Automação e Segurança Industrial

Código:

EM0031

Sigla:

ASI

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Automação

Ocorrência: 2015/2016 - 2S

Ativa?	Sim
Página Web:	http://moodle.fe.up.pt/view?EM0031
Unidade Responsável:	Secção de Automação, Instrumentação e Controlo
Curso/CE Responsável:	Mestrado Integrado em Engenharia Mecânica

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
MIEM	205	Plano de estudos oficial a partir de 2006/07	3	-	6	58,5	162

Língua de trabalho

Português

Objetivos

O objetivo específico desta disciplina é o de proporcionar uma compreensão global das potencialidades dos sistemas lógicos de controlo e das tecnologias que lhes estão associadas no contexto da automação industrial, dando-se um particular destaque às questões de segurança. Trata-se assim de uma disciplina introdutória ao projeto de controladores lógicos, especialmente adaptada aos alunos de um mestrado integrado em engenharia mecânica. Depois de compreender a matéria versada nesta disciplina o aluno estará na posse dos conceitos científicos e técnicos necessários à prossecução de estudos avançados de projeto e utilização de sistemas lógicos de controlo na automação industrial – tanto programados como cablados - mostrando-se simultaneamente consciente das necessidades de segurança exigidas em máquinas automáticas.

Resultados de aprendizagem e competências

- conhecimento global das potencialidades dos sistemas lógicos de controlo e das tecnologias que lhes estão associadas no contexto da automação industrial.

- capacidade de análise de um sistema de comando lógico integrado numa máquina

- capacidade param em função de uma especificação, propor uma solução de comando lógico cablada ou programada

-reconhecer os requisitos básicos de um sistema de segurança em máquinas automáticas e meios para a avaliação de risco

Modo de trabalho

Presencial

Programa

1 – Introdução Informal à Automação e Segurança Industrial. 2 – Grandezas Contínuas e Discretas; Grandezas e Variáveis Tudo ou Nada. Álgebra de Boole. 3 – Circuitos Combinacionais: Explicitação, Simplificação e Materialização de Funções Lógicas. 4 – Códigos Binários mais comuns. Aplicação de códigos unipolares e bipolares. Conversão A/D e D/A. 5 – Memórias Biestáveis (Set e Reset). Tecnologias associadas e aplicações elementares típicas. 6 – Temporizadores: atraso na abertura e no fecho. Temporizadores impulsionais. Aplicações 7 – Contadores crescentes, decrescentes e crescentes/decrescentes. Aplicações típicas de contadores. 8 – Sistemas Sequenciais. Diagramas Temporais e Diagramas de Estado. Métodos de Síntese 9 – Grafcet e Grafcet Hierárquico. 10 – Programação e utilização de Controladores Lógicos Programáveis - PLCs. Interfaces de I/O. Organização interna. Funcionamento. Inicialização de variáveis. Linguagens e técnicas de Programação. Instruções aritméticas e de manipulação numérica. Tradução de Grafcets em programas de PLCs 11 – Segurança. Princípios gerais, terminologia, normalização, avaliação de risco. Dispositivos.

Bibliografia Obrigatória

Norma ISO 12100 Partes 1 e 2
Portugal. Instituto Português da Qualidade; Símbolos gráficos para esquemas
Norma EN 60848:2002 GRAFCET specification language for sequential function charts, CENELEC, 2002
Portugal. Instituto Português da Qualidade; Símbolos gráficos para esquemas
Portugal. Instituto Português da Qualidade; Símbolos gráficos para esquemas
Antonio Pessoa Magalhaes; Apontamentos de Automação e Segurança Industrial, 2006 (Apontamentos propositadamente desenvolvidos para a disciplina)
Portugal. Instituto Português da Qualidade; Símbolos gráficos para esquemas

Bibliografia Complementar

CENELEC EN 61082-1 2006.07.01 Preparation of documents used in electrotechnology Part 1: Rules - IEC 61082-1:2006
Jack, Hugh; Automating manufacturing systems with PLCs
Mano, M. Morris; Digital design. ISBN: 0-13-212994-9
David, René; Petri nets and grafcet. ISBN: 0-13-327537-X

