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Na concepção do Curso de Tecnologia em Automação Industrial oferecido pela Universidade Metodista de São Paulo, adotou-se a estrutura modular com concentrarão de temas correlacionados em módulos semestrais. Além disso, deseja-se que ao final do semestre o aluno obtenha uma certificação profissional obtida através de parceria com uma empresa do setor de automação. No presente momento esta empresa é a FESTO Automação Ltda em particular a FESTO Didactic, responsável por treinamentos e consultorias na área de automação industrial. Pretende-se que esta certificação seja obtida através de atividades desenvolvidas pelo aluno no centro de treinamento da FESTO Didactic e fará parte da grade curricular do curso. A estrutura curricular foi organizada de maneira a propiciar um encadeamento no aprendizado ao longo do tempo, visando a consolidação dos conhecimentos adquiridos e a prática das atividades complementares.
Além disso, anualmente são realizados eventos que contam com a participação de representantes de grandes empresas que trazem informações atualizadas sobre o mercado de trabalho, e a atuação dos profissionais da área de Tecnologia. Dentre esses eventos, está a SESTINFO (Semana de Estudos em Tecnologia da Informação) que tem como principal objetivo, colocar os alunos em contato com profissionais renomados e oferecer cursos de atualização em tecnologias específicas. Também são promovidos campeonatos de Sumô de Robôs entre os alunos da Escola de Engenharias, Tecnologia e Informação.
No âmbito do Desenho técnico, com o objetivo de entender o desenho como linguagem técnica de comunicação, conforme as normas estabelecidas pela ABNT, são trabalhados o conceito, normalização e classificação do desenho técnico. Técnicas fundamentais do traçado a mão e auxiliado por computador (CAD), bem como os instrumentos de desenho e seu manejo. Construções geométricas usuais, cotagem e esboço técnico, escalas gráficas, projeções ortogonais, cortes e representações convencionais, perspectivas isométricas e cavaleira, também serão trabalhadas. Dentro do módulo é realizado um Projeto de Ação Profissional (PAP).
Neste módulo são apresentados os conceitos de mecânica dos fluídos com suas propriedades físicas, densidade, peso específico, massa específica, viscosidade. Estática e cinemática dos fluídos, compressibilidade, tensões, pressão de vapor e cavitação também são trabalhados. Na sequência serão estudados os princípios físicos que envolvem a hidráulica industrial. Suas especificações, características e cuidados na utilização. Seus símbolos normalizados, especificações técnicas, formas construtivas e funções das bombas, atuadores e válvulas. São desenvolvidos circuitos hidráulicos com apoio de software de desenho e simulação, bem como suas montagens práticas com componentes reais em unidades de treinamento especialmente desenvolvidas, visando à integração de equipamentos hidráulicos com sistemas de automação.
Dentro do módulo é realizado um Projeto de Ação Profissional (PAP).
PROCESSOS DE APRENDIZAGEM E MEIO AMBIENTE
O aluno será estimulado na prática da leitura ativa, analítica e crítica de textos. Expressão escrita: planejamento e produção de esquemas, e de resenhas críticas. Documentação, técnicas de leituras, fichamentos: resumos, transcrições, paráfrases. A redação do texto científico usando as normas ABNT. Coesão no texto científico: elementos linguísticos de coesão. A correção da linguagem na redação do texto técnico e científico. Relação entre coesão, coerência e correção. Apresentação oral de caráter técnico e científico. Fornece ainda conceitos relacionados aos métodos e técnicas de estudo, envolvendo o processo de organização e desenvolvimento da pesquisa, modalidades e métodos de pesquisa, técnicas de coleta de dados e diretrizes e normas para apresentação dos trabalhos acadêmicos. Somam-se aqui instrumentos gráficos (diagramas e mapas mentais e conceituais) que apoiam a organização e representação do conhecimento. Apresenta aos alunos um conjunto de informações e instrumentos de análise que lhes permitam a compreensão das relações entre, tecnologia, desenvolvimento, meio ambiente e competitividade no âmbito dos grandes paradigmas ambientais. Analisa a sustentabilidade na cultura moderna. Apresenta conceitos de ferramentas para inclusão da variável ambiental nos planos, programas e projetos, através de Auditoria Ambiental e da implantação da ISO 14000. Conscientiza os profissionais em formação dos impactos de suas atividades e das possibilidades do desenvolvimento da sustentabilidade para a sociedade.
