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PONTO DE PARTIDA Atualmente, temos ouvido falar, com certa frequência, em Inteligência Artificial (IA) e em suas promessas de revolução para toda a cadeia de produção e comercialização de bens de consumo e serviços. Pode-se dizer que tais promessas têm fundamento, pois a IA, que provém de uma área de estudos consolidada do campo computacional, além de estar em crescente desenvolvimento e melhoria, é aplicável a diversas áreas, como economia, entretenimento, segurança e outras. Diante disso, é grande a expectativa das indústrias em torno do potencial que a IA tem. Nesse contexto, o processamento de algoritmos cada vez mais complexos exige uma estrutura de ponta para a fabricação de chips eletrônicos e processadores de alto desempenho. Em virtude disso, a Coreia do Sul, país líder em indústrias do segmento, está se preparando para investir um grande montante na fabricação de equipamentos para esse tipo de empreendimento, que requer instalações específicas por promover uma produção com alto nível de automação de processos, praticamente toda robotizada, ou seja, com tecnologia como fim (produto a que se destina) e como meio (forma de produzir) (Reuters, 2024). Os chips eletrônicos também servem à era da conectividade e dos dispositivos inteligentes, que compõem uma forte tendência mundial, capaz de alavancar os negócios, o que justifica os expressivos investimentos no ramo por parte das empresas. É por meio desses chips que as indústrias passam a ser consideradas como indústria 4.0, na qual os processos produtivos englobam a automação e áreas como design, conectividade, robótica e manufatura aditiva (brevemente resumida como a impressora 3D dos metais). VAMOS COMEÇAR Boas-vindas, estudante, à primeira aula da disciplina Automação de Processos Industriais, que será dedicada aos conceitos e à história da automação industrial. Embora a automação não seja um tópico novo, é atual e está em constante evolução, assim como outros que caminham com a tecnologia. Por isso mesmo, o conhecimento sobre esse assunto é essencial para profissionais da área e, devido à sua importância, é impossível imaginar como seria o setor industrial sem ela. Acompanhe esta videoaula para estudar os aspectos mais importantes da automação industrial! Aula 1 INTRODUÇÃO À AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL Boas-vindas, à disciplina Automação de Processos Industriais, que será dedicada aos conceitos e à história da automação industrial. FUNDAMENTOS DA AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL Aula 1 - Introdução à Automação Industrial Aula 2 - Componentes de Sistemas Automatizados Aula 3 - Arquiteturas de Sistemas de Automação Aula 4 - Fundamentos de Controle Aula 5 - Encerramento da unidade Referências 28/01/2026, 16:51 ptcldd_252_u1_aut_pro_ind https://www.colaboraread.com.br/integracaoAlgetec/index?usuarioEmail=eder.tecnologias%40gmail.com&usuarioNome=EDER+CARLOS+FERNANDES&disciplinaDescricao=&atividadeId=4866875&atividadeDescr… 1/24 Introdução à automação industrial Ao se analisar o cenário nacional, pode-se dizer que nem todas as indústrias estão preparadas para aproveitar a tecnologia plenamente e que faltam profissionais capacitados para promover maior automação nas indústrias. Diante desse contexto, infelizmente, a automatização nas indústrias acaba não sendo tão imediata, uma vez que é necessário adaptações e um caminho de boas decisões acerca de sua gestão e infraestrutura. Por outro lado, felizmente, se há melhorias a serem realizadas, há também oportunidades para profissionais preparados e aptos a realizarem essas atividades, dentre os quais esperamos que você esteja após o estudo desta disciplina! Ao longo da evolução da humanidade, a confecção de produtos para nossa subsistência mudou muito e impactou, inclusive, a forma como a sociedade se organiza. No início, toda produção tinha um caráter artesanal, mas, com o tempo, foi se especializando e acabou sendo mecanizada, até chegar ao nível de modernização que conhecemos atualmente, no qual essa produção está conectada com computadores e com o mínimo de intervenção humana. O primeiro passo desse processo foi a maximização da força humana por meio do uso de máquinas a vapor (Primeira Revolução Industrial), e o segundo foi a utilização de motores de combustão interna (Segunda Revolução Industrial). A inserção de dispositivos eletrônicos no processo produtivo tem destaque na Terceira Revolução Industrial, enquanto a tecnologia da informação deu início à Quarta Revolução Industrial, que chamamos popularmente de indústria 4.0 e que ainda não foi plenamente substituída pela Quinta Revolução, já em andamento. A descrição das Revoluções Industriais está apresentada na Figura 1, confira: Figura 1 - Revolução Industrial e Indústria 4.0 Fonte: adaptada de Nahavandi (2019). Uma observação importante é que mesmo máquinas puramente mecânicas podem proporcionar a automação da produção. Isso, que já ocorria nos anos 1960, recebeu o nome de automação de tipo rígido, que é quando uma máquina é construída para atender à uma atividade específica (Prudente, 2011). Sua principal desvantagem é o baixíssimo nível de ajustes ou adaptações, pois qualquer alteração torna necessário praticamente reconstruir a máquina, o que torna pouco viável esse tipo de automação. PRIMEIRA REVOLUÇÃO INDUSTRIAL (SÉCULO XVIII) Mecanização com máquinas a vapor e a carvão. SEGUNDA REVOLUÇÃO INDUSTRIAL (SÉCULO XIX) Linha de montagem para produção em massa, com máquinas elétricas e motores a combustão. TERCEIRA REVOLUÇÃO INDUSTRIAL (SÉCULO XX) Produção automatizada, presença de computadores e demais dispositivos eletrônicos. QUARTA REVOLUÇÃO INDUSTRIAL (INÍCIO DO SÉCULO XXI) Utilização de IA, Big Data, Internet das Coisas e sistemas cyber-físicos para uma produção inteligente. QUINTA REVOLUÇÃO INDUSTRIAL (SÉCULO XXI - ATUALMENTE) Colaboração entre humanos e robôs para promoção de sustentabilidade e uma produção personalizada. 28/01/2026, 16:51 ptcldd_252_u1_aut_pro_ind https://www.colaboraread.com.br/integracaoAlgetec/index?usuarioEmail=eder.tecnologias%40gmail.com&usuarioNome=EDER+CARLOS+FERNANDES&disciplinaDescricao=&atividadeId=4866875&atividadeDescr… 2/24 O conceito de automação, atualmente, é definido como o uso de comandos lógico-programáveis e equipamentos mecanizados a fim de substituir tarefas manuais que envolvem tomadas de decisão e comandos-resposta de seres humanos (Lamb, 2015). A especialização e mecanização da produção aconteceram em decorrência da necessidade de produção em maior escala, bem como da exigência dos consumidores por produtos com maior qualidade. Desde então, a crescente demanda por produtos e as exigências só aumentaram, o que tornou necessário o fornecimento de processos produtivos ainda mais robustos. Adicionalmente, o mercado competitivo exige que as empresas diminuam seus custos de produção, seja minimizando o desperdício, seja aproveitando ao máximo os recursos e rejeitos. A Ford Motor Company foi pioneira ao criar sistemas automáticos que substituíam o esforço e a inteligência humanos por relés e temporizadores intertravados, que realizavam a parte lógica, e por sensores e posicionadores mecânicos combinados que realizavam sequências de liga/desliga de motores e atuadores (Lamb, 2015). A elétrica e a eletrônica foram áreas que também tiveram grandes avanços de desenvolvimento desde então e que se tornaram populares em diversos segmentos, principalmente nas indústrias. Elas se destacaram justamente por permitirem que o trabalho fosse realizado de forma mais completa pelas máquinas, com maior segurança, maior torque, maior precisão e mais qualidade para o produto. Ao longo dos anos, as indústrias buscaram melhorar seus processos produtivos, motivadas principalmente por demandas dos setores bélico, de produtos alimentícios, de produtos médicos e de dispositivos eletrônicos – neste campo, há maior preocupação com contaminação e presença humana, o que é resolvido em grande parte com a automação industrial.Instrumentação, controle e automação de processos. 2. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2010. E-book. [Minha Biblioteca]. CAPELLI, A. Automação Industrial - Controle da movimentação de processos contínuos. 3. ed. São Paulo: Érica, 2013. E-book. Disponível em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9788536519616/pageid/13. REFERÊNCIAS 28/01/2026, 16:51 ptcldd_252_u1_aut_pro_ind https://www.colaboraread.com.br/integracaoAlgetec/index?usuarioEmail=eder.tecnologias%40gmail.com&usuarioNome=EDER+CARLOS+FERNANDES&disciplinaDescricao=&atividadeId=4866875&atividadeDes… 21/24 https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9788536519616/pageid/13 Acesso em: 6 maio 2024. IEEE TRANSACTIONS ON AUTOMATIC CONTROL. ISSN: 0018-9286. Engineering – Electrical Engineering. [ProQuest]. United States: [s. n.], 2021. LAMB, F. Automação industrial na prática. Porto Alegre: AMGH, 2015. (Série Tekne). E-book. [Minha Biblioteca]. MORAES, C. C. de; CASTRUCCI, P. de L. Engenharia de automação industrial. 2. ed. Rio de Janeiro: Grupo GEN, 2006. E-book. ISBN 978-85-216-1976-5. Disponível em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/978-85-216-1976-5/. Acesso em: 14 abr. 2024. PRUDENTE, F. Automação industrial PLC – Teoria e aplicações – Curso Básico. 2. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2011. E-book. [Minha Biblioteca]. REUTERS. Coreia do Sul investirá US$ 7 bi em IA até 2027 para manter liderança em chips. CNN, 9 abr. 2024. Disponível em: https://www.cnnbrasil.com.br/economia/negocios/coreia-do-sul-investira-us-7-bi-em-ia-ate- 2027-para-manter-lideranca-em-chips/. Acesso em: 9 out. 2024. FILIPPO FILHO, G. Automação de processos e de sistemas. São Paulo: Érica, 2014. E-book. [Minha Biblioteca]. IEEE TRANSACTIONS ON AUTOMATION SCIENCE AND ENGINEERING. ISSN: 1545-5955. Engineering - Electrical Engineering. [ProQuest]. United States: [s. n.], 2022. NAHAVANDI, S. Industry 5.0 – A human-centric solution. Sustainability, [s. l.], v. 11, n. 16, p. 4371, 2019. Disponível em: https://www.mdpi.com/2071-1050/11/16/4371. Acesso em: 11 abr. 2024. NATALE, F. Automação industrial. 