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Revista 04 - Wiki do IF-SC

1. ATI Eletr nica Aplica es de redes nome RS 485 significa Recommended Standard 485 Apesar de ser conhe cido por esse nome o padr o j foi transformado em norma pela TIA Telecommunications Industry Asso ciation e pela EIA Electronic Indus tries Alliance A ltima revis o data de mar o de 1998 e o c digo da norma TIA EIA 485 A Ainda assim a norma continua com o mesmo car ter de recomenda o para a ind stria eletr nica e de telecomunica es Isto quer dizer que apenas os padr es el tricos necess rios fabrica o de transmissores e receptores s o clara mente definidos Entre esses padr es est o o modo de transmiss o dife rencial as imped ncias m ximas e m nimas de entrada e sa da dos dis positivos e os n veis de tens o aceit veis na rede Detalhes como tipos de cabos e conectores n mero m ximo de n s t cnica de termina o taxas de transmiss o e dist ncias m ximas bem como o protocolo de comunica o digital s o deixados em aberto e normalmente s o determinados pelos 8 Mecatr nica Atual n 10 Junho 2003 RS 485 Carlos Henrique C Ralize Muitas das redes de comunica o existentes atual mente s o baseadas no padr o el trico RS 485 Sempre que precisamos de um meio el trico para criar uma rede multiponto a longas dist ncias ou alta velocidade com instala o r pida e barata a primeira op o a RS 485 Suas aplica
2. Medidores de deforma o Wendell de Queiroz Lamas Quando uma for a aplicada a uma estrutura o comprimento desta muda A deforma o decorrente por defini o a raz o dessa mudan a em rela o s suas dimens es originais sendo o medidor de deforma o strain gauge usado para medi la figura 1 apresenta esse comportamento assim co mo a rela o da deforma o e em fun o da for a aplicada como sendo uma varia o fracional do comprimento E E Quando o transdutor conhecido por extens metro strain gage colado estrutura formando um arranjo conhe cido por c lula de carga ter toda distor o sendo transferida para si As c lulas de carga cont m material condutor e a distor o causada pela aplica o de uma for a resulta na mudan a de sua resist ncia el trica Ao medir esta varia o na resist ncia el trica pode se obter a medida equi valente deforma o causada e por extens o a for a aplicada A defor ma o pode ser positiva tens o ou expans o ou negativa compress o e expressa em unidades como in in ou mm mm Ao ser aplicada uma for a axial como visto na figura 1 um fen meno conhecido como Deforma o de Pois son causa a contra o da barra em sua circunfer ncia largura D no sen tido transversal ou perpendicular A magnitude dessa contra o transversa uma propriedade do material indi cada por sua Rela
3. Augusto Ottoboni Globaliza o redu o de custos de fabrica o din mica precis o de posicionamento baixa manuten o ou simplesmente melhoria dos processos de fabrica o S o in meras as raz es pelas quais se tem adotado a utiliza o dos servomotores s ncronos e ass ncronos trif sicos na ind stria nacional Cada vez mais capacitado o profissional t cnico das ind strias n o se assusta mais com esta tecnologia e muitos j se aventu ram em sua utiliza o sem nenhum grau de arrependimento Por ae outro lado muitas s o as d vidas que ainda persistem na cabe a aa destes profissionais principalmente os de manuten o pois jus ss tamente ali que o contato se torna mais frequente e nada amig vel Neste artigo levantamos algumas das d vidas mais frequentes com que os profissionais de manuten o se deparam em seu dia a dia no campo iis pm 1 O vazamento de leo para o servomotor pode prejudicar o fun cionamento Como Muitos servomotores est o conec tados diretamente a redutores mec nicos e caixas de transmiss o figura 1 Este procedimento auxilia a efi ci ncia do conjunto pois minimiza o n mero de acoplamentos Por m o servomotor necessita estar preparado para este procedi mento tendo um anel de reten o na ponta do seu eixo de sa da para assim poder evitar que este leo presente tanto no redutor como na caixa de transmiss o passe para o seu i
4. Wai Para Sf lt 35 mm 5 St 16 mm Sf gt 35 mm gt St 0 5 Sf Onde Sf a se o transversal dos cabos fios de alimenta o do equipa mento fases St a se o transversal do fio terra Observem que para di metros infe riores a 35 mm para as fases temos o fio terra de 16 mm J para di metro iguais ou acima de 35 mm o fio terra dever ter se o transversal igual metade da se o dos cabos de alimenta o Quanto a conex es devemos optar em 1 lugar pela fixa o por solda do fio terra haste Isso evita o aumento da resist ncia do terra por oxida o de contato Se isso n o for poss vel poderemos uti lizar an is de fixa o com parafusos Nesse caso por m conveniente que a conex o fique sobre o solo e dentro de uma caixa de inspe o figura 4 CONCLUS O Conforme o leitor j deve ter percebido ao contr rio dos bens de consumo eletrodom sticos o desempenho dos equipamentos indus triais muito influenciado pelo aterra mento el trico Isso exige do t cnico de integra o tanto dos processos cont nuos quanto da manufatura uma aten o especial Portanto aconselh vel a consulta criteriosa da norma bem como das especifica es t cnicas do fabricante A melhor solu o o ponto de intersec o entre os dois documen tos pois esta a alternativa que con templa maior seguran a com melhor performance Ei Refer n
5. es se estendem desde a integra o de pontos de venda e terminais de coleta de dados at apli ca es de alto desempenho em Automa o Industrial incluindo tamb m redes de terminais de pre os em lojas de departamentos at a interliga o de sensores meteo rol gicos Mas qual o segredo de tal popularidade fabricantes de redes baseadas na RS 485 O padr o RS 485 pode ser defi nido como uma rede ponto multi ponto half duplex com transmiss o diferencial Isso significa que a rede pode ser formada por v rios dispo sitivos conectados ao mesmo bar ramento e que enquanto um dos dispositivos opera como transmissor todos os outros operam como recep tores O mecanismo de controle de acesso ao meio f sico n o defi nido no padr o e faz parte do pro tocolo utilizado S o muito comuns implementa es baseadas no meca nismo Mestre Escravo mas tamb m podem ser utilizados escalonadores ou o mecanismo Token Passing poss vel ainda empregar o padr o F As tens es caracter sticas de um canal RS 485 Forma de onda dos canais Ae B Forma de onda diferencial O V diferencial N o terra N veis de tens o t picos de uma transmiss o RS 485 Note que a tens o de O V diferencial Pode haver uma diferen a de potencial entre este n vel e o terra RS 485 para comunica o full duplex ou seja transmiss o e recep o simult nea Neste caso a rede n o ser ponto
6. mentos eletr nicos para que alcancem a imunidade adequada para o ambiente em que devem ser utilizados Sistemas constru dos com semi condutores estado s lido s o par ticularmente vulner veis a RFI At pequenos n veis de tens o induzida podem perturb los Circuitos anal gi cos com sinais de baixa pot ncia s o particularmente vulner veis assim como circuitos de fontes de alimenta o como reguladores Mas circuitos digitais tamb m podem ser perturba dos se os n veis de ru do forem sufi cientemente altos Projetistas de equipamentos mili tares j est o acostumados a colocar a imunidade a RFI como objetivo pri mordial uma vez que quase todos esses equipamentos devem passar por testes de suscetibilidade a RF Da mesma maneira equipamentos automotivos requerem testes bastante rigorosos Mas nas demais reas esta abordagem est sendo rec m iniciada N VEIS DE FALHAS Sistemas eletr nicos n o protegi dos falham frequentemente ao serem submetidos a campos el tricos entre 1 V m e 10 V m ou maiores Alguns sistemas muito sens veis podem at falhar em campos da ordem de 0 1 V m embora isto seja bem menos comum Infelizmente muitos ambientes t pi cos t m campos variando de 0 1 V m a 100 V m portanto os problemas podem ocorrer e de fato ocorrem A tabela 1 mostra alguns n veis t picos Felizmente campos el tricos mais elevados surgem somente pr ximos dos transmissores A inte
7. poss vel devido alta intensidade de campo magn tico Em qualquer outra circunst ncia onde houver certa facilidade no girar do eixo significa que este rotor est com campo magn tico deficiente e portanto com algum problema Veja na figura 2 um servomotor em corte 4 Quando a fita envolvente dos im s est com alguma parte que ro ou na carca a o que pode impli car no seu funcionamento Este desgaste da fita pode identifi car um poss vel problema mec nico no equipamento rolamento danificado desalinhamento tampa deslocada eixo empenado etc Solucionado o problema deve se verificar visual mente se na regi o onde havia o des gaste da fita envolvente h algum dano nos m s deslocamento trinca etc Qualquer destas situa es con dena o rotor Descolamento de m do rotor pode significar que o servomotor sofreu um sobre aquecimento ou algum impacto do rotor com o estator N o aconselh vel tentar colar o m novamente pois este um processo autom tico e o processo manual pode gerar outros danos ao servomotor aconselh vel encami nhar o equipamento para pessoal especializado 5 Umidade constante no servo motor o que pode ocasionar nas pe as Basicamente oxida o nas partes met licas degrada o na fita que reco bre os m s do rotor e deteriora o do verniz isolante do estator levando redu o da vida til do servomotor Nos casos
8. Figura 2 Parte do circuito que apresentou problema do programa o sistema confirma a posi o do atuador semi rotativo atrav s dos sensores de fim de curso Sabendo em que posi o o atuador se encontra a v lvula dire cional acionada para confirmar a posi o do atuador sem produzir nenhum movimento pressurizando assim a c mara que ter o ar de escape controlado durante o pri meiro movimento Um timer garante o tempo necess rio para que a press o de trabalho seja alcan ada na c mara antes de habilitar a par tida do sistema m Figura 1 Condi es do dispositivo Mecatr nica Atual n 10 Junho 2003 11 NEI Reportagem Evolu es da Eletropneum tica ruto de um refinamento da tecnologia pneum tica a eletropneum tica est ade quando se s novas formas de comu nica o em ch o de f brica e em cada novo produto procura acom panhar os avan os que rondam o mundo da automa o industrial De acordo com Celso Vicente presidente da C mara Setorial de Equipamentos Hidr ulicos Pneum ticos e de Auto ma o da Abimag Associa o Bra sileira das Ind strias de M quinas e Equipamentos as principais mudan as da eletropneum tica acontecem muito mais do lado da eletr nica que da pneum tica propriamente dita Ele cita como exemplo a incorpo ra o da eletropneum tica s redes de comunica o digital em ch o de f brica Profibus DeviceNet Interbus Asi Bus
9. Os extens metros s o de grande Extens metros 4 MP Tens o de Tesoura resultando de uma for a linear FS com ai Tens o de Tor o resultando de uma for a circular FT componentes no sentido vertical e no horizontal com componentes no sentido vertical e no horizontal Mecatr nica Atual n 10 Junho 2003 utilidade na pesagem de artigos Por exemplo na base de silos de gr os em balan as na ind stria aeroespa cial entre outras A figura 13 apresenta um arranjo interno a uma balan a vertical para grandes cargas As c lulas de carga ficam internas ao cilindro que sofre tens o mec nica decorrente do esfor o de tra o em cabos de a o de guin dastes e de pontes rolantes proporcio nando sua deforma o e por conse guinte a medida da for a realizada Na Universidade de Taubat no Laborat rio de Rob tica e Instru menta o foi constru da uma garra para o ROBOTAU constitu da por duas l minas de alum nio cada qual Tipo da for a aplicada Tens o axial Tens o de dobra Tens o de tor o e de tesoura T 41 Configura o do medidor com quatro extens metros Seu intuito nessa constru o servir como medida para as deforma es da garra assim compensando seu posiciona mento Modelo TC Alfa Instrumentos Ele tr nicos Ltda Sensibilidade MV V 1000 UE Tipo da ponte Completa Eiseositivos NWA CONCLUS O Mesmo passando desper
10. aplica o muito bem definida n o havendo assim uma concorr ncia t o acirrada no mercado Geralmente quando se usa a pneum tica est se buscando um custo menor mas tamb m com menor precis o nas paradas J a hidr ulica tem custo mais alto mas possui maior for a motriz e melhor precis o diz Vicente que tamb m gerente de marketing da Divis o Automation da Parker Han nifin Apesar de todo o refinamento de controle presente em sistemas digitais ou da precis o encontrada em equi pamentos hidr ulicos a automa o pneum tica ainda hoje indispens vel em v rias partes da ind stria Ela empregada inclusive em reas cr ticas onde deve se evitar ao m ximo Celso Vicente Eletropneum tica possui rea de aplica o bem definida o uso de equipamentos el tricos o caso das reas classificadas ou reas de seguran a intr nseca onde o risco de explos o deve ser pr ximo de zero Enquadram se como reas de seguran a intr nseca as termel tricas a g s natural ou baga o de cana cen tros de produ o de botij es de g s caldeiras tanques de armazenamento de combust vel etc A Petrobras por exemplo possui v rios projetos de automa o de reas classificadas e n o abre m o da tecnologia pneum tica importante lembrar que a pneu m tica acionada por solen ide ou a eletropneum tica acionada por comando el trico s o bastante robus tas e t
11. menor varia o de velocidade Para compara o programamos o sistema 1 e o sistema 2 para opera o em tr s velocidades diferentes muito baixa 10 rpm baixa 300 rpm e r pida 1800 rpm Medimos as varia es de velocidade usando um tac metro ana l gico de precis o e um oscilosc pio digital O resultado dos testes apa rece na tabela 6 O servo teve uma performance muito melhor do que o motor de passo nas baixas velocida des especialmente nas muito baixas como 10 rpm importante ter o servo apropriadamente ajustado ou um aumento do ripple de velocidade pode ocorrer PRECIS O Dado que o servomotor possui um dispositivo de realimenta o como t 15 ngulo do eixo graus Precis o de posicionamento de um sistema com motor de passo um encoder deve se esperar que ele tenha um posicionamento mais pre ciso Se apropriadamente ajustado ele pode ficar numa faixa de 1 da contagem do encoder na posi o comandada Por m um ajuste pobre pode levar a uma oscila o onde o motor se move for ando o enco der a uma contagem onde ele deve ria estar parado Os sistemas de motor de passo s o normalmente open loop o que significa que eles aplicam corrente aos enrolamentos do motor e espe ram que as leis da F sica fa am o resto Previs es sobre as caracte r sticas do motor s o feitas espe cialmente torque x deslocamento quando o driver do motor proje tado Mas os motores v
12. montadas a 45 graus com rela o ao 1 2 eixo For as axiais e de dobra produzem tens o e s o consequente mente rejeitadas A melhor E mais sens vel que a Completa 2 forma o enterior Rejeita ambas as for as axial e de dobra Resumo das configura es de medida Fonte National Instruments Mecatr nica Atual n 10 Junho 2003 57 NEI Automa o Como aplicar inversores de frequ ncia Alaor Mousa Saccomano Neste artigo trataremos alguns aspectos importantes a serem considerados na utiliza o de inversores de frequ ncia aplica o de sistemas escalares e vetoriais caracter sticas gerais encontra das em v rios inversores comercializados e par metros que devem ser considerados no efetivo emprego de inversores al m de uma r pida abordagem quanto a erros e defeitos ara alcan ar o efeito desejado e otimizar os investimentos sumariamente importante responder a algumas quest es e at mesmo se aprofundar em um estudo de custo benef cio antes de instalar um inversor de frequ ncia sobre um motor ou sistema Em muitos casos verifica se que a ado o de medidas mais simples podem resultar em efeito similar aplica o de um inversor em motor de indu o ass ncrono trif sico Em algumas situa es mais inte ressante a utiliza o de servomotor brushless quando o principal objetivo posicionamento Se o problema com sistema de partida de longa in r cia a apl
13. o de Poisson v R E onde e deforma o na dire o per pendicular transversal for a e deforma o axial Por exemplo a Rela o de Pois son para o a o permeia valores entre 0 25 e 0 8 CARACTER STICAS Existem v rios tipos de medido res de deforma o strain gauges conforme a disposi o dos extens metros strain gages na amostra a ser medida assim como um grande n mero de formas e de aplica es de suas medidas sendo o mais utilizado o medidor de liga met lica Esse medidor consiste de um fio muito fino arranjado sobre uma folha met lica na forma de uma grade Na figura 2 esse arranjo c lula de carga pode ser observado bem como suas principais partes componentes importante que se monte corre tamente o arranjo para a melhor trans fer ncia da tens o mec nica aplicada na amostra e por conseguinte maior precis o na medida Um par metro fundamental da lei tura a sensibilidade tens o mec nica que est sendo aplicada que 4 V Deforma o de uma estrutura sob a o de uma for a 54 Mecatr nica Atual n 10 Junho 2003 quantificada como fator de medida Gauge Factor GF O fator de medida a raz o entre a varia o da resist ncia el trica e a do comprimento gr ARIR ARIR ALIL E O fator de medida para medidores met licos est tipicamente em torno de 2 Seria ideal que os dispositivos apenas medissem a resist n
14. os de Planejamento e Controle de Manuten o PCM Com esse novo servi o a empresa cresceu 65 entre 2000 e 2002 e prev um aumento no fatura mento de 25 em 2003 sendo o ser vi o de PCM respons vel por 30 calcula O Sistema Informatizado de Manuten o voltado para ativi dades de planejamento programa o e controle de manuten o em equipamentos m veis equipamen tos estacion rios ve culos e ins tala es prediais possibilitando o controle de qualquer tipo de manu ten o seja ela corretiva preven tiva ou preditiva O SIM proporciona redu o de custos de manuten o das paradas dos equipamentos do tempo de detec o de falhas dos gastos com terceiros do estoque de sobressalentes gerando aumento da produtividade da m o de obra maior simplifica o e agilidade nos trabalhos administrativos indispen s veis para as empresas com ISO 9000 e QS 9000 conclui Mecatr nica Atual n 10 Junho 2003 5 a Noticias Siemens foco na rea de servi os A Siemens come ou a colocar em pr tica uma s rie de estrat gias para tornar sua divis o de Servi os de Engenharia mais conhe cida perante o p blico industrial A empresa n o quer ficar para tr s dos dois principais concorrentes ABB Service e Alstom As solu es da empresa nessa rea foram apresen tadas pelo diretor de manuten o Marcus Fermann e pelo respons vel internacional por essa div
15. portanto as for as n o precisam ser grandes J as velo cidades sim afinal quando n o esta mos cortando o tempo morto No caso da grandeza de for a considere um fuso de 60 mm de di metro Se tivermos um motor linear produzindo 10 000 N isso equivale a termos um torque de 300 Nm na ponta do fuso mencionado torque suficiente para acionar muitas m qui nas Entretanto se for necess rio um aumento de for a pode se usar uma combina o de dois prim rios para produzir um campo magn tico mais forte A figura 5 ilustra um exemplo de aplica o m ltipla de motores lineares em m quina ferramenta Trata se de uma fresadora tipo portal onde todos OS eixos s o lineares assim como os motores Em motores lineares esta mos salvos dos desgastes de fuso folga da porca necessidade de lubri fica o da porca flex o e vida dos rolamentos de mancaliza o Para utilizar um motor linear a m quina dever ser pensada para tal A pr pria estrutura mec nica que carrega a ferramenta dever ser r gida e leve de forma a beneficiar se das velocidades e acur cia destes moto res figura 6 Casos pr ticos mostram que moto res lineares possuem acur cia infe rior a um cent simo de micron isso mesmo cem vezes menor que um m cron Quer mais Acelera es de 2G Com isso voc j tem motivos de sobra para pensar ou ao menos con siderar utilizar esses motores em uma futura aplica o Algun
16. s o permitidas apenas comunica es ponto a ponto entre mestre e escravo ou ponto a multiponto tamb m no modo mestre escravo Mas apesar da novidade interes sante os usu rios dever o esperar pelo menos uns tr s anos para ver a Esportssem WA cativas aconteceu quando as v lvu las passaram a ser montadas em trilho Din adequando se ao padr o de montagem encontrado na ind s tria Cada vez mais os produtos est o caminhando para uma modu laridade diz a gerente de marke ting da Festo Geralmente quando se usa a pneum tica est se buscando um custo menor mas tamb m com menor precis o nas paradas J a hidr ulica tem custo mais alto mas possui maior for a motriz e melhor precis o tecnologia empregada a todo vapor A curto prazo a tecnologia wireless em pneum tica n o dever vingar com pleta Daniel Gon alves lembrando que a Bosch Rexroth possui v rias pesquisas nessa rea principalmente no que diz respeito confiabilidade de dados A Festo Automa o infor mou que n o possui conhecimentos sobre a aplica o de rede wireless em eletropneum tica mas que na matriz alem deve haver pesquisas sobre o assunto Embora aconte a de forma mais t mida que a el trica a parte f sica da pneum tica tamb m passa por mudan as Uma das mais signifi Ficonet A ocatternet Arquitetura Bluetooth A parte f sica da pneum tica tamb m passou a contar com novos compone
17. s fios ficam conectados ficada por a ramos adjacentes neutralizando R assim os efeitos um do outro con a forme ilustrado na figura 8 Er Extens metros Extens metros zle Tens o Axial resultando de uma for a linear FA exercida no sentido horizontal Extens metros Com base nessas considera es existem v rios tipos de medidas de for a conforme seu arranjo na amos tra Nas figuras 9 a 12 podem ser vistos alguns exemplos bastante utili zados Um sistema computadorizado mede a diferen a de potencial na sa da da ponte de Wheatstone antes que uma tens o mec nica seja apli cada ent o a intervalos regulares ou a cada vez que uma determinada condi o ocorrer volta a medir esse sinal A MELHOR ESCOLHA Os dois crit rios preliminares para a sele o do tipo de medidor que melhor se adeque necessidade da aplica o s o a sensibilidade e a pre cis o Deve se destacar que quanto maior a quantidade de extens metros a ser utilizada maior ser a rapidez da medida realizada e com maior preci s o Certamente uma ponte completa responder melhor que uma de 4 por m seu custo significativamente maior A tabela 1 apresenta um resumo dos tipos de medidores e suas caracte r sticas gerais Ao escolher se a melhor maneira de efetuar uma medida com transdutores de for a strain gages devem se ter em considera o as caracter sticas particulares para cada fabricante APLICA ES
18. tico causado pela temperatura Por ser um circuito de circula o de corrente o efeito joule est presente e com ele o aumento de imped ncia pela temperatura Se qui sermos manter as caracter sticas de dados de cat logo do motor impor tante mant lo refrigerado numa tem peratura de no m ximo 35 C para a refrigerante que vem do tanque Verificando o gr fico da figura 8 observe o qu o dr stico o efeito da temperatura no rendimento dos moto res lineares Ap s 35 C de tempera tura do l quido de entrada a for a nominal j fica abaixo dos 100 de especifica o de cat logo Caso n o se utilize l quido refrigerante na circu la o interna o motor ter no m ximo 50 de sua for a nominal dispon vel Acima de 120 C o motor j sofre danos estruturais At l a partir dos 35 C j existe perda da acur cia Dessa forma recomendo fortemente o emprego de circuitos fechados de refrigera o for ada dos motores A figura 9 ilustra esses condutores Ainda aproveitando a figura veja que existe um espa o de ar entre o ao Mecatr nica Atual n 10 Junho 2003 prim rio e o secund rio Esse espa o chamado gap do ingl s deve obe decer a dimens o de 1 mm com tole r ncia de 0 3 mm Nem mais nem menos para reproduzir com exatid o as caracter sticas mencionadas no cat logo do fabricante Um gap diferente torna o sistema mais inst vel com menor acur cia ou mais r gid
19. Mercosul No comando da Wonderware Brasil est o engenheiro Eduardo Lima profissional com mais de 15 anos de experi ncia na rea de automa o industrial e um dos pio neiros em diversos projetos envol vendo sistemas de supervis o e controle industrial O mercado ser atendido pela unidade brasileira da Wonderware em conjunto com o distribuidor autorizado Scan Automa o que continuar respons vel pela comer cializa o suporte e treinamento dos usu rios finais A Scan intro duziu os produtos da Wonderware no Brasil conquistando uma base extensa de clientes importantes e um market share expressivo atrav s de um atendimento diferenciado conta Fontinele da Silva diretor da Scan Automa o Com a oferta constante de inova es tecnol gicas que garan tem ao usu rio prote o total de seu investimento temos confian a no futuro da Wonderware e nossa expectativa expandir e consolidar nossa posi o no mercado brasi leiro afirma Eduardo Lima Mecatr nica Atual n 10 Junho 2003 7 a Noticias Introdu o Automa o e Rob tica Automa o de Sistemas e Rob tica um livro para introduzir o leitor em um segmento de cres cente import ncia e aplica o na ind stria moderna As diversas reas que abrangem o estudo da Rob tica incluem Eletr nica Inform tica Mec nica F sica e Matem tica O trabalho elaborado por Fernando Pazos aborda pri
20. Os servos tamb m podem ser usados onde o seu custo alto justifi cado por torque em altas velocidades tamanho compacto e peso redu zido precis o e agudeza controle em la o fechado Depois de avaliar estes aspec tos das aplica es no controle de movimento uma decis o inteligente pode ser feita resultando numa per formance desejada por um custo m nimo Para aqueles que leram este artigo esperando uma clara vit ria dos motores de passo em rela o aos servos n s s podemos dizer que o vencedor voc o leitor porque tem muitas possibilidades de escolha no mercado de controle de movimento permitindo lhe escolher o melhor equipamento para sua apli ca o E Jeff Kordik especialista em software e desenvolvedor de novos produtos da Applied Motion Industries Tradu o Newton C Braga Imunidade a Interfer ncia NEnergia Wai por radiofrequ ncia Osmar Brune RFI Radio Frequency Interference um s rio problema de EMI Electromagnetic Interference para equipamentos eletr nicos modernos que pode ser causado por transmissores de alta pot n cia broadcast comunica es ou radar e tamb m por transmisso res de baixa pot ncia r dios port teis celulares Nem sempre o transmissor mais potente causa o maior problema Um transmissor de baixa pot ncia a um metro da vitima pode causar problemas bem maiores do que um transmissor de broadcast r dio TV a um