No tema de Álgebra Linear e Números Complexos serão abordados os conceitos de matrizes, determinantes, sistemas lineares, principais funções e seus gráficos, trigonometria e números complexos. No tema Funções e Cálculo Teórico serão abordados os conceitos, definições, exemplos e propriedades de limites, derivadas, integrais, bem como técnicas de integração.
Em paralelo serão trabalhados exercícios aplicados dos temas estudados.
Neste módulo é trabalhado em teoria e em laboratório de informática uma linguagem de programação com aplicação na área de controle industrial visando à introdução aos conceitos de algoritmo e lógica de programação. Objetiva fornecer ao aluno noções de algoritmos e lógica de programação e suas representações. Desenvolver algoritmos estruturados e executar suas implementações em linguagem de programação estruturada. Trabalhar com: Entrada e Saída de Dados; Estruturas de Controle: Sequencial e Seleção; Estrutura de repetição Laço for; Estrutura de repetição Laço while; Funções de Usuário sem retorno; Funções de Usuário com retorno. Dentro do módulo é realizado um Projeto de Ação Profissional (PAP).
São abordados os conceitos básicos sobre gases, física térmica e termodinâmica. Partindo dos conceitos de temperatura e calor, é explicado como e porque ocorrem trocas de calor, o fenômeno da dilatação térmica e os mecanismos de transferência de calor. Algumas propriedades térmicas dos gases também são abordadas. A Equação de estado do gás ideal, o modelo cinético-molecular de um gás ideal, os modelos de gases reais e fator de compressão também são trabalhados. Na sequência serão estudados os princípios físicos que envolvem a pneumática, as formas de produção, preparação e distribuição de ar comprimido, os símbolos normalizados dos atuadores e válvulas, suas especificações técnicas, formas construtivas e funções. São desenvolvidos circuitos pneumáticos com apoio de software de desenho e simulação, bem como suas montagens práticas com componentes reais em unidades de treinamento especialmente desenvolvidas, visando a integração de equipamentos pneumáticos com sistemas de automação. Dentro do módulo é realizado um Projeto de Ação Profissional (PAP).
Apresentar de forma teórica os dispositivos semicondutores, dopagem, diodos (Retificador, zener e LED) e transistores (Bipolar, FET e MOS), sejam em pontes retificadoras ou em amplificadores. Em paralelo serão trabalhados conceitos de circuitos lineares e não lineares através de amplificadores operacionais em suas várias configurações. No laboratório de eletrônica são realizadas medidas das grandezas elétricas destes componentes estudados, bem como suas análises. Dentro do módulo é realizado um Projeto de Ação Profissional (PAP).
A disciplina apresenta os sistemas numéricos binários e suas conversões para as outras bases. Trabalha a teoria de álgebra booleana e funções lógicas através de portas lógicas clássicas. Analisa e criar circuitos lógicos combinacionais e suas tabelas verdade. São abordadas as simplificação de expressões lógicas através de álgebra booleana e mapa de Karnaugh. Estuda circuitos multiplexadores, demultiplexadores, codificadores, decodificadores, somadores e subtratores. Aprende-se a criar circuitos lógicos sequenciais através do estudo de flip-flop, contadores assíncronos e contadores síncronos. No laboratório de Eletrônica Digital são feitas experiências práticas com portas lógicas da família TTL bem como são realizadas as análises lógicas e elétricas dos circuitos estudados para o aluno se familiarizar com os componentes reais. São estudadas técnicas avançadas de projetos de eletrônica digital com o auxílio de software de simulação Proteus. Dentro do módulo é realizado um Projeto de Ação Profissional (PAP).
MÓDULO DE FORMAÇÃO CIDADÃ I
Aborda as questões fundamentais relativas à inclusão social e ao protagonismo dos movimentos sociais nos termos da formação cidadã e humanista. Estuda os métodos filosóficos e teorias do conhecimento, sendo a Ética um tema filosófico articulado ao pensamento crítico. A temática da Cidadania , por sua vez, contempla as questões pertinentes à práxis transformadora e a cidadania ativa a partir de diferentes campos do saber. O desenvolvimento do módulo respeita as especificidades dos cursos, vinculando as discussões à formação geral por meio de temáticas, dentre as quais estão a Educação das Relações Étnico-raciais e para o Ensino de História e Cultura Afro-Brasileira e Africana, os direitos humanos, a inclusão e a Libras (Língua Brasileira de Sinais). Tais atividades ocorrem, em função de três eixos de formação cidadã definidos, e de suas respectivas áreas, conforme descritos a seguir: Eixo Estético-somático relativo ao desenvolvimento da sensibilidade do aluno preocupa-se com a expressão pessoal
(oral, corporal, escrita), com a comunicação, integração corporal e relacionamento humano.
