Relatorio AP3 Automação Industrial - Resumo Redes Industriais e Artigo

NÚCLEO DE EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA NEAD Entrega de relatório AP3 APLICAÇÃO PRÁTICA REFERENTE AS ATIVIDADES DE 5 a 8 TurmaENG 17960 Automação Industrial Professor Marlon Demauir Semestre 20222 Contextualização Este trabalho tem por objetivo avaliar o conteúdo adquirido pelo aluno em relação as unidades 5 6 7 e 8 Proposta de Trabalho Escrever um breve resumo das unidades 5 6 7 e 8 e correlacionar o conteúdo com um resumo de artigo a sua escolha dentro dos temas estudados Orientações O Aluno poderá enviar o resumo e o exercício proposto de forma escaneada ou digitada Critérios de avaliação Indicadores Pontuação Resumo das unidades 5 6 7 e 8 5 Resumo de artigo 5 Unidade 5 Arquiteturas e Tecnologias das Redes Industriais Rede industrial possui uma vasta gama de domínios esses domínios utilizam redes industriais que atuam diretamente na produção Os quatro níveis para operações em uma rede industrial gestão controle campo e processo entrada e saída Existem dois tipos de divisões redes industriais automação de manufatura e automação de processos Automação de manufatura representa ambientes industriais como indústrias automobilísticas e bebidas em que a maioria das variáveis manipuladas é de natureza discreta Automação de processos ambiente representado por indústrias de petróleo as variáveis são de natureza analógica que realizam a troca de informações via valores de parâmetros de variáveis dos instrumentos conectados no sistema Rede LAN rede local industrial representa uma interconexão de computadores localizados em uma pequena distância são pequenas redes que envolvem computadores em uma mesma sala ou no máximo no mesmo prédio Rede WAN junção de várias redes LAN Rede Fieldbus sistema distribuído composto por dispositivos de campo e equipamentos de controle e de monitoramento integrados em um ambiente físico de uma planta ou de uma fábrica Possui capacidade de transferir dados em modo digital além de suportar aplicações em controle de processos Rede Devicebus apresenta transferência de dados rápida e gerencia uma maior quantidade de dados e equipamentos A transmissão de dados é no formato de bytes Rede Sensorbus conexão de equipamentos e dispositivos mais simples para serem ligados de forma direta Rede Profibus rede de campo aberta independente dos fabricantes ao alcance de uma gama muito grande de aplicações em automação industrial Rede Ethernet não necessita de utilização de protocolos é compatível em fabricantes que usam produtos com essa tecnologia Possui camada física e camada do link de dados Unidade 6 Programação de Controladores Algoritmo conjunto não ambíguo e ordenado de procedimentos de passos executáveis que caracterizam um processo finito Algoritmos paralelos possuem mais de uma sequência de passos em que cada sequência define um processo distinto Pseudocódigo forma mais estruturada que se assemelha muito com as linguagens de programação Diagrama de Chapin diagrama NassiShneiderman ou diagrama NS mostra os procedimentos e a solução do algoritmo por meio de quadros organizados de forma hierárquica e estrutural é o menos utilizado por sua maior complexidade Computador realiza trabalho manipulando informações que são armazenadas em sua memória instruções e dados Instruções comando do funcionamento do computador ou do controlador e definem como deve ser o tratamento de dados Dados informações que serão processadas pelo computador Variável entidade que detém um nome que a diferencia das demais e um tipo de dado que define qual informação ela é capaz de armazenar Termos utilizados na execução das instruções dispositivos de entrada forma como as informações são transferidas pelo usuário ao computador dispositivos de saída forma como as informações são enviadas do computador para o usuário sintaxe maneira como os comandos devem ser escritos de forma a serem entendidos semântica conjunto de ações que serão exercidas pelo computador durante a execução dos comandos Linguagem de programação linguagem escrita e formal que tem como função especificar um grupo de instruções e regras que geram programas Exemplos Javascript C PHP Pyton Java C e C Dividese em projeto implementação teste verificação e manutenção do software Sistema supervisório captura e armazena informações em um banco de dados sobre um determinado processo em automação industrial Essas informações são provenientes da captação de dados de uma planta industrial Realizam a aquisição de dados do processo Importância de um sistema supervisório não se restringe às linhas de produção por meio do monitoramento do equipamento a sua importância estendese ao nível estratégico visando ao uso dos dados gerados para melhor tomada de decisões Unidade 7 Programação em Linguagem Formal Diagrama ladder configurase em um desenho de duas linhas verticais que representam polos positivo e negativo de uma bateria ou fonte de alimentação de forma geral Elementos básicos de entrada e saída da linguagem ladder contato normalmente aberto contato normalmente fechado e saída ou bobina Função AND representada por dois