Automação Industrial: O que é? (Básico & Tipos)

Devido aos avanços rápidos na tecnologia, todos os sistemas de processamento industrial, fábricas, máquinas, instalações de teste, etc., passaram da mecanização para a automação. Um sistema de mecanização requer intervenção humana para operar as máquinas manuais. À medida que novas e eficientes tecnologias de controle evoluíram, o controle automatizado por computador está sendo impulsionado pela necessidade de alta precisão, qualidade, precisão e desempenho dos processos industriais.
A automação é um passo além da mecanização, que utiliza dispositivos de alto controle para processos de fabricação ou produção eficientes.

O que é Automação Industrial

Automação industrial é o uso de dispositivos de controle, como PC/PLCs/PACs, etc., para controlar processos e máquinas industriais, removendo tanto quanto possível a intervenção manual e substituindo operações de montagem perigosas por operações automatizadas. A automação industrial está intimamente ligada à engenharia de controle.

A automação é um termo amplo aplicado a qualquer mecanismo que se move sozinho ou é autodirigido. A palavra 'automação' deriva das palavras gregas antigas de Auto (significa ‘auto’) Matos (significa ‘movimento’). Comparado com os sistemas manuais, os sistemas de automação fornecem desempenho superior em termos de precisão, potência e velocidade de operação.

No controle de automação industrial, um grande número de variáveis de processo, como temperatura, fluxo, pressão, distância e níveis de líquidos, podem ser detectados simultaneamente. Todas essas variáveis são adquiridas, processadas e controladas por sistemas complexos de microprocessadores ou controladores de processamento de dados baseados em PC.

Sistemas de controle são uma parte essencial de um sistema de automação. As várias técnicas de controle em malha fechada garantem que as variáveis de processo sigam os pontos de ajuste. Além dessa função básica, o sistema de automação emprega outras funções, como calcular pontos de ajuste para sistemas de controle, iniciar ou encerrar a planta, monitorar o desempenho do sistema, agendar equipamentos, etc. Os sistemas de controle combinados com monitoramento adaptados ao ambiente operacional na indústria permitem um sistema de produção flexível, eficiente e confiável.

O sistema automatizado precisa de produtos de hardware e software dedicados para implementar sistemas de controle e monitoramento. Nos últimos anos, um grande número desses produtos foi desenvolvido por diversos fornecedores que oferecem seus produtos de software e hardware especializados. Alguns desses fornecedores são Siemens, ABB, AB, National Instruments, Omron, entre outros.

Tipos de Automação Industrial

A automação industrial é o uso de sistemas auxiliados por computadores e máquinas para operar várias operações industriais de forma bem controlada. Dependendo das operações envolvidas, os sistemas de automação industrial são classificados principalmente em dois tipos, nomeadamente, automação de plantas de processo e automação de manufatura.

Automação de Plantas de Processo

Nas indústrias de processo, o produto resulta de muitos processos químicos baseados em algumas matérias-primas. Algumas dessas indústrias são farmacêuticas, petroquímica, indústria de cimento, indústria de papel, etc. Assim, a planta de processo geral é automatizada para produzir alta qualidade, maior produtividade e controle físico confiável das variáveis de processo.

A figura acima mostra a hierarquia do sistema de automação de processo. Consiste em várias camadas representando componentes amplamente distribuídos em uma planta de processo.

Nível 0 ou Planta: Este nível consiste em máquinas que estão mais próximas dos processos. Neste, sensores e atuadores são usados para traduzir os sinais das máquinas e variáveis físicas para fins de análise e para produzir os sinais de controle.

Controle Direto do Processo: Neste nível, controladores automáticos e sistemas de monitoramento adquirem as informações do processo a partir dos sensores e, correspondentemente, acionam os sistemas de atuadores. Algumas das tarefas deste nível são-

• Aquisição de dados

• Monitoramento da planta

• Verificação de dados

• Controle em malha aberta e fechada

• Relatórios

Controle Supervisório da Planta: Este nível comanda os controladores automáticos definindo os alvos ou pontos de ajuste. Ele supervisiona o equipamento de controle para o controle ótimo do processo. Algumas das tarefas deste nível são:

• Monitoramento do desempenho da planta

• Controle ótimo do processo

• Coordenação da planta

• Detecção de falhas, etc.

Programação e Controle da Produção: Este nível resolve problemas de tomada de decisão, como alocação de recursos, meta de produção, gerenciamento de manutenção, etc. As tarefas deste nível incluem:

• Despacho de produção

• Controle de estoque

• Supervisão de produção, relatório de produção, etc.

Gestão da Planta: Este é o nível mais alto da automação de processos de planta. Lida mais com atividades comerciais do que técnicas. As tarefas deste nível incluem-

• Análise de mercado e cliente

• Estatísticas de pedidos e vendas

• Planejamento de produção

• Equilíbrio de capacidade e pedidos, etc.

Sistema de Automação de Manufatura

As indústrias de manufatura produzem produtos a partir de materiais usando máquinas/robôs. Algumas dessas indústrias de manufatura incluem têxteis e vestuário, vidro e cerâmica, alimentos e bebidas, produção de papel, etc. As novas tendências nos sistemas de manufatura têm usado sistemas de automação em todas as etapas, como manipulação de materiais, usinagem, montagem, inspeção e embalagem. Com os sistemas de controle auxiliados por computador e sistemas robóticos industriais, a automação de manufatura torna-se muito flexível e eficiente.

A figura abaixo mostra a hierarquia do sistema de automação de manufatura, na qual todos os níveis funcionais são automatizados usando diferentes ferramentas de automação.

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