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Rui Assis1
Automação
• Máquinas a vapor há 2 séculos;
• Controlo manual;
• Automação = Controlo autónomo dos processos através de computadores ou autómatos programáveis;
• Intervenção humana.
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Rui Assis2
Exemplo de um processoFabricação de café
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Rui Assis3
Exemplo de um processo automatizadoPortas “mágicas” de um templo
Portas
Fogueira
Altar Depósito de ar selado
BaldeDepósito de água selado
Contrapesos
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Rui Assis4
Componentes de um sistema automatizado
Distribuição
Máquinas Accionadores
Tratamento de dados
Aquisição de dados Comando de
potência
Diálogo homem-máquina
Rede eléctrica, pneumática,
hidráulica, etc.
Processos tecnológicos
Contactores, variadores de
velocidade, etc.
Interruptores, teclados, etc.
Motores eléctricos,
cilindros, etc.
Sensores de temperatura,
pressão, proximidade, etc.
Computadores e autómatos
programáveis
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Rui Assis5
Níveis de um sistema automatizado
• Nível 1 – Máquinas e dispositivos de comando;
• Nível 2 – Controlo dos dispositivos (computadores e autómatos programáveis);
• Nível 3 – Gestão da produção (recolha e tratamento de dados);
• Nível 4 – Gestão global (produção, armazéns, distribuição, etc.).
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Rui Assis6
Grupos de automação
•Dispositivos de comando e potência;•Contactores e disjuntores;
•Relés;
•Temporizadores;
•Arrancadores;
•Variadores de velocidade;
•Programadores electrónicos.
•Actuadores;•Eléctricos;
•Pneumáticos;
•Hidráulicos.
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Rui Assis7
Grupos de automação
•Sistemas de tratamento de dados;•Autómatos programáveis;
•Redes de comunicação.
•Interfaces homem-máquina;•Unidades de comando e de sinalização;
•Botoneiras;
•Teclados e terminais.
•Dispositivos de aquisição de dados;•Processos contínuos: Sensores de fluxo, temperatura, pressão, velocidade, aceleração;
•Processos discretos: Nível, composição, peso, volume, tensão, compressão, posição, presença, visão.
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Rui Assis8
Grupos de automação
InputsOutputs
Controlador
Motor
Servo-motor
Solenóide
Embraiagem
Relé
Visor
Impressora
Interruptor
Luz
Temperatura
Caudal
Pressão
Teclado
Interface Operador-controlador
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Rui Assis9
Exemplo de um circuito eléctricocom lâmpada
Tensão (220 V; 24 V)
LâmpadaInterruptor
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Rui Assis10
Tensão (220 V; 24 V)
LâmpadaInterruptor
Exemplo de um circuito eléctricocom lâmpada
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Rui Assis11
Tensão (220 V; 24 V)
ResistênciaInterruptor
Exemplo de um circuito eléctricocom resistência
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Rui Assis12
Tensão (220 V; 24 V)
InterruptorResistência
Exemplo de um circuito eléctricocom resistência
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Rui Assis13
Exemplo de um circuito eléctricocom bobina
Tensão (220 V; 24 V)
BobinaInterruptor
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Rui Assis14
Tensão (220 V; 24 V)
InterruptorBobina
Exemplo de um circuito eléctricocom bobina
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Rui Assis15
Exemplo de um circuito eléctricocom bobina
O interruptor pode ser comandado
mecanicamente por um termostato,
pressostato, temporizador, etc.
