Introdução à Automação Sistemas de controle Prof. Jacson R. Dreher.
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Introdução à Automação
Sistemas de controle
Prof. Jacson R. Dreher
Evolução dos Sistemas de Controle
• Os sistemas automatizados podem ser divididos em três partes com funções bem definidas:– Os transdutores;– Os controladores;– Os atuadores.
Evolução dos Sistemas de Controle
Evolução dos Sistemas de Controle
• O controlador monitora o estado do processo através de transdutores e sensores (digitais e analógicos);
• O controlador utiliza algoritmos para determinar o estado das saídas;
• Os sinais elétricos da saída atuam no sistema através dos atuadores (válvulas, motores, bombas).
Evolução dos Sistemas de Controle
• Os relés eletromecânicos foram os componentes mais importantes na evolução dos sistemas de controle;
• A função de controle é definida pela forma em que os relés são associados;
• O custo de um sistema de controle baseado em relés é determinado pelo número de relés usados.
Evolução dos Sistemas de Controle
• Em plantas muito grandes, a complexidade do sistema aumenta;
• Como vantagem dos sistemas de controle com relés é a descentralização do controle;
• Como desvantagem temos a manutenção contínua, vida útil limitadas e o tempo gasto para fazer alterações.
CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMÁVEL - CLP
• O CLP é um dos equipamentos mais importantes na automação atualmente;
• É um equipamento eletrônico programável baseado em microprocessadores;
• É projetado para funcionar em ambientes industriais, podendo controlar simples máquinas até processos industriais e plantas completas;
CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMÁVEL - CLP
• O primeiro CLP surgiu em 1960 pela DEDFORD ASSOCIATES chamado de controlador modular (MODICON) em solicitação da GM nos EUA;
• O propósito era de substituir os complicados sistemas de controle das máquinas;
CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMÁVEL - CLP
• O sistema de acordo deveria mudar de acordo com as necessidades da produção;
• Encontrar defeitos também era complexo;
• Haviam painéis com centenas de relés;
CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMÁVEL - CLP
• Esses controladores deveriam ser programados facilmente pela manutenção e pelos coordenadores da planta;
• A técnica de programação deveria ser similar a substituição de peças mecânicas;
• Deveriam sobreviver em ambientes industriais (poeira, corrosão);
CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMÁVEL - CLP
• A comunicação surgiu em 1973;
• O primeiro sistema era o MODBUS da MODICON;
• Os CLP´s poderiam se comunicar com outros CLP´s distantes;
• Na mesma época entraram no mundo analógico, enviando e recebendo níveis de tensão;
CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMÁVEL - CLP
• Surgiram uma infinidade de protocolos e redes físicas incompatíveis;
• Na década de 80 surgiram as primeiras tentativas de padronização de protocolos;
• Ouve a redução do tamanho do CLP;
• O desenvolvimento de software de programação simbólica em computadores.
CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMÁVEL - CLP
• Nos anos 90 houve a redução do surgimento de novos protocolos;
• Surgiu o padrão IEC 1131-3, hoje IEC 61131-3 que funde as linguagens de programação em um padrão internacional;
• Hoje temos CLP´s programáveis em blocos de função, lista de instruções, C, em texto estruturado e seqüenciamento gráfico, todos ao mesmo tempo;
CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMÁVEL - CLP
CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMÁVEL - CLP
• Atualmente o CLP é flexível e versátil;• Permitem leitura de variáveis digitais e
analógicas;• Possuem canais de comunicação que
permitem a conexão com outro controlador ou computador (SCADA);
• Possibilita ao SCADA monitorar a operação dos CLP´s, verificar anomalias, falhas na produção, relatórios;
CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMÁVEL - CLP
• Algumas vantagens do CLP:– Menor ocupação de espaço;– Menos potência elétrica requerida menor;– Reutilização;– Programável (mudanças de requisitos de controle);– Maior Confiabilidade;– Manutenção mais fácil;– Flexibilidade, grande número de aplicações;– Permite a interface através de rede de comunicação
com outros CLPs e microcomputadores;– Projeto do sistema mais rápido.
CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMÁVEL - CLP
SISTEMAS DE SUPERVISÃO E CONTROLE
• Atualmente a maioria das plantas possui um sistema SCADA (Spervisory Control And Data Acquisition);
• Estes sistemas possuem monitores coloridos em alta resolução onde os operadores podem programar e avaliar o processo produtivo;
• O custo de desenvolvimento e manutenção de softwares tem se tornado o fator predominante nos sistemas de automação.
SISTEMAS DE SUPERVISÃO E CONTROLE
• O operador interage com o controlador através dos parâmetros de controle;
• Alguns controladores mostram o estado do processo em telas e displays;
• As funções de uma planta industrial são distribuídas entre um determinado número de controladores usualmente interligados por uma rede local (LAN) e a um computador supervisório central;
O CLP1 compara o fluxo medido ao ponto de ajuste e controla a velocidade da bomba conforme requerido para levar o fluxo ao ponto de ajuste.
O CLP2 copara o nível medido com o ponto de ajuste e controla o fluxo da válvula para levar o nível ao ponto de ajuste.
O SCADA (Spervisory Control And Data Acquisition) recebe as medições de fluxo e nível e manda os pontos de ajuste aos CLP’s.