Unidade de Produção Industrial

Unidade de Produção Industrial
Flavio Augusto Cavalcanti
Rafael da Cunha
Marcelo dos Santos
Ricardo Hideki Ono Fukuda
Orlando Cristovão Dutra
Cosmos Salgado
Magalhães Luiz
André Yuri da Silva

São Paulo
2010
Universidade Estácio Uniradial
Curso de Engenharia Elétrica
Unidade de Produção Industrial em Escala Reduzida
Unidade de Produção Industrial em Escala Reduzida

Flavio Augusto Cavalcanti
Rafael da Cunha
Marcelo dos Santos
Ricardo Hideki Ono Fukuda
Orlando Cristovão Dutra
Cosmos Salgado
Magalhães Luiz
André Yuri da Silva

RESUMO
O trabalho tem o objetivo de demonstrar em escala reduzida uma Unidade de Fabricação Industrial, utilizando conhecimento adquirido durante o Curso de Engenharia Elétrica. o principal foco do trabalho é demonstrar a automação industrial do sistema, utilizando um programa supervisório, CLP, Microcontrolador e diversos materiais elétricos e mecânicos que são empregados na indústria durante o processo de fabricação em escala Industrial.
Os processos industriais de bateladas deixaram de ser algo complexo nas indústrias e no ambiente de produção e com o advento da tecnologia à automação deixou de ser alvo das grandes indústrias que possuem maiores recursos financeiros, pois hoje é possível com sistemas relativamente simples tornar possível o controle da produção.
O cenário atual nos apresenta diversas maneiras de se controlar e monitorar um processo de bateladas, cada um com suas características, vantagens e desvantagens.
Em nosso projeto na primeira etapa optamos em utilizar um CLP para controle da produção, porém Para que o protótipo fique didático estamos fazendo um By Pass dos CLP para o Microcontrolador que funcionara como redundância do CLP.
O diferencial ficará por conta do preço de um Microcontrolador que diante de um CLP tem um preço simbólico.
Neste projeto haverá a possibilidade de optar por qual sistema operar através de uma borneira, apresentando vantagens e desvantagens dos 02 sistemas utilizados.

Palavras-chave: Automação de Processo , CLP, Microcontrolador

1. INTRODUÇÃO

Atualmente a maioria dos processos industriais utilizam diversas técnicas de automação nos processos de fabricação dos mais diversos produtos em todos os setores da indústria, esta necessidade surgiu devido a redução de custo no processo, rapidez na fabricação dos produtos, exigência do alto grau de qualidade dos produtos e avanço da tecnologia.
Este trabalho utiliza dois modelos de uma unidade de fabricação industrial para demonstrar os conceitos e técnicas de automação empregadas no processo de fabricação deste produto em específico.
O primeiro método é controlar o processo de produção utilizando um CLP e o outro método mais viável financeiramente seria utilizando um microcontrolador.
Logicamente de forma mais simples e menos complexa se comparado a uma fábrica ou industria.

2. OBJETIVOS
2.1. OBJETIVO GERAL

Demonstrar de forma clara e objetiva a aplicação de um sistema de controle em um processo de fabricação, utilizando de maneira eficiente os conceitos e conhecimentos sobre técnicas de automação industrial adquiridos no decorrer do curso de Engenharia Elétrica.

2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Funcionamento adequado do CLP e do Microcontrolador (PIC 16F87X), programação das linhas de comando, integração com o programa supervisório e funcionamento adequado de todos os comandos elétricos e mecânicos empregados no projeto.

3. REVISÃO DA LITERATURA

CONCEITOS BÁSICOS SOBRE SISTEMAS SUPERVISÓRIOS
Aquisição de dados e o Controle Supervisório:
Introdução:
A aquisição de dados pode ser definida como a coleta de informações com o objetivo de armazená-las para serem utilizadas, como por exemplo, em análise de dados, controle e monitoração de processos.
Em aplicações Industriais a aquisição de dados deve acontecer em tempo real. Sendo assim o sistema deve possuir os recursos necessários e a habilidade de coletar as informações e realizar tarefas dentro de um tempo aceitável determinado para cada aplicação. Sistema de aquisição de dados é o nome atribuído ao equipamento responsável pela coleta de dados ou informações.
Os sistemas de aquisição de dados proporcionam uma interface entre o mundo real onde temos os parâmetros físicos do processo que é o analógico, e o ambiente do computador que é digital.

