TIPOS DE PESQUISA

1
SISTEMAS PRODUTIVOS II ENG 09014

Dia 23 de outubro Estudos para P1
PROFa. Giovana Savitri Pasa
giovanapasa_at_producao.ufrgs.br 2012-2
2
A- Etapas na aplicação de tecnologias
1 - Compreensão do processo 2 - Simplificação do
processo 3 Uso de uma tecnologia
PROFa. Giovana Savitri Pasa
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3
ENG 09014

B- Possibilidades de aplicação de tecnologias
Fabricação
4
ENG 09014

• 1. Especialização das Operações equipamentos
  dedicados
• máquina de costura para zíper

5
ENG 09014

• 2. Operações combinadas
• - mais de uma operação na mesma máquina

impressora rotativa de jornal
6

• 3. Simultaneidade de Operações
• Realizar ao mesmo tempo, na mesma estação de
  trabalho, mais de uma operação

ENG 09014

kit injetado simultaneamente
canal de injeção
7
ENG 09014

• 4. Integração de Operações
• dispositivos de manuseio para transferir as peças
  entre as estações o produto precisa ser
  seqüenciado uma única vez

linha de abate de frangos
8
ENG 09014

• 5. Aumento da Flexibilidade
• mesmo equipamento produz diversos tipos
  (variedades)

Máquina de corte por jato de água CNC
9

• 6. Aperfeiçoamento do manuseio e armazenagem de
  materiais

ENG 09014

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10
Possibilidades de aplicação de tecnologias
ENG 09014

• Inspeção e controle

11
ENG 09014

• 7. Inspeção On line
• na fonte
• informativa
• por julgamento
• 100
• Amostragem
• Sucessiva
• Auto-inspeção

12
ENG 09014

• classificação qto ao foco

CQZD
na fonte causas qualidade da água
por julgamento separa o que está sem qualidade
informativa analisa e informa onde defeito é
gerado
12
13
ENG 09014

• classificação qto à quantidade

CQZD
100 poka yoke
amostragem
13
14
ENG 09014

• classificação qto ao sujeito

CQZD
auto inspeção
sucessiva
posto 1
posto 2
posto 1
14
15
ENG 09014

• 8. Controle e Otimização do Processo

saída
entrada
processo
entrada
16
ENG 09014

• 9. Controle de Operações da Planta

• sistemas supervisórios

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ENG 09014

• 10. CIM manufatura integrada por computador

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ENG 09014

C - Caminhos para a Automação
Fabricação de espadas
19
ENG 09014

19
20
ENG 09014

20
21
SISTEMAS PRODUTIVOS II ENG 09014

• D-
• Automação utilização de tecnologia para
  realizar um processo ou procedimento sem a
  assistência humana

22
SISTEMAS PRODUTIVOS II ENG 09014

• E
• Tipos de Variáveis
• Contínuas
• Discretas

23
SISTEMAS PRODUTIVOS II ENG 09014

• contínuas
• são definidas para qualquer valor no intervalo
  considerado

ex. tensão, temperatura
24
SISTEMAS PRODUTIVOS II ENG 09014

2) Discretas Pode assumir somente determinados
valores dentro do intervalo considerado. Podem
ser 2.1 Discretas não-binárias 2.2 Discretas
binárias
25
SISTEMAS PRODUTIVOS II ENG 09014

2.1 Discretas não-binárias Podem assumir uma
gama limitada de valores num determinado
intervalo. Ex. número de peças na manutenção a
cada hora do dia
horário (h)
26
SISTEMAS PRODUTIVOS II ENG 09014

2.2 Discretas binárias Pode assumir somente dois
valores ao longo do tempo (ligado-desligado 0-1
ligado
desligado
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SISTEMAS PRODUTIVOS II ENG 09014

3. Tipos de variáveis 3.1 Analógicas 3.2
Digitais
27
28
SISTEMAS PRODUTIVOS II ENG 09014

3.1 Analógicas São variáveis contínuas que são
análogas a uma variável de interesse. Ex. A
tensão medida no termopar é proporcional à
diferença de temperatura entre as duas junções
28
29
SISTEMAS PRODUTIVOS II ENG 09014

3.2 Digitais
Sinais digitais são uma combinação de sinais
lógicos e podem ser apresentados em diversas
combinações
29
30
SISTEMAS PRODUTIVOS II ENG 09014