10. ed. São Paulo: Érica, 2008. (Série Brasileira de Tecnologia). E-book. [Minha Biblioteca]. PRUDENTE, F. Automação industrial – PLC – Programação e instalação. Rio de Janeiro: LTC, 2010. E-book. [Minha Biblioteca]. Aula 2 ALVES, J. L. Instrumentação, controle e automação de processos. 2. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2010. E-book. [Minha Biblioteca]. IEEE TRANSACTIONS ON AUTOMATIC CONTROL. ISSN: 0018-9286. Engineering – Electrical Engineering. [ProQuest]. United States: [s. n.], 2021. LAMB, F. Automação industrial na prática. Porto Alegre: AMGH, 2015. (Série Tekne). E-book. [Minha Biblioteca]. PRUDENTE, F. Automação industrial PLC – Teoria e aplicações – Curso Básico. 2. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2011. E-book. [Minha Biblioteca]. BRITO, F. Sensores e atuadores. São Paulo: Érica, 2017. 120 p. E-book. Disponível em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9788536531953/pageid/23. Acesso em: 1 maio 2024. FILIPPO FILHO, G. Automação de processos e de sistemas. São Paulo: Érica, 2014. E-book. [Minha Biblioteca]. IEEE TRANSACTIONS ON AUTOMATION SCIENCE AND ENGINEERING. ISSN: 1545-5955. Engineering - Electrical Engineering. [ProQuest]. United States: [s. n.], 2022. NATALE, F. Automação industrial. 10. ed. São Paulo: Érica, 2008. (Série Brasileira de Tecnologia). E-book. [Minha Biblioteca]. PRUDENTE, F. Automação industrial - PLC – Programação e instalação. Rio de Janeiro: LTC, 2010. E-book. [Minha Biblioteca]. Aula 3 ALVES, J. L. Instrumentação, controle e automação de processos. 2. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2010. E-book. [Minha Biblioteca]. IEEE TRANSACTIONS ON AUTOMATIC CONTROL. ISSN: 0018-9286. Engineering – Electrical Engineering. [ProQuest]. United States: [s. n.], 2021. LAMB, F. Automação industrial na prática. Porto Alegre: AMGH, 2015. (Série Tekne). E-book. [Minha Biblioteca]. 28/01/2026, 16:51 ptcldd_252_u1_aut_pro_ind https://www.colaboraread.com.br/integracaoAlgetec/index?usuarioEmail=eder.tecnologias%40gmail.com&usuarioNome=EDER+CARLOS+FERNANDES&disciplinaDescricao=&atividadeId=4866875&atividadeDes… 22/24 https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/978-85-216-1976-5/ https://www.cnnbrasil.com.br/economia/negocios/coreia-do-sul-investira-us-7-bi-em-ia-ate-2027-para-manter-lideranca-em-chips/ https://www.cnnbrasil.com.br/economia/negocios/coreia-do-sul-investira-us-7-bi-em-ia-ate-2027-para-manter-lideranca-em-chips/ https://www.mdpi.com/2071-1050/11/16/4371 https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9788536531953/pageid/23 PRUDENTE, F. Automação industrial PLC – Teoria e aplicações – Curso Básico. 2. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2011. E-book. [Minha Biblioteca]. BRITO, F. Sensores e atuadores. São Paulo: Érica, 2017. 120 p. E-book. [Minha Biblioteca]. FILIPPO FILHO, G. Automação de processos e de sistemas. São Paulo: Érica, 2014. E-book. [Minha Biblioteca]. IEEE TRANSACTIONS ON AUTOMATION SCIENCE AND ENGINEERING. ISSN: 1545-5955. Engineering - Electrical Engineering. [ProQuest]. United States: [s. n.], 2022. MORAES, A. F. Redes industriais para automação industrial: AS-I, Profibus e Profinet. 2. ed. São Paulo: Érica, 2019. MORAES, C. C.; CASTRUCCI, P. L. Engenharia de automação industrial. 2. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2010. E- book. Disponível em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/978-85-216-1976-5/pageid/167. Acesso em: 11 maio 2024. NATALE, F. Automação industrial. 10. ed. São Paulo: Érica, 2008. (Série Brasileira de Tecnologia). E-book. [Minha Biblioteca]. PRUDENTE, F. Automação industrial - PLC – Programação e instalação. Rio de Janeiro: LTC, 2010. E-book. [Minha Biblioteca]. SIEMENS. Automação de processo: suas necessidades, nossas soluções. São Paulo: Siemens, 2023. Disponível em: https://assets.new.siemens.com/siemens/assets/api/uuid:6539bad3-e4df-47b3-87c2-b8e8fe599bde/catalogo- pa-ae-20x28-set23-alta.pdf. Acesso em: 11 maio 2024. SOLOMAN, S. Sensores e sistemas de controle na indústria. Rio de Janeiro: LTC, 2012. Aula 4 ALVES, J. L. Instrumentação, controle e automação de processos. 2. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2010. E-book. [Minha Biblioteca]. IEEE TRANSACTIONS ON AUTOMATIC CONTROL. ISSN: 0018-9286. Engineering – Electrical Engineering. [ProQuest]. United States: [s. n.], 2021. LAMB, F. Automação industrial na prática. Porto Alegre: AMGH, 2015. (Série Tekne). E-book. [Minha Biblioteca]. PRUDENTE, F. Automação industrial PLC – Teoria e aplicações – Curso Básico. 2. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2011. E-book. [Minha Biblioteca]. AGUIRRE, A. Enciclopédia de automática: controle e automação. São Paulo: Blucher, 2007. v. 2. BRITO, F. Sensores e atuadores. São Paulo: Érica, 2017. 120 p. E-book. [Minha Biblioteca]. FILIPPO FILHO, G. Automação de processos e de sistemas. São Paulo: Érica, 2014. E-book. [Minha Biblioteca]. IEEE TRANSACTIONS ON AUTOMATION SCIENCE AND ENGINEERING. ISSN: 1545-5955. Engineering - Electrical Engineering. [ProQuest]. United States: [s. n.], 2022. MORAES, A. F. Redes industriais para automação industrial: AS-I, Profibus e Profinet. 2. ed. São Paulo: Érica, 2019. NATALE, F. Automação industrial. 10. ed. São Paulo: Érica, 2008. (Série Brasileira de Tecnologia). E-book. [Minha Biblioteca]. NORMEY-RICO, J. E. Introdução ao controle de processos. São Paulo: Blucher, 2021. PRUDENTE, F. Automação industrial - PLC – Programação e instalação. Rio de Janeiro: LTC, 2010. E-book. [Minha Biblioteca]. SOLOMAN, S. Sensores e sistemas de controle na indústria. Rio de Janeiro: LTC, 2012. Aula 5 ALVES, J. L. Instrumentação, controle e automação de processos. 2. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2010. E-book. [Minha Biblioteca]. 28/01/2026, 16:51 ptcldd_252_u1_aut_pro_ind https://www.colaboraread.com.br/integracaoAlgetec/index?usuarioEmail=eder.tecnologias%40gmail.com&usuarioNome=EDER+CARLOS+FERNANDES&disciplinaDescricao=&atividadeId=4866875&atividadeDes… 23/24 https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/978-85-216-1976-5/pageid/167https://assets.new.siemens.com/siemens/assets/api/uuid:6539bad3-e4df-47b3-87c2-b8e8fe599bde/catalogo-pa-ae-20x28-set23-alta.pdf https://assets.new.siemens.com/siemens/assets/api/uuid:6539bad3-e4df-47b3-87c2-b8e8fe599bde/catalogo-pa-ae-20x28-set23-alta.pdf Imagem de capa: Storyset e ShutterStock. IEEE TRANSACTIONS ON AUTOMATIC CONTROL. ISSN: 0018-9286. Engineering – Electrical Engineering. [ProQuest]. United States: [s. n.], 2021. IEEE TRANSACTIONS ON AUTOMATION SCIENCE AND ENGINEERING. ISSN: 1545-5955. Engineering - Electrical Engineering. [ProQuest]. United States: [s. n.], 2022. FILIPPO FILHO, G. Automação de processos e de sistemas. São Paulo: Érica, 2014. E-book. [Minha Biblioteca]. LAMB, F. Automação industrial na prática. Porto Alegre: AMGH, 2015. (Série Tekne). E-book. [Minha Biblioteca]. NATALE, F. Automação industrial. 10. ed. São Paulo: Érica, 2008. (Série Brasileira de Tecnologia). E-book. [Minha Biblioteca]. PRUDENTE, F. Automação industrial - PLC – Programação e instalação. Rio de Janeiro: LTC, 2010. E-book. [Minha Biblioteca]. PRUDENTE, F. Automação industrial PLC - Teoria e aplicações – Curso Básico. 2. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2011. E-book. [Minha Biblioteca]. 28/01/2026, 16:51 ptcldd_252_u1_aut_pro_ind https://www.colaboraread.com.br/integracaoAlgetec/index?usuarioEmail=eder.tecnologias%40gmail.com&usuarioNome=EDER+CARLOS+FERNANDES&disciplinaDescricao=&atividadeId=4866875&atividadeDes… 24/24 https://storyset.com/ https://www.shutterstock.com/pt/O termo sala limpa é utilizado quando precisamos nos referir a ambientes que devem ser livres de poeira e contaminantes. Indústrias automobilísticas, navais e metalúrgicas em geral, que lidam com maquinários pesados, altas temperaturas e materiais tóxicos, também são beneficiadas com a automação, pois diminuem a exposição de seus funcionários a esses riscos, além de aumentar substancialmente a capacidade de entrega da produção. Lamb (2015) cita que os computadores e dispositivos de hardware tornaram os controladores usados na automação menores, mais flexíveis e com menor custo de implementação e modificação. Por isso, ao longo dos anos, tornou-se indiscutível a necessidade de evolução da automação do tipo rígido para uma cada vez mais flexível, até chegar aos dias atuais, em que poucas linhas de código-fonte de um programa de computador podem alterar toda a lógica de uma produção automatizada. SIGA EM FRENTE Como temos analisado, a automação industrial está fortemente relacionada à evolução da tecnologia, do que decorre a dificuldade das empresas em encontrar profissionais capacitados na área. É estimado que o conhecimento científico e tecnológico praticamente duplica a cada década, fato que impõe um desafio para os profissionais acompanharem esse conhecimento (Moraes; Castrucci, 2006). Moraes e Castrucci (2006) alertam, ainda, sobre a necessidade de os profissionais acompanharem as mudanças tecnológicas, pois, do contrário, ficariam profundamente inabilitados para exercer atividades na área da automação. Por isso, podemos considerá-la promissora, o que reforça a importância dos conceitos e dos conhecimentos abordados nesta disciplina. Como profissional da área, é essencial que você também conheça os principais termos técnicos do contexto da automação industrial, sendo o primeiro deles o conceito de manufatura, que é a fabricação sistemática de produtos por meio da utilização de máquinas, ferramentas e mão de obra (Lamb, 2015). O segundo conceito é o de planta industrial, ou somente planta, que é o ambiente, a construção física da fábrica, o local onde são dispostos os equipamentos, a matéria-prima e os postos de trabalho. As plantas costumam ser organizadas em linhas de produção, de modo que cada produto tem sua linha específica, desde a preparação da matéria-prima, passando pelas etapas de produção, montagem e teste, até o empacotamento. Lamb (2015) recorda que, inicialmente, as fábricas eram espaços físicos de reunião de pessoas e ferramentas, mas Henry Ford reformulou essa ideia a partir da especialização do trabalho e