21. Verificar rolamentos do motor Verificar carga Testar sensor PTC ou termistor Instalar reat ncia trif sica em s rie na entrada Diminuir par metro de frequ ncia de chaveamento Instalar filtros de RFI pr ximos do Inversor um para cada fase pr ximos um do outro e aterrar na chapa de fixa o juntos Afastar os cabos de alimenta o do inversor em rela o a outros circuitos Aperto de todas as conex es Verificar polaridades da malha de realimenta o Instalar filtros de RFI pr ximos do Inversor um para cada fase pr ximos um do outro e aterrar na chapa de fixa o juntos Afastar os cabos de alimenta o do inversor em rela o a outros circuitos Inser o de indut ncia no link DC Navcoma o NNA Causas prov veis Curto entre duas fases Rampa de acelera o muito r pida In rcia da carga muito alta Alta tens o de alimenta o alta in r cia de carga Rampa de desacelera o muito r pida Fus vel do link aberto ou contator tiristor de disparo do link n o entrou Baixa tens o da rede Rampa de desacelera o muito r pida Baixo valor de tens o ou falta fase Ventila o for ada com defeito Ru do el trico Erro de mem ria Conflito de vers o Capacit ncia entre cabos muito alta Excesso de carga ou rotor travado Baixa isola o Cabos longos gt 50m Frequ ncia de chaveamento alta Erro de fia o de cont
22. a 500 mA e beads com o tamanho de um resistor de 2 W s o adequadas de 5 a 10 A Placas de circuito impresso multi layer s o outras armas efetivas contra RFI J houve casos em que a imuni dade cresceu 10 vezes ao mudar de uma placa de 2 camadas para outra de 4 camadas A imunidade cresce inclu sive para circuitos de baixa freq n cia como circuitos de udio ou de instrumenta o Muitos projetistas de sistemas anal gicos s o resistentes Pra utiliza o de placas multi layer por serem mais caras Entretanto pro blemas de alta frequ ncia como RFI normalmente requerem t cnicas de projeto de alta freq ncia Estas melhorias em placas multi layer se devem a dois efeitos Pri meiro reduz se as reas de oop entre trilhas de sinal e alimenta o que podem atuar como pequenas antenas n o intencionais Segundo obt m se uma imped ncia de terra menor o que diminui a amplitude do ru do sobre a refer ncia de terra Prote o em Cabos e Conectores Quanto mais alta a freq ncia maior deve ser a qualidade dos cabos e conectores Cabos atuam como antenas n o intencionais tanto recep toras como transmissoras para ener gia de RF Conectores propiciam fuga n o intencional de e para a blin dagem do cabo e maus conectores podem transformar um timo cabo em ineficiente Cabos e conectores devem ser considerados como um sistema e n o individualmente Uma analogia til uma mangueira
23. a adi o e a efici ncia da convers o Um analisa dor de condutibilidade t rmica nor malmente utilizado nessa etapa do processo para manter o excesso do Hidrog nio lt que 3 Deve se considerar que as carac ter sticas espec ficas da planta depender o dos produtos e da pureza qualidade desejada dos produtos a serem extra dos do processo Con sequentemente o tipo e a natureza da instrumenta o empregada depen der do projeto da planta As poss veis aplica es mencionadas s o t picas e podem n o ser necess rias em todas as plantas Ar G s Remo o do O Coluna de arg nio 1 O G s Nitrog nio l quido DICAS PR TICAS Gases Interferentes A amostra aplicada na medi o pode ser bin ria ou seja compostas por dois componentes ou complexa que tenha um comportamento bin rio do ponto de vista da condutividade t r mica Essa condi o poss vel desde que a varia o dos diversos compo nentes seja interdependente Nunca se deve desprezar a pre sen a de outros gases na compo si o da amostra uma vez que a somat ria da condutividade t rmica desses gases ser sentida pelo sensor e como resultado ser indi cada erroneamente como concen tra o do componente de interesse ocasionando um erro substancial ao resultado da an lise Sistema de amostragem Como em qualquer aplica o de an lise necess rio um sistema de amostragem apropriado para que se o
24. a foto do drive Mesmo com um drive mais caro o sistema 4 na verdade custa menos que o sis tema 3 o que usa a cabe a de redu o Como visto na tabela 3 o torque de sa da do A200 de apenas 0 64 N m o que pode ser suficiente Moto res de passo podem ser operados com um aumento da margem de torque em compara o aos servos porque eles podem apresentar uma redu o de torque devido resson ncia Um motor de passo de 0 99 N m pode n o 1 533 1 270 3540i 42 V BLU100 Si 48 V HT23 400 A100 73 100 900 3000 0 78 0 32 HT23 400 A200 3000 velocidade rpm z7 Torque versus velocidade para 3 sistemas Mecatr nica Atual n 10 Junho 2003 21 NEI Automa o LE Compara o de torque operar provavelmente em 0 64 N m o que significa que o A200 deve ganhar a competi o E se a aplica o exigir uma ope ra o em 1800 rpm Analisando o gr fico da figura 3 podemos ver que o torque do HT23 400 em 1800 rpm de 0 35 N m O A100 s pode con seguir isso com uma cabe a de redu o Mas obter o mesmo torque por mais dinheiro n o o que a maioria dos usu rios pretende O sistema A200 proporciona 2x o torque para 2 6 x O custo e isso n o bom a n o ser que outros fatores sejam considerados Vamos analisar esses fatores Se a aplica o requer 3000 rpm ent o os servos devem dominar Tomando um motor de passo para rodar em 3000 rpm dif cil e arris cado Os servo
25. as liga es conect lo ao servocon versor para ver se n o gera falha Normalmente o servomotor possui apenas tr s terminais de liga o U V W portanto o problema reside na liga o entre servomotor e servocon versor o ideal manter a rela o U U V V e W W para manter a sequ ncia de fases correta 11 Qual temperatura ideal de trabalho para o servomotor A temperatura ambiente ideal de 40 C Por m os servomotores s ncronos n o t m grandes proble mas com temperatura e portanto n o necessitam de ventila o para auxiliar na refrigera o Para tempe raturas acima de 40 C poss vel tra balhar utilizando pot ncia reduzida Observe na figura 4 o gr fico Pot n cia x Temperatura A ventila o for ada em servomo tores serve para poder retirar mais torque do que o nominal de plaqueta Portanto numa situa o de manuten o onde a substitui o do servomo tor se faz necess ria imprescind vel a substitui o do servomotor por outro com as mesmas caracter sticas ou 40 50 C 60 Temperatura m dia ambiente Gr fico Pot ncia x Temperatura em certos casos a solicita o de pes soal especializado para avaliar a apli ca o e redimensionar o sistema 12 A altitude influencia no com portamento do servomotor Da mesma forma que no motor ass ncrono trif sico convencional o comportamento do servomotor acima de 1000 metros do n vel do mar sofre altera e
26. cabos Pequenos filtros de alta frequ ncia compostos de ferrites e de capacitores de bypass funcionam bem Mantenha os termi nais destes componentes curtos e conecte os capacitores de bypass ao terra do chassis n o ao terra do cir cuito a menos que estes dois terras sejam comuns Coloque estes filtros o mais pr ximo poss vel dos conec tores para minimizar a capta o do ru do por trilhas ou fios do equipa mento Ainda melhor use conectores com filtros embutidos montados dire tamente no chassi N o esque a dos cabos inter nos Cabos internos ao equipamento tamb m s o antenas n o intencio nais Cuidado com a rota destes cabos evitando que passem perto de ranhuras no chassi por exemplo ranhuras de ventila o Isto espe cialmente cr tico quando tais cabos transportam sinais anal gicos de baixo n vel de pot ncia Mantenha os cabos internos no m nimo a 5 cm de ranhuras e outras aberturas no chassi Se voc est utilizando flat cables utilize o m ximo n mero de fios que puder para retornos de terra e os espalhe uniformemente no cabo Isto minimiza reas de loop que fun cie Mecatr nica Atual n 10 Junho 2003 cionam como antenas A melhor situ a o uma linha de retorno de terra para cada sinal T cnicas de Aterramento para RF A indut ncia um grande vil o para o aterramento de RF Muitos enge nheiros se preocupam com a resist n cia do aterramento e se esquecem d
27. corretamente com cer teza este problema evitado pois ele atuar nos momentos de falha de curto circuito e sobrecorrente excessiva Fim da vida el trica mec nica ou vida til Nesta situa o os contatos de for a soldam se impedindo a aber tura do circuito Isto ocorre devido ao envelhecimento e desgaste dos mesmos A troca do contator se faz ent o necess ria figura 2 E Queima dos contatos Cabecote m vel intacto Figura 2 Fim da vida til Ressiu es NNA Problema com ferramenta posicionadora Jos Ricardo da Silva Foi solicitado ao setor de fer ramentaria de uma empresa a constru o de um dispositivo de transfer ncia de pe as obedecendo as seguintes condi es mostradas na figura 1 Retirar a pe a da esteira 1 Colocar a pe a na esteira 2 Possibilidade de parar na posi o intermedi ria Dist ncia entre o centro da esteira 1 eo centro da esteira 2 1 2 m Peso da pe a 0 820 kg O problema Sempre no in cio do dia o pri meiro movimento do sistema era feito com viol ncia sem a a o das v lvulas controladoras de fluxo Foram realizadas v rias tentativas de ajuste na velocidade atrav s das v lvulas controladoras de fluxo sem SUCesso A parte do circuito que apre sentou problema representada na figura 2 estava em perfeito estado um atuador semi rotativo com v l vulas controladoras de fluxo que regulam a velocidade do atuador com
28. de Eletr nica Embarcada da Escola de Engenha ria de S o Carlos USP desenvolve atividades voltadas para o estudo de sensores instrumenta o para controle de processos e protocolos de campo fieldbuses Entre as atividades do laborat rio est o desenvolvimento da tec nologia LonWorks para otimiza o do consumo de energia el trica em projetos de automa o predial Para desenvolver os trabalhos o labo rat rio foi equipado com uma rede LonWorks dotada de sensores con troladores e atuadores al m de m dulos de desenvolvimento No laborat rio tamb m s o desenvolvidas atividades focadas no estudo de t cnicas e ferramen tas para o Foundation Fieldbus O desenvolvimento de algoritmos e de software vem sendo realizado em parceria com empresas Tr s plantas experimentais est o em ati vidade onde s o trabalhadas gran dezas como temperatura e press o S o desenvolvidas ainda ativida des para otimiza o do controle de motores e combust o interna Encontro Brasil ustria de automa o em SBC NNot cias WMM Mais de 100 profissionais execu tivos e acad micos ao 3 Workshop Austrian Brazilian Automation Day promovido pelo Centro Universit rio da FEI Faculdade de Engenharia Industrial O foco do evento foi a dis cuss o em torno da automa o nas pequenas e m dias empresas bra sileiras e sua inser o no mercado globalizado Peter Athanasiadis c nsul comercial da ustria el
29. de imagem Esses equipamentos permitem a veri fica o da imagem de um produto comparando a com um padr o e obtendo uma resposta sim ou n o Como toda tecnologia nova as primei ras solu es com sistemas de vis o eram grandes caras e dif ceis de pro gramar S eram utilizadas em situa es onde nenhum outro recurso tinha a m nima possibilidade de dar certo Um conjunto b sico para um sis tema de vis o consiste apenas de uma c mera e um controlador veja figura 1 dispensando em muitos casos at mesmo o computador e o monitor o controlador pode ser mon tado dentro do painel da m quina Embora haja v rios tipos de c me ras as mais usadas s o do tipo CCD Charged Coupled Devices normal mente num substrato de sil cio que consiste basicamente de um sensor que converte sinais luminosos em el tricos O sensor CCD distribu do como uma matriz sendo que cada parte chamada pixel Observando a figura 2 vamos supor que a pastilha seja empregada numa c mera com possibilidade de visualizar apenas tons de cinza sis temas coloridos requerem interpreta o mais complicada Suponhamos tamb m que cada pixel tenha uma resolu o de 8 bits ou seja cada um deles possa diferenciar at 256 tons de cinza Teremos ent o uma quanti dade total de pixels a serem analisa das de 22 x 22 484 vezes 8 bits por pixel dando no total 3872 bits de informa o a ser armazenada no con
30. de trajet ria de velocidade ou torque Possuem fun es espec ficas para controle de servo acionamentos como posicionamentos simples interpola o linear interpola o circular inter pola o helicoidal cames eletr nicos engrenagem eletr nica entre outros Tais fun es s o geralmente reu nidas em blocos funcionais permitindo f cil programa o reduzindo o custo de desenvolvimento do projeto visto que as mesmas j se encontram pron tas para uso evitando a cria o de algoritmos complexos e demorados F Controladores de Movimentos Para facilitar a compreens o das fun es dos controladores de movimen tos descreveremos algumas das fun es principais normalmente encon tradas nos controladores de movimen to dispon veis no mercado CONTROLE DE TORQUE Permite o controle preciso do torque do servomotor independente mente da velocidade e posi o do mesmo O controle de torque normal mente utilizado em aplica es onde a grandeza fundamental de controle o torque e ou a for a aplicada carga Podemos citar como exemplo as ope ra es de rosqueamento de tampas como as de embalagens de denti fr cio potes frascos etc onde o torque de aperto deve ser o suficiente para garantir o perfeito fechamento da embalagem por m n o t o elevado que impe a sua abertura O controle de torque ainda uti lizado para aperto de parafusos em blocos de motores e de m quinas co
31. de uma caldeira por exemplo devem ser enviados tamb m via cabeamento convencio nal Vamos agora analisar o N vel 1 da arquitetura onde ficam os Controla dores L gicos Program veis Aqui a grande pergunta que surge Qual o melhor CLP a utilizar A resposta para esta pergunta naturalmente n o t o simples porque existem muitas marcas no mercado e o t cnico que est espe cificando o equipamento ou sistema dever se concentrar na especifica o que o equipamento dever atender Uma vez atendidas as especifica es certamente mais de uma marca poder ser escolhida e outros fatores como pre o prazo assist ncia t cnica e custo do servi o associado definir o a compra O objetivo dessa an lise apresentar as caracter sticas funda mentais exigidas para os sistemas de automa o utilizados na ind stria de processo REDE DE COMUNICA O ENTRE OS CLPs E O SISTEMA DE SUPERVIS O Essa rede de dados vai interligar os v rios CLPs permitindo que as informa es sejam disponibilizadas em uma sala de controle Alguns deles utilizam redes com protocolos propriet rios e isso poder limitar o usu rio quando ele necessitar ampliar o sistema Para evitar esse tipo de problema a rede mais uti lizada atualmente para o n vel 1 a rede Ethernet Aqui vale lembrar que existem diversos protocolos de comunica o dispon veis em Ether net e que em uma mesma rede Ethernet podem trafegar diferentes p
32. diferente e n o linear Isto ocorre para possibilitar a extrema din mica e torque a que est sujeito o servomotor Ent o deve se fazer os testes atrav s de um servo conversor apropriado 3 Como avaliar se a intensidade de campo magn tico dos m s do estator est adequada ou n o Esta avalia o necessita de equi pamento espec fico o que n o poss vel na maioria dos casos Os ser vomotores novos ainda na linha de produ o passam por um teste num equipamento chamado de freio ele tromagn tico ou dinam metro e nele verificado seu torque nominal com seu rotor bloqueado Nos casos tradicionais a maioria deles onde n o se disp e de ins trumentos espec ficos para medi o e justamente onde queremos chegar tamb m se pode estimar de forma simples a intensidade de campo mag n tico dos m s Avaliar esta intensi dade requer um pouco de habilidade e experi ncia mas nada fora do comum O procedimento para a avalia o o seguinte 1 Desenergize o servomotor 2 Com o motor completamente montado estator rotor deixe o ser vomotor bem fixo na bancada 3 Segure a ponta de eixo do ser vomotor e tente gir lo em qualquer sentido obviamente este teste vale para pequenos servomotores Nos servomotores de pequeno porte poss vel girar o eixo e sentir certa dificuldade no movimento devido a mudan a de polaridade j nos ser vomotores de grande porte este movi mento n o
33. dos pelo mesmo condutor Dessa vez sua identifica o PEN e n o PE como o anterior Podemos notar pela figura 2 que ap s o neutro ser aterrado na entrada ele pr prio ligado ao neutro e massa do equipamento Deve ser uti lizado somente quando n o h pos sibilidade da passagem de mais um cabo pelo eletroduto C Sistema TT Na figura 3 vemos que o neutro aterrado logo na entrada e segue como neutro at a carga equipa mento A massa do equipamento Massa do equipamento r 4 7 Sistema TN S Mecatr nica Atual n 10 Junho 2003 WEE Re Sistema TN C Haste de PE aterramento pr pria cy Sistema TT aterrada com uma haste pr pria inde pendente da haste de aterramento do neutro Esse sistema o melhor tipo para evitar se interfer ncias el tricas entre m quinas visto que cada terra iso lado Entretanto pela mesma raz o os equipamentos ficam mais suscep t veis queima durante uma descarga atmosf rica 00p de terra TRATAMENTO QU MICO DO SOLO Como j observamos a resist n cia do terra depende muito da consti tui o qu mica do solo Muitas vezes o aumento de n mero de barras de aterramento n o consegue dimi nuir a resist ncia do terra significati vamente Somente nessa situa o devemos pensar em tratar quimicamente o solo O tratamento qu mico tem uma grande desvantagem em rela o ao aumento do n mero d
34. e outras A partir dessa inte gra o novos campos se abriram para a velha e conhecida pneum tica assim como para as pr prias redes de con trole digital Para Vicente importante que a comunidade t cnica entenda essas evolu es da tecnologia pneu m tica e observe como ela tamb m acompanha as evolu es da mec nica e da hidr ulica Temos visto incorpo ra o de v rias fun es da eletr nica complementa Ana Cl udia Fukushiro respons vel pela rea de marketing da Festo Automa o A comunica o eletropneum tica em fieldbus tem mais de dez anos lembra Daniel Ribeiro Gon alves gerente da Divis o Pneum tica da Bosch Rexroth Assim como Vicente ele considera uma evolu o impor tante porque a pneum tica acompanha todas as tecnologias desenvolvidas no ambiente fieldbus o caso das fer ramentas de diagn stico que possibi ltam saber o status de instrumentos pneum ticos Ainda no campo da comunica o a eletropneum tica recentemente tamb m passou a se comunicar em redes de fibra tica Segundo Daniel Gon alves a Bosch Rexroth j possui 12 Mecatr nica Atual n 10 Junho 2003 S rgio Vieira projetos nessa tecnologia que foram empregados na f brica da Audi em S o Jos dos Pinhais PR A eletropneum tica empregada no mercado tanto por usu rios finais como por desenvolvedores de m qui nas e equipamentos De acordo com Vicente ela possui uma rea de
35. funcionava nor malmente A rede do canal B apresentava taxas de erro muito elevadas e praticamente n o havia comunica o Para esta rede obser vei que quando somente as UTRs ou somente os single loops esta vam conectados a rede operava normalmente Constatei que havia alguma incompatibilidade entre o hardware das UTRs e o hardware das single loops e passei a investi gar o motivo de tal fato Para descobrir o que estava ocorrendo reprogramei a placa mestre modbus para interromper a comunica o do canal B e a seguir desconectei todos os dis positivos escravos conectados rede e na sequ ncia conectei um de cada vez Para cada dispositivo conectado media a tens o da linha D para a terra e D para a terra Anotei todos os valores e tamb m fiz a mesma coisa para os dispositivos do canal A Verifiquei que o grupo das UTRs apresentava valores semelhantes de D terra Por m no grupo das single loops a diferen a entre estes valores era maior que 3 V e tipicamente esta diferen a n o pode ser maior que 3 V para equipamentos que est o na mesma rede Comparando com os valores de D terra dos MGESs comprovei que a diferen a do D terra dos single loops era da ordem de 1 V Transferi os single loops para a rede dos MGESs no canal A e todos os dis positivos comunicaram se normal mente Conclus o Apesar do protocolo de comuni ca o de todos os equipamentos ser
36. interfer ncias eletromagn ticas e t picos relaciona dos como componentes blindagem e aterramento E Bibliografia Daryl Gerke e Bill Kimmel EDN The Designer s Guide to Electromagnetic Compatilibity Kimmel Gerke Associates Ltd Osmar Brune projetista de produtos e sistemas da Altus Sistemas de Inform tica Copesul Divulga o NEI Automa o Arquiteturas de Sistemas de Automac o Industrial utilizando CLPs Paulo C de Carvalho Neste artigo faremos uma abordagem sobre os aspectos de comunica o de dados para arquiteturas comumente utilizadas em automa o de plantas de processos industriais empregando Contro ladores L gico Program veis CLPs primeira coisa que dis cutida em um processo de automa o qual a melhor arquitetura para que o sistema atinja as exig ncias de um determi nado projeto Existem v rias formas diferentes de arquitetura que satis fazem as exig ncias do projeto e o fator custo muito importante pois todo projeto tem uma limita o de investimento que j foi previamente aprovada pela diretoria da empresa Fatores como prazo para a conclu s o do servi o e necessidade maior de m o de obra tamb m influem na escolha da melhor arquitetura para o sistema de automa o Assim trata remos aqui de alguns conceitos que devemos levar em considera o na an lise de uma arquitetura N VEIS DO SISTEMA DE AUTOMA O N vel 0 Neste n vel f
37. kcal h m2 C m Algumas literaturas apresentam os 0 0253 0 0185 m 0 0196 0 200 0 0249 0 0259 1 016 1 042 U47 Condutibilidade t rmica de alguns gases valores de condutibilidade t rmica dos v rios gases e na tabela 1 obser vamos a condutibilidade t rmica de alguns gases em valores absolutos K e relativos Kr Note que a condutibilidade t rmica do H lio He e do Hidrog nio H substancialmente maior do que as demais o que torna esse tipo de an lise bastante seletiva Por m deve se ter cuidados principalmente com outros gases misturados na amostra uma vez que como veremos a seguir a mistura de um ou mais gases faz com que a amostra tenha uma altera o da con dutibilidade total CONDUTIBILIDADE T RMICA DE UMA MISTURA GASUSA A condutibilidade t rmica de uma mistura gasosa depende do tipo e da concentra o de seus componentes e pode ser calculada dentro de um desvio m dio de 2 pela seguinte equa o KM Co BHMD onde Km condutibilidade t rmica da mistura Ki condutibilidade t rmica de cada g s ji fra o molar de cada g s Mi massa molar de cada g s PRINC PIO DE OPERA O Essa t cnica consiste em rela cionar a concentra o do g s Indicador e ou amplificador 7 Circuito b sico de medi o componente em an lise com a condu tibilidade t rmica da mistura gasosa Nesse princ pio de opera o uti lizado um circuito de
38. ligados nas fases sobrecarregadas Pode se evitar este tipo de pro blema atrav s de um adequado dimen sionamento dos sistemas de prote o basicamente fus veis retardados M conex o Parafusos quando apertados com torque abaixo do especificado pro vocam o mau contato das conex es que se tornam sujeitas ao aumento da resist ncia de contato levando dis sipa o t rmica nos mesmos conta tos parafusos arruelas e terminais A queima ocorre lenta e gradualmente veja figura 1 com a descolora o vis vel das partes envolvidas Esses defeitos podem ocorrer no circuito de for a ou de comando Manuten es preventivas com reaperto dos termi nais baseados em valores de torque corretos evitam este problema Erro de dimensionamento quanto a categoria de emprego A falta de observa o quanto ao limite de corrente n mero de manobras por hora e valores de corrente conforme a carga estabe lecida uma grande fonte para os mais diversos defeitos em con tatos de contatores do colamento a total danifica o dos contatos passando pela sens vel diminui o da vida til s o os mais diversos efeitos ocorridos pelo desrespeito s categorias de emprego IEC 947 Curto Circuito A soldagem dos contatos cola mento provocada pelo aumento repentino da corrente nos mesmos Em alguns casos pode se ter tran fer ncia de material entre os conta tos fixo e m vel Dimensionando se o fus vel
39. manuten o remota Este ltimo item significa em tese que a Sie G Mecatr nica Atual n 10 Junho 2003 mens pode interferir remotamente no equipamento de uma ind stria Mas tese mesmo Na Suzano Papel e Celulose onde a Siemens fechou contrato global e de interfer ncia no processo funcion rios da contra tada permanecem 24 horas na planta acompanhando todo o processo de produ o Kersten Barth informou que a Sie mens quer ir mais al m com a sua rea de servi os Atrav s do m dulo de redu o do consumo de energia ela quer participar do mercado mundial de redu o de emiss es de poluen tes O mercado nasceu em 1997 e gi Ts Il am EE di Fermann explica imprensa ferramentas de servi o da Siemens conhecido como Protocolo de Kyoto Empresas poluidoras pode r o pagar pela cota de emiss o de poluentes Empresas como a Sie mens poder o receber por projetos apresentados de n o emiss o de poluentes ou por aquilo que deixa ram de emitir A Siemens Engenharia e Ser vice possui oito anos de exist ncia e fatura R 150 milh es no Brasil No mundo fatura US 1 bilh o e possui 28 400 funcion rios Uma ordem do presidente mundial da Siemens visa migrar 50 da receita da empresa para a rea de servi os Lon Works em laborat rio de S o Carlos Coordenado pelos professores M rio Pinotti Jr e Luis Carlos Pas sarini o Laborat rio
