Automação Industrial O que é e o que faz? Um Guia Completo Sobre a Profissão
A automação industrial é um campo em constante evolução que aplica tecnologias avançadas para melhorar a eficiência, qualidade e segurança dos processos industriais. Este artigo explorará detalhadamente os componentes e tecnologias fundamentais da automação industrial, com foco em como cada um contribui para a otimização de operações em diversas indústrias.
O Que é Automação Industrial?
Automação industrial envolve o uso de sistemas de controle, como Controladores Lógicos Programáveis (CLPs), computadores industriais e redes de comunicação, para operar máquinas e processos industriais com mínima intervenção humana. O objetivo é aumentar a produtividade, a precisão e a segurança enquanto se reduzem os custos operacionais.
Componentes Fundamentais da Automação Industrial
A automação industrial é composta por vários componentes, cada um desempenhando um papel específico na operação de máquinas e equipamentos industriais. O profissional que deseja atuar na area de altomação industrial necessita conhecer não apenas sua função mas como deve ser utilizado, conectado e configurado para que o mesmo desempenhe sua função conforme especificado pelo fabricante. A seguir apresentaremos alguns dos muitos dispositivos utilizados na industria para automatização de maquinas e processos.
Sinaleiros
Os sinaleiros são dispositivos visuais que indicam o status de máquinas ou processos. Eles utilizam luzes de diferentes cores para comunicar informações sobre o estado de operação, alarmes ou falhas, proporcionando uma rápida compreensão do estado do sistema.
Buzzers
Buzzers são dispositivos sonoros utilizados para alertar operadores sobre eventos específicos, como falhas, início ou término de um processo. Eles são essenciais para garantir uma resposta rápida a situações que exigem atenção imediata.
Manômetros
Manômetros são instrumentos utilizados para medir a pressão de gases ou líquidos em sistemas industriais. Eles são vitais para monitorar e manter as condições operacionais adequadas, garantindo a segurança e eficiência do sistema.
Botoeiras
Botoeiras são dispositivos de controle que permitem aos operadores iniciar, parar ou modificar a operação de máquinas e processos. Elas são projetadas para ser de fácil uso e estão presentes em praticamente todos os ambientes industriais.
Também como dispositivo de acionamento, manobra e controle, a chave seletora é um dispositivo amplamente utilizado em máquinas das mais simples às mais complexas devido a sua versatilidade, podendo realizar acionamentos de cargas das mais variadas potências como também integrar os circuitos de comando.
Botoeiras de Emergência
As botoeiras de emergência são dispositivos críticos de segurança que permitem a interrupção imediata de operações em situações de emergência. Elas são projetadas para ser facilmente acessíveis e rapidamente acionáveis, minimizando o risco de acidentes.
Chaves Fim de Curso
Chaves fim de curso são dispositivos de detecção que indicam a posição final de um componente móvel. Elas são usadas para garantir que componentes, como portas ou cilindros, alcancem a posição correta antes de prosseguir para a próxima etapa do processo.
Contatos Normalmente Aberto e Normalmente Fechado
Os contatos normalmente abertos (NA) e normalmente fechados (NF) são componentes fundamentais em circuitos elétricos. Um contato NA permite a passagem de corrente quando acionado, enquanto um contato NF interrompe a corrente quando acionado. Eles são usados para controlar diversas funções em sistemas automáticos.
Cortina de Segurança
As cortinas de segurança são dispositivos que criam uma barreira invisível de raios infravermelhos para proteger áreas perigosas. Se a barreira for interrompida, o sistema para imediatamente, prevenindo acidentes e garantindo a segurança dos operadores.
Os relés de segurança são componentes críticos que monitoram e controlam funções de segurança em sistemas automatizados. Eles garantem que os dispositivos de segurança, como botoeiras de emergência e cortinas de segurança, funcionem corretamente.
– Relé Bimanual: Exige que o operador use ambas as mãos para iniciar uma operação, prevenindo acidentes causados por distração ou erro.
– Relé Cortina de Segurança: Monitoram e controlam cortinas de segurança, garantindo que o sistema pare imediatamente se a barreira for interrompida.
– Relé Botão de Emergência: Controla botoeiras de emergência, assegurando que a máquina pare instantaneamente quando acionado.
Trava de Segurança
As travas de segurança impedem o acesso a áreas perigosas durante a operação de máquinas. Elas só permitem a abertura de portas ou tampas quando a máquina está em uma condição segura, prevenindo acidentes.
Os sensores são dispositivos que detectam mudanças no ambiente ou em componentes do sistema e enviam essas informações para o controlador. Existem vários tipos de sensores usados na automação industrial:
– Sensor Óptico: Utiliza luz para detectar a presença, ausência ou posição de objetos.
– Sensor Magnético: Detecta a presença de campos magnéticos, frequentemente usado em sistemas de segurança e controle de posição.
– Sensor Indutivo: Detecta objetos metálicos sem contato físico, ideal para ambientes industriais hostis.
– Sensor Capacitivo: Detecta objetos com base na sua capacidade de armazenar carga elétrica, útil para materiais não metálicos.
– Sensor de Pressão: Mede a pressão de gases ou líquidos em sistemas industriais.
– Sensor de Vazão: Mede a taxa de fluxo de líquidos ou gases, essencial para processos de controle de fluidos.
