Tendo se iniciado no final do século XIX, a automação de processos industriais migrou, de sistemas puramente mecânicos, para controle baseado em relés, por volta de 1920.
O controle eletrônico tem seu início registrado em meados da década de 1960, quando, simultaneamente, entrou em cena o uso intensivo da placa de circuito impresso, (patenteada desde 1936), em dispositivos de controle automático.
Embora em paralelo tenham estado em uso sistemas de controle pneumático, foram desenvolvidos sistemas eletrônicos baseados em amplificadores operacionais, seguidos.
Após poucos anos, de CLPs (Controladores Lógicos Programáveis, ver Clp schneider) e dos SDCDs (Sistemas Digitais de Controle Distribuído), todos compostos por circuitos eletrônicos, montados sobre circuitos impressos.
Os avanços descritos referem-se principalmente às décadas até 1990 e a partir desta, muita coisa mudou: além da Internet, foram criadas as redes locais e as wifi’s, tudo em cima de tecnologia de circuitos impressos, como a Placa pci.
Novidades
Talvez a tendência mais recente, em termos de controle industrial, receba a sigla de IIoT (Industrial Intelligence of Things), extensão de Inteligência das Coisas para uso na Indústria.
Isto significa que um controladores ou processador, que esteja encarregado de um determinado processo local, pode avaliar não apenas as ordens de produção.
Como informar carências de estoque ou mesmo variáveis de processo necessitando de correção. A conexão primária para diálogo entre processadores, pode ser via wifi (Placa wireless) conectada a uma rede local.
Mantendo a Internet como via alternativa, também via wifi (conexão via sinal de rádio entre usuários e periféricos) ou via GPRS como rota alternativa.
Criada e consagrada entre as décadas de 1960 e 1970, a conexão ponto-a-ponto via corrente, variando entre 4 e 20 mA, tornou-se um dos modos de comunicação mais tradicionais, continuando em uso e permanecendo como norma.
Uma variante dessa conexão, renomeada como padrão Hart, possibilita converter essa interface, entre receptor e transmissor, em Placa Serial, sem prejuízo para o funcionamento analógico.
Aproveita-se o cabeamento extenso, para tráfego de dados e/ou códigos de controle, status de alarmes, mensagens de texto, o que for essencial para a gestão do sistema.
O sistema Hart consiste de um multiplexador, que utiliza modulação por deslocamento de fase (FSK), gerindo em separado os sinais analógico e digital.
Impedindo que a interface analógica seja afetada pelo tráfego de dados e vice-versa. Tudo isso, acomodado em lacas eletrônicas cuidadosamente aferidas.
Para instalações locais e distâncias curtas, existe a contrapartida em tensão para o sinal de corrente. Neste caso, os equipamentos analógicos compartilham informação de tensão contínua, situada entre 1 e 5 V.
Justificativas técnicas
O controle automático veio em princípio compensar o fator humano, que sempre é sujeito a fadiga, perda de concentração ou mesmo avaliação subjetiva.
Evidentemente, desde que se tornaram imunes (ou pouco propensos) a danos ou derivas, os controles automáticos desde o início de seu uso, se mostraram compensadores, ao liberar os trabalhadores para exercer tarefas intelectualmente superiores.
A adição de relés como elementos de ação controladora (década de 1920), iniciou o conceito de retroação, compensando desvios nos processos em resposta aos excessos, assim como às carências.
Os primeiros elos de retroação foram denominados single-loops (elos singelos), porque agiam em uma única variável. Aos poucos, os elos tiveram de adquirir maior complexidade, quando mais de uma variável influenciava o resultado da produção.
E tornando-se multiloop (vários elos automáticos interagindo, para a produção de mercadorias, simultânea ou sequencialmente). Aos poucos os controles tiveram de sair da concepção descontínua.
Ao migrar para retroações analógicas, até para se adequar a necessidades mais restritivas no desempenho dos produtos resultantes.
Boa parte das teorias vigentes no controle de processos (e adotadas no desenvolvimento dos controladores existentes) foram desenvolvidas entre 1930 e 1960.
Já na década de 1970, a automação eletrônica, residente em placas eletrônicas, foi desenvolvida com base em amplificadores operacionais, embora a indústria de semicondutores já estivesse gestando os primeiros microprocessadores.
É dessa época que boa parte do jargão foi incorporado ao ambiente de instrumentação:
- Single loop: elo singelo
- Multiloop: elos múltiplos
- Interface de corrente
- Segurança intrínseca: compatibilidade com ambientes classificados, (inflamáveis ou explosivos)
- Modo ON/OFF: comando biestável
- Modo manual
- Modo P+I: controle proporcional e integral)
- Modo P+I+D: controle proporcional, integral e derivativo)
- Controle (ou modo) FF:feed-forward
- E a lista tende à expansão indefinidamente.