Diretrizes para Projeto e Instalação de Redes ... - Mecatrônica Atual

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Diretrizes para Projeto e Instalação de Redes ... - Mecatrônica Atual

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Editor e Diretor Responsável

Hélio Fittipaldi

Redação

Natália F. Cheapetta,

Thayna Santos

Revisão Técnica

Eutíquio Lopez

Produção

Diego Moreno Gomes

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Carlos C. Tartaglioni,

Diego Moreno Gomes

Colaboradores

César Cassiolato, Davi Somaggio,

Ederson Santos, Elison Fukabori,

Fabrizio Centineo, Fernanda Terzini Soares,

Giancarlo Puga, Leo Kunigk,

Luiza Bacchi Curotto, Marcio Chiarlitti,

Marcos Liberato, Marcus Vinicius M. e Silva,

Omar Perez, Paulo Sentieiro,

Rubens Gedraite , Wladimir Lopes Silva

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Mecatrônica Atual é uma publicação da

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Associação Nacional

das Editoras de Publicações Técnicas,

Dirigidas e Especializadas

O atual cenário

econômico

A ABIMAQ lançou, durante a 28ª Feira Internacional da Mecânica, o

Catálogo Eletrônico CSQI que reúne informações sobre o setor de máquinas,

equipamentos e instrumentos para controle de qualidade, ensaio e medição.

Embora o faturamento continue crescendo, com aumento de 15,8% no

primeiro quadrimestre de 2010 em relação a 2009, para Luiz Aubert Neto,

presidente da ABIMAQ, o déficit da balança comercial é uma das maiores

ameaças não só sobre o setor de máquinas e equipamentos como também sobre

o parque industrial brasileiro como um todo.

As exportações tiveram crescimento de 1,8% em relação ao ano anterior,

as importações cresceram 4,2% no mesmo período, afirma Aubert, que não

tem poupado esforços junto ao governo no sentido de conter as importações,

inclusive, e principalmente, de máquinas usadas, que representam outra grande

ameaça ao setor.

Como conter as importações!? Talvez a saída não seja uma ação radical na

contenção, e sim uma ação incisiva da nação brasileira contra o crime que o

despreparado político brasileiro perpetua. Alguns até mal intencionados, pois

só pensam no seu “próprio emprego”, nas próximas eleições, e em não trabalhar

pelo bem público. Se a indústria fosse desonerada dos extorsivos impostos

e do “custo Brasil”, a competitividade brasileira equilibraria estas diferenças

e poderíamos obter uma vantagem. É incrível como os sindicatos que dizem

representar os trabalhadores brasileiros, não se preocupam em lutar para uma

diminuição dos impostos. Por este e outros motivos, a cada dia perdem poder

e não representam mais os anseios dos trabalhadores. Cresce a insatisfação

popular contra os impostos e a cada ano os movimentos como o ”O Dia da

Liberdade de Impostos”, que evidenciam o absurdo dos impostos praticados

contra a população, como os que incidem sobre a casa própria (49,02%),

automóvel (43,63%), refrigeradores ( 47,06%), conta telefônica ( 46,65%),

açúcar (40,50%).

Hélio Fittipaldi

Atendimento ao Leitor: atendimento@mecatronicaatual.com.br

Os artigos assinados são de exclusiva responsabilidade de seus autores. É vedada a reprodução total ou parcial

dos textos e ilustrações desta Revista, bem como a industrialização e/ou comercialização dos aparelhos ou idéias

oriundas dos textos mencionados, sob pena de sanções legais. As consultas técnicas referentes aos artigos da

Revista deverão ser feitas exclusivamente por cartas, ou e-mail (A/C do Departamento Técnico). São tomados

todos os cuidados razoáveis na preparação do conteúdo desta Revista, mas não assumimos a responsabilidade

legal por eventuais erros, principalmente nas montagens, pois tratam-se de projetos experimentais. Tampouco

assumimos a responsabilidade por danos resultantes de imperícia do montador. Caso haja enganos em texto

ou desenho, será publicada errata na primeira oportunidade. Preços e dados publicados em anúncios são por

nós aceitos de boa fé, como corretos na data do fechamento da edição. Não assumimos a responsabilidade por

alterações nos preços e na disponibilidade dos produtos ocorridas após o fechamento.


índice

32

48

16

18

20

32

39

42

48

Editorial

Eventos

Notícias

20

Rápido e fácil – Pegar e posicionar

micropeças com o VisionPro

Aumento de produção com redução

dos custos de pintura – Novo

sistema de pintura de eixos

Identificação Experimental do

modelo matemático da Cinética

de remoção de resíduos

Aplicação de Lean Manufacturing

em metalúrgica de médio porte

Protetor de Transientes

em redes PROFIBUS

Diretrizes para Projeto e Instalação

de Redes PROFIBUS DP

Medição de Níveis em Evaporadores

com Radares de Onda Guiada

03

06

08


Março/Abril 2010 :: Mecatrônica Atual

case

21


literatura

eventos

Junho

FISPAL - Feira Internacional de

Embalagens, Processos e Logística

para as Indústrias de Alimentos e

Bebidas

Organizador: Brazil Trade Show

Data: 8 a 11

Local: Anhembi - Av. Olavo Fontoura,

1209, Santana – São Paulo

www.fispal.com

Curso - Manutenção CS3000

Organizador: Yokogawa América do Sul

Data: 14 a 18

Local: Yokogawa América do Sul Ltda

Avenida Ceci, 1500 - CEP 06460-120

Tamboré - Barueri - SP

www.yokogawa.com.br/

treinamento

Feira Internacional dos

Fornecedores da Indústria Química

e Petroquímica

Organizador: Petrobras

Data: 21 a 24

Local: Anhembi - Av. Olavo Fontoura,

1209, Santana – São Paulo

www.quimica-petroquimica.com.br

O livro “Automação e Controle Discreto” é destinado a técnicos

e engenheiros já atuantes ou em fase de estudo de sistemas

automatizados. São apresentadas técnicas para resolução de problemas

de automatização envolvendo sistemas de eventos discretos, como o

controlador lógico programável, a modelagem de sistemas sequenciais

por meio de Grafcet e técnicas de programação oriundas da experiência

dos autores. O texto que contém seis capítulos também aborda, em

linguagem coloquial, aspectos histórico-sociais da automação, além de

contextualizar as mais recentes tecnologias na área. Ao final de cada

capítulo, é proposta uma lista de exercícios.

Automação e Controle Discreto

Autores: Paulo R. da Silveira e

Winderson E. Santos

Preço: R$ 82,50

Onde comprar:

www.novasaber.com.br

Curso - Método dos Elementos

Finitos Aplicado na Indústria

Automotiva

Organizador: SAE BRASIL

Data: 23 a 24

Local: Av. Paulista, 2073 – Edifício Horsa II

– Cj. 1003 – 10º andar- São Paulo - SP

www.saebrasil.org.br

Curso – Configuração PRM

Organizador: Yokogawa América do Sul

Data: 29 a 30

Local: Yokogawa América do Sul Ltda

Avenida Ceci, 1500 - CEP 06460-120

Tamboré - Barueri - SP

www.yokogawa.com.br/

treinamento

Julho

Curso - Sistema de Suspensão

Organizador: SAE BRASIL

Data: 3 a 17

Local: Av. Paulista, 2073 – Edifício Horsa II

– Cj. 1003 – 10º andar- São Paulo - SP

www.saebrasil.org.br

Curso - Desenvolvimento de

produtos utilizando lean

Organizador: SAE BRASIL

Data: 16

Local: Av. Paulista, 2073 – Edifício Horsa II

– Cj. 1003 – 10º andar- São Paulo - SP

www.saebrasil.org.br

ISA Expo Campinas 2010

Organizador: ISA Campinas Section

Data: 13 a 14

Local: Ginásio Poliesportivo UNISAL-

Campinas - SP

www.isacampinas.org.br/site/

isaexpocampinas

Protection Offshore - Fórum

Internacional de Saúde, Meio

Ambiente, Segurança e

Responsabilidade Social

Organizador: Alcantara Machado / Reed

Exhibitions

Data: 20 a 22

Local: Cidade Universitária de Macaé

- Rio de Janeiro - RJ

www.protectionoffshore.com.br


Automação em cervejaria

Faço curso de graduação em elétrica,

trabalho em uma cervejaria e tenho

interesse em automação nesse setor.

Podem me orientar em fontes de consulta

para artigos voltados para esta

aplicação? Obrigado pela atenção,

Por email

Anderson Alves

Caro Anderson, na revista Mecatrônica

Atual edição de número 40, encontrase

um artigo relacionado a indústria

cervejeira. Você pode adquirir pelo

email pedido@sabermarketing.com.br

solicitando a revista ou entrar em contato

com a assinaturas@editorasaber.com.

br e solicitar a sua assinatura no portal.