4- conversão analógica - digital
30
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SISTEMAS PRODUTIVOS II ENG 09014

6,8 V
6,8 V
pulsos modulados em amplitude
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ENG 09014

• Metodo de aproximação sucessiva
• Tem-se uma voltagem de referência 5 Volts
• Valor a ser convertido é 6,8
• 6,8gt5 então bit1
• 6,8-5 1,8
• 1,8gt2,5 falso entao bit0
• 1,8gt1,25 entao bit1
• 1,8-1,250,55
• 0,55gt0,625 falso entao bit0
• 0,55gt0,312 entao bit1
• 0,55-0,3120,238
• 0,238gt0,156 entao bit1
• Usamos 6 bits
• Entao 6,8 v decimal passou a 101011 em digital
• Para conferirmos

32
33
Dúvida 6,8 v decimal passou a 101011 em
digital ?? Para conferirmos 1502,511,2500
,62510,31210,1566,718 v A dúvida que surgiu
em aula Se convertemos 101011 para
binário Trata-se de uma questão de escala, por
termos utilizado um dispositivo físico com tensão
de referência de 5 volts. Veja a seguir
ENG 09014

33
34
ENG 09014

34
35
SISTEMAS PRODUTIVOS II ENG 09014

• F
• Sistemas de controle
• Tipos
• contínuo
• b) discreto

36
SISTEMAS PRODUTIVOS II ENG 09014

• sistema de controle contínuo
• Exemplo
• Saída de uma reação química que depende de
  temperatura, pressão e vazão de entrada de
  reagentes

37
SISTEMAS PRODUTIVOS II ENG 09014

b) sistemas de controle discreto Neste caso, as
variáveis são modificadas em momentos discretos
do tempo. As mudanças são ocasionadas por eventos
ou pela passagem do tempo
http//www.youtube.com/watch?vwg8YYuLLoM0
38

• G - SENSORES
• Existe uma ampla variedade de medidores usados na
  manufatura
• Medidor SENSOR TRANSDUTOR
• SENSOR detecta uma variável física de interesse,
  por exemplo
• - pressão, temperatura, força
• TRANSDUTOR transforma essa variável em outro
  tipo de energia

39

• H-
• TRANSDUTOR transforma um tipo de energia noutro
  tipo
• - temperatura em uma corrente
• - pressão em uma voltagem
• força em uma voltagem
• voltagem em rotação

40
SISTEMAS PRODUTIVOS II ENG 09014

• 1- Chave bimetálica -
• - são duas lâminas de metal de coeficientes de
  dilatação diferentes coladas juntas
• - a uma mesma temperatura, o metal que se
  dilatar mais provocará uma curvatura no outro
  metal
• - as mudanças de temperatura provocam a abertura
  ou fechamento de um contato.

41
SISTEMAS PRODUTIVOS II ENG 09014

• Chave bimetálica -
• pode desligar um equipamento por ter atingido
  uma temperatura muito alta (segurança)

41
42
SISTEMAS PRODUTIVOS II ENG 09014

• 2- Tacômetro
• É um gerador que produz uma tensão proporcional
  à velocidade medida.
• Aplicações
• - manter a rotação de um equipamento em níveis
  desejados
• - acionar frenagem de segurança, etc

42
43
SISTEMAS PRODUTIVOS II ENG 09014

• 3 - Dinamômetro
• Capaz de medir forças.
• Deformação pela força
  Voltagem

43
44
SISTEMAS PRODUTIVOS II ENG 09014

• Efeito piezoelétrico - Fenômeno observado em
  cristais nos quais deformações mecânicas provocam
  polarizações elétricas seguindo determinadas
  direções.
• Medir pressão, força...
• Piezo - Unidade de medida de pressão a pressão
  exercida por uma força de 103 que age
  perpendicular e uniformemente sobre uma área de
  um metro quadrado. Vale 103 N/m2

44
45
SISTEMAS PRODUTIVOS II ENG 09014

• 4- Bóia
• Simples dispositivo que flutua sobre um fluido.
• Transmite um ângulo de inclinação do braço a que
  está preso.
• Essa inclinação tem uma relação com o nível de
  fluido.