da otimização das linhas de montagem, criando o conceito de produção em massa, cujas estratégias organizacionais visavam garantir maior agilidade e economia do que os modelos anteriores de produção. Essa reformulação no modo de produzir carros está representada na Figura 2, confira: Figura 2 | Linha de produção “T” da Ford Motors, em 1928 28/01/2026, 16:51 ptcldd_252_u1_aut_pro_ind https://www.colaboraread.com.br/integracaoAlgetec/index?usuarioEmail=eder.tecnologias%40gmail.com&usuarioNome=EDER+CARLOS+FERNANDES&disciplinaDescricao=&atividadeId=4866875&atividadeDescr… 3/24 Fonte: Wikimedia Commons. Até então as pessoas realizavam a montagem inteira dos carros, em um mesmo espaço, do início ao fim. Ford projetou a linha de montagem de sua fábrica de tal maneira que cada funcionário realizava poucas tarefas, repetidamente, enquanto uma esteira levava a fila de carros para o próximo posto de trabalho. Com isso, o funcionário ficava especialista em sua atividade mais rapidamente e errava menos. A Figura 3 já representa uma linha de montagem atual, que, embora seja mais moderna e apresente muito mais máquinas robotizadas do que operários, mantém intacto o conceito de linha de produção criado por Ford. Figura 3 | Linha de produção automatizada Fonte: Pixabay. Atualmente, um dos grandes objetivos das indústrias é estar na era digital para, consequentemente, melhorar seus índices de produtividade por meio da tecnologia, controlar cada tempo ocioso de máquina ou diminuir as necessidades de parada de máquina para manutenção, pois, assim, pode maximizar seus lucros. Entretanto, tudo isso só é possível se a indústria estiver situada entre a Terceira e a Quarta Revolução Industrial, pelo menos. Outro conceito importante: diferenciação entre analógico e digital. Nosso mundo é analógico, mas todo o processamento computacional ocorre de forma digital. Nesse sentido, para evitar automações do tipo rígido e projetar automações ditas flexíveis, é essencial que as máquinas fabris e os computadores estejam no mesmo padrão de informações: o digital. As atividades que compõem toda a produção são intensamente analisadas com o intuito de se construir um projeto de automação que atenda ao objetivo final da manufatura, como a utilização de esteiras, máquinas secadoras, barris de decantação, máquinas extrusoras e outras. Em geral, esse projeto contém o detalhamento das etapas de produção, isto é, como cada etapa e cada tarefa serão desempenhadas por uma máquina ou sistema. 28/01/2026, 16:51 ptcldd_252_u1_aut_pro_ind https://www.colaboraread.com.br/integracaoAlgetec/index?usuarioEmail=eder.tecnologias%40gmail.com&usuarioNome=EDER+CARLOS+FERNANDES&disciplinaDescricao=&atividadeId=4866875&atividadeDescr… 4/24 Imprimir O projeto também inclui as decisões que o sistema de automação precisará tomar e o hardware que controlará toda a inteligência por trás da automação. Nem sempre é possível eliminar a figura humana, mas a proporção de tarefas e decisões a serem executas exclusivamente por máquinas é que demonstra quão automatizado é o processo produtivo. Avançando nos benefícios que a automação proporcionou, além de maior vazão na quantidade produzida, houve um aumento considerável na qualidade dos produtos, que passou a ser sistematicamente verificada a partir de métodos estatísticos, que hoje evoluíram para os conhecidos six sigma e manufatura enxuta. Como a automação realiza tarefas sempre da mesma forma, diminuindo a quantidade de erros humanos ao longo do processo produtivo, o objetivo principal é que os erros tendam a zero. Além da motivação por altos índices de produtividade, há a preocupação com a minimização do desperdício de energia e demais recursos. Esses e outros conceitos têm um grande apelo comercial, seja devido aos reais benefícios que promovem, seja pela boa imagem que é associada às indústrias que aderem a tais tecnologias e a esse olhar para a sustentabilidade. Adicionalmente, as máquinas da fábrica podem se comunicar com outros softwares e sistemas da indústria, atingindo benefícios da tecnologia da informação, tais quais o conhecimento pleno de dados da produção, uma informação valiosa para o gerenciamento do negócio. Isso é obtido ao utilizar-se Inteligência Artificial, Big Data, Internet das Coisas e outros. Estudante, ao longo desta aula, vimos que a automação industrial consiste em substituir por máquinas e sistemas, parcial ou totalmente, as atividades antes executas por humanos. Diante disso, é importante ressaltar que o objetivo da automação não é eliminar postos de trabalho e aumentar o desemprego, implicação social que pode (e deve!) ser contornada com a realocação de pessoas e funções. Com a devida capacitação técnica e conhecimento formal, esses profissionais podem deixar de realizar tarefas repetitivas e perigosas para atuar de forma criativa, criteriosa e até inovadora nos processos produtivos. VAMOS EXERCITAR Ser ou não ser uma indústria moderna? Estudante, é chegado o momento de retornarmos à situação-problema apresentada no início da aula para respondermos às perguntas feitas. A fim de solucionar a primeira questão (“será que a indústria Paraná Metal está preparada para ser beneficiada com essas tecnologias?”), é importante orientar José a chamar a atenção do Sr. Walter para as grandes indústrias, como as de veículos,produtos de higiene e equipamentos eletrônicos em geral, que têmfeito propagandas com alusão à modernidade, sem deixar de lado o cuidado com o meio ambiente e uma produção sustentável, isto é, com um mínimo de desperdício. Nesses aspectos, a automação industrial é essencial. Em uma fábrica de móveis, por exemplo, pode haver programas que estabeleçam um melhor plano de corte de chapas de madeira, máquinas que realizam esses cortes com altíssima precisão, e tudo isso conectado com os dados de pedidos e matéria-prima, evitando erros que ocasionariam retrabalho, o grande inimigo da sustentabilidade, visto que gera desperdício de material, de tempo e de recursos como energia elétrica e mão de obra. Ou seja, na prática, não investir em automação também gera custos altos. Sendo assim, fica evidente que as indústrias precisam escolher investir em infraestrutura para tornar seus processos automatizados e obter os benefícios da automação. É necessário que as máquinas consigam executar ações de interesse sem (ou com o mínimo de) intervenção humana, como ligar, desligar, acionar pistões, abrir chaves, controlar bicos injetores, posicionadores e outros. Máquinas antigas não fazem isso de forma automática e sem humanos. Espera-se, ainda, que essa máquina consiga gerar informações, tais como: quantidade de peças produzidas, tempo ocioso, tempo de set up, tempo médio de produção de um lote ou um item. Diante disso, pode-se dizer que é realmente necessário um investimento para que uma indústria não fique obsoleta. José consegue convencer o Sr. Walter de que a Paraná Metal ficará para trás e perderá competitividade no ambiente econômico global em que estamos inseridos atualmente se não realizar os devidos investimentos em automação de processos. Agora, precisamos ajudá-lo a mostrar para o Sr. Walter a falta de profissionais capacitados e a explicar se é justo o investimento para tornar as indústrias mais automatizadas e modernas. Com seu apoio, José explica que o país tem uma constante formação de profissionais nas áreas de engenharia, porém, ao mesmo tempo, a tecnologia avança em um ritmo mais acelerado, então tanto o profissional recém-formado quanto o experiente precisam se atualizar em relação às mudanças que dizem 28/01/2026, 16:51 ptcldd_252_u1_aut_pro_ind https://www.colaboraread.com.br/integracaoAlgetec/index?usuarioEmail=eder.tecnologias%40gmail.com&usuarioNome=EDER+CARLOS+FERNANDES&disciplinaDescricao=&atividadeId=4866875&atividadeDescr… 5/24 respeito à tecnologia. Isso fará toda a diferença na tomada de decisão sobre automatizar processos produtivos de uma indústria. Nesse sentido, quando uma indústria decidir investir na automação de seus processos, deve fazê-lo com profissionais e empresas dedicadas ao assunto. Sabemos que não há a possibilidade de máquinas extremamente antigas e puramente mecânicas atenderem aos propósitos da indústria 4.0 e 5.0, pois os sistemas computacionais dependem de sinais elétricos e eletrônicos das máquinas para que se tenha a comunicação plena com as máquinas do chão de fábrica. Assim, o desafio está justamente em encontrar profissionais com conhecimento em sistemas computacionais, processos produtivos e automação. Nesses casos, é bem provável que haja equipes multidisciplinares nas áreas de engenharia da computação, elétrica, mecânica, engenharia de produção e engenharia de controle e automação. Levando-se isso em consideração, José deve provar para o Sr. Walter que a Calltech reúne as competências necessárias para coordenar uma equipe multidisciplinar e levar um projeto ao sucesso, especialmente em uma empresa como a Paraná Metal. Após a apresentação de José, da qual Sr. Walter gostou muito, ele prometeu avaliar a proposta de cooperação entre as duas empresas com a sua equipe interna. Uma observação final é que só o fato de as máquinas serem/terem controladores eletrônicos também não garante que elas estejam aptas para tornar a planta automatizada. No entanto, essa dificuldade é assunto para as nossas próximas aulas. Saiba mais Ao longo desta primeira aula, você aprendeu a relacionar a história da automação com outros elementos essenciais da história da humanidade, como a Revolução Industrial e a Sociedade do Conhecimento, também chamada de Era da Informação. Além desses dois tópicos, o capítulo 1 do livro Automação industrial é Controle do movimento e processos contínuos, de Alexandre Capelli, também aborda os sistemas supervisórios, a história do CLP e os sistemas rígidos e flexíveis. Como ele apresenta uma leitura completa e objetiva acerca desses temas. Acesse o conteúdo clicando aqui PONTO DE PARTIDA José, o engenheiro de processos da startup Calltech, conseguiu convencer o Sr. Walter a investir na automação industrial da Paraná Metal. Com isso, o primeiro passo da transformação digital que evitará que a empresa fique para trás no mercado foi dado.A próxima etapa, que levará à elaboração de um orçamento, é José conhecer os processos da Paraná Metal e entender quais são as variáveis e grandezas presentes nessa primeira onda de automatização, pois isso determinará quais equipamentos precisam ser adquiridos para os primeiros testes. A partir disso, José verificou que a primeira parte da empresa a ser automatizada deverá ser a de derretimento de metais para formação de ligas metálicas, processo fundamental para a atividade de fundição. Como cada metal precisa alcançar uma temperatura específica para atingir o ponto de fusão, o acompanhamento exclusivamente humano tem deixado o processo lento e sujeito a muitos erros, uma vez que alguns trabalhadores do setor se confundem com o aspecto visual do ponto ideal, outros se distraem e deixam a temperatura passar do esperado, outros, ainda, não esperam a temperatura chegar ao intervalo adequado, o que torna a liga menos homogênea. Esses problemas impactam as demais etapas de usinagem e/ou montagem, e o setor de qualidade muitas vezes precisa acessar registros manuais para averiguar tais erros, tornando a atividade lenta e dispendiosa. Aula 2 COMPONENTES DE SISTEMAS AUTOMATIZADOS Nesta aula desta disciplina, você estudará como a automação é realizada por meio de elementos básicos da área: os sensores e atuadores. 