Edições Antigas

Estou interessado em comprar algumas edições da revista

Mecatrônica Atual. Vocês poderiam me orientar? Moro

em Salvador, e aqui não encontro a revista em nenhum

lugar. Posso comprar diretamente com vocês? Ou me

indicariam algum fornecedor? Pretendo também fazer

a assinatura da revista. No aguardo. Atenciosamente,

Por email

José Marcelo de Assis Santos (PIT)

Prezado Sr. José Marcelo, para adquirir as edições

mais antigas da revista Mecatrônica Atual

entre em contato com pedido@sabermarketing.

com.br ou pelo site www.novasaber.com.br

Para se tornar assinante da revista tanto im-

contato

Mecatrônica Atual nº 45

pressa quanto do portal, basta entrar em contato pelo telefone 11 2095-5333

ou enviando uma solicitação para assinaturas@editorasaber.com.br

Sensores atuais

Sou estudante de Mecânica Industrial

no Senai de Juiz de Fora, e estou realizando

um trabalho sobre Sensores e

gostaria de um material atualizado

que prenda a atenção dos alunos na

apresentação para que ela seja diferenciada.

Agradeço a sua atenção.

Por email

Dalila Cristina de Matos

Dalila, no portal da Mecatrônica Atual

www.mecatronicaatual.com.br existem

diversos artigos sobre diferentes sensores,

como por exemplo, ópticos, térmicos,

piroelétricos, entre outros. Na revista

Saber Eletrônica número 446 há um

artigo chamado o Mundo dos Sensores,

que é um artigo atual do engenheiro

Filipe Pereira, vale a pena conferir!

Sugestão

Prezados, gostaria de sugerir que a

revista Mecatrônica Atual publicasse

algo referente a automação em processo

produtivo de máquinas têxteis

automatizada. Obrigado.

Por email

Vanderlei Teixeira

Senhor Vanderlei, agradecemos

a sua sugestão e a mesma foi

encaminhada para os engenheiros

responsáveis. Pedimos que continue

acompanhando a nossa revista

tanto impresso como pelo portal

no endereço www.mecatronicaatual.com.br

Escreva para a

Mecatrônica Atual:

Dúvidas, sugestões ou reclamações

sobre o conteúdo de nossas reportagens,

artigos técnicos ou notícias,

entre em contato pelo email atendimento@mecatronicaatual.com.

br ou escreva para Rua Jacinto José

de Araújo, 315 CEP 03087-020

- São Paulo - SP


notícias

Será um dos maiores parques fabris

da Festo fora da Alemanha.

Festo com novos planos e

positividade para o futuro

Em coletiva de imprensa ocorrida na Feira da Mecânica

2010, a Festo Automação demonstrou confiança no mercado e

divulgou a ampliação da sua planta fabril. A expansão foi iniciada

neste ano e o seu término tem a previsão para 2012.

A nova área industrial é localizada em São Bernardo do

Campo, em São Paulo, em um terreno de 13 mil metros quadrados,

ao lado do espaço atual da empresa, próximo à rodovia

Anchieta.

“Expandir a área industrial é aumentar a capacidade para

atender a demanda” explica o presidente da Festo, Waldomiro

Modena. Afirma que com esse crescimento a produção brasileira

deverá triplicar dentro dos próximos cinco anos, pois

este espaço ficará com um total de 44.000 m² e será um dos

maiores parques fabris fora da Alemanha.

Este crescimento irá proporcionar à companhia um aumento

no seu quadro de funcionários em 35% nas áreas de manufatura,

engenharia de processos, planejamento de produção, administração

e vendas. Além de melhorar o atendimento no mercado

brasileiro, que atualmente encontra-se com 125 pontos de

atendimento. “O Brasil está vivendo uma fase muito boa e a

Feira reflete este momento positivo do país”, diz Modena.

Para os próximos dois anos a Festo pretende investir cerca de

R$ 25 milhões nesta expansão. E a sua previsão de faturamento

para este ano está na ordem de R$ 250 milhões.

A Festo atua no mercado de automação nos setores automobilístico,

alimentos, embalagens, plásticos e eletroeletrônicos.

Mecatrônica Atual :: Março/Abril 2010

Okuma ganha prêmio da

Federação Japonesa de Máquinas

Festo/Divulgação

Na 30ª edição do prêmio de economia de energia, patrocinado

pela Federação Japonesa de Máquinas (Energy-Saving

Machine President’s Award, da Japan Machinery Federation), a

Okuma recebeu o prêmio por seu motor PREX de relutância

de magneto permanente de alta eficiência.

“Os motores PREX são motores de relutância do tipo

integral (built-in), encontrados em fusos de máquinas-ferramentas.

O motor é dotado de numerosos canais que otimizam

a geração de força e recebe uma pequena quantidade

de magnetos permanentes para melhorar a performance

do sistema. Ele é mais eficiente que um motor de indução,

e dentro das faixas de rotação utilizadas na maior parte das

usinagens tem o torque elevado entre 4% e 9%. Motores

PREX são também compactos e com pequena massa na

secção rotativa, o que reduz a massa inercial em 47%, propiciando

acelerações e desacelerações mais rápidas. Comparado

com motores indutivos de magnetos permanentes,

existe menor perda de eficiência em altas rotações e como

menos magnetos são utilizados, a quantidade de terras raras

magnéticas (um recurso natural escasso) é reduzida. A

combinação de todas estas características reduz o consumo

de energia entre 5 e 13%”, explica Alcino Bastos, diretor

da Okuma no Brasil.

As máquinas equipadas com o motor PREX são os tornos

da série Space-Turn EX e da série MULTUS de máquinas

multitarefa.


E3 Power foi apresentado

na feira IEEE 2010

A Elipse Software participou da 2010 IEEE PES Transmission

and Distribution Conference and Exposition, feira voltada

ao setor de energia elétrica que foi realizada na cidade de

New Orleans (EUA).

O evento reuniu cerca de 12 mil participantes provenientes

dos mais diferentes países. A Elipse apresentou o seu

mais recente produto: o E3 Power.

“Nossa participação na feira foi positiva. Apesar do público

ter sido um pouco aquém do esperado em função dos

problemas no tráfego aéreo europeu, conseguimos fazer

novos contatos e ter uma noção de como está o mercado.

Um mercado, é bom salientar, sempre aberto ao surgimento

de inovações tecnológicas. Caso do E3 Power”, explicou o

diretor de negócios da Elipse, Marcelo Salvador.

O software foi desenvolvido com o propósito de garantir

mais confiabilidade, qualidade e eficiência ao processo de

operação de redes de transmissão e distribuição de energia

elétrica. Para isto, o E3 Power conta com um conjunto de

aplicativos de análise de sistemas elétricos (Processador

Topológico, Fluxo de Potência e Estimador de Estados), e

um ambiente de simulação que facilita a integração entre os

setores de pré e pós-operação com o centro de controle.

Assim, a solução possibilita que procedimentos de transferência

de carga, elaboração de ordens de manobras e ajuste

de dispositivos de controle de tensão sejam ensaiados e

validados com base em cenários históricos reais coletados

pelo sistema de automação da empresa.

Deste modo, o usuário pode testar suas habilidades tanto

do ponto de vista da utilização dos recursos fornecidos pelo

software quanto da compreensão do comportamento físico

do sistema elétrico quando submetido a determinadas ações

de controle.

A previsão de produção de carros de passageiros é de 500 à 550 unidades.

Abifer/Divulgação

//notícias

Indústria ferroviária prevê produzir

2.500 vagões e 550 carros

Em função dos investimentos feitos pelas concessionárias, a

indústria ferroviária nacional ressurgiu e também investiu em

expansões de fábricas e inovação tecnológica, com o objetivo

de atender às concessionárias em seus crescentes volumes de

transporte.

Além disso, o governo tem estimulado o crescimento da

malha com projetos em execução. “Até 2020, deveremos atingir

40 mil quilômetros de ferrovia de carga, quase 40% a mais que

os atuais 29 mil”, afirma Vicente Abate, presidente da Abifer

(Associação Brasileira da Indústria Ferroviária), entidade que

apoia a realização da Feira Negócios nos Trilhos 2010, que

acontecerá nos dias 9 a 11 de novembro, no Pavilhão Vermelho

do Expo Center Norte, em São Paulo.

De acordo com Abate, o governo deveria dar mais atenção

às correções necessárias na malha existente, de sua responsabilidade,

mas que ainda estão longe das reais necessidades

do setor.

Na área de passageiros, em função da necessidade premente

de se ordenar o transporte nas médias e grandes cidades brasileiras,

aliada aos eventos esportivos mundiais programados para

o Brasil, o segmento também encontra-se em crescimento.

O volume de veículos ferroviários produzidos no Brasil nos

últimos 40 anos, foi de quase 28 mil vagões de carga, maior

volume desde a década de 70, quando foram produzidos 30 mil.

Estima-se que atualmente serão fabricadas entre 30 e 35 mil

unidades, com possibilidade de superar o volume histórico.

No segmento de carros de passageiros, a década passada foi

a recordista, com quase 2 mil carros, contra mil na década de

70. A previsão para os próximos anos é de 4 mil.

“Locomotivas não eram mais produzidas aqui havia 10 anos, e

hoje já são fabricadas, inclusive as de alta potência e de corrente

alternada”, conta Abate.

Para 2010, as projeções da indústria indicam a produção de

2.500 vagões (1.022 em 2009), 500 a 550 carros de passageiros

(438 em 2009) e 60 a 70 locomotivas (22 em 2009).

“Por tudo isso, os próximos 10 anos serão extremamente

promissores para o setor ferroviário brasileiro”, conclui o

presidente da Abifer.

Mas ressalva para que esta previsão aconteça, que devem

continuar os investimentos em infraestrutura de transporte,

principalmente a ferroviária. “Temos que retornar aos níveis

da década de 70, quando eram investidos 2% do PIB, enquanto

hoje não chegamos a 0,5%”, reforça.

Março/Abril 2010 :: Mecatrônica Atual


notícias

Projeto-Piloto

A Abimaq firmou parceria com a BCB, que vai elaborar os

inventários de GEEs para as associadas gerando a oportunidade

de desenvolver ações gerais e localizadas em benefício da sustentabilidade.

A associada RTS Válvulas participou do projeto

piloto e já recebeu seu inventário de GEEs.

A metodologia de trabalho da BCB segue critérios e padrões

de órgãos internacionais, como o Greenhouse Gas Protocol

(GHG Protocol) e o Intergovernmental Panel on Climate Change

(IPCC) e da norma ISO 14064 (relacionada à quantificação

e verificação de GEE).

João Marcelino, contador da RTS e responsável pelo projeto

dentro da empresa, diz que para se fazer o inventário, é

importante ter informações sobre consumo de energia, frete,

lixo, entre outras.

“Nós respondemos a um questionário que abordava estas

e mais outras questões sobre a empresa. Pudemos perceber

que a empresa já tinha ações sustentáveis como, por exemplo,

destino correto ao lixo e tratamento de efluentes líquidos. Mas

identificamos que mesmo assim, geramos CO2 de forma direta

e indireta, o que será compensado com plantio de árvores”,

explica Marcelino.

Produtos

Câmera Térmica com infravermelho

Especializada em instrumentos de

medição, a Instrutherm lança no

mercado nacional o TI-1500 – uma

câmera térmica com infravermelho,

que pode medir a temperatura de até

quatro pontos simultâneos em uma

distância de 10 metros com dados

precisos.

O TI-1500 é aplicável à manutenção

preventiva em diversos setores, como

eletroeletrônica, engenharia, mecânica,

construção civil, segurança do trabalho,

náutica, varejo. Além de poder ser

utilizado na área médica veterinária. O

aparelho identifica sobreaquecimento,

constatado tanto em painéis elétricos

e quadros de distribuição, quanto no

corpo humano ou animal, sinalizando

pontos de infecção.

Com display de 3,5 e medição de

-20ºC a 600ºC, temperatura de operação

de -15ºC a 50ºC e resolução

de 160x120 pixels, o aparelho ainda

tem saída USB, gravação de áudio e

deo e cartão de memória. E permite

10 Mecatrônica Atual :: Março/Abril 2010

a gravação de informações, imagens

e sons que podem ser descarregados

posteriormente num computador, para

análise.

O TI-1500 chega ao mercado nacional

pelo valor médio de R$15 mil e pode

ser adquirido através da loja virtual

www.instrutherm.com.br.

Algumas especificações técnicas:

Display colorido;

Faixa espectral: 8-;

Temperatura: -20ºC ~ 600ºC;

Precisão: ± 2ºC ou ±2% (o que for

maior);

Temperatura de operação: -15ºC

+50ºC;

Umidade de operação: < 90% sem

condensação;

FPA, Microbolômetro Não Resfriado;

Campo de visão: 21º x 15º/ 0,15 m;

Resolução: 160 x 120 pixels;

Resolução Espacial (IFOV): 1,4 mrad

(21º x 15º);

Sensibilidade térmica: 100 mK em 30ºC.

Durante a divulgação do segundo inventário nacional de

emissões, o ministro da Ciência e Tecnologia, Sérgio Rezende,

anunciou que as emissões brasileiras de gases de efeito estufa

aumentaram 62% entre 1990 e 2005. Todos os setores registraram

crescimento nas emissões e a indústria como um todo é o

quarto setor que mais emite GEEs. Nesses 15 anos, o aumento

de emissões foi de 39%, embora a participação do setor para as

emissões nacionais tenha caído de 2% para 1,7%.

Especialistas afirmam que o Brasil tem condições de assumir

um importante papel nas discussões sobre emissões de carbono,

por ter uma matriz energética mais limpa que a dos países

desenvolvidos – e de emergentes como a China.

Apesar desse aumento, o Brasil domina tecnologias estratégicas

para o futuro, como a dos biocombustíveis – com

destaque para o etanol que, além de poluir menos, promove

um significativo sequestro de carbono da atmosfera, durante o

cultivo da cana-de-açúcar.

Mais informações sobre o Projeto Carbono Zero podem ser

obtidas através do telefone (11) 5582-6442 ou e-mail: rsa@

abimaq.org.br

Instrumento de medição com câmera

de infravermelho.


Tranter adquire PHE no Brasil

A empresa Tranter, fabricante de trocadores de calor e

placas gaxeados e soldados, está há 70 anos no mercado com

operações em mais de vinte países. A companhia mantém um

plano de crescimento agressivo desde 2007 para ampliar a

sua presença, movimentando no mercado de fabricação de

placas anualmente no país cerca de R$ 80 milhões.

“Após adquirir nesses últimos dois anos operações na

China, Alemanha (Pressko e Hes), Canadá (Fieldco), no

México (PHE do México), chegou a vez do Brasil, onde a

empresa atua há dez anos na venda de equipamentos e na

prestação de serviços. A estratégia para o país foi absorver

uma companhia que ampliasse a oferta de serviço tanto de

produtos Tranter como de outras marcas, o que levou à

compra da PHE, empresa com 20 anos de experiência em

manutenção, que aumentará a operação no suporte pós-venda,

estreitando nossa proximidade com os clientes, além de

reforçar um dos três pilares de sustentação da corporação;

produtos, tecnologia e serviços”, afirma Olavo T. Xavier,

diretor superintendente da Tranter no Brasil.

O valor da aquisição não foi revelado, porém a companhia

aumentou o número de funcionários e sua participação no

mercado de 10 passou para 20%. Devido à sinergia entre as

empresas, a meta é ultrapassar a soma do faturamento atual

das duas corporações, englobando a venda de equipamentos,

manutenção e assistência técnica, por meio da oferta de uma

solução global. E além da venda de equipamentos, a Tranter

manterá a prestação de serviço para produtos de outras

marcas, atualmente realizada pela PHE, possibilitando maior

penetração no mercado.

O foco da companhia é diversificar e aumentar as vendas

em outros setores, além de etanol e offshore. “A partir de

agora, teremos mais condições de atender os segmentos de

mineração, siderurgia, têxtil, OEM (Original Equipment Manufacturer),

assim como as indústrias naval, química, automotiva,

petroquímica, de energia, papel e celulose”, conclui Xavier.

Com base nas operações do Brasil e do México, a Tranter

pretende ampliar sua atuação por toda a América Latina a

partir destas bases.

Curtas

Curso de CCE

A ABEE/SP (Associação Brasileira de Engenheiros Eletricistas

de São Paulo), realizou nos dias 10, 11 e 12 de maio o

curso CCE Projetos de Circuitos de Comandos Elétricos,

voltado para engenheiros, tecnólogos, técnicos, projetistas

que desejam aprimorar seus conhecimentos na área.

O curso teve o objetivo de desenvolver um encadeamento

lógico, associando a lógica operacional com à de

circuitos elétricos, facilitando a interpretação de esquemas

//notícias

Skam se diversifica e aposta em serviços

Especializada na produção de empilhadeiras movidas a energia

elétrica, a Skam, motivada pelas quedas nas vendas causadas pela

crise econômica, antecipa a revisão do modelo de negócios da

empresa, que prevê a diversificação e a ampliação de seu setor de

atuação. A meta é reduzir o peso da atividade fabril e aumentar

o volume de atividades na área de prestação de serviços, como

consultoria em projetos logísticos e locação, que proporcionam

melhores margens.

Com a nova estratégia, a empresa pretende recuperar as

vendas perdidas durante o ano de 2009, quando o faturamento

ficou um pouco abaixo de R$ 10 milhões. A meta é voltar ao

nível de 2008, quando a Skam movimentou R$ 26 milhões, de

acordo com o superintendente Paulo Coggo.

Segundo Maks Behar, presidente da empresa, a nova área de

atuação vinha sendo estudada durante o ano de 2008, mas com

a crise, passou a ser prioridade, já que as vendas de máquinas

sofreram grande queda em 2009. Apesar da reação no segundo

semestre e de o ano ter terminado com a casa cheia de pedidos,

as perdas substanciais durante os primeiros meses foram impactantes

demais para permitir uma retomada mais eficaz.

Para esta nova fase, a empresa, situada em Jundiaí, interior

de SP, irá oferecer soluções com empilhadeiras Skam feitas sob

medida, que aumentam a capacidade de volume armazenado no

mesmo espaço, para clientes potenciais, que estejam construindo

galpões industriais. O objetivo da Skam é chegar a 2010 com 50%

do faturamento baseado em serviços de locação e consultoria em

projetos logísticos. Os contratos são, em média, de quatro anos.

O desafio para a nova fase, segundo o presidente da empresa,

é o capital de giro para o financiamento das máquinas, até que

as mesmas sejam pagas com o aluguel. Mas as dificuldades não

desanimam a retomada e, segundo Behar, a Skam pretende

fechar grandes contratos e, no mínimo, dobrar o número de

máquinas alugadas, de 56 para 112. “Com os novos planos, a

empresa está otimista para , declara.

de comando e diagnóstico de defeitos, além de auxiliar os

estudantes a elaborar inúmeros tipos de circuitos a partir de

esquemas tradicionais.

O workshop apresentou os princípios de funcionamento e as

principais características dos diversos componentes usados

em comandos elétricos incluindo CLP (controlador lógico

programável) e dispositivos discretos.

Março/Abril 2010 :: Mecatrônica Atual

11


notícias

Plataforma robótica pode ser utilizada

em diferentes áreas da engenharia

Desenvolvida pela PUC – Campinas, esta ferramenta permite

avaliar áreas de acessibilidade para cadeirantes, incluindo

o monitoramento de áreas de segurança. Essa é a proposta do

projeto do Laboratório de Pesquisa em Sistemas Rádio, do Centro

do Centro de Ciências Exatas, Ambiental e de Tecnologias

(CEATEC) da Universidade.

A Plataforma Robótica Multifuncional tem como objetivo

atuar como uma rede de sensores, que funciona por meio de

um robô com a capacidade de atender diferentes áreas da engenharia.

O robô, por exemplo, poderia descobrir a temperatura

e o grau de umidade de uma área agrícola.

Segundo o professor da Faculdade de Engenharia Elétrica

e um dos responsáveis pela plataforma, Omar Branquinho de

Carvalho, o projeto além de ter diferentes funções, permite um

aprendizado multifuncional das diferentes áreas da engenharia.

“A robótica, talvez seja a área que permite a interdisciplinaridade.

O projeto tem a necessidade de alunos das engenharias

elétrica, civil, ambiental, computação e outras áreas específicas

como arquitetura”, explicou o professor.

Atualmente, o trabalho é desenvolvido pelos alunos: Luís

Henrique Pereira (Engenharia Elétrica), Milton Giraldelli Camargo

Júnior (Engenharia Elétrica) e Allan Nicolau de Campos

Romanato (Engenharia de Computação). Segundo o professor

Branquinho, a integração dos diferentes cursos permite um melhor

resultado do projeto. “Trabalhando juntos há uma sofisticação

do trabalho para atender sempre novas necessidades. Desta

forma temos um forte engajamento dos alunos e um altíssimo

grau de aprendizagem, em razão das mais diversas estratégias

que devem ser desenvolvidas”, conclui o professor.

Produtos

Linhas de disjuntores para os segmentos terciário e industrial

A empresa Cemar Legrand disponibiliza

as linhas de disjuntores (dispositivo de

segurança contra sobrecargas) termomagnéticos

DRX e DPX caixa moldada

(MCCB - Moulded Case Circuit Breaker),

que podem ser utilizados em instalações

de pequeno a grande porte, em proteção

de máquinas e, ainda, em outros tipos

de equipamentos, no setor terciário ou

industrial.

O DRX é um disjuntor tipo caixa moldada

de 15 a 250A com termomagnético

fixo e pode ser aplicado juntamente com

os quadros de distribuição QDETG da

Cemar Legrand, como disjuntor geral.

Disponíveis em dois tamanhos (DRX100

e DRX250), sua montagem é de fácil aplicação

e seus acessórios são os mesmos,

12 Mecatrônica Atual :: Março/Abril 2010

o que diminui o número de referências.

Para agilizar a montagem e a manutenção,

sua tampa quando aberta fica basculante

e fixa no disjuntor.

Já o DPX é um modelo caixa moldada de

16 a 1600 A com termomagnético ajustável.

Ambos foram desenvolvidos pela

fábrica da Legrand em Bérgamo, na Itália,

com a tecnologia do mercado europeu.

Entre as principais características dos

produtos utilizados nos setores terciário

e industrial estão a robustez, a alta

capacidade de ruptura, a possibilidade de

instalação de acessórios para sinalização

e o comando de disparo à distância. Além

disso, são muito utilizados nas linhas

de Quadros de Comando e de Painéis

Modulares.

O projeto da plataforma robótica começou há 4 anos, quando

dois alunos da Faculdade de Engenharia Elétrica fizeram como

Trabalho de Conclusão de Curso (TCC) a construção de um

robô para medidas de intensidade de sinais de redes WiFi. Este

trabalho resultou em uma dissertação de mestrado profissional

em Telecomunicações da PUC-Campinas do aluno Fernando

Lino. O professor Branquinho ainda explicou que com o projeto

é possível realizar a inspeção de regiões contaminadas,

inspeção de dutos na área de empresas de petróleo, água e ar

condicionado.

A linha de acessórios para os

disjuntores DRX e DPX é completa

e atende as principais demandas do

mercado. Estão disponíveis: manoplas

rotativas, bobinas de disparo, bobinas

de alarme, bobina de disparo com

mínima tensão, terminais de conexão

e suportes para cadeado (atende aos

requisitos da NR10).

Com alta performance como dispositivo

de proteção, as linhas DRX e

DPX são compostas por disjuntores

compactos, que não ocupam espaço

na instalação. Vale lembrar, que o

disjuntor é indicado para proteger

os fios contra sobrecargas, não os

equipamentos. Portanto, não se deve

substituir os disjuntores sem antes


avaliar os fios dos circuitos.

Todos os modelos de disjuntores comercializados

pela Cemar Legrand seguem

os mais rigorosos padrões do mercado

mundial. As ofertas DRX e DPX são certificados

conforme a IEC 60947-2 e estão

de acordo com as principais normas

mundiais, como a NEMA, JIS e KS.

Características Técnicas:

DRX:

• Disponíveis no modelo tripolar de 15

a 250 A;

• Termomagnético fixo;

• Acessórios comuns aos disjuntores de

100 A e 250 A;

• Em dois tamanhos DRX100 e DRX250;

• Capacidade nominal de interrupção

NBR IEC 60947-2 – 220/240 V ~ - 65 kA

Festo/Divulgação

a 25 kA - 380/415 V~ - 36 kA a 10 kA;

• Tensão nominal: 600V;

• Certificados conforme norma IEC

60947-2;

• Não sofre interferência térmica até

50ºC.

DPX:

• Disponíveis no modelo tripolar de 16 a

1600 A;

• Termomagnético ajustável em 5

tamanhos: DPX125; DPX160; DPX250;

DPX630 e DPX1250/1600;

• Capacidade nominal de interrupção

NBR IEC 60947-2 – 220/240 V ~ - 100 kA

a 35 kA - 380/415 V~ - 70 kA a 25 kA;

• Tensão nominal: 690 V;

• Certificados conforme norma IEC

60947-2.

//notícias

Fabricantes e as novidades

na Feira da Mecânica

Bastante movimentado, o primeiro dia da 28ª Feira da

Mecânica, reuniu desde estudantes do Senai ou outras escolas

técnicas até empresários do setor em busca de soluções para

as suas empresas.

As empresas para não passarem despercebidas, trouxeram o

que têm de mais recente em seu portfólio. Como a Festo Automação

que apresentou pela primeira vez no Brasil o AquaJelly,

um robô que tem aparência e comportamento de uma águaviva.

A Abimaq lançou, também na feira, o seu catálogo, que

reúne informações sobre o setor de máquinas e equipamentos,

praticamente um guia das empresas associadas.

Para profissionais que necessitam de precisão geométrica,

a Instrutherm apresentou o microscópio MDV-200 com visor

LCD de 8” e resolução de 800 x 600 pixels. A empresa Wika,

trouxe o seu mais novo transmissor da família C-2 para medição

de pressão em compressores tipo parafuso, pistão e turbo. A

Yaskawa pensou nas aplicações que necessitam do controle de

apenas um eixo de servomotor, ou ainda o controle individual

e modular, então desenvolveu o mais novo controlador de máquinas,

o MP2600iec com funções ponto-a-ponto, e controle

de velocidade, entre outros.

O AquaJelly é um

dos destaques

da área Bionic

Learning da Festo.

Disjuntor DPX, desenvolvido na Itália com

tecnologia do mercado europeu.

Março/Abril 2010 :: Mecatrônica Atual

13


notícias

Jim Pakkala (à esquerda), Diretor Engenheiro da Dürr Systems Inc.

recebe o prêmio das mãos de Mike Hanley da Ernst & Young.

Balanço geral da Abimaq

no ano de 2009

A recessão mundial, apesar do menor impacto do Brasil,

fez a indústria de máquinas e equipamentos cair para a média

de faturamento do ano 2007, além de outros reflexos

negativos como a queda no quadro de trabalhadores, com

aproximadamente 15.000 demissões.

