Adicionar Modelo completo resolvido de automação de uma indústria de cerveja artesanal

Onei de Barros Junior 2026-04-24 19:17:35 +00:00
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# 🍺 PROJETO COMPLETO
## Automação de uma Indústria de Cerveja Artesanal
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## 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 .
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## 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.
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## 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 .
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## 4. CLASSIFICAÇÃO DO PROCESSO
✔ Processo híbrido:
* Contínuo: mosturação, fervura, fermentação
* Discreto: envase
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## 5. FLUXOGRAMA DO PROCESSO
```
Malte → Moagem → Mosturação → Filtragem → Fervura → Resfriamento → Fermentação → Envase
```
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## 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 |
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### 6.2 Saídas (Atuadores)
| Atuador | Tipo | Função |
| -------------------- | ------- | ----------------- |
| Resistência elétrica | Digital | Aquecimento |
| Válvula solenoide | Digital | Controle de fluxo |
| Bomba | Digital | Transferência |
| Agitador | Digital | Mistura |
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## 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 .
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## 8. ESTRATÉGIA DE CONTROLE
### 8.1 Tipo de malha
✔ Malha fechada (feedback)
Justificativa:
* Necessidade de correção automática de variáveis
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### 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) .
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## 9. LÓGICA DE AUTOMAÇÃO
### 9.1 Sequenciamento
1. Start
2. Encher tanque
3. Aquecer água
4. Adicionar malte
5. Misturar
6. Transferir para fervura
7. Resfriar
8. Fermentar
9. Envasar
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### 9.2 Intertravamentos
* Não aquecer sem nível mínimo
* Não ligar bomba sem válvula aberta
* Não iniciar envase sem garrafa detectada
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### 9.3 Alarmes
* Alta temperatura
* Nível baixo
* Falha de sensor
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## 10. PROGRAMAÇÃO LADDER (EXEMPLO)
### 10.1 Start/Stop
```
| I0.0 (Start) |----[ ]---------( M0.0 Sistema Ativo )
| I0.1 (Stop) |----[/]---------( M0.0 )
```
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### 10.2 Controle de aquecimento
```
| M0.0 | Nível_OK | Temp < Setpoint |
|------[ ]----[ ]----[ ]--------( Q0.1 Resistência )
```
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### 10.3 Intertravamento
```
| Bomba |
|------[ ]----[ ] Válvula Aberta ----( Q0.0 )
```
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### 10.4 Temporizador (envase)
```
| Sensor Garrafa |
|------[ ]--------( TON T1 5s )
| T1 |
|------[ ]--------( Válvula Envase )
```
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## 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 |
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## 12. IHM
Funções:
* Start / Stop
* Exibição de temperatura
* Exibição de nível
* Seleção de receita
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## 13. PLANEJAMENTO DA PRODUÇÃO
* Produção: 500 L/dia
* Tipo: Batch (lotes)
* Flexibilidade: receitas configuráveis
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## 14. SEGURANÇA E LIMITAÇÕES
### Segurança
* Botão de emergência
* Proteção contra sobretemperatura
* Intertravamentos
### Limitações
* Custo do sistema
* Complexidade de controle PID
* Dependência de sensores
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## 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 .
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# 💡 PRÓXIMOS PASSOS
👉 Para avaliar a funcionalidade possível gerar **simulação no TIA Portal / Factory I/O