Analise o processo apresentado e complete o quadro, identificando pelo menos quatro entradas e três saídas necessárias para o funcionamento da linha.

MAPA – Material de Avaliação Prática da Aprendizagem
 

 
A automação industrial está presente em diferentes processos produtivos e permite que máquinas e equipamentos executem tarefas de forma controlada, padronizada e com menor necessidade de intervenção humana. Para isso, são utilizados dispositivos como sensores, controladores e atuadores, que trabalham de maneira integrada para monitorar as condições do processo e executar as ações necessárias.
Nesta atividade, estudaremos a aplicação dos conceitos de automação industrial em uma linha de envase, envolvendo a identificação de entradas e saídas, seleção de sensores, utilização de CLP, definição da sequência de funcionamento e integração das informações do processo.

Nesta atividade MAPA, teremos como objetivos:
– Identificar os principais elementos de entrada e saída de um sistema automatizado;
– Selecionar sensores e dispositivos de controle adequados ao processo.
– Compreender a utilização de temporizadores e contadores na programação de CLPs.
– Analisar a sequência lógica de funcionamento e as condições de segurança do sistema.
– Relacionar a automação industrial à supervisão, integração e gestão das informações do processo.
 

INSTRUÇÕES DE ENTREGA

Este é um trabalho INDIVIDUAL.
As respostas devem ser entregues utilizando o Modelo de Resposta MAPA disponibilizado. Sobre o seu preenchimento, é necessário o cumprimento das seguintes diretrizes:
Não serão aceitas respostas que constem apenas o resultado numérico, sem que seja demonstrado o raciocínio que o levou a encontrar aquela resposta.
Toda e qualquer fonte e referência que você utilizar para responder aos questionários deve ser citada ao final da questão.
Após inteiramente respondido, o Modelo de Resposta MAPA deve ser enviado para correção pelo seu Studeo em formato de arquivo DOC/DOCX ou PDF, e apenas esses formatos serão aceitos.
O Modelo de Resposta MAPA pode ter quantas páginas você precisar para respondê-lo, desde que siga a sua estrutura.
O Modelo de Resposta MAPA deve ser enviado única e exclusivamente pelo seu Studeo, no campo “MAPA” desta disciplina. Toda e qualquer outra forma de entrega deste Modelo de Resposta MAPA não é considerada.
A qualidade do trabalho será considerada na hora da avaliação, então preencha tudo com cuidado, explique o que está fazendo, responda às perguntas e mostre sempre o passo a passo das resoluções e deduções. Quanto mais completo seu trabalho, melhor!
Problemas frequentes a evitar:
Coloque um nome simples no seu arquivo para não se confundir no momento de envio.
Se você usa OPEN OFFICE ou MAC, transforme o arquivo em PDF para evitar incompatibilidades.
Verifique se você está enviando o arquivo correto! É o MAPA da disciplina certa? Ele está preenchido adequadamente?
Como enviar o arquivo:
Acesse no Studeo o ambiente da disciplina e clique no botão MAPA. No final da página, há uma caixa tracejada de envio de arquivo. Basta clicar nela e então selecionar o arquivo de resposta da sua atividade.
Antes de clicar em FINALIZAR, certifique-se de que está tudo certo, pois, uma vez finalizado, você não poderá mais modificar o arquivo. Sugerimos que você clique no link gerado da sua atividade e faça o download para conferir se está de acordo com o arquivo entregue.
Sobre plágio e outras regras:
Trabalhos copiados da internet ou de outros alunos serão zerados.
Trabalhos copiados dos anos anteriores também serão zerados, mesmo que você tenha sido o autor.
A equipe de mediação está à sua disposição para o atendimento das dúvidas por meio do “Fale com o Mediador” em seu Studeo. Aproveite essa ferramenta!

CONTEXTUALIZAÇÃO

 
A automação industrial permite que máquinas e processos executem tarefas de maneira autônoma ou com reduzida intervenção humana, utilizando uma estrutura composta principalmente por sensores, controladores e atuadores. Os sensores identificam condições ou variáveis existentes no processo, o controlador recebe e processa essas informações de acordo com uma lógica previamente programada, e os atuadores realizam as ações necessárias para que o resultado esperado seja alcançado. Além do controle direto das máquinas, os dados produzidos pelo processo podem ser disponibilizados para sistemas computacionais de supervisão e gestão, proporcionando maior visibilidade sobre produção, falhas, paradas, qualidade e desempenho da manufatura.
 
Considere que uma pequena indústria de produtos de limpeza realiza o envase de detergente líquido em frascos plásticos. Atualmente, grande parte do processo depende da atuação manual dos operadores. Os frascos são posicionados em uma esteira transportadora, preenchidos com detergente, tampados e posteriormente encaminhados para a área de armazenamento. A direção da empresa pretende modernizar a linha para aumentar a padronização dos produtos, reduzir erros de operação e possibilitar o acompanhamento da quantidade produzida.
 