Aquisição de dados:

O funcionamento básico de um típico sistema de aquisição é descrito a seguir. Tais sistemas possuem SENSORES que medem as variáveis importantes para o sistema. CONDICIONADORES DE SINAL que convertem a saída dos sensores para uma faixa comum de sinal. Esta faixa geralmente corresponde a 0V a 5V.
Estes sinais são enviados como entrada para um MUTIPLEXADOR de vários canais. Após ter passado pela etapa de mutiplexação o sinal é enviado para um circuito SAMPLE e HOLD e para um conversor A/D (analógico ? digital). O conversor é responsável por transmitir à porta de entrada do computador as informações coletadas e previamente processadas. O sinal de saída do conversor analógico também pode ser aproveitado para ser enviado para qualquer outro elemento de interface gráfica e visual para o operador do sistema.

Sensores:
Seu objetivo no sistema é transformar um sinal não elétrico para um sinal elétrico equivalente. Em um sistema de aquisição de dados podemos atribuir a ele a seguintes funções:
Detectar a presença, o tamanho, a variação e a freqüência do mensurando;
Fornecer um sinal elétrico que contenha dados quantitativos relevantes acerca do mensurando;

Condicionadores de Sinal:
Seu objetivo é de melhorar o sinal de saída dos sensores, realizando as modificações necessárias no sinal antes que este seja entregue ao sistema de aquisição de dados. Como condicionadores de sinais podemos mencionar os transmissores, os buffers, os filtros, os amplificadores, os conversores, e entre outros.

Mutiplexador:
Tem por objetivo compartilhar sinais no tempo. Em sistemas de medição convencionais temos uma única variável sendo mostrada ao observador, ou seja, uma entrada e uma saída. Já no sistema de aquisição de dados é necessário conhecer, simultaneamente, o valor de múltiplas variáveis associadas ao processo em questão. Com o objetivo de reduzir os custos utiliza-se então a mutiplexação, evitando que para cada variável exista um sistema de medição individual.
Sample e Hold:
Em virtude do sinal da amplitude do sinal analógico variar continuamente no tempo desenvolveu-se o sistema Sample e Hold (amostra e mantém). O qual tem por objetivo manter constante o sinal analógico durante o período de conversão para digital. Constitui-se de uma memória de tensão que armazena uma tensão em um capacitor de alta qualidade.
Sua função é armazenar uma amostra de curta duração de um determinado sinal que varia continuamente, e manter esta amostra de forma que o conversor possa realizar a transformação necessária.

Conversor Analógico Digital:
Transforma informações analógicas em dados digitais correspondentes apropriados ao uso em sistemas digitais. Muito utilizado em processos contínuos já que estes possuem muitos sinais analógicos.(medições das variáveis de pressão, temperatura, vazão, nível).

Controle Supervisório do Sistema de Aquisição de dados:
O sistema de aquisição de dados coleta e armazena para uso futuro. Os dados analógicos são convertidos para a forma digital, de maneira que possa ser utilizado dentro dos sistemas digitais.
Na grande maioria das aplicações industriais são utilizados como sistema de aquisição de dados os Controladores Lógicos Programáveis ? PLC. Estes são largamente utilizados por possuírem interfaces de entrada e de saída já padronizadas e com preço conveniente.
Outra grande vantagem da utilização do PLC como sistema de aquisição de dados é o fato de possuírem fácil comunicação com o computador onde é rodado o programa aplicativo para a realização do controle supervisório.
Os dados coletados em campo são transferidos e ficam disponíveis em um local centralizados. Desta maneira podem ser indicados, registrados, totalizados, analisados e alarmados.
Além destas características é preciso, também, que o operador do sistema possa atuar no processo ligando e desligando motores e bombas, abrindo e fechando válvulas motorizadas.
Nesta etapa os sinais digitais do sistema de aquisição de dados são convertidos em sinais analógicos e aplicados a algum tipo de atuador do processo. Para que tudo isto seja realizado é necessário equipamentos digitais que atendam a estas determinadas tarefas.
Tais equipamentos associados a programas aplicativos são denominados Controle Supervisório e Aquisição de Dados (SCADA).

