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Servomecanismos controlar o seu próprio processo de funcionamento.

Paula Domingues Formadora nas áreas de Eletrónica, Telecomunicações, Automação e Comando, IEFP, Évora

robótica

ESPAÇO ELETRÓNICA INDUSTRIAL

pauladomingues47@gmail.com

Os primeiros esforços do homem pré-histórico consistiram, entre outros, na mecanização de sistemas. Desde muito cedo que o homem se apercebeu que, ao conseguir mecanizar alguns sistemas, pouparia algum esforço. Primeiro foi a invenção da roda, depois a criação do moinho de vento, a roda de água... Até meados do século XVIII foram inventados vários tipos de sistemas mecanizados, na tentativa de poupar esforços e facilitar o trabalho do homem. No século XVIII, a indústria deu os primeiros passos na automação. Começaram a ser desenvolvidos alguns sistemas mecânicos ainda muito simples e só no século XX surgiram os primeiros sistemas completamente automatizados. A tecnologia da automação interliga mecânica, eletricidade e eletrónica, baseada num suporte computacional na operação e no controlo dos sistemas de produção.

MECANIZAÇÃO VERSUS AUTOMAÇÃO A mecanização consiste na utilização da máquina para realizar trabalho enquanto o conceito de automação pode ser deﬁnido como um sistema de equipamentos eletrónicos e/ou mecânicos que além de realizarem trabalho, conseguem

A automação permite, não só melhorar as condições de trabalho, diminuindo em muito o esforço humano, como também aumentar a competitividade do produto e da empresa, permitindo assim que estas se tornem mais competitivas. Uma outra vantagem, no que diz respeito à automação, é a questão da segurança. Operações que podem colocar em perigo a segurança do operador, tais como o corte, a prensagem e até mesmo a soldadura podem, desta forma, ser executadas com pouca ou nenhuma intervenção humana. O mesmo acontece com as tarefas mais repetitivas que podem conduzir a estados de cansaço, podendo representar situações de risco para quem as executa.

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por exemplo; Comparador ou elemento de decisão – a função do comparador é comparar os valores medidos com os valores previamente estabelecidos e decidir quando atuar no sistema; O comparador poderá ser um elemento físico, por exemplo um circuito eletrónico, como é o caso do termostato ou um programa realizado em computador; Programas – No programa são estabelecidas todas as informações relativas ao processo, permitindo, desta forma, controlar as interações entre as diversas componentes do sistema. Para realizar qualquer programa é necessário utilizar um software adequado ao equipamento utilizado.

Em suma, a automação permite atingir níveis de qualidade superiores. Porém, atualmente, a qualidade não passa só pelo controlo ﬁnal do produto. É necessário existir um controlo no decorrer de todo o processo. O aumento da produtividade obriga a uma constante inovação tecnológica. A necessidade cada vez maior de produzir com maior rapidez e precisão, conduziram à criação de máquinas cada vez mais modernas. Atualmente, um sistema de automação é constituído por vários blocos:  Atuadores – Atuam no sistema, realizando trabalho para atingir um determinado objetivo. São elementos de acionamento os motores elétricos, os cilindros hidráulicos ou pneumáticos, entre outros;  Sensores – Medem uma ou várias grandezas no sistema. São exemplos de sensores os termopares, os encoders e outros;  Controlo – Com base na informação fornecida pelos sensores, o controlo regula os atuadores. Utiliza-se um controlador para controlar o motor elétrico que movimenta um robot,

Figura 1. Sistema de Automação.

SISTEMAS DE CONTROLO Um Sistema de Controlo pode ser constituído por dispositivos elétricos, mecânicos, óticos, eletrónicos e até mesmo por seres humanos. Podemos deﬁnir um Sistema de Controlo como um conjunto de todos estes dispositivos que mantém uma ou mais gran-

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sensor que faz a monitorização da saída do Sistema, veriﬁcando assim a ocorrência de qualquer desvio.

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Committed to excellence

O sinal de entrada e a realimentação são sujeitos a um comparador. O comparador, por sua vez, combina ambas as entradas e fornece à saída um sinal de erro que corresponde à diferença entre os sinais de entrada. Este sinal de erro orienta o controlador. Um Sistema de Controlo de malha fechada é, por exemplo, o CAG (Controlo Automático do Ganho), existente nos Sistemas de Rádio e TV. Um Sistema recetor de RF funciona a partir de um sinal fornecido por uma antena. Devido a fatores externos como a temperatura, a humidade e possíveis obstáculos, o sinal captado pela antena poderá apresentar grandes oscilações de nível de amplitude, inﬂuenciando assim o nível de sinal recebido. O sistema de Controlo automático do ganho permite fornecer um nível de sinal sempre constante à saída, independentemente do nível de sinal de entrada.

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A Figura 7 mostra o ﬂuxo de um possível sistema de controlo da temperatura de um depósito de água.

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SERVOMECANISMOS A teoria dos servomecanismos foi desenvolvida nos anos 30, tendo como caraterística principal a existência de um feedback de informações – a realimentação. Em 1934, Hazen, na sua publicação "Theory of Servomechanism" introduziu o termo “servomecanismo” para caraterizar sistemas de controlo de posição. Javier Arancil, autor do livro "Introducción a la Dinámica de Sistemas", refere no seu livro alguns conceitos básicos dos servomecanismos. Um servomecanismo consiste num sistema de controlo realimentado, no qual a saída poderá ser uma posição mecânica, de velocidade ou de aceleração. Trata-se de um sistema de malha fechada, que aplica, geralmente, transdutores de posição, capazes de captar a informação do meio, modiﬁcando os seus estados e regulando a sua atividade, em função das circunstâncias. Podemos encontrar servomecanismos em campos tão diferentes como:  Braços robóticos;  Cabeçote de uma impressora;  Antenas de rastreamento;  Acionadores de discos rígidos;  Máquinas operatrizes. Empresas como: DIMACO, BIFFI ITALIA SRL, A.C.C.&S, DBR, NOVAL, FOX.VPS, entre muitas outras, dedicam-se atualmente a esta área que tem, cada vez mais, um papel fundamental na nossa indústria.

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Electronics Worldwide Consult | Components | Logistics | Support Como um dos distribuidores líderes de componentes electrónicos reconhecido mundialmente, oferecemos um ampla gama de produtos, apoio técnico competente no desenvolvimento dos produtos e no design-in, soluções logísticas personalizadas, bem como uma vasta gama de serviços.

Na próxima edição, trataremos o tema "Sensores e transdutores".

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