Amplificador dos Sensores
Os amplificadores de sensores tem a função de ajustar a sensibilidade do sensor, ou seja, adiciona uma “amplitude” de detecção do sensor, garantindo a atuação do sensor mesmo com eventuais oscilações da região de detecções. Eles são essenciais para integrar sensores em sistemas de controle um pouco mais complexos, quando compadaro com uma simples detecção absoluta.
Atuadores Pneumáticos
Atuadores pneumáticos convertem energia pneumática em movimento mecânico. Eles são usados para mover, posicionar ou manipular objetos em sistemas automatizados.
Válvulas Solenoides Pneumáticas
As válvulas solenoides pneumáticas controlam o fluxo de ar em sistemas pneumáticos. Elas são ativadas eletricamente e permitem a automação de processos de controle de ar.
Unidade de Conservação para Sistemas Pneumáticos
As unidades de conservação para sistemas pneumáticos garantem que o ar comprimido esteja limpo e seco, prolongando a vida útil dos componentes pneumáticos e melhorando a eficiência do sistema.
Mangueiras Pneumáticas
Mangueiras pneumáticas transportam ar comprimido para diversos componentes do sistema. Elas devem ser duráveis e flexíveis para suportar as condições exigentes dos ambientes industriais.
Conexões Pneumáticas
As conexões pneumáticas conectam componentes de um sistema pneumático, permitindo a passagem eficiente de ar comprimido. Elas são projetadas para serem seguras e confiáveis.
Regulador de Fluxo Pneumático
Os reguladores de fluxo pneumático controlam a velocidade e a pressão do ar comprimido em um sistema. Eles são essenciais para o ajuste preciso e a operação eficiente dos atuadores pneumáticos.
Contatores são dispositivos de comutação que controlam a alimentação elétrica de motores e outros equipamentos industriais. Eles são projetados para suportar altas correntes e são essenciais para a operação segura e eficiente de máquinas.
O relé térmico protege motores elétricos contra sobrecargas. Ele interrompe o circuito quando a corrente excede um nível seguro, prevenindo danos ao motor.
Os inversores de frequência controlam a velocidade de motores elétricos ajustando a frequência da corrente elétrica fornecida. Eles são usados para otimizar o desempenho e a eficiência energética dos motores.
Soft Starter
Os soft starters controlam o aumento gradual da corrente elétrica para motores, reduzindo o choque mecânico e elétrico durante a partida. Eles prolongam a vida útil dos motores e reduzem o consumo de energia.
Contato Auxiliar
Os contatos auxiliares são pequenos interruptores usados para expandir a funcionalidade de contatores e relés. Eles fornecem sinais adicionais para sistemas de controle e monitoramento.
Os relés de interface permitem a comunicação entre diferentes partes de um sistema de controle, garantindo que sinais elétricos sejam transmitidos de forma eficaz entre dispositivos com diferentes níveis de tensão.
Os CLPs, ou PLCs (Programmable Logic Controllers), são dispositivos robustos usados para automação de processos industriais. Eles são programados para executar tarefas específicas, controlando e monitorando equipamentos e processos.
Motores
Os motores são os principais atuadores em sistemas de automação industrial, convertendo energia elétrica em movimento mecânico. Existem diferentes tipos de motores utilizados, cada um adequado para aplicações específicas:
– Motores Monofásicos: Utilizados em aplicações que requerem menos potência e onde a alimentação elétrica é de fase única.
– Motores Trifásicos: Utilizados em aplicações industriais de alta potência, onde a alimentação elétrica é trifásica, proporcionando melhor eficiência e desempenho.
Ladder
A linguagem Ladder é amplamente utilizada em automação industrial para programar CLPs. Ela se baseia em diagramas de relé que eram usados nos primeiros sistemas de controle elétrico, tornando-a intuitiva para engenheiros eletricistas. A linguagem Ladder utiliza símbolos gráficos para representar contatos e bobinas, permitindo a criação de lógicas complexas de controle de maneira visualmente compreensível.
Arduino
O Arduino é uma plataforma de prototipagem eletrônica de código aberto baseada em hardware e software fáceis de usar. Em automação industrial, o Arduino pode ser utilizado para desenvolver sistemas de controle personalizados e econômicos. Ele é particularmente útil para pequenas e médias empresas que necessitam de soluções específicas para automação e controle, além de ser uma ferramenta valiosa para educação e experimentação em engenharia.
Comandos Elétricos
Os comandos elétricos envolvem o uso de dispositivos elétricos para controlar a operação de máquinas e processos industriais. Eles incluem dispositivos como contatores, relés, temporizadores e chaves, que juntos formam circuitos de controle para iniciar, parar e monitorar o funcionamento de equipamentos.
Partida de Motores
A partida de motores envolve técnicas e dispositivos para iniciar motores elétricos de forma segura e eficiente. Isso inclui métodos como a partida direta, partida estrela-triângulo e o uso de soft starters, cada um adequado para diferentes tipos de motores e aplicações.
Conclusão
A automação industrial é um campo vasto e complexo, essencial para a operação eficiente e segura de sistemas industriais modernos. Com uma compreensão sólida dos componentes e tecnologias descritos neste artigo, os profissionais da indústria podem projetar, implementar e manter sistemas de automação que melhoram a produtividade, qualidade e segurança em diversos setores. A integração de novas tecnologias, como Arduino e linguagem Ladder, junto com componentes tradicionais, continua a impulsionar a evolução e inovação na automação industrial.