Tensão (220 V; 24 V)
BobinaInterruptor
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Rui Assis16
Exemplo de um encravamento
Tensão (24 V; 12 V)
Botão STOPBotão START
Electroíman
Bobina
Núcleo
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Rui Assis17
Exemplo de um encravamento
Tensão (24 V; 12 V)
Botão STOPBotão START
Electroíman
Bobina
Núcleo
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Rui Assis18
Exemplo de um encravamento
Tensão (24 V; 12 V)
Botão STOPBotão START
Electroíman
Bobina
Núcleo
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Rui Assis19
Exemplo de um encravamento
Tensão (24 V; 12 V)
Botão STOPBotão START
Electroíman
Bobina
Núcleo
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Rui Assis20
Exemplo de um encravamento
Tensão (24 V; 12 V)
Botão STOPBotão START
Electroíman
Bobina
Núcleo
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Rui Assis21
Exemplo de comando e protecção de um motor eléctrico
M3 ~
(T) Térmicos – protecção contra sobrecargas;
(F) Fusíveis (ou disjuntor) – protecção contra sobreintensidades
T
F
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Rui Assis22
Exemplo de comando e protecção de um motor eléctrico
M
3 ~
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Rui Assis23
Exemplo de comando e protecção de um motor eléctrico
M
3 ~
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Rui Assis24
Exemplo de comando e protecção de um motor eléctrico
M
3 ~
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Rui Assis25
Medição de peso
Piezo-resistências
traccionada
traccionadacomprimida
comprimida
Sin
al
Ponte de Wheatstone
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Rui Assis26
Medição de temperatura
Termopar
Sin
al
Ponte de Wheatstone
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Rui Assis27
Detecção de temperatura
Tensão (220 V; 24 V)
Bobina
Termostatotº
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Rui Assis28
Detecção de pressão
Tensão (220 V; 24 V)
Bobina
Pressostato
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Rui Assis29
Detecção de proximidade
E R
RE
• Detectores de fim de curso;
•Detectores ópticos:•Interrupção do feixe;
•Detectores indutivos;
•Detectores ultrasónicos.
•Reflexão do feixe.
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Rui Assis30
Retroacção ou feed-back
Input: Peso pretendido Contentor cheio
Válvula de controlo
Processo de enchimento
Sensor de peso
Diagrama de blocos
+
-
Cinta de saídaCinta de entrada
Esquema do processo
Válvula
Balança
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Rui Assis31
Retroacção ou feed-back
Actuador(controlador)
Processo
Sensor
+
-
Output
Input – output
requerido
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Rui Assis32
Actuadores
•Válvulas de solenóide;
•Relés;
•Cilindros;
•Motores eléctricos:•Servomotores de c.c. (controlo preciso de posição, velocidades variáveis elevadas e grandes binários);
•Motores síncronos de c.a. (mono, bi ou trifásico) (velocidade constante e função da frequência, + pequeno, + leve que um motor equivalente de c.c.);
•Motores de c.c.;•Motores passo a passo (tensão variável, binário e velocidade inversamente proporcionais, controlo preciso de posição);
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Rui Assis33
Posição atrás
Cilindro comandado manualmente
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Rui Assis34
Cilindro comandado manualmente
Posição à frente
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Rui Assis35
Cilindro comandado manualmente e por rolete
Posição atrás
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Rui Assis36
Cilindro comandado manualmente e por rolete
Posição atrás
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Rui Assis37
Cilindro comandado manualmente e por rolete
Posição à frente
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Rui Assis38
Cilindro comandado manualmente e por rolete
Posição atrás
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Rui Assis39
Cilindro comandado por válvulas de solenóide
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Rui Assis40
Transmissão de movimento
• Rodas de atrito;•Engrenagens:
•cilíndricas (eixos paralelos);•cónicas (eixos concorrentes);•Torsas (eixos não complanares);•Cremalheira;
•Correias;•planas;•trapezóidais;•dentadas.
•Correntes;
•Cabos.
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Rui Assis41
Transmissão de movimento - Embraiagem
Bobina
START
STOP
Mola de tracção
Pratos com ferodo no intervalo
Quando passa corrente na bobina, a embraiagem fecha. Quando a corrente
é interrompida, a embraiagem abre devido
à mola de tracção.
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Rui Assis42
Transmissão de movimento - Embraiagem
Bobina
START
STOP
Mola de tracção
Pratos com ferodo no intervalo
Quando passa corrente na bobina, a embraiagem fecha. Quando a corrente
é interrompida, a embraiagem abre devido
à mola de tracção.
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Rui Assis43
Interrupção de movimento - Embraiagem
Mola de tracção
Pratos com ferodo no intervalo
Quando o binário resistente do veio mandado ultrapassa o binário de atrito,
verifica-se escorregamento, o qual é detectado pelo sensor que desliga o motor
Sensor