28/01/2026, 16:51 ptcldd_252_u1_aut_pro_ind https://www.colaboraread.com.br/integracaoAlgetec/index?usuarioEmail=eder.tecnologias%40gmail.com&usuarioNome=EDER+CARLOS+FERNANDES&disciplinaDescricao=&atividadeId=4866875&atividadeDescr… 6/24 https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9788536519616/pageid/13 Embora a temperatura seja uma grandeza muito presente no cotidiano das pessoas, José sabe que os processos de fundição envolvem temperaturas que passam facilmente dos 1.000 °C, o que aumenta a responsabilidade durante a operação do equipamento. Além disso, mais do que medir a temperatura, o ideal é que isso seja realizado de forma mais automática e menos manual, com a possibilidade de armazenamento dessas informações em formato digital, para que possam ser consultadas depois. Tendo em vista esse cenário, José teve algumas ideias para melhorar o acompanhamento da temperatura dos metais na fase de derretimento, mas precisará validar o que existe no mercado e como esses equipamentos interagem com os processos. Após esse levantamento, José apresentará ao Sr. Walter as possibilidades validadas com os demais engenheiros de automação da Calltech, com vistas a construir os melhores caminhos para a automação industrial da Paraná Metal. VAMOS COMEÇAR! Boas-vindas, estudante! Nesta aula desta disciplina, você estudará como a automação é realizada por meio de elementos básicos da área: os sensores e atuadores. Pode ser que você já os conheça, mas é importante realmente entender como funcionam e quais são os principais tipos. Além disso, conhecer suas aplicações práticas também é essencial para sua vida como profissional da área da engenharia. Bons estudos! Monitorando o processo A medição de temperatura é uma tarefa necessária em muitos processos produtivos, e, se analisarmos bem, chegaremosà conclusão de que é também muito presente no nosso dia a dia. Para a fabricação de peças de metais por meio de processos de fundição, por exemplo, é preciso encher o molde com metal líquido, e, como em temperatura ambiente o metal é sólido, só após atingir temperaturas muito altas esses metais podem ser misturados e passam a compor uma liga metálica. Da mesma forma que existem equipamentos para medir a temperatura em escala doméstica e em escala industrial, existem equipamentos para medir pressão, vibração, luminosidade, umidade, para detectar a presença de objetos, substâncias e produtos químicos, entre outros. Esses equipamentos que “percebem” ou “sentem” o meio são popularmente chamados de sensores. Um esquema que descreve o contexto de operação de um sensor está apresentado na Figura 1. Figura 1 | Contexto de operação do sensor Fonte: elaborada pelo autor. Um exemplo de sensor de aplicação industrial é o sensor Hall, ou sensor de efeito Hall, utilizado para a detecção da posição de cilindros, de proximidade e de velocidade. Seu funcionamento ocorre a partir da diferença de tensão que cria, com base na quantidade de campos magnéticos detectados por ele. Uma imagem do sensor Hall está apresentada na Figura 2. Figura 2 | Sensor de efeito Hall em um cilindro pneumático Leitura do meio Sensor Transdutor Transmissor Decisão/inteligência Controlador Ação no meio Atuador 28/01/2026, 16:51 ptcldd_252_u1_aut_pro_ind https://www.colaboraread.com.br/integracaoAlgetec/index?usuarioEmail=eder.tecnologias%40gmail.com&usuarioNome=EDER+CARLOS+FERNANDES&disciplinaDescricao=&atividadeId=4866875&atividadeDescr… 7/24 Fonte: Lamb (2015, p. 86). O sensor é o dispositivo que está em contato direto com a variável controlada, por isso também é conhecido como elemento primário. Ele é o responsável por enviar a grandeza medida para um sistema de medição, transmissor ou transdutor (Brito, 2017). As grandezas podem ser discretas ou contínuas, o que faz com que os sensores sejam, respectivamente, digitais ou analógicos. A maioria das grandezas são contínuas, por exemplo, a variação de pressão, uma distância ou a massa de um objeto. Para medi-las, utilizamos um sensor analógico. A característica dessas medidas é permitir números decimais com tantas casas após a vírgula quanto o equipamento for capaz de detectar. Agora, quando a grandeza a ser medida é discreta, por exemplo, a quantidade de caixasem uma esteira, utilizamos um sensor digital. Fisicamente o sensor não conta quantas caixas há, pois ele atua, na verdade, detectando a presença ou não de determinado objeto a um certo alcance. Esse tipo de sensor também é chamado de on/off. Enquanto o sensor “lê” o meio e codifica essa informação para o sistema de controle, os atuadores, por sua vez, “interferem” no meio, acionando válvulas, chaves, motores, esteiras, luzes e outros. Logo, pode-se dizer que atuadores são os dispositivos que realizam uma ação no processo com base em um sinal recebido. Um dispositivo chamado indicador é usado como um visor para mostrar os valores medidos pelo sensor, podendo ser um ponteiro, uma barra variável ou mesmo dígitos numéricos. Em alguns equipamentos do tipo atuador, além do fornecimento do nível de força para a realização do trabalho em si, há o elemento final, que interage diretamente no processo. Um exemplo é a válvula de controle, composta pelo atuador, dispositivo do tipo pneumático ou elétrico, e pelo elemento final (Brito, 2017). SIGA EM FRENTE Detalhando a automação no processo Nas aplicações industriais, são necessários equipamentos complexos para medir uma grandeza e realizar a exibição e a transmissão dessa informação. Apesar de esses equipamentos apresentarem nomenclaturas distintas, muitas vezes o conjunto todo acaba sendo chamado, por conveniência, genericamente de sensor. De toda forma, como profissionais da área, precisamos conhecer os demais dispositivos que atuam em conjunto com ele e que permitem a comunicação com sistemas de controle. Esses dispositivos são os transdutores e os transmissores. O transdutor é um elemento que converte uma grandeza originalmente lida pelo sensor para um valor equivalente de sinal elétrico, que depois pode ser tratado por equipamentos controladores e, então, dar início ao processo de automação industrial. Como o transdutor trabalha com faixas de uma grandeza, os sensores analógicos são considerados transdutores (Lamb, 2015). No caso de grandezas analógicas, é usado um transdutor analógico para obter uma grandeza elétrica na saída, que é proporcional à grandeza física medida. Já um transdutor digital tem como saída uma sucessão de sinais digitais (Natale, 2008). 28/01/2026, 16:51 ptcldd_252_u1_aut_pro_ind https://www.colaboraread.com.br/integracaoAlgetec/index?usuarioEmail=eder.tecnologias%40gmail.com&usuarioNome=EDER+CARLOS+FERNANDES&disciplinaDescricao=&atividadeId=4866875&atividadeDescr… 8/24 Uma característica importante dos elementos transdutores é que sua saída em sinais elétricos opera em um intervalo padronizado, em nível adequado para os controladores, mesmo que sua entrada seja utilizada para detectar variações em tensões muito baixas ou muito altas, como em subestações de energia, o que torna esse tipo de equipamento muito versátil. Algumas características do transdutor impactam a escolha do modelo a ser usado. Dentre elas, destacam-se (Natale, 2008): Faixa de medida: também chamada de range, compreende os valores possíveis de serem detectados pelo transdutor, desde um valor mínimo até o máximo. Relação de proporcionalidade: indica a relação entre o valor de saída e o da grandeza na entrada correspondente. Precisão: é dada pelo desvio máximo entre os valores medidos e o valor real. Velocidade de resposta: é dada pela repetibilidade na grandeza de saída após a variação na grandeza de entrada. Estabilidade: é a constância na relação entrada/saída em todas as condições de operação. Outro elemento que compõe a leitura de dados é o transmissor, que prepara o sinal recebido de um sensor para enviá-lo por meio de um padrão de transmissão universal, normalmente em unidade de corrente, tensão ou pressão (Brito, 2017). Finalmente, após a atuação do elemento sensor, do transdutor e/ou do transmissor, a informação percebida no meio é quantificada em um sinal elétrico que fica disponível para a leitura de controladores, equipamentos responsáveis por manter a inteligência do processo, ou seja, a partir dos valores lidos, o controlador decidirá se deve interferir com alguma ação na planta ou não. Veja, na Figura 3, dois exemplos de controladores. Figura 3 | Exemplos de controladores industriais Fonte: Brito (2017, p. 21). A forma de trabalho dos controladores em geral é comparar o valor lido com o previamente configurado como um valor de referência. É muito comum que o controlador monitore mais de uma variável por vez, portanto entenda esse equipamento como um computador específico para essa atividade. Os controladores são dispositivos eletrônicos, com memória para dados, interface com o usuário em formato de monitor, interface