Reformulação devido a pandemia COVID-19

OBJETIVO GERAL 6 2. Determinação de elementos de automação 7 3. O Controlador 17 4. O inversor 21 5. Documentação do processo de automação 24 6. Nesse contexto, o objetivo desse trabalho é apresentar o dimensionamento de todo um sistema de automação a ser instalado em uma planta industrial. O projeto trata-se da automação de uma linha de envase de líquidos. De maneira simplificada, a estrutura mecânica projetada é a contida na Figura 1, em que os itens 1, 2 e 4 são esteiras transportadoras munidas de motores para movimentar o frasco (chamado de “bolha”), acionados via inversor de frequência. O item 3 é uma mesa de esferas transferidores, cujo movimento é livre. A essa mesa será também acoplada um atuador linear, que empurra para a esteira 4 o frasco após seu completo enchimento. Dessa forma, eles atenderão aos seguintes requisitos: tipo de sinal, quantidade e posicionamento no sistema.

No quadro 1, é possível observar os materiais e equipamentos utilizados no processo de envase. ITEM QUANT. DESCRIÇÃO 1 1 Minidisjuntor termomagnético monopolar 16 A 2 5 Disjuntor motor 3 1 Fonte de alimentação chaveada 24 V 4 6 Contatores tripolar 12 A 5 2 Fim de curso 6 1 PLC S71200 7 5 Motor elétrico de indução ~3 WEG – 3CV 8 1 Bomba Peristáltica 9 1 Sensor LS 55 H2O (verificar se a bolha está cheia) 10 1 Sensor tipo barreira (esteira) 11 1 Sensor fotoelétrico difuso (envasadora) 12 60 Borne SAK 4mm 13 1 Quadro de comando 800x600x250 sobrepor 14 1 Botão de emergência tipo cogumelo com trava 15 1 Botão pulsador 22 mm verde 16 1 Botão pulsador 22 mm vermelho 17 3 Inversor CFW10 Quadro 1: Componentes da automação Figura 3: Minidisjuntor termomagnético monopolar 16 A MDW-C16 Fonte: WEG Resumo das características técnicas: • Curva de disparo: B • Corrente nominal: 16A • Número de pólos: 1 • Tensão de emprego: 17/220/440 V • Frequência: 50/60 Hz Figura 4: Disjuntor motor MWL18-3-C016 Fonte: WEG Resumo das características técnicas: • Corrente nominal: 18ª • Faixa de ajuste da corrente: 0,1-0,16ª • Tipo de terminal: Parafusos Figura 5: Fonte de alimentação Fonte: WEG Resumo das características técnicas: • Tipo: monofásica chaveada • Tensão de saída: 24 VCC • Potência: 60W.

Figura 6: Mini contator Fonte: WEG Resumo das características técnicas: • Tipo: contator tripolar • Contatos auxiliares: 1 NA • Tensão de alimentação: 24 V • Corrente máxima dos contatos de carga: 12ª Figura 7: Bomba Peristáltica Linha VF Fonte: Verderflex Resumo das características técnicas: • Pressão máx. Vcc • Grau de Proteção: IP67 • Conexão: cabo fixo com 2m de comprimento Figura 11: Sensor fotoelétrico difuso Fonte: Leuze Resumo das características técnicas: • Alimentação: 10. Vcc • Conexão: Cabo com 2m de comprimento • Distância de detecção: 2. mm • Fonte de luz: Luz modular visível vermelho • Diâmetro do feixe: aproximadamente 65mm a 1000mm de distância • Grau de proteção: IP67, IP69, IP69K • Temperatura de operação: -40ºC a +60ºC  Figura 12: Borne SAK 4mm Fonte: Metaltex Resumo das características técnicas: • Seção do Condutor mm²: 4mm • Seção do Condutor AWG: 10 AWG • Tensão: 800V • Corrente: 32ª • Temperatura de Funcionamento: -25°C a 70°C • Grau de Proteção IP 20 Figura 13: Quadro de comando 800x600x250 sobrepor Fonte: Metaltex Resumo das características técnicas: • Grau de Proteção: IP54 • Fechadura da Porta: tipo fenda • Abertura da Porta: 110 graus • Placa de Montagem: chapa de aço 1020 • Acabamento: Pintura eletrostática com tinta em pó • Cores Padrão: RAL 7032 no quadro e Laranja Munsell 2.