45
46
SISTEMAS PRODUTIVOS II ENG 09014

• 4- Bóia

47
SISTEMAS PRODUTIVOS II ENG 09014

• 5 - chave de fim de curso
• Transforma uma posição limite num tensão,
  acionando um contato.
• Ex. alimentador

47
48
SISTEMAS PRODUTIVOS II ENG 09014

• 6 - encoder ótico
• Usado para medir uma velocidade.
• Consiste de um disco com ranhura, o qual separa
  uma fonte de luz de uma fotocélula.

48
49
SISTEMAS PRODUTIVOS II ENG 09014

• 6 - encoder ótico
• Na medida em que o disco gira, ele transforma a
  luz em pulsos com freqüência maior ou menor,
  dependendo da velocidade.
• Velocidade freqüência de pulsos

49
50
SISTEMAS PRODUTIVOS II ENG 09014

• 7 - sensor fotoelétrico
• Consiste de um emissor - fonte de luz - e de um
  receptor - célula fotoelétrica.
• - Acionado por continuidade
• - Acionado por bloqueio
• Luz voltagem

50
51
SISTEMAS PRODUTIVOS II ENG 09014

• 8 - Arranjo fotoelétrico
• Consiste de um arranjo de sensores fotoelétricos.
  
• Serve para indicar a altura ou largura de um
  objeto, na medida em que o objeto irá bloquear
  alguns dos sensores do arranjo.
• dimensão voltagens

51
52
SISTEMAS PRODUTIVOS II ENG 09014

• 9 - Potenciômetro
• Consiste de um resistor e de um contatoo
  deslizante.
• A posição do contato se transforma numa
  resistência.
• posição resistência

52
53
SISTEMAS PRODUTIVOS II ENG 09014

• 10 - Strain gage
• O tensionamento físico é transformado numa
  variação de resistência.
• tensão resistência

53
54
SISTEMAS PRODUTIVOS II ENG 09014

• 11 - Termistor
• Na medida em que aumenta a temperatura do
  material (semicondutor) diminui a resistência.
• temperatura resistência

54
55
SISTEMAS PRODUTIVOS II ENG 09014

• 12 - Termopares
• Termômetro, especialmente para altas
  temperaturas.
• temperatura voltagem

55
56
SISTEMAS PRODUTIVOS II ENG 09014

• 12 - Termopares
• Baseia-se no fenômeno observado por Seebeck,
  estudado por Peltier e Thomson
• p.31
• A diferença de temperatura entre as junções de
  dois metais diferentes gera uma diferença de
  potencial (voltagem) entre essas junções.

56
57
SISTEMAS PRODUTIVOS II ENG 09014

• 12 - Termopares
• A diferença de potencial (voltagem) é
  proporcional à temperatura.
• Uma das extremidades na fonte de calor a ser
  medida e outra na temperatura ambiente ou de
  referência.
• Pequena voltagem - é amplificada.

57
58
SISTEMAS PRODUTIVOS II ENG 09014

• H-
• Características desejáveis dos dispositivos de
  medição
• A) Alta Acurácia - A medida deve conter um erro
  pequeno e sistemático em relação ao valor real
• B) Alta Precisão - A variabilidade aleatória ou
  ruído devem ser baixos.

58
59
SISTEMAS PRODUTIVOS II ENG 09014

• C) Resposta rápida
• Capacidade do dispositivo de responder
  rapidamente às mudanças na variável medida.
• D) Facilidade de calibração - estabelecer a
  relação entre a variável de saída e o que se
  deseja medir

59
60
SISTEMAS PRODUTIVOS II ENG 09014

• E) Mínimo drift - drift é a tendência a
  descalibrar com o tempo
• F) Alta confiabilidade - robusto para operar em
  ambientes agressivos, sem gerar falhas
• G) Baixo custo, em relação ao benefício

61
Níveis de automação
5
2
3
4
1
Célula ou
Dispositivo
Máquina
Planta
corporativo
Sistema
Sensor,
Máquinas
Grupos máquinas
Sistema de
Informações
atuador
individuais (CN),
( células, linhas)
Produção
corporativas
esteiras
62
I-Controle Numérico - CN

• O Controle numérico (NC) é uma forma de
  automação programável na qual as ações mecânicas
  de um equipamento ou da ferramenta de uma máquina
  são controladas por um programa contendo dados
  alfanuméricos codificados (GROOVER, 2001).

