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Capítulo 6 Componentes de hardware para automação e controle de processos …
Capítulo 6 Componentes de hardware para automação e controle de processos
Sensores
Um sensor é um transdutor
um dispositivo que converte uma variável física
de uma forma em outra mais útil para a aplicação em questão
Duas categorias básicas:
Analógicos
Discretos
Função de transferência do sensor
valor do sinal produzido pelo sensor em resposta ao estímulo
S = f(s)
A relação entre o valor do estímulo físico e o
onde S = sinal de saída, s = estímulo, e f(s) é a relação
A forma funcional ideal é uma relação proporcional simples
S = C + ms
Atuadores
Um atuador é um dispositivo de hardware
que converte um sinal de comando controlador
em uma mudança em um parâmetro físico
A mudança é normalmente mecânica
a (por exemplo, posição ou velocidade)
Um atuador é um transdutor
visto que transforma um tipo de quantidade física
em outro tipo de quantidade física
O sinal de comando do controlador costuma ser baixo nível
um atuador pode demandar também um amplificador
que aumente o sinal até que ele seja capaz de acionar o atuador
Tipos de atuadores
Atuadores elétricos
Motores elétricos
Solenoides
Atuadores hidráulicos
Utilizam fluido hidráulico para amplificar
o sinal do comando do controlador
Atuadores pneumáticos
Utilizam ar comprimido como energia propulsora
Conversão analógico-digital
ADC converte um sinal analógico contínuo de um transdutor
em um código digital para ser usado pelo computador
ADC consiste de três fases:
Amostragem
converte o sinal contínuo
em uma série de sinais analógicos
discretos a intervalos periódicos
Quantização
cada sinal analógico discreto é convertido a um dos
números finitos dos níveis de amplitude previamente definidos
Codificação
níveis de amplitude discretos são convertidos em código
Características de um ADC
Tempo de conversão
o intervalo de tempo decorrido entre
a aplicação de um sinal de entrada
e a determinação do valor digital pelas fases de
quantização e codificação do procedimento de conversão
Resolução
é a precisão com a qual o sinal analógico é avaliado
Taxa de amostragem
são tomados ou pesquisados
taxa na qual os sinais analógicos contínuos
Método de conversão
meio através do qual o sinal analógico é
codificado em um equivalente digital
Conversão digital-analógica
Converte a saída digital do computador
em um sinal analógico contínuo que
aciona um atuador ou outro dispositivo analógico
DAC consiste de dois passos
Decodificação
saída digital é convertida em uma série de valores
analógicos em momentos discretos de tempo
Exploração de dados
cada valor sucessivo é transformado em um
sinal contínuo usado para acionar o atuador
analógico durante o intervalo de amostragem
Dispositivos de entrada/saída para dados discretos
Dados discretos que não são binários:
Interface de contato de entrada
dados de entrada para o computador
Interface de contato de saída
dados de saída do computador
Dados de pulso:
Contadores de pulsos
dados de saída para o computador
Geradores de pulsos
dados de saída do computador
Dados binários:
Interface de contato de saída
dados de saída do computador
Interface de contato de entrada
dados de entrada para o computador
Interfaces de contato de entrada/saída
Interface de contato de entrada
séries de contatos que são abertos ou fechados
para indicar o status de dispositivos binários individuais
como chaves fim-de-curso e válvulas
computador verifica periodicamente o estado atual dos contatos
para atualizar os valores armazenados em memória
Também pode ser usada na entrada de dados discretos
que não sejam binários
Interface de contato de saída
comunica os sinais ligados/desligados do computador
Essas posições são mantidas até que sejam alteradas pelo computador
Contadores e geradores de pulso
Contador de pulsos
converte uma série de pulsos
em um valor digital
O valor digital é então passado para o computador
por um canal de entrada
Mais comum tipo que conta pulsos elétricos
Usados para aplicações de contagem e medição
Gerador de pulsos
um dispositivo que produz uma série de sinais elétricos
O número de pulsos ou frequência do trem de pulsos
é especificado pelo computador