YR 6/14 na placa de montagem • MEDIDAS: Altura: 800 mm x Largura: 600 mm x Profundidade: 250 mm Figura 14: Botões de comando cabeçote cogumelo 40mm com trava e giro para destravar. Fonte: METALTEX Resumo das características técnicas: • Cores: amarelo e vermelho • Grau de Proteção: IP40 • Tensão de Operação Ue: 380V • Tensão de isolação Ui: 660V-Umidade: 45% ~85% sem condensação • Temperatura: -5°C ~ +40°C • Corrente Nominal: 5A • Corrente Térmica Ith: 10A Figura 15: Botões para comando elétrico em corpo metálico 22mm. Dessa forma, antes havia a necessidade de alteração das ligações elétricas. Contudo, com o CLP proporcionou-se um estímulo às mudanças nos processos de montagem dos produtos. Isso, de fato, diminuiu consideravelmente o tempo de manutenção dos dispositivos de controle e propiciou menor tempo de parada da linha de produção.

Programação CLP e Simulação Para que o desenvolvimento deste trabalho ocorresse de maneira satisfatória, a fim de efetuar uma simulação que condiz com a realidade do processo escolhido, fez-se necessário o estudo de dispositivos, tais como o CLP, motores de indução trifásicos, sensores, bem como de ferramentas computacionais, como por exemplo, o software Cad&Simu. Acerca do controlador utilizado e da linguagem de programação escolhida, Georgini (2002, p. Nesse sentido, no quadro 2 encontramos os dispositivos de campo utilizados junto com sua respectiva conexão ao CLP. I N P U T DESCRIÇÃO S0 I0. Botão desliga S1 I0. Botão liga DM1 I0. Disjuntor motor 1 DM2 I0. Contator esteira 2 K3 Q0. Contator esteira 2 K4 Q0. Contator atuador avanço K5 Q0. Contator atuador recuo K6 Q0.

Contator bomba Quadro 2: IO’s do controlador Figura 18: Programação em Ladder Fonte: elaborado pelo autor. Para efeito de parametrização do inversor de frequência CFW10, o motor utilizado está descrito por sua placa apresentada na figura 19. Figura 19: Motor de indução trifásico Fonte: WEG Parâmetro M1 Valor Observação 00 5 Ativar parametrização manual 02 600 Velocidade 600 rpm 03 8. In 05 60 Frequência de alimentação 100 4 Rampa de aceleração em 4 seg 101 2 Rampa de desaceleração em 2 seg 156 10,5 IN do motor +- 20% 169 26 Corrente de partida 300 1 Frenagem à corrente contínua Quadro 3: Parametrização do inversor de frequência do motor da esteira 1 Parâmetro M1 Valor Observação 00 5 Ativar parametrização manual 02 850 Velocidade 600 rpm 03 8. In 05 60 Frequência de alimentação 100 4 Rampa de aceleração em 4 seg 101 2 Rampa de desaceleração em 2 seg 156 11 IN do motor +- 20% 169 34 Corrente de partida 300 1 Frenagem à corrente contínua Quadro 4: Parametrização do inversor de frequência do motor da esteira 2 Parâmetro M1 Valor Observação 00 5 Ativar parametrização manual 02 1000 Velocidade 600 rpm 03 8.

