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Sistemas
de Controle e Automação Industrial
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INTRODUÇÃO 4.2 Interfaces Homem-Máquina
– IHM
É
definido como processo um conjunto de equipamentos, espaço físico e recursos
humanos, utilizados com o objetivo de produzir um produto. Todo processo possui
as seguintes etapas:
Todo processo deve possuir uma entrada, que no caso de um processo produtivo, seria a matéria prima, o processo produtivo em si e a saída sendo o produto acabado. Através dos tempos, o controle do processo atravessou três
importantes fases na automação: a) Sistema de Atuação Manual. b) Sistema de
atuação Semi-Automática. a) Sistema de Atuação Manual.
Neste tipo de controle, o homem recebia as informações do
processo através da leitura de instrumentos, impressões visuais, sonoras e tácteis
e, baseado nestas impressões, este atuava válvulas, alavancas e botões que
alteravam o funcionamento do processo com o objetivo de obter a saída desejada.
b) Sistema de atuação Semi-Automática. Outra
forma de controle era baseada na supervisão do homem e de alguns itens de
controle que eram autônomos como, por exemplo: um motor mantinha sua velocidade
devido ao retorno recebido de um gerador de sinais acoplado mecanicamente ao próprio
eixo do motor, sendo assim a atuação do operador apenas serviria para definir
a velocidade desejada.
c) Sistema de atuação Automática.
Em
todo tipo de controle, deve-se considerar alguns itens que servirão de
parâmetro para a análise do emprego de um determinado tipo de controle a um
caso
Os
elementos abordados neste artigo, são genéricos e podem ser aplicados a
qualquer fabricante de equipamentos de automação. O
principal objetivo deste trabalho será de fornecer subsídios para o
conhecimento de profissionais e estudantes 4. Descrição de sistemas de controle dedicados a automação industrial. (Topo) O Controlador Lógico Programável (CLP) foi idealizado nos Estados Unidos da América, no final da década de 1960, pela indústria automobilística, que na época, tinha a necessidade de criar um elemento de controle versátil e, ao mesmo tempo, com uma rápida capacidade de modificação de sua programação. A Fig. 4.1.1 mostra a representação esquemática e o princípio de funcionamento de um CLP, onde cada elemento é descrito a seguir:
Fig4.1.1: Representação esquemática e o princípio de funcionamento de um CLP Nesta figura temos: CPU
(Unidade Central de Processamento): É o elemento responsável pela execução
do programa lido nas memórias. Entradas:
O CLP recebe todos os sinais provenientes de botões, sensores, chaves, entre
outros, para conhecimento do estado do processo. Uma
vez conectadas às entradas e saídas, utiliza-se um microcomputador para
programar o funcionamento desejado de um processo.
Fig. 4.1.2: O aspecto físico de um CLP (Topo) O
CLP pode receber ou enviar informações para o processo, através de sinais,
classificados como sinais digitais ou
sinais analógicos. Muitas vezes, não basta apenas saber se um elemento foi acionado ou não, mas o quanto foi acionado; Para estas situações, utilizam-se sinais analógicos. Nestes casos, são sinais que indicam um valor de uma variável através de um sinal de tensão (0 a 10Vcc; -5V a +5V; -10V a +10V) ou de corrente (0 a 20mA; 4 a 20mA). Como exemplo de sinais analógicos de entrada, tem-se: Sensores de temperatura; umidade; pressão; nível; entre outros. E, de sinais digitais de saída, tem-se: servo-mecanismos de um modo geral (como o utilizado na movimentação e posicionamento de câmeras ou outros elementos móveis) como as servo-válvulas (válvulas que abrem e fecham completamente ou parcialmente, se desejado); entre outros. Os
sinais analógicos de entradas ao serem recebidos pelo CLP, são convertidos em
números binários e se diferenciam também com respeito a sua precisão; isto
pode ser indicado pelo número de bits* compostos pelo valor obtido. Por exemplo, qual seria a
precisão de leitura de um forno industrial que possa ser aquecido de 0ºC a
1000°C, se utilizasse um sensor, que mostrasse o valor desta temperatura na
entrada analógica de um CLP, com um conversor para binário de 8 bits? Com um
valor binário que utilize 8 bits pode-se conseguir 256 combinações diferentes
entre seus bits. Portanto, dividindo-se o valor da temperatura por 256, tem-se
que, cada progressão binária representará uma variação de aproximadamente
3,9°C de temperatura no forno. Assim sendo, devido à capacidade de trabalhar com qualquer tipo de sinal, pode-se dizer que um CLP é o elemento ideal para se controlar um sistema, ou processo, seja ele, analógico ou digital. * Bits são algarismos de um sistema de contagem composto por “0” e “1” chamado de Sistema Binário . Além da possibilidade de funcionamento autônomo, o CLP pode ser integrado com outros CLP´s (não necessariamente do mesmo fabricante) através da implementação de placas de redes ProfBus, InterBus, ModBus,entre outras, que serão descritas mais adiante. |
