Automacao - Rui Assis Homepage

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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 Assis
Exemplo de um processo
Fabricação de café
2
Rui Assis
Exemplo de um processo automatizado
Portas “mágicas” de um templo
Portas
Fogueira
Altar
Depósito de
água selado
Depósito de
ar selado
Balde
Contrapesos
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Rui Assis
Componentes de um sistema
automatizado
Distribuição
Processos
tecnológicos
Sensores de
temperatura,
pressão,
proximidade, etc.
Computadores e
autómatos
programáveis
Máquinas
Aquisição
de dados
Accionadores
Comando de
potência
Tratamento
de dados
Diálogo homem-máquina
4
Rede eléctrica,
pneumática,
hidráulica, etc.
Motores
eléctricos,
cilindros, etc.
Contactores,
variadores de
velocidade, etc.
Interruptores,
teclados, etc.
Rui Assis
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 Assis
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 Assis
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 Assis
Grupos de automação
Interruptor
Inputs
Outputs
Motor
Luz
Controlador
Temperatura
Solenóide
Caudal
Embraiagem
Pressão
Relé
Teclado
Visor
Interface Operador-controlador
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Servo-motor
Impressora
Rui Assis
Exemplo de um circuito eléctrico
com lâmpada
Interruptor
Lâmpada
Tensão (220 V; 24 V)
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Rui Assis
Exemplo de um circuito eléctrico
com lâmpada
Interruptor
Lâmpada
Tensão (220 V; 24 V)
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Rui Assis
Exemplo de um circuito eléctrico
com resistência
Interruptor
Resistência
Tensão (220 V; 24 V)
11
Rui Assis
Exemplo de um circuito eléctrico
com resistência
Interruptor
Resistência
Tensão (220 V; 24 V)
12
Rui Assis
Exemplo de um circuito eléctrico
com bobina
Interruptor
Bobina
Tensão (220 V; 24 V)
13
Rui Assis
Exemplo de um circuito eléctrico
com bobina
Interruptor
Bobina
Tensão (220 V; 24 V)
14
Rui Assis
Exemplo de um circuito eléctrico
com bobina
O interruptor pode
ser comandado
mecanicamente por
um termostato,
pressostato,
temporizador, etc.
Interruptor
Bobina
Tensão (220 V; 24 V)
15
Rui Assis
Exemplo de um encravamento
Botão START
Botão STOP
Núcleo
Electroíman
Bobina
Tensão (24 V; 12 V)
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Rui Assis
Exemplo de um encravamento
Botão START
Botão STOP
Núcleo
Electroíman
Bobina
Tensão (24 V; 12 V)
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Rui Assis
Exemplo de um encravamento
Botão START
Botão STOP
Núcleo
Electroíman
Bobina
Tensão (24 V; 12 V)
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Rui Assis
Exemplo de um encravamento
Botão START
Botão STOP
Núcleo
Electroíman
Bobina
Tensão (24 V; 12 V)
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Rui Assis
Exemplo de um encravamento
Botão START
Botão STOP
Núcleo
Electroíman
Bobina
Tensão (24 V; 12 V)
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Rui Assis
Exemplo de comando e protecção de
um motor eléctrico
(T) Térmicos – protecção
contra sobrecargas;
(F) Fusíveis (ou disjuntor)
– protecção contra
sobreintensidades
T
F
M
3~
21
Rui Assis
Exemplo de comando e protecção de
um motor eléctrico
M
3~
22
Rui Assis
Exemplo de comando e protecção de
um motor eléctrico
M
3~
23
Rui Assis
Exemplo de comando e protecção de
um motor eléctrico
M
3~
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Rui Assis
Medição de peso
Piezo-resistências
comprimida
traccionada
comprimida
25
traccionada
Sinal
Ponte de
Wheatstone
Rui Assis
Medição de temperatura
Termopar
Sinal
Ponte de
Wheatstone
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Rui Assis
Detecção de temperatura
tº
Termostato
Bobina
Tensão (220 V; 24 V)
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Rui Assis
Detecção de pressão
Pressostato
Bobina
Tensão (220 V; 24 V)
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Rui Assis
Detecção de proximidade
• Detectores de fim de curso;
•Detectores ópticos:
•Interrupção do feixe;
E
R
•Reflexão do feixe.
E
R
•Detectores indutivos;
•Detectores ultrasónicos.
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Rui Assis
Retroacção ou feed-back
Esquema do processo
Válvula
Cinta de entrada
Cinta de saída
Balança
Diagrama de blocos
Input: Peso
pretendido
+
Válvula de
controlo
Processo de
enchimento
-
Contentor cheio
Sensor de
peso
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Rui Assis
Retroacção ou feed-back
Input –
output
requerido
+
Actuador
(controlador)
Output
Processo
Sensor
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Rui Assis
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 Assis
Cilindro comandado manualmente
Posição atrás
33
Rui Assis
Cilindro comandado manualmente
Posição à frente
34
Rui Assis
Cilindro comandado manualmente e
por rolete
Posição atrás
35
Rui Assis
Cilindro comandado manualmente e
por rolete
Posição atrás
36
Rui Assis
Cilindro comandado manualmente e
por rolete
Posição à frente
37
Rui Assis
Cilindro comandado manualmente e
por rolete
Posição atrás
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Rui Assis
Cilindro comandado por válvulas de
solenóide
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Rui Assis
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 Assis
Transmissão de movimento Embraiagem
Pratos com ferodo no intervalo
Bobina
Mola de tracção
START
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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STOP
Rui Assis
Transmissão de movimento Embraiagem
Pratos com ferodo no intervalo
Bobina
Mola de tracção
START
Quando passa corrente
na bobina, a embraiagem
fecha. Quando a corrente
é interrompida, a
embraiagem abre devido
à mola de tracção.
42
STOP
Rui Assis
Interrupção de movimento - Embraiagem
Pratos com ferodo no intervalo
Mola de tracção
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
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Rui Assis
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