63
Máquina-ferramenta

• Máquina dotada de um conjunto de ferramentas
  acionadas mecanicamente, e que se destina a dar
  forma à matéria-prima

64

• As máquinas de CNC utilizam sistemas de
  coordenadas para posicionar um cabeçote (onde
  está presa uma ferramenta) em relação a uma peça
  que está sendo processada.

65
CNC
66
Sistemas de coordenadas

• Eixos das coordenadas
• coordenadas Cartesianas
• o plano horizontal definido como xy
• e o vertical como z.

67
Sistemas de coordenadas

• peças planas são utilizados os eixos x, y, z.
• peças rotacionais cada eixo possui também uma
  referência angular
• eixo x ? ângulo de rotação a
• eixo y ? ângulo de rotação b
• e eixo z ? ângulo de rotação c.

68
Flexibilidade

• A capacidade de modificar a programação permite o
  uso de CNC na produção de baixas e médias
  quantidades.

69
Os componentes básicos de um sistema de CNC são

• um programa de instruções
• uma unidade de controle de máquina (MCU)
• e um equipamento de processamento que realiza
  algum trabalho.

70
programa de instruções

• Comandos detalhados, em linguagem de programação
  própria
• especificam
• as posições relativas da ferramenta em relação à
  peça
• velocidades
• ferramenta selecionada

71
unidade de controle de máquina (MCU)

• Consiste de um microprocessador e equipamentos de
  controle que armazenam as instruções

72
equipamento de processamento

• É a parte mecânica
• furações, laminações, torneamento, montagens,
  soldas, etc

73
Sistema CNC
Equipamento de processamento
programa
MCU
74
MCU - unidade de controle
75
MCU - unidade de controle
Memória

• Sistema operacional
• programas para fabricação das peças

76
MCU - unidade de controle
CPU

• Unidade de processamento central
• similar ao computador

77
MCU - unidade de controle
Interfaces I/O

• painel do operador
• comunicação com outros computadores
• comunicação com outros dispositivos (robôs,
  esteiras, sensores,...)

78
MCU - unidade de controle

• posicionamento
• velocidade

Controles das ferramentas
79
MCU - unidade de controle

• Dispositivos de resfriamento
• fixação da peça trabalhada
• troca de ferramentas

Controles da máquina-ferramenta
80
MCU - unidade de controle
81
As máquinas de CN são mais apropriadas para
aplicação em

• produção em pequenos e médios lotes
• os mesmos lotes de produtos são produzidos
  repetidamente e de forma aleatória
• a geometria da peça é complexa
• é necessária a remoção de grande quantidade de
  material
• são necessárias muitas operações em diferentes
  máquinas para a produção da peça
• as peças são caras.

82
Vantagens

• Redução de tempo não produtivo
• Maior precisão e repetibilidade
• Menores taxas de refugo
• Redução do nº de inspeções
• Facilita alterações de projeto
• As fixações das peças são facilitadas
• Possibilita menores lead times
• Reduz o inventário
• Requer menor espaço
• Reduz o nível de habilidade requerido do
  operador.

83
J - Robótica industrial
84
Robótica industrial

• Os robôs são manipuladores de uso geral,
• reprogramáveis,
• de múltiplas funções e
• que possuem algumas características dos seres
  humanos.
• (Gaiter e Frazier, 2001).

85
Outras características similares ao homem

• Além das características como forma (braço,
  corpo), também...
• Capacidade de responder a entradas sensoriais
• capacidade de comunicar-se com outras máquinas
• Possibilidade de tomar decisões.

86
Similaridades CN e robótica

• O CN surge como tecnologia inovadora, que abre
  caminho para o desenvolvimento da robótica
• As tecnologias de CN e de robótica são muito
  similares, envolvendo
• Controle coordenado de múltiplos eixos
• O uso de computadores dedicados no seu controle

87
Diferenças

• CNC - processos específicos, tais como
  usinagem, corte, solda
• Robôs - ampla variedade de tarefas

88
Algumas tarefas típicas de robôs

• Pintura
• transporte/manuseio de material
• solda
• carregamento de máquinas (alimentação)
• montagens

89
Elementos de um robô

• Base
• links ou hastes
• juntas
• As juntas provém
• graus de liberdade.