40. medi o que opera por compara o consistindo na sua forma mais simples de duas c maras id nticas conectadas nos bra os adjacentes de uma ponte de Wheatstone observe a figura 1 Uma das c maras M a de medi o na qual circular a amostra enquanto a outra c mara R a de refer ncia onde um g s de caracter sticas t r micas constantes pode ser selado ou circular continuamente Esse tipo de arranjo compensa particularmente as varia es de temperatura externa s c maras Quando as duas c maras conti verem o mesmo g s usualmente a c mara de refer ncia preenchida com Nitrog nio N os filamentos aquecidos que transferem calor no sentido das paredes internas das c maras estar o na mesma tempe ratura Dessa forma a ponte estar eletricamente equilibrada levando o amplificador a entender que n o existe g s de interesse na c mara de medi o fazendo com que a indi ca o do analisador seja o in cio da faixa de medi o Bloco de c lula Filamentos de refer ncia Entrada de g s de refer ncia Entrada de amostra 4 Exemplo de c mara Nospostivos WE Se fizermos circular pela c mara de medi o uma mistura que conte nha um g s de interesse por exem plo H em N a temperatura do filamento de medi o ficar menor que a temperatura da c mara de refer ncia pois a condutibilidade t rmica dessa mistura maior que a do N Assim sendo a ponte
41. motor linear da figura 1 mover se basta excitarmos o esta tor desenrolado da mesma forma que faz amos quando este se apresentava em disposi o circular alternando os p los e buscando um alinhamento de opostos entre a parte m vel e fixa Quanto mais r pido alternarmos os p los mais veloz ser o nosso motor A perfeita combina o de frequ ncia de chaveamento e corrente produzir um campo magn tico capaz de asse gurar acur cia e velocidade Para tal sempre em combina o com um motor linear dever vir um conversor est tico CA CC ou CA CA dependendo da tec nologia do motor assim como fazemos hoje com servomotores s ncronos Em m quinas ferramenta o mo delo de motor linear mais usado o de indu o Neste motor a parte m vel chamada de prim rio e construtiva mente an loga ao estator se bem que aqui n o temos uma forma circu lar Observe a figura 2 ao Mecatr nica Atual n 10 Junho 2003 O outro p lo magn tico forte chamado de secund rio figura 3 0 secund rio uma nica pe a setor ou sequ ncia de pe as com n cleo de im s permanentes e acess rios para sua fixa o m quina A disponibilidade comercial do secund rio est em setores de 200 300 ou 500 mm ou at de outras dimen s es dependendo do fabricante O prim rio dever sempre estar comple tamente emparelhado ao secund rio por conseguinte o n mero de setores do secund rio deve ser su
42. o CLP que toma a iniciativa de comunica o mandando para o sistema de supervis o apenas as tabelas de dados onde houve altera o De tempos em tempos o CLP manda todos os dados independen temente de ter havido altera o nos mesmos e esse envio chamado de comunica o para integridade dos dados O sistema de comunica o por mensagens n o solicitadas melhora muito a performance prin cipalmente para meios de transmis s o que tenham baixa velocidade ou sistemas que tenham grande volume de dados A desvantagem de se uti lizar mensagens n o solicitadas que o tempo de desenvolvimento do programa ladder do CLP ser maior aumentando o custo de ser vi os Al m do CLP o sistema de supervis o tamb m dever admitir o recurso de mensagem n o solici tada no seu driver de comunica o e essa caracter stica n o est dispo n vel em todos os drivers de comu nica o Assim resumidamente a caracter stica importante a analisar na rede de comunica o do CLP Naomasa WE para a comunica o entre os CLPs e o sistema de supervis o Disponibilidade no CLP e no driver do Sistema de Supervis o de rede de comunica o Ethernet sendo desej vel para sistemas de grande porte que exista recurso para comunica o por mensagem n o solicitada REDE DE COMUNICA O ENTRE OS CCPS E OUTROS EQUIPAMENTOS Como j foi discutido anterior mente comum em CLPs para con trole industrial a comuni
43. o ambiente para a instala o Qual a situa o da rede de alimenta o Qual o local onde vai ser instalado Ser em um painel Qual o grau de prote o IP necess rio H algum banco de capacitores instalados na mesma rede e as necessidades de interfa ceamento com a opera o supervis o IHM rede de supervis o supervis rio qual o controlador que atua sobre o inversor CLP ou CNC Algumas dicas j podem ser dadas como por exemplo a aplica o de inversores em sistemas de eleva o interessante notar que eventualmente uma ponte rolante ou guindaste pode ser sobre solicitado em termos de res posta de carga O motor sempre res ponder aos limites de sobretorque imposto em muitos casos em at quase 100 Assim o inversor de frequ ncia que acionar este tipo de m quina deve estar preparado para manter o motor nestas situa es cr ti cas Habitualmente dispomos ao sis tema inversor motor a possibilidade de se trabalhar com valores m nimos de 50 de sobre torque o que nos leva a um sobredimensionamento do conjunto motor entre 50 a 150 em algumas situa es por quest es de seguran a A regra n o economizar nesse tipo de aplica o e portanto para n o parar o processo em situa o cr tica pre ciso sobredimensionar o equipamento Quanto de retrofitting de motores para sistemas de eleva o antigos como rotor bobinado motor de an is AC 2 impor um inversor qu
44. onde houver a necessi dade de utilizar o servomotor em con di es de extrema umidade deve se especificar o equipamento com grau de prote o IP65 pr prio para estas situa es 6 Em quais aplica es reco mend vel o uso de servomotores com grau de prote o IP65 Normalmente m quinas ferramen ta e operatrizes ou seja de usinagem em geral utilizam servomotores para deslocamento de eixos mesas e fusos Os processos de usinagem exigem din mica e precis o posi o e rota o mas tamb m necessitam de flui dos refrigerantes em suas ferramentas de corte Este fluido vaporiza se em determinadas situa es da usinagem fazendo com que o ambiente de traba lho do servomotor se torne agressivo em termos de umidade Empresas do ramo aliment cio e de bebidas tamb m t m um alto ndice de umidade nestes casos tamb m aconselhado a utiliza o de grau de prote o IP65 ou maior 7 Para que serve o resolver O resolver um gerador de sinais anal gicos figura 3 que fornece Chapas do estator xy Ra avo Ranhuras para a bobinagem Rotor laminado im s permanentes do rotor Lacunas no rotor E Servomotor em corte Vo E D Mecatr nica Atual n 10 Junho 2003 15 E Manuten o tc Sinal anal gico gerado pelo resolver ao servoconversor a condi o de ava liar a velocidade e o posicionamento do servomotor Seu funcionamento similar ao en
45. por balan o de press o PSA Da mesma forma a tecnologia de membrana de separa o permite uma r pida permea o do oxig nio e do vapor de gua do fluxo de Nitrog nio que atravessa as fibras da mem brana Aplica es de Analisadores de G s Os custos de produ o em uma planta desse tipo s o inicialmente relacionados opera o e energia el trica Entretanto esses custos podem inviabilizar a planta caso as vari veis do processo n o sejam bem controladas Uma alta concentra o de impurezas no Oxig nio por exem plo torna o produto de menor qua lidade e em decorr ncia disso de menor valor no mercado Os ana lisadores de g s t m um papel fundamental nestes processos para garantir a efici ncia e consequente mente a pureza e a qualidade dos Baixa press o Coluna de separa o Nitrog nio Alta l quido Pontos t picos de an lise press o gases produzidos A figura 3 ilustra alguns pontos de an lise que podem ser aplicados neste processo Uma das medi es consideradas em uma planta de fracionamento de ar atmosf rico a concentra o de Hidrog nio no ponto ap s a unidade de remo o de Oxig nio O Hidrog nio introduzido na coluna de Arg nio bruto em excesso e na quantidade determinada pelo c l culo estequiom trico com a finalidade de remover o Oxig nio contaminante nessa fase do processo O excesso de Hidrog nio moni torado para controlar
46. purga reversa back purge do lado externo da membrana de borracha para garantir que os contaminantes atmosf ricos sejam mantidos fora do contato com o diafragma Como em qualquer sistema de an lise os pontos onde pode haver ac mulo de g s zona morta devem ser reduzidos e ou eliminados dimi nuindo se assim o tempo morto da an lise Amostra na fase l quida Existem diversas aplica es em mitindo a vaporiza o de toda a fase l quida incluindo at mesmo os com ponentes que tenham um alto ponto de ebuli o como os hidrocarbone tos Em resumo embora as amostras nesse tipo de processo sejam geral mente limpas e livres de conta minantes s o necess rias algumas considera es especiais principal mente para an lises em baixa con centra o Esses problemas embora n o sejam de dif cil solu o devem ser observados e resolvidos para garantir a confiabilidade da an lise 2 Bibliografia Hauser E A The Application of On Stream Analytical Instrumentation in Air Separation Plants Beckman instruments 1965 Shelley Suzanne Out of Thin Air Che mical Engineering 1991 Hardenburger Thomas Producing Nitro gen at the Point of Source Chemical Engi neering 1992 Analisadores Industriais SENAI Santos B L Costa Neto e C H Brossi 1982 Gilberto Branco Engenheiro de Aplica o da Contech Engenharia Mecatr nica Atual n 10 Junho 2003 49
47. que gera uma ospostivos WE sa da de O V at que uma for a seja aplicada Contudo as toler ncias dos resistores e a tens o mec nica induzida pela aplica o do transdutor gerar o uma ddp inicial Essa ddp pode ser corrigida de duas formas uti lizando se um circuito de ajuste para retornar a sa da a zero ou pode se medir a sa da sem for a aplicada e compensar a diferen a por software At aqui tem sido ignorada a resist ncia el trica do fio de liga o do extens metro o que beneficiou o entendimento dos conceitos apresen tados Por m na pr tica essa atitude pode trazer consigo consequ ncias negativas medi o A figura 7 demonstra uma liga o a dois fios do elemento transdutor Essa liga o acrescenta ao circuito uma resist ncia de 2 ohms no bra o em que o extens metro est conec tado considerando se um fio de 15 m de comprimento e 1 ohm de resist n cia el trica Essa resist ncia el trica do fio de liga o deve ser considerada como Mecatr nica Atual n 10 Junho 2003 55 MED Dispositivos um resistor integrante do circuito Uma Outro fator bastante significativo caracter stica que n o pode ser esque a influ ncia da temperatura Bus cida a influ ncia dessa nova resist n cando elimin la a liga o a tr s fios cia el trica na sensibilidade da leitura A a op o mais recomendada pois perda de sensibilidade pode ser quanti dois dos tr
48. queda de veloci dade em grandes dist ncias deve se a necessidade de considerar os atra sos na transmiss o causados pela indut ncia e capacit ncia do cabo Estes limites s o os m nimos reco mendados pela norma no entanto existem redes que excedem ligeira mente estes valores usando trans ceptores com caracter sticas el tricas ligeiramente alteradas A rede Pro fibus por exemplo pode atingir 12 Mb s a 100 m e algumas redes podem alcan ar dist ncias maiores que 1200 m poss vel tamb m utili zar repetidores para aumentar a dis t ncia m xima Outro limite que pode ser ultrapas sado o n mero de dispositivos por segmento de rede A norma define um valor de imped ncia de entrada para os dispositivos correspondentes a uma Unidade de Carga UL e esta belece que um dispositivo receptor ou transceptor n o pode exceder 1 UL Tamb m determina que um transmis sor deve ser capaz de alimentar uma rede carregada com at 32 ULs mais cabos e termina es Da natural concluir que uma rede RS 485 pode possuir no m ximo 32 dispositivos 52 Mecatr nica Atual n 10 Junho 2003 llaveForm A E jja a e e a Vpessk panl 380 y me EXIT PREVIOUS MES SCREEN SCREEN SCREEN Medi o dos canais A e B em rela o ao GND Forma de onda do sinal diferen cial Todavia essa conclus o n o cor reta Na verdade a carga m xima deve ser de 32 ULs mas se um fabri cante produz disp
49. tem direcionado fortes investi mentos para a rea de software com a compra de v rias empresas Outra estrat gia da empresa investir mais no capital humano interno para ter um diferencial no mercado Hoje a Rockwell possui especia listas por funcionalidade de cada produto Tamb m foram nomeados engenheiros de vendas que coor denam as vendas nacionais por cliente Nesse sentido dois enge nheiros coordenam as vendas nacionais de produtos Rockwell para a Petrobr s e a Companhia Vale do Rio Doce Por ano s o investidos no Brasil US 2 milh es em produto e treinamento O presidente da Rockwell n o soube informar quanto a empresa cresceu na ind stria de processo ap s ter obtido licen a para fabri car produtos na tecnologia Foun dation Fieldbus Temos uma meta que n o pode ser divulgada na par ceria com a Smar Talanskas esquerda ao lado do americano Michael Johnston diretor de Marke ting para a Am rica Latina Ressiu es NNA Soluc coes Problema de comunica o em Rede Modbus RS 485 Paulo C sar de Carvalho Este problema ocorreu em uma rede modbus de uma usina hidrel trica no momento da implanta o da rede em campo Para explicar o que aconteceu vejamos a arquitetura da rede na figura 1 no momento da implanta o em campo do sis tema A rede modbus RS 485 do canal A formada por 9 medidores de grandezas el tricas todos do mesmo fabricante
50. varia o de carga controle de torque com precis o de at 10 e nunca tenha a necessidade de torque em veloci dade zero associado a vantagem de baixo custo e robustez do equipamento ent o o problema se resolve com um inversor escalar A melhora do desem penho ser sentida na utiliza o de malha de realimenta o de velocidade A possibilidade escalar sensorless neste caso deve ser pouco explorada devido ao pobre desempenho da maior parte dos inversores na situa o de carga e varia o da mesma Um inversor vetorial com atua o sensorless uma solu o abrangente para o controle de velocidade e torque de m quinas na maioria das vezes sen o todos os envolvidos pela atua o de um inversor escalar Resposta din mica r pida e precis o de veloci 8 Mecatr nica Atual n 10 Junho 2003 dade de at 0 5 fazem dos equipa mentos dotados dessa tecnologia muito mais atraentes em suas aplica es Na realidade a Unica distin o entre um vetorial sensorless e um com encoder ou outro tipo de realimenta o posi cional est na malha fechada do sis tema e na parametriza o do inversor para a utiliza o da mesma Em muitos casos principalmente em retrofitagem de m quina n o muito f cil adequar um sensor de velocidade no eixo do motor ou outro por ele acionado Em outros o custo de cabos e sistemas gerais para realizar a realimenta o podem invibializar o projeto Na maior parte d
51. F Conjunto b sico para uma solu o com sistema de vis o Mecatr nica Atual n 10 Junho 2003 17 MEIZ Dispositivos Exemplo de um sensor CCD 22x22 do sistema Alguns equipamentos per mitem a desconex o de perif ricos ap s a altera o no programa Entre tanto alguns sistemas requerem o aux lio de um computador auxiliar conectado Durante a escolha do equipamento deve ser observada ainda a facilidade na altera o de par metros quanti dade de programas residentes e quan tidade de caracter sticas poss veis de serem avaliadas em cada programa Como a quantidade de informa o a ser processada muito grande devem existir recursos que permitam uma otimiza o do controlador durante a captura da imagem Um exemplo mostrado na figura 3 onde o inte resse apenas analisar o contorno da pe a Nesse caso o controlador pode detectar bordas ou fronteiras des prezando outras caracter sticas como rea posi o baricentro etc A ILUMINA O Como o sistema de vis o muito r pido e a captura da imagem a ser analisada feita por uma c mera o ambiente mais especificamente a ilu mina o de suma import ncia Som bras e outras interfer ncias podem comprometer a repetibilidade das an lises e tornar o sistema inst vel A ilumina o deve ser criteriosamente analisada em ensaios laboratoriais antes d
52. Motores lineares Aterramento el trico R 485 Interfer ncia RF Ail VAO E DO E 8 DS VASO 1A lAtualil AUTOMA O Industrial de Processos E MANUFATURA Ano 2 n 10 Junho Julho 2003 Brasil R 10 90 Europa 4 30 ms nas aplica es industriais as ervomotores Como Upas 0 TET TT Thr qe ty A Et TA l AN q X y gt na f de Automa o Industrial utilizando CLPs ISSN 1676 0972 AINN 10 WaT N Se o do Leitor Controladores de movimento O crescente aumento do uso de servo acionamentos e inver sores de frequ ncia em m quinas de processos dedicados fizeram surgir os controladores de movimentos que s o equi pamentos desenvolvidos para automa o de m quinas que necessitam de controle de posi o de trajet ria d dade ou torque Not cias Problemas e Solu es Evolu es da Princ pios dos motores lineares Eletropneum tica O motor linear nada mais do que uma massa com propriedades Entenda como a eletropneum tica est se adequando s novas magn ticas que atra da ou repelida por outra e restringida a formas de comunica o em ch o de f brica que em cada andar em trilhos Veja por que apesar de simples no seu funciona novo produto procura acompanhar os avan os que ro mento os motores lineares v m ganhando destaque na mundo da Automa o Industrial es industriais Manuten o de servomotores Aterramento El
53. Na mesma reportagem usu rios americanos de automa o acredi tam que a compra da Intellution pela GE possibilita oportunidades sem precedentes no ambiente industrial Eles vislumbram a oportunidade de comprar sistemas de supervis o completos dentro de um pacote de fornecimento global pela GE A Astrein investe em atualiza o tecnol gica Ap s investir R 1 5 milh o em 2002 a Astrein Engenharia de Manuten o espera obter neste ano um crescimento de 25 Boa parte dos investimentos foram direciona dos para atualizar o Sistema Infor matizado de Manuten o SIM importante linha de neg cios da empresa De acordo com o diretor Mar celo vila Fernandes a primeira vers o do SIM foi desenvolvida em 1986 e ao longo dos anos recebeu diversas atualiza es conquistando uma carteira de mais de 450 clientes dos mais diversos setores alimen tos petroqu mica eletroeletr nica gr fica autope as telecomunica es metalurgia comunica es t xtil farmac utica entre outros A aquisi o de produtos prontos para gerenciamento de manuten o de ativos e a terceiriza o de ser vi os na rea de manuten o era um passo dado exclusivamente por algumas empresas com alto grau de automa o e hoje se dissemina em empresas de pequeno e m dio porte abrindo as portas de um grande mer cado afirma De olho nesse mercado promis sor a Astrein definiu nova linha de neg cios para atuar com servi
54. a o pr tica Se o sistema roda a 300 rpm ent o o motor de passo leva uma van tagem clara Em 300 rpm o HT23 400 tem um torque de 0 99 N m O servo A100 tem apenas 0 32 N m O nico modo de fazer com que o servo con siga ter maior torque acrescentar uma redu o de 3 1 como no sis tema 3 Isso aumenta a sa da de 300 rpm do A100 em 3x Com isso o A100 pode produzir um torque de 0 95 N m quase o mesmo que o motor de passo A tabela 3 compara os valores de torque Mas o sistema 3 custa US 1538 comparado com US 481 do motor de passo Al m disso a redu o apenas faz o pre o do servo piorar Al m disso se o sistema exige qual quer necessidade de alta veloci dade como uma acelera o r pida o A100 com redu o n o pode alcan la O A100 est limitado a 3000 rpm e 5000 rpm de pico Com Servomotores e driver de 100 W A100 Servo Motor A200 Servo Motor 17PN003 Redu o 3 1 Sistema Total LLY Pre o dos componentes e sistemas Pot ncia Cont nua Na Velocidade No Torque LUE Compara o de pot ncia Torque mN m Navcoma o NAA uma redu o de 3 1 da caixa de redu o a velocidade de sa da na carga est limitada a 1000 rpm cont nuos e 1666 rpm de pico Outra solu o para o problema do torque em baixa velocidade empre gar um servomotor maior como o A200 Este deve requerer tamb m um drive maior o BLU200 Si veja tabela 1 para o pre o e figura 4 para
55. a como pr amplificadores Altos n veis de RF t m pot ncia compar vel aos n veis do sinal normal e s o amplificados para os est gios poste riores Por exemplo em certos casos pode se ouvir r dios na faixa do cida d o 27 MHz em aparelhos de tele fone ou amplificadores de udio que funcionam na faixa de kHz e n o na faixa de MHz Em sistemas de controle industrial sensores ana l gicos ex press o temperatura podem sofrer flutua es severas se tais ru dos forem retificados nos est gios anal gicos com baixo n vel de pot ncia Circuitos digitais por outro lado s o mais suscet veis a outros tipos de ru do que n o RFI tais como gli tches no fornecimento de energia ESD e outros fen menos que produ zam pulsos falsos Entretanto com n veis de RF suficientemente altos cir cuitos digitais tamb m podem sucum bir Raramente problemas ocorrem abaixo de 10 V m Todavia devido tend ncia a dimens es reduzidas e tens es de opera o tamb m reduzi das os n veis de imunidade tendem a cair Os sintomas s o comportamen tos bizarros tais como parada dos programas ou corrup o da mem ria A retifica o de RF em circuitos de pot ncia como reguladores nor malmente se mostra atrav s de pro blemas nos circuitos digitais A tens o de alimenta o pode aumentar al m dos limites causando comportamento digital bizarro Ao perceber um pro blema gerado por RF num circuito di
56. a indut ncia Como regra geral um fio circular possui uma indut ncia pr pria de 10 nH por cm Para a maior parte dos fios a reat ncia indutiva predo mina sobre a resist ncia em frequ n cias acima de 10 kHz A 100 MHz a indut ncia reativa diversas ordens de magnitude maior do que a resis t ncia Um meio de reduzir a indut ncia utilizar uma tira met lica larga e grossa ao inv s de um fio circular Em teoria um plano infinito seria o melhor mas do ponto de vista pr tico a rela o de aspecto com primento para largura que importa Uma rela o de 3 para 1 recomen d vel O local mais adequado para ater rar pr ximo dos pontos de entrada e sa da no chassi Esta t cnica ajuda a manter a integridade da blin dagem e minimiza correntes de modo comum no cabo desviando as para o chassi Se voc deve aterrar sua placa num ponto nico fa a o o mais pr ximo poss vel dos conectores de entrada e sa da Esta t cnica geral mente necess ria para sistemas anal gicos nos quais la os de terra de baixa frequ ncia s o um problema s rio Para placas de alta frequ ncia ou digitais aterre em m ltiplos pontos do chassi atrav s de conex es curtas grossas e largas Para placas mistas onde h cir cuitos anal gicos e tamb m digitais voc pode fazer aterramentos m lti plos atrav s de capacitores para ater rar as altas frequ ncias e manter um ponto nico de aterramento para a
57. a aquisi o de sinais de Entrada e Sa da E S convencio nal utilizando cabos multivias que s o conectados ao CLP A figura 2 mostra a arquitetura de n vel O de uma industria de processos com a aquisi o de sinais de E S conven cionais empregando remota conec tada via cabo de rede ao CLP Neste caso h uma diminui o do servi o de liga o el trica uma vez que a remota colocada a mais pr xima poss vel do elemento de campo Ap s digitalizar os sinais a remota disponibiliza uma interface de comu nica o serial para o CLP e basta ent o um cabo de comunica o entre os dois equipamentos 34 Mecatr nica Atual n 10 Junho 2003 N ve 1 CLP s fazem o controle 1 a e disponi 1 N vel O nterface com o N vel 1 CLP s faze e disponi Dilizam os dados do n ve O para o n vel de supervis o cod Rede de comunica o Hemota Aquisi o de E S via remota Na figura 3 apresentada a inter face com o campo utilizando uma remota e a interface via rede serial com equipamentos especiais que dis p em de interface serial Para isso necess rio que o CLP possua canais de comunica o no mesmo proto colo de comunica o desses equipa mentos A tend ncia atual de cada vez mais equipamentos possu rem interface serial de comunica o Por seguran a al m dos dados serem enviados via rede alguns sinais de alarme e condi es de seguran a sinais de seguran a
58. al mas neste caso filtre os antes de passar pela bar reira de blindagem Aqui v o algumas recomenda es sobre blindagem para RF Use uma cobertura met lica com o m nimo de ranhuras Filtre ou aterre todas as penetra es de cabos na blinda gem Mantenha a m xima dimens o das ranhuras menor que 12 mm se voc precisa imunidade at 1 GHz e mantenha os cabos e circuitos cr ticos pelo menos a 5 cm destas ranhuras Voc pode precisar de materiais de veda o gasket mate rials para suas ranhuras portanto projete os chassis para adicionar estes materiais se necess rio TESTES DE IMUNIDADE A RFI Para imunidade a RFI uma norma comercial chave a IEC 61000 4 3 que prescreve campos de 1 a 10 V m numa faixa de frequ ncia de 80 a 1000 MHz Estes s o os testes que s o utilizados pela Comunidade Euro p ia Outras organiza es como a FDA Food and Drug Administration nos Estados Unidos tamb m adotam esta norma Ela recomendada para fabricantes de equipa mentos eletr nicos mesmo quando um n vel obrigat rio n o existe para seus produtos ou mercados Normas diferentes s o utilizadas nos contratos militares MIL STD 461 Estados Unidos e automotivos SAE J1113 CONCLUS ES Este terceiro artigo da s rie sobre EMC EMI abordou problemas de imunidade a RFI analisando de que maneira podem causar falhas e como se pode preveni los Outros artigos desta s rie prosseguir o abordando outros tipos de
59. andado por uma v lvula direcio nal de tr s posi es sendo a posi o de centro fechada para parada intermedi ria a posi o com as setas paralelas deslocando o atua dor para esteira 1 e a posi o com as setas cruzadas deslocando o atua dor para a esteira 2 Foram tamb m instalados amortecedores hidr uli cos nos finais de curso para absor ver o impacto gerado pela in rcia do movimento A regulagem feita por meio do estrangulamento do ar de escape durante o movimento a ser contro lado Neste caso depois de horas com o sistema parado as c maras de ar do atuador que estavam blo queadas pela posi o central da v l vula direcional perdiam press o e no dia seguinte no primeiro movi mento n o havia ar pressurizado nas c maras para permitir a a o da v lvula controladora de fluxo durante o deslocamento de uma esteira para a outra Como resolver isto O sis tema em quest o era comandado por CLP e com uma simples altera o no programa o problema foi solucionado Pedi mais detalhes sobre o funcio namento do dispositivo e fui infor mado que no fim do expediente o atuador rotativo podia ficar parado tanto na esteira 1 quanto na esteira 2 Com base nesta informa o fizemos a seguinte altera o no programa Utilizando um flag de inicializa o contato interno do CLP que ati vado somente na primeira varredura E E S S T T R R A 2 CH possa L R
