A automação de sistemas industriais é uma necessidade para se atender requisitos de produtividade e qualidade determinados por indicies de competitividade crescente numa economia globalizada. Igualmente, a automação predial apresenta demandas de sistemas que viabilizem o uso eficiente da energia aliado ao conforto e segurança nos ambientes domóticos (habitados). Neste contexto é significativa a procura por profissionais capacitados em automação com habilidades e conhecimento prático de tecnologias de transdutores e processamento da informação. Visando formar profissionais com habilidades para projetar, configurar e implementar sistemas de automação industriais e domóticos (predial e residencial) com equipamentos, sensores e atuadores típicos, foi projetado um módulo didático móvel com os seguintes componentes: controlador lógico programável, sensores de detecção (indutivo, capacitivo e ótico), sinalizadores visuais e sonoros, chaves e botoeiras, servo motor acionando um disco emulador de correia transportadora, e plantas analógicas com características de processos hidráulicos e mecânicos. Este módulo didático equipa os laboratórios DELT/UFMG e LEACOPI/CEFET-MG, que são utilizados para o ensino e treinamento técnico nas áreas de instrumentação, controle e automação (industrial, predial e residencial). A estrutura móvel e reconfigurável de software e hardware do módulo didático permite testar, experimentar e validar projetos de sistemas de automação.

Foi projetado e construído um painel com características didáticas adequado para aulas práticas de instrumentação, controle e automação. Integra este módulo um Controlador Lógico Programável – CLP, que é um micro-computador industrial dedicado a ações repetidas de leitura de entradas, processamento de lógica de controle e atuação em saídas. O CLP confere ao painel as características de configuração, via software, das funcionalidades de entrada e saída (E/S). As conexões de E/S do CLP são estendidas para pinos arranjados em grupos que permitem a montagem de conexões elétricas usando cabos e pinos mini-banana coloridos. Os grupos de pinos de conexão são destacados em cores para diferenciar as funções de E/S analógica e digital e interfaces isoladas ou não eletricamente. As conexões analógicas podem ser feitas tanto em tensão quanto em corrente de acordo com padrões industriais. A organização dos cabos das conexões entre o CLP, os sensores, atuadores e chaves é feita em canaletas que servem de guia para o cabeamento, evitando-se, assim, laços e embaraçamentos nas montagens. A estrutura metálica do painel, em forma de cunha, permite uma visualização ampla da montagem, além de prover, internamente, espaço para alojar circuitos eletrônicos e contatores que servem para acionar cargas elétricas de maior potência, como motores e aquecedores externos ao painel. O projeto foi esboçado em CAD e aprimorado com o auxílio de maquetes para a adequação dos espaços e funcionalidades.

O módulo didático foi construído em estrutura de canaletas de aço e alumínio com altura de 365 mm, 310 mm de largura, 534 mm de comprimento e inclinado 60° em relação à base. O CLP utilizado: modelo CompactLogix 1769-L32E, com 12 entradas digitais,  8 saídas digitais à relé e 16 à transistor, 4 entradas e 2 saídas analógicas por tensão ou corrente; comunicação via porta serial RS232 e rede Ethernet; fonte de 24Vcc. Para emular um sistema de esteira rolante, é utilizado um disco de 13 cm, controlado por um servo motor, em que são fixados aletas de diferentes materiais detectáveis distintamente por sensores indutivo, capacitivo e fotoelétrico, dispostos ao redor do disco. O acionamento de cargas elétricas externas é propiciado por um contator, que é acionado remotamente (pelo CLP) ou manualmente (por um botão liga-desliga no painel). Três sinalizadores luminosos a LED’s simulam um semáforo. Uma sirene é utilizada como sinalizador sonoro. Plantas analógicas implementadas com amplificadores operacionais simulam uma planta superamortecida com dinâmica de ordem oito e sistema massa-mola subamortecido. Podem ser inseridos no painel módulos de sensores e atuadores usados em automação residencial e predial que tenham conexões mecânicas para trilho DIN. O painel é desenergizado por meio de um botão de emergência no topo do painel.

Foi desenvolvido um painel robusto e flexível, com possibilidade de conexões com plantas externas e diversas configurações de seus sistemas. O caráter didático do módulo é balanceado com sensores e atuadores típicos de sistemas de automação industrial e predial organizados visualmente por meio de cores e rótulos auto-explicativos com nomenclaturas intuitivas. O painel contribui para a modernização dos laboratórios do CEFET-MG e UFMG, disponibilizando sistemas modernos adequados para treinamento em tecnologias e metodologias para automação industrial, predial e residencial. O ensino e treinamento viabilizado pelo uso flexível, reconfigurável e dinâmico do módulo didático, propiciam experimentações que desenvolvem habilidades e capacidades para projetos de automação industrial e domóticos valendo-se da familiarização com sensores, atuadores e equipamentos típicos comercializados atualmente.