com o usuário em formato de botões, cabo de alimentação e possibilidades para comunicação de dados, tanto de entrada quanto de saída, em formato digital e analógico. Um tipo de controlador a ser detalhado em nossos estudos futuros é o CLP, sigla para Controlador Lógico Programável. Ainda, existem transmissores de sinais digitais que podem realizar funções de controladores, como os transmissores utilizados na rede Foundation Fieldbus (Brito, 2017). VAMOS EXERCITAR? Possibilidades de automação José iniciou suas pesquisas para dar continuidade ao atendimento do Sr. Walter da Paraná Metal, e seu ponto de partida foi a necessidade de acompanhar e controlar o processo de derretimento do metal, já que qualquer variação na temperatura ideal, para mais ou para menos, é prejudicial para a qualidade da 28/01/2026, 16:51 ptcldd_252_u1_aut_pro_ind https://www.colaboraread.com.br/integracaoAlgetec/index?usuarioEmail=eder.tecnologias%40gmail.com&usuarioNome=EDER+CARLOS+FERNANDES&disciplinaDescricao=&atividadeId=4866875&atividadeDescr…9/24 produção. Uma temperatura menor diminui a qualidade da liga, pois o metal não estaria no estado mais fluido para preencher o molde. Já uma temperatura acima da ideal pode danificar os moldes, além de desperdiçar matéria-prima e calor. Diante desse cenário, José e a equipe da Calltech já identificaram a existência de sensores comerciais capazes de atender às altíssimas temperaturas do processo de fundição. Eles também levantaram os possíveis equipamentos que precisam compor a automação industrial, como o controlador, o transdutor, o transmissor e o visor indicador. O sinal originado na leitura dos sensores e processado pelo equipamento controlador direcionará a ação dos atuadores. Normalmente a ação que interage com o processo é mecânica, e o sinal de acionamento, vindo do controlador, elétrico. Para o desafio da Paraná Metal, especificamente, José e os demais engenheiros da Calltech entendem que se deve posicionar sensores de temperatura para medir a temperatura das ligas, preferencialmente acompanhados de visores indicadores. Um controlador deve constantemente acompanhar as medições e disparar ações para o atuador. Por exemplo, um sinal sonoro ou luminoso ao atingir o valor ideal. Como o controlador tem memória, também pode guardar registros ao longo do turno, e, se necessário, tais informações podem ser exportadas para bancos de dados ou para um arquivo do Excel. Assim, estudante, você conheceu uma parte essencial dos sistemas de automação: a leitura e a aquisição de dados. Há uma frase muito conhecida na gestão que diz: “aquilo que não é medido não pode ser gerenciado”. Perceba que é essencial o conhecimento da operação dos sensores, dos controladores e dos atuadores para descrever o funcionamento de sistemas de controle e automação. Saiba mais Fabio Brito dedicou livro Sensores e atuadores inteiramente a esses dois elementos que compõem o título. Na obra, é detalhado o princípio de funcionamento de diversos tipos desses elementos, inclusive com figuras de aplicações práticas. Um capítulo interessante para o estudo de sensores é o 2.4 Terminologia de instrumentação, em que são explicadas as principais características técnicas a serem observadas nos equipamentos sensores. Recomenda-se a leitura da página 23 à 28, que podem ser acessadas na Minha Biblioteca. Acesse o conteúdo clicando aqui PONTO DE PARTIDA A parceria entre a startup Calltech e Paraná Metal foi tão produtiva que mais indústrias estão entrando em contato com José. Dentre elas está o Grupo Octa, um grande grupo de indústrias do setor alimentício, que, apesar de já contar com sistemas de automação, decidiu melhorar ainda mais seus processos, visto que há alguns gargalos a serem resolvidos em sua produção e, na era da informação, nenhuma empresa quer ficar para trás quanto à tecnologia. A característica marcante da planta fabril das unidades dessa organização é a ocupação de grandes barracões interligados, com uma única filial que chega a medir centenas de metros. Cada filial tem sua própria gestão de produção, e todas precisam enviar informações de seus processos produtivos para a matriz. As filiais estão localizadas em quatro estados diferentes do Brasil. Aula 3 ARQUITETURAS DE SISTEMAS DE AUTOMAÇÃO Para continuarmos avançando nos estudos de sistemas para automação de processos industriais, trataremos, hoje, da arquitetura de sistemas de automação. 28/01/2026, 16:51 ptcldd_252_u1_aut_pro_ind https://www.colaboraread.com.br/integracaoAlgetec/index?usuarioEmail=eder.tecnologias%40gmail.com&usuarioNome=EDER+CARLOS+FERNANDES&disciplinaDescricao=&atividadeId=4866875&atividadeDes… 10/24 https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9788536531953/pageid/23 Diante disso, José, o engenheiro de processos da Calltech, foi contatado pelo Grupo Octa, que deseja melhorar os sistemas existentes nas unidades do grupo. Na conversa inicial, o cliente descreveu que o sistema de automação atual não está sendo eficiente por apresentar alguns atrasos de processamento que comprometem a qualidade da produção, uma vez que produtos alimentícios são bem sensíveis às variações do meio. Para atender ao Grupo Octa, a startup está organizando um estudo do sistema atual, com proposições sobre a causa da ineficiência do sistema e indicações de possíveis melhorias. VAMOS COMEÇAR Boas-vindas, estudante! Para continuarmos avançando nos estudos de sistemas para automação de processos industriais, trataremos, hoje, da arquitetura de sistemas de automação. Basicamente, essa arquitetura pode ser tanto centralizada quanto distribuída, e como ambas apresentam vantagens e desvantagens, estudaremos as duas. Prepare-se para mais esta etapa de sua formação. Bons estudos! Arquitetura de sistemas de automação A arquitetura de sistemas de automação é a forma como ocorre a comunicação entre todos os elementos necessários ao sistema. Um esquema gráfico que apresente uma arquitetura de sistemas ou de computadores tem o mesmo papel dos esquemas que servem à arquitetura de ambientes físicos: descrever como estão dispostos os elementos, de acordo com a função que exercem para o todo. Um sistema de automação é composto, minimamente, por dispositivos de entrada e de saída e por unidades de controle para processamento lógico. A arquitetura de sistemas de automação está diretamente relacionada à quantidade de unidades de controle que um sistema possui e a como as tarefas e responsabilidades entre eles se divide. Há dois tipos de arquitetura de sistemas: a centralizada, na qual há um único equipamento de processamento lógico para todas as entradas e saídas, e a distribuída, em que há mais de um equipamento de processamento, o que torna a tomada de decisão descentralizada. Figura 1 | Ilustração esquemática de uma manufatura integrada por computador (CIM) Fonte: Filippo Filho (2014, p. 106). Um exemplo de arquitetura centralizada é apresentado na Figura 1. Os traços representam um barramento pelo qual ocorre a comunicação, por par trançado (fios de cobre), cabos coaxiais ou fibra ótica, sendo ela, em grande parte, feita por cabo. Sinais de radiofrequência (sem fio) nem sempre são viáveis devido à interferência 28/01/2026, 16:51 ptcldd_252_u1_aut_pro_ind https://www.colaboraread.com.br/integracaoAlgetec/index?usuarioEmail=eder.tecnologias%40gmail.com&usuarioNome=EDER+CARLOS+FERNANDES&disciplinaDescricao=&atividadeId=4866875&atividadeDes… 11/24 com demais equipamentos eletroeletrônicos da planta industrial. E, por questões de segurança na operação e maior confiabilidade, essa rede é redundante, ou seja, há um canal alternativo que garante a comunicação. Os elementos computador, micro e roteador formam uma LAN, isto é, uma rede local em que os demais sistemas da empresa acessam e controlam os dados do processo, que foram previamente encaminhados pelo gateway, um equipamento para gerenciar a troca de informações entre a LAN e os equipamentos industriais. O bloco imediatamente abaixo do gateway é o próprio controlador e toda a lógica contida nele, que são seguidos pela interface de rede e os equipamentos transdutores e transmissores. Nem sempre essa arquitetura centralizada atende aos vários cenários que temos na indústria. A necessidade de uma arquitetura distribuída pode surgir devido à grande distância entre cada setor do chão de fábrica a ser monitorado e o servidor da indústria, ou ainda quando há subprocessos ou subconjuntos de variáveis a serem monitoradas, e a lógica desse agrupamento torna as decisões mais organizadas. A Figura 2 apresenta esse esquema de arquitetura distribuída. Figura 2 | Ilustração esquemática de um SDCD para a indústria de processos Fonte: Filippo Filho (2014, p. 107). Observe que a mesma ideia de hierarquia da Figura 1 (CIM – Manufatura Integrada por Computador) está presente na Figura 2, porém nesta há inúmeros equipamentos de entrada e saída. As seções de detecção, de acionamento e de processamento de subsistemas são conectadas a um computador central,que avalia os sinais aplicados por cada subprocesso e envia de volta sinais de controle (Soloman, 2012). O uso de sistemas descentralizados autossuficientes forma uma arquitetura distribuída, também chamada de Sistemas de Produção Descentralizados (Soloman, 2012) ou Sistema Digital de Controle Distribuído (SDCD) (Filippo Filho, 2014). O SDCD tem controladores conectados com o gateway, os quais podem ser organizados tanto por função, ou propósito, quanto por localização ao longo da planta industrial. Os elementos I/O da Figura 2 podem ser os transdutores e transmissores, mas também podem ser CLPs, inversores, RTUs (Remote Terminal Unities), instrumentos e dispositivos microprocessados (Filippo Filho, 2014). SIGA EM FRENTE Escolha de arquitetura ideal Projetar a arquitetura de sistemas de automação é parte importante da solução na automação de processos industriais. Em geral, essa etapa é inicial, ou seja, ocorre na concepção de projetos de automação, mas também pode ser elaborada posteriormente, como uma melhoria no sistema existente. Algumas alterações na arquitetura representam mudanças tão significativas que podem exigir que o sistema seja reconstruído para acomodá-las. A arquitetura centralizada tem como premissa centralizar a tomada de decisão, de modo que as entradas e saídas se comunicam com uma única unidade de processamento, na qual ocorre esse controle multivariável. Esse tipo de arquitetura pode ser visto como o mais simples de ser implementado. Seu hardware pode ser um CLP, com ou sem IHM (Interface Homem-Máquina), e geralmente pode enviar os dados para softwares de gestão ou sistemas supervisórios como SCADA, localmente ou em nuvem. 