Introdução a sensores e automação

Introdução a sensores e automação

(Parte 6 de 9)

Diagrama Elétrico

Automação e Controle

No diagrama elétrico acima, notamos que a bobina "S" será acionada somente se os contatos "a" e "b" estiverem fechados, assim, este circuito representa uma função "E" de duas entradas (S = a . b), assim como, o bloco lógico e a porta lógica apresentados.

Funções lógicas básicas e derivadas

Existem três funções lógicas básicas: E (AND), OU (OR) e NÃO (NOT ou INVERSOR) e mais quatro derivadas destas que são as funções : NÃO E (NAND), NÃO OU (NOR), OU EXCLUSIVO (XOR) e a FUNÇÃO COINCIDÊNCIA (NEXOR) também conhecida como FUNÇÃO IGUALDADE. A seguir, estas funções serão detalhadas e mostradas nas formas algébrica, diagrama elétrico e bloco lógico.

Função NÃO (NOT ou INVERSOR)

Esta função inverte o sinal de entrada (executa a NEGAÇÃO do sinal de entrada), ou seja, se o sinal de entrada for 0 ela produz uma saída 1, se a entrada for 1 ela produz uma saída 0.

Note que o círculo traçado ao nível da saída de uma função, indica que a função ou variável correspondente está complementada, ou seja, o seu estado lógico está invertido. Na forma de expressão algébrica essa complementação é representada por uma linha horizontal traçada sobre a variável, e na forma de diagrama elétrico é representada pelo contato "r" do relé "R".

Duas funções NÃO , agrupadas em série anulam-se:

Diagrama elétrico Expressão Bloco lógico

Automação e Controle

Função E (AND)

Esta função combina dois ou mais sinais de entrada de forma equivalente a um circuito em série, para produzir um único sinal de saída, ou seja, ela produz uma saída 1, se todos os sinais de entrada forem "1"; caso qualquer um dos sinais de entrada for "0", o sinal de saída produzido será "0".

Função OU (OR)

Esta função combina dois ou mais sinais de entrada de forma equivalente a um circuito em paralelo, para produzir um único sinal de saída, ou seja, ela produz uma saída "1", se qualquer um dos sinais de entrada for igual a "1"; a função "OU" produzirá um sinal de saída igual a "0" apenas se todos os sinais de entrada forem "0".

Automação e Controle

Função NÃO E (NAND)

Esta função é equivalente a uma função "E" seguida por uma função "NÃO", isto é, ela produz uma saída que é o inverso da saída produzida pela função "E".

Função NÃO OU (NOR)

Esta função é equivalente a uma função "OU" seguida por uma função "NÃO", isto é, ela produz uma saída que é o inverso da saída produzida pela função "OU".

Automação e Controle

Função OU EXCLUSIVO (XOR)

Esta função compara os bits; ela produz saída "0" quando todos os bits de entrada são iguais e produz saída "1" quando um dos bits de entrada é diferente dos demais.

Função COINCIDÊNCIA

Esta função é equivalente a uma função "OU EXCLUSIVO" seguida por uma função "NÃO", isto é, compara os bits produzindo saída "1" quando todas as entradas são iguais e produzindo saída "0" quando pelo menos uma das entradas é diferente das demais.

Automação e Controle

Automação Industrial

Histórico da Automação Industrial

Automação no início da revolução industrial

Sincronização mecânica de máquinas, onde, com apenas um acionador e todo um intrincado sistema mecânico, se conseguia realizar várias tarefas, como é o caso, ainda de hoje, de algumas máquinas. Ex.: Máquinas de Corte e Solda de Plástico - Um só motor para efetuar o avanço do produto e as operações de corte, soldagem e empilhagem do produto. Linha de Montagem, onde várias máquinas e/ou operadores eram colocados “em linha”, numa seqüência tal que, a partir de subprodutos se chegasse ao final da linha com um produto acabado. Cada máquina ou processo era desprovido de controles e a interação entre as máquinas era realizada pelos operadores. Nos processos que exigiam controle de grandezas físicas como temperatura, pressão, vazão, etc..., esses controles eram inteiramente manuais, baseados em instrumentos de medição rudimentares. Surgem os indicadores de temperatura, pressão, etc..., baseados em princípios físicos (ex.: dilatação de materiais), permitindo a visualização das grandezas. O controle continua a ser manual. O passo seguinte foi o surgimento dos instrumentos de controle automático (pneumáticos) que manobravam automaticamente os atuadores, visando manter a grandeza controlada em um valor definido (“Set-point”).

Segunda Guerra Mundial

Durante a 2a Guerra a noção de controle de processo foi largamente expandida. Nesta época foram aprimorados, em nível de aplicação militar, os controles de servo mecanismos elétricos e hidráulicos. No pós-guerra, os princípios desenvolvidos para os armamentos foram adaptados as aplicações industriais. A indústria pode contar, ainda, com um grande contingente de mãode-obra qualificada para o desenvolvimento e manutenção destes novos equipamentos.

As duas grandes divisões da Automação Industrial

automação de máquinas, transporte de materiais, etc(ANIMAÇÃO).

Automação de Manufatura: Segmento representado pelos equipamentos de controle da Controle de Processo: Segmento representado pelos equipamentos de monitoração e controle de grandezas físicas de um processo.

Anos 50

Com a invenção do Transistor, surgem os instrumentos eletrônicos analógicos para o controle de processo, que rapidamente ganham terreno frente aos pneumáticos, devido a seu tamanho reduzido e a facilidade de calibração e transmissão dos sinais.

Automação e Controle

Surgem os primeiros Variadores de Velocidade para motores c, em substituição aos reostatos de controle manual.

Lógica de comando das máquinas (comando de motores, cilindros, etc...) feita com dispositivos Eletromecânicos (contatores e reles), conhecida como Lógica a Relés.

Anos 60

Surge o conceito de Eletrônica Digital, a princípio com o advento de Portas Lógicas Discretas e também os primeiros COMPUTADORES e as primeiras tentativas de utilização dos mesmos em controle de processo, sem muito sucesso, devido a:

¾ custo elevado ¾ baixa velocidade de processamento

¾ memória de armazenamento de dados limitada

¾ linguagens de programação de domínio restrito

¾ baixa confiabilidade

No fim dos anos 60, com o advento dos CI’s, surgem os primeiros Controladores Lógicos Programáveis. Vantagens em relação a Lógica à Relés : ¾ Podiam ser aplicados a diferentes processos e máquinas, ao contrario da lógica à relés que eram dedicados a cada processo.

¾ Permitiam a alteração dos ciclos de máquina por modificação do programa, sem necessidade de alterações no cabeamento.

Problemas: ¾ Custo elevado

¾ Baixa confiabilidade

Anos 70 e 80

(Parte 6 de 9)

Comentários