dispositivos de entrada em série ligados a uma saída Função OR representada por dois dispositivos de entrada em paralelo ligados a uma saída Função NOT Inversora dispositivo de entrada inicia em normalmente fechado e quando é energizado realiza o processo inverso com a saída bobina Função NAND junção dos comandos AND e Inversor Função NOR o comando SET aciona a saída e a mantém ligada mesmo que a entrada seja desligada Para desligar a bobina utilizase o comando RESET Temporizador tem como função contar o intervalo de tempo transcorrido a partir de sua habilitação até chegar ao tempo determinado Contador contar um número de vezes predeterminado para que a bobina seja acionada Programação em CC a mais simples A gramática e a sintaxe são extremamente regulares Estruturas que não podem faltar no código setup inicialização e loop laço Comando if comando de condição Comando for estrutura de repetição utilizada para reduzir sequências grandes que precisam de um processo de repetição Comando while estrutura de repetição A bomba deve funcionar de forma manual e automática Unidade 8 Conceitos Básicos de Robótica Industrial Leis da robótica um robô não pode maltratar um ser humano ou pela passividade em deixar um ser humano ser maltratado um robô deve obedecer às ordens dadas por um ser humano exceto se entrarem em conflito com a afirmação anterior um robô deve proteger sua própria existência desde que não entre em conflito com as duas afirmações acima O objetivo de um sistema de produção agregação de valores a produtos a partir de processos a serem estabelecidos como o tratamento de materiais por meio de matériasprimas peças básicas ou conjunto específico de peças Sistema de produção automatizado torna o processo mais efetivo e menos suscetível a perdas e desperdício na produção Robôs industriais máquinas automáticas programáveis São divididos em dois grupos manipulação de materiais diversos e fabricação Nos dois casos ele modifica o ambiente mudando algo existente de lugar e criando um novo ambiente para a fabricação Responsável pelo transporte de componentes e materiais Dividese em dois grupos distintos transferência de materiais e alimentação de máquinas Microcontroladores mais utilizados são Microcontroladores Atmel AVR ATmega ATtiny etc Microcontroladores PIC Microchip Technology PIC16 PIC24 etc e Microcontroladores baseados em arquitetura ARM Microcontroladores Atmel AVR exemplo hardware programável arduino Microcontroladores PIC Microchip Technology PIC16 PIC24 etc todos usam o mesmo conjunto de instruções e o esqueleto básico de hardware conectado a unidades mais ou menos periféricas A arquitetura ARM arquitetura de processador de 32 bits utilizada com maior frequência em sistemas embarcados visa à obtenção do melhor desempenho possível tendo as vantagens da simplicidade ocupação de pouco espaço e baixo consumo de energia Microcontroladores baseados em arquitetura ARM possuem versatilidade Exemplos PDAs celulares calculadoras periféricos equipamentos POS e aplicações industriais Raspberry pi computador de tamanho reduzido que pode ser conectado a um monitor ou à TV utilizando como periféricos teclado e mouse padrão Diferenciais inclusão de interfaces sem fio de diversos tipos Resumo do artigo UMA RÁPIDA ANÁLISE SOBRE AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL de autoria de Antônio Pereira de Araújo Júnior Christiano Vasconcelos das Chagas Raphaela Galhardo Fernandes Tem ocorrido uma grande mudança nos esquemas de produção gerada pela grande competição que há entre as empresas e o grande desenvolvimento das tecnologias que envolvem microprocessadores robôs inteligência artificial redes de comunicação entre outras A automação industrial manipulação de vários processos na indústria por meios mecânicos e automáticos substituindo o trabalho humano por diversos equipamentos Gera ganho da quantidade e qualidade da produção ao mesmo tempo que oferece preços melhores para os consumidores O sistema automatizado contribui no aumento da competitividade de um a empresa devido redução de custos de pessoal aumento da qualidade dos produtos redução de custos de estoques redução do número de produtos perdidos menor tempo gasto no projeto e fabricação de novos modificações no produto são facilmente implementadas e respostas rápidas às solicitações do mercado Computadores robôs e máquinas automatizadas indispensáveis para o conforto das pessoas Ramos da automação industrial controle do tipo discreto maioria das variáveis é discreta e controle do tipo contínuo maioria das variáveis é contínua Os controladores lógicos programáveis surgiram devido aos dispositivos microprocessados como uma solução própria para ambientes industriais operando variáveis digitais e realizando o controle discreto Instrumentação parte da engenharia que projeta fabrica específica monta opera e faz a manutenção dos instrumentos Automação industrial no Brasil enfrenta vários dilemas tecnológicos organizacionais e sociais além de ser não uniforme ainda está se estabelecendo Divisão das redes industriais por hierarquia 1 administração 2 células de manufatura 3 sensores e atuadores Redes