Av2 - Automação de Processos Industriais

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1)
Um engenheiro de automação está desenvolvendo a lógica de controle para um sistema de mistura de ingredientes em uma fábrica de alimentos. O processo deve seguir a seguinte sequência: ao pressionar um botão "Início", uma válvula (V1) deve abrir para encher um tanque com o ingrediente A. Um sensor de nível alto (SNA) detecta quando o tanque está cheio, fechando V1 e ligando um motor misturador (M1) por 30 segundos. Após a mistura, uma válvula de saída (V2) deve abrir para esvaziar o tanque. Um sensor de nível baixo (SNB) indica que o tanque está vazio, fechando V2 e finalizando o ciclo. O engenheiro precisa implementar essa lógica utilizando a linguagem de programação Ladder, incluindo o uso de um temporizador para o tempo de mistura.
Considerando a sequência do processo de mistura e os elementos da linguagem Ladder, analise as afirmativas a seguir.
I. O botão "Início" e o sensor de nível baixo (SNB) podem ser programados em série para iniciar o ciclo, garantindo que o tanque não esteja previamente preenchido.
II. Um temporizador do tipo TON (Timer On-Delay) deve ser acionado pelo sensor de nível alto (SNA) para contar os 30 segundos da mistura.
III. A saída que aciona o motor misturador (M1) deve ser ativada enquanto o temporizador estiver contando e desativada quando a contagem terminar.
IV. A válvula de saída (V2) deve ser acionada pelo contato do temporizador que indica o fim da contagem dos 30 segundos.
Com base na análise das afirmativas, assinale a alternativa que apresenta apenas as afirmativas corretas.
Alternativas:
· a)
I e II.
· b)
I, II e IV.
· c)
II e III.
· d)
I, III e IV.
· e)
I, II, III e IV.
Alternativa assinalada
2)
Em uma indústria química, a manutenção de um reator é uma atividade de alto risco e custo. Uma parada não programada para manutenção corretiva pode interromper a produção por dias. Para evitar isso, a empresa investiu em um sistema de automação que monitora continuamente a vibração e a temperatura dos mancais do motor que aciona o agitador do reator. Os dados são coletados e analisados por um software que utiliza algoritmos para identificar padrões que antecedem uma falha. Quando o sistema detecta um aumento gradual na vibração que foge do padrão normal de operação, ele gera um alerta para a equipe de manutenção, permitindo que uma intervenção seja planejada e executada durante uma parada programada, antes que a falha catastrófica ocorra.
O tipo de estratégia de manutenção implementada pela indústria química, baseada no monitoramento contínuo e na análise de dados para prever falhas, é corretamente classificado como:
Alternativas:
· a)
Manutenção Corretiva, pois a ação só é tomada após a detecção de um sintoma de falha.
· b)
Manutenção Preventiva, pois as intervenções são realizadas em intervalos de tempo fixos, independentemente da condição do equipamento.
· c)
Manutenção Detectiva, focada exclusivamente em testar os sistemas de alarme e proteção do equipamento.
· d)
Manutenção de Oportunidade, que consiste em realizar reparos somente quando o equipamento já está parado por outro motivo.
· e)
Manutenção Preditiva, pois se baseia na análise de dados em tempo real para prever a degradação e determinar o momento ideal para a intervenção.
Alternativa assinalada
3)
Uma pequena empresa de manufatura deseja automatizar uma prensa para estampar peças metálicas. O processo é simples: um operador posiciona a peça, afasta-se e pressiona dois botões simultaneamente (um para cada mão, como medida de segurança). A prensa então avança, estampa a peça por 5 segundos e recua. Para este projeto, a equipe de engenharia precisa escolher um Controlador Lógico Programável (CLP). As necessidades de entradas e saídas são fixas e bem definidas: três entradas digitais (botão 1, botão 2, sensor de prensa recuada) e duas saídas digitais (motor de avanço, motor de recuo). O orçamento é limitado e não há previsão de expansão futura para este equipamento específico. A simplicidade na instalação e manutenção é um fator prioritário.
Com base nas características do processo e nos requisitos do projeto da prensa, qual tipo de CLP seria o mais adequado para esta aplicação?
Alternativas:
· a)
Um CLP modular, pois permite a adição futura de módulos de comunicação em rede para integração com outros sistemas da fábrica.
