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Automação Industrial: O que é e quais os benefícios

A automação industrial é uma das mais importantes revoluções tecnológicas e vai te ajudar a produzir de forma mais segura, em menos tempo e com maior rentabilidade, veja como!

Analise a cadeia de valor da sua indústria e responda pra si: é necessário aumentar a autonomia dos processos, agilizar produções, reduzir repetições e garantir ainda mais a segurança dos seus colaboradores? Se a resposta for sim para pelo menos duas dessas questões, você precisa da ajuda da automação industrial! 

Você já conhece o poder revolucionário da indústria 4.0? Sim? Então já deve ter percebido que algumas evoluções dependem de grandes mudanças. Vamos ver um pouco mais sobre isso agora!

 

O que é automação industrial?

Para te contar o que é a automação industrial preciso te dizer de onde ela veio e como se tornou um pilar fundamental na evolução da indústria, vamos lá? 

História e evolução

É intrínseco na história da humanidade a constante busca por melhorias e facilitações para que se possa produzir mais e melhor. Nas produções industriais não aconteceu diferente, mas não foi sempre da forma que conhecemos hoje. 

A automação industrial tem seu nascimento no final do século XIX, entre os acontecimentos da segunda revolução industrial. A transição dos trabalhos manuais para maquinários passou por diversos obstáculos, mas ainda assim se mostrou ser a melhor solução. Todavia, a automatização completa dos sistemas se deu apenas no século XX.

Inicialmente a otimização veio com a descoberta da energia a vapor e com a adequação do seu uso em grandes máquinas para indústrias. Isso permitiu o desenvolvimento de equipamentos que auxiliaram os operários.  

Logo em seguida veio a descoberta da energia elétrica que levou diretamente ao aumento de possibilidades para elaboração de sistemas de automação. Esse fato desencadeou a origem às automações das primeiras indústrias. 

O primeiro sinal de uma máquina autômata veio através dos relés eletromecânicos que foram a origem do que hoje conhecemos como CLP’s (Controladores Lógico Programáveis).  

Essa jornada segue com a criação de algo que instigou o crescimento do desenvolvimento da automação industrial: o transistor, em 1947.  Esse elemento se tornou a base dos atuais microprocessadores. Este componente eletrônico lidava diretamente com os geradores de sinais analógicos, ou seja, sinais contínuos que variam em função do tempo. 

Mas foi só em 1960 que as empresas de automobilismo se deram conta da necessidade de meios de produção que agregassem as variáveis de seus produtos. Foi a partir dessa percepção que surgiu o primeiro CLP, bem como a automação industrial da forma que conhecemos hoje. 

 

E agora?

Hoje em dia a automação industrial é utilizada principalmente por ser composta por  máquinas capazes de produzir com maior agilidade e precisão. Além do desentermedio da linha de produção, que deixa de lado a mão de obra humana por fontes de energia hidráulica, mecânica e elétrica. 

Os softwares de automação fazem parte de máquinas com maior capacidade de produção. Estes são definidos como sendo programas que têm o objetivo de fazer com que as máquinas tenham mais precisão e rapidez.

Hoje, os principais adeptos da automação industrial optam pela aplicação de softwares, mas para tal é preciso saber o que é necessário para ter um em sua indústria e nós te contamos mais sobre isso aqui.

 

Objetivos da automação industrial 

Além dos objetivos gerais já expostos aqui, existem ainda alguns outros que findam em descomplicar os processos de produção. São eles:

  • Aumentar a produção e reduzir o seu tempo, agilizando o ciclo de produção;
  • Elevar o nível de segurança na execução das tarefas;
  • Desintermediar trabalhos ociosos;
  • Executar funções impossíveis de ser realizadas pelo intelecto ou força humana;
  • Produção flexível em menor volume e maior diversidade;
  • Maior qualidade e consistência do produto.

 

Sistemas de automação 

Operacional x Controle

A estrutura operacional corresponde ao conjunto de elementos responsável por fazer com que o equipamento realize as atividades propostas. Para que isto seja possível os elementos mencionados são equipamentos incubidos do acionamento e pré-acionamento como por exemplo dispositivos de detecção ou motores. 