industriais são geralmente redes locais não sendo necessária uma comunicação com informações externas à empresa Composição de uma rede de computadores unidade de processamento sistema especialista e meio físico Redes para Automação Industrial 20031 UMA RÁPIDA ANÁLISE SOBRE AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL Antônio Pereira de Araújo Júnior Christiano Vasconcelos das Chagas Raphaela Galhardo Fernandes DCACTUFRN Natal RN Resumo Este artigo mostra uma visão geral sobre automação industrial apresentando algumas motivações para o uso de sistemas automatizados e conceitos evolução e fundamentações do uso da instrumentação e das redes industriais Além disso descreve sucintamente a situação da automação no Brasil Palavras Chaves automação industrial automação no Brasil instrumentação redes industriais Abstract This article shows a global vision about industrial automation presenting some motivations and concepts and evolution of the use of instrumentation and industrial networks Furthermore describe fastly the situation of Brazilian automation Keywords industrial automation Brazilian automation instrumentation industrial network 1 INTRODUÇÃO Nestes últimos anos notase uma grande mudança nos esquemas de produção Temse como justificativa a grande competição que há entre as empresas e o grande desenvolvimento das tecnologias que envolvem microprocessadores robôs inteligência artificial redes de comunicação entre outras Todas as diversas estratégias de produção visam um objetivo o de aumentar a competitividade Significa aumentar a competição em termos de custo disponibilidade inovação qualidade Dentre os meios para atingir esse objetivo está a automação industrial A automação industrial consiste em manipular vários processos na indústria por meios mecânicos e automáticos substituindo o trabalho humano por diversos equipamentos O processo de automatização das indústrias tem aumentado gradativamente propiciando ganho da quantidade e qualidade da produção e simultaneamente oferecendo preços melhores para os consumidores Seu avanço está ligado em grande parte ao avanço recente da microeletrônica o qual invadiu os setores produtivos das indústrias O processo de automação não atinge apenas a produção em si substituindo o trabalho braçal por robôs e máquinas computadorizadas mas também propicia enormes ganhos de produtividade ao integrar tarefas distintas com a elaboração de projetos o gerenciamento administrativo e a produção A automação começou com o controle manual feito através do esforço humano passando pelo uso da máquina para executar o controle manual como ilustrado na figura 1 A tecnologia era primitiva e escassa para produzir equipamentos que substituíssem uma porção considerável da mãodeobra e aumentassem a produção Portanto ainda era considerado um número razoável de pessoas trabalhando na indústria Figura 1 Área industrial hostil Em seguida o controle passou a ser automático executado pelos sistemas em malha fechada Esse controle evoluiu do controlador PID convencional para os modernos controladores que utilizam conceitos de inteligência artificial Paralelamente também evoluiu a instrumentação requerida para realizar os diferentes tipos de controle Os primeiros instrumentos eram analógicos e faziam a medição de cada variável e o observador processava os dados Os últimos tipos de instrumentação são inteligentes usam um sistema de medição para avaliar a variável e simultaneamente executam todos ou quase todos processamentos da informação através de técnicas digitais Com processos cada vez mais complexos e descentralizados era necessário encontrar uma forma de centralizar e facilitar o controle de processo das plantas industriais Era necessário também criar padronizações dessa solução para que a manutenção fosse de baixo custo e que esta fosse difundida Redes para Automação Industrial 20031 facilmente Foi nesse contexto que surgiram as redes industriais Este artigo foi escrito buscando apresentar sucintamente diversas características e efeitos da automação industrial Ele está organizado da seguinte maneira a próxima seção descreve algumas motivações para se usar sistemas automatizados a seção 3 mostra a reação do mercado diante da automação a seção 4 relata um pouco sobre os segmentos da automação a seção 5 mostra a instrumentação no contexto da automação a seção 6 referese a automação no Brasil já na seção 7 temse uma breve descrição sobre redes industriais a última seção corresponde a uma conclusão sobre a abordagem referente à automação industrial feita nesse artigo 2 MOTIVAÇÕES PARA O USO DE SISTEMAS AUTOMATIZADOS Um sistema automatizado pode contribuir no aumento da competitividade de um a empresa através de redução de custos de pessoal obtida automatizando as máquinas e o controle da empresa Por outro lado exigese alto custo para realização dessa automação e maior qualificação humana aumento da qualidade dos produtos já que as máquinas são mais precisas que o homem Terseá melhores características de repetitibilidade e garantia de qualidade constante redução de custos de estoques Como a produtividade é aumentada não há necessidade de