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Capítulo 6 - Componentes de hardware para automação e controle de…
Capítulo 6 - Componentes de hardware para automação e controle de processos
Interface processo-computador
Para implementar controle de processos
Computador de controle coletando dados do processo de produção e transmitir sinais a ele
Componentes necessários à implementação dessa interface
Sensores para medir as variáveis contínuas e discretas do processo
Atuadores que acionam os parâmetros contínuos e discretos do processo
Dispositivos que convertem sinais analógicos contínuos em dados digitais
Dispositivos que convertem dados digitais em sinais analógicos
Dispositivos de entrada/saída para dados discretos
Sensores
É um transdutor
Dispositivo que converte uma variável física de uma forma em outra mais útil para a aplicação em questão
Analógicos
Discretos
Binários
Digitais
Função de transferência
S = f(s)
Atuadores
É um dispositivo de hardware que converte um sinal de comando controlador em uma mudança em um parâmetro físico
A mudança é normalmente mecânica
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 de baixo nível
Um atuador pode demandar também um amplificador que aumente o sinal até que ele seja capaz de acionar o atuador
TIpos
Elétricos
Motores elétricos
Servomotor CC
Motores CA
Motores de passo
Atuadores hidráulicos
Utilizam fluido hidráulico para amplificar o sinal do comando do controlador
Atuadores pneumáticos
Utilizam ar comprimido como energia propulsora
Conversão analógico-digital
Um ADC converte sinal analógico contínuo de um transdutor em um código digital para ser usado pelo computador
Consiste em 3 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
Taxa de amostragem
Taxa na qual os sinais analógicos contínuos são tomados ou pesquisados
Tempo de conversão
O intervalo de tempo decorrido entre a aplicação de um sinal de entrado 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
Método de conversão
Meio através do qual o sinal analógico é codificado em um equivalente digital
Método de aproximação sucessiva
Uma série de tensões de referencia é sucessivamente comparada ao sinal de entrada cujo valor é desconhecido
Número de tensões de referencia correspondente ao numero de bits usados na codificação do sinal
A primeira tensão de referencia é metade da faixa de trabalho do ADC
A comparação do restante da voltagem de entrada com cada tensão de referencia retorna um bit no valor de 1
Se a entrada exceder o valor de referencia
Se a entrada for menor do que o valor de referencia
Os valores de bits seguintes são multiplicados por suas tensões de referencia correspondentes
Formando o valor codificado do sinal de entrada
Conversão digital-analógica
Converte a saída digital do computador em um sinal analógico contínuo que aciona um atuador ou outro dispositivo analógico
DAC
Decodificador
Saída digital é convertida em uma série de valores analógicos em momentos discretos de tempo
Explorador 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 binários
Interface de contato de entrada
Interface de contato de saída
Dados discretos que não são binários
Interface de contato de entrada
Interface de contato de saída
Dados de pulso
Contadores de pulsos
Geradores de pulsos
Interfaces de contato de entrada/saída
Séries de contatos que são abertos ou fechados para indicar o status de dispositivos binários individuais como chaves fim-de-curso e válvulas
O 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 para o processo
Essa posições são mantidas até que sejam alteradas pelo computador
Contadores e geradores de pulsos
Contador de pulsos
Converte uma séria de pulsos em um valor digital
O valor digital é então passado para o computador por um canal de entrada
Mais comum é do 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