60. ante o sincronismo de fase mec nica da mesma forma que um conjunto de engrenagens Exemplo de Interpola o Helicoidal A figura 5 ilustra a aplica o em uma m quina impressora de quatro cores No arranjo da esquerda os cas telos de impress o s o acionados por um eixo nico que distribui o movimento para cada castelo atrav s de engrenagens O motor de aciona mento nico e como a transmiss o de movimentos mec nica existe um perfeito sincronismo entre os castelos de impress o No arranjo da direita os eixos e engrenagens foram substitu dos por servomotores acionados por um Con trolador de Movimentos Esse arranjo chamado de Sha tless pois eli mina o eixo nico reduzindo a com plexidade de constru o da m quina e permitindo maiores velocidades de opera o A fun o de engrenagem eletr nica permite ainda alterar o valor de engrenamento eletronicamente como Redutore v gt Castelo Castelo Castelo Castelo 1 2 3 4 tamb m avan ar ou atrasar a fase de um dos servomotores permitindo f cil ajuste das cores de impress o CAME ELETR NICO Esta fun o permite criar um movi mento complexo sincronizado a um movimento de refer ncia externo A figura 6 apresenta o arranjo mec nico t pico onde um motor aciona atrav s de um redutor um came mec nico que por sua vez aciona um mbolo produzindo um movimento horizontal de acordo com o formato externo do came A ut
61. ariam sensi velmente de um modelo para outro devido s diferen as entre as geo metrias do circuito magn tico forma do dente for a do m air gap por exemplo Os drivers standard como o 3540i s o vendidos para diferentes consumidores e podem ser usados com motores diferentes Isso signi fica que o projetista deve calcular as tabelas de passo para um motor m dio o que pode afetar a agudeza e a precis o de funcionamento Para poder desenhar uma curva comparativa programamos os siste mas 1 e 2 para passos vagarosos quando acoplados a um encoder ptico de alta resolu o As leituras do encoder foram com paradas com a posi o ideal do motor de tal forma que o erro pode ser cal culado Usamos a op o de encoder do 3540i para conectar um encoder de 120 000 cont ver a um PC para coletar os dados Os resultados est o plotados nas figuras 5 e 6 O sistema com motor de passo tem um padr o cil ndrico que se repete quatro vezes por ciclo el trico 200 vezes por rota o do eixo Isso sugere que as tabelas de passo do drive podem ser ajus tadas para compensar os erros Em situa es especiais os fabrican tes algumas vezes fornecem tabelas especiais para determinados tipos de motor de modo a se obter a perfor mance tima na aplica o neste ponto onde o feedback til O driver sabe se o motor est fora de posi o e pode corrigir isso Nascoma o WU Mas mesmo os servos n o
62. ativo Al m disso existem muitos par metros de realimenta o e exci ta o que t m de ser usados nos c lculos Os sistemas de motores de passo s o populares n o apenas pelo baixo custo mas tamb m por que eles s o simples de entender e empregar Existem limites para todos os siste mas de controle de servos Um deles a rela o de in rcia Tradicional mente os fabricantes dos drives de servos recomendam um limite de 10 1 para a rela o carga in rcia do motor Muitos drives modernos podem manu sear maiores rela es especialmente com comuta o senoidal e recursos de feed forward Mas os limites ainda se aplicam O sistema 2 com uma carga de 2000 g cm deve ter um casamento de in rcia de 2000 41 47 ou 47 6 1 Isso pode afetar a estabili dade 35401 BLU100 Velocidade HT23 400 Si A100 10 rpm 25 3 300 rpm 25 12 1800 rpm 65 48 u Ripple de Velocidade 24 Mecatr nica Atual n 10 Junho 2003 A adi o de caixas de redu o ajuda consideravelmente porque a in rcia da carga quando refletida para o motor atrav s das engrenagens proporcional ao quadrado da taxa de redu o Uma caixa de redu o de 3 1 reduz a velocidade do motor em 3x e reduz a in rcia refletida em 9x Assim o sistema 2 de motor A100 v uma in rcia de carga de 2000 9 222 g cm A rela o deve ser 222 42 5 3 1 o que excelente O motor A200 tem um tamanho maior do que o A100 assim sua in r
63. blicidade Eduardo Anion Gerente Ricardo Nunes Souza Carla de Castro Assis Melissa Rigo Peixoto Conselho Editorial Alexandre Capelli Juliano Matias Newton C Braga Colaboradores Alaor Mousa Saccomano Augusto Ottoboni Carlos Henrique C Ralize Gilberto Abr o Jana Filho Gilberto Branco Jeff Kordik Jos Ricardo da Silva M rio S rgio Di Grazia Osmar Brune Paulo Cesar de Carvalho Paulo Eduardo Pansiera Ronei Rosseti S rgio Vieira Wendell de Queir z Lamas Foto da capa sala de controle da PQU ASSINATURAS www mecatronicaatual com br Fone Fax 11 6195 5335 Atendimento das 8 30 s 17 30 h Impress o W Roth Distribui o Brasil DINAP Portugal Midesa MECATR NICA ATUAL ISSN 1676 0972 uma publica o da Editora Saber Ltda Reda o administra o edi es anteriores publicidade e correspond ncia R Jacinto Jos de Ara jo 315 CEP 03087 020 S o Paulo SP Brasil Tel 11 6195 5333 Empresa propriet ria dos direitos de reprodu o EDITORA SABER LTDA Associado a ANER Associa o Nacional dos Editores de Revistas ANATEC Associa o Nacional das Editoras de Publica es T cnicas Dirigidas e Especializadas ANATEL TA EL Eder GER ER Ela Eb E www anatec org br Editorial Aberta a temporada de eventos Come ou a temporada de feiras e eventos no Brasil sobre auto ma o industrial H encontros para todo o tipo de p blico desde os eng
64. boramos uma pequena e sim ples tabela para um apoio inicial a manuten o S o dados gen ricos pois cada fabricante tem seu pr prio sistema construtivo arranjo de projeto e c digos de falhas O fundamental se ter no o de onde pode ocorrer o erro tabela 1 Erros e defeitos CONCLUS O Os aspectos de defini o e aplica o de inversores de frequ ncia para acionamento de motores de indu o assincronos trif sicos Ml s o consi deravelmente extensos e detalhistas A experi ncia nos mostra que nunca um caso igual a outro O objetivo deste artigo chamar a aten o do leitor de Mecatr nica Atual para alguns dos muitos detalhes interessantes quanto a aplica o de inversores N o abor damos ainda os acess rios do sis tema como IHM rede de comunica o entradas e sa das digitais anal gicas etc Para um futuro pr ximo artigos que abordem os procedimentos de manu ten o estudos de casos de aplica o e resolu o de defeitos em campo e em bancada ser o produzidos Para quest es mais urgentes mande nos um e mail para a Se o do Leitor m Alaor Mousa Saccomano professor do depar tamento de Engenharia da UNIP Campus Alpha ville e diretor da MAC TREIN Consultoria e Treinamento S C A parametriza o de rampa S suaviza os modos de acelera o e desacelera o
65. btenha uma an lise precisa e confi vel As aplica es em analisadores em uma planta de separa o de ar atmosf rico n o s o diferentes Embora os pontos a serem ana lisados sejam limpos e praticamente livres de contaminantes h diversos outros fatores importantes que caso sejam ignorados podem acarretar em s rias falhas na an lise Amostra na fase gasosa Usualmente uma amostra na fase gasosa tem a seguinte sequ ncia Filtragem inicial Controle e redu o da press o Transporte da amostra at o ana lisador Chaveamento da amostra quan do aplicado Controle de amostra by pass Chaveamento de amostra g s de calibra o quando aplicado Filtro final An lise Nesse tipo de processo onde muitas an lises s o feitas em baixas concentra es parte por milh o ppm deve ser dada uma aten o especial para que seja evitada uma contamina o da amostra que pode ser facilmente causada pela absor o pelos componentes analisados de contaminantes existentes no pr prio sistema de amostragem Outra fonte de erros pode ser a difus o dos componentes do ar atmos f rico atrav s de tubos ou outros materiais pl sticos ou de pequenos vazamentos no sistema Estes problemas podem ser minimizados utilizando se materiais n o adsorventes n o quimicamente ativos O a o inoxid vel tipicamente o melhor material para an lises com baixa umidade A manuten o de
66. ca o com v rios equipamentos inteligentes do ch o de f brica remotas inversores de frequ ncia controladores locais especializados e interfaces homem m quina locais Sendo assim funda mental que na especifica o desses equipamentos se leve em conta a quantidade de canais seriais de comu nica o que devem estar dispon veis informando o protocolo de comunica o profibus ou modbus por exem plo e o meio f sico da comunica o RS 232 RS 485 ou ptico A seguir exibimos na figura 5 uma arquitetura t pica do n vel O e 1 de um sistema de automa o Observar as v rias redes de comunica o Rede ethernet industrial entre os CLPs e o n vel 2 sistemas de supervis o rede de comunica o entre o CLP e equipamentos inteligentes remotas e controladores locais especializados e entre o CLP e IHM locais CONCLUS O Neste artigo analisamos o n vel O n vel de aquisi o de sinais de campo e o n vel 1 n vel comunica o entre CLPs e o sistema de super vis o da arquitetura dos Sistemas de Automa o Esperamos ent o que o leitor possa analisar esses aspectos na escolha da melhor arquitetura para um sistema de automa o No pr ximo artigo abordaremos os demais n veis da arquitetura de um sistema de automa o m Paulo C de Carvalho gerente de Engenha ria da Altus Campinas Mecatr nica Atual n 10 Junho 2003 325 NEI Automa o Pnn Bill Anel pti
67. cebidos no dia a dia das pessoas os exten s metros e as montagens para medi o das for as por eles mensur veis ganham sua import ncia quando h necessidade de medi es de grandes massas ou monitoramento de estrutu ras em constru o ou em restaura o face a sua confiabilidade precis o e sensibilidade a Wendell de Queir z Lamas professor da Universidade de Taubat especializado em inform tica industrial em instrumenta o e em an lise num rica Caracter sticas Boa F cil de implementar mas deve utilizar uma c lula de carga espelhada para compensar as varia es de temperatura Tamb m responde tens o de dobra Melhor Tem a varia o na temperatura compensada mas sens vel s tens es de dobra Melhor Rejeita as tens es de dobra mas n o compensa as varia es de temperatura Deve utilizar uma c lula de carga espelhada para compensar as varia es de temperatura A melhor Maior sensibilidade e compensa ambos temperatura e tens o de dobra Boa F cil de implementar mas deve utilizar uma c lula de carga espelhada para compensar as varia esde temperatura Tamb m responde tens o axial Melhor Rejeita a tens o axial e compensa as varia es de temperatura A melhor Rejeita a tens o axial e compensa as varia es de Completa 2 P KA ptni temperatura Tem maior sensibilidade tens o de dobra Boa As c lulas de carga podem ser
68. cia Bibliogr fica Mecatr nica Industrial Alexandre Capelli 2002 Editora Saber Ltda Este livro pode ser adquirido pela Internet no site www editorasaber com br ou pelo tele fone 11 6195 5338 Mecatr nica Atual n 10 Junho 2003 WE ME Dispositivos Analisadores por condutibilidade t rmica Gilberto Branco A an lise por condutibilidade t rmica ou condutividade t rmica permite determinar a concentra o de um g s em uma mistura gasosa A an lise consiste em medir a condutibilidade t rmica da amostra relacionando a com a concentra o do componente no g s em an lise Essa t cnica muito utilizada atualmente para determinar a concentra o de H Hidrog nio em uma amostra mbora seja uma an lise quan titativa uma vez que o de tector como veremos na se qu ncia n o consegue determinar qual g s est sendo analisado e sim o quanto de calor transferido do fila mento para o g s trata se de uma t cnica com grande velocidade de res posta e de f cil adapta o no controle e supervisionamento de processos Por essas raz es e tamb m devido ao relativo baixo custo do equipamento esse tipo de analisador muito empre gado na an lise de gases industriais Alguns conceitos fundamentais que foram utilizados no desenvolvimento dessa t cnica s o Calor que a energia t rmica que se transfere de um corpo para outro ou entre as partes deste quando houver
69. cia el trica em resposta tens o mec nica aplicada por m tanto o transdutor quanto a amostra sofrem varia es em fun o da temperatura a que est o expostos Os fabricantes desses apa relhos processam os materiais de forma a diminuir tal sensibilidade s varia es t rmicas Para a efetiva leitura da for a aplicada sobre um transdutor faz se uso de um circuito amplamente utili zado em medidas el tricas a Ponte de Wheatstone conforme mostra a figura 3 Consiste em excitar se com uma tens o el trica ddp um arranjo de 4 quatro resistores e em um par de pontos espec ficos do arranjo dife rente dos pontos nos quais a ddp est sendo aplicada ao circuito mede se o quanto desse valor foi transferido sa da Normalmente a tens o el trica na sa da zero ponte em equil brio ou balanceada assim qualquer mudan a Marcas de alinhamento Comprimento da rea ativa lira de soldagem C lula de carga padr o extens metro sobre estrutura met lica c Ponte de Wheatstone Medida sob tens o F Ro AR E 8 a Medida sob compress o Ro AR Circuito de Meia Ponte em alguma das resist ncias el tricas proporciona uma altera o nesse valor em raz o direta a sua pr pria varia o Partindo desse princ pio de funcio namento as medi es da for a apli cada a uma superf cie s o realizadas substituindo se um ou mais resistores da Ponte de W
70. cia tamb m maior A rela o de in r cia do A200 com uma carga de 200 g cm de 2000 200 10 1 Servos t m ainda vantagens adi cionais em rela o aos motores de passo devido a sua natureza de closed loop Por exemplo a cor rente pode ser monitorada como uma medida da carga Se o sistema sofrer carga o atrito e a corrente aumentam Um sistema de servo pode detectar isso e alertar o operador de manuten o velocidade instant nea e erros de posi o tamb m podem ser infor mados Al m disso um servomotor pode ser desligado enquanto o enco der permanece ligado Dessa forma se o operador movimentar a carga o drive ainda continua sabendo onde ela se encontra Os servos podem ser operados no modo de torque o que til em aplica es tais como a veda o de garrafas coloca o de parafusos e tensiona mento de fios Os motores n o podem manusear aplica es onde se neces sita de torque constante Os servos podem ser sobre exci tados de modo a aumentar o torque Eles podem suportar tipicamente cor rentes at 3 vezes maiores que a corrente nominal de modo a ajudar a vencer varia es inesperadas de carga ou para se obter uma acelera o r pida POSICIONAMENTO FINO Devido ao fato de que eles empre gam realimenta o e loops sofisti cados de controle os servos bem ajustados operam de uma forma mais fina do que os motores de passo Eles possuem menor varia o de torque e
71. cionamento e interpola o em simples comandos de programa o Inicialmente destinados s m quinas de maior grau de complexidade atual mente estes controladores pela sua razo vel redu o de custos j s o uti lizados em um n mero cada vez maior de m quinas e equipamentos redu zindo custos de produ o e permitindo ampliar a produtividade e qualidade das m quinas e linhas de produ o m M rio Sergio Di Grazia engenheiro de aplica o da Yaskawa El trico do Brasil Mecatr nica Atual n 10 Junho 2003 39 NEI Recroficeino Princ pios dos motores fneares em trilhos o dinear LA mais do que uma massa com propriedades aN que atra da ou repelida por outra e restringida a andar TEF ams MOTORES LINEARES EM M QUINAS FERRAMENTA mesma for a magn tica que faz um rotor de um motor convencional girar a respons vel pela propuls o em um motor linear O princ pio o mesmo ou Seja tome um motor comum de corrente cont nua e desenrole o esta tor com o mostra a figura 1 O efeito produzido pelo eixo que conhecido como torque produto da for a pela dist ncia do centro do rotor at a cir cunfer ncia m dia do estator passa agora a uma nica grandeza que a for a tangencial A pot ncia que no motor com rotor calculada pelo produto do torque pela rota o no motor linear calcu lada pelo produto for a x velocidade m dia Para fazer o
72. co Remota redundante E Rail Hub Fibra ptica Par tran ado Supervis o remota Comunica o remota com outra unidade R H Rail Hubs Inversores de frequ ncia Bloco de v lvulas TM CITE MGE N vel O Arquitetura de sistema de automa o 36 Mecatr nica Atual n10 Junho 2003 Controladores de movimento M rio Sergio Di Grazia A revolu o industrial foi sem d vida um marco inigual vel na hist ria moderna A produ o artesanal dependente da habilidade individual deu lugar produ o em massa reduzindo os custos de produ o elevando a qualidade e permitindo o acesso a bens de con sumo e bens dur veis a uma parcela cada vez maior da popula o A automa o de m quinas e equipamentos a for a propulsora da ind stria moderna Este artigo visa ilustrar o funcionamento b sico dos Controladores de Movimento e sua contribui o ao desenvolvimento da ind stria em geral crescente aumento do uso de servo acionamentos e inversores de frequ ncia em m quinas de processos dedi cados fez surgir os controladores de movimentos agregando caracte r sticas de controladores num ricos computadorizados CNCs com as mesmas fun es e a facilidade de pro grama o de um controlador l gico program vel CLP Os controladores de movimentos figura 1 s o equipamentos desen volvidos para automa o de m qui nas que necessitam de controle de posi o
73. coder digital com a van tagem de resistir melhor s vibra es alta temperatura e umidade 8 Resolver quais os defeitos mais comuns O que pode provo car um destes defeitos O Resolver um dos geradores de sinais mais resistentes tanto em sua mec nica quanto em sua estru tura el trica Normalmente os defeitos mais comuns s o oriundos de proble mas na liga o entre o servomotor e o servoconversor Invers o dos canais de sinal A B Cabo de sinal inadequado impe d ncia muito alta Deslocamento do ponto zero do resolver este acontece quando pes soal n o habilitado retira o resolver na desmontagem do servomotor nunca retire o resolven 9 Como medir a resist ncia do servomotor O servomotor tem alimenta o tri f sica fornecida pelo servoconversor e pelo princ pio de funcionamento de motores trif sicos quaisquer h a necessidade de um balanceamento entre suas fases Este balancea mento faz com que o valor de resis t ncia entre as bobinas do servomotor possua valores de resist ncia bem pr ximos entre si A medi o reali zada sempre entre duas fases e atra v s de um ohm metro 10 Como identificar a liga o do motor quando h perda da placa de bornes ou danos O ideal e tamb m mais r pido atrav s da compara o com a liga 16 Mecatr nica Atual n 10 Junho 2003 sa LLL j fere O o de um servomotor similar e ap s
74. cons tru dos para suportar V variando entre 7 e 12 V Essa diferen a ocorre porque os circuitos A e B por n o for marem um oop de corrente t m seu retorno absorvido pelo terra Diferen as de potencial de terra podem pro vocar esta diferen a que na norma definida como Vo EM redes muito longas esta tens o pode exceder os limites de seguran a podendo inclu sive causar a queima dos circuitos tranceptores Um fato pouco conhe cido que um terceiro condutor pode ser usado para refer ncia de tens o como exemplificado na figura 4 Se houver a necessidade de fazer essa equaliza o devemos utilizar um cabo com tr s condutores e interligar o ter ceiro condutor ao pino signal GND Al m disso devemos desacoplar esse condutor do terra pela utiliza o de NEletr nica Wai acy Composi o da tens o de modo comum Vw em um canal RS 485 um protetor contra surtos capaz de absorver sobretens es e descargas atmosf ricas Este tipo de instala o no entanto n o muito comum e na maioria dos casos o retorno pelo terra suficiente O outro componente importante da tens o em modo comum a tens o de ru do Vios Normalmente os cabos empregados em redes RS 485 s o pares tran ados Neste caso pode mos considerar que a tens o de ru do ser induzida igualmente em ambos os condutores como mostrado na figura 3 Por ser somada igualmente aos dois condutores o diferencial Vos relativo ao r
75. d vel a utiliza o do proce dimento para equipamentos de tecnologia da informa o onde o valor hmico do terra inferior a 5 Q e o sistema equipotencial Ora notem que n o estamos con templando EMI funcionalidade dos sistemas de comunica o RS 232 RS 485 etc entre outros fatores que influenciam o bom funcionamento do sistema Isso significa que al m de cumprir as normas o t cnico deve escolher qual solu o a melhor visto que o equipamento deve oferecer mais do que seguran a Seguran a ali s n o diferencial mas sim obriga o Somente pode mos consider la como tal quando ela vier acompanhada de boa per formance rela o custo benef cio e confiabilidade A seguir trataremos dos tr s tipos mais comuns de aterramento utili zados na ind stria e devidamente normalizados O sistema IT n o foi abordado tendo em vista sua restri o de uso TIPOS DE ATERRAMENTO Os tr s sistemas da NBR 5410 mais utilizados na ind stria s o A Sistemas TN S Notem pela figura 1 que temos o secund rio de um transformador cabine prim ria trif sica ligado em Y O neutro aterrado logo na entrada e levado at a carga Paralelamente outro condutor identificado como PE utilizado como fio terra e conectado a carca a massa do equipamento B Sistema TN C Esse sistema embora normali zado n o aconselh vel pois o fio terra e o neutro s o constitu
76. dade para os quatro sistemas com uma carga de 400 Eles tamb m proporcionam informa es sobre a velocidade Os sistemas de motor de passo tamb m podem empregar um encoder para realimen ta o mas n o da mesma forma BLU100 Si 48V A100 com redu o de 3 1 BLU200 Si 48V A200 3540i 42V HT23 400 BLU100 Si 48V A100 Tempo para velocidade 300 rpm 1800 rpm 3000 rpm 7 880 132 387 501 467 20 186 121 118 200 473 10 874 65 245 107 992 L Acelerando uma carga maior Mecatr nica Atual n 10 Junho 2003 23 MNE Automa o De fato o 3540i pode utilizar um enco der como op o Sistemas baratos de motores de passo baseados em enco der n o s o usualmente servos mas pode se verificar que o motor n o se paralisa ou sofre interfer ncias na posi o desejada por uma for a externa Os sistemas de servo ajustam constantemente os sinais de comando baseados em realimenta o do motor Isso permite aos servos superarem dist rbios inesperados e serem automaticamente compensa dos contra resson ncia Eles s o efi cientes usando apenas a energia que a carga precisa para ser movida E s o tamb m geralmente silencio sos dada a dist ncia entre a resso n ncia e o uso eficiente da pot ncia Mas os servos precisam ser ajus tados para o loop de controle e as condi es de carga Um sistema t pico de servo usa um oop de posi o PID Proporcional Integral Deri v
77. de jardim Sua conex o torneira e tamb m entre a mangueira e a conex o s o t o importantes como o material da man gueira em si A melhor mangueira do mundo vaza se a conex o n o boa O mesmo acontece com cabos e conectores para problemas de RFI Seguem se algumas reco menda es Use blindagem de alta qualidade acima de 10 MHz Acima desta fre q ncia fugas tendem a ocorrer atra Mecatr nica Atual n 10 Junho 2003 TE AY Energia v s da blindagem Neste caso deve se utilizar malhas de alta cobertura ou malhas sobre folhas met licas Somente folhas met licas poderiam ser utilizadas mas uma ruptura pode ria provocar fugas portanto malhas sobre folhas s o prefer veis Use conectores de alta quali dade Este conselho bom para qual quer freq ncia mas particularmente acima de 10 MHZ O objetivo prover cobertura de 360 na jun o entre a blindagem do cabo e o chassi do equipamento Cada jun o n o deve oferecer fugas blindagem do cabo ao conector conector a conector e conector ao chassi Se n o poss vel blindar filtre Para cabos que transportam sinais de at 1 MHz filtragem pode ser utilizada normalmente ao inv s de blindagem A 1 MHz o comprimento de onda de 300 m portanto a maior parte dos cabos n o funciona como boas antenas A filtragem mesmo assim necess ria para evitar que frequ n cias mais altas entrem ou saiam do sistema atrav s dos
78. de ser encontrado nos mais variados tipos de processos industriais tais como fracionamento do ar alto forno conversor s ntese do amon aco e fornos determina o de contaminantes etc A seguir des creveremos um exemplo de aplica o para an lise on line utilizado em uma planta de fracionamento de ar Introdu o Uma planta de fracionamento de ar normalmente separa os compo nentes do ar atmosf rico em tr s componentes gasosos puros Nitro g nio N Oxig nio O e Arg nio Ar Os outros componentes do ar atmosf rico tais como vapor de gua Di xido de Carbono CO e os hidrocarbonetos s o contaminantes e devem ser removidos para garantir a seguran a a efici ncia de opera o da planta e a pureza qualidade do produto Princ pio de Opera o Geral de uma Planta de Separa o de Ar Atmosf rico Existem tr s tipos de tecnologias b sicas que permitem a separa o do ar atmosf rico em componentes puros Esses processos incluem Fracionamento por criogenia Adsor o por balan o de pres s o PSA Membrana de separa o O baixo custo e a facilidade de produ o por m com perda da as Mecatr nica Atual n 10 Junho 2003 pureza tem tornado esta nova tecno logia processo n o criog nico mais atrativa As peneiras moleculares t m a capacidade de adsorver mol culas de g s para separar o Oxig nio do Nitrog nio usando a tecnologia de adsor o
79. diferen a de temperatura Transfer ncia de calor que pode ocorrer de tr s modos diferentes Con du o Convec o e Radia o E independentemente do processo o calor se propaga espontaneamente de um ponto de maior temperatura para outro de menor temperatura CONDUTIBILIDADE T RMICA Em 1822 Fourier definiu que em regime estacion rio o fluxo calor fico em um material homog neo dado pela equa o p KP g onde o fluxo calor fico K coeficiente de condutibilidade a6 Mecatr nica Atual n 10 Junho 2003 t rmica em kcal h m C m S rea da sec o transversal em m 0 diferen a de temperatura em C e espessura em m Como podemos observar o fluxo calor fico depende n o apenas das dimens es f sicas e diferen a de tem peratura mas tamb m de uma carac ter stica f sica pr pria do meio onde se processa a transfer ncia de calor que a condutibilidade t rmica Define se ent o condutibilidade t rmica como a capacidade da mat ria de conduzir calor com menor ou maior facilidade Metano Mon xido de carbono Nitrog nio Oxig nio CONDUTIBILIDADE T RMICA DOS GASES A equa o que determina a con dutibilidade t rmica dos gases em rela o ao ar atmosf rico ne K ir AF onde Kr condutibilidade t rmica rela tiva do g s K condutibilidade t rmica do g s em kcal h m2 C m K condutibilidade t rmica do ar em
