Prova Engenharia de Controle e Automação ENADE 2017 com Gabarito
Prova Engenharia de Controle e Automação ENADE 2017 com Gabarito
OBS: as questões de 01 a 08 são de Formação Geral, portanto, cobradas em todas as provas. Para conferir elas, basta acessar essa página.
CONHECIMENTO ESPECÍFICO
QUESTÃO 19
ENADE 2017: Suponha que, em uma indústria, seja necessário especificar um sistema eletrônico de acionamento eficiente para uma máquina elétrica de indução trifásica. Além disso, considere que:
* o sistema seja capaz de realizar a partida evitando picos de corrente e mantendo o torque constante.
* seja necessário, durante a operação, variar, de modo controlado, a velocidade da máquina.
* a máquina opere em regime de carga variável.
Com base nessa situação, avalie as afirmações a seguir.
I. Um inversor de frequência pode ser utilizado para realizar o acionamento descrito, pois possibilita tanto a partida do motor em torque constante, quanto o controle da velocidade em condições de carga variável.
II. Um sistema de partida suave (soft-starter) pode ser utilizado para realizar o acionamento descrito, pois possibilita tanto a partida do motor em torque constante, quanto o controle da velocidade em condições de carga variável.
III. Para realizar o controle de velocidade em condições de carga variável, é necessário utilizar um sensor de velocidade ou alguma forma indireta para estimação dessa grandeza.
IV. Caso a indústria disponha apenas de um sistema elétrico monofásico, é possível alimentar o motor de indução trifásico a partir de um inversor de frequência a alimentado pela fonte monofásica.
É correto apenas o que se afirma em
A) I e II.
B) I e IV.
C) II e III.
D) I, III e IV.
E) II, III e IV.
QUESTÃO 20
ENADE 2017: Em um sistema integrado de manufatura, engenheiros de controle e automação devem organizar e propor layouts fabris que incorporem 2 tecnologia de grupo.
O objetivo é melhorar, por exemplo, a programação da produção, a redução de tempo de início de processo, a redução de movimentação de material e a padronização de ferramental.
Para implementar a tecnologia de grupo, é importante que o engenheiro identifique as famílias de peças produzidas pela empresa e também consiga diferenciar equipamentos que proporcionem maior flexibilidade e/ou maior produtividade em função de demandas específicas da produção.
Considerando as características de flexibilidade e produtividade, identifique os equipamentos que correspondem, respectivamente, à sequência 1,2,3e4, no gráfico acima.
A) Célula flexível de manufatura, sistema flexível de manufatura, linha de transferência e fresadora convencional.
B) Sistema flexível de manufatura, célula flexível de manufatura, máquina ferramenta CNC e linha de transferência.
C) O Linha de transferência, máquina ferramenta CNC, célula flexível de manufatura e torno convencional.
D) Torno convencional, fresadora CNC, sistema flexível de manufatura e linha de transferência.
E) Fresadora convencional, torno CNC, linha de transferência e célula flexível de manufatura.
QUESTÃO 21
ENADE 2017: Uma equipe de engenharia foi encarregada de realizar a automação de um processo de dosagem e expedição, conforme ilustrado na figura a seguir.
Legenda:
PA = peso do produto do silo A; PB = peso do produto do silo B; PC = peso do produto do silo C;
PD = peso do produto do silo D; VA = válvula de saída do silo A; VB = válvula de saída do silo B;
VC = válvula de saída do silo C; VD = válvula de saída do silo D.
O referido processo tem início quando pressionado um botão Liga (BT Liga). As balanças BM1 e BM2 funcionam em paralelo, de maneira semelhante: primeiro, é despejado o material de um dos silos até que seja disparado o sinal correspondente ao peso desejado do produto; em sequência, é despejado o material do segundo produto até que se obtenha um outro sinal correspondente ao peso desejado do produto. Após ser feita a dosagem de cada um dos produtos, as válvulas de saída das balanças (VBM1 e VBM2) devem ser abertas por 10 segundos para o seu esvaziamento e para a destinação ao carregamento de um caminhão na etapa de expedição. Para realizar uma nova dosagem, o botão Liga deve ser acionado novamente.
Considerando a situação descrita, assinale a opção em que é apresentada a implementação correta, em Grafcet, desse processo.
QUESTÃO 22
ENADE 2017: Um sistema de controle digital tem capacidade de receber informação de sensores analógicos e, para isso, utiliza conversores analógico-digital (A/D) que aceitam entradas em tensão na faixa entre 0 e 5 V.
