autoa01, Notas de estudo de Automação

Baixe autoa01 e outras Notas de estudo em PDF para Automação, somente na Docsity! 1 A U L A 1 A U L Você já reparou que a automação faz parte do dia-a-dia do homem moderno? Pela manhã, o rádio-relógio automaticamente dispara o alarme para acordá-lo e começa a dar as notícias do dia. Nessa mesma hora, alguém esquenta o pão para o café da manhã numa torradeira elétrica, ajustando o tempo de aquecimento. Na sala, uma criança liga o videocassete, que havia sido programado para gravar seu programa infantil predileto da semana anterior. Quando a casa esquenta pela incidência dos raios solares, o ar condicionado insufla mais ar frio, mantendo a temperatura agradável. Esses simples fatos evidenciam como a automação faz parte da vida cotidiana. Conceito Automação é um sistema de equipamentos eletrônicos e/ou mecânicos que controlam seu próprio funcionamento, quase sem a intervenção do homem. Automação é diferente de mecanização. A mecanização consiste simples- mente no uso de máquinas para realizar um trabalho, substituindo assim o esforço físico do homem. Já a automação possibilita fazer um trabalho por meio de máquinas controladas automaticamente, capazes de se regularem sozinhas. Desenvolvimento da automação As primeiras iniciativas do homem para mecanizar atividades manuais ocorreram na pré-história. Invenções como a roda, o moinho movido por vento ou força animal e as rodas d’água demonstram a criatividade do homem para poupar esforço. Porém, a automação só ganhou destaque na sociedade quando o sistema de produção agrário e artesanal transformou-se em industrial, a partir da segunda metade do século XVIII, inicialmente na Inglaterra. Os sistemas inteiramente automáticos surgiram no início do século XX. Entretanto, bem antes disso foram inventados dispositivos simples e semi- automáticos. Introdução à automação Um problema 1 A U L ADevido à necessidade de aumentar a produção e a produtividade, surgiu uma série de inovações tecnológicas: · máquinas modernas, capazes de produzir com maior precisão e rapidez em relação ao trabalho feito à mão; · utilização de fontes alternativas de energia, como o vapor, inicialmente aplicado a máquinas em substituição às energias hidráulica e muscular. Por volta de 1788, James Watt desenvolveu um mecanismo de regulagem do fluxo de vapor em máquinas. Isto pode ser considerado um dos primeiros sistemas de controle com realimentação. O regulador consistia num eixo vertical com dois braços próximos ao topo, tendo em cada extremidade uma bola pesada. Com isso, a máquina funcionava de modo a se regular sozinha, automaticamente, por meio de um laço de realimentação. A partir de 1870, também a energia elétrica passou a ser utilizada e a estimular indústrias como a do aço, a química e a de máquinas-ferramenta. O setor de transportes progrediu bastante graças à expansão das estradas de ferro e à indústria naval. No século XX, a tecnologia da automação passou a contar com computado- res, servomecanismos e controladores programáveis. Os computadores são o alicerce de toda a tecnologia da automação contem- porânea. Encontramos exemplos de sua aplicação praticamente em todas as áreas do conhecimento e da atividade humana. Por exemplo, ao entrarmos num banco para retirar um simples extrato somos obrigados a interagir com um computador. Passamos o cartão magnético, informamos nossa senha e em poucos segundos obtemos a movimentação bancária impressa. A origem do computador está relacionada à necessidade de automatizar cálculos, evidenciada inicialmente no uso de ábacos pelos babilônios, entre 2000 e 3000 a.C. 1 A U L A Componentes da automação A maioria dos sistemas modernos de automação, como os utilizados nas indústrias automobilística e petroquímica e nos supermercados, é extremamente complexa e requer muitos ciclos de realimentação. Cada sistema de automação compõe-se de cinco elementos: · acionamento: provê o sistema de energia para atingir determinado objetivo. É o caso dos motores elétricos, pistões hidráulicos etc.; · sensoriamento: mede o desempenho do sistema de automação ou uma propriedade particular de algum de seus componentes. Exemplos: termopares para medição de temperatura e encoders para medição de velocidade; · controle: utiliza a informação dos sensores para regular o acionamento. Por exemplo, para manter o nível de água num reservatório, usamos um controlador de fluxo que abre ou fecha uma válvula, de acordo com o consumo. Mesmo um robô requer um controlador, para acionar o motor elétrico que o movimenta; · comparador ou elemento de decisão: compara os valores medidos com valores preestabelecidos e toma a decisão de quando atuar no sistema. Como exemplos, podemos citar os termostatos e os programas de computadores; · programas: contêm informações de processo e