80. e Cu sobre os mesmos Continuare mos nossa an lise observando os principais defeitos encontrados em contatos Subtens o ou intermit ncia de alimenta o na bobina Na ocorr ncia de tens es baixas ou varia o dos valores nominais de alimenta o provoca se a diminui o da capacidade de atracamento do contator Com o enfraquecimento da a o de contato entre os conta tos fixos e m veis devido falta de for a magn tica na bobina h uma acentuada eleva o das correntes do circuito de for a do mesmo pro vocando a queima dos contatos Erros de dimensionamento ca bos muito longos e problemas de distribui o s o constantes causas deste defeito Figura 1 Queima de terminal mal conectado Danifica o da parte externa do contator Queima do terminal mal conectado 10 Mecatr nica Atual n 10 Junho 2003 Sobretens o e impulsos de tens o Muitas vezes t m se nos circuitos e redes varia es de tens o em alguns casos ocasionadas por baixo fator de pot ncia mas na maioria das vezes por oscila es e picos de tens o Essas varia es provocam no circuito de for a sobrecorrentes que supera quecem os contatos levando conse quentemente queima dos mesmos Falta de fase Se ocorrer falta de uma das fases do motor energizado por um contator ele tender a continuar seu movi mento provocando a sobrecarga das fases restantes e a consequente queima dos contatos
81. e qu ncia alguns cuidados devem ser tomados quanto a rede de alimenta o Sistemas de prote o e secciona mento interfer ncia eletromagn tica e blindagem cabos e aterramentos local de instala o e grau IP Os aspectos de carga x desem penho estabelecer o as informa es cruciais para a escolha do tipo de inversor escalar ou vetorial e do tipo de controle com ou sem malha de realimenta o no processo Al m disso quesitos como a inte ra o do sistema inversor com o res tante do processo ou m quina isto como o equipamento se comunica com os demais equipamentos presentes ou como as informa es do inversor s o repassadas ao operador supervisor as interfaces IHMs necess rias o grau de compacta o do equipamento e o sis tema de frenagem quando necess rio tamb m devem ser especificados pelo engenheiro ou t cnico que deseja efetuar uma correta e eficiente aplica o de inversor no controle de motor de indu o Um ponto pouco discu tido principalmente por ser encarado apenas como aspecto comercial mas que gera dor de cabe a aos t cnicos envolvidos a assist ncia t cnica do equipamento Certificar se que a mesma possui compet ncia e efici n cia atendimento r pido e confi vel t o importante quanto o tipo de inver sor que ser aplicado Outras op es valiosas a se con siderar na instala o se d o quanto qualidade de energia das mesmas s
82. e j existem problemas como fator de pot ncia e fator de distor o ou ainda se h bancos de capacitores para cor re o de fator de pot ncia j instala dos Neste caso cuidados especiais devem ser tomados pois os inverso res s o cargas n o lineares que nor malmente resultam em piora para a atua o de capacitores de corre o E n o esque amos do que b sico tens o da rede frequ ncia da rede local de instala o Sistemas de prote o espec ficos fus vel ultra r pido e sensores compatibilidade com o motor a ser acionado pot ncia tens o de ali menta o frequ ncia nominal ENTENDENDO MELHOR A APLICA O DETALHANDO O INVERSOR A primeira abordagem para a apli ca o de um inversor de frequ ncia n o est no pr prio equipamento ou no motor mas sim na carga figura 1 As considera es devem ser feitas a partir das necessidades e caracter s ticas pr prias da carga A velocidade da carga seu torque como se processa a acelera o da mesma ciclo de traba lho pot ncia requerida curva de torque x velocidade rendimento e momento de in rcia s o algumas das informa es que devem ser respondidas pelo engenheiro ou t cnico que ir especifi car o equipamento de controle de velo cidade torque Muita informa o j deve estar dispon vel pelo pr prio motor el trico que j est instalado sobre a carga se o processo for um retrofitting Mas se
83. e hastes pois a terra aos poucos absorve os ele mentos adicionados Com o passar do tempo sua resist ncia volta a aumen tar por conseguinte essa alternativa deve ser o ltimo recurso ala7 Mecatr nica Atual n 10 Junho 2003 Temos v rios produtos que podem ser colocados no solo antes ou depois da instala o da haste para diminuir mos a resistividade do solo A Bento nita e o Gel s o os mais utilizados De qualquer forma o produto a ser empregado para essa finalidade deve ter as seguintes caracter sticas N o ser t xico Deve reter umidade Bom condutor de eletricidade Ter pH alcalino n o corrosivo N o deve ser sol vel em gua SEQU NCIA DE TRATAMENTO QU MICO DO SOLO Buraco com 50 em x 50 cm Mistura com 50 de terra e 50 de gel Mistura pronta dentro do buraco Adi o de 25 litros de gua Misturar Fim do tratamento Preenchimento com terra Uma observa o importante no que se refere instala o em baixa tens o a proibi o por norma de tratamento qu mico do solo para equipamentos a serem instalados em locais de acesso p blico colunas de sem foros caixas telef nicas contro ladores de tr fego etc Essa medida visa seguran a das pessoas nesses locais IMPLICA ES DE UM MAU ATERRAMENTO Ao contr rio do que muitos pensam os problemas que um ater ramento deficiente pode causar n o se limitam apenas aos aspect
84. e isso provocar falha de comunica o entre o CLP e a remota Esse tipo de conex o atende a maioria das necessidades se a blin dagem do cabo el trico em RS 485 for bem aterrada e se este cabo for passado em eletroduto galvanizado aterrado e ainda for escolhida uma trajet ria para o cabo de forma que passe longe de cabos de alta tens o e fontes de ru dos el tricos Entretanto quando o ambiente possui muito ru do el trico como por exemplo local com m quinas com solda por indu o subesta es e usinas de energia etc aconse lh vel a utiliza o de fibras pticas Outra vantagem da fibra ptica que a velocidade n o diminui com a dis t ncia como no caso do cabo el trico Para conex es longas acima de 100 metros ou quando o ambiente possui campo el trico muito intenso a fibra torna se indiscutivelmente a melhor solu o de meio de transmiss o E se a cabe a remota falhar vou perder todos os sinais que estou aquisitando Navcoma o WE A resposta sim Neste caso se o tempo de manuten o para troca da cabe a remota da ordem de 1 ou 2 horas n o puder ser tolerado alguns fabricantes oferecem a pos sibilidade de redund ncia na cabe a remota A troca da cabe a defeituosa feita automaticamente pelo equipa mento chamado de troca tipo hot stand by A remota tamb m pode fazer intertravamento At aqui vimos duas possibilida des fazer a aquisi o via cabo con
85. e possibilite pelo menos 100 de sobretorque impres cind vel al m de utilizar malhas fecha das neste controle de velocidade ESCALAR OU VETORIAL H alguns anos o dom nio da tec nologia escalar impedia de certa forma uma vis o mais abrangente dos processos de controle de velocidade torque em m quinas trif sicas de indu o Fazer um motor AC trif sico variar sua velocidade conforme a necessi dade do processo sem ter de se pre ocupar com os limites de velocidade de um coletor nem com desgaste de escovas ou cuidados com o campo de excita o j era um grande avan o Quem j trabalhou com m quina de corrente cont nua conhece os proble mas como o disparo por falta de campo perdendo o campo em uma MCC perde se a refer ncia de con trole e acontece o fen meno denomi nado disparo com perda de torque e aumento impulsivo da velocidade do motor levando o em alguns casos destrui o Da a necessidade de cons tante monitoramento sobre a corrente do campo de excita o Mesmo assim em sistemas onde o controle de veloci dade ocorre em uma faixa entre 10 a 150 da velocidade nominal apli car inversor em modo escalar a solu o mais vi vel quando se considera desempenho e custo O controle de velocidade mantendo o fluxo estat rico V sobre f ou Volts Heriz ou ainda por observa o de Mecatr nica Atual n 10 Junho 2003 59 NEI Automa o escorregamento tem a vanta
86. e qualquer possibilidade de especifica o do conjunto Veja na figura 4 alguns exemplos de ilumi na es utilizadas com sistemas de vis o Representando a parte mais com plicada do sistema a ilumina o pode por si s determinar a viabilidade 18 Mecatr nica Atual n 10 Junho 2003 In cio zcy An lise do contorno de uma pe a t cnica e econ mica da aplica o Algumas vezes o custo da ilumina o chega a superar o custo do pr prio equipamento de verifica o da imagem Existem alguns equipamen tos de verifica o de imagem que prop em corre es dos problemas decorrentes de m ilumina o atra v s de algoritmos por m isso s verdade em casos muito especifi cos n o sendo regra geral nem algo milagroso que permita a estabilidade desejada Com base em tudo o que foi exposto at aqui fica claro que este tipo de equipamento precisa n o s ser cri teriosamente escolhido como tamb m ensaiado em laborat rio e depois ajus Ilumina es para sistema de vis o tado no local da aplica o Esse traba lho deve ser desenvolvido em conjunto com o fornecedor visto que sua implan ta o requer tempo e recursos e uma informa o incompleta poder compro meter toda a efic cia da aplica o APLICA ES Devido grande redu o de custo que os equipamentos para inspe o visual sofreram nos ltimos tempos o n mero de aplica es tem au
87. enheiros mais experientes at aqueles que est o come ando a carreira agora Uma caracter stica similar nesses eventos que cada vez mais toma corpo s o os encontros promovidos por fabricantes junto com seus parceiros de projeto Foi o que j fizeram nesse ano empresas como Rockwell Altus e Advantech Esse tipo de reuni o parece que est se tornando uma boa alternativa para as empresas ao inv s de participar de v rias feiras durante o ano Uma das not cias que est sendo aguardada com muita expec tativa pelo setor a compra da Intellution pela GE Fanuc Quase todo o setor de automa o j sabe da compra da empresa pelos bastidores mas por enquanto todos os detalhes est o sendo guardados pela matriz norte americana que deixou a Am rica do Sul como ltimo lugar para o an ncio oficial Nesse campo da automa o tamb m h a expectativa quanto a atua o da Won derware no Brasil Dentro da proposta de contemplar na revista a automa o de processos nesta edi o voc vai conferir os artigos Analisadores por condutibilidade t rmica e Arquiteturas de sistemas de auto ma o industrial utilizando CLPs o sucesso ou fracasso de um processo de automa o na maioria das vezes definido j na elabora o de sua arquitetura Como foi dito na edi o passada estamos trabalhando numa revista que seja a cara da automa o industrial brasileira Cada detalhe na revista est sendo estudado para criarmos
88. erfaces Homem M quina IHM tamb m chamadas de Sistemas de Supervis o que s o computa dores industriais rodando softwares de supervis o e controle conecta dos em rede aos CLPs Atrav s desses equipamentos o operador poder comandar a planta por meio de telas gr ficas gr ficos de tend n cias relat rios de alarmes e relat rios de produ o N vel 3 Neste n vel fica o sistema corporativo da planta que acessa um banco de dados onde outros relat rios gerenciais s o gerados e os aplicati vos s o normalmente desenvolvidos com ferramentas do tipo Visual Basic ou Delphi O Sistema de Supervis o do n vel 2 tem interface com o sis tema corporativo atrav s do banco de dados que o ponto de jun o dos n veis de supervis o e corporativo da planta No campo da Automa o diaria mente surgem novas tecnologias e novos conceitos e observa se no mercado que as empresas tendem a ser conservadoras na hora de adqui rir tecnologia e querem aquilo que comprovadamente funciona Uma nova tecnologia mais bem aceita em situa es onde o risco de sua aplica o compensado pelos bene f cios que essa tecnologia poder trazer Ainda aproveitando a divis o em n veis feita anteriormente iniciare mos nossa discuss o falando sobre o n vel O ou n vel de campo onde temos a aquisi o dos sinais do ch o de f brica respons veis pelas informa es indispens veis na auto ma o Aqui a gra
89. ficiente para todo o curso til do eixo e ainda alguma folga Na pr tica percebe se que a melhor folga exatamente o compri mento do prim rio sendo 50 de sobra de secund rio em cada extremidade de eixo figura 4 Em termos de performance tais motores possuem caracter sticas que revolucionam a din mica da m quina fera To ST A y Princ pio do motor digital Paulo E Pansiera claro que o trabalho da for a tan gencial ser sempre o mesmo n o interessando se o motor rotativo ou se linear J a velocidade n o Com fusos de esfera est vamos limitados a rota es de 3000 e 4000 rpm apro ximadamente Se desej ssemos altas velocidades com esses fusos deveria mos dispor de passos largos e da n o haveria rigidez do fuso se os mesmos n o fossem de di metros apreci veis 63 mm 80 mm ou ainda maiores Com in rcias desta grandeza principal mente para a frenagem e acelera o n o era poss vel obter deslocamen tos r pidos em curtas dist ncias e dessa forma fic vamos escravos de m quinas lentas e diz amos na ver dade ainda dizemos que o limite era mec nico Os motores lineares vieram para ampliar esse limite Modelos tradicio nais atingem 14500 N em velocidades de 100 m min Para velocidades de 200 m min a for a fica reduzida pra ticamente metade Perceba por m que quando nos encontramos em altas velocidades n o estamos requerendo esfor o de corte e
90. gem de f cil implementa o e de constar na maior parte dos produtos comercializa dos Qualquer carga que possua pata mar de controle de torque constante para varia o de velocidade ou mesmo de fun es quadr ticas pode ser con trolada via um inversor escalar com por exemplo ventiladores calandras bombas entre outros tipos de carga O afinamento deste controle pode ser feito adotando se a realimenta o enco der resolver tacogerador que atua na malha de controle de velocidade resul tando em melhor controle do processo Na maior parte dos casos a malha interna ou de controle de corrente indi retamente do torque n o aplicada ao produto mas sim um sistema de limi ta o de corrente Isto quer dizer que na maioria das situa es os inver sores escalares trabalham com torque absoluto ou constante em valor quase m ximo permitindo ainda a possibili dade de boost de torque em momentos cr ticos como na partida Muitas vezes estes valores de boost de torque s o program veis no inversor delimitando valores de tempo que podem chegar a alguns minutos de aplica o de sobre torque com valores em torno de 2a 3 vezes o nominal Outro exemplo de aplica o de con trole escalar se d quando um mesmo inversor atuar sobre v rios motores Resumindo se a sua aplica o n o necessita de varia o r pida de acele ra o resposta din mica em at 5 ms varia o de velocidade em fun o da
91. gital interessante primeiro inves tigar o comportamento das fontes de alimenta o para depois verificar o resto dos circuitos 23 Mecatr nica Atual n 10 Junho 2003 T CNICAS DE PREVEN O CONTRA FFI Uma dica aumentar a robustez dos circuitos mais cr ticos que fun cionam como antenas escondidas Como mencionamos anteriormente os receptores mais vulner veis s o est gios anal gicos de baixa pot ncia e reguladores de fontes de alimenta o Outra t cnica suavizar estas antenas escondidas que tanto podem ser cabos como descontinuidades da blindagem funcionando como antenas de fendas slot antennas Geralmente cabos s o as antenas predominantes em freq ncias a baixo de 300 MHz mas em frequ n cias maiores fendas e at placas de circuito impresso podem se tornar antenas eficientes Voc pode refinar esta distin o com uma regra popular chamada de regra de 1 20 comprimento de onda que diz que qualquer cabo ou fenda com dimens es superiores a 1 20 do comprimento de onda pode ser uma antena eficiente A 100 MHz isto sig ni fica 15 cm A 1 GHz apenas 15 mm Prote o no N vel do Uircuito Uma boa prote o contra RFI come a no n vel do circuito Deve se o mia EEE a Prote o para circuitos anal gicos aumentar a robustez bem pr ximo do dispositivo mais cr tico Tamb m deve se colocar filtros nas linhas de entrada e sa das externas O uso de fe
92. heatstone por transdu tores Portanto os medidores de defor ma o strain gauges s o formados a partir da coloca o de c lulas de carga nos ramos da Ponte de Wheais tone onde por sua vez as c lulas de cargas s o arranjos constitu dos pelos extens metros strain gages coloca dos sobre estruturas met licas padro nizadas Os arranjos normalmente utiliza dos s o os circuitos de 14 de ponte meia ponte e ponte completa que indicam a quantidade de transdutores utilizada respectivamente um dois e quatro Como os valores medidos s o de magnitudes muito pequenas quanto maior o n mero de transdutores utili zados maiores ser o a sensibilidade a tens o mec nica e a precis o da leitura Na figura 4 apenas um resistor substitu do o que implica em varia es muito pequenas na sa da Ao substituir dois dos resistores compress o tens o 4 Liga o a tr s fios conforme visto na figura 5 dobra se a sensibilidade da ponte ao se fazer dois ramos ativos embora em sentidos diferentes onde h um ramo montado na expans o da amostra R AR e outro na compress o Ro AR Por fim um arranjo com transduto res nos quatro ramos como visto na figura 6 proporciona um aumento de sensibilidade consider vel estando montados dois transdutores na expan s o e outros dois na compress o As equa es correspondentes a cada circuito sup em uma ponte ini cialmente equilibrada o
93. ica o de soft starter partida eletr nica suave pode ser uma solu o melhor e mais econ mica No controle de velocidade e torque para se estabelecer um melhor resul tado sobre o sistema seja no controle de velocidade de uma m quina ferra menta na varia o de velocidade em sistemas de alimenta o e dosagem no controle de vaz o ou fluxo de um processo no controle de eleva o em pontes rolantes cranes entre outros a utiliza o de um inversor funda mental Outra necessidade de aplica o se encontra no controle de velocidade de processos para economia de energia Um exemplo disso est na utiliza o de controle do fluxo de ar em um sistema central de ar condicionado Em proces sos que possuem velocidade fixa em seus motores acionadores e o fluxo controlado via dampers tem se con sider vel perda de energia pois a regulagem do fluxo de ar se d pelo escape do mesmo no sistema mais inteligente e econ mico que a veloci 58 Mecatr nica Atual n 10 Junho 2003 dade do motor que aciona o ventilador compressor seja controlada de modo que nos momentos de menor utiliza o de carga a velocidade seja diminui da e conseq entemente o fluxo de ar tamb m Diminuindo se a velocidade logicamente haver uma redu o da energia consumida pelo sistema motor inversor resultando em economia direta no processo Assim antes de optar pela instala o e escolha de um inversor de fr
94. icam os ele mentos que aquisitam e comandam So Mecatr nica Atual n 10 Junho 2003 as grandezas f sicas do ch o de f brica Podemos citar elementos de aquisi o de sinais sensores trans missores de temperatura press o chaves de fim de curso contatos de rel s etc E os atuadores contato ras v lvulas inversores de frequ n cia etc Al m dos componentes convencionais ou seja aqueles que disponibilizam ou recebem sinais em corrente ou tens o temos tamb m os equipamentos que possuem recursos de comunica o serial e nesse caso possuem m ltiplas fun es associa das a um nico cabo de conex o como por exemplo os multimedi dores de energia e equipamentos especiais de medi o de grandezas anal gicas como n vel e tempera tura N vel 1 Neste n vel ficam os CLPs montados em painel el trico que rece ber o os sinais do n vel O Nele as informa es vindas do n vel O s o tratadas e o software dos CLPs ir cuidar de deixar estas informa es prontas para serem exibidas para os operadores atrav s de Interfa ces Homem M quina Locais ou ainda serem enviadas a um n vel acima para serem visualizadas em salas de opera o atrav s de Sistemas de Supervis o veja na foto ao lado Em ind strias de processo os CLPs esta r o sempre conectados entre si com o n vel de supervis o atrav s de uma rede de comunica o industrial N vel 2 Neste n vel ficar o as int
95. idade de atua o A aqui si o de sinais diretamente pelo CLP mais r pida que a feita por remota Quando voc escolher a aquisi o atrav s de remotas ques tione junto ao fabricante do equi pamento o tempo de aquisi o dos sinais principalmente quando neces sitamos fazer algoritmos de controle tipo PID Neste caso precisamos aquisitar enviar via rede o valor ana l gico para o CLP que executar o algoritmo PID e retornar o sinal para o atuador O tempo de atuali za o do controle dever ser levado em conta e dever ser menor que a soma dos tempos de aquisi o e processamento do CLP para que n o resulte em mau funcionamento do controle o que poder inviabilizar o sistema Seguran a Em processos indus triais cont nuos a parada de pro du o implica em grandes preju zos para a companhia e paradas da planta devem ser evitadas de todas as formas Logicamente a automa o n o deve ser a causadora do problema de parada e as perguntas mais frequentes s o E se a rede da remota falhar O risco dever ser analisado e caso o tempo de parada para a manu ten o cerca de 3 horas seja um fator de muito risco para o processo a solu o ser colocarmos uma rede redundante e se poss vel lan ar os cabos por caminhos diferentes O custo aumentar mas se a segu ran a o fator principal com certeza esse custo ser justific vel Pode ocorrer problema de inter fer ncia na rede
96. iliza o de um Controlador de Movimentos substitui o came mec nico e seus acess rios por um servo acionamento e um fuso de esferas Atrav s de programa o ade quada o controlador de movimentos reproduz eletronicamente o movi Controlador movimentos uu un ecc uuuue motores Castelo Castelo Castelo Castelo 1 2 3 4 Exemplo de Engrenagem Eletr nica em uma m quina gr fica ospostivos NWA mento do came no eixo do servo Normalmente utilizado um encoder instalado em um ponto da m quina como refer ncia de posi o Caso a m quina varie de velocidade o con trolador ir seguir essa varia o em fase mec nica variando sincronizada mente a execu o do came eletr nico PER tm EE ti ti EE PNL AL ap T Lei UM Hi i a Exemplo de Came Eletr nico FUN ES L GICAS Freq entemente os Controladores de Movimentos oferecem al m das fun es espec ficas de controle de movimentos fun es l gicas progra m veis em diagrama de blocos do tipo Ladder permitindo a implemen ta o de l gicas de intertravamento e comando facilitando o projeto e instala o visto que todo o controle torna se residente em um nico equi pamento CONCLUS O Podemos concluir que os Contro ladores de Movimentos foram desen volvidos para facilitar a automa o de m quinas e linhas de produ o atra v s da inser o de complexas rotinas de posi
97. ilo Talanskas presidente da subsidi ria brasileira As unidades t m autonomia na condu o dos neg cios mas traba lham como um todo para o cliente Essa filosofia tamb m serviu para que a Rockwell desenvolvesse pro dutos para o cliente ter mais liber dade para construir ou modificar sistemas de automa o o caso do ControlLogix sistema que combina controle sequencial de processo e de posi o junto com comunica o de entrada e sa da de sinais O Con trolLogix foi uma das nfases dadas pela Rockwell nos laborat rios utili zados pelos usu rios A multinacional americana apre sentou tamb m suas metas para a parte de Servi os Em n vel mun dial o objetivo ter 25 da receita proveniente dessa rea hoje essa cota de 12 Na subsidi ria brasi leira o setor de servi os responde por 30 da receita 8 Mecatr nica Atual n 10 Junho 2003 De acordo com Talanskas a estra t gia para alcan ar os n meros acima citados alavancar a base instalada elevando o conhecimento para o ERP sistemas de gest o Bem na pr tica significa que cada vez mais a Rockwell ter solu es para facilitar o tr mite de informa es entre o ch o de f brica e os n veis gerenciais de seus clientes Uma dessas solu es foi lan ada no ano passado Trata se de um contro lador l gico que possui um m dulo XM para permitir a entrada para dados de manuten o Al m disso a Rockwell tamb m
98. iniciar do zero o projeto dever responder as solicita es j colocadas anteriormente al m de um bom conhe cimento do processo que ser tocado pelo conjunto motor inversor o que sem d vida ajuda muito Os fabricantes de motores nor malmente t m tabelados os tipos de cargas em fun o de velocidade x torque de aplica es mais comuns Destacam se Fun o constante A velocidade aumenta mas o torque continua em seu valor inicial Assim n o s o espe rados nesse tipo de aplica o sobres saltos de pot ncia no motor ou inversor ou mesmo sobretorques de partida Fun o linear Neste caso o torque aumentado ponto a ponto linearmente at a velocidade nominal Fun o quadr tica As cargas tipificadas como fun o quadr tica ou parab lica t m o aspecto de incre mento r pido do torque com o aumento de velocidade Normalmente o torque de partida baixo mas se eleva rapi damente Ventiladores e bombas s o alguns dos exemplos neste sistema de acionamento Fun o hiperb lica Quando a carga aumentanto sua velocidade tem diminui o de torque mas necessi dade de manter constante sua velo cidade como em um torno que vai desbastando a superf cie do material diminuindo seu raio Como o torque fun o direta do raio de a o da ferra menta haver a diminui o do torque da carga imposta ao motor o que pode ocasionar varia o de velocidade o que realmente indesejad
