Fundamentos e Níveis da Automação Industrial
O que é Automação?
A automação é a tecnologia utilizada para realizar processos ou procedimentos sem o auxílio direto de pessoas.
Elementos Básicos de um Sistema Automatizado
- Energia: Necessária para concluir o processo e operar o sistema.
- Programa: Conjunto de instruções para orientar o processo.
- Sistema de controle: Responsável por executar as instruções definidas.
Tipos de Energia
- Elétrica.
- Mecânica.
- Térmica.
- Fontes alternativas: combustíveis fósseis, hídrica, solar e eólica.
A energia é essencial para as funções de manuseio de materiais, como a carga e descarga de insumos.
Energia na Automação
A energia é necessária para as seguintes funções fundamentais:
- Unidade de controle: Uso de controladores modernos para ler as instruções do programa, realizar cálculos, controlar e executar as instruções para transmitir comandos para os dispositivos de acionamento.
- Energia para ativar os sinais de controle: Os comandos enviados pela unidade de controle são realizados por dispositivos eletromecânicos chamados atuadores. Os comandos são comumente transmitidos através de sinais de controle de baixa tensão.
- Coleta e tratamento de informação: A informação deve ser coletada e utilizada como entrada em algoritmos de controle. Além disso, pode ser necessário monitorar o desempenho do processo ou a qualidade do produto. Estas funções requerem energia, mesmo que em quantidades modestas.
Sistemas de Controle
O sistema de controle de um sistema automatizado serve para executar o programa e fazer com que o processo realize sua função definida. Os sistemas de controle podem ser de dois tipos:
Sistemas de Controle de Malha Fechada
Em um controle de malha fechada (closed-loop), a variável de saída é comparada com um parâmetro de entrada, e qualquer diferença entre os dois é usada para ajustar a saída de forma que ela seja consistente com a entrada.
Sistemas de Controle de Malha Aberta
Um sistema de controle de malha aberta (open-loop) opera sem feedback e sem medir a variável de saída. Portanto, não há comparação entre o valor real de saída e o valor desejado no parâmetro de entrada.
Funções Avançadas de Automação
Funções relativas à melhoria do desempenho e segurança dos equipamentos, tais como:
- Monitoramento de segurança.
- Diagnóstico e reparação.
- Detecção de erros e recuperação de falhas.
Monitoramento de Segurança
Respostas do sistema de segurança:
- Parar o sistema.
- Acionamento de alarmes sonoros.
- Desaceleração dos processos.
- Tomar medidas para corrigir a violação da segurança.
Tipos de sensores:
- De limite e fotoelétrico.
- Temperatura e fumaça.
- Pressão e visão.
Níveis de Automação
O conceito de sistemas automatizados pode ser aplicado a diferentes níveis de operações da fábrica. Normalmente, associamos a automação à produção em máquinas individuais. No entanto, a própria máquina de produção é composta por subsistemas que também podem ser automatizados.
Podemos identificar cinco níveis possíveis de automação em uma planta de produção, conforme detalhado na figura a seguir:
