Entendendo a automação industrial na indústria 4.0

Você está animado com o fato de o futuro da manufatura americana parecer mais brilhante devido à relocalização? Também achamos ótimo, mas você notou algo diferente? A fabricação mudou. Há novas tecnologias e jargões, como falar da Indústria 4.0, robôs, co-robôs e Internet das Coisas (IoT).

Enquanto os EUA foram marginalizados pelo offshoring, outros países estavam avançando nas tecnologias de automação para obter o máximo de eficiência. Os fabricantes americanos precisarão recuperar o atraso para continuar crescendo e acelerando as oportunidades de reshoring.

Se você quiser se tornar globalmente competitivo e mudar para equipamentos ou sistemas de automação mais eficientes, precisará de pelo menos uma compreensão básica da automação industrial como ela se apresenta hoje. Compreender as opções, terminologia e componentes facilitará a criação de planos e orçamentos iniciais que podem ser discutidos em mais detalhes com membros da equipe e especialistas em soluções de automação.

Para que você fique atualizado, aqui está uma visão geral básica da automação de fábricas industriais na era da conectividade.

Índice

O que é automação industrial?

Tipos de automação industrial

Como a automação industrial é alcançada?

Fabricação de Sistemas de Produção e Automação Industrial

Por que os fabricantes americanos precisam automatizar

Automação na Indústria 4.0

Chegando a uma solução de automação industrial

O que é Automação Industrial?

Você não está sozinho em sua busca por eficiências de fabricação. Desde antes da primeira revolução industrial, os líderes da indústria criaram máquinas especializadas que podem produzir com mais rapidez e precisão do que um humano com uma ferramenta manual. Historicamente projetados para operar de forma independente com o mínimo de intervenção humana, os atuais sistemas de automação industrial podem se comunicar e trabalhar em sincronia com a assistência de sistemas de controle industrial e conectividade de rede.

Você encontrará exemplos de equipamentos de automação industrial em que produtos ou componentes são usinados, fabricados, embalados e/ou montados. Com os princípios e padrões de automação, você pode esperar que as máquinas automatizadas sejam colocadas em uma configuração de sistema que mova os componentes com mais eficiência de um estágio para o próximo.

Tipos de automação industrial

Os fabricantes estão automatizando trabalhos que exigem resistência ou precisão, ou aqueles que são chatos, repetitivos e/ou exigem pouca criatividade ou talento especializado. A redução dos custos dos robôs e o aumento dos custos trabalhistas estão incentivando a automação nos EUA. Se você ainda não o fez, investir em uma infraestrutura de comunicação de dados pode ser um dos seus maiores desafios. A automação de fábrica de tendências depende da capacidade das redes de máquinas de se comunicar e executar tarefas dentro do cronograma.

Quais são os tipos comuns de automação de fábrica?

• Ferramentas simples
• Montagem
• Inspeção
• Manuseio de materiais 

Como a automação industrial é alcançada?

Os sistemas de controle industrial são o mecanismo (ou cérebro) por trás da independência e do movimento automatizado da máquina. Esta é a tecnologia que permite automatizar os processos industriais. A composição primária de um sistema de controle é a malha de controle. Exemplos de sistemas de controle variam desde o mais simples, um controlador discreto, até o complexo sistema SCADA que gerencia todos os níveis dos processos de fabricação e localizações geográficas de uma empresa.

Tipos de sistemas de controle industrial:

• Sistema SCADA - um sistema de computador que controla e monitora os processos da planta
• Controlador proporcional-integral-derivativo (PID) - controla um sistema com base no ponto de ajuste e no valor medido
• Controladores lógicos programáveis ​​(CLP) – um computador industrial robusto e de fácil programação com um único microprocessador usado para controlar motores e outras máquinas em uma configuração de fábrica usando lógica
• Controladores de automação programáveis ​​(PAC) – semelhante a um CLP, mas contém multiprocessadores e é capaz de realizar multitarefas
• Sistemas de controle distribuído (DCS) – controla muitos nós em um sistema por meio de multiprocessadores com recursos avançados, incluindo muitos pontos de E/S
• Interface homem-máquina (IHM) – permite que você interaja com uma máquina e visualize rapidamente o status dos processos da máquina
• Controlador discreto - controle simples de ligar e desligar, exemplos são temporizadores, contadores e termostatos 

PLC

IHM

Contador

Como a automação industrial funciona:

Estágio 1 - O sistema de controle industrial (listado acima) funciona em conjunto com o controlador do inversor.
Os controladores de unidade comuns incluem:

• Acionamento de frequência variável – um controlador de motor CA que usa frequência e tensão para controlar a velocidade e o torque do motor elétrico
• Drive de passo – um circuito de driver que controla o motor de passo com corrente fornecida em pulsos e fases
• Analog-servo – este dispositivo controla a velocidade do servo motor através de sinais ou pulsos de tensão ligado e desligado
• Servo digital – como o servo analógico, mas capaz de fornecer uma taxa de pulsos por segundo muito mais alta 

Acionamento de frequência variável

Estágio 2 - O controlador de acionamento direciona o atuador que transmite movimento .

Os tipos comuns de atuadores incluem:

• Atuador hidráulico – a pressão do fluido move um pistão através de um tubo para aumentar o torque
• Atuador pneumático - A pressão do ar ou do gás é usada para controlar a velocidade e o torque
• Atuador elétrico (AC, DC, Linear, Servo, Stepper) - alimentado por um motor, a energia elétrica é convertida em torque mecânico
• Atuador mecânico – usando mecanismos simples, um movimento rotativo é usado para criar um movimento linear 

Atuadores Pneumáticos

Processos contínuos de automação industrial:

• Os sensores de feedback (codificadores ou resolvedores) coletam dados da carga e os enviam de volta ao controlador.
• As conexões Fieldbus e Ethernet suportam a troca de informações entre dispositivos básicos de campo e podem transmitir até o nível corporativo.
• Trabalhando em conjunto com controles automatizados estão dispositivos mecânicos, incluindo rolamentos, caixas de engrenagens, parafusos, rodas, eixos, cames e articulações.

Sistema Fieldbus

Rolamento linear e trilho

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  Além dos dispositivos eletromecânicos e mecânicos, dispositivos de máquinas movidas a fluidos também são utilizados em máquinas industriais. Quando os métodos eletromecânicos falham em fornecer soluções práticas, a energia fluida é introduzida. A energia do fluido é normalmente acionada por eletrônicos e controlada por sensores e válvulas.
  

Tecnologias de energia fluida

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  Sistemas e componentes pneumáticos:um guia industrial | Trimantec Guia de tipo de rosca:NPT, BSP, JIS, SAE, métrica – Trimantec