Para isso, deseja-se implantar uma linha automatizada com o seguinte funcionamento: os frascos vazios são transportados por uma esteira; quando um frasco chega à posição de envase, sua presença deve ser identificada automaticamente; a esteira deve parar; uma válvula deve ser aberta para realizar o enchimento durante um intervalo previamente programado; finalizado o envase, a válvula deve fechar e a esteira deve voltar a funcionar; após o envase, outro sensor deve identificar a passagem do frasco e registrar uma unidade na quantidade produzida; caso um operador pressione o botão de emergência, a movimentação da esteira e o processo de envase devem ser interrompidos. Os temporizadores podem ser utilizados para determinar intervalos de acionamento, enquanto os contadores permitem desenvolver lógicas dependentes da quantidade de eventos detectados.
 
Além disso, a empresa deseja que futuramente os dados do processo possam ser visualizados em uma sala de controle, permitindo acompanhar informações como quantidade de frascos produzidos, funcionamento da linha e ocorrência de paradas. Sistemas supervisórios do tipo SCADA possibilitam acessar variáveis existentes no controlador, identificadas por TAGs, apresentando valores do processo, alarmes e informações para acompanhamento da produção.
 
Diante dessa situação, você foi contratado como profissional responsável por realizar o projeto conceitual da automação dessa linha de envase.
Com base na situação apresentada, desenvolva as sete etapas a seguir.
 
ETAPA 1
 
Analise o processo apresentado e complete o quadro, identificando pelo menos quatro entradas e três saídas necessárias para o funcionamento da linha.
 

Explique também por que os sensores são classificados como dispositivos de entrada e o motor e a válvula são classificados como dispositivos de saída.
 
ETAPA 2
 
Para detectar os frascos transportados pela esteira, podem ser empregados sensores de proximidade fotoelétricos. Entre as possibilidades estudadas estão os sensores de barreira, retrorreflexivos e difusos.
 
Escolha um tipo de sensor fotoelétrico para detectar os frascos na posição de envase e explique:
 
Qual sensor você utilizaria?
Como ocorreria a detecção do frasco?
Por que esse sensor seria adequado para a aplicação?
 
Os sensores retrorreflexivos, por exemplo, apresentam emissor e receptor no mesmo encapsulamento e utilizam um elemento refletor, enquanto os sensores difusos realizam a detecção utilizando a luz refletida pelo próprio objeto.
 
ETAPA 3
 
A empresa deseja que o sistema possa ser modificado futuramente, permitindo alterar tempos de envase, acrescentar sensores ou incorporar novos equipamentos. Indique qual equipamento deveria ser utilizado como controlador principal entre as seguintes possibilidades:
 
CLP – Controlador Lógico Programável ou sistema exclusivamente baseado em relés eletromecânicos. Justifique sua escolha considerando aspectos como:
– Possibilidade de programação.
– Facilidade de modificação.
– Integração de entradas e saídas.
– Possibilidade de comunicação com outros equipamentos.
 
A automação programável permite que alterações sejam realizadas por software, diminuindo a necessidade de grandes modificações físicas no sistema quando comparada a uma automação rígida.
 
ETAPA 4
 
Sem necessidade de desenvolver o programa completo em Ladder, descreva em sequência como o CLP deverá controlar a linha, desde a chegada de um frasco vazio até sua saída da estação de envase. Sua resposta deverá contemplar obrigatoriamente:
– Funcionamento da esteira.
– Detecção do frasco.
– Parada da esteira.
– Abertura da válvula.
– Temporização do envase.
– Fechamento da válvula.
– Retorno do funcionamento da esteira.
– Contagem do frasco produzido.
 
ETAPA 5
 
Explique qual seria a função de:
 
a) um temporizador no processo de envase;
b) um contador no processo de produção.
 
Depois, indique qual evento deveria provocar o incremento do contador de produção. A programação de CLPs com temporizadores e contadores permite controlar operações dependentes do tempo e da ocorrência de eventos do processo.
 
ETAPA 6
 
Considere que o processo apresenta um botão de emergência e que o CLP deverá sempre iniciar em uma condição segura quando for energizado. Responda:
 
a) O que deverá acontecer com a esteira e com a válvula de envase caso o botão de emergência seja acionado?
b) Explique qual poderia ser a função do recurso First Scan na inicialização do programa.

First Scan corresponde a uma condição que ocorre no primeiro ciclo de varredura do CLP e pode ser utilizada para estabelecer a etapa inicial de execução do programa.
 
ETAPA 7
 
A empresa pretende instalar futuramente um computador na sala de controle para acompanhar a produção. Indique pelo menos quatro informações que poderiam ser apresentadas em um sistema supervisório e explique como a integração dessas informações poderia auxiliar a gestão da fábrica.
 
A integração permite concentrar dados provenientes de sensores, atuadores e controladores em bases computacionais, tornando possível utilizá-los para supervisão e gestão do processo produtivo.