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

A disciplina de Automação e Segurança Industrial conta com aulas teórico-práticas e práticas. As aulas teórico-práticas servem tanto a exposição de assuntos – apoiadas em meios audiovisuais, e frequentemente ilustradas com exemplos simples –, como a aplicação crítica da matéria lecionada na resolução de problemas tão reais quanto o possível. As questões tratadas são selecionadas entre dezenas de problemas fornecidos aos alunos sob a forma de um caderno. A resolução dos problemas não discutidos nas aulas é deixada ao cuidado dos alunos, disponibilizando-se os responsáveis pela disciplina para prestar todo o apoio necessário. As aulas laboratoriais destinam-se ao contacto com a tecnologia e à experimentação. Sempre que se justifique, incluem curtas exposições diretamente relacionadas com as tecnologias empregues, contextualizando e ilustrando assim diversos conceitos apresentados nas aulas teórico-práticas. Os trabalhos práticos incluem a conceção de circuitos combinacionais, temporizadores, contadores e aplicação dos mesmos a circuitos sequenciais. O leque de recursos de projeto e construção dos circuitos inclui software de simulação de circuitos lógicos, circuitos integrados, eletromecânica e PLCs programados em linguagem de contactos, blocos funcionais e Grafcet.

Software

SAIA PG (Programação de autómatos)
automation Studio
Siemens LOGOsoft (Programação de autómatos)

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Exame	75,00
Participação presencial	0,00
Prova oral	25,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Estudo autónomo	83,50
Frequência das aulas	58,50
Trabalho laboratorial	20,00
Total:	162,00

Obtenção de frequência

É concedida frequência aos alunos regularmente inscritos que não excedam o número limite de faltas a cada um dos tipos de aulas, de acordo com o estabelecido na FEUP.

Fórmula de cálculo da classificação final

A classificação final dos alunos ordinários é feita com base em duas provas de avaliação escritas (PE1 e PE2) e um trabalho (TRB). Estas componentes são avaliadas de 0 a 20 e têm os seguintes pesos: PE1 – Prova escrita individual a realizar a meio do período letivo – 35% da classificação final; PE2 – Prova escrita individual a realizar na época de exames do 2º Semestre – 40% da classificação final; TRB – Trabalho laboratorial, presencial e individual, a realizar na última semana de aulas (salvo casos excecionais e devidamente fundamentados, cada aluno realizará o seu trabalho no horário da sua aula laboratorial) – 25% da classificação final. As provas PE1 e PE2 são realizadas sem consulta e com a cotação de cada questão previamente definida. A classificação da prova TRB tem por base a observação dos objetivos alcançados face aos objetivos do trabalho, a destreza na utilização de recursos tecnológicos laboratoriais na realização do trabalho e as respostas a questões que possam ser colocadas a propósito do trabalho desenvolvido. NOTAS IMPORTANTES: - A aprovação à disciplina requer nota mínima de 7,0 valores na prova PE1 e PE2. Assim, aos alunos cujas provas resultem em classificações iguais ou superiores a 9,5 valores mas não cumpram esta nota mínima será atribuída a classificação final de 9,0 valores. - À não comparência a uma avaliação escrita corresponde uma nota de 0 valores para efeito do cálculo da classificação global acima referida. - À não realização do trabalho laboratorial corresponde uma nota de 0 valores para efeito do cálculo da classificação global acima referida. - O acesso às provas de avaliação PE1 e PE2 bem como a realização do trabalho laboratorial requer frequência da disciplina (excepto para os alunos que, de acordo com as regras da FEUP, gozem de estatuto especial que os dispense da frequência das aulas). - Os alunos que não tenham obtido aprovação após a época normal, podem repetir uma (e apenas uma) das provas escritas (PE1 ou PE2) na época de recurso. Só em casos excecionais e analisados caso a caso será permitida a repetição do trabalho laboratorial.

Provas e trabalhos especiais

Como descrito na avaliação especial.

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Os alunos com estatuto especial que os dispense da frequência das aulas estão sujeitos aos mesmos métodos de avaliação que os alunos ordinários. Os exames em “épocas especiais” contêm sempre uma parte teórico-prática e outra laboratorial, com pesos de 75 e 25%, respetivamente. A prova teórico-prática poderá ser escrita ou oral, cabendo a decisão aos avaliadores.

Melhoria de classificação

Os alunos que pretendam obter melhoria de classificação estão sujeitos a uma avaliação global, podendo esta acontecer na época de recurso ou numa época de avaliação posterior. Esta prova conterá uma parte teórico-prática e outra laboratorial, com pesos de 75% e 25%, respetivamente. A prova teórico-prática poderá ser escrita ou oral, cabendo a decisão aos avaliadores. Caso o aluno assim o entenda, a melhoria de classificação incidirá apenas sobre a parte escrita. Nesse caso, a classificação da prova teórico-prática tem um peso de 75% para a avaliação, correspondendo os restantes 25% à classificação obtida pelo aluno na prova laboratorial realizada durante o período letivo.