Atividade A2 SISTEMAS AUTOMATIZADOS NA INDÚSTRIA 4.0

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Pergunta 1)
Leia o excerto a seguir:
“Há quatro funções de temporização básicas: temporização para ligar, temporização para desligar, monoestável e reciclar. [...] Os controladores lógicos programáveis (CLP) podem ser programados para operar como relés de temporização convencionais. A instrução do temporizador de CLP pode ser utilizada para ativar ou desativar um dispositivo após um intervalo de tempo predefinido”.
 
PETRUZELLA, F. Motores elétricos e acionamentos:série Tekne. Porto Alegre: Bookman Editora, 2013. p. 225-228.
 
Nesse sentido, com base no trecho, assinale a alternativa acerca desse uso indicado dos CLPs:
Resposta:
Um dos exemplos mais utilizados de instruções de temporizador é a TON.
Resposta correta. A alternativa está correta, pois há a instrução para ligar TON, para desligar (TOF) e de retenção (RTO), sendo possível implementar um dado retardo de tempo para a energização, e a ação do temporizador se dá através de uma saída do CLP ou de sua memória.
Pergunta 2)
Leia o excerto a seguir:
“A utilidade dos controladores PID está na sua aplicabilidade geral à maioria dos sistemas de controle. Em particular, quando o modelo matemático da planta não é conhecido e, portanto, métodos de projeto analítico não podem ser utilizados, controles PID se mostram os mais úteis. [...] Em casos práticos, pode existir um requisito relativo à resposta da entrada de distúrbio e outro requisito relativo à resposta da entrada de referência”.
 
OGATA, K. Engenharia de controle moderno. São Paulo: Pearson, 2010. p. 521.
 
Considerando o excerto apresentado, sobre a lógica de funcionamento do controlador PID e os aspectos práticos, analise as afirmativas a seguir:
 
I. O erro do controlador também é referido como offset e diz respeito à referência.
II. A entrada de referência do controlador (setpoint) pode funcionar como um requisito.
III. Acerca da aplicação, o PID é mais indicado para sistemas com modelo matemático.
IV. Em um sistema automático, o offset é o valor de referência a ser seguido no sistema.
 
Está correto o que se afirma em:
Resposta:
I e II, apenas.
Resposta correta. A alternativa está correta, pois a afirmativa I mostra que o erro, ou offset, diz respeito à diferença entre a variável controlada e a referência ( setpoint). Além disso, a afirmativa II também está correta, já que, de fato, o setpoint é a referência/ requisito de funcionamento do sistema. Já a afirmativa III está incorreta, pois o PID é indicado, inclusive, em casos em que não há o modelo matemático da planta. Por fim, a afirmativa IV também está incorreta, visto que a referência é o setpoint.
Pergunta 3)
Leia o excerto a seguir:
“O ciclo de operação típico do CLP, chamado de varredura (scan), é composto de três etapas: (1) varredura de entrada, (2) varredura do programa e (3) varredura de saída. Durante a varredura de entrada, as entradas do CLP são lidas pelo processador e o estado dessas entradas é armazenado na memória”.
 
GROOVER, M. P. Automação industrial e sistemas de manufatura. 3. ed. São Paulo: Pearson, 2014. p. 215.
 
A respeito das variáveis citadas no processo de funcionamento do equipamento, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s).
 
I. ( ) Na sequência da leitura da entrada pelo processador e do armazenamento do estado dessas variáveis na memória, tem-se a execução do programa de controle.
II. ( ) O tempo de varredura reflete diretamente na capacidade do equipamento e dependerá da quantidade de saídas existentes no módulo utilizado, nesse caso.
III. ( ) A velocidade desenvolvida pelo processador impacta diretamente na capacidade de funcionamento do CLP e é referida comumente como clock.
IV. ( ) Os valores das saídas são atualizados conforme o que foi calculado pelo programa, durante a varredura final, denominada como de saída.
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta:
Resposta:
V, F, V, V.
Resposta correta. A sequência está correta. A afirmativa I é verdadeira, pois a primeira etapa é a varredura da entrada e, em seguida, prossegue-se para a do programa, que envolve a execução, dessa forma, do programa de controle. Já a afirmativa II é falsa, pois, no processo de varredura, é importante considerar ainda as entradas do equipamento, por exemplo. A afirmativa III é verdadeira, pois, quanto maior a velocidade de processamento das informações, melhor será o desempenho do controlador. Por fim, a afirmativa IV também é verdadeira, pois, de fato, a atualização das variáveis de saída, vinculadas ao sistema e à parte do CLP, se dá na varredura de saída.
Pergunta 4)
Leia o excerto a seguir:
“Todos os fabricantes de CLP oferecem algumas formas de instrução de contadores como parte de seu conjunto de instruções. Uma aplicação comum de contador é contar a quantidade de itens que passaram por um determinado ponto. [...] As partes de uma instrução são as seguintes: tipo de contador, endereço do contador, valor pré-ajustado do contador e contagem acumulada”.
 