Antigamente o controle das máquinas era realizado com o uso de placas eletrônicas, relés eletromagnéticos, módulos lógicos ou temporizadores. No entanto, hoje esta parte que refere-se ao setor programável do sistema,  tem sua implementação acionada por um CLP.

 

Funcionamento

Um sistema de automação industrial tem seu funcionamento atrelado à ação de um operador. Este agente é o responsável por operar a máquina ou o processo, visualizando as informações através dos elementos de saída tomando as suas decisões para comandar os elementos de entrada de ordem. Os elementos mencionados, por sua vez, são processados através do sistema de controle que ativa os atuadores e pré-atuadores, dessa forma comunicando ao sistema de controle se a execução ocorre de acordo com o programado.

 

Sensores e Transdutores

A sensibilidade não uma exclusividade dos seres vivos, as máquinas também precisam de pontos sensíveis para que possam ser automatas. Para isto existem os sensores e transdutores que recebem informações e variáveis, distinguindo as composições envolvidas.

Para que haja a conversão das magnitudes físicas em elétricas durante o processo é necessário o uso de dispositivos denominados transdutores. É importante ressaltar que sensores e transdutores não são a mesma coisa. Sua principal diferença está na capacidade do sensor de detectar variações no meio, quando o transdutor converte a variação em magnitude elétrica. Muitos sensores podem ser considerados transdutores, todavia o inverso não é verdadeiro. 

Existem algumas classificações para os transdutores, de acordo com o tipo de sinal que emitem. São elas:

Analógicos 

Esse tipo de transdutor emite um sinal de tensão contínuo que geralmente é equivalente à quantidade a ser medida. O transdutor analógico, pode também ser chamado de sensor e tendem a ser mais responsivos com sinais que variam ao longo do tempo.

Os sinais emitidos tendem ter uma tensão menor, em microvolts até milivolts. Dessa maneira colabora para que seja necessária alguma forma de amplificação para a leitura de sinais. 

Digitais   

Já o transdutor digital produz um sinal de saída com medição de grandezas em escala, como por exemplo um termopar. Esse tipo de transdutor produz um sinal de saída digital com especificações de tensão para representar o nível digital a ser medido. 

O sinal produzido gera valores não contínuos que podem ser transmitidos com uma só transmissão em série, ou “bit”. Além de ser possível transmitir também através de uma combinação desses bytes, gerando uma única saída de transmissão em paralelo. 

 

Atuadores e Pré-atuadores

De acordo com a resposta dada ao sinal de comando recebido, o atuador age como elemento final de controle, convertendo a energia conectada em si em uma automação assertiva para a finalidade desejada. 

Já quando a intenção é ampliar o sinal de controle para que o atuador possa ser acionado, o termo utilizado é “pré-atuador”. 

Os atuadores podem ser classificados como elétricos, pneumáticos e hidráulicos. Todavia, os mais utilizados são os comumente subordinados aos CLP’s ou outros controladores, os cilindros.

Elétricos

Adequados para movimentos angulares e de rotação, os atuadores elétricos age com ou sem controle de velocidade. Este tipo de dispositivo deve ser mantido através de energia elétrica para operar. 

Pneumáticos 

Já os atuadores pneumáticos funcionam através da pressão do ar comprimido. São indicados para utilizações que exigem movimentos curtos e lineares como por exemplo em posicionamento de esteiras. 

Hidráulicos 

Os atuadores hidráulicos são movidos a um fluído denominado óleo hidráulico. O uso deste elemento é ideal para usos que exigem grande força ou caso haja a necessidade de um controle preciso em uma máquina de marcha lenta. 

 

Sistemas de controle

Com a evolução tecnológica os sistemas automatizados também sofreram com mudanças. Novos e melhores dispositivos foram criados, com alta capacidade de desenvolvimento atrelado a independência humana. 

Para entendermos como chegamos aos sistemas de controle atuais, precisamos saber como tudo começou desde as tecnologias a cabo, passando pelos módulos lógico até chegarmos ao já tão mencionado CLP. 

