Revista Controle & Instrumentação – Edição nº 87 – Dezembro de 2003
Artigos Técnicos
Pespectivas do cenário de atuação dos profissionais de instrumentação e de automação
Prof. : Eugenio Naegele, MSC. -Professor do curso superior de Tecnologia em Automação Industrial do Cefet Campos/RJ - Doutorando em Engenharia Elétrica/Automação - Universidade Federal do Espírito Santo (Ufes)

Apresento neste texto algumas questões que vêm se desenhando no cenário de atuação do profissional de Automação/Instrumentação.

Estas são algumas colocações que mecerem ser discutidas.

1) Qual a “diferença” (se é que existe) conceitual entre Automação e Instrumentação?
2) Existem competências distintas entre os profissionais de uma ou outra área ?
3) Como o mercado tem se comportado para admitir estes profissionais?

A palavra Automação se banalizou muito nestes anos. Sob este contexto a Automação é apresentada em diversas áreas de aplicação, temos automação industrial, residencial, comercial, bancária, etc. Porém o conceito do que é Automação não se modificou, conforme podemos constatar nas definições:
[1] “Sistema automático de controle pelo qual os mecanismos verificam seu próprio funcionamento, efetuando medições e introduzindo correções sem a interferência do homem”.

[2] “Sistema automático pelo qual os mecanismos controlam seu próprio funcionamento quase sem a interferência do homem”.

[3] “É um conceito e um conjunto de técnicas por meio das quais se constroem sistemas ativos capazes de atuar com eficiência ótima pelo uso de informações recebidas do meio sobre o qual atuam. Com base nestas informações o sistema calcula a ação corretiva mais apropriada à execução da ação. Esta é uma característica dos sistemas em malha fechada”.

Esta última definição esclarece que, para termos ou considerarmos um sistema como um sistema Automático é necessário haver o princípio da realimentação (malha fechada), cuja origem é atribuída oficiosamente ao regulador centrífugo de James Watt, em 1788. Portanto o conceito de Automação não é tão novo quanto se pensa. A confusão se estabeleceu com o desenvolvimento da eletrônica e principalmente da informática, no que se refere a software com fácil interação com os usuários. Portanto um sistema bancário, caixa eletrônico por exemplo, deve ser considerado informatizado e não automatizado.

Dentro da Indústria e também nas Instituições de Ensino, a Automação pode ser didaticamente dividida em, Automação de Manufatura e Automação de Processos Contínuos. Em muitas indústrias tem-se as duas “divisões”, como no caso de uma fábrica de celulose em que todo o processo de embalagem da celulose é realizado pela manufatura e a fabricação da celulose em si é caracterizada por processos contínuos. Ao contrário, em uma fábrica de automóveis tem-se praticamente automação de manufatura, já em uma planta de produção de petróleo tem-se praticamente Automação de processo contínuo.

Aplicação de um filtro digital implementado
em microcontrolador para sensoreamento óptico
Carlos F. Martins; Ricardo L. da Costa; Tiago A. Franzen; Ângelo V. dos Reisi - SENAI-SC/CTAI
Este artigo descreve a implementação de um filtro digital com o objetivo de viabilizar a utilização de um dispositivo de sensoriamento ótico além de suas especificações.O artigo inicia com a descrição de um sistema de contagem de sementes miúdas e posteriormente aborda a utilização do filtrodigital implementado em um microcontrolador, como forma de captar o sinal gerado pela passagem de uma semente por um sensor ótico.

Modelagem Empírica de colunas de destilação utilizando redes neurais de Wavelets para otimização e controle de processos
Letícia G. Moura, Carlos A. Claumann, Julio E. Normey-Rico e Nestor Roqueiro
Neste trabalho estuda-se a modelagem empírica para colunas de destilação. O modelo desenvolvido utiliza uma rede neural baseada em wavelets e para seu treinamento são utilizados dados provenientes de um simulador de processos, no qual foram implementados uma coluna de destilação e os equipamentos a ela associados. Os resultados obtidos mostram que a rede utilizada reproduz de forma muito precisa o comportamento dinâmico do processo e que poderá ser utilizada como preditor para fins de otimização e controle. Os estudos que vêm sendo realizados com as colunas de destilação são parte das pesquisas na área de controle e simulação de processos de refino do projeto PRH-34 da Universidade Federal de Santa Catarina financiado pela Agência Nacional de Petróleo.

Ferramenta de identificação para sintonia de controladores PID aplicada a HDT de PYGAS
Viviane Fonseca, Ofélia Araújo, Carlos André Vaz Jr., José Luiz de Medeiros – H2CIN – Laboratório de Simulação de Hidrorrefino Escola de Química - UFRJ
Este trabalho apresenta uma ferramenta para a identificação de processos e sintonia de malhas PID, aplicada a uma planta em escala de bancada do processo de hidrogenação de gasolina de pirólise (HDT de pygas), localizada na Escola de Química -UFRJ. Para o desenvolvimento da ferramenta é utilizado o software MATLAB / Simulink (The MathWorks Inc.). Dados de entrada e saída da planta foram utilizados para a identificação do processo em malha aberta, realizada através da estimativa de funções de transferência por mínimos quadrados não-lineares. O modelo identificado representa o processo no procedimento de sintonia da malha de controle de pressão do reator. Nesta etapa, a constantes de sintonia encontradas são tais que otimizam o desvio entre o setpoint e a variável medida, através da minimização do critério de desempenho ITAE (integral do produto entre tempo e o erro absoluto na janela de tempo simulada). O procedimento desenvolvido permitiu um comportamento satisfatório da pressão do reator, e pode ser estendido a outros processos.

Gerando Polinômios e Funções em Linguagem de Blocos de Função IEC-61131-3
Daniel Vasconcelos Gomes – Smar
A norma IEC 61131-3 regulamenta os blocos de função dentro de um diagrama Ladder. Dentre estes blocos estão aqueles que realizam operações de soma e multiplicação de uma variável. Em linguagens como C++ ou Java, bibliotecas devem ser referenciadas no código do programa para possibilitar cálculos de funções como SENO(X), COS(X), 1/(1-x), etc.

Como a linguagem de Blocos de Função IEC 61131-3 não é uma linguagem estruturada ou mesmo procedural, para implementar estes cálculos precisamos utilizar o recurso de aproximar a função por um polinômio.

No entanto, quando o programador deseja enviar e receber dados nas linguagens citadas, é preciso elaborar o código ou utilizar alguma API específica que lê o dado e então realiza o cálculo. Com blocos de função toda esta complexidade fica encapsulada. O usuário apenas terá que informar qual entrada do módulo de E/S deseja ler para em seguida processar o dado.

Uma abordagem interessante é utilizar as Séries de Taylor para aproximar funções mais complexas. Outra, é a aproximação por polinômios, ou, regressão polinomial. Inicialmente descreveremos alguns métodos para aproximar funções por polinômios e em seguida vamos descrever como programar um polinômio utilizando a linguagem Ladder.

Microcontroladores e microprocessadores não calculam funções como seno, cosseno, tangente, etc. Os desenvolvedores de compiladores simplesmente implementam essas funções utilizando aproximações por séries.

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