90
Configurações de robôs

• Os robôs são classificados em relação aos
  movimentos que são capazes de realizar e em
  relação aos eixos de deslocamento (x, y, z,
  rotações).
• Diversos tipos podem ser vistos, com mais
  detalhe, em Groover (2001)

91
Work envelope - work volume

• Diz respeito à área de abrangência que o robô
  domina
• É o conjunto dos pontos físicos do espaço que
  podem ser alcançados pela extremidade do braço do
  robô
• É uma função da configuração do robô

92
Work envelope - work volume
93
Sistemas de alimentação de robôs

• A força para a movimentação dos braços dos robôs
  pode ser
• elétrica
• hidráulica
• pneumática

94
Sistemas de alimentação de robôs

• Elétricos
• permitem aplicações mais sofisticadas
• comercialmente são preferidos
• facilidade de adaptação dos controles ao controle
  central
• oferecem mais acurácia

95
Sistemas de alimentação de robôs

• Hidráulicos
• capazes de prover mais força e velocidade do que
  os elétricos
• Pneumáticos
• robôs menores, de movimentação de materiais

96
Resposta dinâmica do robô

• Resposta dinâmica depende
• - tipo de sistema de alimentação (drive system)
• - sensores utilizados (velocidade de resposta)
• - velocidade de movimentação do braço
• - aceleração e desaceleração suaves
• - overshoot e oscilação
• - do objeto manipulado (peso)

97
Resposta dinâmica do robô

• Todas essas características também são chamadas
  de velocidade de resposta do robô.
• A velocidade de resposta do robô restringe o
  desempenho do sistema ao qual este está
  integrado.

98
Terminações garras ou ferramentas

• Garras
• são terminações usadas para segurar as peças que
  estão sendo trabalhadas
• Podem ser
• - mecânicos

99
Terminações ou ferramentas

• Ferramentas
• - pistola de solda
• - pistola de pintura
• - aparafusador automático
• - ferramenta giratória para perfurar, desbastar,
  etc
• - facho de aquecimento
• - ferramenta de corte

100
Sensores

• Na robótica, dividem-se em
• - INTERNOS
• usados para controlar a velocidade e a posição
  das juntas (realimentação)
• - EXTERNOS
• relacionais, para localizar o robô em relação ao
  ambiente e às outras máquinas

101
Aplicações industriais

• 1. Ambiente inadequado para seres humanos
• inseguro/perigoso
• insalubre (encargos trabalhistas também)
• 2. Ciclos de trabalhos repetitivos
• oferecem maior consistência e repetibilidade
• 3. Tarefas difíceis para as pessoas
• pesos excessivos, calor, posicionamento
  desconfortável
• 4. Operações que requeiram múltiplas
  modificações
• um robô é capaz de substituir mais de um
  funcionário, em uma estação de trabalho

102
Aplicações industriais

• 5. Produção de lotes de tamanhos que justifiquem
  a reprogramação
• paralelo com a TRF - troca rápida de ferramentas
• 6. Posicionamento e orientação do ciclo de
  trabalho fixos e pré-estabelecidos na célula de
  trabalho
• isso é um requisito para robôs que têm uma
  referência posicional

103
L FMSFlexible Manufacturing System
104
Definição

• É uma célula altamente automatizada
• Consiste de estações de trabalho usualmente
  CNCs interconectadas por equipamentos de
  manuseio e controladas por um sistema de
  computadores.

105
Evolução

• Células
• Células automatizadas

processamentos
montagens
106
características

• Possuem diversas estações de trabalho
• Integradas entre si
• Capazes de executarem diferentes roteiros, ou
  seja, diferentes peças ou produtos

107
Utiliza

• CNCs
• Controles computacionais
• Elementos de manuseio de material
• Tecnologia de grupo

108
Situações que têm potencial de aplicação

• A) produção de lotes de peças ou produtos
• B) existem, atualmente, células operadas
  manualmente deseja-se automatizá-las

109
Condições necessárias

• Possibilidade de agrupar as peças em famílias
• Peças similares
• Pertencem a um mesmo produto
• Possuem geometrias similares

110
Relação entre células operadas manualmente e FMS

• FMS requer equipamentos mais caros
• FMS requer operários mais qualificados
• FMS reduz espaço requerido
• FMS reduz lead time
• FMS requer menos mão-de-obra direta