Existem sensores analógicos que produzem saída em tensão na faixa entre -500 mV e +500 mV de modo proporcional à variável medida. A utilização de um circuito de condicionamento analógico de sinais com amplificadores operacionais possibilita que a tensão de saída desses sensores seja adequada para que possa ocupar toda a faixa dinâmica dos conversores A/D.
Com base no exposto, assinale a opção em que é apresentado o circuito capaz de fazer o acoplamento adequado entre a tensão de saída desses sensores analógicos e as entradas dos conversores A/D do sistema de controle.
QUESTÃO 23
ENADE 2017: Um sistema de controle monovariável é representado pelo diagrama de blocos a seguir.
Definindo-se a saída da planta como x1, a saída do controlador como x2, e a saída do sensor como x3, o modelo no espaço de estados do sistema descrito será dado por
QUESTÃO 24
ENADE 2017: Um sistema massa-mola-amortecedor é descrito pela seguinte equação diferencial linear de segunda ordem:
em que s representa o deslocamento do objeto; f a força aplicada; m, a massa do objeto; b, o coeficiente de amortecimento; e , a constante da mola; m, b e k são constantes reais positivas e, conforme os valores desses três parâmetros, o sistema apresenta formas distintas de resposta.
Considerando que o referido sistema está inicialmente em repouso e uma força em degrau unitário é aplicada à massa, avalie as afirmações a seguir.
I. Caso os três parâmetros (m, b, k) sejam unitários, o sistema possuirá um par de polos complexos conjugados e, portanto, Sua resposta será do tipo oscilatória com amplitude decrescente ao longo do tempo.
II. Caso o coeficiente de amortecimento seja nulo, a resposta do sistema será oscilatória com amplitude crescente ao longo do tempo.
III. Caso os três parâmetros (m, b, k) sejam tais que o sistema possua dois polos reais, a resposta não apresentará oscilações.
É correto o que se afirma em
A) I, apenas.
B) II, apenas.
C) I e III, apenas.
D) II e III, apenas.
E) I, II e III.
QUESTÃO 25
ENADE 2017: Em um processo de transporte, produtos chegam por uma esteira transportadora, são elevados por meio de um cilindro pneumático A e empurrados pelo cilindro pneumático B para dentro da embalagem. Devido a condições do projeto, a haste do cilindro B somente poderá retornar após a haste do cilindro À ter retornado. À figura a seguir representa esse processo.
Considerando o exposto, assinale a opção em que o diagrama trajeto-passo para o processo descrito está corretamente representado.
QUESTÃO 26
ENADE 2017: A figura a seguir apresenta os diferentes níveis hierárquicos de um sistema de automação industrial.
MORAES, C. C.; CASTRUCCI, P. L. Engenharia de automação industrial. Rio de Janeiro: LTC, 2007 (adaptado).
Considerando a figura apresentada e os diferentes padrões utilizados para redes de comunicação industrial, avalie as afirmações a seguir.
I. Os protocolos de comunicação projetados para os níveis 1 e 2 devem atender a critérios relacionados à velocidade de transmissão e à imunidade ao ruído.
II. Protocolos de comunicação como CAN e AS-I são utilizados para estabelecer a comunicação entre os níveis hierárquicos 2 e 3.
III. A complexidade da informação transmitida aumenta com o nível hierárquico, ao passo que os requisitos de resposta em tempo-real diminuem.
IV. Se a comunicação entre os níveis 2 e 3 for interrompida, recomenda-se, por segurança, interromper também a comunicação entre os níveis 1 e 2.
É correto apenas o que se afirma em
A) I e II.
B) I e III.
C) II e IV.
D) I, III e IV.
E) II, III e IV.
QUESTÃO 27
ENADE 2017: Fieldbus Foundation é uma arquitetura aberta para integrar informação, cujo objetivo principal é interconectar equipamentos de controle e automação industrial, distribuindo funções de controle pela rede e fornecendo informações a todas as camadas do sistema, conforme representado na figura a seguir.
A respeito dessa temática e com base nas informações apresentadas, avalie as afirmações a seguir.
I. A topologia de barramento com Spurs se caracteriza pela ligação em série de todos os instrumentos utilizados na aplicação.
II. A rede de serviço HSE baseia-se na mesma camada física Ethernet, operando com o protocolo TCP/IP.
III. As redes H1 e HSE pertencem a diferentes camadas físicas e ambas as redes operam com a mesma velocidade de transmissão.