grandes estoques redução do número de produtos perdidos menor tempo gasto no projeto e fabricação de novos produtos Máquinas programáveis aptas a desempenhar diferentes operações modificações no produto são facilmente implementadas respostas rápidas às solicitações do mercado 21 Benefícios Sociais Automação não necessariamente se refere a robôs mas também a sistemas inteligentes de supervisão de produção controle de qualidade e muitos outros O funcionário de uma fábrica automatizada trabalha com ergonomia perfeita pois foi projetada para evitar grandes esforços físicos Um exemplo se a linha de montagem não fosse automatizada os funcionários teriam que carregar por turno cerca de 500 a 600 blocos de motor que pesam cada um 40 quilos Em algumas fábricas de motores do grupo Volkswagen o afastamento por acidente ou fadiga oscila de 35 a 4 ao passo que na unidade paulista esse percentual varia de 19 a 20 Os funcionários de indústrias automatizadas passam a deter um novo perfil profissional em que a inclusão digital é fundamental e que se espalha para o ambiente familiar 3 REAÇÃO DO MERCADO COM A AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL Há algum tempo atrás a reação do mercado em relação à automação era de perplexidade Hoje em dia já é tida como normal já que existe um conhecimento bastante difundido de que os computadores robôs e máquinas automatizadas são indispensáveis para o conforto das pessoas Uma questão polêmica diz respeito ao desemprego pois sem dúvida alguma a automação mudou a estrutura de recursos humanos de uma empresa Em alguns casos as oportunidades de empregos foram diminuidas Porém a automação também manteve empregos pois sem ela algumas empresas simplesmente fechariam suas portas As atividades desempenhadas pelo ser humano foram reorganizadas Os primeiros alvos da automação foram aquelas atividades repetitivas monótonas e perigosas que quando realizadas pelo homem inadequadamente colocava em risco sua saúde ou mesmo sua vida Aplicando a automação de forma bem planejada minimizase o impacto social e dificilmente se tem prejuízos e mais problemas para o investidor A automação industrial também proporcionou um aumento na utilização da mão de obra feminina As operações consideradas perigosas e que exigem um esforço físico do homem estão sendo executadas por robôs abrindo um espaço para que as mulheres possam ser integradas a este ambiente em melhores condições de trabalho Ela também promoveu a oportunidade oferecida a portadores de deficiência física Seria impossível a utilização desta mão de obra em um ambiente convencional de trabalho 4 RAMOS DA AUTOMAÇÃO Na automação industrial existem dois ramos os quais são classificados de acordo com a manipulação das variáveis que são controladas Se a maioria das variáveis é discreta dizse que o controle é do tipo discreto se a maioria é contínua dizse que o controle é do tipo contínuo Com a utilização de dispositivos eletromecânicos do tipo a relés iniciouse o controle do tipo discreto voltado para processos digitais Esses dispositivos existiram praticamente como única opção até o início da década de 60 Os controladores lógicos programáveis apareceram como uma solução própria para ambientes industriais operando variáveis digitais e realizando o controle discreto Esse aparecimento se deu graças ao surgimento dos dispositivos microprocessados Por outro lado o surgimento dos amplificadores operacionais impulsionou o desenvolvimento do controle do tipo analógico A evolução desse tipo de controle se deu junto com o da microeletrônica de forma que recursos mais poderosos surgiram juntamente com novas técnicas de ação de controle de vários tipos Apareceram então controladores de processos contínuos de uma única malha em loop ou single loop Os controladores single loop passaram por uma evolução originando os sistemas multi loops que possibilitaram o controle de várias malhas do processo Redes para Automação Industrial 20031 Já a instrumentação eletrônica foi introduzida na indústria química ou de processos possibilitando o uso de salas de controle a grandes distâncias do núcleo operacional ou chão de fábrica Resultante da união entre as novas técnicas vindas da revolução eletrônica em meados do século XX e a técnica de controle distribuída surgiu uma nova idéia de controle o sistema digital de controle distribuído Essa idéia é caracterizada por níveis hierárquicos distintos estabelecidos pela comunicação entre processos 5 INSTRUMENTAÇÃO E AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL A instrumentação é a parte da engenharia que projeta fabrica especifica monta opera e faz a manutenção dos instrumentos Esses instrumentos são utilizados para medição alarme monitoração e controle das variáveis do processo industrial As variáveis mais comuns a serem medidas são a vazão nível pressão temperatura e análise As indústrias que utilizam os instrumentos de medição e de controle do processo de modo intensivo e extensivo são geralmente indústrias que trabalham com produtos químicos tais como a química petroquímica refinaria de petróleo têxtil entre outras Os instrumentos que estão associados a