V i - IFSP

Sistemas de Controle
Processo
Atuação
Medição
Controle
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Definições
Medição  Responsável pela transformação da
grandeza que se deseja controlar num sinal que
possa ser manipulado pelo sistema de controle.
Atuação  Responsável pela transformação do
sinal de saída do controlador no sinal que possa
comandar a variável de entrada do sistema que
está sob controle.
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Processo  Operação que evolui
progressivamente e que se constitui por uma
série de ações controladas objetivando um
particular resultado.
Controle realimentado  É uma operação que
na presença de distúrbios , tende a reduzir a
diferença entre a saída de um sistema e a entrada
de referência.
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Realimentação Manual
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Controle Automático
Processo
Atuador
Medição
Interfaces
Saídas
CPU
Memórias
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Automação Industrial
Conjunto de técnicas destinadas a
tornar automáticos vários processos
numa indústria.
• Comando Numérico
• Controlador Programável
• Sistemas CAD/CAM
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Contatores e Relés
contatos eletromecânicos
Desvantagens
Fadiga e desgaste dos contatos eletromecânicos
• Velocidade limitada
•Grandes Gabinetes e painéis de lógica
• Pouco flexível à alterações de lógica
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Processadores
Conceitos Básicos
Tem como função, coletar os dados dos
cartões de entrada de um CP, efetuar o
processamento conforme o programa
armazenado na memória, e enviar ao cartões
de saída como resposta ao processamento
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Unidade Central
de Processamento
Os fabricantes de CP utilizam dois tipos de
componentes para o papel de UCP:
Microprocessador
Necessita de componentes periféricos para a sua
operacionalização.
Microcontrolador
Contém incorporado a UCP, memória RAM,
ROM, interface serial, paralela, contador,
temporizador, circuito oscilador, etc.
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Controlador Programável
Equipamentos
eletrônicos
programáveis
destinados a
substituir sistemas
controlados por
dispositivos
eletromecânicos
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Características básicas de um
Controlador Programável
• Hardware de controle de fácil e rápida
programação ou reprogramação, com a mínima
interrupção da produção;
• Capacidade de operação em ambiente industrial;
• Sinalizadores de estado e módulos do tipo plug-in
de fácil manutenção e substituição;
• Hardware ocupando espaço reduzido e
apresentando baixo consumo de energia;
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Características básicas de um CP
Possibilidade de monitoração do estado e
operação do processo ou sistema;
Compatibilidade com diferentes tipos de sinais
de entrada e saída;
Capacidade de alimentar, de forma contínua ou
chaveada, cargas que consomem correntes de até
2A;
Hardware de controle que permite a expansão
dos diversos tipos de módulos, de acordo com a
necessidade;
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Características básicas de um CP
Custo de compra e instalação competitivo
em relação aos sistemas de controle
convencionais;
Possibilidade de expansão da capacidade de
memória;
Conexão com outros CPs através de rede de
comunicação.
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Histórico dos CP’s
Década de 60 - surgimento na indústria automobilistica americana para
substituição de painéis de relés.
Necessidades:
Menor espaço
Maior confiabilidade
Maior flexibilidade
Década de 70 - surgimento do microprocessador.
Aumento das capacidades
Variáveis analógicas
Instruções aritméticas
Armazenamento de dados (controle de produção)
Década de 80/90- avanços na microeletrônica.
Processadores mais velozes:
Capacidade de comunicação (redes de Alta Velocidade)
Linguagens Estruturadas
Multiprocessamento
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Vantagens do uso do CP
Menor espaço ocupado
Menor potência elétrica
requerida
Reutilização
Programabilidade
Confiabilidade
Manutenção simplificada
(autodiagnose)
Flexibilidade
Projeto de sistemas mais
rápido
Conexão com sistemas de
supervisão e controle
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Conceitos Básicos de CP
 Ponto de Entrada
Sinal recebido pelo CP, a partir de dispositivos ou
componentes externos (sensores) como micro chaves,
botões, termopares, etc.
 Ponto de Saída
Sinal produzido pelo CP para acionar dispositivos ou
componentes externos (atuadores) como lâmpadas,
motores, solenóides, etc.
 Programa
Lógica existente entre os pontos de entrada e de saída que
executa as funções desejadas.
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Sistema Controlador de Posição
Servo Posicionador
_
+
Acoplamento Mecânico
Eixo do Potenciômetro e
engrenagem
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Amplificador Operacional
v1
+
vo
v2
vo = A (v+ - v-)
_
v1= Tensão Aplicada à Entrada Não Inversora
v2 = Tensão Aplicada à Entrada Inversora
A = Ganho de Tensão em Malha Aberta
vo = Tensão de Saída
Fonte Simétrica
v+
+
V+
vo
v-
_
V+ = Tensão de Alimentação Positiva
V- = Tensão de Alimentação Negativa
V-
Amplificador Inversor
R2
R1
_
Vo
+
Vi
Vo = - ( R2 / R1 ) Vi
Amplificador Não-inversor
+
R1
_
R2
Vo = (1 + R2 / R1 ) Vi