Livro de referência sobre automação industrial

FUMEP – Fundação Municipal de Ensino de Piracicaba

EEP – Escola de Engenharia de Piracicaba

COTIP – Colégio Técnico Industrial de Piracicaba

CURSO DE AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL

Prof. Msc. Marcelo Eurípedes da Silva

Piracicaba, 05 de Setembro de 2007

Apostila de Automação Industrial – Prof. Marcelo Eurípedes – Página 2 - 2

1 - Introdução

A palavra automação está diretamente ligada ao controle automático, ou seja ações

que não dependem da intervenção humana. Este conceito é discutível pois a “mão do

homem” sempre será necessária, pois sem ela não seria possível a construção e

implementação dos processos automáticos. Entretanto não é o objetivo deste trabalho este

tipo de abordagem filosófica, ou sociológica.

Historicamente, o surgimento da automação está ligado com a mecanização, sendo

muito antigo, remontando da época de 3500 e 3200 a.C., com a utilização da roda. O

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

esforço braçal por outros meios e mecanismos, liberando o tempo disponível para outros

afazeres, valorizando o tempo útil para as atividades do intelecto, das artes, lazer ou

simplesmente entretenimento (Silveira & Santos, 1998). Enfim, nos tempos modernos,

entende-se por automação qualquer sistema apoiado em microprocessadores que substitua

o trabalho humano.

Atualmente a automação industrial é muito aplicada para melhorar a produtividade e

qualidade nos processos considerados repetitivos, estando presente no dia-a-dia das

empresas para apoiar conceitos de produção tais como os Sistemas Flexíveis de

Manufatura e até mesmo o famoso Sistema Toytota de Produção.

Sob o ponto de vista produtivo, a automação industrial pode ser dividida em três

classes: a rígida, a flexível e a programável, aplicadas a grandes, médios e pequenos lotes

de fabricação, respectivamente (Rosário, 2005).

Ainda segundo Rosário (2005), a automação industrial pode ser entendida como uma

tecnologia integradora de três áreas: a eletrônica responsável pelo hardware, a mecânica na

forma de dispositivos mecânicos (atuadores) e a informática responsável pelo software que

irá controlar todo o sistema. Desse modo, para efetivar projetos nesta área exige-se uma

grande gama de conhecimentos, impondo uma formação muito ampla e diversificada dos

projetistas, ou então um trabalho de equipe muito bem coordenado com perfis

interdisciplinares. Os grandes projetos neste campo envolvem uma infinidade de

profissionais e os custos são suportados geralmente por grandes empresas.

Recentemente, para formar profissionais aptos ao trabalho com automação, surgiu a

disciplina “mecatrônica”. Entretanto é uma tarefa muito difícil a absorção de forma completa

todos os conhecimentos necessários, e este profissional com certeza se torna um

“generalista” que eventualmente pode precisar da ajuda de especialistas de outras áreas.

Este ainda é um desafio didático a ser resolvido, mas ainda existe uma alternativa que é a

criação de equipes multidisciplinares.

Apostila de Automação Industrial – Prof. Marcelo Eurípedes – Página 3 - 3

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

indústria, como é o caso das usinas de cana e açúcar. A diferença está no número de

elementos monitorados e controlados, denominados de “pontos”. Estes podem ser simples

válvulas ou servomotores, cuja eletrônica de controle é bem complexa. De uma forma geral

o processo sob controle tem o diagrama semelhante ao mostrado na figura 1.1, onde os

citados pontos correspondem tanto aos atuadores quanto aos sensores.

Figura 1.1 – Diagrama simplificado de um sistema de controle automático

Os sensores são os elementos que fornecem informações sobre o sistema,

correspondendo as entradas do controlador. Esses podem indicar variáveis físicas, tais

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

um cilindro pneumático.

Os atuadores são os dispositivos responsáveis pela realização de trabalho no

processo ao qual está se aplicando a automação. Podem ser magnéticos, hidráulicos,

pneumáticos, elétricos, ou de acionamento misto.

O controlador é o elemento responsável pelo acionamento dos atuadores, levando

em conta o estado das entradas (sensores) e as instruções do programa inserido em sua

memória. Neste curso esses elemento será denominado de Controlador Lógico Programável

(CLP).

A completa automatização de um sistema envolve o estudo dos quatro elementos da

figura 1.1, seja o sistema de pequeno, médio ou