In 05 60 Frequência de alimentação 100 4 Rampa de aceleração em 4 seg 101 2 Rampa de desaceleração em 2 seg 156 11 IN do motor +- 20% 169 39 Corrente de partida 300 1 Frenagem à corrente contínua Quadro 5: Parametrização do inversor de frequência do motor da esteira 3 5. Ademais, na interface de saída, todos os dispositivos de manobra (contatores) possuem uma alimentação de 24 VDC, tendo em vista a determinação do Ministério do Trabalho na Norma Regulamentadora 12, item 12. alínea b, em que se lê: Os componentes de partida, parada, acionamento e controles que compõem a interface de operação das máquinas e equipamentos fabricados a partir de 24 de março de 2012 devem: b) operar em extrabaixa tensão de até 25VCA (vinte e cinco volts em corrente alternada) ou de até 60VCC (sessenta volts em corrente contínua).

Ministério do Trabalho) Figura 20: Conexão dos componentes de campo Fonte: elaborado pelo autor. Já na figura 21, a seguir, é observado a ligação do motor de indução trifásico ao inversor de frequência. Além disso, é possível verificar a presença de um dispositivo de sobrecorrente DM1 (disjuntor motor 1). Denominada partida direta com reversão, sua finalidade é comandar motores com potência de até 3 CV. Além disso, a reversão observada pela inversão de duas entre três fases do motor, proporcionada por K1 e K2, faz com que o motor modifique seu sentido de giro. Figura 22: Partida direta com reversão – diagrama de comando do atuador Fonte: elaborado pelo autor. Já na figura 23, adiante, observa-se a ligação da bomba peristáltica através de uma partida direta.

No entanto, diferentemente do motor do atuador, a bomba peristáltica não precisa fazer a reversão do sentido de giro do motor. Após recuo, as esteiras são energizadas conforme figura 29. Figura 27: Programação Fase 1 Fonte: elaborado pelo autor. Dessa forma, conforme condição inicial apresentada no fluxograma da figura 2 e corroborado pelo pela figura 28, é possível aferir que essa condição é atendida. Figura 28: Fluxograma parte 1 Fonte: elaborado pelo autor. Figura 29: Programação Fase 2 Fonte: elaborado pelo autor. Figura 32: Programação Fase 5 Fonte: elaborado pelo autor. Em uma última análise, caso o atuador seja recolhido e o sensor da esteira dois indique a presença de bolha na esteira, as três esteiras transportadoras devem ser ligadas. A figura 33 representa a etapa do processo supracitado. Figura 33: Programação Fase 6 Fonte: elaborado pelo autor.

Cronograma de atividades Com o objetivo de atender ao requisito da atividade em apontar o cronograma de atividades, abaixo, na Tabela 1, está representado o diagrama de Gantt com as atividades enumeradas de 1 a 11. Sua escolha foi feita em razão da semelhança entre a linguagem e a lógica de comando a relé, que antes era amplamente utilizada. Tendo em vista os conceitos abordados no desenvolvimento deste trabalho, percebe-se que a automação industrial é um tema de grande abrangência, com potencial de aplicação em qualquer área, pois sua aplicação em processos industriais permite o aumento da produtividade e redução de custos. Além disso, ela permite a melhoria da qualidade dos produtos, gerando, assim, uma maior vantagem competitiva junto aos concorrentes. Por outro lado, percebe-se que somente a automação do envase, mesmo apresentando diversos benefícios, poderia ser melhorada com um sistema de supervisão e controle.

Sendo assim, a criação de um programa supervisório do processo de envase pode ser uma proposta para futuras melhorias no trabalho. v. n. p. mar. Springer Science and Business Media LLC. Ministério do Trabalho. NR-12: Segurança no trabalho em máquinas e equipamentos PMBOK GUIDE Project Management Institute, Um Guia do Conjunto de Conhecimentos em Gerenciamento de Projetos. ed. Newtown Square: Project Management Institute, Inc. PRESSMAN, Roger S. São Paulo: Editora Érica Ltda, 2002. ANEXOS ANEXO A – Fluxograma da Programação ANEXO A – Diagramas de ligação e programação CadeSimu ANEXO C – Quadro físico ANEXO D – Diagrama unifilar.