99. is o Kersten Barth As ferramentas da empresa nessa rea pretendem ir de encon tro aos anseios das ind strias que cada vez mais visam reduzir as falhas paradas passivos ambien tais e melhorar os aspectos sociais dentro do ambiente de ch o de f brica Existe hoje pouca infor ma o que trocada entre os segmentos de uma mesma ind s tria inclui Fermann no rol de neces sidades de ind strias Assim como os seus concorren tes a Siemens elabora cada con trato de servi o que pode incluir manuten o e instala o de acordo com cada cliente A novidade que estamos incluindo a parte de manu ten o j na fase de desenvolvi mento de um futuro projeto aponta Fermann Para ter um diferencial no mercado a Siemens tamb m est oferecendo a possibilidade de formar uma joint venture com o pr prio cliente A partir da segundo o diretor estabelece se uma partici pa o de 50 para cada empresa nos novos projetos identificados e adquiridos O EPS Energy Potential Scan detector de oportunidades de redu o de energia est entre as fer ramentas da Siemens oferecidas as ind strias A empresa tamb m possui controlador l gico program vel com porta Web para encaminhar dados de processo e manuten o Outra ferramenta o Online Ser vice baseada numa infra estrutura de informa es globais que compre ende envio de dados em alta veloci dade para sistemas de diagn sticos e
100. is movimen tos resulte em uma trajet ria linear tamb m denominada de interpola o linear Na maioria dos Controladores de Movimento poss vel programar com facilidade trajet rias lineares para for ma o de figuras geom tricas defini das ou compor figuras lineares por justaposi o de trajet rias A figura 2 mostra uma interpola o linear for mando um tri ngulo que ser cortado por um feixe de laser ou ma arico INTERPOLA O CIRCULAR A interpola o circular obtida por dois eixos de forma que o resultado da a o conjunta dos mesmos resulte em um c rculo 38 Mecatr nica Atual n 10 Junho 2003 Normalmente necess rio infor mar ao controlador apenas o di metro e a posi o inicial do c rculo e o con trolador se encarregar de mover os eixos X e Y de forma a gerar o movi mento circular solicitado A figura 3 exibe uma mesa X Y produzindo um movimento circular INTERPOLA O HELICOIDAL Ela necessita de tr s eixos sendo formada pelas interpola es linear e circular resultando em uma trajet ria Exemplo de Interpola o Linear c7 Exemplo de Interpola o Circular helicoidal como o filete de uma rosca conforme se v na figura 4 Geralmente necess rio informar apenas o di metro e o passo ao con trolador assim como as coordenadas de partida ENGRENAGEM ELETR NICA Essa uma das fun es t picas dos Controladores de Movimentos O controlador gar
101. itas caracter sticas el tricas em comum Por isso importante enten der o funcionamento deste padr o t o vers til pois sua instala o ser sempre parecida e em alguns casos elas poder o at utilizar equi pamentos iguais como por exem plo conectores e protetores contra surtos e sobretens es CONCLUS O A RS 485 isoladamente n o uma rede Esse padr o somente um meio f sico compartilhado por dezenas de redes existentes no mercado Mas um meio f sico muito bem projetado com caracter sticas que facilitam sua instala o em ambiente industrial ofe recendo uma solu o de baixo custo e ainda assim muito resistente a varia es de tens o e ru dos Outros meios f sicos existem para estas redes como por exemplo fibras pticas r dio ou Ethernet Cada um deles possui vanta gens e desvantagens mas certamente 10 mbps Taxa de transmiss o NEletr nica Wi nenhum t o flex vel adapt vel e barato como a RS 485 Eis a o o segredo de sua popularidade E Carlos Henrique de Castro Ralize T cnico em Eletr nica do Departamento de Engenha ria de Manuten o da Sabesp Comprimento do cabo em p s fyd Rela o entre a taxa de transmiss o e o comprimento do cabo Barramento com stubs Anel evitar Topologias poss veis Estrela evitar Err Daisy chain o melhor Mecatr nica Atual n 10 Junho 2003 53 MEIZ Dispositivos
102. mentado substancialmente O emprego tem ocorrido principalmente em situa es onde o ser humano se cansa rapida mente de tarefas repetitivas Exemplo observar se o r tulo de uma embala gem est bem posicionado presen a de objeto estranho no interior de um vasilhame data de validade de produ tos reconhecimento de caracteres Esse tipo de inspe o vem sendo feito tanto em processos cont nuos como aplica es tipo pick and place onde o resultado da posi o de uma pe a obtido pelo sistema de vis o passado para o manipulador que vai at o local exato para peg la As possibilidades de aplica o s o muitas e os equipamentos est o cada vez mais sofisticados Aplicando se esta tecnologia poss vel obter pro cessos de fabrica o de produtos com muito mais qualidade E Gilberto Abr o Jana Filho gerente de engenharia da Meitaltex Ronei Rossetti engenheiro de aplica es da Metaltex NEI Automa o Compara o de sistemas com motores de passo e servomotores sekor Os sistemas com motores de passo e servomotores s o usados igualmente em aplica es de controle de movimento de alta perfor mance e alta precis o Essas aplica es incluem a automa o indus trial equipamentos semicondutores biotecnologia jogos e muitos outros usos O mercado total para tais dispositivos supera US 1 bilh o por ano om motores de passo e servos competindo nas apli ca es como p
103. mo tamb m no controle de tra o em bobinadeiras e desbobinadeiras CONTROLE DE VELOCIDADE uma das fun es b sicas de um controlador O controle de velocidade realizado em malha fechada por rea limenta o de um encoder ou gera dor de pulsos O controle em malha osposisivos WW fechada proporciona alta precis o de controle mesmo com grandes varia es de carga essencial no controle de spin dles ou eixos rvores em tornos e ou m quinas operatrizes principal mente em opera es de usinagens de roscas onde um desvio de velocidade ir representar altera o no passo do filete inutilizando a pe a POSICIONAMENTO H v rios tipos de posicionamen tos dependendo da fun o a ser rea lizada pela m quina No caso de um posicionamento o importante levar o servomotor posi o solicitada com a m xima precis o O posicionamento pode ser incre mental ou absoluto No posiciona mento incremental o controlador de movimentos conta os pulsos do enco der incremental e controla o servo motor de forma a atingir a posi o solicitada No caso de perda de ener gia a m quina dever ser reiniciada a partir da posi o zero visto que o encoder incremental n o memoriza a sua ltima posi o A maioria dos con troladores possui uma fun o espec fica denominada Home Position ou busca da posi o zero ou referen ciamento permitindo referenciar auto maticamente a m
104. moabus e a forma de liga o ser a mesma RS 485 a 2 fios poder haver incompatibilidade el trica entre hardwares diferentes devido diferen a de refer ncia dos drives RS 485 A solu o neste caso ser preferencialmente evitar mis turar na mesma rede hardwares diferentes Quando isso n o for poss vel verificar antecipada mente a compatibilidade entre eles com a medida da tens o D em rela o ao terra e D em rela o ao terra com o mestre sem comu nica o conforme procedimento descrito anteriormente Este pro cedimento deve ser feito alimen tando se todos os dispositivos com a mesma tens o utilizada em campo a Figura 1 Rede MODBUS na implanta o do sistema CLP Placa mestre MODBUS r A Ro Resistores de termina o i q IB i l Resistores de termina o Canal A Mecatr nica Atual n 10 Junho 2003 MENE Probiemase Defeito em contatores Contatos e contatos Alaor Mousa Saccomano O segundo grande grupo de poss veis defeitos em contatores se relaciona aos contatos Estes est o sempre submetidos a for as de impacto e deforma o al m de manobras de carga que geram altos arcos voltaicos O poder de a o de um contato se deve basicamente geometria do mesmo e composi o de suas ligas que podem ser na maior parte dos casos AgNi AgCdO ou AgSnO al m claro da presen a de cobr
105. multiponto mas sim ponto a ponto e ser o utilizados dois pares de cabos A transmiss o do sinal diferen cial Isso quer dizer que qualquer transmissor RS 485 possui dois canais independentes conhecidos como A e B que transmitem n veis de tens o iguais por m com polaridades opos tas Vo Vog OU simplesmente V e V Por esta raz o importante que a rede seja ligada com a polaridade correta Embora os sinais sejam opos tos um n o o retorno do outro isto n o existe um Joop de cor rente Cada sinal tem seu retorno pela terra ou por um terceiro condutor de retorno entretanto o sinal deve ser lido pelo receptor de forma diferencial sem refer ncia ao terra ou ao con dutor de retorno Este sinal diferen cial lido em rela o ao ponto central da carga que interpretado como sinal de transmiss o Qualquer tens o maior que 200 mV um n vel alto ou marca Uma tens o menor que 200 mV um n vel baixo ou espa o N veis entre 200 mV e 200 mV s o indefinidos e interpretados como ru do As figuras 1 e 2 ilustram a rela o entre estas tens es Uma das caracter sticas mais mar cantes do padr o RS 485 a tens o de modo comum Esta tens o a soma de tr s componentes a tens o diferencial Vos j citada a diferen a entre os potenciais de terra dos dispo sitivos e o ru do induzido nos cabos A figura 3 mostra esta composi o Os dispositivos RS 485 devem ser
106. n rcia do motor In rcia na carga refletida g cm In rcia total no motor g cm Tempo para velocidade 300 rpm 1800 rpm 3000 rpm LUJ Comparando torque in rcia e acelera o 22 Mecatr nica Atual n 10 Junho 2003 N m podemos calcular a acelera o em rpm s da seguinte forma A 95 5 10 L J Quando se calcula a taxa de acele ra o in rcia e torque devem ser leva dos em conta e os servos t m uma in rcia muito menor do que os moto res de passo Considere uma aplica o onde a in rcia de carga 400 g cm O motor HT23 400 tem uma in rcia de 480 g cm dando um total de 880 g cm A acelera o m xima at 300 rpm para o motor de passo Se a velocidade visada 1800 rpm ent o estamos limitados a 0 35 N m e ent o a taxa de acelera o torna se 37 983 rpm s O sistema 2 de servo A100 tem apenas 42 g cm de in r cia de modo que ele n o precisa de muito torque para acelerar uma carga leve Ent o a taxa de acelera o do servo baseada no torque dispon vel 0 32 N m e na in rcia total de 442 g cm O servo alcan a 300 rpm em 0 003 segundos muito pr ximo do motor de passo e alcan a 1800 rpm em aproximadamente metade do tempo do motor de passo A acelera o do motor de passo at 1800 rpm ser A 65 5 10 e Naucoma o NA g cm Estes n meros s o apenas para compara o Num sistema real n o desej vel que estes valores de acelera o sejam enc
107. n ticos de baixa frequ n cia tais como os provocados por fontes de alimenta o ou circuitos de deflex o magn ticos Neste caso voc precisa de chapas de a o gros sas ou outro tipo de material ferroso Geralmente estas considera es n o s o relevantes acima de 20 kHz Em especial lembre se de que blindagens finas ajudam a resolver a maior parte dos problemas de imunidade a RFI Ranhuras exemplo para ventila o podem destruir blindagens contra RF Estas descontinuidades agem como antenas de fendas slot ante nas que reirradiam energia de alta frequ ncia Por isso voc deve manter seus cabos e placas de circuito impressos longe destas ranhuras a dimens o mais longa da ranhura que cr tica e n o a sua rea Uma regra limitar a maior dimens o da ranhura a 1 20 do comprimento de onda da maior frequ ncia de inte resse Para 100 MHz isto significa 15 cm mas para 1 GHz apenas 15 mm Mesmo esta regra pode n o ser suficiente pois produz uma atenua o de apenas 20 dB atrav s da ranhura Penetra es n o filtradas tamb m podem destruir blin dagens contra RF Se um fio isolado passar atrav s da blindagem e este fio n o for filtrado ele poder transpor tar ru do por dentro do sistema blindado Todas penetra es devem ser ou aterradas no chassi ou desacopladas contra o chassi via filtros de alta frequ ncia Obviamente voc n o pode aterrar diretamente cabos de pot ncia ou de sin
108. ncipalmente os conceitos da Rob tica aplicada ind stria estuda a estrutura dos sis temas automatizados seu compor tamento seus componentes b sicos elementos e dispositivos utilizados al m de programas simples de con trole de sistemas Em cada cap tulo s o aborda dos os seguintes t picos intro a du o automa o controle de sistemas interfaceamento transdu tores e atuadores empregados em Rob tica mecanismos de transmis s o de pot ncia rob s manipulado res e sistemas de vis o O autor engenheiro eletr nico e desde 1993 coordenador do Labo rat rio de Rob tica do Instituto de Tecnologia ORT do Rio de Janeiro onde projetou e desenvolveu diver sos rob s e sistemas automatizados controlados por computador al m de interfaces e programas com fins did ticos Ministra cursos de exten s o sobre Controladores L gicos Program veis no COPPE UFRJ e colaborador da revista Mecatr nica Atual desde outubro de 2001 lena nd o Pazos AUTOMA O DE SISTEMAS amp ROB TICA a E Sja Rockwell realiza Complete Automation e divulga metas Repetindo a filosofia do evento passado Integra o com autono mia a Rockwell Automation reali zou mais uma edi o do Complete Automation evento que reuniu 12 laborat rios pr ticos direcionados a usu rios das ind strias de processo e manufatura a integra o inde pendente diz Dan
109. nde pergunta que surge melhor utilizar remota para a aquisi o dos sinais ou levar os sinais atrav s de cabos el tricos diretamente at o CLP A remota um hardware que aquisita os sinais digitais e anal gicos e possui um canal de comuni ca o serial onde esses dados s o disponibilizados em um protocolo de comunica o como por exemplo o MODBUS PROFIBUS DEVICENET AS i entre outros A diferen a b sica entre eles est na velocidade de trans miss o capacidade de diagn stico de falhas e facilidade de configura o dos equipamentos em rede Para se fazer uma compara o entre os dois primeiros que s o amplamente utili zados temos a velocidade de comu nica o o MODBUS chega a 38 400 bps enquanto o PROFIBUS pode chegar a 12 000 000 bps Este ltimo tamb m possui mais informa es de diagn stico mas mais caro e exis tem menos equipamentos com essa interface A id ia da remota apenas transferir os dados para o CLP sem fazer nenhuma l gica entre eles ou seja sem fazer nenhum intertrava mento apenas passar as informa es para o CLP que processa essas infor ma es Nessa escolha devemos veri ficar alguns aspectos Liga o el trica O custo de liga o el trica menor para as remotas pois voc leva um nico cabo de rede at o CLP ao inv s de levar um cabo para cada sinal no caso de liga es convencionais Essa a principal van tagem da remota Veloc
110. nsidade do campo el trico fun o da pot ncia do transmissor P do ganho da antena A e da dist ncia da antena d Uma f rmula simples para prever rapidamente o pior caso do campo el trico E SSAPA d Onde E dado em Volts metro P em Watts e d em metros A f rmula assume que a fonte isotr pica irra dia igualmente para todas as dire es e que o receptor est no campo distante 1 5 metros a 30 MHz ou apenas 5 cm a 1 GHz A f rmula fun ciona especialmente bem para walkie talkies port teis e celulares Nestes casos o ganho da antena pode ser aproximado para 1 Aplicando a f rmula observa se que um transmissor com pot ncia efetiva P A de 1 W produz 5 5 V m a 1 metro de dist ncia o que pode causar problemas Por outro lado um transmissor de 10 kW a 1 km de dist ncia produz um campo de 0 55 V m D 3747 N veis t picos de RFI Mecatr nica Atual n 10 Junho 20083 TE DESEN Energia MODOS DE FALHAS O modo de falha principal a retifica o que pode resultar num offset DC para fontes de RF de n vel constante ou num componente AC demodulado para fontes de RF modu ladas No ltimo caso seu sistema est se comportando como o famoso r dio de cristal Portanto essencial bloquear a energia de RF antes que ela seja retificada este um conselho que n o deve ser esquecido Os circuitos mais vulner veis s o os anal gicos de baixo n vel de pot n ci
111. nsmitidos os dados Com rela o velocidade da rede de CLPs podemos dizer que a veloci dade de 10 Mbits s atende a grande maioria dos processos industriais onde o tr fego de dados bem menor que na rede ethernet admi nistrativa No entanto alguns CLPs j possuem rede com velocidade de 100 Mbits seg fast ethernet Por m o principal gargalo para o sistema n o a velocidade do meio de trans miss o mas sim a forma como o CLP trata essa comunica o H duas formas b sicas para comuni ca o de dados entre os CLPs e os sistemas de supervis o Polling e Mensagens n o Solicitadas Na comunica o por polling quem toma a iniciativa de comunica o sempre o sistema de supervis o que pede para o CLP as tabelas de comuni ca o Independentemente de ter havido modifica o nos dados lidos pelo CLP o supervis rio far a leitura desses dados de forma c clica com tempo de polling ajustado no sistema de supervis o Assim a cada soli cita o do sistema de supervis o o CLP dever preparar os dados soli citados e disponibilizar os mesmos na porta ethernet para comunica o Esse tempo em geral maior que o tempo do pr prio meio de transmiss o ou seja a performance desse sistema depende muito mais da velocidade do CLP de disponi bilizar os dados para transmiss o do que da velocidade do canal de comunica o No modo de comu nica o por mensagem n o solici tada
112. nterior O servomotor tem o mesmo prin c pio de funcionamento do motor 14 Mecatr nica Atual n 10 Junho 2003 assincrono trif sico A circula o de corrente el trica em seu estator pro voca o aparecimento de um campo eletromagn tico com sentido dire o e intensidade Este campo se op e ao campo magn tico existente no rotor criado a partir de m s colados de forma linear e sim trica sobre o rotor Quando h vazamento do redutor ou caixa de transmiss o para o servo motor e a quantidade de leo insu ficiente para comprometer o funcio namento do servo n o h problema Mas como saber se a quantidade de leo presente internamente no motor n o o danificou Primeiramente sempre que houver a presen a de leo no interior do servomotor haver a necessidade de 4 7 Servomotor s crono redutor planet rio desmont lo e retirar o rotor Verifi cando a parte externa do rotor e a parte interna do estator poss vel constatar se h ou n o marca de curto circuito arco voltaico Este o sinal mais forte de baixa isola o ou seja se a quantidade de leo que penetrou no servomotor foi suficiente para degradar a isola o do mesmo Caso seja constatada a presen a de tais sinais normalmente t m as pecto de queima significa que houve rompimento da isola o do verniz do estator e por consequ ncia curto cir cuito para massa terra este curto circuito gera um arco v
113. ntes de veda o o que permitiu aumentar a vida til de v lvulas bidirecionais Lan adas no Brasil h dez anos as placas cer micas aparecem como alternativa aos carret is de a o e pl stico S o consideradas menos suscet veis a ambientes agressivos e encontram grande aplica o nas ind strias de alum nio papel e celulose e side rurgia As v lvulas com isola o cer mica s o mais caras que as convencionais e talvez por esse motivo s o pouco conhecidas no Brasil A v lvula proporcional de press o outro exemplo do avan o na parte f sica da pneum tica Atrav s de um sinal entre O e 10 volts poss vel obter uma press o proporcional ao sinal enviado Hoje em geral o usu rio emprega as v lvulas on off que permitem deixar um circuito pneu m tico com ou sem press o A novi dade pode fazer com que a tecnologia pneum tica ganhe mais espa o nas ind strias de processo desde que seja associada a equipamentos mec nicos Para Ana Cl udia da Festo cada vez mais os usu rios de eletropneu m utica devem ter produtos com tecnologia acoplada cilindro e v l vula o que pode representar uma grande redu o de espa o e custos com manuten o A tend ncia bene ficia principalmente os fabricantes de m quinas e equipamentos que sempre est o objetivando reduzir o tamanho de seus produtos E Mecatr nica Atual n 10 Junho 2003 13 M Manuten o Manuten o
114. o No Brasil h diversos produtores que atuam no mercado e fornecem suporte para aplica o Em seus sites encontram se muitas informa es espec ficas que auxiliam a caracteriza o da carga Um outro modo quando a carga de dif cil caracteriza o tentar inferir o valor de torque e veloci dade Isto s poss vel em cargas j instaladas onde se deseja a aplica o de um inversor de frequ ncia traba lhoso mas em ltimo caso se torna uma solu o vi vel Deve se proceder medindo a velocidade do sistema em seus diversos ciclos de trabalho e a corrente de consumo com um oscilos c pio via ponta de corrente ou shuntd Lembrando que o torque fun o Tens o frequ ncia pot ncia F P Harm nicos corrente Navcoma o NA tens o corrente frequ ncia pot ncia rendimento F P Fator de distor o harm nicos regime de servi o Velocidade torque ciclo de trabalho momento de in rcia rendimento pot ncia zy Esquema de acionamento de uma carga direta da corrente poss vel obter uma amostra razo vel do tipo de fun o tor que velocidade que o processo exige Quanto ao emprego de motores a norma brasileira NBR 7094 explica muito sobre ciclos de trabalhos cargas e partidas e outras informa es rele vantes que sempre municiam o proje tista para uma perfeita aplica o Para caracterizar o universo da apli ca o tamb m importante conhecer
115. o Ainda sobre a rampa os momentos cr ticos se encontram nas bordas no in cio e fim da rampa onde ocorre uma abrupta descontinuidade da acelera o podendo gerar sobressal tos de velocidade e torque Em muitos E ief Inversor modelo CFW09 da WEG Problema Sobrecorrente na sa da Sobretens o do link Subtens o Falta de fase ou subtens o Sobretemperatura nos dissipadores Erro de mem ria watchdog Curto terra fase de sa da Sobretemperatura no motor Capacit ncia para terra muito alto falta a terra Motor n o gira Flutua o de velocidade Velocidade incompat vel com a programada ou muito baixa Interfer ncia EMI Aumento desproporcional do conjunto de harm nicas e baixo FR LY Erros e defeitos A o Verificar fases de alimenta o Aumentar o tempo de rampa Rever a carga Verificar a tens o a mesma deve ser no m ximo 15 acima da nominal Aumentar o tempo de desacelera o Verificar fus vel do link Medir tens o da rede n o deve ser menor que 25 da nominal Aumentar o tempo de desacelera o Medir alimenta o e verificar fus veis Verificar ventilador Liberar passagens de ar Limpar filtros Verificar aterramento Sensoreamento da tens o do link DC com defeito Verificar a vers o da EPROM quando utiliz la para reprogramar outro inver sor Inserir reat ncia na entrada Verificar temperatura do motor
116. o dre nando mais corrente e reduzindo o limite de for a til A literatura dispon vel sobre moto res lineares no Brasil resume se a alguns cat logos de fabricantes estran geiros ou trabalhos de Mestrado e Doutorado sobre os princ pios desses motores O tratamento matem tico dos motores lineares principalmente pelo desenvolvimento das equa es de Maxwell para o plano agora em tr s dimens es diferentes do motor tradicional duas dimens es foi ela borado em 1972 pelo Eng Sakae Yamamura do IEEE Tokyo A ci n cia bem nova Aproveite feiras palestras e outros eventos para fami liarizar se com este que ser o supra sumo da tecnologia de movimento deste in cio de s culo E Paulo Eduardo Pansiera supervisor de vendas da rea de solu es de automa o para m quinas ferramenta da Siemens Influ ncia da refrigera o no rendimento do motor Porcentagem da for a F espec fica q e mm TTT o o Rod Dto Ro DR seje pe de o e e Pg a 60 Temperatura tomada no cooler principal C Tamanho do conector Conectores para refrigera o Cooler principal NEnergia Wai Aterramento El trico Alexandre Capelli Um dos pontos mais cr ticos da instala o el trica de uma m quina ou equipamento de automa o industrial sem d vida o aterramento el trico O objetivo deste artigo mostrar aspectos b sicos das normas problemas e solu es bem como o proce
117. ode o con sumidor decidir qual o melhor A maioria j deve ter ouvido que moto res de passo s o mais econ micos e que os servos s o mais r pidos Para fazer uma escolha inteligente devemos analisar o problema mais profundamente Este artigo examina os destaques pontos fortes e fracos dos sistemas com servos e motores de passo N s tamb m comparamos em detalhes um sistema real de cada tipo e avaliamos sua conveni ncia para uma aplica o PRE O E PERFORMANCE Para compara o escolhemos dois sistemas na mesma faixa de pot ncia 70 100 watts Ambos moto res de passo e servos exigem ele mentos eletr nicos de controle de modo que tamb m os inclu mos na compara o O sistema 1 usa um mo tor de passo HT23 400 e um driver pro gram vel 35401 O 3540i inclui um amplificador e um controlador que pode ser programado pelo usu rio para operar sozinho ou receber comandos de um PC hospedeiro PLC ou outro tipo de computador Esse dri ver pode ser ligado em rede para aplica es multi eixo usando RS 485 ou ainda um Hub SINET Motion Control Network O sistema de moto res de passo mostrado na figu ra 1 Para compara o escolhemos um sistema de servo de 100 W con 20 Mecatr nica Atual n 10 Junho 2003 sistindo em um servomotor A100 e um drive program vel BLU100 Si Esse sistema 2 mostrado na figura 2 O BLU100 Si inclui todos os recursos program veis do 3540i mais alguns o
118. ogiou a ini ciativa e ressaltou a import ncia da troca de conhecimentos entre os dois pa ses A ustria possui muitas empresas de pequeno e m dio porte e estas tiveram grande dificuldade em se atualizar disse Elfriede Rommens represen tante do Minist rio de Transporte Inova o e Tecnologia daquele pa s lembrou que h 30 anos o governo austr aco percebeu a necessidade de coopera o entre universidades e empresas para o desenvolvimento tecnol gico e desde ent o ap ia encontros tec nol gicos e fornece suporte para pesquisa projetos corporativos e desenvolvimento de centros de excel ncia locais Entre os temas das palestras que fizeram parte do evento desta cam se rob s prototipagem r pida educa o dist ncia automa o predial e residencial integrada t c nicas de monitoramento e contro ladores l gicos program veis Peter Kopacek professor doutor do IHRT Institute rg o da Universidade de Tecnologia de Viena acredita que os principais problemas do Brasil s o a falta de m o de obra especia lizada e recursos para tecnologia e Nota A Usina Coimbra Cresciumal Leme SP instalou um medidor de densidade para manter o n vel ener g tico de xarope durante o processo de evapora o O equipamento DT301 fabricado pela Smar foi instalado no ano passado e de acordo com o corpo t cnico da Usina tem se mostrado uma ferramenta valiosa na obten o de resultados precisos no cont
