O que é automação industrial e como funciona?

O que é automação industrial e como ela evoluiu ao longo do tempo?

A automação industrial é uma técnica que busca otimizar a produção de bens e serviços por meio da utilização de máquinas e sistemas automatizados. Sua história remonta ao final do século XIX, época em que surgiram os primeiros maquinários adaptados para realizar tarefas manuais repetitivas na indústria.

Ao longo das décadas seguintes, houve o desenvolvimento de sistemas de controle de processos, que permitiam uma automação mais complexa e sofisticada em linhas de montagem. Com o advento dos computadores comerciais nos anos 1970, a automação se tornou ainda mais avançada, com a utilização do Controlador Lógico Programável (CLP), um dispositivo de alta tecnologia projetado especificamente para processos industriais.

Na década de 1990, a tecnologia já havia evoluído para circuitos e computadores com alta capacidade de processamento, o que permitiu a criação de redes de sistemas de automação capazes de controlar processos materiais e gerenciar tomadas de decisões de forma totalmente descentralizada. Atualmente, a automação industrial se baseia em sistemas ciber-físicos, que permitem que as máquinas “dialoguem” entre si e enviem informações em tempo real para gerentes e supervisores.

Quais são os princípios da automação industrial atual?

Os sistemas de automação industrial atuais baseiam-se em seis princípios:

Interoperabilidade:

Capacidade dos sistemas ciber-físicos, máquinas, estações de montagem e produtos, de se comunicarem uns com os outros por meio da Internet das Coisas (IoT) e da Computação em Nuvem.

Virtualização:

Simulações virtuais do ambiente industrial são criadas por meio de sensores de dados interconectados, permitindo rastrear e monitorar remotamente todos os processos físicos da fábrica.

Descentralização:

Os sistemas ciber-físicos permitem que as máquinas tomem decisões sem intervenção humana e em conformidade com as necessidades de produção.

Capacidade em Tempo Real:

Consiste em coletar dados, analisá-los e entregar insights dessas análises de forma instantânea.

Orientação a Serviço:

Disponibilização dos serviços (dos sistemas ciber-físicos, humanos ou das Fábricas Inteligentes) através da Computação em Nuvem.

Modularidade:

Capacidade de adaptar a produção flexivelmente conforme a expansão, reposição, retirada ou mutação de módulos.

Para garantir a sinergia entre todos esses princípios, a automação industrial integra três áreas: a eletrônica, que se encarrega da arquitetura e implementação de hardwares; a mecânica, que abrange os dispositivos atuadores; e a tecnologia da informação, que engloba os softwares de controle do sistema.

Quais são os segmentos da automação industrial?

A automação industrial é classificada em dois tipos principais: controle de processo discreto e controle de processo contínuo.

O controle de processo discreto é aquele cuja execução é feita em etapas. Inicialmente, é realizada a alimentação do procedimento com matéria-prima, seguida da reação e, por fim, a retirada do produto final ou semifinal. Esse processo é amplamente utilizado em indústrias de fabricação por lote e linhas de montagem.

No controle de processo contínuo, a operação é realizada de forma ininterrupta para garantir o maior volume possível de produto final. Quando uma fase da operação é concluída, o produto é imediatamente transferido para outra máquina, que continuará o processo de fabricação. Esse tipo de processo é aplicado em indústrias de refinaria, bebidas, fluidos químicos, entre outras.

Por que as redes de comunicação são importantes na automação industrial?

Dado a complexidade das operações industriais, os sistemas de automação devem ser alicerçados em redes de comunicação que garantam velocidade e segurança na troca de dados entre sensores, atuadores, computadores, controladores e outros dispositivos envolvidos no processo.

As redes industriais também são imprescindíveis para equipamentos de campo, pois permitem o gerenciamento de ativos e autodiagnósticos em regiões perigosas ou de difícil acesso. A partir de uma central de controle conectada à rede, a equipe de supervisão consegue ter uma perspectiva geral do sistema em qualquer hora e lugar, podendo segmentar as informações mais pertinentes às metas de produção e encaminhá-las aos departamentos adequados.

Quais são os benefícios da automação industrial?

A automação de processos produtivos pode ser mais viável economicamente por diversas razões. Primeiramente, é consenso entre especialistas em normas industriais que os sistemas automatizados proporcionam maior excelência qualitativa, uma vez que as máquinas são projetadas para conduzir os processos sem falhas e sob padrões rigorosos de controle. Ademais, os recursos energéticos e matérias-primas podem ser melhor aproveitados, considerando que a automação permite trabalhar com foco em refugo zero.

Também é incontestável que a implementação de sistemas automatizados torna os processos industriais mais flexíveis, tanto no que se refere à capacidade de produção como à possibilidade de mudanças nos parâmetros fabris e nas especificidades do produto. Além disso, proporciona maior precisão e segurança técnica, garantindo a viabilidade de operações altamente complexas, insalubres ou perigosas, que jamais poderiam ser realizadas por métodos manuais.

Por fim, a automação industrial possibilita a redução de custos e o aumento da produtividade, uma vez que as máquinas podem operar por longos períodos sem interrupções para descanso ou alimentação, além de dispensarem um número significativo de trabalhadores. Isso permite que as empresas alcancem maiores níveis de eficiência e competitividade no mercado global.

Conclusão

A automação industrial é uma técnica que vem sendo aprimorada ao longo do tempo, desde os seus primórdios no final do século XIX até os dias atuais. A implementação de sistemas de automação proporciona diversos benefícios, desde a redução de custos até a melhoria na qualidade dos produtos, passando pela flexibilidade na produção e maior segurança nos processos industriais.

Embora existam alguns desafios relacionados à automação industrial, como a necessidade de treinamento constante dos profissionais envolvidos e a preocupação com a segurança cibernética, é inegável que essa técnica tem um grande potencial para revolucionar a forma como as indústrias são operadas e impulsionar o desenvolvimento econômico em todo o mundo.