IV. A rede H1 representa uma solução de comunicação digital para o chão de fábrica em áreas classificadas.
É correto apenas o que se afirma em
A) I e III.
B) I e IV.
C) II e IV.
D) I, II e III.
E) II, III e IV.
QUESTÃO 28
ENADE 2017: Os motores de passo (MP), dispositivos eletromecânicos que convertem pulsos elétricos digitais em movimentos mecânicos discretos do eixo, são utilizados em aplicações em que se deseja fazer posicionamentos, como equipamentos de informática, instrumentos médicos, automação industrial, equipamentos aeroespaciais etc. O acionamento de um MP de quatro fases é feito a partir da aplicação de sinais discretos (pulsos) nos enrolamentos do motor, para que este gire na direção desejada.
A figura 1, a seguir, ilustra esses pulsos, cuja frequência determina a velocidade de rotação do motor. Tais pulsos podem ser gerados a partir de um microcontrolador, conforme evidenciado na figura 2. Posteriormente, os pulsos gerados pelo microcontrolador são amplificados através de transistores e injetados nas chaves do circuito de potência, conforme representado na figura 3.
A lógica dos pulsos que devem ser enviados para o circuito de potência está demonstrada no quadro 1. Os transistores T1, T2, T3, e T4, são ligados (através do estágio de amplificação) aos pinos RBO, RB1, RB2 e RB3 do microcontrolador. Conforme demonstrado no quadro 1, o acionamento foi dividido em 4 estágios de energização das fases. No primeiro estágio, as fases 1 e 4 devem ser desenergizadas e as fases 2 e 3 devem ser energizadas. No segundo estágio, as fases 1 e 2 permanecem no mesmo estado e as fases 3 e 4 mudam de estado.
Com base nesse contexto, avalie as afirmações a seguir, a respeito dos programas 1 e 2 acima apresentados.
I. O Programa 01 gera os pulsos de disparo para as chaves T1, T2, T3 e T4 fazendo o motor de passo girar em determinada direção; sua velocidade de giro dependerá do valor fornecido à variável “tempo”.
II. O Programa 02 tem a função de acionar o motor de passo e, conforme o valor da variável “x”, o motor poderá girar nos sentidos horário ou anti-horário.
III. Nos Programas 01 e 02, os pinos RB0,, RB1, RB2, e RB3, fornecem os pulsos de comando das fases do motor de passo.
É correto o que se afirma em
A) I, apenas.
B) III, apenas.
C) I e II, apenas.
D) II e III, apenas.
E) I, II e III.
QUESTÃO 29
ENADE 2017: A descrição dos movimentos de robôs pode ser realizada por meio do modelo cinemático direto. Uma das ferramentas desse modelo, a matriz de transformação, converte coordenadas de um ponto em um sistema fixo ao robô P(v,v,w), para o sistema de coordenadas global P(x,y,z). Os movimentos de rotação ao redor dos eixos principais; normalmente, são chamados de guinada, arfagem e rolamento.
Assim, caso se considere o deslocamento de um robô móvel, o ângulo 01, definido como guinada, consiste na rotação em torno do eixo vertical do veículo, ou seja, a rotação será executada no eixo z; o ângulo 02, definido como arfagem, consiste na rotação em torno do eixo transversal, ou seja, o movimento será feito no eixo x; por fim, o ângulo 03, definido como rolamento, consiste na rotação em torno do eixo longitudinal, ou seja, o deslocamento será executado no eixo y, conforme a figura a seguir.
Considerando que um robô móvel descreve os seguintes deslocamentos angulares durante a sua locomoção: 01 = 15º, 02 = 10º, 03 = 3º, assinale a opção em que é apresentada a sequência correta das matrizes de transformação.
QUESTÃO 30
ENADE 2017: No início da década de 1950, época em que os recursos computacionais ainda eram precários para as demandas dos projetos de controle, Walter R. Evans criou um método para determinar graficamente como mudanças em um dos parâmetros do sistema modificavam a posição de seus polos de malha fechada, alterando, assim, a resposta dinâmica do sistema. Tal método foi chamado de Lugar das Raízes e, em geral, o parâmetro escolhido para variar era o ganho de malha aberta.
Considerando o método criado por Evans, assinale a opção em que o gráfico do Lugar das Raízes está associado ao sistema de controle exibido na figura acima.
