Table of Contents
- 🍺 PROJETO COMPLETO
- Automação de uma Indústria de Cerveja Artesanal
- 1. INTRODUÇÃO
- 2. DESCRIÇÃO DO PROCESSO PRODUTIVO
- 3. TIPO DE AUTOMAÇÃO
- 4. CLASSIFICAÇÃO DO PROCESSO
- 5. FLUXOGRAMA DO PROCESSO
- 6. VARIÁVEIS DO SISTEMA
- 7. ARQUITETURA DO SISTEMA
- 8. ESTRATÉGIA DE CONTROLE
- 9. LÓGICA DE AUTOMAÇÃO
- 10. PROGRAMAÇÃO LADDER (EXEMPLO)
- 11. ENDEREÇAMENTO
- 12. IHM
- 13. PLANEJAMENTO DA PRODUÇÃO
- 14. SEGURANÇA E LIMITAÇÕES
- 15. CONCLUSÃO
- 💡 PRÓXIMOS PASSOS
🍺 PROJETO COMPLETO
Automação de uma Indústria de Cerveja Artesanal
1. INTRODUÇÃO
Este projeto tem como objetivo desenvolver o planejamento de uma linha automatizada para produção de cerveja artesanal, utilizando conceitos de automação industrial, controle de processos e programação em CLP.
A automação será aplicada para:
- Aumentar a produtividade
- Garantir padronização da qualidade
- Reduzir intervenção humana direta
O sistema será baseado em controle automático com supervisão humana, conforme o conceito de sistemas automatizados apresentados no livro .
2. DESCRIÇÃO DO PROCESSO PRODUTIVO
O processo produtivo é composto pelas seguintes etapas:
2.1 Moagem
- O malte é triturado para facilitar a extração de açúcares.
2.2 Mosturação
- Mistura do malte com água aquecida.
- Controle de temperatura em rampas.
2.3 Filtragem
- Separação do mosto líquido do resíduo sólido.
2.4 Fervura
- Esterilização e adição de lúpulo.
2.5 Resfriamento
- Redução rápida da temperatura.
2.6 Fermentação
- Conversão de açúcares em álcool.
2.7 Envase
- Preenchimento automático das garrafas.
3. TIPO DE AUTOMAÇÃO
✔ Automação Flexível
Justificativa:
- Produção de diferentes tipos de cerveja
- Possibilidade de alterar receitas
- Produção em lotes
Baseado na classificação do livro, trata-se de produção com variedade moderada e necessidade de adaptação .
4. CLASSIFICAÇÃO DO PROCESSO
✔ Processo híbrido:
- Contínuo: mosturação, fervura, fermentação
- Discreto: envase
5. FLUXOGRAMA DO PROCESSO
Malte → Moagem → Mosturação → Filtragem → Fervura → Resfriamento → Fermentação → Envase
6. VARIÁVEIS DO SISTEMA
6.1 Entradas (Sensores)
| Variável | Tipo | Unidade | Local |
|---|---|---|---|
| Temperatura | Analógica | °C | Tanques |
| Nível | Analógica | % | Reservatórios |
| Vazão | Analógica | L/min | Tubulações |
| Pressão | Analógica | bar | Fermentador |
| Botão Start | Digital | - | Painel |
6.2 Saídas (Atuadores)
| Atuador | Tipo | Função |
|---|---|---|
| Resistência elétrica | Digital | Aquecimento |
| Válvula solenoide | Digital | Controle de fluxo |
| Bomba | Digital | Transferência |
| Agitador | Digital | Mistura |
7. ARQUITETURA DO SISTEMA
Sensores → CLP → Atuadores
↓
IHM
- CLP: responsável pelo controle do processo
- Sensores: monitoramento
- Atuadores: execução
- IHM: supervisão
Essa estrutura segue o modelo de sistema de controle com sensores, atuadores e comando .
8. ESTRATÉGIA DE CONTROLE
8.1 Tipo de malha
✔ Malha fechada (feedback)
Justificativa:
- Necessidade de correção automática de variáveis
8.2 Tipos de controle
| Processo | Controle | Justificativa |
|---|---|---|
| Temperatura (mostura) | PID | Alta precisão |
| Nível | Liga/Desliga | Simples |
| Vazão | Proporcional | Ajuste contínuo |
| Envase | Temporizado | Repetição |
Baseado nas técnicas clássicas de controle (PID, liga/desliga) .
9. LÓGICA DE AUTOMAÇÃO
9.1 Sequenciamento
- Start
- Encher tanque
- Aquecer água
- Adicionar malte
- Misturar
- Transferir para fervura
- Resfriar
- Fermentar
- Envasar
9.2 Intertravamentos
- Não aquecer sem nível mínimo
- Não ligar bomba sem válvula aberta
- Não iniciar envase sem garrafa detectada
9.3 Alarmes
- Alta temperatura
- Nível baixo
- Falha de sensor
10. PROGRAMAÇÃO LADDER (EXEMPLO)
10.1 Start/Stop
| I0.0 (Start) |----[ ]---------( M0.0 Sistema Ativo )
| I0.1 (Stop) |----[/]---------( M0.0 )
10.2 Controle de aquecimento
| M0.0 | Nível_OK | Temp < Setpoint |
|------[ ]----[ ]----[ ]--------( Q0.1 Resistência )
10.3 Intertravamento
| Bomba |
|------[ ]----[ ] Válvula Aberta ----( Q0.0 )
10.4 Temporizador (envase)
| Sensor Garrafa |
|------[ ]--------( TON T1 5s )
| T1 |
|------[ ]--------( Válvula Envase )
11. ENDEREÇAMENTO
| Endereço | Tipo | Descrição |
|---|---|---|
| I0.0 | Entrada | Start |
| I0.1 | Entrada | Stop |
| I0.2 | Entrada | Sensor nível |
| AI0 | Entrada | Temperatura |
| Q0.0 | Saída | Bomba |
| Q0.1 | Saída | Resistência |
12. IHM
Funções:
- Start / Stop
- Exibição de temperatura
- Exibição de nível
- Seleção de receita
13. PLANEJAMENTO DA PRODUÇÃO
- Produção: 500 L/dia
- Tipo: Batch (lotes)
- Flexibilidade: receitas configuráveis
14. SEGURANÇA E LIMITAÇÕES
Segurança
- Botão de emergência
- Proteção contra sobretemperatura
- Intertravamentos
Limitações
- Custo do sistema
- Complexidade de controle PID
- Dependência de sensores
15. CONCLUSÃO
O sistema proposto permite:
- Controle eficiente do processo
- Padronização da produção
- Redução de erros operacionais
A automação integra sensores, atuadores e CLP, garantindo um sistema robusto e adaptável, conforme os princípios de controle e automação industrial apresentados no material .
💡 PRÓXIMOS PASSOS
👉 Para avaliar a funcionalidade possível gerar **simulação no TIA Portal / Factory I/O