119. oltaico de alta corrente que al m de danificar o estator tamb m desmagnetiza o ro tor naquela regi o Muitas empresas tentam recuperar tanto estator quanto rotor sem sucesso 2 Como saber se um rotor j tra balhou por muitos anos e avaliar se ele tem condi es de uso ou n o Caso seja constatado visualmente excesso de oxida o l minas de im descoladas aspecto de desgaste atrito com alguma parte do motor presen a de sinais que normalmente t m aspecto de queima isso significa que o rotor se encontra em condi es danosas ao funcionamento do servo motor Por m nada como coloc lo em funcionamento para efetivamente testar suas reais condi es Este teste requer alguns cuidados Lembre se os servomotores pos suem uma rela o de fluxo eletromag n tico tens o frequ ncia diferente da fornecida pela rede convencional de alimenta o trif sica das concessio n rias de energia el trica gra as a sua bobinagem especialmente con feccionada para proporcionar maior din mica ao sistema Portanto nada de alimentar o ser vomotor diretamente rede trif sica ele poder queimar se Mas e se na plaqueta de identifica o do servomo tor estiver marcando 220V trif sico de alimenta o A rela o de fluxo ele tromagn tico da rede de alimenta o a seguinte V 220 3 67 f 60 A rela o de fluxo eletromagn tico fornecida ao servomotor pelo servo conversor totalmente
120. ontrados porque assumem que todo o torque aplicado na acelera o Num sis tema real algum torque usado para vencer o atrito Al m disso voc deve deixar uma certa margem de torque E o que acontece se a carga for maior Fizemos alguns c lculos com uma carga de 2000 g cm Agora o sistema dominado pela in rcia da carga e ent o os servos perdem a sua vantagem de torque para in r cia como pode ser visto na tabela 5 A 85 5 10 siie 880g cm DESTAQUES E COMPLEXIDADE cm a A 37 9983rpm s i 4 106 000rpm 5 Ainda em rela o ao assunto da y 1800 rpm in rcia da carga um bom momento Fo 300pm 00035 a 0 047 5 para discutir alguns destaques espe A 106 000rpm s e para o servomotor na mesma rota o A 37983rpmis Enquanto que a acelera o do servo at 1800 rpm ser 72 5 5 105 JON m ciais dos servos Os servos s o por natureza do tipo closed loop O motor e ou a carga devem estar conectados para fornecer uma reali menta o precisa Usualmente isso di bos 5 10 pe di 442g en feito por um encoder ptico ou resol i 44 gem B ver Esse dispositivo de realimenta o A 69 140rpm s ME on i informa ao controlador onde o motor id Fo 1800rpm e a carga est o durante todo o tempo Vo 300rpm A 69 l40rpmi s Podemos alcan ar 300 rpm em aproximadamente 0 003 segundos 0 0045 0 0245 69 140rpm s A tabela 4 mostra a rela o tempo e veloci
121. ornam se insens veis a vibra es e golpes de a es mec nicas do pr prio processo Podem ser empre gadas em ambientes agressivos onde h a presen a de poeira oscila es de temperatura umidade e at sub mers o em l quidos quando proje tada corretamente A pneum tica traz ainda vantagens quanto facilidade de opera o e manuten o de seus componentes Assim como as demais tecnolo gias a pneum tica tamb m traz suas limita es Entre elas destacam se as altas velocidades a dif cil obten o de velocidades uniformes e para das intermedi rias e limite de press o m xima de 1723 6 kPa Basicamente existem quatro m todos de constru o de circuitos pneum ticos intuitivo minimiza o de contatos sequ ncia m nima maximiza o de contatos cadeia estacion ria e circuito l gico Em um circuito a parte pneum tica representa o acionamento das partes mec nicas enquanto o circuito el trico representa a sequ ncia de comandos dos componentes pneu m ticos para que as partes m veis das m quinas ou equipamentos apre sentem os movimentos finais deseja dos EM SINTONIA COM O FUTURO J n o de hoje que o mundo caminha para a elimina o de cabos seja l onde eles estiverem instalados No ambiente de ch o de f brica n o poderia ser diferente Sendo assim comum encontrar equipamentos comunicando se em uma c lula atra v s de cabos e enviando dados para salas de con
122. os de seguran a bem verdade que os principais efeitos de uma m quina mal aterrada s o choques el tricos ao operador e resposta lenta ou ausente dos sis temas de prote o fus veis disjunto res etc Mas outros problemas operacio nais podem ter origem no aterramento deficiente TIPOS DE PROBLEMAS ENCONTRADOS EM CAMPO Quebra de comunica o entre m quina e PC CLP CNC etc em modo on line Principalmente se o protocolo de comunica o for RS 232 Excesso de EMI gerado interfer n cias eletromagn ticas Fio Terra c Fio terra fixado a haste por um anel Aquecimento anormal das etapas de pot ncia inversores converso res etc e motoriza o Funcionamento irregular de compu tadores pessoais Falhas intermitentes que n o seguem um padr o Queima de Cls ou placas eletr nicas sem raz o aparente mesmo sendo elas novas e confi veis Interfer ncias e ondula es em monitores de v deo BITOLA E CONEX O DO FIO TERRA Ter uma boa haste ou um solo favor vel n o basta para termos um bom aterramento el trico As conex es da haste com os cabos de terra bem como a bitola do cabo terra tamb m contribuem muito para a resist ncia total de aterra mento No que se refere bitola do fio terra ela deve ser a maior poss vel Temos a seguir uma regra pr tica que evita desperd cios e garante um bom aterramento Caixa de inspe o NEnergia
123. os inversores hoje existentes no mercado atrav s da setagem de sim ples par metros consegue se um ele mento escalar ou vetorial com ou sem realimenta o Por exemplo um inver sor modelo CFWO9 da WEG figura 2 pode ser ajustado para trabalhar com o tipo de controle desejado definido por um par metro P202 V f 60 Hz 1 VA 50 Hz 2 Vi Ajust vel 3 Vetorial Sensorless 4 Vetorial com Encoder No caso de um G5 da Yaskawa figura 3 a escolha realizada atra v s do par metro A1 02 O Vi sensorless 1 V f com realimenta o 2 Vetorial sensorless 3 Vetorial de fluxo Para parametriza o de um inver sor sempre imprescind vel conhecer a aplica o Mais um exemplo acionar uma centr fuga de alta in rcia o que em muitas situa es deve se utilizar um boost de torque na partida Se for empregado um equipamento Siemens modelo Micromaster o par metro P079 Eleva o da corrente de partida permite que seja ajustado um boost de tens o eleva o de modo que a cor rente de partida pode ser especificada para at 250 da nominal do motor at que a frequ ncia de trabalho desejada velocidade de refer ncia seja alcan ada Os valores a serem especificados podem ser de O a 250 O AJUSTANDO A OPERA O Uma vez definido o universo da apli ca o pode se escolher o inversor e definir quais ser o os par metros a serem setados ajustados e proceder com a
124. ositivos com carga de 4 ou 1 8 de UL podem ser formadas redes com at 64 128 ou 256 dispositivos respectivamente Algumas redes comerciais existentes se baseiam nesse tipo de dispositivos com carga reduzida Mesmo com dis positivos de 1 UL poss vel empre gar repetidores para criar segmentos de rede independentes Cada seg mento pode ter carga de 32 UL O padr o n o imp e limite m ximo de n mero de segmentos ou de dispositi vos em uma rede por m esse n mero n o ilimitado pois depende inclusive da taxa de transmiss o da dist ncia m xima da rede e da quantidade de dispositivos endere veis O pr prio endere amento n o estabelecido pelo padr o RS 485 mas sim pelo protocolo usado Por essa raz o h redes com o n mero m ximo de n s endere veis variando de 32 at 512 n s Enfim duas outras caracter sticas importantes que n o s o totalmente definidas na norma s o a topologia e as termina es Pode se utilizar RS 485 em uma variedade de topo logias como barramento estrela ou anel As topologias mais usadas s o o barramento ou o daisy chain uma varia o do barramento em que o cabo vai de um n diretamente ao pr ximo ao inv s de um barramento com deriva es ver figura 8 Na topologia em barramento s o forma dos stubs trechos de cabo dis tantes do barramento e que podem adicionar cadeias de propaga o de reflex es de sinais causando erros A norma define q
125. otocolo aberto como por exemplo MODBUS RTU PRO FIBUS DP FIELD BUS etc os quais Mecatr nica Atual n 10 Junho 2003 33 MEU Automa o devem ser as vari veis que o fabri cante dever deixar dispon vel para que esse equipamento possa ser integrado na rede de campo da f brica Sempre que poss vel o com prador dever verificar qual o CLP que vir no equipamento e solicitar algumas op es para a marca do CLP para garantir a compatibilidade em rede e facilitar a manuten o futura OUTROS EQUIPAMENTOS COM INTERFACE SERIAL Equipamentos como medidores de grandezas el tricas inversores de frequ ncia rel s de prote o etc possuem interfaces seriais Nesses casos a preocupa o dever ser tanto com o protocolo quanto com o formato que os dados s o disponibi lizados A inten o evitar o extenso trabalho de formata o de dados pelo programa do CLP e aumento do custo do projeto com o desenvol vimento de gateways equipamentos que convertem protocolos de comu nica o Devem se evitar incompatibilida des el tricas com a mistura de equi pamentos diferentes na mesma rede de comunica o ainda que possuam o mesmo protocolo Para se evitar este tipo de problema sempre bom um teste pr vio na etapa de desenvol vimento do projeto ver coluna sobre rede MODBUS na se o Problemas e Solu es A figura 1 ilustra a arquitetura de n vel O de uma industria de pro cessos com
126. parametriza o essencial Para tanto uma boa observada no manual do fabricante e informa es junto ao p s venda s o um bom caminho a seguir A maior parte dos inversores possui fun es gen ricas que analisaremos a seguir Mas antes uma quest o impor tante a ser entendida quanto ao modo como o inversor age no motor que est controlando no aspecto de alcan ar a velocidade desejada seja no ligamento mudan a de valor desejado de veloci dade frenagem ou solicita o da carga Na verdade o que deve ser especifi cado s o as rampas de acelera o e desacelera o figura 4 Estes valores s o na realidade par metros a serem definidos no inver sor O que se faz atuar sobre os ganhos dos controladores de malha de velocidade PI ou PID ou mesmo um outro controlador mais ativo Observe o detalhe em diagrama de blocos no artigo Controle de velocidade e torque de motores trif sicos publicado na revista Mecatr nica Atual n 8 fevereiro mar o de 2003 A defini o da rampa deve ser pautada quanto necessidade da carga e disponibilidade de desempe nho do motor Assim um valor de rampa muito r pido pode levar a carga a ter sobressaltos o que em alguns casos n o aconselh vel esteiras transpor tadoras e elevadores Rampas mais longas servem muito bem para ace lerar grandes in rcias como centr fu gas e moinhos Rampas r pidas podem sobreaquecer o motor principalmente na desacelera
127. pela maior parte das falhas Self tunning ou auto ajuste os sistemas que utilizam Controle Veto rial necessitam tamb m de levanta mentos de valores de indut ncia de dispers o oLs corrente de magenti za o lu constante rot tica L R resist ncia do estator R constante de torque T e indut ncia estat rica Lo Estes valores nem sempre s o f ceis de serem encontrados pelo pro jetista No auto ajuste o pr prio inver sor se encarrega via algoritmos de estima o e identifica o do levanta mento destes dados junto o motor E A INSTALA O At aqui n o falamos quase nada sobre procedimentos e dicas de ins tala o de inversores Na realidade esse assunto merece por si s um artigo que faremos futuramente RESOLVENDO PEQUENOS PRUBLEMAS E DEFEITOS Muitos dos erros e defeitos podem ser pequenos problemas como mau dimensionamento de protetores uti lizar sempre um fus vel ultra r pido categoria aR para proteger o in versor ou falta de reat ncias de rede ou mesmo problemas de EMI e fuga a terra Antes de contatar a assit ncia t cnica que pode demo rar pode se tentar algumas solu es r pidas ATEN O conhe a bem os limi tes impostos por sua garantia para n o mexer onde n o deve e em con sequ ncia disso vir a perd la tacelera o desacelera o Rampa de acelera o e desacelara o do inversor zE Inversor modelo G5 da Yaskawa Ela
128. quil metro de dist ncia o mesmo tempo recep tores de r dio ou TV tamb m s o vulner veis a polui o de RFI causada por com putadores pr ximos Tais receptores devem retirar baix ssimos n veis de pot ncia de um espectro de RF den samente ocupado e converter essa energia em informa o til r dio TV imagem de radar etc O primeiro problema de imuni dade isto a suscetibilidade de equi pamentos eletr nicos falharem devido a RFI O segundo problema de emis s o n o intencional de radiofrequ n cia Este o terceiro artigo de uma s rie sobre EMI No primeiro artigo da s rie EMC e EMI Compatibilidade e Interfer ncia Eletromagn tica foram abordados os conceitos b sicos de EMI e EMC No segundo artigo foram analisados dist rbios no fornecimento de energia E nesta edi o analisare mos o problema da imunidade a RFI A quest o do controle de emiss es de RFI ser tratada em um artigo poste rior A leitura dos artigos anteriores recomendada para melhor compreen s o de alguns conceitos citados neste artigo Todo equipamento eletr nico uma v tima potencial da energia de RF de transmissores pr ximos Transmis sores podem variar de alta pot ncia at r dios port teis ou celulares Com a atual prolifera o de produtos de RF estes problemas certamente v o aumentar a menos que precau es sejam tomadas Uma destas precau es executar os projetos de equipa
129. quina A fun o Homing utiliza normalmente o pulso C do encoder como refer ncia de posi o zero Mecatr nica Atual n 10 Junho 2003 37 MED Dispositivos No posicionamento absoluto necess rio a utiliza o do encoder absoluto o qual informa em tempo real sua posi o mesmo com queda de energia n o sendo necess rio reini ciar ou referenciar a m quina A precis o do posicionamento dada pelo n mero de pulsos do enco der Para um posicionamento preciso recomend vel que a resolu o seja 10 vezes maior que a resolu o da m quina Por exemplo para uma m quina que trabalhe com posiciona mentos variando em 0 1 mm o enco der utilizado dever indicar 0 01 mm por pulso Esse procedimento neces s rio visto que o posicionamento per feito n o existe O mesmo varia dentro de uma faixa aceit vel de desvio sendo normal o erro de mais ou menos um ou dois pulsos no final do posicionamento Na maioria dos controladores poss vel estabelecer a faixa de desvio de posi o aceit vel sendo o erro sinalizado pelo mesmo INTERPOLA O LINEAR Para interpola o linear neces s ria a utiliza o de dois eixos Eixo o nome gen rico dado a um acio namento individual A figura 2 ilustra uma mesa posicionadora X Y respon s vel pelo deslocamento do cabe ote de corte a laser Na interpola o linear os eixos X e Y s o controlados de forma que a somat ria dos do
130. ra fazer um lha inteligente Medidores de deforma o O medidor de deforma o strain gauge muito utilizado para Imunidade a interfer ncia por medi es de grandes massas ou monitoramento de estru radiofrequ ncia turas em constru o ou em restaura o face a sua con fiabilidade precis o e sensibilidade Entenda seu princ pio de funcionamento suas aplica es e os crit rios para es A RH Radio Frequency Interference um s rio problema de EMI Electromagnetic Interference para os equipamentos eletr nicos modernos Conhe a os n veis e modos de falhas e a pais t cnicas de prote o contra este problema melhor sensor Como aplicar inversores de Arquiteturas de sistemas frequ ncia de Automa o Industrial utilizando CLPs Conhe a os aspectos mais importantes a serem considerados Este artigo faz uma abordagem sobre os aspectos de comuni na utiliza o de inversores de frequ ncia tais como quando ca o de dados para arquiteturas comumente utilizadas em utilizar sistemas escalares e vetoriais caracter sticas gerais e par metros que devem ser considerados no efetivo e de inversores automa o de plantas de processos industriais empr CLPs Editora Saber Ltda Diretores H lio Fittipaldi Thereza M Ciampi Fittipaldi Www mecatronicaatual com br Mecatr nica Atual Editor e Diretor Respons vel H lio Fittipaldi Editor Assistente Paulo Gomes dos Santos Pu
131. rimento cm Volume cc Watts Watts cc U Tamanho e peso de motores 26 Mecatr nica Atual n 10 Junho 2003 observar na tabela 7 o tamanho da eletr nica dos servos difere muito pouco da eletr nica dos motores de passo O drive BLU100 Si mais leve que os outros porque ele usa os mais modernos e eficientes transis tores MOSFETs que n o precisam de dissipadores de calor Para apli ca es port teis um peso menor importante Na tabela 8 comparamos o tama nho e a massa dos motores O motor A100 que tem uma pot ncia similar do motor de passo bem mais leve 0 5 kg versus 1 0 kg O A100 tamb m ocupa metade do espa o se voc n o precisar de uma cabe a de redu o O A200 pesa quase o mesmo que o motor de passo e produz o dobro da pot ncia Clara mente os servomotores s o meno res que os motores de passo de pot ncia equivalente Deve ser notado que os motores de passo muito pequenos s o meno res que os servos porque eles n o necessitam de um encoder Enquanto os motores podem ser reduzidos para tamanhos menores e menores pot n cias os encoders t m limites pois a roda de codifica o eletr nica impede Para tamanhos menores que 40 mm o encoder torna se uma porcenta gem significativa do tamanho total do motor CONCLUS O Discutiu se que as vantagens pri m rias dos motores de passo s o torque elevado em baixas veloci dades baixo custo simplicidade
132. rior a respeito dos distur bios no fornecimento de energia Ferrites ou beads s o muito teis para aumentar a imunidade a RFI e tamb m para ESD e emiss es Fer rites para EMI s o mais efetivas na faixa de 50 MHz a 500 MHz Abaixo de LL rir NEnergia Wi E E nn E nn E oa Prote o para reguladores 50 MHz sua indut ncia e resist ncia s o muito baixas Acima de 500 MHz a capacit ncia dos terminais permite a passagem de altas frequ ncias Fer rites SMD Surface Mounted Devices podem funcionar bem na banda de GHz pois n o t m terminais expos tos Como regra uma bead tem impe d ncia da ordem de 50 a 100 Q em 100 MHz e alguns poucos ohms em 1 MHz Al m disso a energia de RF indesej vel dissipada na ferrite na forma de calor ao inv s de ser des viada para outro ponto do circuito Alguns cuidados devem ser toma dos ao utilizar ferrites Primeiro tenha certeza de utilizar ferrites EMI ao inv s de ferrites de baixa perda Segundo utilize os em um circuito de baixa imped ncia para alta fre qu ncia Capacitores shunt deriva o para o terra de 100 a 1000 pF funcionam bem para propiciar esta baixa imped ncia mas deve se manter os terminais dos capacitores curtos para diminuir indut ncias para s ticas dos mesmos Terceiro cuidado com a satura o que pode ser pro vocada por correntes DC ou de baixa frequ ncia Normalmente pequenas ferrites s o adequadas para 100
133. role de xarope desenvolvimento Kopacek contou que o parque industrial austr aco com posto de pequenas e m dias empresas que utilizam redes neurais complexos sistemas de automa o e rob tica Carlos Eduardo Pereira professor da Universidade Federal do Rio Grande do Sul e Paulo Coviello dire tor de Solu es da Siemens Brasil apresentaram palestras sobre os pro blemas na automa o predial e resi dencial al m de suas solu es de integra o Foi discutida a presen a de v rios sistemas e protocolos pre sentes no mercado que impedem o desenvolvimento de uma automa o predial e residencial integrada Os dois palestrantes lembraram que a integra o na automa o reduz custos operacionais aumenta a pro dutividade e melhora o controle e acesso s informa es O evento discutiu auto ma o de pequenas e m dias empresas A Wonderware desembarca no Brasil A Wonderware unidade de neg cios do Grupo Invensys e fornece dora de softwares de automa o industrial est desembarcando no Brasil para dar suporte ao cresci mento das vendas dos seus produ tos como o InTouch carro chefe da empresa Independentemente da instabilidade global a Wonderware decidiu expandir suas opera es atendendo a solicita o dos usu rios de nossos produtos e temos certeza de que esta decis o est no caminho certo para continuar crescendo comenta Andres Szlu fik diretor regional para o
134. role refer ncia ou de pot ncia Mau contato nos cabos de pot ncia ou refer ncia Descontrole de velocidade Ru dos em sistemas pr ximos Resetegem de micros e PLCs Cabo aquecendo ru dos em equipamentos Mecatr nica Atual n 10 Junho 2003 NEI Automa o da rampa como uma fun o limite rampa S ou integra o temporal do in cio fim de rampa Das fun es gen ricas podemos destacar Partida com o motor girando ou fly start possibilidade de permitir que o inversor energize o motor em movi mento Se esta fun o n o for bem ajustada empregada ocorrer sobre tens o no circuito intemedi rio link DC Valores de rampa de acelera o para esta fun o normalmente s o diferentes dos valores pr setados para uma acelera o normal Jog esta fun o normalmente est associada a uma entrada digital que programada para receber sinal source positivo ou sink negativo Quando atuada mant m o motor com velocidade constante definido nos par metros de frequ ncia de Jog ou similar utilizada para ajuste de posi o de m quinas Rejei o de frequ ncias ou exclu s o de frequ ncia de resson ncia na varia o de velocidade o conjunto vibra al m de que nos momentos de acelera o e desacelera o passa por toda a gama de frequ ncias at o valor de velocidade desejado Poder acontecer que dada frequ ncia tenha batimento com a frequ ncia comple
135. rotocolos e at mesmo os proto colos de e mail e de transfer ncia de arquivos FTP comum sepa rar a rede ethernet da planta da rede ethernet do resto da ind stria para evitar problemas de tr fego na rede do sistema de automa o Frequen temente chamamos a rede ethernet do sistema de automa o de rede ethernet industrial Existem equi pamentos dispon veis no mercado para redes ethernet industriais redundantes em formato de anel dando ao sistema um n vel ade quado de confiabilidade da rede ver www hirschmann com O ca bo de rede ethernet do tipo par tran ado permite interligar dist ncias de apenas 100 m J utilizando fibra ptica do tipo multimodo podemos atingir tipicamente 3 km sem o uso N vel 1 CLP s fazem o contro dados do nive A 0 para o n vel ge supervisao Remota N ve 0 com o processo via remota Mede de Inversores L 4r Rede de medidores i de grandezas el tricas acy Aquisi o de E S via remota e via comunica o serial com equipamentos inteligentes de repetidor A figura 4 ilustra uma rede ethernet industrial em formato de anel ptico redundante Como vimos anteriormente a capacidade do CLP se conectar a uma rede aberta do tipo ethernet fundamental para automa o de processos industriais Outro aspecto a considerar ser a performance dessa comunica o A performance da rede est associada sua velo cidade de comunica o e forma como s o tra
136. rrites e de placas de cir cuito impresso multilayer geralmente tamb m eficaz Circuitos anal gicos merecem aten o especial Embora operem em baixa frequ ncia s o vulner veis a RF de alta frequ ncia retificado interessante inserir ferrites e peque nos capacitores de alta frequ ncia bem pr ximos destes circuitos Os circuitos anal gicos mais cr ticos s o os que trabalham com menor n vel de pot ncia e frequentemente tamb m os que ficam mais pr ximos da fron teira do equipamento com o mundo externo Por m h casos em que o segundo e terceiro est gios tamb m merecem aten o pois alguma parte da energia de RF pode passar pelo primeiro est gio e ser amplificada por ele Muitos sensores anal gicos modernos de temperatura strain gauges e outros incorporam circui tos ativos no sensor Desta maneira o primeiro est gio de amplifica o pode estar longe do sistema principal Nestes casos necess rio aumen tar a robustez nas duas pontas de um sistema interligado por um cabo o sensor e o receptor Isto mostrado na figura 1 Observe algumas t cnicas pratica das nestes circuitos da figura 1 desacopla se todas tens es de ali menta o dos chips anal gicos com capacitores de alta frequ ncia coloca se filtros de alta frequ ncia capacitores de alta frequ ncia ferrites em todas as linhas que entram ou saem do equipamento a refer ncia tamb m recebe filtros de alta freq
137. s Quanto mais alto menor a quantidade de oxig nio presente na atmosfera mais rarefeito fica o ar Assim o servomotor deve trabalhar com pot ncia reduzida e limitada a operar a no m ximo 4000 metros de altitude veja figura 5 1000 2000 3000 m 4000 Altitude da instala o acima do n vel do mar Gr fico Pot ncia x Altura CONCLUS O As respostas aqui apresenta das para estas perguntas com certeza n o resolvem 100 dos casos encontrados no campo por m servem de procedimen tos a serem seguidos para eliminar poss veis causas de futu ros problemas Estas respostas foram elaboradas em conjunto com experientes especialistas de Engenharia Manuten o e Assist ncia T cnica que viven ciam situa es como estas diaria mente E Augusto Ottoboni consultor t cnico pleno da SEW Eurodrive Desmitificando a vis o artificial nas aplica es industriais Como entender vis o artificial sem compar la com a vis o real Imagine a visualiza o de um objeto atrav s de uma c mera e que seja poss vel armazenar a imagem capturada por ela Se pudermos interagir com essa imagem que na verdade um retrato fiel do objeto fazendo verifica es de conformidade de forma extremamente veloz entenderemos melhor o que vem a ser a vis o artificial um super sensor s aplica es industriais para a vis o artificial vieram com os equipa mentos denominados sistemas de vis o ou verificadores
138. s baixas frequ ncias evitando loops de terra O objetivo principal desviar para o chassi correntes de RF evitando que cheguem aos circuitos vulner veis e a suas refer ncias de terra Problemas de RF frequentemente s o observados em sistemas onde filtros de EMI s o conectados a refer ncia de terra do sinal ao inv s de no terra do chassis quando estes 2 terras s o isolados entre si T cnicas de Blindagem para RF A maior parte dos sistemas de alta velocidade necessitam de alguma blindagem no m nimo para controlar emiss es irradiadas Se voc precisa alcan ar imunidade na faixa de 1a 10 V m at 1 GHz complicado faz lo sem blindagem Felizmente a menos que voc tenha de cumprir especifi ca es militares 30 a 60 dB de efi c cia da blindagem geralmente s o suficientes atenua es entre 30 e 1000 vezes Materiais de baixa espessura s o adequados para blindagem Finas coberturas condutivas proporcionam blindagem efetiva na faixa de RF entre 10 kHz a 10 GHz e acima Folhas de alum nio proporcionam 90 dB de blindagem nesta faixa de fre qu ncia Pinturas met licas de n quel ou cobre de baixa espessura propor cionam 40 a 60 dB e deposi o ele trol tica proporciona 80 dB ou mais Isto pode ser utilizado em chassis feitos de pl stico na parte interna dos mesmos s vezes pode ser necess rio uti lizar chapas de a o para blindar Blin dagens finas s o ineficientes para campos mag