111
Por que é flexível?

• É capaz de processar simultaneamente uma
  variedade de peças nas estações de trabalho()
• O mix pode ser ajustado para responder a mudanças
  na demanda ()
• Capaz de se recuperar de erros e falhas sem
  causar ruptura na produção ()
• Aceitar produtos novos ()
• () obrigatórios () recomendados

112
O que confere flexibilidade ao FMS?

• 1. identificar e distinguir entre diferentes
  peças
• 2. mudar rapidamente as instruções de
  processamento
• 3. rapidez no setup físico
• 4. opções de roteamento
• 5. gama de ferramentas

113
Elementos do FMS

• 1 estações de trabalho
• 2 sistemas de manuseio de materiais
• 3 sistema de controle computacional
• 4 - pessoas

114
1. Estações de trabalho

• Estações de carregar/descarregar
• requerem controles e sistema de entrada de dados
  para o operador se comunicar com o sistema
  computacional

115
1. Estações de trabalho

• Estações de processamento
• CNCs ou centros de usinagem
• Estações de montagem
• Abrangem inspeção, desmontagens, colagens,
  limpeza,

116
2. Sistema de manuseio de materiais

• Utiliza diversos tipos deequipamentos
• Fazer leitura recomendada!
• Definem o layout

117
layout
linha
laço
escada
118
layout
Laço aberto
119
layout

• Centrado no robô

120
3. Sistema de controle computacional

• Controlar cada estação de trabalho individual
• Distribuir as instruções às estações de trabalho
• Integrar/sincronizar o funcionamento das estações
• Controlar a produção
• mix,
• taxas de produção,
• Roteiros (vide layout)

121
3. Sistema de controle computacional

• Controlar o tráfego (vide layout)
• Acoplar estações secundárias
• Controlar ferramentas localização, desgaste
• Monitorar e gerar relatórios de desempenho
• Auto diagnóstico de problemas

122
Classificação
Uma máquina/ estação de trabalho

• Single machine cell - SMC

123
Classificação

• Flexible manufacturing cell - FMC

2 ou3 estações de trabalho
124
Classificação

• Flexible manufacturing system FMS
• 4 ou mais estações
• abrange
• manuseio de materiais,
• controle e monitoramento,
• Coordenada por computador

125
pergunta

• FMS é sinônimo de flexibilidade na produção?

126
SISTEMAS PRODUTIVOS II ENG 09014

• M
• 1- O que é o controle discreto de processos?
• É o controle que trata com variáveis discretas,
  ou seja, aquelas que podem assumir somente um
  conjunto de valores.
• Quando somente dois valores podem ser assumidos,
  temos as variáveis discretas binárias.
• Valores 0 ou 1 desligado ou ligado ausente ou
  presente falso ou verdadeiro baixo ou alto

127
SISTEMAS PRODUTIVOS II ENG 09014

2- O controle discreto de processos pode
ser 2.1 Controle lógico quando as mudanças
nas variáveis são determinadas por eventos Ex. a
peça estava presente (variável1) e foi retirada
(variável0) 2.2 Sequenciamento as mudanças
nas variáveis são decorrência da passagem do
tempo. Ex. lavadora de roupas está no ciclo de
lavar (variável1) passados 20 minutos ela deve
entrar no ciclo de esvaziar (variável assume
valor 0)
128
SISTEMAS PRODUTIVOS II ENG 09014

2.1 controle lógico Também chamado de controle
lógico combinacional. Os valores das saídas são
determinados exclusivamente pelos valores atuais
das entradas. Se o sensor de presença identifica
a presença da peça (1) E o robô está disponível
(1), então o robô é acionado (1) Se há energia
na rede (1) E interruptor está ligado (1),
então lampada acende (1)
129
SISTEMAS PRODUTIVOS II ENG 09014
Elementos de controle lógico
E
130
SISTEMAS PRODUTIVOS II ENG 09014
Elementos de controle lógico
O que acontece se uma das lâmpadas queimar?
E
131
SISTEMAS PRODUTIVOS II ENG 09014
Elementos de controle lógico
O que precisa Acontecer para a lâmpada
acender?
E
Chave 1
Chave 2
132
SISTEMAS PRODUTIVOS II ENG 09014

O que acontece se uma das lâmpadas queimar?
OU
133
SISTEMAS PRODUTIVOS II ENG 09014

O que precisa Acontecer para a lâmpada acender?
Chave 1
Chave 2
134
SISTEMAS PRODUTIVOS II ENG 09014