PETRUZELLA, F. D. Controladores lógicos programáveis. Porto Alegre: AMGH Editora, 2014. p. 151.
 
Com base no apresentado, analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas. 
 
I. Os contadores dos CLPs geralmente são do tipo retentivos.
Pois:
II. É necessário que o número da contagem seja zerado para reiniciar esse processo em outro momento, por exemplo.
 
A seguir, assinale a alternativa correta.
Resposta:
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta para a I.
Resposta correta. A alternativa está correta, pois a asserção I é verdadeira, já que, de fato, os contadores de CLPs são, dada a necessidade prática, do tipo retentivos em sua maioria. A asserção II também é verdadeira e uma justificativa para a I, pois precisa-se que, ao desligar o equipamento, este possa contar novamente, a partir de zero.
Pergunta 5)
Observe a imagem a seguir que representa um controlador lógico programável (CLP) através de um esquema em desenho, com suas principais partes indicadas, por meio da numeração, pensando nos modelos mais habituais utilizados na prática, comuns para todas as marcas:
image00460b150c3_20211112092638.jpg
Figura - CLP
Fonte: Petruzella (2014, p. 98).
 
#PraCegoVer: a imagem traz o esquema de um CLP, bastante parecido com o que o equipamento se assemelha na prática, com marcações de 1 a 4.
 
PETRUZELLA, F. D. Controladores lógicos programáveis. Porto Alegre: AMGH Editora, 2014. p. 98.
 
Nesse sentido, assinale a alternativa que apresenta corretamente o que são esses itens do equipamento:
Resposta:
1 - fonte de alimentação; 2 - módulo do processador; 3 - módulo de entrada e saída e 4 - slot de encaixe do módulo.
Resposta correta. A alternativa está correta, pois, no item 1, tem-se a localização da fonte de alimentação utilizada; em 2, tem-se o módulo do processador; em 3, há todos os possíveis módulos de entrada e saída e, em 4, tem-se parte do slot de encaixe do módulo do equipamento.
Pergunta 6)
Os temporizadores de um controlador lógico programável podem ser definidos também como instruções capazes de realizar funções semelhantes a relés de tempo eletrônico. Como exemplo de vantagem, nesse caso, é possível ressaltar a quantidade maior ou menor de temporizadores que pode ser utilizada, a partir, então, do CLP.
 
Considerando o excerto apresentado, analise as afirmativas a seguir.
 
I. Quando for permitida a continuidade no degrau do temporizador, tem-se o início da contagem de tempo.
II. O temporizador opera a partir da referência de um dado valor de tempo pré-ajustado (tempo preset).
III. Os tempos necessários para retardo, em um sistema com esse tipo de temporizador, são gerados no CLP.
IV. Em contrapartida, uma desvantagem de não usar relés como temporizadores é o ajuste de tempo.
 
Está correto o que se afirma em:
Resposta:
I, II e III, apenas.
Resposta correta. A alternativa está correta. A afirmativa I está correta, pois, ao energizar-se o degrau no diagrama, no qual o temporizadorestá, tem-se a contagem. A afirmativa II está correta, pois o processo de contagem de tempo, de fato, envolve a comparação com o tempo pré-ajustado. A afirmativa III também está correta, pois quem realiza isso é o processador do CLP. Por fim, a afirmativa IV está incorreta, pois o uso do CLP como temporizador nesse caso facilita tal processo.
Pergunta 7)
Um controlador PID pode ser ajustado a partir de suas ações proporcional, integral e derivativa, que poderão ser estabelecidas no sistema de forma conjunta ou separadamente. Um exemplo disso são os controladores do tipo proporcional, que podem ser utilizados em estratégias de controle liga-desliga (on-off).
 