essas indústrias são aplicados a equipamentos de difícil controle de operação manual caldeiras reatores bombas etc A figura 2 exemplifica esta situação A instrumentação apresenta várias vantagens e desvantagens em relação à utilização de mãodeobra humana Muitas delas se relacionam com a qualidade e a quantidade dos produtos os quais são fabricados com segurança e sem subprodutos nocivos A grande quantidade de sensores e de elementos finais de controle que existe em um processo industrial típico deve ser operada e coordenada de forma contínua Para isso seriam necessárias várias pessoas para o controle da planta manualmente Figura 2 Instrumentos montados em campo para medição de PH do afluente Entre as vantagens em se utilizar a instrumentação estão precisão na leitura das variáveis alto rendimento e duração dos equipamentos Além disso os instrumentos trabalham em uma carga horária bem superior à humana e não reivindicam direitos Por outro lado os instrumentos precisam ser periodicamente calibrados requerem manutenção preventiva e corretiva sempre apresentam erro de medição e só operam adequadamente nas condições previstas pelo fabricante 6 AUTOMAÇÃO NO BRASIL A automação industrial no Brasil enfrenta vários dilemas tecnológicos organizacionais e sociais Ela não é uniforme Alguns setores buscam soluções prontas de um único fornecedor geralmente internacional Essas soluções tecnológicas podem ser ultrapassadas e têm sua manutenção e melhorias limitadas pelo fornecedor Uma parte das empresas adota automações isoladas para os processos individuais Outras implementam uma integração parcial de seus subsistemas tanto na parte de processo como na parte de gerenciamento Este panorama poderia ser modificado modernizando as plantas industriais utilizando o fato de que já existem algumas indústrias nacionais capazes de fornecer equipamentos serviços e suporte com nível comparável ao internacional Segundo os fornecedores de equipamentos e softwares os setores automobilístico siderúrgico de papel e celulose petroquímico farmacêutico e alimentício estão entre os mais desenvolvidos no Brasil em termos de automação industrial A indústria automobilística brasileira é freqüentemente citada como exemplo de automação no mundo No Brasil a modernização industrial ainda está se estabelecendo Devese fazer uma reestruturação rumo a uma economia realmente moderna que mostre uma produção industrial sustentada competitiva em nível internacional e baseada no uso eficiente da informação e do conhecimento Um fator que impulsionou a automação das empresas brasileiras foi a vinda de empresas estrangeiras que trouxeram experiências tecnológicas inovadoras além de implantarem práticas administrativas diferenciadas Neste contexto a automação tomou conta do parque industrial brasileiro No ano de 2000 pela primeira vez o Brasil apareceu nas estatísticas internacionais de robôs instalados Então o país começou a aparecer no campo da automação industrial Aos poucos empresas competitivas surgiram não somente devido à liberação de preços e abertura de mercados mas também porque os processos industriais passaram a ser baseados em qualidade Uma explicação para isso é o uso eficiente da informação e do conhecimento em todos os níveis desde o chão de fábrica até a gerência e administração 61 Formação Profissional Para lidar com o avanço gradativo da tecnologia ligado ao processo de automação é fundamental que o os profissionais dessa área não apenas tenham o conhecimento técnico mas também estejam abertos a absorver o grande volume de informações exigido Considerando esse fato de uma forma estendida é essencial que o profissional tenha uma formação bem completa no que diz respeito ao planejamento operação manutenção e otimização dos sistemas automatizados Partindo de uma visão mais restrita as indústrias têm tomado a iniciativa de investir numa melhor formação de seus funcionários financiando cursos de qualificação voltados para Redes para Automação Industrial 20031 seus objetivos de produção Analisando toda a cadeia produtiva essa formação deveria ser obtida através do processo educacional Porém no contexto nacional nem todas as instituições de ensino prezam por uma formação adaptada à dinâmica imposta pela rápida evolução tecnológica De maneira geral o indivíduo fica apenas com uma visão restrita da tecnologia existente e caso não busque se atualizar tornase obsoleto no mercado Por outro lado existem instituições que desenvolvem pesquisas ligadas a indústria nacional Uma estratégia para o melhoramento do processo de automação no país é abordar metodologias que priorizam multidisciplinaridade e integração definir uma política científica geral de automação em particular de forma a garantir os meios de sustentála e promover a capacitação de profissionais com visão sistêmica 7 REDES INDUSTRIAIS Inicialmente quando uma indústria era automatizada existiam várias operações automatizadas separadamente sem nenhuma ligação entre elas Nesse contexto a intervenção humana era essencial para integrar e sincronizar todas essas operações Depois buscouse fazer automação de forma centralizada onde de um único local