YX1
X1
135
SISTEMAS PRODUTIVOS II ENG 09014
Controle lógico
Acionando LIGAR insere 1 na porta OU o motor
é acionado Para DESLIGAR insere 0 na porta E
o motor é desligado Caso haja sobreaquecimento, o
relé insere 0 na porta E e o motor é desligado a
porta NOT transforma o sinal 0 do relé em 1 e
aciona a lâmpada de emergencia
135
136
SISTEMAS PRODUTIVOS II ENG 09014

2.2 sequenciamento Utiliza dispositivos
temporizadores para determinar quando modificar
uma variável de saída. Um temporizador pode
alternar entre ligado e desligado em determinados
intervalos de tempo. Temporizadores podem
funcionar propositadamente com atraso no
acionamento ou atraso no desligamento Ex. ligar
a lavadora de roupas após abrir a tampa Desligar
as luzes internas do carro após trancar o
carro
137
SISTEMAS PRODUTIVOS II ENG 09014

contadores Um temporizador é um contador de
unidades de tempo. Podemos contar outras
variáveis, tais como itens produzidos, clientes
atendidos. O incremento, no caso do contador,
virá de um sinal externo captado por um
sensor.
138
SISTEMAS PRODUTIVOS II ENG 09014

3 LÓGICA LADDER - SIMBOLOGIA
139
N- CLP - Controlador Lógico Programável
140
SISTEMAS PRODUTIVOS II ENG 09014

AC500
141
Controlador Lógico Programável

• CNC
• Robôs
• CLPs
• Computadores

CONTROLES DE MOVIMENTOS
USOS EM CONTROLES DIVERSOS
142
Controlador Lógico Programável

• Equipamento eletrônico digital com hardware
  software compatíveis com aplicações industriais
• Realizar funções de Controle Lógico e
  seqüenciamento
• variáveis binárias, ou seja, variáveis que podem
  assumir somente os valores 1 ou 0

143
Controlador Lógico Programável

• variáveis que são interpretadas como
• - Liga/Desliga
• - Verdadeiro/Falso
• - Presente/Ausente
• - Alta voltagem/Baixa Voltagem

144
Controlador Lógico Programável

• São sistemas de controle que operam ligando e
  desligando chaves, motores, válvulas e outros
  dispositivos, em função das condições operacionais

145
Controlador Lógico Programável

• Os dispositivos de entrada enviam sinais ao
  controlador
• Os dispositivos de saída são regulados pelo
  controlador
• O controlador ( por exemplo, um CLP) recebe
  sinais de entrada, processa-os de acordo com uma
  lógica e envia sinais de saída

146
Controlador Lógico Programável

• entrada f(lógica)

controlador CLP
saída
147
1) O CLP faz a função de Controle Lógico é
aquele que vimos no caso do acionamento do motor

• Controle Lógico ou Sistema Combinacional
• é um sistema de chaveamento onde
• as saídas em qualquer momento
• são determinadas exclusivamente pelos valores das
  entradas.

148
2- O CLP faz funções de Seqüenciamento

• É aquele que usa dispositivos de temporização
  internos para determinar quando iniciar mudanças
  nas variáveis de saída.

149
Sistema de Seqüenciamento

• Ex. de aplicação
• máquinas de lavar,
• secadoras,
• Determinam por temporização o momento de iniciar
  e encerrar os seus ciclos.

150
Então, por que usar CLPs?

• Vantagens do uso de CLPs
• 1. Programar um CLP é muito mais fácil do que
  trabalhar a fiação de um painel de controle por
  relés.
• 2. CLPs podem ser reprogramados, enquanto
  controles convencionais precisam ter sua fiação
  retrabalhada e frequentemente acabam por ser
  sucateados.

151
Então, por que usar CLPs?

• Vantagens do uso de CLPs
• 3. CLPs ocupam menos espaço.
• 4. Manutenção mais fácil.
• 5. Confiabilidade maior.

152
Então, por que usar CLPs?

• 6. Comunicação com outros CLPs e
  microcomputadores.
• Ou seja, CLPs são mais facilmente conectados aos
  sistemas computacionais que realizam a integração
  da planta.
• Isto é muito relevante num momento em que a
  Manufatura Integrada por Computador assume uma
  importância cada vez maior.

