Sistema de produto da máquina: características e exemplos - Ciência - 2023

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o sistema de produto da máquina É o uso de tecnologia pela qual um processo ou procedimento é realizado com o mínimo de assistência humana. Também é conhecido como controle automático.

Vários sistemas de controle tratam de equipamentos como processos de fábrica, maquinários, conexão a redes telefônicas, caldeiras e fornos de tratamento térmico, estabilização e direção de navios, aviões e outros veículos e aplicações com mínima ou pouca intervenção humana.

O sistema de produto da máquina cobre aplicações que vão desde um termostato doméstico que controla uma caldeira até um grande sistema de controle industrial com dezenas de milhares de medições de entrada e sinais de controle de saída.

Em termos de complexidade de controle, pode variar de um simples controle liga / desliga a algoritmos multivariáveis de alto nível.

Este sistema tem sido realizado por diversos meios, tais como unidades pneumáticas, hidráulicas, mecânicas, eletrônicas, elétricas e informáticas, geralmente combinadas entre si.

Sistemas complexos, como visto em fábricas, aviões e navios recentes, freqüentemente usam todas essas técnicas em combinação.

Caracteristicas

Sistemas de produtos de máquina flexíveis e precisos são essenciais para a lucratividade das operações de fabricação e processamento.

O desenvolvimento de aplicativos para monitorar e controlar plantas pode ser difícil, porque testar aplicativos em plantas reais é caro e perigoso. Os projetistas de sistemas costumam confiar na simulação para validar suas soluções antes da implementação.

Os modernos sistemas de controle distribuído oferecem funções avançadas de controle e verificação. A integração de controle e informações em toda a empresa permite que as indústrias otimizem as operações de processos industriais.

Eles também podem ser mantidos com controles de qualidade simples. No entanto, neste momento, nem todas as tarefas podem ser automatizadas e algumas tarefas são mais caras para automatizar do que outras.

As máquinas podem realizar tarefas que são realizadas em ambientes perigosos ou que estão além da capacidade humana, pois podem operar mesmo em temperaturas extremas ou em ambientes radioativos ou tóxicos.

Vantagem

- Maior desempenho ou produtividade.

- Melhor qualidade ou maior previsibilidade de qualidade.

- Melhoria na consistência e robustez dos processos ou produtos.

- Maior consistência de resultados.

- Redução de custos diretos e despesas com trabalho humano.

- A instalação em operações reduz o tempo de ciclo.

- Pode completar tarefas onde um alto grau de precisão é necessário.

- Substitui operadores humanos em tarefas que envolvem trabalho físico pesado ou monótono. Por exemplo, o uso de uma única empilhadeira de motorista em vez de uma equipe de vários trabalhadores para levantar um objeto pesado reduz algumas lesões ocupacionais. Por exemplo, costas menos tensas por levantar objetos pesados.

- Substitui humanos em tarefas realizadas em ambientes perigosos, como fogo, espaço, vulcões, instalações nucleares, subaquáticas, etc.

- Executa tarefas que estão além das capacidades humanas de tamanho, peso, velocidade, resistência, etc.

- Reduz significativamente o tempo operacional e o tempo de manuseio do trabalho.

- Libera os trabalhadores para assumir outras funções. Fornece trabalho de alto nível no desenvolvimento, implementação, manutenção e execução de sistemas de produtos de máquinas.

Desvantagens

Alguns estudos parecem indicar que o sistema máquina-produto pode impor efeitos deletérios além das questões operacionais. Por exemplo, deslocamento de trabalhadores devido à perda geral do emprego.

- Possíveis ameaças ou vulnerabilidades de segurança devido à relativa maior suscetibilidade de cometer erros.

- Custos de desenvolvimento imprevisíveis ou excessivos.

- Os custos iniciais de instalação do maquinário na configuração de fábrica são altos e a falha na manutenção do sistema pode resultar na perda do próprio produto.

- Leva a mais danos ambientais e pode agravar a mudança climática.

Exemplos

Uma tendência é o aumento do uso da visão computacional para fornecer funções de inspeção automatizadas e orientação de robôs. Outro é o aumento contínuo do uso de robôs.

Robótica industrial

É uma sub-ramificação do sistema de produtos da máquina, que dá suporte a vários processos de fabricação. Esses processos de fabricação incluem soldagem, usinagem, pintura, manuseio de materiais e montagem, entre outros.

Os robôs industriais usam vários sistemas de software, elétricos e mecânicos, que permitem alta velocidade e precisão, superando até agora qualquer desempenho humano.

O nascimento do robô industrial ocorreu logo após a Segunda Guerra Mundial, quando os Estados Unidos viram a necessidade de uma maneira mais rápida de produzir bens industriais e de consumo.

A lógica digital e a eletrônica de estado sólido permitiram que os engenheiros construíssem sistemas melhores e mais rápidos.Esses sistemas foram revisados e aprimorados até que um único robô seja capaz de trabalhar com pouca ou nenhuma manutenção 24 horas por dia.

Por essas razões, em 1997 havia cerca de 700.000 robôs industriais em operação, e em 2017 o número aumentou para 1,8 milhão.

Nos últimos anos, a inteligência artificial também foi usada com a robótica para criar uma solução de etiquetagem automática, usando braços robóticos como. aplicador automático de etiquetas e inteligência artificial para aprender e detectar os produtos a serem etiquetados.

Controladores lógicos programáveis

O sistema de produto da máquina envolveu controladores lógicos programáveis (PLC) no processo de produção.

Possuem sistema processador que permite a variação dos controles de entrada e saída por meio de programação simples.

PLCs fazem uso de memória programável, armazenando instruções e funções como sequenciamento, temporização, contagem, etc.

Usando a linguagem lógica, um PLC pode receber uma variedade de entradas e retornar uma variedade de saídas lógicas. As unidades de entrada são sensores e as unidades de saída são válvulas, motores, etc.

PLCs são análogos aos computadores. No entanto, os computadores são otimizados para cálculos, enquanto os PLCs são aperfeiçoados para uso em ambientes industriais e para tarefas de controle.

Eles são construídos de tal forma que apenas um conhecimento básico de programação lógica é necessário, e o manuseio de vibrações, ruído, umidade e altas temperaturas.

A principal vantagem que os PLCs oferecem é sua flexibilidade. Portanto, com os mesmos controladores básicos, um PLC pode lidar com uma ampla variedade de sistemas de controle.

Não é mais necessário conectar um sistema novamente para alterar o sistema de controle. Este recurso cria um sistema econômico para sistemas de controle complexos.

Referências

Wikipedia, a enciclopédia livre (2019). Automação. Retirado de: en.wikipedia.org.
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Resumos técnicos (2019). Compreendendo as máquinas inteligentes: como elas moldarão o futuro. Retirado de: techbriefs.com.
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