28/01/2026, 16:51 ptcldd_252_u1_aut_pro_ind https://www.colaboraread.com.br/integracaoAlgetec/index?usuarioEmail=eder.tecnologias%40gmail.com&usuarioNome=EDER+CARLOS+FERNANDES&disciplinaDescricao=&atividadeId=4866875&atividadeDes… 12/24 Agora, quando se trata de sistemas distribuídos, pode-se dizer que existe uma “inteligência” distribuída pela planta industrial, e isso pode ser realizado de algumas maneiras e em diferentes níveis dentro da hierarquia de operação. O SDCD controla e supervisiona processos: suas unidades de processamento distribuídas no chão de fábrica enviam e recebem sinais dos equipamentos de campo para uma central em tempo real. Os elementos apresentados como I/O na Figura 2 são chamados de Unidades Terminais Remotas (RTU – Remote Terminal Unities). Elas são projetadas para alta capacidade de aquisição de sinais, são capazes de executar técnicas clássicas de controle, como o PID (Controle Proporcional Integral Derivativo), e podem ter IHM ou não. Essas unidades podem ser conectadas diretamente aos equipamentos físicos, como sensores, chaves, válvulas, motores e CLPs, e podem se conectar a sistemas de controle e supervisão intermediários, como o SCADA (Filippo Filho, 2014). Essa flexibilidade na construção tanto da arquitetura centralizada quanto da distribuída é uma vantagem para os sistemas de automação, pois permite que os elementos sejam incorporados ao projeto de forma que melhor representem a sua aplicação. Um caminho possível para determinar como será a arquitetura escolhida pode conter questionamentos como: Quantas são as áreas envolvidas para se realizar a automação? Quais são as distâncias entre as áreas? Já se tem um layout da instalação industrial? Será modificado? Haverá uma sala ou ambiente próprio para controle centralizado? Ou haverá apenas terminais de consulta ou comando local? Qual a estratégia para backup dos dados? Será baseado em servidor local ou em nuvem? Quais são as condições de operação dos equipamentos? Existem condições adversas, como calor excessivo, vibração extrema ou exposição à líquidos? Existe campo magnético intenso ao redor das instalações? Existem setores externos que geram dados de interesse para o processo a ser automatizado? Qual deve ser a mínima velocidade de transmissão de dados? Existe compatibilidade entre as famílias de produtos e a rede adotada? As decisões acerca da arquitetura impactam a forma com que os dados das variáveis de processo trafegarão desde o chão de fábrica até os níveis gerenciais. A escolha da arquitetura determina o sucesso de um sistema em termos de alcance de seus objetivos de desempenho, modularidade, expansibilidade e outros (Moraes, 2019), por isso é uma etapa muito importante nas decisões de automação dos processos. VAMOS EXERCITAR Resolvendo o desafio Estudante, a partir dos conceitos aprendidos nesta aula, o desafio de José já pode ser resolvido! Com isso, o engenheiro já pode identificar que a causa da ineficiência do sistema é o grande volume de dados que está sendo processado por uma única unidade de controle. Além disso, há a latência das redes de comunicação, principalmente em distâncias maiores, e há certa complexidade em lidar com diversas variáveis em uma mesma lógica de controle. Nesse contexto, a principal indicação de melhoria, feita por José e sua equipe, foi separar toda a planta industrial em subprocessos por proximidade física. Como a planta fabril das unidades do Grupo Octa é grande em extensão, o modelo de arquitetura mais indicado é o descentralizado, ou seja, distribuído. Assim, para cada gênero alimentício, ou processo em específico, pode-se criar uma lógica de controle com RTUs, sensores, transdutores, transmissores e CLPs. Um mesmo gateway pode gerir a comunicação dos subprocessos de cada filial, e vários subprocessos formam um sistema SDCD. Como todas as filiais, que estão localizadas em quatro estados diferentes, precisam enviar informações de seus processos produtivos para a matriz, a comunicação entre elas dependerá de meios clássicos de comunicação em rede, como o Ethernet. Quando o processamento dos dados das unidades é realizado já no chão de fábrica, evitam-se atrasos de rede e pode-se trazer até mais qualidade para o processo. Um bom sistema de gestão consegue sintetizar informações das empresas do grupo de forma muito rápida, gerando inteligência na tomada de decisão e melhor controle sobre o negócio. 28/01/2026, 16:51 ptcldd_252_u1_aut_pro_ind https://www.colaboraread.com.br/integracaoAlgetec/index?usuarioEmail=eder.tecnologias%40gmail.com&usuarioNome=EDER+CARLOS+FERNANDES&disciplinaDescricao=&atividadeId=4866875&atividadeDes… 13/24 Saiba mais O capítulo 6, Redes de comunicação, do livro Engenharia de automação industrial de Castrucci e Moraes apresenta os fundamentos de sistemas centralizados e distribuídos, com imagens e exemplos. Recomenda-se a leitura da página 155 à 158, intervalo que pode ser acessado na Minha Biblioteca. A outra leitura que sugerimos diz respeito a uma das atividades do dia a dia do profissional da engenharia, que é estar atualizado quanto ao mercado de tecnologia e equipamentos disponíveis. A Siemens, fabricante de equipamentos, tem um breve descritivo em seu site, com uma visão bem geral de um SDCD, e a apresentação de alguns equipamentos compatíveis com o conceito, que é interessante conhecer. Acesse o conteúdo clicando aqui PONTO DE PARTIDA A Calltech, após seus últimos serviços bem-sucedidos, recebeu um novo desafio de automação: dessa vez José fechou um contrato importante com uma granja da região, localizada na zona rural. Tania, proprietária do local, explicou a José que, mesmo tendo contratado diversos funcionários para cuidar da granja, ainda observa mortes de animais por variações climáticas no ambiente em que ficam. Além disso, ela disse que qualquer variação abrupta no ambiente gera impactos financeiros significativos para a gestão do negócio, seja pela morte, seja pelo baixo peso dos animais. Com isso mente, José acompanhou a proprietária em uma visita à granja e lá viu diversos sensores com painéis indicadores das principais condições ambientais. Sempre que os funcionários percebem um valor inadequado, procuram corrigir a condição, mas pode haver certo atraso entre o funcionário perceber o valorinadequado e tomar uma decisão, pois se trata de um grande espaço. Além disso, os funcionários podem ter condutas diferentes quanto à decisão de ajustes corretivos no ambiente, como ligar ou não exaustores, pulverizadores ou resfriadores. Embora haja diretrizes a serem seguidas, cada funcionário pode ter uma percepção diferente para correção das variáveis no ambiente da granja. Tania e seu esposo estão sempre acompanhando os processos que proporcionam bem-estar às aves e as condições climáticas da granja, entretanto perceberam que, agora, precisam investir em uma solução automática para diminuir a necessidade de acompanhamento e interferência humana e para trazer mais confiabilidade ao processo. Nesse contexto, José e sua equipe de engenharia serão os responsáveis por encontrar soluções adequadas para esse desafio. Vamos acompanhá-los! VAMOS COMEÇAR! Boas-vindas, estudante! Nesta aula, você estudará controle de processos, atividade responsável pela “inteligência” dos sistemas de automação, desde os mais simples aos mais elaborados, como o ar- condicionado, que tenta manter a temperatura desejada em um ambiente. Agora é hora de entrar nesse importante assunto da área de automação. Vamos lá? Aula 4 FUNDAMENTOS DE CONTROLE Nesta aula, você estudará controle de processos, atividade responsável pela “inteligência” dos sistemas de automação. 28/01/2026, 16:51 ptcldd_252_u1_aut_pro_ind https://www.colaboraread.com.br/integracaoAlgetec/index?usuarioEmail=eder.tecnologias%40gmail.com&usuarioNome=EDER+CARLOS+FERNANDES&disciplinaDescricao=&atividadeId=4866875&atividadeDes… 14/24 https://assets.new.siemens.com/siemens/assets/api/uuid:6539bad3-e4df-47b3-87c2-b8e8fe599bde/catalogo-pa-ae-20x28-set23-alta.pdf Atuação de controle em sistemas Para esta aula, estudante, é imprescindível que você conheça tudo o que envolve o controle de sistemas, mas, antes de chegar a esse conceito, definiremos primeiramente o que é processo. Para a engenharia de controle, processo significa modificar as propriedades físicas, químicas ou biológicas de um material, de modo que se possa transformá-lo em um novo produto (Normey Rico, 2021). Ao longo do processo, levando-se em consideração a intensidade com que é realizado ou ainda as interferências externas, pode-se afirmar que existirão variações nas propriedades envolvidas. Um exemplo disso é o ato de aquecer água no fogão. Nesse processo há alteração na temperatura da água à medida que o fogão atua como fornecedor de calor; adicionalmente, o meio externo também interfere na variação das propriedades a partir da temperatura externa ou da presença de vento. Dessa forma, podemos constatar que existe uma relação de causa e efeito entre a manipulação realizada sobre o processo e a propriedade dele ou do material modificado. A manipulação do processo depende de um dispositivo atuador, que pode ou não ser auxiliado por um sensor para identificar as mudanças sofridas pelo processo (Normey Rico, 2021). Uma planta, para a engenharia, é um processo ou um conjunto de processos relacionados, e o termo controle pode ser entendido como as estratégias que atuam na planta para mantê-la em condições desejáveis, mais precisamente as variáveis que estão dentro de intervalos de referência. Aqui surgem mais dois conceitos importantes: variável de processo, também chamada de variável controlada, e variável de controle, também conhecida como variável manipulada. A variável de processo é a propriedade