153
Então, por que usar CLPs?

• 7. Potência elétrica requerida é menor.
• 8. Maior flexibilidade, atendendo maior nº de
  aplicações.
• 9. Projeto do sistema é mais rápido.

154
Voltamos à questão

• Para que serve um CLP?
• a) Realizar funções de Controle Lógico e
  Seqüenciamento
• Além das funções de controle lógico e
  seqüenciamento, os CLPs evoluíram e abrangeram
  várias outras capacidades.

155

• b) Realizar funções aritméticas
• O uso dessas funções permite algoritmos de
  controle mais modernos.

156

• c) Realizar funções matriciais
• Alguns CLPs tem a capacidade de realizar
  operações matriciais em valores armazenados na
  memória. Essa capacidade pode ser usada para
  comparar os valores reais de um conjunto de
  entradas e saídas com os valores armazenados na
  memória do CLP e determinar se um erro ocorreu.

157

• d) Controle Analógico
• O Controle PID - Proporcional Integarativo e
  Derivativo - é disponível em alguns CLPs. Esses
  algoritmos de controle tradicionalmente tem sido
  implementados em controladores analógicos.

158

• Hoje os esquemas de controladores analógicos
  são aproximados usando computador digital, quer
  com um CLP, quer com um computador controlador do
  processo. A aproximação do PID por um computador
  digital é chamada de DDC - Controle Digital
  Direto.

159
ENTÃO

• Um CLP é um equipamento eletrônico de operação
  digital (hardware) que usa uma memória
  programável para armazenar instruções (software)
  para a implementação de funções de controle
  lógico, seqüenciamento, temporização, contador,
  aritméticas, matriciais e controle analógico.

160

• Essas funções são implementadas para controlar
  vários tipos de máquinas ou processos.

161
Como funciona um CLP?
162
ambiente

• Esses componentes são alojados em um gabinete
  adequado ao ambiente industrial.

163
Módulo de Entrada

• Os módulos de entrada e saída são as conexões
  para o processo industrial que está sendo
  controlado.
• As entradas para o controlador são os sinais de
  limit switches, pushbuttons, sensores.

164
Módulo de Saída

• As saídas do controlador são sinais on/off para
  operar válvulas, motores e outros dispositivos
  que atuam no processo.

165
Processador

• O processador é CPU - Unidade Central de
  Processamento - do CLP. Ele executa as várias
  funções (lógicas, de sequenciamento, etc) sobre
  as entradas do CLP e determina os sinais de saída
  apropriados.
• O processador é um microprocessador muito
  semelhante em sua construção àqueles usados em
  computadores pessoais.

166
Memória

• Junto à cpu está a memória do CLP (de programa e
  de dados). Na memória de programa estão os
  programas responsáveis pelas funções de lógica,
  sequenciamento, entrada e saída.

167
Dispositivo de Programação

• O CLP é programado por meio de um terminal de
  programação.
• Usualmente esse terminal é destacável do CLP e é
  compartilhado entre vários CLPs.

168
Como o CLP opera

• 1)As entradas do CLP são amostradas pelo
  processador e os conteúdos são armazenados na
  memória.
• 2)O programa é executado. Os valores de entrada
  armazenados na memória são usados nos cálculos
  para determinar os valores das saídas.
• 3)As saídas são atualizadas para concordarem com
  os valores calculados.

169
Como o CLP opera

• O tempo de duração de um ciclo de varredura é uma
  função do nº e da complexidade das funções
  implementadas pelo programa.
• O tempo de um ciclo de varredura é uma função do
  nº de instruções e da complexidade das operações
  lógicas.

170
Há várias abordagens para a programação de CLPs

• 1) Diagrama Lógico Ladder
• 2) Linguagens tipo-computacional de baixo nível
• 3) Linguagens tipo-computacional de alto nível
• 4) Blocos Funcionais
• 5) Gráfico de Funções Sequenciais

171
Onde CLPs são aplicados?

• Máquinas industriais operatrizes, injetoras de
  plástico, têxteis, calçados, etc.
• Equipamentos industriais para processos
  siderurgia, papel e celulose, fornos, etc.
• Aquisição de dados de supervisão em fábricas,
  prédios inteligentes, dispositivos que necessitam
  de controle remoto, etc.
• Bancadas de teste automático de componentes
  industriais.