Hardware (Equipamento)
O sistema de aquisição de dados e controle supervisório utiliza o computador como plataforma de operação. Por meio de configurações nas telas é possível que o operador tenha diferentes visão do processo. Visão esta que pode ser de uma malha isolada ou do processo completo (overview).
A tela do computador tem por objetivo substituir os painéis convencionais com botoeiras, indicadores visuais, anunciador de alarmes. As chaves liga e desliga são substituídas por teclas ou por chaves lógicas representadas por meio de imagens gráficas nas telas, e funcionam como chaves reais.
Os instrumentos de display também podem ser substituídos por indicações na tela. O operador tem a possibilidade de visualizar a variável mesurada ao lado da imagem do equipamento associado. Por exemplo, o valor da vazão por uma determinada tubulação pode ter seu valor instantâneo associado à tubulação.
Por meio de configurações os instrumentos virtuais podem se parecer com os instrumentos convencionais (graduação analógica, gráfica de barras). Os indicadores de alarmes são substituídos por alarmes listados no computador, podendo ainda existir a possibilidade de sinal sonoro.
Cada categoria de alarme pode assumir cores diferentes. Além de todas estas características existe a possibilidade de gerar relatórios sobre o funcionamento do processo.
Software (Programa Aplicativo)
A operação de selecionar uma malha, iniciar a entrada de dados, atuar em um dispositivo remotamente, apresentar lista de alarmes é possível através de programas aplicativos disponíveis no mercado.
Para o presente trabalho optou-se pela versão demonstrativa do software Elipse SCADA, desenvolvido pela ELIPSE SOFTWARE. As principais características e recursos deste aplicativo são descritos a seguir.

Elipse SCADA
É uma poderosa ferramenta para o desenvolvimento de sistemas de supervisão e controle de processo. Esta ferramenta alia alto desempenho e grande versatilidade representados em seus diversos recursos que facilitam e agilizam a tarefa de desenvolvimento de sua aplicação.
Totalmente configurável pelo usuário, permite a monitoração de variáveis em tempo real, através de gráficos e objetos que estão relacionados com as variáveis físicas de campo. Também é possível realizar acionamentos e enviar e receber informações para equipamentos de aquisição de dados.
Além disso através de sua linguagem de programação, o ELIPSE BASIC, é possível automatizar diversas tarefas a fim de atender as necessidades de cada aplicação.

Versões do Elipse Scada
O Elispe Scada está disponível em quatro versões. Estas se diferenciam em sua funcionalidade, cada uma acrescentando recursos em relação à versão anterior.

Versão View.
Esta versão é indicada para versões simples, como por exemplo, uma interface com o operador para a monitoração e acionamentos.

Versão MMI ? Man Machine Interface
Esta versão é indicada para aplicações de médio porte, onde é necessário o armazenamento de dados, tratamento de informações e criação de relatórios complexos.

Versão PRO ? Professional
Esta versão é indicada para aplicações de qualquer porte, que envolvam comunicação em rede, seja local ou remota ou ainda que necessitem de troca de informações com bancos de dados.
Versão POWER
Versão especialmente desenvolvida para supervisão de subestações e sistemas elétricos. Permite a comunicação com IDES (Intelligente Eletronic Device) e RTU (Remote Terminal Units) através de qualquer protocolo de comunicação, inclusive IEC8705/DNP 3.0.
Utiliza base de tempo local, permitindo o sequenciamento de eventos (SOE) com precisão de 1ms de oscilografia, transferência e visualização de formas de onda, tanto em estações locais como em sistemas telesupervisionados.

Módulos de Apresentação

O Elipse Scada possui três modos de configuração: CONFIGURADOR, RUNTIME e MASTER. O módulo ativo é definido a partir de um dispositivo de proteção (hardkey) que é acoplado ao computador.
Enquanto que os módulos Configurador e Máster foram especialmente desenvolvidos para a criação e o desenvolvimento de aplicativos, o módulo Runtime permite apenas a execução destes. Neste módulo, não é possível qualquer alteração no aplicativo por parte do usuário.
Na ausência do harkey, o software pode ainda ser executado em modo DEMONSTRÇÃO. Como não necessita de hardkey, o modo DEMO pode ser utilizado para avaliação do software.
Possui todos os recursos existentes no modulo configurador, com exceção de que trabalha com no Maximo 20 tags (variáveis de processo) e permite a comunicação com equipamentos de aquisição de dados por até 10 minutos.

Os módulos Runtime e Máster estão disponíveis em versões LITE, que possuem as mesmas características, porém são limitadas em número de tags (variáveis): Lite 75 com 75 tags e Lite 300 com 300 tags.