que desejamos controlar, por exemplo, uma temperatura ou velocidade que deve permanecer em um intervalo de valores determinado. Já a variável de controle é aquela que está sujeita ao atuador e que é usada para manter a variável de processo dentro dos valores de interesse. Ou seja, a manipulação da variável de controle busca garantir que a de processo respeite os requisitos de controle, mesmo quando sujeita a perturbações (Normey Rico, 2021). O setpoint é o valor de interesse, ou valor de referência, para as variáveis de processo. Sendo assim, o sistema de controle trabalhará para atingir ou estar o mais próximo possível do setpoint. O controlador e o restante do sistema podem interagir de duas formas: segundo uma configuração de malha aberta ou de malha fechada. Um sistema de controle em malha aberta é aquele que não tem realimentação. Já um sistema de controle de malha fechada é aquele que tem um sinal de realimentação que contribui para a ação do sistema. A Figura 1 apresenta um sistema de controle de malha aberta. Figura 1 | Exemplo de sistema de controle em malha aberta Fonte: elaborada pelo autor. Alguns exemplos de sistemas de controle de malha aberta são aparelho de ar-condicionado, forno doméstico, pessoa controlando o acelerador de um veículo na estrada, entre outros. No caso do forno e do ar- condicionado, o usuário seleciona a temperatura desejada e o equipamento trabalhará conforme o programado para atingir aquela temperatura. Variações ou perturbações no ambiente, como o aumento de pessoas no espaço ou a inserção de um alimento congelado no forno, podem impedir que a temperatura real alcance a temperatura configurada no equipamento, o que requererá uma intervenção humana para ajuste. A Figura 2 apresenta um sistema de controle de malha fechada. Figura 2 | Exemplo de sistema de controle em malha fechada 28/01/2026, 16:51 ptcldd_252_u1_aut_pro_ind https://www.colaboraread.com.br/integracaoAlgetec/index?usuarioEmail=eder.tecnologias%40gmail.com&usuarioNome=EDER+CARLOS+FERNANDES&disciplinaDescricao=&atividadeId=4866875&atividadeDes… 15/24 Fonte: elaborada pelo autor. Para exemplificar o sistema de malha fechada, considere uma pessoa que dirige seu carro na estrada e que tenha habilitado a opção “piloto automático”. Nesse caso, mesmo que o ambiente insira perturbações, como subidas ou descidas, a saída é uma velocidade escolhida, e o sistema de controle do veículo vai se ajustando para se manter o mais próximo possível da velocidade escolhida, medindo a velocidade alcançada e compensando eventuais perturbações. A realimentação, característica principal de sistemas de malha fechada, é o processo de comparar a saída com o comando de entrada e, a partir de seu resultado, forçar a saída para se aproximar do comando de entrada. SIGA EM FRENTE Tipos de controle No contexto da automação de processos, boa parte dos sistemas opera em malha fechada, assim os sistemas de controle em malha aberta existem em menor quantidade. Tanto para sistemas de controle de malha aberta quanto para os de malha fechada, há diversos métodos de controle, também chamados de ajuste ou sintonia, cujo objetivo é a aproximação da variável de processo ao setpoint. A Figura 3 ilustra o comportamento de uma variável de processo controlada. As oscilações são aceitáveis, mas o desejável é que a variável de processo se mantenha o máximo possível próxima do setpoint. Figura 3 | Comportamento da variável de processo Fonte: Fillipo Filho (2014, p. 44). 28/01/2026, 16:51 ptcldd_252_u1_aut_pro_ind https://www.colaboraread.com.br/integracaoAlgetec/index?usuarioEmail=eder.tecnologias%40gmail.com&usuarioNome=EDER+CARLOS+FERNANDES&disciplinaDescricao=&atividadeId=4866875&atividadeDes… 16/24 Para sistemas de controle de malha fechada, há dois tipos de controle que devemos conhecer por serem muito populares: o on-off (liga-desliga) e o PID (Proporcional Integrativo Derivativo), ambas estratégias clássicas na área de controle e automação. Outros métodos também atingem resultados interessantes, porém tanto o on-off quanto o PID já vêm implementados nos principais controladores do mercado. O tipo on-off, ou liga-desliga, é o tipo de controle mais simples, e sua atuação consiste em tomar a decisão de ligar ou desligar o sistema, conforme o resultado medido na realimentação. Por se tratar de uma comparação básica, esse tipo de controle é de baixo custo, logo é indicado para aplicações que requerem respostas bem rápidas. Um exemplo de controle on-off em nosso cotidianoé o termostato da geladeira. Já o método de controle do tipo PID faz cálculos um pouco mais elaborados para realizar a ação de controle por meio da avaliação de seu erro, que é a distância entre a variável de controle e o setpoint. O controlador PID realiza três ações: ação proporcional, ação integral e ação derivativa, cujas intensidades dependem dos parâmetros que podem ser ajustados para atingir melhores resultados na aplicação de interesse. Um esquema do controlador PID em diagrama de blocos está apresentado na Figura 4. Figura 4 | Diagrama em blocos de um controlador PID em um laço de controle típico Fonte: Aguirre (2007, p. 263). Toda a teoria de controle é baseada em funções de transferência que modelam o sistema dinamicamente, e, embora nossa disciplina não se aprofunde nos aspectos teóricos e matemáticos de modelagem de sistemas, é interessante conhecer o diagrama dos blocos de cada ação e sua soma. Na Figura 4, por exemplo, é possível identificar os sinais que chegam ao somador: Kp(s), Ki(s) e Kd(s), que são os ganhos de cada ação. O controlador PID atua com o objetivo de gerar a saída u(s) e de acionar os atuadores para corrigir proporcionalmente o erro, que é a diferença entre o setpoint e o valor medido. É importante pontuar que quanto maior for o erro, mais intensa será a ação do atuador, a qual pode ser muito rápida ou muito lenta para o processo em questão. O ideal é encontrar um bom equilíbrio entre os ganhos Kp, Ki e Kd. Existem algoritmos clássicos que possibilitam a obtenção de uma resposta mais adequada ao tempo do processo. Eles são chamados de modos de controle PID e consistem em ajustar os parâmetros dos ganhos, inclusive gerando combinações do PID, como: P, PD e PID. VAMOS EXERCITAR? Resolvendo o desafio Estudante, a partir dos conceitos aprendidos nesta aula, o desafio de José já pode ser resolvido. O engenheiro da Calltech, que está trabalhando na automatização dos sistemas da granja de Tania, entendeu, durante as visitas ao local, que, para evitar as mortes dos animais por variações climáticas no ambiente, era necessário um sistema de controle. Atualmente, Tania e seu esposo realizam um controle manual em malha aberta, ou seja, eles e seus funcionários veem a informação no painel, sentem as variações e vão ajustando os atuadores conforme a experiência de cada um. Visando ao bem-estar das aves, José optou por sugerir um controle por malha fechada, ou seja, a informação lida pelos sensores no ambiente imediatamente serve como parâmetro de realimentação do sistema. Isso significa melhorias nos sistemas de ventilação e umidificação e resfriamento do ambiente. José e a equipe de engenharia chegaram à conclusão de que tanto o on-off quanto o PID são boas abordagens para realizar o controle das variáveis ambientais da granja. Ficou decidido, então, que os parâmetros do PID serão sintonizados com o auxílio de um algoritmo para obter ganhos mais otimizados ao processo. 28/01/2026, 16:51 ptcldd_252_u1_aut_pro_ind https://www.colaboraread.com.br/integracaoAlgetec/index?usuarioEmail=eder.tecnologias%40gmail.com&usuarioNome=EDER+CARLOS+FERNANDES&disciplinaDescricao=&atividadeId=4866875&atividadeDes… 17/24 Assim, a Calltech conseguiu resolver mais um desafio na área da automação industrial, e você conheceu mais um exemplo de aplicação dos conceitos de controle. Bom trabalho! Saiba mais Conhecer o funcionamento do controlador PID agrega valor ao seu estudo, principalmente quando você pode aprendê-lo a partir de uma explicação didática e ilustrativa, tal qual oferece o material sugerido a seguir. Na página da CitiSystems, há um artigo didático sobre o controlador PID e sobre como funciona cada ganho KP, KI e KD a partir de um veículo em movimento como exemplo. Não deixe de conferir! Acesse o conteúdo clicando aqui PONTO DE CHEGADA Estudante, a formação em automação de processos industriais é muito rica, pois combina elementos de produção, mecânica e elétrica com tecnologias e equipamentos massivamente utilizados nas indústrias do país e do mundo. Por isso, você precisa estar sempre atualizado com relação aos estudos para atuar na área. Com isso em mente, acompanhe o vídeo que trata dos conceitos fundamentais de automação industrial! Automação como diferencial competitivo Durante as aulas desta unidade, você estudou o fundamento básico da automação industrial: utilizar sensores, atuadores e comandos em controladores lógico-programáveis (CLPs) para aumentar a eficiência e a qualidade da produção. Para isso, técnicas de controle como on-off e PID são programadas nos CLPs, tarefa que é realizada por bons profissionais da área. Em virtude de a automação fazer parte uma área em constante evolução, ainda há muitas oportunidades profissionais para pessoas qualificadas, que conhecem bem os conceitos e as aplicações desse campo. Tais conhecimentos foram necessários para que você desenvolvesse a competência desta unidade, que exigia a compreensão dos fundamentos da automação industrial, incluindo conceitos básicos, benefícios, evolução histórica, componentes e formas de controle. Os benefícios de adotar sistemas de automação em processos produtivos são, entre outros, transformar tarefas repetitivas em procedimentos automatizados para aumentar o volume de produção e diminuir possíveis acidentes com trabalhadores. Além disso, os dados gerados no chão de fábrica podem popular a base de ERPs (Enterprise Resource Planning), sistemas gerenciais para empresas, MES (Manufacturing Execution Systems), sistemas de gerenciamento do chão de fábrica, e sistemas de qualidade, o que torna a gestão do negócio mais assertiva nas decisões. A evolução das linhas de produção foi iniciada por Henry Ford