Automação industrial: Por onde começar?

Certamente você já ouviu falar em automação industrial. Talvez, não com todas as letras. Mas, com certeza você já ouviu algo relacionado a ela.

A verdade é que esse conceito está disseminado de diferentes modos, mas sendo sempre referência de desenvolvimento tecnológico.

Para os que ainda estão em formação acadêmica, por exemplo, a automação industrial é mencionada em cursos profissionalizantes e no curso superior, especificamente quando o assunto é “inovação industrial”.

Já na perspectiva da indústria, essa tecnologia é uma das opções mais comumente citadas quando o interesse é a visão de futuro, reduzir erros de processos e alcançar uma melhora industrial geral.

No entanto, pouco se sabe que diversas indústrias ainda carecem de automação de processos, até mesmo as bem renomeadas.

Às vezes, a ausência dessa tecnologia se dá pela falta de investimento ou de mão de obra especializada e isso não podemos negar.

Por outro lado, mesmo com bons implementadores, toda boa automação industrial necessita de boas ideias acompanhadas de dispositivos de referência para serem usadas para tal.

Afinal, todas as empresas almejam automatizar os seus processos, mas a questão é a seguinte: por onde começar?

Partindo dessa constatação, decidimos fazer este texto com o propósito de te colocar no caminho certo. Queremos oferecer a você boas dicas de automatização de processos, para que a sua empresa esteja sempre passos à frente em relação às outras.

Vamos investir em mais um conteúdo rico em informações?

O que é a automação industrial

É fato que a inteligência artificial reflete a capacidade mais atual e sofisticada da tecnologia no momento.

No entanto, isso é uma realidade distante para diversas indústrias, as quais conseguem ainda alcançar uma redução significativa de custos e de tempo de processo através de tecnologias convencionais e sólidas, como a automação.

E o que seria a automação industrial?

Pois bem, a automação nada mais é que a tecnologia que permite que o seu processo funcione sem a intervenção humana, mas com alguns detalhes.

Esses detalhes incluem a necessidade do sistema verificar as suas condições e parâmetros de funcionamento e corrigi-las ao longo do processo, ressaltando a premissa de que não haja intervenção humana.

Qual o impacto da automação na indústria

Como dissemos há pouco, o próprio sistema executará, de modo automático, correções ao processo.

Apenas o fato desse processo não necessitar de intervenção humana, a não ser para ativar ou desativar o painel principal (um sistema SCADA, por exemplo), já faz com que sejam reduzidas ou evitadas algumas falhas características da ação humana.

Vamos a alguns exemplos gerais? 

Desperdício de material

Podemos considerar diversas coisas como sendo um desperdício de produção, tais como a perda de matéria-prima, no pior dos casos a perda de produto total ou o retrabalho, entre outros.

Desperdício de tempo

Como se sabe, tempos dois tempos diferentes no cálculo do lead time (basicamente o tempo de entrega bruto do produto) de um processo: o Tempo Homem e o Tempo Máquina.

O Tempo Máquina é mais sólido e pode ser estimado, visto que a máquina consegue trabalhar sem interrupções, não sofre fadiga e, portanto, não correm risco de sofrer com doenças do trabalho.

Já o Tempo Homem deve ser calculado levando em conta o fator de fadiga, que considera um tempo adicional ao trabalho manual, para evitar movimentos repetitivos durante um tempo significativo.

No final, temos a nossa “Capacidade de produção” que é composta por ambos os tempos ou, simplesmente, por um só.

Concluindo: essa associação de Tempo Máquina e Tempo Homem é uma explicação prática de que, quando apenas a máquina executa um processo, temos rapidez, eficiência e riscos reduzidos.

Automação industrial: Por onde começar?

Chega de enrolação e vamos ao que importa. Preciso automatizar processos que movam a minha empresa adiante. Por onde começar?

Abaixo, vamos oferecer alguns exemplos e você pode se identificar com os mesmos, de acordo com a sua necessidade e realidade fabril.

• Processos chaves

Todas as indústrias, sem exceção, possuem aquele processo que é considerado o “coração da fábrica”.

Em algumas indústrias, pode ser a fase de tratamento térmico (têmpera, revenimento, martêmpera, têmpera, austêmpera, recozimento, entre outros).

Em outras, pode ser o famoso tratamento de “forno e pressão” progressivos, ou simplesmente as fases de desbaste preciso e acabamento com tolerâncias pequenas.