Apresentação da aplicação Elipse Scada para o projeto Integrado.
Figura 1: Tela Sistema Ssupervisório.
A tela acima representa a visão geral do processo. Nela o operador poderá ter visão de todos os equipamentos e dispositivos presentes na planta, além de poder visualizar os possíveis alarmes que possam ocorrer durante o processo de fabricação.
No canto superior esquerdo há a indicação da data, no canto superior direito o horário.
Na barra inferior é possível ter acesso aos botões de navegação, onde o operador poderá navegar entre as telas que representam as malhas individuais. Isto poderá se realizar por meio do acionamento de teclas do próprio teclado do computador como por meio de comandos enviados pelo mouse para o acionamento dos botões de navegação.

Figura 2: Tela Sistema Supervisório.

Nesta segunda tela o operador terá acesso a uma malha individual que corresponde ao misturador. Além dos recursos pressente e já descritos anteriormente para a tela principal, o operador poderá intervir no processo por meio de um painel de controle onde há botões para o acionamento individual de cada atuador presente nesta malha.

Figura 3: Tela Sistema Supervisório.
Para esta terceira tela vale explicação anterior, alterando apenas a malha que será visualizada. Nesta apresenta-se a malha de envase com todos os seus atuadores.

4. MATERIAIS E MÉTODOS
Lista de Materiais X Preços:

Descrição do Material Preço Quantidade
Microcontrolador (PIC 16F87X) R$ 50,00 1
CLP MicroLogix R$ 500,00 1
Motor do Mixer R$ 110,00 1
Bomba de Transferência do Tanque de Envase R$ 30,00 1
Bomba de Transferência do Tanque Mixer R$ 30,00 1
Bomba de Transferência do Tanque de Descanso R$ 30,00(Cada) 3
Válvulas Solenóide R$ 8,00 (Cada) 5
Compartimentos de Líquidos R$ 12,00 (Cada) 8
Relês R$ 4,00 (Cada) 10
Componentes Eletrônicos Diversos R$ 200,00 (Cada) 1
Fios Diversos R$ 50,00 20 mts
Dijuntores Siemens 16ª R$ 20,00 (Cada) 4
Mangueira R$ 30,00 3 mts
Adaptadores e Buchas Diversas R$ 70,00 - -
Estrutura Metálica R$ 180,00 - -
Maderite R$ 36,00 2 mts Qds
Usinagem R$ 140,00 - -
Suportes Diversos R$ 30,00 - -
Transformador de Comando R$ 230,00 - -
Sensores de Nível R$ 80,00(Cada) 2

Valor Total dos Materiais R$ 2012,00

DESCRIÇÃO DO DIAGRAMA LADDER E DO PROCESSO QUE O MESMO IRÁ CONTROLAR (INCLUI OS EQUIPAMENTOS ENVOLVIDOS PARA O PROCESSO)

O CONTROLADOR LÓGICO PROGRMÁVEL ? PLC
Como equipamento de aquisição de dados e elemento de atuação das funções lógicas do processo, foi adquirido, após grande pesquisa, o PLC MicroLogix 1000 1761-L32BWA Série ? E da fabricante Allen-Bradley, empresa do grupo Rockwell Automation.

Figura 4: PLC ? Allen Bradley MicroLogix 1000.

A escolha de tal equipamento é justificada devido ao fato dos integrantes do grupo terem discutido quais seriam as variáveis a serem monitoradas e quais dispositivos, ou atuadores, seriam controlados. Como características deste equipamento que fizeram dele o dispositivo ideal para as necessidades do grupo podemos citar:
· Tipo de entrada: CC;
· Tipo de saída: Relé;
· Alimentação: CA;
· Número de entradas: 20;
· Número de saídas: 12;
· Analógico: Não Aplicável.
· Tipo e tamanho de memória: 1K EEPROM (Aproximadamente 737 palavras de instrução: 437 palavras de dados).
· Elementos de dados: 512 bits internos, 40 temporizadores, 32 contadores, 16 arquivos de controle, 105 arquivos integrais e 33 status de diagnóstico.
· Taxa de desempenho: 1,5 ms (para um programa com 500 instruções, contendo, por exemplo: 360 contatos, 125 bobinas, 7 temporizadores, 3 contadores e 5 instruções de comparação).
· Instrução de programação: total de 69
· Tensão de alimentação: de 85 a 264 Vca, de 47 a 63 Hz.
· Consumo de alimentação: para 120 Vca temos 29VA e para 240 Vca temos 36VA.