Chegando ao total de R$ 6,26 bilhões, o faturamento

nominal registrou uma queda de 7,3% em dezembro, se

comparado com o mês anterior. No período de janeiro a

dezembro de 2009, o fechamento atingiu R$ 64 bilhões,

apresentando uma queda de 20% em relação ao mesmo

período em 2008.

Segundo o presidente da Abimaq, Luiz Aubert Neto, o

BNDES foi importante para a sustentação da demanda. O

PSI, Programa de Sustentação do Investimento, ao permitir

o financiamento de Bens de Capital a custos internacionais

(4,5% a.a.), passou a auxiliar o faturamento do setor no último

trimestre, explicando assim o crescimento dos números

nos últimos meses. “Se não fosse o PSI e a desoneração do

IPI, que felizmente conseguimos prorrogar até junho de 2010,

a queda teria sido pior”, afirma Aubert

No setor de exportações, o ano de 2009 fechou em US$

7.643,23 milhões, ou seja, uma queda de aproximadamente

40,5% em relação a 2008. No mês de dezembro em relação

a novembro do mesmo ano, a queda ficou em torno de 2,9%.

No setor de importações, a queda foi de 14,3%, comparado

a 2008, totalizando US$ 18.789 milhões. Em dezembro o

ano fechou com um crescimento de 3,2% em relação a

novembro de 2009.

14 Mecatrônica Atual :: Março/Abril 2010

Dürr EcoDryScrubber recebe

o Prêmio PACE 2010

EcoDryScrubber, que nada mais é que o sistema de deposição

seca de tinta da Dürr recebeu seu terceiro prêmio

- o Automotive News PACE 2010 (Premier Automotive Suppliers

Contribution to Excellence). Na cerimônia de entrega, que

aconteceu em Detroit, o prestigioso prêmio destacou

fornecedores da indústria automotiva pela sua inovadora

tecnologia e alta eficiência econômica.

No ano passado, a deposição seca foi premiada duas vezes:

recebeu em Paris o Prêmio SURCAR de Inovação, assim

como o Prêmio Meio Ambiente de Baden-Wuerttemberg.

Em 2008, a Dürr introduziu seu sistema para a deposição de

overspray. Desde então, a tecnologia ecologicamente correta

foi vendida para 25 linhas de pintura em doze plantas, o que

corresponde a mais de um sistema por mês.

O EcoDryScrubber em termos ecológicos, de eficiência

energética e de redução de custos, é o sistema de deposição

seca que separa o overspray de tinta, sem o uso de água e

coagulantes químicos, e não somente é superior à lavagem

úmida convencional, como representa uma tecnologia relativamente

simples e, além disso, mais segura. Não há nenhuma

fonte de ignição na área de pintura, nenhuma alta tensão e,

com isso, nenhum risco operacional. Além de ser fácil de

adaptar em plantas já existentes, não requer nenhuma área

adicional, as vantagens do sistema são complementadas pela

alta reciclagem de até 95% do ar utilizado. Assim o tamanho

do insuflador e condicionador de ar é reduzido, tornandose

desnecessária a recuperação de calor. O resultado é a

redução das seções transversais da planta em até 35% e do

consumo de energia na cabine de pintura de até 60%.

Em 2009 foram vendidos mais quatro sistemas, com isso

o número do mês de março foi para 12 EcoDryScrubber comercializados.

Foi somado as instalações na Rehau, na Alemanha

e na África do Sul, assim como na VW em Chattanooga

nos Estados Unidos, os pedidos da Daimler Kecskemet, na

Hungria, da FAW e da SGM respectivamente em Chengdu

e em Yantai, na China e dois contratos de reconstrução de

planta de um fabricante europeu.

“Estamos muito satisfeitos com o sucesso do EcoDryScrubbers

e também por termos conseguido, em um curto

espaço de tempo, entrar tão fortemente no mercado. Isso

mostra que é época de um sistema simples, que pode ser

empregado no mundo inteiro, independente do clima e do

tipo da tinta a ser utilizada.”, afirma Dirk Gorges, Diretor

de Vendas da Área de Negócios ‘Sistemas de Pintura e

Montagem Final’ da Dürr.


WEG promove encontro entre

clientes e acadêmicos

A empresa WEG fabricante de motores elétricos, apresentou

os lançamentos da área de automação 2010 no campus

da ULBRA. O encontro, contou com a presença de representantes

de diversas empresas do setor, além de professores e

alunos da Área de Tecnologia e Computação da ULBRA.

De acordo com Marcus Silva, representante da WEG, o

foco do encontro é a aproximação dos clientes com o meio

acadêmico da empresa. “Todos os meses fazemos atividades

para manter um bom relacionamento com todos nossos clientes.

Nestes momentos buscamos mostrar o que a empresa

tem de melhor para facilitar o trabalho e desenvolvimento

de novas tecnologias, além de obtermos um feedback dos

equipamentos já conhecidos. Hoje mostramos o controlador

automático de potência, que possui um multi medidor de

grandezas elétricas, eliminando uma série de outros equipamentos

na hora de sua utilização”, explicou.

Segundo o professor da ULBRA Eduardo Pedro Eidt, esta

atividade auxilia na integração do meio acadêmico com o

mercado de trabalho e o meio industrial. “Buscamos possibilitar

ao aluno, além do conhecimento teórico e prático

de laboratório, o conhecimento de catálogos, produtos e

equipamentos atuais e de alta tecnologia. O aluno chega ao

mercado de trabalho mais pronto para a atividade profissional,

capacitado e desenvolvido para seleção e aplicação

de produtos em projetos”, comentou.

A ULBRA é parceira da empresa desde a criação da Sala

WEG, montada para oferecer uma sala/laboratório aos

alunos da instituição e treinamento a clientes da empresa.

Produtos

A SKF do Brasil traz para o mercado o

novo Fixturlaser XA Geometry, equipamento

para alinhamento geométrico a

laser com sistema de medição wireless. O

dispositivo possui interface gráfica com

ícones animados que mostram, de forma

orientativa, não só os resultados obtidos

em tempo real durante o processo de

análise, bem como aponta os ajustes que

precisam ser realizados.

Por ser uma tecnologia sem fio, o

Fixturlaser XA Geometry permite total

mobilidade para que o operador realize

outros trabalhos durante o processo de

medição. Outra vantagem do produto é

uma saída USB, que serve para transferir

Curtas

SKF lança equipamento para alinhamento de geometria a laser

os resultados obtidos na medição para

um computador ou para um Pen Drive

-, sem a necessidade de utilização de

nenhum outro hardware ou software.

“O novo equipamento permite que o

operador fique totalmente focado na

causa raiz do problema das máquinas, as

medições de retilinidade e planicidade são

fundamentais neste trabalho. Isso garante

uma correção mais rápida e eficiente das

falhas apresentadas, viabilizando maior

produtividade para o processo industrial”,

explica Paulo Manoel, Gerente de Vendas

de Produtos Condition Monitoring da

SKF do Brasil.

//notícias

Lubiex Sistema Hidraúlico

A Radiex Produtos Automotivos lançou o Lubiex Sistema

Hidráulico - ISO 68, um novo produto de óleo lubrificante,

voltado para o sistema hidráulico de tratores, implementos

agrícolas e máquinas em geral.

O lubrificante é indicado para sistemas de alta pressão,

compressores e bombas devido o alto índice de viscosidade,

tipo AW. Suas características permitem baixar o

atrito em sistemas hidráulicos, funcionando em baixa ou

alta velocidade.

Este produto da Radiex protege contra o desgaste, e reduz

a condensação de água no maquinário, após o encerramento

da operação, impedindo a deterioração da bomba

e evita a corrosão do sistema hidráulico, além de possuir

resistência a contaminantes, formação de espuma e ter

estabilidade térmica.

Curtas

Palro

Em fevereiro a FujiSoft, companhia japonesa, apresentou o

seu mais recente robô. O pequeno humanoide é chamado

de “Palro” tem como especialidade a comunicação com as

pessoas que estão ao seu redor, destinado a pesquisadores,

engenheiros e estudantes como modelo de teste.

O Palro tem câmera integrada, microfone, luzes LED, altofalantes

e um processador Intel Aton de 16 GHz.

O robozinho mede 39,8 cm de altura e pesa 1,6 kg e deverá

chegar ao mercado em março, para uso doméstico e acadêmico,

com preço equivalente a pouco mais de 5,6 mil reais.

Equipamento para alinhamento geométrico

a laser com sistema de medição wireless.

Março/Abril 2010 :: Mecatrônica Atual

15


case

Rápido e fácil

Pegar e posicionar

micropeças com o VisionPro ®

Quer se trate de fornecer componentes para a indústria automotiva

ou fabricar produtos médicos, o sucesso das soluções

de automação depende de três critérios: velocidade, precisão

e facilidade de uso. Os engenheiros da iTECH Engineering

AG, em Bettlach, Suíça, criaram um sistema ultracompacto e

extremamente eficiente para identificação de peças e inspeção

opcional. O iPLACE 300, associado ao software VisionPro®, da

Cognex, agilizará a manipulação de pequenas peças — uma

solução precisa!

saiba mais

Critérios para projetos de Automação

Eficientes

Mecatrônica Atual 24

Uma visão atual sobre os Sistemas

Heterogêneos na Automação

Mecatrônica Atual 21

Site do fabricante

www.cognex.com

16 Mecatrônica Atual :: Março/Abril 2010

Os modernos sistemas pick-and-place (pegar e

posicionar) registram peças com tecnologia de

visão confiável, assegurando um tempo curto

de transição graças à operabilidade direta. A

solução estado-da-arte da iTECH Engineering

para manipulação precisa de micropeças

acelera os processos de produção ao combinar

software/hardware inteligente à simplicidade

de manipulação. Associado ao VisionPro, o

sistema piloto, que carrega o nome promissor

de iPLACE 300, será posto em prática em

breve por um conhecido fabricante suíço de

instrumentos odontológicos.