Eixo de Conhecimento Compreensivo tem o propósito de ampliar a compreensão do aluno, ao tratá-lo como parte da cultura e de um complexo cognitivo, existencial, cultural, sócio histórico, econômico-político e ético. Eixo de Práticas Interativas objetiva integrar o corpo discente no fazer reflexivo, na execução de projetos teórico-práticos comuns; atenuar as dicotomias entre teoria e prática, bem como entre a universidade e a cidadania ações de extensão universitária.
Este módulo inicia com a introdução e definições gerais de controle de processos, bem como a evolução dos sistemas e classificação das estratégias para controle de processos. São também abordados assuntos sobre: malha de controle por realimentação; análise das características dinâmicas de processos industriais típicos; controle automático descontínuo com histerese e sem histerese; controle automático contínuo em malha aberta e malha fechada; métodos de sintonia de controladores, bem como a estrutura de controladores PID. Concomitantemente são apresentadas todas as ferramentas matemáticas necessárias à compreensão das técnicas de controle, tais como: Equações Diferenciais, Transformada de Laplace e Transformada de Fourier. Em paralelo serão trabalhados os conceitos sobre os diversos tipos de sensores (mecânicos, magnéticos, fotoelétricos, temperatura, pressão, indutivos, capacitivos, encoders, etc.), transdutores, atuadores, ponte H com transistor, bem como a teoria sobre aquisição e o condicionamento de sinais. Na sequência são abordados os princípios físicos que envolvem a eletricidade aplicada a comandos elétricos, bem como o símbolos normalizados, especificações técnicas, formas construtivas e funções das eletro-válvulas, fins de curso, relés e sensores. São abordados também os requisitos de automação por meio de lógica de relés, bem como a montagem prática de sistemas com componentes eletro-pneumáticos reais em unidades de treinamento especialmente desenvolvidas, visando a integração com sistemas de automação.
Neste módulo é apresentado um breve histórico da automação, os diversos tipos de processos industriais (processo discreto, processo contínuo e processo por batelada), ferramentas de modelagem de processos discretos, comandos eletromecânico, sistemas hidráulicos e pneumáticos. Apresenta-se a arquitetura e funcionamento de um CLP (Controlador Lógico Programável), e a programação com linguagens propostas pela norma IEC 61131. Em um segundo momento são realizadas montagens práticas de sistemas eletropneumáticos comandados por controladores lógicos programáveis (CLP), com componentes reais, em unidades de treinamento especialmente desenvolvidas, visando a integração com sistemas de automação. Dentro do módulo é realizado um Projeto de Ação Profissional (PAP).
Neste módulo são ampliados os conceitos de eletricidade para sistemas elétricos monofásicos e trifásicos em corrente alternada (CA). Abordam os conceitos com relação às potências (ativa, reativa e aparente), fator de potência, correção do fator de potência. São trabalhados os principais conceitos dos transformadores, motores em correntes contínua e alternada. Os tipos de ligações e acionamento de transformadores e motores. Em paralelo são trabalhados os sistemas para controle de potência, através do estudo de tiristores (SCR, TRIAC e DIAC) para o controle de máquinas e cargas em corrente alternada (motores, resistências, etc.), através de técnicas de controle de fase com circuitos discretos e com auxílio do circuito integrado TCA 785, mostrando os princípios de funcionamento de circuitos inversores. No laboratório são realizados experimentos com circuitos elétricos de potência, bem como as medidas das grandezas elétricas estudadas e suas análises. Dentro do módulo é realizado um Projeto de Ação Profissional (PAP).