Para o desenvolvimento do diagrama Ladder, e gravação do aplicativo no PLC foram utilizados também os seguintes equipamentos:

Cabo de programação e de comunicação com o aplicativo supervisório.

Figura 5: Cabo TC 1761-PM02

Este cabo é especifico para este modelo de PLC. Utilizado para a gravação e debugação por meio do software Rslogix500. Este software é de uso exclusivo da RockWell Automation.

Computador portátil Positivo Móbile Z85:

Figura 6: Computador Positivo Móbile Z85

Utilizado como plataforma para os aplicativos utilizados no presente projeto. Com este equipamento foi possível realizar o desenvolvimento do diagrama Ladder e do Sistema Supervisório.

Como este não possui interface serial com conexão DB9 compatível com o conector do cabo, foi utilizado também um cabo adaptador USB/Serial. Com este conjunto foi possível estabelecer a comunicação entre o dispositivo de aquisição de dados, no caso o PLC, e o computador.

Cabo adaptador USB/Serial:

Figura 7: Conjunto de cabos TC1761-PM02 e USB/Serial.

Descrição do modo de comunicação com o PLC MicroLogix 1000.

Os controladores programáveis MicroLogix 1000 fornecem várias opções de comunicação para se adaptarem a uma variedade de aplicações. O protocolo DF1 Full-Duplex permite que o PLC se comunique diretamente com outro dispositivo para interface de operação. Este protocolo também é conhecido como ponto-a-ponto DF1, e é uma ferramenta muito útil quando a comunicação RS-232 ponto-a-ponto é requisitada.

A explicação anterior justifica a escolha do grupo por utilizar este tipo de comunicação, Já que outros métodos de comunicação existentes exigiriam maiores gastos, e isto iria afetar o planejamento financeiro estabelecido no momento das pesquisas dos equipamentos e das viabilidades dos mesmos na aplicação do projeto.
Para a comunicação do PLC com o aplicativo supervisório desenvolvido, foi adquirido com a empresa ELIPSE SOFTWARE o protocolo de comunicação ABDF1 de fabricação da RockWell Automation. Este permite a integração dos aplicativos gerados pela Elispe e os equipamentos da RockWell que se comunicam via RS232, Ethernet, Ethernet-IP. De acordo com a Elipse Software, para que o sistema tenha um melhor desempenho é necessário que somente o aplicativo supervisório estabeleça a comunicação com o equipamento de aquisição de dados (PLC).
Sendo desta forma necessário fechar o aplicativo de desenvolvimento do diagrama Ladder, RSLogix500, e do aplicativo de comunicação RSlinx. (Este último é utilizado para a integração do programa RSLogix e o PLC).

Utilização do Microcontrolador PIC_16F87X como Alternativa para Diminuir o Custo da Automatização do Processo
Será utilizado o Pic 16F87X como forma de minimizar o custo da automatização de um processo de fabricação industrial, o mesmo será inserido ao circuito através do acionamento de uma Borneira que irá alternar entre o PIC e o CLP, demonstrando a Eficiência do funcionamento do PIC que possui custo menor que o CLP.

Características do PIC 16F87X para o projeto, (página 173 do datasheet):
· Tensão em qualquer pino em relação ao Vss (exceção Vdd, MCLR e RA4): -0,3V até (Vdd +0,3V);
· Tensão Vdd em relação ao Vss : -0,3V até 7,5V;
· Tensão em MCLR com relação ao Vss: 0V até 14V;
· Tensão em RA4 com relação ao Vss: 0V até 8,5V;
· Máxima Corrente de saída do pino Vss: 300mA;
· Máxima Corrente de entrada no pino Vdd: 250mA;
· Máxima Corrente saída drenada pelos pinos I/O?s: 25mA;
· Máxima Corrente saída fornecida pelos pinos I/O?s: 25mA;
· Máximo Permitidos nas Port?s através das combinações:
Drenado Fornecido
Port A, Port B, Port E 200 mA 200 mA
Port D e Port C 200 mA 200 mA

Para o Modelo Utilizado 16F87XA:
· VDD
MIN MAX Configuração
4V 5V LP, XT, RC
4,5V 5,5V HS
VBor 5,5V BOR EnableFmax=14Mhz

· IDD
MIN MAX Configuração
____ 4 mA RCFax 4MhzVdd = 5,5V
____ 15 mA HSFax 20MhzVdd = 5,5V