permitem controlar as interações entre os diversos componentes. Classificação A automação pode ser classificada de acordo com suas diversas áreas de aplicação. Por exemplo: automação bancária, comercial, industrial, agrícola, de comunicações, transportes. A automação industrial pode ser desdobrada em automação de planejamento, de projeto, de produção. Essa automação pode ser classificada também quanto ao grau de flexibilidade. A flexibilidade de um sistema de automação depende do tipo e da quanti- dade do produto desejado. Isto significa que quanto mais variados forem os produtos e menor a sua quantidade, mais flexível será o sistema de automação. O quadro a seguir apresenta uma classificação de tipos de processo e de pro- dução e respectivos sistemas de produção. Programas: também chamados softwares, são conjuntos de instruções lógicas, seqüencialmente organizadas. Indicam ao controlador ou ao computador o que fazer. 1 A U L A Aplicações da automação Para fixar os conceitos até aqui explicados, damos a seguir o exemplo de um sistema automático de controle de fluxo de pessoas em academias de ginástica. Este sistema tem um leitor óptico laser e um computador digital de alto desempenho. Quando um associado quer utilizar a academia, passa um cartão pessoal, com um código de barras, pelo leitor óptico (elemento sensor). O dado de entrada é convertido em sinais elétricos e enviado ao computador. O cliente é identificado (programa). Caso sua situação esteja em ordem (pagamento de mensalidades, exame médico etc.), o computador envia um sinal para liberação da catraca (elemento de acionamento) e em seguida registra a ocorrência num banco de dados, para consultas posteriores. Outras aplicações O desenvolvimento de elementos sensores cada vez mais poderosos e o baixo custo do hardware computacional vêm possibilitando aplicar a automação numa vasta gama de equipamentos e sistemas. Por exemplo: Produtos de consumo · Eletroeletrônicos, como videocassetes, televisores e microcomputadores. · Carros com sistemas de injeção microprocessada, que aumentam o desempenho e reduzem o consumo de combustível. Indústrias mecânicas · Robôs controlados por computador. · CAD/CAM, que integra ambientes de projeto e manufatura. · CNC. Bancos · Caixas automáticos. CATEGORIA DESCRIÇÃO Processo de fluxo contínuo Produção em massa (seriada) Sistema de produção contínua de grandes quantidades de produto, normalmente pó ou líquido. Exemplo: refinarias e indústrias químicas. Sistema de produção de um produto com pouca variação. Exemplo: automóveis e eletrodomésticos. Sistema de produção de uma quantidade média de um produto que pode ser repetido periodicamente. Exemplo: livros e roupas. Sistema de produção freqüente de cada tipo de produto, em pouca quantidade. Exem- plo: protótipos, ferramentas e dispositivos. Produção em lotes Produção individualizada (ferramentaria) 1 A U L A Comunicações · Chaveamento de chamadas telefônicas. · Comunicações via satélite. · Telefonia celular. · Correios. Transportes · Controle de tráfego de veículos. · Sistemas de radar. · Pilotos automáticos. · Sistemas automáticos de segurança. Medicina · Diagnóstico e exames. O impacto da automação na sociedade O processo de automação em diversos setores da atividade humana trouxe uma série de benefícios à sociedade. A automação geralmente reduz custos e aumenta a produtividade do trabalho. Este aumento possibilita mais tempo livre e melhor salário para a maioria dos trabalhadores. Além disso, a automação pode livrar os trabalhadores de atividades monó- tonas, repetitivas ou mesmo perigosas. O esquadrão antibomba da polícia americana, por exemplo, dispõe de robôs para detectar e desarmar bombas e reduzir riscos de acidentes com explosões inesperadas. Apesar dos benefícios, o aumento da automação vem causando também sérios problemas para os trabalhadores: · aumento do nível de desemprego, principalmente nas áreas em que atuam profissionais de baixo nível de qualificação; · a experiência de um trabalhador se torna rapidamente obsoleta; · muitos empregos que eram importantes estão se extinguindo: é o que vem ocorrendo com as telefonistas, perfeitamente substituíveis por centrais de telefonia automáticas; · aumento das ausências no trabalho, falta de coleguismo, alcoolismo ou consumo de drogas, que alteram o comportamento dos indivíduos no ambiente de trabalho. De certa forma, esse processo de alienação deriva do sentimento de submissão do trabalhador à máquina, da falta de desafios. Esses problemas, no entanto, podem ser solucionados com programas contínuos de aprendizagem e reciclagem de trabalhadores para novas funções. Além disso, as indústrias de computadores, máquinas automatizadas e serviços vêm criando um número de empregos igual ou superior àqueles que foram eliminados no setor produtivo.