Apresentar ao aluno as diversas características relacionadas com os sistemas de processamento digital baseados em microprocessadores e microcontroladores. Tipos de barramentos, dispositivos de entrada e saída, memórias (RAM, ROM, PROM, EPROM e Flash.). Em paralelo, realizar o estudo teórico e prático das arquiteturas dos microcontroladores comerciais, das suas estruturas internas, características elétricas e acessos de entrada e saída. Trabalhar os conjuntos de instruções destes componentes e desenvolver aplicações nas linguagens montadora (assembly) e C. Realizar o desenvolvimento de aplicações práticas através de circuitos eletrônicos microprocessados e microcontrolados voltados ao controle de processos de automação. Dentro do módulo é desenvolvido um Projeto de Ação Profissional (PAP).
Neste módulo são apresentados de forma teórica os conceitos fundamentais das instalações elétricas industriais e da instrumentação industrial. Também são trabalhados neste módulo, os cálculos de condutores, isolantes e proteções contra curto e sobre corrente, bem como ligações de máquinas, formas de partidas, proteções contra choque, aterramentos, eletrodutos e as normas relacionadas. Em paralelo são abordados de forma prática em laboratório os conceitos teóricos, através de experiência com o uso de dispositivos de manobras reais e instrumentos de medidas industriais. Em outro laboratório, são abordados de forma prática a elaboração de esquemas elétricos industriais, através de software CAE profissional, estudando a simbologia e desenvolvendo esquemas de potência e comando estudados na teoria.
Neste módulo são trabalhados os conceitos da metodologia científica e da documentação técnica. Em paralelo é elaborado um Projeto Integrador de Curso com o objetivo estabelecer um fechamento do curso, reunindo os assuntos estudados e conhecimentos adquiridos, seguindo uma metodologia científica na sua elaboração, verificando a capacidade crítica, domínio de conteúdo e a contextualização do tema escolhido por parte do aluno de automação industrial. Em paralelo os alunos receberão orientações de professores orientadores escolhidos.
Este módulo visa tratar dos conceitos, técnicas e aplicação prática, em laboratório de metrologia, de medição, normas técnicas, instrumentos de medição e calibração, além da gestão (levantamento, compilação, preparação, análise e conclusões) de informações técnicas, através da utilização de recursos e técnicas estatísticas. Em paralelo são trabalhados os conceitos e procedimentos estatísticos em situações de aprendizagem que o levem a coletar, organizar, analisar informações, confrontar, interpretar tabelas e gráficos e formular argumentos convincentes, tendo por base a análise de dados organizados. Serão estudados os conceitos de: média; variância; desvio padrão; população e amostra; construção de tabelas de frequências; gráficos; medidas de posição e dispersão.
Este módulo introduz de forma abrangente, os conceitos básicos de redes industriais, como: terminologia, topologia e arquitetura. Apresenta os modelos usados e as tendências atuais no controle e supervisão dos processos industriais. Oferece ao aluno a visão prática no uso dos equipamentos de interconexão e recursos de redes industriais através do desenvolvimento de projetos teóricos. Em paralelo o aluno estuda os processos industriais controlados por Controlador Lógico Programável (CLP) conectado aos sensores/atuadores de forma discreta, os diversos tipos de barramento de campo e suas características, visando compreender as vantagens e cuidados de se utilizar a comunicação entre o CLP e os sensores/atuadores via
Fieldbus. De forma teórica e prática o aluno estuda as diversas maneiras de comunicação entre o Controlador Lógico Programável (CLP) e os Sistemas de Supervisão. Bem como, a necessidade atual de se integrar os diversos sistemas empresariais, as diferentes ferramentas e técnicas de gerenciamento de produção. Também aprende a definir e apresentar as diversas funcionalidades dos sistemas de supervisão de processos industrial (SCADA), enfatizando a importância destes sistemas na integração entre o chão de fábrica e os sistemas corporativos (MES, ERP). Em laboratório o aluno aprende a trabalhar com software SCADA, desenvolvendo aplicações reais de sistemas supervisórios, criando telas, scripts, animações, alarmes, controle de usuários e relatórios. O aluno aprende a integrar um sistema supervisório com banco de dados e a criar uma comunicação entre o sistema supervisório e o CLP. Estuda a importância da interface homem-máquina oferecida pelos sistemas de supervisão, a importância do armazenamento de dados para facilitar a manutenção e o gerenciamento da produção industrial. Na sequência a consolidação do estudo de redes se dá através de trabalho teórico e prático dos princípios de funcionamento e principais recursos contidos nos vários tipos de redes industriais de comunicação de dados, através de componentes reais e comerciais em unidades de treinamento especialmente desenvolvidas, destacando suas vantagens quando comparadas com as formas convencionais de comunicação, bem como o estudo dos diferentes níveis de controle em uma rede de comunicação industrial, detalhando os protocolos existentes.