· VIL (Input Low Voltage)
Características MIN MAX
I/O Ports com Buffer TTL Vss 0,15 Vdd

· Alimentação Adotada: 4,5V para Vdd e 0 para Vss;
· Para Tensão de entrada: (para I/O?s): VIL (input low) Vss e VIH (input High) Vdd;
· Para Tensão de Saída: ( para I/O?s) VOL (output low) 0,6V e VOH (output high) Vdd 0,7V;
Máxima corrente Drenada e Fornecida: 25ma , mas vamos trabalhar com menos cerca de 12,5 mA.
TESTE NO ISIS PROTEUS
Driver de saída (Bombas e Válvulas ? Motores)

Lista de Materiais
· Transistor = BC548
· RB= 910Ω
· RLed= 330Ω
· Diodo = 1N4007
· Rele 12V
· Ou Transistor BC337 Rb= 390Ω
· Testes com o BC 548 E BC 337
Este Driver serve para acionar cargas de tensões como 110V/220V. Como este do pelo µC PIC, devemos obedecer algumas características dos componentes os dados levantados foram
· Tensão de Saída dos I/o?s do PIC: 5V
· Máxima Corrente Fornecida e drenada por cada i/o = 20mA
· VCE(sat0 condições: IB = 5mA e Ic= 100mA Vce = 0,6V
Obs: A condição de saturação do transistor é para podermos utilizado como chave.
Os valores calculados para cada componente estão nas paginas anteriores. Para este teste procurou-se utilizar valores comerciais dos componentes de modo aproxima-se ao Maximo da situação ideal. Os valores obtidos nas simulações no PROTEUS foram:
· BC 548 Condições ideais
· Rb= 910Ω Ib= 5mA Ic= 100mA Vce= 0,6
· Rled= 330Ω
· Ir= BC548
Valores obtidos no teste
· Ib= 4,23mA
· Ic= 48,5mA
· Vce= 1,39V
· ILed= 8,98mA
Obs: Para o LED necessitamos de Vled= 1,7V e ILed= 10mA (Max). Se somarmos as correntes de ILed + Ib teremos:
· ILed + Ib = 8,98mA + 4,23mA = 123,21mA
· Imax Fornecido pelo PIC = 20mA
· 13,21 < 20ma Aprovado
Na simulação obteve-se o chaveamento do rele.
· BC 337
· R3= 390
· Rled = 330Ω
· TR= BV337
· Condições ideais
· Vcesat= 0,7V IB = 50mA Ic= 50mA
· Vbe= 1,2V Vce= 1 Ic= 30mA
Valores obtidos no teste
Como o valor da corrente de base supera o valor que pode ser fornecido pelo PIC adotamos Ib como 10mA obtivemos:
· Ib= 9,56mA
· Iled= 8,96
· Ic= 58,3
· Vce= 0,3V
Se somarmos IB e ILed teremos = 18,52mA
· 20 > 18,52 APROVADO.
Na situação acima conseguimos o chaveamento do relê.
Driver de entrada (Leitura dos sensores)
Foram utilizados para teste, e calculo dois opto-acopladores, a saber, 4M25 TIL 113. Para ele foi calculado o valor de dois resistores nomeados de R1 e R2 e teve o acréscimo de um LED para indicar se houve ou não acionamento por parte do sensor
· Para 4M25
· R1= 240Ω
· R2= 2400Ω
· Valores obtidos
· ILed= 48,2mA (Emissor)
· Vce(SAT)= 0,47
· ILed= 7,57mA (Indicador)
· Ic= 1,88mA + 7,57mA = 9,45mA
Para nós o que interessa é o valor de tensão Vce, pois este servira de referencia para o pino de entrada do PIC
Segundo o gráfico das paginas anteriores os valores de tensão que representam o níveis 0 e 1 são:
Nível 0: Vss ----- 0,15Vdd
Nível 1 : 0,25Vdd ---Vdd p/ entrada do TTL
Nivel 0: Vss------ 0,2 Vdd
Nivel 1: 0,8Vdd ------Vdd p/ buffer SCHIMITTRIGGER
Portando quando o foto transistor estiver cortado (aberto ou não conduzindo) o valor da tensão Vce será de 5V. A alimentação do PIC será de Vdd= 5V.
Nível Lógico 1 = Vcecorte= 5V = Vdd PIC
APROVADO
Quando o foto transistor estiver conduzindo, Vcesat será 0,47
Nível Lógico 0 max permitido é 0,15Vdd
0,15 x 5 = 0,75
portando 0,47V < 0,75V
APROVADO p/ TTL
0,2 x 5 = 1, portanto 0,47V < 1V
APROVADO p/ ST
Para o opto acoplador TILL 113 os valores foram:
Lista
· TIL 113
· R1 = 1300Ω
· R2 = 2200Ω
· Valores Obtidos
· ILed emissor = 9,15mA
· IC= 2,14mA
· Vcesat = 0,29V