Tecnologias a cabo

Sendo a solução inicial das indústrias autômatas, as tecnologias cabeadas foram deixadas de lado com o passar do tempo.  Esse tipo de tecnologia consiste na interconexão entre reles eletromagnéticos e dispositivos de entrada e saída. De modo que possam ser criadas combinações em paralelo ou série de cada elemento para que seja possível haver automação. 

Entretanto este tipo de tecnologia se tornou obsoleto por apresentar contrariedades na produção. Um exemplo claro é a pouca flexibilidade para lidar e aceitar modificações ou adaptações durante a execução do processo. Além de exigir grandes espaços para usabilidade de painéis elétricos e do custo/rentabilidade. 

 

Entradas de Ordem

Os elementos de entrada de ordem possibilitam ao operador que determine um comando ao sistema. Estes elementos podem ser categorizados em dois tipo, vamos ver quais são?

Binários

Para acioná-lo basta apertar a botoeira, comutador ou interruptor e para desligá-lo é apenas apertar novamente. Este elemento de entrada é o de mecanização mais simples. Sua polaridade consiste em 1 ou 0, caso não exista o acionamento do 1, inevitavelmente o 0 estará ativado e vice-versa.

Numéricos

Em contrapartida aos binários, os numéricos funcionam com a entrada de qualquer ordem, sejam números ou letras, por isso podem ser chamados também de alfanuméricos.   

 

Saída de informação 

Os elementos de saída são os encarregados pela comunicação do sistema de controle com o operador. Em grande parte possuem comunicação visual (telas de interface homem máquina, sinalizadores, etc.), e assim como as entradas de ordem, também podem ser classificados como binários e numéricos, veja:

Binários

Exemplos comuns desse tipo de elemento são os alarmes ou sirenes. Essa categoria disponibiliza a informação apenas em positivo ou negativo. 

Numéricos

Neste ponto há a possibilidade de visualização de textos e números. Esse elemento é de muita utilidade na visualização de dados do processo, seja na certificação de desempenho do processo ou na verificação de funcionamento (ligado ou desligado). Na prática isso acontece em monitores, displays LCD e IHM’S. 

Automação x Mecanização

É importante falarmos sobre a relação e diferença entre a automação e a mecanização. Inicialmente, os termos podem nos parecer semelhantes, todavia a diferença entre seus significados está na forma da execução de suas tarefas. 

A automatização é responsável por realizar o trabalho por meio de máquinas controladas de forma automática. Enquanto isso, a mecanização aborda apenas o uso de máquinas para substituir o trabalho físico. 

O sistema de automação industrial se divide em duas partes principais, a parte operacional e a de controle.  Dessa forma é possível atuar diretamente com o processo ou de forma programável.

 

Importância e benefícios da automação industrial

Dentro do cenário industrial, a presença de um maquinário autômato é essencial para que se desenvolvam atividades completamente seguras, em escala e de baixo custo.

Uma das grandes preocupações das empresas é a segurança operacional. Para obter sucesso completo em seus processos produtivos é necessário garantir um padrão definido de escala de produção, sem riscos aos colaboradores. 

O custo-benefício da instalação da automação industrial está diretamente relacionado com a redução de gastos a partir do período de recuperação do investimento. A rentabilidade é um fator de consideração de extrema relevância, tendo em vista que esse fator também agrega a otimização do tempo da produção.

Perceber que é necessário atender às altas demandas em pouco tempo, com possíveis variáveis na mesma proporção é o primeiro passo para compreender a necessidade de meios de produção em grande escala. Personalizar a sua escala de fabricação é um dos principais benefícios dessa tecnologia.

 

Como podemos ajudar? 

Nós somos uma empresa especializada em desenvolvimento de softwares para indústria, nos conte sobre o que a sua indústria precisa e encontraremos a melhor solução!

Então, chegamos ao fim deste conteúdo e esperamos que você esteja satisfeito com o que aprendeu. Caso não tenha sido o suficiente e ainda tenha restado algumas dúvidas é só entrar em contato conosco através do e-mail mluiza.januario@logiquesistemas.com.br e ficaremos felizes em ajudar!


Postado por Victor Saatmam

Um pouco sobre o autor (a): Publicitário e aspirante a produtor de conteúdo. Amante de livros, filmes e café e se infiltrando cada vez mais no mundo da tecnologia.


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