QUESTÃO 31
ENADE 2017: A Internet das Coisas (IoT - Internet of Things) pode ser conceituada como a comunicação de objetos diversos via internet, que trocam informações como medições, localização, funcionalidades, falhas etc.
Tais dados permitem, em determinadas situações, que o próprio sistema tome decisões sem intervenção humana.
Suponha o desenvolvimento de um sistema IoT para monitorar o consumo de energia elétrica residencial com sensores, microcontroladores e módulos de comunicação sem fio. Como teste inicial, será monitorado o consumo de energia elétrica de uma lâmpada, como mostra o diagrama simplificado da figura 1.
O sistema coleta os dados e os envia a cada 24 horas para uma plataforma na internet.
As informações enviadas para o módulo de comunicação sem fio devem estar organizadas em um quadro (frame) de dados obedecendo à estrutura mostrada na figura 2.
Considere que o módulo de comunicação sem fio já está configurado, e que ao receber os dados do microcontrolador ele os envia automaticamente para a internet.
A figura 3 mostra o código desenvolvido para o microcontrolador. Considere que as funções utilizadas no código fazem parte da biblioteca “iot.h”.
A respeito do código apresentado na figura 3, avalie as afirmações a seguir.
I. A instrução da linha 30 é utilizada de maneira correta para a precificação da energia.
II. Devido à configuração da comunicação serial do microcontrolador, o frame precisa ser fragmentado para o envio de dados.
III. O programa faz uso de interrupção, o que torna o microcontrolador mais eficiente em termos de processamento e consumo de energia.
É correto o que se afirma em
A) I, apenas.
B) II, apenas.
C) I e III, apenas.
D) II e III, apenas.
E) I, II e III.
QUESTÃO 32
ENADE 2017: Uma máquina utilizada para a injeção de matéria-prima de polímeros no processamento de produtos plásticos é controlada por um controlador lógico programável (CLP). Durante o processo de fabricação, essa máquina simplesmente parou de acionar o pistão pneumático (S1) responsável pela abertura do molde e retirada das peças produzidas.
Na manutenção corretiva do referido equipamento, foi realizada inspeção por meio do software de supervisão do próprio CLP. A sequência de instruções em programação Ladder para a inspeção está ilustrada na figura a seguir.
Considerando as possíveis causas de o molde não ter sido aberto, avalie as afirmações a seguir.
I. O sensor C está em sinal baixo, pois não reconheceu o final do processo.
II. O sensor B está em sinal baixo, pois não atingiu a temperatura necessária para a abertura do molde de injeção.
III. O sensor D está em sinal alto, pois reconheceu que a matéria-prima ainda estava no compartimento do molde.
É correto o que se afirma em
A) I, apenas.
B) II, apenas.
C) I e III, apenas.
D) II e III, apenas.
E) I, II e III.
QUESTÃO 33
ENADE 2017: A resposta em frequência de um sistema linear invariante no tempo é apresentada pelo seguinte diagrama de Bode.
A função de transferência que melhor se encaixa no diagrama de Bode apresentado acima é
QUESTÃO 34
ENADE 2017: As figuras 1 e 2, a seguir, ilustram, respectivamente, um diagrama de blocos de um sistema de controle e topologias típicas de compensadores analógicos que utilizam amplificadores operacionais, capacitores e resistores.
Considerando as informações apresentadas, assinale a opção que corresponde à sequência correta dos compensadores segundo a ordem numérica apresentada.
A) Proporcional derivativo; proporcional; integral; proporcional integral.
B) Proporcional integral; proporcional; integral; proporcional derivativo.
C) Proporcional integral; integral; proporcional; proporcional derivativo.
D) Proporcional integral derivativo; proporcional; integral; proporcional integral.
E) Proporcional derivativo; integral; proporcional; proporcional integral derivativo.
QUESTÃO 35
ENADE 2017: Considere um sistema de controle em malha fechada conforme a figura a seguir.
Sabe-se que C(s) é um controlador proporcional e integral (PI) ideal com ganho proporcional Kp, e ganho integral Ki, conforme a equação:
Deseja-se implementar um controlador digital equivalente em um sistema microprocessado, fazendo-se necessária a sua transformação para equação a diferenças.
Utilizando-se o método de Tustin para a discretização do controlador, onde 
em que ∆t é o período de amostragem, qual é a equação a diferenças para o controlador PI?
em que ∆t é o período de amostragem, qual é a equação a diferenças para o controlador PI?
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