Plano Departamental
Disciplina: ENE141 - AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL
Carga horária: 60
Departamento: DEPTO DE ENERGIA ELETRICA /ENG
Plano de Ensino
Ementa
Passar o entendimento ao nível de aplicação e desenvolvimento dos principais conceitos relacionados com a automação industrial no contexto de sistemas ciber-físicos. O aluno terá o conhecimento da arquitetura de automação, desde a programação de controladores industriais até o monitoramento de processos em nível de supervisão.
O aluno será capaz de modelar e programar controladores lógicos programáveis (CLPs) utilizando as linguagens da norma IEC 61131-3 (Ladder, FBD, ST, SFC), dominando a manipulação de sinais discretos, analógicos (sinais de corrente/tensão, sensores de temperatura) e blocos PID. Também aprenderá a modelar, analisar e projetar sistemas de controle a eventos discretos empregando GRAFCET e Redes de Petri. Por fim, o estudante estará apto a projetar, configurar e integrar sistemas de supervisão e aquisição de dados (SCADA/IHM), desenvolvendo telas, alarmes, bancos de dados históricos e estabelecendo a comunicação em rede entre controladores e supervisórios.
Conteúdo
Tópico 1: Controladores Lógicos Programáveis (CLPs)
• Arquitetura de hardware e software de CLPs.
• Linguagens de programação da norma IEC 61131-3: Ladder (Linguagem de Contatos), FBD (Diagrama de Blocos Funcionais), ST (Texto Estruturado) e SFC (Carta Sequencial de Função).
• Instruções lógicas, aritméticas, temporizadores e contadores.
• Entradas e saídas analógicas: processamento de sinais analógicos industriais (4–20mA, 0-10V) e integração de sensores de temperatura (PT100, termopares).
• GRAFCET (SFC): modelagem formal de sistemas de controle a eventos discretos, regras de evolução e estruturas sequenciais (divergência/convergência E/OU).
Tópico 2: Lógica Sequencial e Redes de Petri
• Redes de Petri: conceitos fundamentais, execução, marcação e modelagem de sistemas dinâmicos a eventos discretos.
• Análise de propriedades formais de Redes de Petri: vivacidade, limitação, reversibilidade, conservação e estabilidade.
• Projeto de controle discreto baseado em Redes de Petri.
Tópico 3: Sistemas Supervisórios (SCADA) e IHM
• Conceito, objetivos e arquitetura de sistemas supervisórios (SCADA).
• A pirâmide da automação e a integração de dados de chão de fábrica.
• Interfaces Homem-Máquina (IHMs) industriais.
• Banco de dados de processo: criação e configuração de TAGs de comunicação (discretos, numéricos, bloco) e variáveis internas.
• Desenvolvimento de telas gráficas de supervisão, tratamento de alarmes, eventos e telas de tendências (trends).
• Protocolos e drivers de comunicação industrial entre controladores (CLP) e supervisórios (SCADA).
• Aquisição, registro e análise de dados históricos de produção.
Bibliografia
MORAES, C. C. e CASTRUCCI, P. de L. Engenharia de Automação Industrial. LTC, 2ª Edição, 2007.
FRANCHI, C. L. Controladores Lógicos Programáveis: Sistemas de Automação e Controle. Érica, 2018.
B. Hruz and M. Zhou. Modeling and control of discrete-event dynamic systems: With petri nets and other tools. Springer, 2007.
C. G. Cassandras and S. Lafortune. Introduction to discrete event systems. Springer, 2008.
GEORGINI, M. Iniciação aos Sistemas Supervisórios. Editora Érica, 2006.
Notas de Aula do Professor.
Manuais Técnicos de Fabricantes.
Bibliografia(continuação)
Não informado
Bibliografia complementar
PRUDENTE, F. Controladores Lógicos Programáveis. LTC, 2011.
SILVEIRA, P. R. e SANTOS, W. E. Automação e controle discreto. Érica, 9ª Edição, 1998.
CAMPOS, M. C. M. Controles típicos de equipamentos e processos industriais. Blucher, 2010.
S. Bogdan, F. L. Lewis, Z. Kovacic, and J. Mireles. Manufacturing systems control design: a matrix-based approach. Springer, 2006.