Figura 8:Testes com Pic na Protoboard
Figura 9: Placa de acionamento
Figura 10:Placa de Controle Pronta

Fluxograma do Processo:

Figura 11: fluxogrma do processo

Descrição do Processo:

O acionamento se dá por meio da ativação de um botão "lógico", ou seja, no supervisório é possível acionar o inicio do processo. Quando o sinal de inicio é enviado, três válvulas solenóides (NF) são acionadas sequencialmente.
Figura 12 :Detalhamento de Válvulas Solenóide Interligadas
Estas válvulas estão interligadas a cada um dos três tanques que possuem os produtos previamente manipulados para a fabricação do produto final.

Após a abertura das válvulas solenóides, um temporizador de dez segundos (10s) é acionado. Após atingir o tempo estabelecido as bombas de transferência são acionadas.
Figura 13 :Bomba de Transferência Para o Tanque Mix.
Esta realiza o transporte das matérias primas para o tanque do misturador.
Figura 14: Tanque do Misturador
Neste tanque do misturador temos o controle de nível através dos temporiza dores dos controladores. Este também efetua o desligamento da bomba de transferência e o acionamento do misturador, que ficará acionado por um minuto. Após a contagem de tempo o motor do misturador é desligado.
Após esta etapa a válvula de saída do tanque do misturador é aberta e é iniciada uma contagem de tempo de dez segundos (10s).
Figura 15: Bomba de Transferência para o Tanque Envase
Somente após esta contagem a segunda bomba de transferência é acionada transportando a mistura para outro reservatório onde ficará contido por um determinado tempo até o inicio do processo de envase.
Após este momento o tanque estará pronto para o inicio do envase. Um sensor (micro switch) posicionado na região próxima ao local de envase, detecta a presença do frasco, acionando a abertura da válvula e a bomba do tanque, que por sua vez despeja parte do produto final no recipiente.
O controle do nível é determinado através da contagem de tempo dos controladores.
Figura 16: Envase Do Produto No Frasco Ao Final Do Processo
Ao atingir o tempo estabelecido a válvula e a bomba são desacionadas. A partir desta etapa o processo pode ser repetido a partir do envase como em um loop finito, até que o produto final presente no tanque alcance o nível mínimo sinalizando o final do processo e do produto.
Figura 17: Esteira que Atuará no Final Do Processo Após Envase

5. CONCLUSÕES
Concluímos que com a utilização das técnicas e conceitos aplicados no processo de automação industrial, pode ? se obter uma excelente qualidade no produto através do controle preciso das misturas e dosagem dos componentes que compõem o produto fabricado, consegue-se também observar todo o processo on-line e se antecipar a possíveis falhas, que o sistema possa apresentar durante o processo.
Também é possível de uma forma adequada e eficiente monitorar e registrar as etapas do processo com uso de um banco de dados, se futuramente for necessário consultar um determinado período de fabricação ou lote de um possível defeito de falha do produto que tenha passado pelo controle de qualidade.
Pensando na utilização da automação industrial aplicada em larga escala nas fábricas e industrias de diversos ramos, a possibilidade de soluções de automação são infinitas.
A solução dependerá do grupo de engenheiros ou do engenheiro que irá construí-la e aplica-la a um determinado processo.
Para esse protótipo o mais adequado a ser utilizado é o Microcontrolador devido a seu custo beneficio, um exemplo seria o software para a programação do microcnotrolador que pode ser adquirido gratuitamente, diferentemente do CLP que necessita de uma licença do software de programação e ambos com um custo elevado.
Neste protótipo foi possível comprovar que o microcontrolador foi capaz de realizar as mesmas rotinas do CLP.
E através do avanço da tecnologia que são aplicadas nesses equipamentos e disponibilizados para o mercado de automação, os processos de fabricação chegarão mais perto de uma excelente qualidade, redução de custos, maior lucro , maior acessibilidade e maior capacidade de produção.