Extremamente compacta e, ainda assim,

muito robusta, esta solução autônoma é

concebida para apanhar peças de precisão e

depositá-las sobre pequenas paletes no local

exigido, com exatidão de posicionamento de

0,05 mm. O iPLACE 300 mede apenas 860

mm x 1200 mm x 1500 mm e pesa cerca de

500 kg em uma estrutura de aço sólida que

garante a estabilidade do sistema high-tech.

Esse dado é especialmente importante para

que o sistema de visão e a garra pneumática

funcionem perfeitamente sobre uma área de

trabalho espaçosa, de 300 mm x 500 mm.

Velocidade e concentração

extremas

As peças são alimentadas no iPLACE 300

através de um vasto magazine com um grande

depósito. O equipamento periférico flexível

proporciona fornecimento alternativo de

peças por meio de uma esteira transportadora

servoacionada. O iPLACE 300 transfere as

pequenas peças para a área de trabalho via

indução de vibração. Fabricada em plástico

transparente resistente a arranhões, também

funciona como área de imagem para o sistema

de visão, desenvolvido com o software

VisionPro. A iluminação traseira variável

projeta a disposição visivelmente contrastante

das peças verticalmente para cima, sobre um

espelho posicionado a um ângulo de 45°.

Este espelho, então, transmite a imagem

para uma câmera industrial fixa.

Em segundo plano, a biblioteca de

ferramentas do VisionPro da Cognex,

robusta e de alta performance, mostra do

que é capaz: um processo que é invisível

de fora, exceto pelo monitor, tornando-se

ainda mais eficaz. A conexão tipo “arrastar

e soltar” com a garra pneumática assegura a


F1. O iPLACE 300 identifica peças pequenas utilizando o software de

visão inteligente VisionPro, pega-as com o novo robô de quatro eixos e

as deposita com precisão, todo o processo leva apenas um segundo.

F3. Compacta, veloz, precisa. A próxima versão do iPLACE 300 será

móvel para tornar seu uso flexível em diferentes estações de trabalho.

transmissão extremamente veloz de valores

de imagem. Aqui, o VisionPro se concentra

totalmente nas características críticas para a

aceitação das pequenas peças. O software de

visão inteligente ignora quaisquer variações

na aparência que não sejam críticas. Não

há necessidade de pré-processar os dados

da imagem, procedimento que costuma

ser exaustivo. O resultado é a manipulação

extremamente rápida de peças e o desenvolvimento

fácil de aplicações de acordo com

as especificações de novos produtos.

Depois que o sistema de visão Cognex

identifica as posições das peças, um robô

cartesiano com 4 eixos, desenvolvido recentemente

pela iTECH Engineering, se desloca

sobre a área de trabalho e pega a pequena peça

utilizando garras a vácuo ou um sistema de

garra tátil. Em seguida, ajusta o posicionamento

exigido para posterior processamento

– por exemplo, paletização no alimentador

de bandeja, packing no alimentador de fitas

ou posicionamento vertical e inserção de

pequenos eixos em suportes de precisão. As

garras de alta precisão podem até mesmo virar

ao contrário, com rapidez e facilidade, peças

estampadas - recurso que é especialmente

importante para o projeto- piloto quando

peças em miniatura estão sendo produzidas

para instrumentos odontológicos. O tempo

de ciclo de identificar, pegar e posicionar as

peças é de apenas um segundo, número que

impressiona.

Dados poderosos para

um desempenho ídem

Embora o iPLACE 300 seja totalmente

autônomo em termos de operação, também

pode ser incorporado a um sistema de produção

de nível mais alto. Isso é garantido

pelo PC integrado, que utiliza o VisionPro

para analisar dados de imagem confiavelmente

em frações de segundo. Dependendo

dos requisitos da aplicação, o banco de

dados embutido contém qualquer número

de sequências de manipulação livremente

programáveis. Do lado do hardware, a velocidade

de transição é aumentada via travas

magnéticas precisas projetadas para a fixação

das diferentes ferramentas-garra.

Quando utilizado com o VisionPro

como um “acelerador de dados de imagem”

Março/Abril 2010 :: Mecatrônica Atual

case

F2. Uma estrutura sólida aliada a uma tecnologia impressionante.

Com peso total de 500 Kg, o iPLACE 300 é uma solução robusta com

um design compacto.

F4. Graças ao VisionPro, o iPLACE 300 pega e transfere até peças

minúsculas como este pino utilizado em instrumentos odontológicos.

inteligente, o iPLACE 300 também é capaz

de avaliar a qualidade de peças pequenas

empregando uma estação opcional de controle

de peças. O VisionPro pode oferecer

a experiência conquistada através dos mais

de 500 mil sistemas instalados em todas

as partes do mundo. Sua ampla biblioteca

de ferramentas garante a otimização das

imagens antes da inspeção. A tecnologia

PatMax ® , por exemplo, pode ser usada

para correspondência precisa de padrões,

enquanto que o algoritmo IDMax ® é capaz

de identificar até códigos Data Matrix mal

marcados. Outras ferramentas abrangentes

de cor, medição e processamento de imagem

asseguram otimização e processamento

velozes e precisos.

O iPLACE 300, com seu design modular

inteligente, pode ser combinado à flexibilidade

oferecida pela tecnologia de visão Cognex

para reduzir os tempos de entrega e, consequentemente,

os custos. À prova de falhas,

graças ao hardware e ao software de máxima

qualidade, a solução garante tranquilidade

para o trabalho de produção e o posterior

processamento de micropeças. MA

17


manufatura

Aumento de produção com

redução de custos de pintura

Novo sistema de

pintura de eixos

As instalações de pintura da Dürr significam redução de tempo

de ciclo e melhoria da qualidade de pintura. A instalação em

funcionamento há mais de um ano na fábrica da Mercedes-

Benz em Kassel, na Alemanha comprova tal afirmação. Lá são

produzidos eixos e sistemas de eixos para caminhões, ônibus,

vans e reboques, bem como eixos de direção e componentes

para automóveis.

saiba mais

Pintura Automatizada Dürr – Processo

mais seguro com tempo

Reduzido de produção

Mecatrônica Atual 43

Site do fabricante:

www.durr.com

A

18 Mecatrônica Atual :: Março/Abril 2010

nova instalação de pintura da Dürr é utilizada

principalmente para a pintura de eixos de

veículos de transporte de 3,5 t e 5 t. A Dürr

forneceu uma instalação de pintura de alta

qualidade que opera com uma velocidade

máxima de tempo de ciclo de 60 segundos

em funcionamento contínuo.

Quando os eixos chegam da montadora, eles

são levados por uma esteira transportadora

para a instalação de pintura, separados em

tipos e na ordem da técnica de transporte que

os leva ao processo de pintura. Em duas áreas

de trabalho, cada uma equipada com um

guindaste, os eixos são pendurados em ciclo

de 60 segundos nos carros de transporte do

‘Transportador Power&Free’. Eixos especiais

que, geralmente, são fabricados em quantidades

menores, são levados separadamente

às áreas de trabalho e em combinação são

transportados à instalação de pintura. Para

garantir um funcionamento contínuo em

toda a instalação, o abastecimento de eixos

pode ser controlado através de um depósito

de unidades em processo localizado antes

da cabine de pintura.

Paulo Sentieiro - Dürr Brasil Ltda.

paulo.sentieiro@durr.com.br

Na cabine de pintura dois robôs da

Dürr do tipo EcoRP 6F, equipados com o

pulverizador EcoGun2 de alto rendimento,

aplicam um verniz de proteção. O EcoRP

6F possui seis eixos de livre programação

e são caracterizados pela alta qualidade e

eficiência de aplicação, alta disponibilidade

e pouca manutenção. O verniz de proteção

é aquecido a uma temperatura de 60°C para

a aplicação.

A cabine de pintura, que funciona com

circulação de ar, tem ainda mais uma característica

especial: por exemplo para poder

reagir rapidamente, em caso de manutenção,

ela pode em um curto espaço de tempo

ser arejada. Com isso, a concentração de

solventes na cabine é tão reduzida, que os

trabalhadores da manuteção podem entrar

sem usar máscaras.

Além da cabine de pintura a Dürr

fornceu também a instalação técnica completa

inclusive de todas as áreas funcionais,

como a área de mistura de tinta e também

a área de eliminação de lamas de tinta com

arejamento, assim como a purificação do


ar extraído. O sistema de purificação de

ar térmico do tipo Ecopure

MA

® TAR garante

a limpeza apropriada, retirando a poluição

de solventes do ar de exaustão. O compacto

Ecopure ® TAR forma a base do sistema.