partiam todas as decisões e todas as ordens Após a década de 60 com o desenvolvimento e o alto uso de unidades de processamento de informação tornouse possível utilizando uma rede de computadores unir os dados digitalmente dos vários níveis hierárquicos de uma empresa Com a automação e informatização das empresas as redes industriais surgiram e passaram a ter uma divisão em três camadas como observado na figura 3 O terceiro nível da pirâmide é aquele responsável por comunicar os dispositivos mais simples como sensores e atuadores utilizados no chão de fábrica e seus respectivos controladores Nesse nível trabalhase com velocidades e taxas de transmissão que podem ser consideradas baixas Figura 3 Divisão das redes industriais No segundo nível têmse as células de manufatura onde se localizam os controladores que gerenciam processos linhas de montagem ou mesmo máquinas automáticas Aqui a quantidade de informação que trafega e as taxas de transmissão são de grandeza média O primeiro nível é o da empresa onde há uma visão macro Nesse nível a quantidade de informação é gigantesca temse todas as ações da rede de comunicação voltadas para o controle gerencial da produção Dessa maneira observase como é de bastante importância ter um processamento distribuído das informações dos diversos níveis dentro de uma fábrica ou seja como é grande a importância de se ter uma rede industrial Uma rede industrial garante aplicações típicas do processamento na engenharia de produção e aplicações específicas na área de controle de processo além de gerar uma redução no custo de fabricação já que os produtos são manipulados de maneira mais eficiente e um aumento da produtividade Redes industriais são geralmente redes locais não sendo necessária uma comunicação com informações externas à empresa Elas apresentam as seguintes características são determinísticas provêem segurança das informações que nelas trafegam têm uma estrutura física simples de maneira que seus custos sejam baixos não devem estar em ambientes perigosos ou seja devem ter seus equipamentos protegidos das ações do meio físico não deve haver dúvida entre o que o operador observa na interface e o que de fato acontece no chão de fábrica são menos flexíveis a grandes mudanças A composição de uma rede de computadores é feita por três itens básicos unidade de processamento sistema especialista e meio físico Além disso é necessário definir um conjunto de regras que farão com que uma mensagem trafegue em uma rede de dados ou seja que dirão como uma mensagem vai chegar a seu destino Um protocolo de comunicação referese a esse conjunto de regras a procedimentos e a leis que controlam a troca de informações entre vários processos Diversos fabricantes de equipamentos industriais já desenvolveram vários tipos de protocolos de comunicação Mesmo com tantas opções dentro de uma rede heterogênea apenas um único tipo pode regêla já que os diversos protocolos existentes não possuem compatibilidade Existem no mercado muitos protocolos de comunicação industrial Os mais conhecidos são ethernet interbus modbus devicebus fieldbus e profibus 8 CONCLUSÃO A automação industrial é um marco para o setor produtivo Seu impacto provocou mudanças que revolucionaram todo o setor industrial e atingiu toda a cadeia de consumo afetando os setores agregados e por fim chegando às nossas casas As empresas passaram a adquirir características que contribuem para suas competitividades Muitos podem pensar que o objetivo crucial ao se automatizar uma empresa seria apenas o de aumentar a produção porém não é somente isso pois não teria sentido produzir muito e não ter quem comprar Portanto a automação industrial provoca melhorias tanto dentro da indústria como para o consumidor o qual passou a ter produtos com melhores qualidades preços etc Mas como todas as coisas existentes a automação também possui algumas desvantagens dentre elas podem ser consideradas a desalocação de trabalho humano e a necessidade das empresas terem um custo adicional para a qualificação de pessoas para trabalhar com essas mudanças Um processo de automação bem sucedido alcançase na união de importantes fatores como o uso de abordagens metodológicas que considerem simultaneamente os aspectos tecnológicos organizacionais e sociais do problema a definição e implantação de uma política científica na qual Redes para Automação Industrial 20031 governo indústria e universidade participem efetivamente nos seus respectivos papéis e a formação em automação orientada a uma nova atitude do engenheiro mais criativa e com as habilidades necessárias em termos de multidisciplinaridade e integração Uma forma de obter um melhor controle da grande quantidade de informação que circula em uma empresa automatizada é utilizar uma rede industrial Dessa maneira temse um melhor controle dos processos diminuindo as perdas de matériaprima e tempo Como os dados a serem processados não são manipulados manualmente a margem de erro no seu processamento é bastante reduzida REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA Maitelli AL VS Cruz 2003 Controladores Lógicos Programáveis Universidade Federal do Rio