139. s o per feitos Eles podem posicionar dentro de uma margem de 1 contagem da posi o comandada se o sistema estiver ajustado apropriadamente Os servomotores A100 t m um encoder de 800 contagens por revolu o Isso significa 360 8000 0 045 graus o que quer dizer que devemos esperar uma precis o melhor do que 0 045 A figura 5 mostra isso Assim o servo tem aproximadamente metade do erro de um sistema de motor de passo em la o aberto sem compen sa o Isso compensa o custo adicional de um sistema de servo Somente se precis o for necess ria Por exemplo suponha que estes motores sejam usados para movimentar uma carga num movimento linear acompanhado de um movimento de parafuso Se o passo do parafuso de 5 mm por volta o erro do motor de passo ser de 10 graus e o erro linear ser 01 360 e 0 0014 mm 1400 microns e 5 mm ngulo do eixo graus Precis o de posicionamento de um sistema com servo motor O servo tem metade do erro ou 700 m crons O usu rio precisa perguntar quanto de erro eu pre ciso TAMANHO E PESO O mundo est ficando menor O hardware para controle de movi mento precisa encolher tamb m de modo a caber nele Os servos t m uma vantagem em muitas aplica es porque os motores s o meno res e mais leves Como podemos Peso g Largura cm Comprimento Altura Volume cc UY Tamanho e peso da eletr nica do Largura cm Comp
140. s reprovam meu discurso dizendo que eu n o me refiro ao custo desses motores Sem d vida o custo por kW de um motor deste superior cerca de quatro vezes ao equivalente rotativo Contabilize que o motor linear elimina o uso de fusos de esfera porcas e rolamentos al m de ser afetado pela baixa demanda de mercado O mesmo aconteceu com os com putadores no come o os pre os eram exorbitantes at que algu m inventou o PC para a sua casa O motor linear j est nesse est gio N o estou dizendo que voc deve trocar todos os moto res por lineares desde j mas consi dere inicialmente uma combina o M quinas h bridas est o surgindo principalmente na rea de linhas trans fer para ind stria automobil stica e tornos verticais Nestes ltimos um eixo que usado tanto para a usina gem como para a carga e descarga equipado com motor linear enquanto que os demais ainda permanecem com o conjunto tradicional de fuso de esfera e porca dupla DIAGRAMA DE FOR AS E VELOCIDADES Quando buscamos um motor linear o motivo mais forte deve ser uma necessidade de velocidade O motor linear tamb m uma m quina el A Parte m vel do motor linear tc7 Parte fixa do motor linear se o secund ria Parte m vel sobre parte fixa gabinete se o secund ria esses WI deslizadores se o prim ria se o prim ria at Aplica o m ltipla de motores lineares em m quina ferramen
141. s rodam bem em 3000 E E EK ou gure QuUT3 OUT iNi ma a h z ENS FCW cew in Cuin GNO AIN 3 dew aY 200 Watt Servo Drive rpm proporcionando torque total neste caso Come amos a formular alguns limi tes para ao quais cada tipo de motor deve ser aplicado Em 300 rpm o sis tema de motor de passo tem torque superior e melhor pre o Em 3000 rpm o sistema de servo domina apesar do pre o maior Em 1800 rpm o motor de passo tem maior torque para o pre o mas outros fatores jogam em favor do servo Vejamos esses fatores ACELERA O Para processos de alta veloci dade n o importa tanto o torque ou a velocidade mas sim o tempo do ciclo Para produzir muitas pe as rapidamente devemos ter o movi mento mais r pido ponto a ponto Isso depende da acelera o Os movimen tos r pidos s o frequentemente 50 de acelera o e 50 de desacelera o e apenas uma pequena parcela de tempo em velocidade constante Esses movimentos s o denominados triangulares porque o gr fico veloci dade x tempo se assemelha a um tri ngulo Se pudermos aumentar a taxa de acelera o de um movimento trian gular o tempo de movimento dimi nuir significativamente A acelera o determinada pelo torque do motor dividido pela in rcia Quando a in r cia dada em g cm e o torque em BLU100 Si 48V 3540i 42V BLU100 Si 48V A100 com redu o BLU200 Si 48V HT23 400 A100 de 3 1 A200 I
142. ser eletricamente desequilibrada apa recendo ent o uma corrente que o amplificador enviar para o indi cador na propor o da concentra o do componente na amostra A escala do medidor poder dessa maneira ser calibrada em Vol de H Observe por m que esse dis positivo mede a diferen a de con dutibilidade t rmica entre os gases das duas c maras Os circuitos de medi o s o con figurados de acordo com o n mero e a disposi o el trica das c maras de medi o e refer ncia na ponte de Wheatstone fator esse que apre senta como maior vantagem entre as demais configura es a de ser mais sens vel para qualquer tipo de compo nente analisado Usualmente as c maras de medi o e refer ncia s o projetadas de forma a minimizar as perdas de calor An is de veda o Sa da de amostra Filamento de amostra Mecatr nica Atual n 10 Junho 2003 a yrd MED Dispositivos por convec o e radia o uma vez que o filamento deve perder calor apenas por condu o no g s Essas c maras s o encontradas sob formas diferentes de acordo com o modo pelo qual o g s admitido no inte rior da c mara Veja o exemplo da figura 2 Caso a c mara de refer n cia seja do tipo selada as conex es de entrada e sa da ser o fechadas por conectores apropriados ap s o enchimento da c mara com g s de refer ncia APLICA O O analisador por condutibilidade t rmica po
143. sso de tratamento qu mico do solo FUN ES X NORMAS ABNT Associa o Brasileira de Normas T cnicas possui uma norma espec fica que rege a rea de instala es el tricas em baixa tens o Essa norma a NBR 5410 cuja estrutura dividida em subse es As de n me ros 6 3 3 1 1 6 3 3 1 2 e 6 3 3 1 3 referem se aos poss veis sistemas de aterramento que podem ser encon trados na ind stria N o podemos confundir entretanto um aterramento dentro das normas com o melhor aterramento para uma situa o em particular Conforme veremos mais adiante a pr pria norma prop e tr s tipos b sicos de aterramento Cabe ao t cnico ou engenheiro de campo portanto escolher a melhor alterna tiva para cada caso Sendo assim o que garante a norma Ao contr rio do que muitos pensam estar apenas dentro das normas n o significa que o equipa mento funcionar bem Quanto ao aterramento el trico ao instalarmos uma m quina segundo a NBR5410 temos a certeza de que tr s itens b sicos est o assegurados 1 O usu rio do equipamento est protegido contra descargas atmosf ricas atrav s da viabiliza o de um caminho alternativo para a terra 2 N o haver cargas est ticas acumuladas na carca a da m quina 3 Os dispositivos de prote o contra surtos ter o seu funcionamento facilitado atrav s da corrente des viada para o terra Para automa o industrial reco men
144. ta trica e pass vel de realizar um tra balho m ximo de acordo com suas caracter sticas construtivas e limites externos de drives Falando de ndices e siglas teis para a especifica o do motor linear veja na figura 7 onde as grandezas for a e velocidade est o represen tadas F significa a for a nominal do motor que um dado de cat logo Tamb m do cat logo de qual quer fabricante voc extrai Fx EM adi o a esses dois fatores outros dois surgem S o eles a Va Fmax e Vaar Significando a velocidade m xima quando a for a tamb m a m xima e a velocidade m xima para quando a for a nominal Perceba no gr fico que o seg mento de F V para F max max Fmax N Vmaxen UMa reta e que representa uma manuten o da pot ncia m xima til O gr fico mostra um ponto de tra balho F que est na regi o inferior da curva Apenas comportamentos nessa regi o s o poss veis Em um motor de gaiola podemos acelerar indefinidamente por meio do aumento da frequ ncia at que haja algum tipo de instabilidade como um arco voltaico sobre aquecimento ou uma fadiga acelerada de rolamentos Mecatr nica Atual n 10 Junho 2003 41 NEI Recrofictino E estrutura mec nica guias lineares m motores lineares fixador principal VMAX FMAX VMAX FN fr Diagrama de for as e velocidade No motor linear tamb m podemos pre senciar um limite mec nico e magn
145. trico S o in meras as raz es pelas quais se tem adotado a utiliza Este artigo mostra os aspectos b sicos das normas proble o dos servomotores s ncronos e ass ncronos trif sicos na mas e solu es bem como o processo de tratamento ind stria nacional Neste artigo s o levantadas algumas das do solo d vidas mais frequentes com que os profissionais de m o se deparam em seu dia a dia no campo Analisadores por condutibilidade t rmica Desmitificando a vis o artificial A an lise por condutibilidade t rmica consiste em medir a con nas aplica es industriais dutibilidade t rmica de uma amostra relacionando a com a con Entenda como funcionam os sistemas de vis o que devido centra o de um determinado componente no g s em an lise grande redu o de custo que sofreram nos ltimos tempos Conhe a os dispositivos capazes de realizar esta an lise tiveram um grande aumento no n mero de aplica es nai tria Aplica es de redes RS 485 Compara o de sistemas Descubra qual o segredo da popularidade da rede de comunica o RS 485 cujas aplica es se estendem desde a integra o de pontos de venda e terminais de coleta de dados at apli de alto desempenho em Automa o Industrial com motores de passo e servomotores Com motores de passo e servomotores competindo nas apli ca es industriais como decidir qual o melhor Veja neste artigo o que necess rio levar em conta pa
146. trolador ou computador dependendo do sistema usado Embora n o exista regra geral os v rios tipos de c mera aplicados em sistemas de vis o possuem um sensor CCD com uma quantidade de pelo menos 480 colunas por 480 linhas Usando o exemplo citado percebe se Nospostivos WE Ronei Rossetti Gilberto Jana que a quantidade de informa o a ser armazenada extremamente grande o que exige do controlador alt ssima velocidade de processamento sendo esse um dos aspectos determinantes da velocidade de resposta do sistema As aplica es de sistemas de vis o geralmente trabalham numa veloci dade total captura armazenamento processamento e resultado de 30 milissegundos 1 30 segundo Pode se encontrar no mercado sistemas de vis o que utilizam um computador como controlador outros possuem controladores que podem ou n o estar embutidos numa c mera Estes ltimos possuem a vantagem de ter entradas e sa das digitais incorpo radas o que elimina a necessidade de equipamentos adicionais Nesse caso o pr prio controlador pode comandar diretamente os outros equipamentos que fazem parte do processo Tamb m h no mercado controladores mais robustos que podem controlar simul taneamente dois sistemas de vis o artificial o que resulta em redu o de custo Outro aspecto importante quanto ao m todo de programa o do con trolador pois isso pode ser um fator complicador na hora da implanta o
147. trole pelo sistema wire less S para citar um exemplo esta realidade j presente em v rios pro jetos das empresas de saneamento onde as esta es elevat rias comu nicam se com os centros de opera es via wireless Com a eletropneum utica n o poderia ser diferente e os primeiros equipamentos com envio de sinal em wireless j come am a aparecer no mercado Diferentemente dos CLPs e das IHMs que incorporaram o pro tocolo 802 11 a eletropneum utica vai aparecer no mercado de auto ma o comunicando se atrav s do protocolo Bluetooth padr o de curto alcance e baixo custo Com essa tecnologia os usu rios industriais de eletropneum tica poder o criar redes com at oito dispositivos inter ligados sendo um deles o mestre e os outros os escravos Geralmente nas aplica es com Bluetooth v rias redes independentes e n o sincroni zadas podem se sobrepor ou existir na mesma rea Um sistema dis perso chamado scatternet res pons vel pela reuni o de v rias redes sobrepostas onde um grande n mero de dispositivos podem se comunicar No que diz respeito a colis es de dados a eletropneum utica dever sair beneficiada por comunicar se na tecnologia Bluetooth que cada canal desse protocolo est associado a uma esp cie de sub rede e identificado pela sequ ncia de fre qu ncias e pelo rel gio do disposi tivo mestre Como esse dispositivo respons vel pelo controle de tr fego
148. u do induzido ser pr ximo de O V Isso permite reconstruir o sinal enviado com grande precis o mesmo em presen a de muitos ru dos el tricos Isso reduz a necessidade de usar cabos blindados na maioria das aplica es Ainda assim se estiver mos trabalhando em altas velocidades ou longas dist ncias em ambientes industriais os cabos blindados prove r o mais estabilidade rede A figura 5 ilustra as tens es Vo e Vos medidas em rela o ao terra Observe que h ru do induzido de forma praticamente igual nos dois canais A figura 6 demonstra a tens o diferencial medida entre os conduto res A e B na mesma rede OS LIMITES DO PADR O Qualquer padr o de rede tem limites quanto dist ncia m xima n mero m ximo de dispositivos ou n s dimensionamento de termina es e m xima taxa de comunica o Com o padr o RS 485 n o dife Mecatr nica Atual n 10 Junho 2003 51 aMi Eletr nica Signal GND r ncia de tens o para os sinais rente mas curiosamente uma das raz es da popularidade desse padr o que esses limites s o muito flex veis e em muitos casos facilmente ultra passados A norma define que a m xima dis t ncia de ponta a ponta em uma rede RS 485 de 5000 p s apro ximadamente 1200 m e a m xima taxa de transmiss o de 10 Mb s Existe uma rela o inversa entre o comprimento do cabo e a velocidade m xima como apresentado no gr fico da figura 7 A
149. u ncia se n o estiver aterrada Reguladores de pot ncia tam b m merecem aten o especial Falhas nestes circuitos aparecem como falhas digitais mas alguns poucos capacitores bem colocados podem resolver estes problemas Reguladores s o dispositivos com realimenta o portanto qualquer offset causado por RF DC ou modu lado pode afetar a tens o de sa da Se estes n veis ultrapassarem os valores limites de uma alimenta o para um sistema digital os efeitos s o imprevis veis Uma t cnica fre quentemente recomendada colocar capacitores de 1000 pF diretamente na entrada e sa da de reguladores tanto lineares como chaveados Isto pode ser observado na figura 2 Circuitos digitais podem ser afe tados por RFI mas dificilmente com n veis menores que 10 V m Portanto se voc est projetando para o mer cado comercial 3 a 10 V m e obser var uma falha digital devido a RFI provavelmente trata se de uma falha em reguladores Circuitos de entrada e sa da na periferia do equipamento devem uti lizar filtros de alta frequ ncia como primeira linha de defesa O objetivo isolar o sistema eletricamente dos cabos que agem como antenas n o intencionais Lembre se que filtros de alta frequ ncia geralmente devem cobrir uma ampla faixa de frequ n cia entre 10 kHz e 1 GHz Para tanto geralmente necessitam dois ou tr s est gios cascateados em s rie Esta an lise sobre filtros EMI foi feita no artigo ante
150. ue os stubs devem ser mantidos curtos por esta raz o precisa ser evitada a configura o em estrela que possui muitos stubs longos Pela mesma raz o a melhor topologia a daisy chain em que os stubs s o praticamente inexisten tes Redes como a Profibus possuem conectores apropriados para a mon tagem desta topologia Embora redes em anel como a da figura n o sejam recomend veis poss vel construir an is compostos por v rios segmen tos ponto a ponto ou seja cada dispositivo se comunica com o ante rior por um canal ponto a ponto full duplex e com o pr ximo por outro canal RS 485 de mesmas caracte r sticas A rede Interbus se baseia neste princ pio Embora pare a mais complicado uma vez que cada dis positivo deve possuir dois transcep tores esta configura o permite criar redes de at 12 km com at 512 dispositivos se comunicando a 500 kbps Quanto s termina es existem v rias t cnicas Uma rede curta traba lhando em baixas velocidades pode operar sem termina o O m todo mais usual utilizar dois resistores de termina o com resist ncia equi valente imped ncia do cabo conec tados em paralelo com a rede um em cada extremidade A maior parte dos cabos usados em redes RS 485 possui imped ncia pr xima a 100 Q mas isso n o uma regra geral e necess rio consultar o fabricante do cabo para dimensionar corretamente as termina es Mas agora o leitor dever estar se perg
151. um ve culo que seja o palco de discuss o de engenheiros t cnicos gerentes e diretores E para continuar melhorando importante que continuemos contando com a participa o dos leitores com cr ticas sugest es e at mesmo artigos t cnicos A id ia que a revista n o seja um clube fechado mas que tenha a participa o do maior n mero poss vel de profissionais da rea dispostos a compartilhar id ias e informa es Portanto n o fique parado e participe A Atendimento ao leitor a leitor mecatronicaatual editorasaber com br Os artigos assinados s o de exclusiva responsabilidade de seus autores vedada a reprodu o total ou parcial dos textos e ilustra es desta Revista sob pena de san es legais S o tomados todos os cui dados razo veis na prepara o do conte do desta Revista Caso haja enganos em texto ou desenho ser publicada errata na primeira oportunidade Pre os e dados publicados em an ncios s o por n s aceitos de boa f como corretos na data do fechamento da edi o N o assumimos a responsabilidade por altera es nos pre os e na disponibilidade dos produtos ocorridas ap s o fechamento Mecatr nica S rgio Vieira NNot cias WE Noticias A GE Fanuc compra a lIntellution e segura divulga o A GE Fanuc bra o de automa o industrial do Grupo GE com pletou a aquisi o da Intellution uma das maiores empresas do mundo em softwares para automa o ind
152. uma alta vaz o de by pass em rela o ao di metro do tubo de amostragem assegura Nosposiivos WE plantas de separa o de ar atmosf rico que utilizam amostras em fluxo que cont m amostras na fase l quida Essas amostras devem ser vaporiza das de forma a se obter composi es representativas e para que seja evi tado tempo morto no processo de an lise Basicamente os cuidados devem ser os mesmos j citados lembrando ainda que deve ser dada especial aten o no processo de volatili za o do componente a ser ana lisado Dois m todos que t m sido apli cados com sucesso consistem na vaporiza o por spray e a deposi o de gotas da fase l quida sobre uma superf cie aquecida A transfer ncia do calor se d de forma r pida per Embora os pontos a serem analisados sejam limpos e praticamente livres de contaminantes h diversos outros fatores importantes que caso sejam ignorados podem acarretar em s rias falhas na an lise um r pido equil brio e um baixo tempo de resposta ao sistema e a amostra Para an lises de concentra o muito baixa lt 25 ppm impor tante que sejam evitados os tubos de material pl stico nas linhas de amos tragem bem como outras poss veis fontes de difus o tais como diafrag mas de borracha nos reguladores de press o Onde houver aplica es de bombas de amostragem e forem utilizadas bombas com diafragmas de borracha deve se providenciar a
153. untando Se todos os limites s o flex veis como devo dimensionar minha instala o Como posso saber qual a carga de meus dispositivos Quantos dispositivos posso empregar em cada segmento Quantos ende re os posso ter Eu preciso utilizar cabos blindados Que tipo de termi na o usar Para todas estas perguntas a res posta a mesma Embora o padr o RS 485 tenha muitos pontos em aberto as redes derivadas desse padr o possuem caracter sticas muito bem definidas pelo fabricante ou pelo cons rcio que regulamenta a implementa o E estas caracter sti cas devem ser obedecidas Algumas implementa es definem as caracte r sticas dos cabos tais como a quan tidade de condutores blindagem e as vezes at a cor dos condutores e da capa externa Todas definem inclusive a pinagem dos conectores a resist ncia e configura o das ter mina es as taxas de transmiss o topologias recomendadas n mero m ximo de dispositivos endere veis m todos de identifica o dos dados tamanho do pacote de dados m todo de controle de acesso ao meio etc Entre as redes industriais de protocolo aberto existentes atual mente s o baseadas na RS 485 Profibus Interbus e Modbus Al m dessas dezenas de fabricantes de equipamentos industriais pos suem implementa es propriet rias baseadas na RS 485 Cada uma delas tem caracter sticas ligeira mente diferentes mas podemos ter certeza de que todas partilham mu
154. ustrial A not cia da aquisi o est sendo tratada com cautela pelas duas partes envolvidas na opera o A Am rica do Sul ser o ltimo pa s a saber os detalhes oficiais da aquisi o De acordo com um enge nheiro da GE a estrat gia divul gar os detalhes da opera o nos Estados Unidos depois na Europa em seguida ser a vez da sia e em meados de julho ou Agosto deste ano ser a vez da Am rica do Sul Por esse motivo ningu m comenta nada a respeito da aquisi o para a imprensa brasileira Ex divis o do Grupo Emerson Pro cess a Intellution possui mais de 185 mil instala es de sistemas supervis rios em todo o mundo No Brasil seu principal produto o iFix est presente nos mais variados segmentos indus triais e muitas vezes escolhido como sistema preferencial mesmo em fornecimento de projetos turnkey de automa o onde concorre com siste mas de outros fabricantes Nos Esta dos Unidos suspeita se que o nome Intellution ser mantido Fala se em uma nova empresa chamada GE Fanuc Intellution A aquisi o da Intellution parte da estrat gia global do crescimento da GE e combina as tecnologias que aumentam benef cios aos clientes em torno do mundo A comunidade worldwide do manufacturing pode esperar as novas tecnologias que mudar o e melhorar o a maneira como n s fazemos o neg cio disse Charlene Begley presidente da GE Fanuc em entrevista nos Estados Unidos
155. utros relacionados com servos A tabela 1 apresenta a lista de pre os dos sistemas 1 e 2 assim como outros sistemas que discuti remos posteriormente O servo drive custa U 200 mais do que o drive de motor de passo e os comandos HT23 400 HT23 397 ER O mod 4 7 Motores de passo e drive de 140 W ras s PE all PRE F FHE do servomotor possuem um pr mio de U 399 Tipicamente os sistemas de servo de mesma pot ncia custam mais do que os sistemas de motores de passo Na tabela 2 fornecemos a pot n cia cont nua m xima de cada sis tema O motor de passo tem sua pot ncia de pico em 900 rpm onde o torque de 0 78 N m A pot ncia o produto da velocidade pelo torque ou seja P 0104F T onde V a velocidade em rpm e T o torque em N m A pot ncia de pico do servo de 3000 rpm muito maior do que a do motor de passo Isso pode ser ou n o ser bom Se a aplica o requer torque elevado em baixa velocidade asas peter DME gm do ent o o servo vai exigir o uso de redu es para adequar a velocidade para o torque Os servos geral mente t m menor torque que os motores de passo de mesma pot n cia mas podem rodar mais rapida mente A figura 3 ilustra um gr fico do torque versus a velocidade para o motor de passo HT23 400 e o ser vomotor A100 Tamb m inclu mos um servo maior o A200 para uma finali dade que ficar clara brevemente Vamos considerar uma aplic
156. vencional ou via cabe a remota e o processamento no CLP Para alguns processos poss vel tamb m que a remota fa a um pequeno proces samento local evitando que a perda de comunica o implique em risco ao sistema Ou seja no lugar de uma remota pode ser colocado um pequeno CLP que aquisita os sinais de campo executa intertravamento e disponibiliza as informa es para o CLP central Nesse caso esse pequeno CLP normalmente possui IHM local para que os dados possam ser acessados por um operador local deixando o sistema mais ver s til e com menor depend ncia da rede de comunica o com o CLP central Essa solu o utilizada por exemplo para certos controles locais que n o podem parar como o controle de temperatura de um forno ou o controle de vari veis anal gi cas em um evaporador bastante comum nessa situa o um CLP local aquisitando os sinais fazendo o processamento local Existe uma IHM para o operador alterar os set points no local e este CLP poder estar ligado em rede com outro CLP maior Muitos CLPs j v m integrados a grandes m quinas ou projetos Isso muito comum nas ind stria automo bil stica e aliment cia Nesses casos o comprador dever atentar para evitar comprar uma caixa preta ou seja comprar um CLP com proto colo propriet rio e sem condi o de ser colocado em rede com outros CLPs da planta O ideal especifi car uma porta de comunica o dis pon vel em pr
157. xa pr pria do sistema isto far com que a mesma se amplifique aumentando excessivavente o ru do e vibra o do conjunto Essa fun o exclui a viabi lidade de utilizar esta frequ ncia na varia o de velocidade do motor Frequ ncia de PWM ou frequ n cia de pulsa o as chaves de pot n cia do inversor IGBTs Power Mosfets Transistores de Pot ncia ou MCTs s o chaveados segundo a frequ ncia de PWM definida na parametriza o do motor Valores baixos de chaveamento 1 6 a 4 kHz t m a vantagem de limitar as perdas de chaveamento tempo de subida e descida no acionamento das chaves de pot ncia e diminuir a interfe r ncia de alta frequ ncia A contrapar tida que o ru do ac stico no motor muito desagrad vel Se elevarmos a frequ ncia de chaveamento para n veis maiores 10kHz 20kHz o ru do estar na faixa inaud vel por m aumenta se consideravelmente as perdas de chave amento e interfer ncia de RFI Multivelocidade esta fun o uma combina o das entradas digi tais que s o acess rios do inversor 62 Mecatr nica Atual n 10 Junho 2003 onde uma vez setadas imp e veloci dade e sentido definido ao inversor Prote o contra sobre tempera tura ou It esta fun o realiza o constante monitoramento da tempera tura dos elementos chaveadores ou tamb m via sensor PTC ou termistor dentro do motor supervisionando a tem peratura do motor que a grande res pons vel

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