A respeito do controlador PID apresentado, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s).
 
I. ( ) O ajuste desse tipo de controlador é implementado a partir da configuração do ganho proporcional (image00160b150c3_20211112092639.gif).
II. ( ) O controlador apresentado possuirá, como sua entrada, o erro do sistema a ser controlado.
III. ( ) A saída do controlador apresenta o setpoint necessário para que o sistema opere como desejado.
IV. ( ) O controlador apresentado possui, como vantagem principal, extinguir o erro (offset) do sistema.
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta:
Resposta:
V, V, F, F.
Resposta correta. A sequência está correta. A afirmativa I é verdadeira, pois o ganho proporcional é que será ajustado nesse tipo de controlador e em um controlador com todas as ações (PID), por exemplo. A afirmativa II também é verdadeira, pois o erro é a entrada do bloco Kp e, por consequência, desse controlador. Já a afirmativa III é falsa, pois o setpoint faz parte da entrada do sistema como um todo. Por fim, a afirmativa IV também é falsa, pois existe diferença, a partir de um dado distúrbio, entre a referência ( offset) e o valor medido.
Pergunta 8)
Os CLPs são formados, basicamente, por alimentação, entradas e saídas, processamento e memória. No caso específico de entradas e saídas desse importante equipamento, pode-se salientar a utilização de módulos individuais, por exemplo, e contemplam-se entradas digitais e analógicas, bem como saídas classificadas dessa mesma forma, o que ressalta também a aplicabilidade dos CLPs nos mais diversos tipos de sistemas.
 
Considerando as informações apresentadas, analise as afirmativas a seguir.
 
I. O processamento é feito essencialmente pelo processador, manipulando as saídas para o controle.
II. A fonte de alimentação faz parte do sistema do CLP e é utilizada para acionamento desse equipamento.
III. Os módulos de entrada e de saída fazem a conexão com os equipamentos e os processos industriais.
IV. A programação do CLP, bem como dos módulos, deve ser feita através do uso de um computador conectado a este.
 
Está correto o que se afirma em:
Resposta:
II e III, apenas.
A alternativa está correta, pois a afirmativa I está incorreta, pois o processador manipula as entradas do CLP para ditar as saídas deste, para controle do processo, basicamente. Já a afirmativa II está correta, pois a fonte de alimentação, o processador, os módulos de entrada/ saída e a memória são, basicamente, os quatro conjuntos principais do CLP. A afirmativa III também está correta, pois são os módulos de entrada(s) e saída(s) que fazem a interface com os equipamentos e os sensores, com o processo em si. Por fim, a afirmativa IV está incorreta, pois, embora o computador seja, de fato, um aliado em alguns casos, isso também será possível na implementação no próprio CLP, através de tela e teclado neste, como é visto em alguns modelos.
Pergunta 9)
Os controladores PID (proporcional, integral e derivativo) são provavelmente os exemplos mais empregados de controladores na indústria, em geral. Esse fato se deve a uma série de vantagens, como possibilidade de ajuste dos parâmetros para obtenção da sintonia mais adequada, por exemplo.
 
Nesse sentido, assinale a alternativa que indica corretamente um tipo de ação a ser implementada pelos controladores PID.
Resposta:
Proporcional.
Resposta correta. A alternativa está correta, pois a sintonia diz respeito ao ajuste dos parâmetros para implementação do controlador PID, resultado prático do algoritmo proporcional, integral e derivativo, o que reflete diretamente na utilização de ações proporcionais, por exemplo, a partir da função de controle.
Pergunta 10)
A memória de um controlador lógico programável é a parte responsável, basicamente, pelo armazenamento dos dados, pelas instruções e pelo próprio programa de controle. Além disso, como é possível imaginar, a quantidade de memória do equipamento, requerida por este, dependerá de uma série de fatores.
 
Nesse sentido, assinale a alternativa que apresenta um possível fator capaz de afetar o equipamento com relação a esse importante elemento de sua estrutura.
Resposta:
Quantidade de pontos de entrada e de saída.
Resposta correta. A alternativa está correta, pois tanto a quantidade de entradas quanto a de saídas podem afetar a memória. Além disso, nem a quantidade nem o tipo de instruções afetam a memória, e sim o tamanho do programa em si, bem como questões como a necessidade de coletar dados.