Este sistema de purificação constitui-se de

fornalha, queimador e trocador de calor

integrado para o pré-aquecimento do ar e foi

entregue pré-montado em Kassel. Lá, depois

da montagem dos dutos de ar e da ligação

eletroeletrônica, o sistema de purificação

do ar estava em pouco tempo pronto para

entrar em funcionamento. A energia térmica

remanescente do gás purificado deixa o aparelho

compacto por um trocador de calor,

este por sua vez aproveita a energia térmica

para aquecimento da estufa da nova instalação.

Consequentemente, os eixos pintados

serão curados 25% com energia regenerada.

Em produção máxima, isto representa uma

economia de energia de 80 kWh.

Depois do resfriamento os eixos que

pesam até 400 kg, deixam a instalação

de pintura na mesma ordem, em que eles

entraram. Um sistema de reconhecimento

automático de peças divide os eixos de acordo

com seu tipo, em dois pontos de retirada. Nos

pontos de descarga os guindastes pegam os

eixos do ‘Transportador Power&Free’ e os

colocam em carregadores. Cada carregador,

equipados com cinco eixos, são colocados nos

caminhões e transportados para a fábrica.

Os carregadores vazios são transportados

de volta em dois caminhões vazios, que

são atribuidos aos diferentes eixos, e de lá,

de novo, levados aos respectivos pontos de

carregamento.

A Daimler está muito satisfeita com

a execução e eficiência das instalações na

fábrica da Mecedes-Benz em Kassel. Além

da melhoria na qualidade de pintura, os

tempos de ciclos também puderam ser

reduzidos em média 10% por eixo.

A Dürr é um grupo de engenharia de máquinas

e instalações industriais. Cerca de 80% de

suas transações comerciais são realizadas em

negócios com a indústria automotiva. Além

disso, a Dürr abastece a indústria aeronáutica,

a indústria mecânica e a indústria química e

farmacêutica com tecnologia inovadora nas

áreas de produção e meio ambiente. O Grupo

Dürr atua no mercado em duas áreas empresariais:

Sistemas de Pintura e Montagem Final e;

Máquinas e Sistemas de Medição e Processos.

A Divisão de Sistemas de Pintura e Montagem

Final oferece tecnologia de produção e pintura;

principalmente para carrocerias de automóveis.

A Dürr está presente em 47 localidades, situadas

em 21 países.

F1. Pintura de eixo na cabine por um dos robôs da Dürr do tipo EcoRP 6F.

F2. A nova instalação de pintura da Dürr vista por fora.

F3. Ecopur ® TAR compacto, o sistema de purificação de ar térmico.

Março/Abril 2010 :: Mecatrônica Atual

manufatura

19


manufatura

Identificação

Experimental

do modelo matemático da

Cinética de remoção de resíduos

Ederson C. L. de Oliveira dos Santos

Fabrizio Eduardo Centineo

Giancarlo Rodrigues Puga

Marcio Chiarlitti

Omar Gonzalo Oseguera Perez

Rubens Gedraite

Leo Kunigk

O

saiba mais

SEBORG, D. E. et al. Process

Dynamics and Control. Singapore:

Wiley, 1989.

SMITH, C. L. Digital computer

process control. Scranton, PA:

Intext Educational Publisher, 1972.

SALVAGNINI, W. & GEDRAITE,

R. Rotina de Experimento

para trocador de calor feixe

tubular. São Caetano do Sul, SP:

CEUN-IMT, 2001

20 Mecatrônica Atual :: Março/Abril 2010

Com o objetivo de identificar experimentalmente as funções de

transferência que representam os comportamentos dinâmicos

das variáveis de processo que interferem no funcionamento de

um sistema de limpeza CIP. A meta a ser alcançada consiste em

definir uma função-objetivo que permita otimizar o processo.

As funções de transferência obtidas serão empregadas em um

algoritmo computacional que permitirá a previsão do valor de

uma variável do processo usada como figura de mérito para a

análise da otimização alcançada

contato dos alimentos com superfícies mal

higienizadas pode aumentar a incidência

de micro-organismos prejudicando sua

qualidade. A presença de resíduos também

ocasiona problemas operacionais nos

equipamentos, pois acarreta queda dos

rendimentos nas trocas térmicas e aumento

de perda de carga do sistema. Esses fatores

são suficientes para justificar a importância

da execução de um correto plano de

higienização dos insumos utilizados no

processamento de alimentos.

Por serem procedimentos que requerem

paradas de produção, os processos de

higienização, muitas vezes, são realizados

de forma negligenciada pelas empresas.

Portanto, é de fundamental importância

que sejam estudados e otimizados, através

do estabelecimento das cinéticas de remoção

de resíduos de cada etapa do processo.

O estabelecimento do tempo adequado

ao processo de higienização é fundamental

para a eficiência do processo. Deve ser

suficientemente longo para que as reações

químicas e as interações físicas ocorram a

contento; mas não deve ser excessivo, pois

reduziria a produtividade da indústria.

Um processo de higienização é composto

pelas seguintes etapas: pré-lavagem, ação

de detergentes, enxágue e sanitização. As

etapas estudadas serão: a pré-lavagem e o

enxágue. A primeira consiste na ação de

água sobre os resíduos para que estes sejam

parcialmente removidos da superfície dos

equipamentos; somente os mais fracamente

aderidos são retirados nesta etapa do pro-


cesso. O enxágue também se caracteriza

pela passagem de água no equipamento,

porém com função precípua de remoção

do detergente químico utilizado.

Dois parâmetros envolvidos nestes

processos foram objetos de análise neste

trabalho: vazão de escoamento e temperatura.

O primeiro está relacionado com

a ação cisalhante proporcionada pela água

sobre a superfície, enquanto o segundo

permite melhor solubilização dos resíduos,

facilitando sua remoção.

O equipamento empregado neste trabalho

foi um trocador de calor de placas,

muito utilizado na indústria de derivados

de leite, porém de difícil higienização, pois

as temperaturas envolvidas durante seu

funcionamento acarretam, entre outros,

desnaturação protéica que dificulta a retirada

dos resíduos, obrigando a realização

de paradas mais frequentes.

O sistema de higienização adotado

mais comumente em um trocador de calor

de placas é o CIP (Clean in Place). Este

método propicia maior rapidez ao processo

por não haver necessidade de realização de

desmonte do equipamento.

Em um processo CIP, o tempo de escoamento

das soluções, em cada etapa do

processo de higienização, é o parâmetro de

maior facilidade de manipulação e, por isso,

o fator preferido de redução. Porém, se for

alterado de forma não criteriosa, pode

ocasionar a não efetividade do processo.

A prática de higienização de equipamentos

pela indústria de alimentos baseia-se em

experiências empíricas, deixando o setor

à mercê de informações provenientes dos

fornecedores de detergentes e sanitizantes.

Parâmetros semi-empíricos são adotados a

partir de resultados finais de higienização

considerados satisfatórios. A complexidade

dos fenômenos existentes nas reações de

remoção requer o aumento de trabalhos

científicos que possam contribuir com os

procedimentos adotados industrialmente.

Melhorar os resultados de um processo requer

a otimização de cada etapa individualmente.

Portanto, este trabalho procurará determinar a

cinética de remoção de resíduos em duas etapas

do processo de higienização de um trocador de

calor de placas usado na pasteurização de leite:

pré-enxague através da avaliação da variação

da concentração de cálcio, ao longo do tempo,

Março/Abril 2010 :: Mecatrônica Atual

manufatura

na água empregada nesta fase; e no enxágue,

através da análise da variação da alcalinidade,

ao longo do tempo, da água empregada para

remoção do detergente alcalino.

O Processo de Sanitização

de Instalações Industriais

Alimentícias

Desde os primórdios da civilização

humana, a conservação dos alimentos foi

uma das necessidades do ser humano. Esta

atividade era essencial para garantir a qualidade

dos alimentos durante o período de

inverno ou durante deslocamentos.

Vários tipos de sistemas de conservação

dos alimentos foram desenvolvidos ao longo

dos séculos: salgar e defumar carnes e peixes,

secar ao sol carnes e frutas, etc. Mais

recentemente, após os trabalhos de Louis

Pasteur, passou-se a utilizar a técnica de

ferver os alimentos e mantê-los hermeticamente

selados para evitar a entrada de

ar e de microrganismos.

Com o advento da era industrial os alimentos

passaram a ser processados e várias

tecnologias foram criadas para sua elaboração,

manuseio, conservação e transporte. O pro-

21


manufatura

cessamento dos alimentos por máquinas levou

à necessidade do desenvolvimento de várias

técnicas para a limpeza das mesmas após o

seu uso, de maneira a não deixar resíduos

onde pudessem proliferar microrganismos

que iriam contaminar outros alimentos a

serem processados posteriormente.

A limpeza e a subsequente esterilização

ou desinfecção de qualquer item, ou

equipamento de uma instalação industrial

de processamento de alimentos, produtos

farmacêuticos ou de bebidas, deve ser realizada

com o máximo cuidado e atenção para

assegurar a qualidade do produto final.