· b)
Um CLP compacto, pois integra em uma única unidade a CPU, a fonte de alimentação e um número fixo de entradas e saídas, atendendo aos requisitos com menor custo.
Alternativa assinalada
· c)
Um CLP de grande porte com alta capacidade de processamento, para garantir a execução precisa da temporização de 5 segundos.
· d)
Um CLP modular, pois oferece maior flexibilidade para trocar a CPU por uma mais potente caso o processo se torne mais complexo.
· e)
Um CLP baseado em software executado em um computador industrial, pois elimina a necessidade de hardware dedicado para controle.
4)
Uma indústria de cosméticos está automatizando seu processo de fabricação de emulsões, que envolve a mistura precisa de múltiplos ingredientes líquidos e em pó em um reator. O processo é complexo e não se limita a uma sequência simples de ligar e desligar válvulas. O CLP responsável pelo controle deve executar algoritmos para calcular a massa exata de cada componente com base em uma receita selecionada em uma IHM, corrigindo as quantidades em tempo real de acordo com a densidade do material, que varia com a temperatura. Além disso, o sistema deve executar laços de repetição (loops) para dosagens fracionadas, manipular vetores de dados (arrays) para armazenar os parâmetros de cada lote e gerar um relatório de produção com cálculos estatísticos ao final do processo. A equipe de engenharia de automação busca a linguagem de programação que ofereça maior flexibilidade e poder computacional para implementar essas tarefas.
Considerando a complexidade da aplicação, que envolve cálculos matemáticos avançados, manipulação de estruturas de dados e algoritmos complexos, qual linguagem de programação, dentre as padronizadas pela norma IEC 61131-3, é a mais adequada para programar o CLP?
Alternativas:
· a)
A linguagem Ladder (LD), pois sua estrutura gráfica baseada em contatos e bobinas é ideal para a execução de cálculos matemáticos e manipulação de vetores de dados.
· b)
A linguagem Grafcet (SFC), pois sua principal finalidade é a implementação de algoritmos de controle de processo e funções matemáticas complexas.
· c)
A linguagem Texto Estruturado (ST), pois é uma linguagem de alto nível, com sintaxe similar a linguagens como o Pascal, projetada para tarefas que exigem algoritmos complexos, laços condicionais e cálculos.
Alternativa assinalada
· d)
O Diagrama de Blocos de Função (FBD), pois é a linguagem mais eficiente para criar lógicas sequenciais que dependem de múltiplas receitas e parâmetros variáveis.
· e)
A Lista de Instruções (IL), pois é a linguagem de mais baixo nível, o que a torna a mais simples e intuitiva para programadores implementarem funções de tratamento de dados.
5)
Uma usina hidrelétrica opera com múltiplas turbinas e geradores distribuídos por uma grande área. A equipe de operação precisa monitorar continuamente variáveis críticas como o nível do reservatório, a vazão da água, a velocidade de rotação das turbinas, a temperatura dos rolamentos e a potência gerada. Além do monitoramento, é essencial que os operadores possam, a partir de uma sala de controle central, ligar ou desligar geradores, ajustar a abertura das comportas e responder rapidamente a alarmes de condições anormais, como uma sobretemperatura. O sistema deve também registrar todos esses dados ao longo do tempo para análises de eficiência e planejamento de manutenção, além de apresentar as informações de forma gráfica e intuitiva.
Com base na descrição da necessidade de controle e monitoramento da usina hidrelétrica, qual das alternativas descreve corretamente as funcionalidades de um sistema SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) aplicado a este cenário?
Alternativas:
· a)
O sistema SCADA executa diretamente a lógicade controle em tempo real das turbinas, substituindo a função dos CLPs locais.
· b)
O sistema SCADA se limita a exibir os dados em telas gráficas, sem permitir que os operadores enviem comandos remotos para os equipamentos.
· c)
O sistema SCADA coleta dados dos controladores de campo (CLPs), permite o controle remoto dos equipamentos e fornece ferramentas para visualização, registro de dados (histórico) e gerenciamento de alarmes.
Alternativa assinalada
· d)
O sistema SCADA é responsável exclusivamente pela calibração dos sensores de temperatura e vazão, operando de forma independente da sala de controle.
· e)
O sistema SCADA funciona como um sistema de gestão empresarial (ERP), focando no gerenciamento de ordens de serviço e estoque de peças para manutenção.