e, desde então, tem acompanhado a evolução da tecnologia, com o avanço de sistemas mecânicos, uso de eletrônica e atualmente dispositivos IoT e inteligência artificial. As plantas industriais têm se tornado um ambiente conectado e controlado com os CLPs e seus periféricos de entrada e saída. Independentemente do tipo de processo produtivo a ser automatizado, a composição em geral é sempre a mesma: Conjuntos de sensores que “leem” os dados das grandezas de interesse e enviam-nos para o CLP. CLPs que avaliam se esses dados estão dentro ou fora dos limiares aceitáveis. Atuadores, que operam como acionadores, interferindo na planta quando as grandezas estão fora dos limiares desejáveis. Aula 5 ENCERRAMENTO DA UNIDADE 28/01/2026, 16:51 ptcldd_252_u1_aut_pro_ind https://www.colaboraread.com.br/integracaoAlgetec/index?usuarioEmail=eder.tecnologias%40gmail.com&usuarioNome=EDER+CARLOS+FERNANDES&disciplinaDescricao=&atividadeId=4866875&atividadeDes… 18/24 https://www.citisystems.com.br/artigo-pid A arquitetura de sistemas de automação é o conceito que descreve como esses elementos estão conectados e como se comunicam. Fazem parte da arquitetura os dispositivos de entrada (sensores), os de saída (atuadores) e as unidades de controle para processamento lógico (CLPs). Existem dois tipos principais de arquitetura: a centralizada, que tem um único controlador para todas as entradas e saídas, e a distribuída, que conta com vários controladores descentralizados. A arquitetura distribuída é útil em grandes fábricas, onde há necessidade de monitorar diversos subprocessos, a fim de permitir decisões mais organizadas e eficientes. Pode ocorrer de o número de entradas e saídas das malhas a serem controladas ser superior ao número de conexões de entrada e saída disponíveis nos CLPs, caso em que é necessário utilizar mais de um equipamento, setorizando de forma física e lógica as variáveis e malhas em subconjuntos. As malhas podem ser caracterizadas como abertas ou fechadas, e a diferença entre elas é que, nas malhas fechadas, há um sinal de monitoramento constante da condição da variável de interesse, que é usado para auxiliar na decisão de controle, tornando o processo de controle automático também. Já no sistema de malha aberta, não há essarealimentação, de modo que o atuador pode ser programado com um temporizador para ativar/desativar, ou é necessária uma ação humana. No controle de malhas fechadas, há duas técnicas básicas para a área de controle e que estão presentes em nosso estudo: o on-off e o PID. O controlador on-off atua como ligado ou desligado conforme a necessidade da malha, que é a combinação do sinal de entrada com a realimentação. Já o controlador PID tem mais do que somente esses dois estados: ele pode gerar acionamentos proporcionais, o que torna o comportamento de aproximação ao setpoint menos oscilante. É HORA DE PRATICAR Automaçāo no armazenamento de grãos O Brasil tem uma considerável produção de commodities, como a soja, que, antes de chegar aos portos e ser destinada à exportação, fica armazenada em silos nas cooperativas ou em armazéns das transportadoras ferroviárias (galpões que fazem o papel de silos). Os grãos e as condições dos silos precisam ser monitorados constantemente, a fim de garantir a boa qualidade dos grãos no período de armazenamento e, consequentemente, bom preço na venda. Aspectos de segurança também devem ser levados em consideração nesse ambiente, tanto por se tratar de um material inflamável, devido à poeira e às partículas em suspensão, quanto pelo risco de acidentes envolvendo queda ou soterramento. Tendo em mente esse cenário, você foi contratado por uma grande transportadora ferroviária, e sua equipe de engenharia foi consultada sobre a automação do monitoramento dos silos e dos armazéns da empresa. Como se trata de um projeto de grande visibilidade, é importante que toda a equipe conheça as características de um projeto dessa natureza e participe de forma conjunta no levantamento das necessidades e na avaliação de questões técnicas. Nesse contexto, você tem a liberdade de procurar uma empresa especializada em automação industrial ou pode incorporar esse desenvolvimento na equipe. De toda forma, nessa fase inicial, você precisa entregar uma proposta de alto nível para os diretores. Nela devem constar as vantagens e as desvantagens da automação, uma descrição do sistema e de seus componentes e uma explicação sobre como esse sistema será conectado aos demais sistemas da empresa. Algumas questões que podem guiar seu desafio são: 1. Quais são os passos essenciais para se realizar essa análise? 2. Todos os projetos de automação têm os mesmos componentes? 3. O processo interfere na escolha da arquitetura? Está pronto para resolver esse desafio? Vamos lá! Iniciaremos explorando as questões norteadoras para a resolução da situação-problema: 1. Quais são os passos essenciais para se realizar essa análise? O primeiro passo é conhecer o processo de interesse, ou seja, a automação do processo de monitoramento da armazenagem de grãos. Observe, pelo objetivo, que nesse projeto não está incluso carregar e descarregar os grãos, uma vez que o foco é o monitoramento das variáveis do ambiente. Diante disso, precisamos conhecer as variáveis que impactam o processo: Na grande maioria dos processos, há monitoramento de condições climáticas do ambiente, como temperatura, umidade e pressão. Ao investigar um pouco mais as atividades realizadas pela empresa, você também notou a necessidade de acompanhar o volume estocado de grãos. 28/01/2026, 16:51 ptcldd_252_u1_aut_pro_ind https://www.colaboraread.com.br/integracaoAlgetec/index?usuarioEmail=eder.tecnologias%40gmail.com&usuarioNome=EDER+CARLOS+FERNANDES&disciplinaDescricao=&atividadeId=4866875&atividadeDes… 19/24 O segundo passo é conhecer o ambiente, ou seja, verificar se já há instalações elétricas, de rede de comunicação e se o espaço é muito extenso. O CLP precisa de um painel de comando, com os demais equipamentos elétricos, e os sensores e atuadores devem ficar conectados a uma rede cabeada, que serve como alimentação (de energia elétrica para o funcionamento) e tráfego de dados. O ambiente é extenso e são vários silos ou armazéns em uma região, com certa distância entre eles. O terceiro passo é descrever como funcionarão o sistema e seus componentes, isto é, se funcionarão isolados ou em conjunto. Pela quantidade de entradas e saídas de um CLP, é bem provável que cada silo ou armazém tenha um CLP controlando as malhas das variáveis de interesse. Mesmo que a lógica seja a mesma, por se tratar de um mesmo processo industrial, a programação será individual por silo ou armazém, conforme os sensores e atuadores escolhidos para a operação. O estado constante dessas variáveis é uma informação valiosa para a gestão, pois indica que haverá um gateway centralizando o recebimento dos dados de todos os CLPs e enviando-os aos servidores da empresa, o que caracteriza uma arquitetura distribuída. 2. Todos os projetos de automação têm os mesmos componentes? Observe a descrição do terceiro passo, que diz que a escolha dos componentes é diretamente dependente do processo produtivo e do ambiente, além de determinante para os tipos de sensores e atuadores. Diante disso, pode-se inferir que cada projeto terá quantidades e especificidades próprias. 3. O processo interfere na escolha da arquitetura? Assim como a escolha dos componentes, a arquitetura também depende fortemente das características do processo. Por exemplo, processos produtivos mais complexos, com maior quantidade de malhas, naturalmente requerem CLPs com mais portas de entrada e saída. Muitas vezes, são necessários mais CLPs interligados para atender aos processos, caracterizando uma arquitetura distribuída. No seu relatório, então, as informações podem ser apresentadas de forma similar às dispostas a seguir: Benefícios Realizar a automação de atividades e ambientes de risco é um dos motivos pelos quais o uso da automação industrial se popularizou. No entanto, não se pode esquecer dos benefícios adicionais, como melhora na produtividade, conhecimento dos dados do processo coletados historicamente, o que contribui para boa gestão do negócio, e a possibilidade de atuação/correção constante, 24 horas por dia, sete dias por semana, sem custos adicionais. Descrição do sistema O sistema possuirá equipamentos de monitoramento e controle para manter em setpoint desejado as seguintes variáveis de interesse: Temperatura Pressão. Umidade O sistema também contará com: Sensor e display indicador de volumetria. Sensores de segurança. Sensores de movimento. Câmeras térmicas para detecção de presença humana. Luzes de segurança. Sirene e buzina de segurança. Além disso, o usuário poderá interagir com o sistema por meio de uma IHM (Interface Homem-Máquina). Riscos ou desvantagens O sistema de automação requer investimento considerável, podendo ser expressivo de acordo com a quantidade de silos ou de armazéns. Nesse investimento, está contabilizada a compra de sensores, transdutores ou transmissores, atuadores, equipamentos de ventilação, CLPs, cabos, luzes e buzinas. Haverá também a necessidade de montar uma equipe especializada em programação de CLP e instrumentação para suporte e eventual manutenção nos sistemas de automação. 28/01/2026, 16:51 ptcldd_252_u1_aut_pro_ind https://www.colaboraread.com.br/integracaoAlgetec/index?usuarioEmail=eder.tecnologias%40gmail.com&usuarioNome=EDER+CARLOS+FERNANDES&disciplinaDescricao=&atividadeId=4866875&atividadeDes… 20/24 A partir desse relatório, você conseguirá apresentar as informações para a diretoria e nivelar o conhecimento entre os membros de sua equipe de engenharia. Bom trabalho! DÊ O PLAY! Para fabricar tudo a que temos acesso atualmente, são necessárias diversas etapas produtivas, que muitas vezes são perigosas e necessitam de repetição e precisão. Essas atividades são aquelas que as empresas devem procurar automatizar, a fim de preservar a integridade dos funcionários, ao mesmo tempo em que mantém ritmos intensos de produtividade. Neste podcast, abordaremos como a automação está inserida na indústria. Confira! ASSIMILE Fonte: elaborada pelo autor. Aula 1 ALVES, J. L.