetizar leis de controle ótimoSintetizar leis de controle ótimo
2626
–– Sintetizar leis de controle ótimoSintetizar leis de controle ótimo
–– Simular desempenhosSimular desempenhos
–– Implantar leis de controleImplantar leis de controle
–– Facilitar interfaces com supervisoresFacilitar interfaces com supervisores

27. Aspectos da automaçãoAspectos da automação
•• Implantação de sistemas interligados porImplantação de sistemas interligados por
redes de comunicação (Auxiliar a supervisãoredes de comunicação (Auxiliar a supervisão
de problemas)de problemas)
–– SistemasSistemas supervisóriossupervisórios
2727
–– SistemasSistemas supervisóriossupervisórios
–– Interfaces homemInterfaces homem--máquina (IHM)máquina (IHM)
–– Controladores programáveisControladores programáveis
–– Controle baseado em PCControle baseado em PC

28. Aspectos da automaçãoAspectos da automação
•• Necessidades da indústria:Necessidades da indústria:
–– Maior nível de qualidadeMaior nível de qualidade
–– FlexibilidadeFlexibilidade
–– Menores custosMenores custos
2828
–– Menores custosMenores custos
–– Menores perdas de materiaisMenores perdas de materiais
–– Menor custo de capitalMenor custo de capital
–– Maior controle das informações do processoMaior controle das informações do processo
–– MelhorMelhor PCP (planejamento e controle daPCP (planejamento e controle da
produção)produção)

29. Aspectos da automaçãoAspectos da automação
•• Principal componente:Principal componente:
–– CLP’s (CLP’s (controladores lógicos programáveis)controladores lógicos programáveis) -- 19681968
•• Memória programável para instruçõesMemória programável para instruções
•• Energização / desenergizaçãoEnergização / desenergização
•• TemporizaçãoTemporização
2929
•• TemporizaçãoTemporização
•• ContagemContagem
•• SequenciamentoSequenciamento
•• Operações matemáticasOperações matemáticas
•• Manipulação de dadosManipulação de dados

30. Arquitetura da Automação IndustrialArquitetura da Automação Industrial
3030

31. Arquitetura da Automação IndustrialArquitetura da Automação Industrial
•• Nível 1: Chão de fábricaNível 1: Chão de fábrica
–– Máquinas, dispositivos,Máquinas, dispositivos,
componentescomponentes
–– Ex.: Linhas e máquinasEx.: Linhas e máquinas
3131
CLP’S, Comandos, máquinas
Motores, Inversores, I/O’s

32. Arquitetura da Automação IndustrialArquitetura da Automação Industrial
•• Nível 2: SupervisãoNível 2: Supervisão
–– Informações dos nível 1Informações dos nível 1
–– IHM’sIHM’s
–– Ex.: Sala de supervisãoEx.: Sala de supervisão
3232
Supervisão e IHM

33. Arquitetura da Automação IndustrialArquitetura da Automação Industrial
•• Nível 3: controle doNível 3: controle do
processo produtivoprocesso produtivo
–– Banco de dadosBanco de dados
–– ÍndicesÍndices
3333
–– RelatóriosRelatórios
–– CEP (estatística)CEP (estatística)
–– Ex.: Avaliação e CQ emEx.: Avaliação e CQ em
processo alimentícioprocesso alimentício
Controle do ProcessoControle do Processo
ProdutivoProdutivo

34. Arquitetura da Automação IndustrialArquitetura da Automação Industrial
•• Nível 4: PlanejamentoNível 4: Planejamento
do processodo processo
–– Controle de estoquesControle de estoques
–– LogísticaLogística
PlanejamentoPlanejamento
Do ProcessoDo Processo
3434
–– Ex.: Controle deEx.: Controle de
suprimentos e estoquessuprimentos e estoques
em função daem função da
sazonalidade de umasazonalidade de uma
indústria de tecidosindústria de tecidos
Do ProcessoDo Processo

35. Arquitetura da Automação IndustrialArquitetura da Automação Industrial
•• Nível 5: AdministraçãoNível 5: Administração
dos recursosdos recursos
financeiros, vendas efinanceiros, vendas e
RH.RH.
GerênciamentoGerênciamento
GeralGeral
3535

36. ArquiteturaArquitetura
dada
AutomaçãoAutomação
3636
AutomaçãoAutomação
IndustrialIndustrial

37. Razões para Automação IndustrialRazões para Automação Industrial
•• RepetibilidadeRepetibilidade e maior qualidade na produçãoe maior qualidade na produção
•• Realização de tarefas impossíveis ou agressivas aoRealização de tarefas impossíveis ou agressivas ao
homemhomem
•• Rapidez de resposta ao atendimento da produçãoRapidez de resposta ao atendimento da produção
3737
•• Redução dos custos de produçãoRedução dos custos de produção
•• Restabelecimento mais rápido do sistema produtivoRestabelecimento mais rápido do sistema produtivo
•• Redução de áreaRedução de área
•• Possibilidade de sistemas interligadosPossibilidade de sistemas interligados

38. Variedades da AutomaçãoVariedades da Automação
•• Segundo grau de complexidade e meios deSegundo grau de complexidade e meios de
realização físicarealização física
–– Automações especializadas (menor complexidade)Automações especializadas (menor complexidade)
–– Grandes sistemas de automação (maiorGrandes sistemas de automação (maior
3838
–– Grandes sistemas de automação (maiorGrandes sistemas de automação (maior
complexidade)complexidade)
–– Automações Industriais de âmbito local ( médiaAutomações Industriais de âmbito local ( média
complexidade)complexidade)

39. Variedades da AutomaçãoVariedades da Automação
•• Automações especializadas (menorAutomações especializadas (menor
complexidade)complexidade)
–– Ex.: Interna aos aparelhos eletrônicos, telefones,Ex.: Interna aos aparelhos eletrônicos, telefones,
eletrodomésticos, automóveis.eletrodomésticos, automóveis.
3939
eletrodomésticos, automóveis.eletrodomésticos, automóveis.
–– MicroprocessadoresMicroprocessadores
–– Programação em linguagem de máquinaProgramação em linguagem de máquina
–– Memória ROMMemória ROM

40. Variedades da AutomaçãoVariedades da Automação
•• Grandes sistemas de automação (maiorGrandes sistemas de automação (maior
complexidade)complexidade)
–– Ex.: Controladores de vôos nos aeroportos,Ex.: Controladores de vôos nos aeroportos,
controle metroviário, sistemas militares.controle metroviário, sistemas militares.
4040
controle metroviário, sistemas militares.controle metroviário, sistemas militares.
–– Programação comercial e científica emProgramação comercial e científica em softwaresoftware
de tempo realde tempo real

41. Variedades da AutomaçãoVariedades da Automação
•• Automações Industriais e de serviços deAutomações Industriais e de serviços de
âmbito local (média complexidade)âmbito local (média complexidade)
–– Ex.: Transportadores, processos químicos,Ex.: Transportadores, processos químicos,
térmicos, gerenciadores de energia e de edifícios.térmicos, gerenciadores de energia e de edifícios.
4141
térmicos, gerenciadores de energia e de edifícios.térmicos, gerenciadores de energia e de edifícios.
–– CLP’sCLP’s isolados ou em redesisolados ou em redes

42. ReferênciasReferências
Apresentação adaptada de Universidade EADApresentação adaptada de Universidade EAD --
UNIPARUNIPAR
4242