Grande do Norte NatalRN Bruciapaglia A H Farinzes JM Cury J E R 2000 A automação no Processo Produtivo desafios e perspectivas Departamento de Automação e Sistemas Universidade de Federal de Santa Catarina Santa Catarina Ribeiro MA 1999 Instrumentação Tek Treinamento e Consultoria LTDA Salvador Viana UB 1999 Instrumentação Básica Pressão e Nível Departamento Regional do Espírito Santo Espírito Santo Cunha JM S Stringari 2001 Protótipo de Rede Industrial utilizando o Padrão Serial RS485 e protocolo MODBUS Congresso Brasileiro de Computação Santa Catarina Unidade 5 Arquiteturas e Tecnologias das Redes Industriais Rede industrial possui uma vasta gama de domínios esses domínios utilizam redes industriais que atuam diretamente na produção Os quatro níveis para operações em uma rede industrial gestão controle campo e processo entrada e saída Existem dois tipos de divisões redes industriais automação de manufatura e automação de processos Automação de manufatura representa ambientes industriais como indústrias automobilísticas e bebidas em que a maioria das variáveis manipuladas é de natureza discreta Automação de processos ambiente representado por indústrias de petróleo as variáveis são de natureza analógica que realizam a troca de informações via valores de parâmetros de variáveis dos instrumentos conectados no sistema Rede LAN rede local industrial representa uma interconexão de computadores localizados em uma pequena distância são pequenas redes que envolvem computadores em uma mesma sala ou no máximo no mesmo prédio Rede WAN junção de várias redes LAN Rede Fieldbus sistema distribuído composto por dispositivos de campo e equipamentos de controle e de monitoramento integrados em um ambiente físico de uma planta ou de uma fábrica Possui capacidade de transferir dados em modo digital além de suportar aplicações em controle de processos Rede Devicebus apresenta transferência de dados rápida e gerencia uma maior quantidade de dados e equipamentos A transmissão de dados é no formato de bytes Rede Sensorbus conexão de equipamentos e dispositivos mais simples para serem ligados de forma direta Rede Profibus rede de campo aberta independente dos fabricantes ao alcance de uma gama muito grande de aplicações em automação industrial Rede Ethernet não necessita de utilização de protocolos é compatível em fabricantes que usam produtos com essa tecnologia Possui camada física e camada do link de dados Unidade 6 Programação de Controladores Algoritmo conjunto não ambíguo e ordenado de procedimentos de passos executáveis que caracterizam um processo finito Algoritmos paralelos possuem mais de uma sequência de passos em que cada sequência define um processo distinto Pseudocódigo forma mais estruturada que se assemelha muito com as linguagens de programação Diagrama de Chapin diagrama NassiShneiderman ou diagrama NS mostra os procedimentos e a solução do algoritmo por meio de quadros organizados de forma hierárquica e estrutural é o menos utilizado por sua maior complexidade Computador realiza trabalho manipulando informações que são armazenadas em sua memória instruções e dados Instruções comando do funcionamento do computador ou do controlador e definem como deve ser o tratamento de dados Dados informações que serão processadas pelo computador Variável entidade que detém um nome que a diferencia das demais e um tipo de dado que define qual informação ela é capaz de armazenar Termos utilizados na execução das instruções dispositivos de entrada forma como as informações são transferidas pelo usuário ao computador dispositivos de saída forma como as informações são enviadas do computador para o usuário sintaxe maneira como os comandos devem ser escritos de forma a serem entendidos semântica conjunto de ações que serão exercidas pelo computador durante a execução dos comandos Linguagem de programação linguagem escrita e formal que tem como função especificar um grupo de instruções e regras que geram programas Exemplos Javascript C PHP Pyton Java C e C Dividese em projeto implementação teste verificação e manutenção do software Sistema supervisório captura e armazena informações em um banco de dados sobre um determinado processo em automação industrial Essas informações são provenientes da captação de dados de uma planta industrial Realizam a aquisição de dados do processo Importância de um sistema supervisório não se restringe às linhas de produção por meio do monitoramento do equipamento a sua importância estendese ao nível estratégico visando ao uso dos dados gerados para melhor tomada de decisões Unidade 7 Programação em Linguagem Formal Diagrama ladder configurase em um desenho de duas linhas verticais que representam polos positivo e negativo de uma bateria ou fonte de alimentação de forma geral Elementos básicos de entrada e saída da linguagem ladder contato normalmente aberto contato normalmente fechado e saída ou bobina Função AND representada por dois dispositivos de entrada em série ligados a uma saída Função OR representada por dois dispositivos de entrada em paralelo ligados a uma saída Função NOT Inversora dispositivo de entrada inicia em normalmente fechado