Ou até mesmo a refrigeração para a fabricação e o armazenamento de alimentos ou cosméticos, por exemplo.

Você conhece aquilo que promove a qualidade do seu produto e, com isso, tem ideia da importância de automatizá-los.

• Controlador de processos

Procure saber sobre controladores PI, PD ou PID, pois podem ser a resposta para o seu sistema a ser automatizado.

Essas letras significam “Proporcional Integral”, “Proporcional Derivativo” e “Proporcional Integral Derivativo”, respectivamente.

Apesar de explicá-los não ser o nosso objetivo aqui, vamos falar brevemente que esses controladores são fundamentais em diversos sistemas automatizados, desde o controle de temperatura em fornos até o controle de velocidade em motores elétricos.

Cada um possui vantagens e desvantagens.

No entanto, todos fazem com que as variáveis do seu processo se mantenham próximas do valor de referência (valor de setpoint) através do erro entre essa referência e os valores das variáveis daquele sistema medidos a todo instante.

• Dispositivos e equipamentos confiáveis

Partindo do princípio que uma porshe não utiliza pneus velhos, você terá que utilizar dispositivos de referência para suportar com excelência automação do seu processo. 

Até porque um dos propósitos da automação é reduzir ou se livrar de problemas de fabricação, então nada mais justo do que dedicar bons dispositivos para o seu processo.

Mas aí você pode se perguntar: que dispositivos são esses?

Então, você se lembra quando falamos da automação verificando e corrigindo os processos? 

Essas verificações e correção são possíveis exatamente por causa desses dispositivos.

Vamos facilitar utilizando alguns exemplos fornecidos acima, na primeira dica?

Forno e pressão

• Para medir a temperatura do sistema, utilize sensores de temperatura industriais, como um termopar;

• Para controlá-la, utilize o controlador de temperatura ou um termostato (se viável), que deve estar conectado ao transformador de ignição do queimador ou conectado a resistência elétrica do forno, por exemplo;

• Para medir e controlar a pressão, utilize um pressostato conectado a uma bomba de vácuo ou compressor, dependendo do processo;

• Se for necessário medir o volume, utilize o transmissor de nível;

• Tenha válvulas automáticas, por exemplo as válvulas solenóides.

Refrigeração

• Para medir a temperatura do sistema, utilize sensores de temperatura característicos para baixas temperaturas;

• Para controlá-la, utilize o controlador de temperatura para refrigeração industrial ou um termostato digital (se viável), que deve estar conectado ao controlador de temperatura e ao compressor;

• Para medir e controlar a pressão do fluido  refrigerante, utilize um pressostato conectado a um compressor que tenha inversor de frequência, para que o mesmo tenha mais possibilidades para atender às necessidades do processo;

• Sensores de umidade para que o refrigerador mantenha a mesma de acordo com o ambiente a ser refrigerado.

 

Não mencionamos no exemplo, mas em processos diferentes, certifique-se de utilizar atuadores

Para todos os casos, tenha um painel de controle para o seu processo, como um sistema SCADA (Supervisório de Controle e Aquisição de Dados).

Além de armazenar os dados do seu sistema e disponibilizá-los, este painel conferirá a comunicação entre todos os seus dispositivos, equipamentos e máquinas.

E é claro, este sistema contém as lógicas do seu controlador de processo (como PI, PD ou PID).

4. Integração de Sistemas

A automação envolve muito mais do que os sistemas mecânicos e elétricos da sua indústria.

Pense acerca dos seus softwares de gestão e logística, como os softwares ERP (Enterprise Resource Planning ou comumente chamado como Sistema de Gestão Integrado).

Os roteiros de produção industriais devem se comunicar com a atribuição de materiais do planejamento para que a sua linha de produção seja fluida.

Assim, o tempo de espera é reduzido e, portanto, sua carga produtiva aumenta.

5. Segurança

Preze a segurança em todos os seus projetos de automação.

A área de segurança, nas empresas mais bem vistas, é de longe a mais importante.

Desse modo, exija que os seus sensores se comuniquem com alarmes sonoros e visuais (pensando em deficientes auditivos), além de estarem sincronizados às válvulas de segurança do seu processo.

Portanto, notamos que a automação pode envolver diversos processos e sistemas, até mesmo os de gestão de produção.

O que vai limitar você de automatizar a sua indústria, além do valor a ser investido, é a sua criatividade.

Mas aqui temos algumas dicas que podem até mesmo despertar a sua criatividade, fazendo com que você as implemente nas outras suas necessidades.