FC-FUNDAMENTOS-DE-CONTROLE-<ANTONIO-MATHEUS>-03

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Os primeiros sistemas de controle foram desenvolvidos durante a revolução industrial, no final do século 19. As funções de controle eram implementadas através de engenhosos dispositivos mecânicos, os quais automatizavam algumas tarefas críticas e repetitivas das linhas de montagem da época. Estes dispositivos tinham de ser desenvolvidos para cada tarefa e devido à natureza mecânica dos mesmos, estes tinham uma pequena vida útil.

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Caption: : Interior de uma tecelagem inglesa, Revolução industrial.

Nos anos 20, os dispositivos mecânicos foram substituídos pelos relés e contatores. A lógica a relés viabilizou o desenvolvimento de funções de controle mais complexas e sofisticadas. Desde então, os relés têm sido empregados em um grande número de sistemas de controle em todo o mundo. Os relés se mostram uma alternativa de custo viável, especialmente para a automação de pequenas máquinas com um número limitados de transdutores e atuadores. Na indústria moderna, a lógica a relés é raramente adotada para o desenvolvimento de novos sistemas de controle, mas ainda é usada em um grande número de sistemas antigos . O circuito integrado, CI, proporcionou o desenvolvimento de uma nova geração de sistemas de controle. Em comparação aos relés, os CIs baseados nas tecnologias TTL ou CMOS são muito menores, mais rápidos e possuem uma vida útil muito maior. Em muitos sistemas de controle, que utilizam relés e CIs, a lógica de controle, ou algoritmo, é definida permanentemente pela interligação elétrica. Sistemas com lógica definida pela interligação elétrica são fáceis de implementar, mas é muito difícil e demorado para alterar o comportamento, ou a lógica dos mesmos. 

No início dos anos 70, os primeiros computadores comerciais começaram a ser utilizados como controladores em sistemas de controle de grande porte. Devido ao fato do computador ser programável, este proporciona uma grande vantagem em comparação com a lógica por interligação elétrica, utilizada em sistemas com relés e CIs. Os primeiros computadores eram grandes, caros, difíceis de programar e muito sensíveis à utilização em ambientes “hostis” encontrados em muitas plantas industriais. A partir de uma demanda existente na indústria automobilística norte-americana, o Programmable Logic Controller (PLC), ou Controlador Lógico Programável (CLP), foi desenvolvido nos início dos anos 70. O CLP é um computador projetado para trabalhar no ambiente industrial. Os transdutores e atuadores são conectados a robustos cartões de interface. Comparado com um computador de escritório, os primeiros CLPs tinham um conjunto de instruções reduzido, normalmente somente condições lógicas e não possuíam entradas analógicas, podendo manipular apenas aplicações de controle digital (discreto). Atualmente, as plantas industriais normalmente precisam manipular tanto controle digital quanto malhas analógicas com o mesmo sistema de controle. Estes sistemas são normalmente chamados de Programmable Controllers, ou Controladores Programáveis, por não serem limitados a operações com condições lógicas

As atuais funções de controle existentes em uma planta industrial são normalmente distribuídas entre um número de controladores programáveis, os quais são montados próximos aos equipamentos a serem controlados. Os diferentes controladores são usualmente conectados via rede local (LAN) a um computador supervisório central, o qual gerencia os alarmes, receitas e relatórios. Atualmente, o operador desempenha um papel importante na indústria moderna, sendo que a maioria das plantas industriais possui um sistema chamado Sistema SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition). Os sistemas SCADA tem monitores coloridos de alta resolução, com os quais o operador pode selecionar diferentes programas e avaliar a situação do processo produtivo. A característica da indústria moderna é o aumento do lucro, fazendo com que operador tenha que atuar freqüentemente nas funções de controle.

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Caption: : Evolução dos sistemas de controle desde o final do século 19.

Como o preço dos computadores caiu dramaticamente nos últimos anos, o custo de desenvolvimento e manutenção de software tem se tornado o fator predominante dos sistemas de automação. Com o objetivo de melhorar a qualidade e viabilizar a reutilização de programas, existe cada vez mais pessoas trabalhando com sistemas orientados a objetos. Nestes sistemas, os elementos reais de processo como motores, válvulas e controladores PID são programados através de objetos de software armazenados em bibliotecas. Estes objetos são devidamente testados e possuem interfaces de dados padronizadas.