Introdução ao sistema de produção: entradas, transformações e saídas. Sistemas de produção e o P.C.P. Subsistemas de entrada: informações do meio ambiente, materiais, trabalho, capital e produto. Subsistemas de transformação: movimentação de materiais. Ordens de produção. Sequenciamento e cargas de máquina. Controle de estoques. Controle dos níveis de produção. PERT. JIT. Kanban e Kaizen. MRP. Noções de BPM e fluxo geral de informação e decisão na gestão da produção. Produção Enxuta (Lean). Modelos matemáticos. Gráficos de Gantt. Sequenciamento da produção. Planejamento dos recursos de manufatura (MRP II). Tecnologia de produção otimizada (OPT). Em paralelo são abordados os conceitos de gestão de máquinas e equipamentos no ambiente da produção, de forma a tornar o trabalho mais produtivo, humanizado, seguro e competitivo, através da utilização de novos conceitos, ferramentas organizacionais e softwares de gestão de utilização, manutenções preditivas e corretivas dos equipamentos produtivos. Bem como a aplicação da NR 12 e ISO 18001, seus princípios gerais e responsabilidades. Também são abordados os custos da Qualidade e os efeitos do Gerenciamento da Qualidade sobre a Produtividade. Bem como os procedimentos para: garantia da qualidade na realização do produto; processos de análise crítica do sistema e de melhoria; gestão de recursos; controle de documentos e registros; sistema documental: manuais, procedimentos, instruções de trabalho, registros. Noções de controle estatístico de qualidade: gráficos de controle para variáveis e atributos. Análise de dados. Gestão da qualidade e processos, estudo da metodologia seis sigma. Confiabilidade Aplicada à Manutenção. Teoria do corte dos metais; usinabilidade dos materiais: variáveis de influência na ferramenta; custos da aplicação de fluidos de corte; custos de produção e usinabilidade; viabilidade econômica dos processos de torneamento, fresamento, furação e retificação. Processos de conformação, laminação, estampagem, trefilação e extrusão, equipamentos aplicados em processos de conformação. Custos de processos de conformação. Planejamento de estações de produção. Aspectos produtivos dos processos de fundição. Aspectos produtivos dos processos de soldagem. Simulações através da utilização de ferramentas CAM. Para consolidar os estudos são abordados, de forma prática, os sistemas produtivos enxutos através de simulações, buscando o controle do nível de estoque e sistemas de controle, o fluxo de materiais, tempo de entrega, a cadeia de suprimento e melhoria contínua. Considerando que as ações relacionadas com a administração dos processos produtivos, de máquinas, de equipamentos, projetos mecânicos e processos de fabricação devem estar em consonância com a sustentabilidade, transversalmente em todos os temas deste módulo, são abordadas as questões de sustentabilidade e meio ambiente em consonância com a ISO 14000.
Apresentar ao aluno os conceitos de robótica e robôs industriais, seus componentes constituintes (interfaces, manipuladores, sistemas táteis e de visão), bem como os fundamentos físicos e matemáticos necessários ao estudo e dimensionamento dos sistemas robóticos, dos seus diversos movimentos e trajetórias no plano e no espaço, envolvendo a modelagem cinemática, dinâmica e a geração de trajetórias e controle de movimentos de um robô. Também é estudada a utilização da inteligência artificial como técnica avançada de controle e programação dos robôs. Em paralelo é feita uma abordagem das técnicas relacionadas à programação de robôs industriais, bem como a simulação dos programas elaborados em softwares apropriados em laboratório específico.
TÓPICOS AVANÇADOS EM AUTOMAÇÃO E MÉTODOS DE PESQUISA
Neste módulo são trabalhados os conceitos da metodologia científica e da documentação técnica. Em paralelo é elaborado um Projeto Integrador de Curso com o objetivo estabelecer um fechamento do curso, reunindo os assuntos estudados e conhecimentos adquiridos, seguindo uma metodologia científica na sua elaboração, verificando a capacidade crítica, domínio de conteúdo e a contextualização do tema escolhido por parte do aluno de automação industrial. Em paralelo serão abordados temas atuais e inovadores sobre automação industrial onde serão abordados os paradigmas da automação industrial.