e quando é energizado realiza o processo inverso com a saída bobina Função NAND junção dos comandos AND e Inversor Função NOR o comando SET aciona a saída e a mantém ligada mesmo que a entrada seja desligada Para desligar a bobina utilizase o comando RESET Temporizador tem como função contar o intervalo de tempo transcorrido a partir de sua habilitação até chegar ao tempo determinado Contador contar um número de vezes predeterminado para que a bobina seja acionada Programação em CC a mais simples A gramática e a sintaxe são extremamente regulares Estruturas que não podem faltar no código setup inicialização e loop laço Comando if comando de condição Comando for estrutura de repetição utilizada para reduzir sequências grandes que precisam de um processo de repetição Comando while estrutura de repetição A bomba deve funcionar de forma manual e automática Unidade 8 Conceitos Básicos de Robótica Industrial Leis da robótica um robô não pode maltratar um ser humano ou pela passividade em deixar um ser humano ser maltratado um robô deve obedecer às ordens dadas por um ser humano exceto se entrarem em conflito com a afirmação anterior um robô deve proteger sua própria existência desde que não entre em conflito com as duas afirmações acima O objetivo de um sistema de produção agregação de valores a produtos a partir de processos a serem estabelecidos como o tratamento de materiais por meio de matérias primas peças básicas ou conjunto específico de peças Sistema de produção automatizado torna o processo mais efetivo e menos suscetível a perdas e desperdício na produção Robôs industriais máquinas automáticas programáveis São divididos em dois grupos manipulação de materiais diversos e fabricação Nos dois casos ele modifica o ambiente mudando algo existente de lugar e criando um novo ambiente para a fabricação Responsável pelo transporte de componentes e materiais Dividese em dois grupos distintos transferência de materiais e alimentação de máquinas Microcontroladores mais utilizados são Microcontroladores Atmel AVR ATmega ATtiny etc Microcontroladores PIC Microchip Technology PIC16 PIC24 etc e Microcontroladores baseados em arquitetura ARM Microcontroladores Atmel AVR exemplo hardware programável arduino Microcontroladores PIC Microchip Technology PIC16 PIC24 etc todos usam o mesmo conjunto de instruções e o esqueleto básico de hardware conectado a unidades mais ou menos periféricas A arquitetura ARM arquitetura de processador de 32 bits utilizada com maior frequência em sistemas embarcados visa à obtenção do melhor desempenho possível tendo as vantagens da simplicidade ocupação de pouco espaço e baixo consumo de energia Microcontroladores baseados em arquitetura ARM possuem versatilidade Exemplos PDAs celulares calculadoras periféricos equipamentos POS e aplicações industriais Raspberry pi computador de tamanho reduzido que pode ser conectado a um monitor ou à TV utilizando como periféricos teclado e mouse padrão Diferenciais inclusão de interfaces sem fio de diversos tipos Resumo do artigo UMA RÁPIDA ANÁLISE SOBRE AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL de autoria de Antônio Pereira de Araújo Júnior Christiano Vasconcelos das Chagas Raphaela Galhardo Fernandes Tem ocorrido uma grande mudança nos esquemas de produção gerada pela grande competição que há entre as empresas e o grande desenvolvimento das tecnologias que envolvem microprocessadores robôs inteligência artificial redes de comunicação entre outras A automação industrial manipulação de vários processos na indústria por meios mecânicos e automáticos substituindo o trabalho humano por diversos equipamentos Gera ganho da quantidade e qualidade da produção ao mesmo tempo que oferece preços melhores para os consumidores O sistema automatizado contribui no aumento da competitividade de um a empresa devido redução de custos de pessoal aumento da qualidade dos produtos redução de custos de estoques redução do número de produtos perdidos menor tempo gasto no projeto e fabricação de novos modificações no produto são facilmente implementadas e respostas rápidas às solicitações do mercado Computadores robôs e máquinas automatizadas indispensáveis para o conforto das pessoas Ramos da automação industrial controle do tipo discreto maioria das variáveis é discreta e controle do tipo contínuo maioria das variáveis é contínua Os controladores lógicos programáveis surgiram devido aos dispositivos microprocessados como uma solução própria para ambientes industriais operando variáveis digitais e realizando o controle discreto Instrumentação parte da engenharia que projeta fabrica específica monta opera e faz a manutenção dos instrumentos Automação industrial no Brasil enfrenta vários dilemas tecnológicos organizacionais e sociais além de ser não uniforme ainda está se estabelecendo Divisão das redes industriais por hierarquia 1 administração 2 células de manufatura 3 sensores e atuadores Redes industriais são geralmente redes locais não sendo necessária uma comunicação com informações externas à empresa Composição de uma rede de computadores unidade de processamento sistema especialista e meio físico