No início, o processo de limpeza, era um

processo manual, o qual ainda é utilizado

em instalações industriais de pequeno porte.

Nestes casos, é vital que haja uma meticulosa

atenção nos detalhes, pois, devido a razões

de saúde e segurança, somente soluções

químicas brandas e frias (detergentes)

podem ser empregadas.

A fabricação de produtos farmacêuticos,

alimentícios e bebidas seria grandemente

facilitada se os equipamentos e tubulações

usados em seu processamento pudessem

ser desmontados, postos em uma pia,

vigorosamente escovados e então colocados

em um esterilizador para remover

os contaminantes (HARROLD, 2000).

Obviamente que a as técnicas de limpeza

empregadas em laboratório são impraticáveis

na maioria das instalações industriais

de grande escala de produção. Os vasos,

equipamentos e tubulações devem ser

limpos no local onde estão instalados. O

Processo de Limpeza no Local (“Clean

in Place” – CIP) é um dos processos de

limpeza mais comumente utilizados na

indústria para assegurar que as tubulações

e os equipamentos estejam livres de contaminantes

orgânicos e inorgânicos.

O processo de limpeza CIP pode ser

executado tanto de forma manual quanto

de forma automática. Nos processos executados

de forma manual, é o operador

do processo quem executa as manobras

necessárias nas válvulas e equipamentos,

bem como o controle dos parâmetros do

processo, a saber: tempos, temperaturas

e concentrações. Nos processos executados

de forma automática, é tipicamente

empregado um CLP para executar as

sequências de operações requeridas e

assim realizar um controle total sobre

os parâmetros do processo.

22 Mecatrônica Atual :: Março/Abril 2010

F1. Pré-enxágue do sistema em estudo com água recuperada.

F2. Limpeza do sistema em estudo com solução de soda cáustica.

Diferentes receitas de controle para sistemas

CIP podem ser pré-programadas no

CLP, conferindo uma grande versatilidade

aos mesmos para a execução de limpeza em

diferentes equipamentos.

Na sequência, será apresentada, de

forma simplificada, um sistema CIP

composto por três tanques e as etapas

típicas que este deve atender (ZIEMANN-

LIES, s.d.).

A primeira etapa consiste no pré-enxágue

do equipamento do processo com água

recuperada proveniente do tanque de água

recuperada. Esta pré-lavagem visa remover

do equipamento do processo, e também das

tubulações, todo material sólido porventura

existente e/ou líquidos residuais que ainda

permanecem no equipamento do processo

e nas tubulações. Adicionalmente, é

executado o pré-aquecimento desta água

de pré-enxágue para evitar que ocorra o

choque térmico no sistema a ser limpo. O

aquecimento é feito até a temperatura típica

de 50 ºC, sendo a água recuperada transportada

através do sistema formado pelas

tubulações e pelo equipamento de processo

por meio de bomba centrífuga. A água de

pré-enxágue efluente do equipamento do


F3. Enxágue intermediário do sistema em estudo com água tratada.

F4. Esterilização do sistema em estudo com água quente.

processo é descartada. A figura 1 mostra

esta etapa do processo.

A segunda etapa consiste na limpeza do

equipamento do processo com uma solução

de soda cáustica proveniente do tanque de

soda quente. Nesta etapa, uma solução de

soda cáustica (detergente) previamente

preparada é encaminhada ao equipamento

de processo para a limpeza do mesmo. Esta

solução é aquecida até a temperatura adequada

de trabalho (85 ºC) e é feita escoar

através do processo em circuito fechado,

retornando ao tanque de soda quente. A

figura 2 ilustra esta etapa do processo.

A terceira etapa consiste no enxágue

intermediário com água tratada proveniente

da rede de utilidades. Tipicamente,

esta água de enxágue intermediário é

pré-aquecida a 50 ºC com o objetivo de

manter aquecido todo o circuito a ser

limpo. A etapa de enxágue intermediário

visa remover o detergente (solução

de soda cáustica) do sistema. A água de

enxágue efluente do equipamento de

processo é feita retornar ao tanque de água

recuperada, sendo a duração desta etapa

definida pela condutividade elétrica da

água efluente. A operação é interrompida

Março/Abril 2010 :: Mecatrônica Atual

manufatura

quando a concentração de resíduos de

soda cáustica na água for inferior a um

valor mínimo pré-estabelecido. A figura

3 exibe esta etapa do processo.

A quarta etapa consiste na esterilização

do equipamento do processo com o

emprego de água quente proveniente do

tanque de água quente. Tipicamente, esta

água de esterilização do equipamento deve

ser pré-aquecida a 90 ºC e feita circular

através do equipamento em circuito fechado

durante, pelo menos, 15 minutos. A figura

4 demonstra esta etapa do processo.

A quinta etapa consiste no enxágue

final do equipamento de processo com

água tratada proveniente da rede de

utilidades. Tipicamente, esta água de

enxágue final é pré-aquecida a 50 ºC para

evitar o choque térmico no equipamento

de processo e, na sequência, deve ser

gradualmente resfriada até a temperatura

ambiente. Este resfriamento gradual visa

promover a diminuição da temperatura

do equipamento de processo, deixandoo

em condições adequadas de posterior

utilização. A água tratada efluente do

equipamento do processo pode ser direcionada

ao tanque de água recuperada,

ou descartada para dreno. A figura 5

ilustra esta etapa do processo.

Materiais e Métodos

No intuito de se alcançar o objetivo

proposto neste trabalho, foi eleito o

trocador de calor existente na instalação

piloto do bloco I para servir de protótipo

de planta industrial a ser submetida ao

processo de limpeza CIP. Foi escolhido

o leite como matéria- prima alimentar a

ser estudada, por se tratar de alimento

tipicamente consumido em larga escala

no mercado brasileiro e cujo processamento

industrial usa em larga escala os

sistemas de limpeza CIP.

Materiais Utilizados

A figura 6 representa o sistema utilizado

para obtenção dos dados necessários

ao modelamento matemático da cinética

de remoção dos resíduos das paredes do

trocador de calor.

O funcionamento do sistema estudado

é definido pela circulação do produto

pelos tubos, promovido por uma bomba

de deslocamento positivo (1), fazendo

com que o fluido do processo no estado

23


manufatura

líquido seja submetido a 4 passagens no

interior dos tubos do trocador de calor.

A bomba centrífuga (2) é responsável

pela circulação da água de aquecimento

através da carcaça do trocador de calor.

A temperatura da água de aquecimento é

controlada através da válvula de controle (3)

que é responsável por ajustar a quantidade

do vapor, gerado por uma caldeira do tipo

flamo tubular instalada em ambiente próprio

e adequado para o seu funcionamento

adequado e seguro.

Neste trabalho, o trocador de calor foi

o ambiente de estudo. Nele foi promovida

a sujidade para posterior estudo do processo

de limpeza (ambos serão descritos

posteriormente).

No desenvolvimento deste trabalho

foram utilizados os seguintes materiais e

equipamentos:

• Trocador de calor do tipo feixe tubular

existente na planta- piloto do Bloco

I do CEUN-IMT;

• Sistema integrado de aquecimento

do fluido de processo, composto

por: (i)- bomba centrífuga; (ii)bomba

de deslocamento positivo;

(iii)- reservatório intermediário de

armazenamento de água quente;

(iv)- tanque intermediário de armazenamento

de produto a ser processado

termicamente; (v)- tubulação de

processo e (vi)- válvulas de controle

e de bloqueio;

• Caldeira flamotubular para geração de

vapor de água usado no aquecimento

do sistema estudado;

• Microcomputador do tipo PC usado

para a coleta eletrônica e armazenamento

dos dados de interesse do

processo;

• Sistema eletrônico de coleta de dados

marca NATIONAL® formado por

Placa Eletrônica modelo NI PCI-6259

e software LABVIEW®;

• Elementos sensores de temperatura

do tipo termoresistor Pt 100Ω (04

peças);

• Medidor de Vazão marca METRO-

VAL, que opera pelo princípio das

engrenagens ovais;

• Inversor de frequência marca ABB;

• Medidor de pH, marca MICRONAL,

modelo B-474;

• Válvula pneumática de 3 vias e 2 posições,

Marca FESTO, modelo MPPE-3-1/2-

24 Mecatrônica Atual :: Março/Abril 2010

F5. Resfriamento do sistema em estudo com água tratada proveniente da rede.

F6. Trocador de calor de feixe tubular de contato indireto.

1-010-B, com controle proporcional de

pressão de 0 a 1 bar por meio de sinal

Elétrico de 0 a 10 Vcc (linear);

• Controlador lógico programável, marca

FESTO, modelo CPX (197330);

• Aplicativo computacional FST, marca

FESTO, usado para a configuração do

controlador lógico programável;

• Fonte de Tensão, marca MURR,

modelo 85162, com tensão de entrada

variável entre 95 V e 265 V e tensão

de saída constante e igual a 24 Vcc

com capacidade máxima de corrente

de saída igual a 2,5 A

• Leite em pó integral e instantâneo

da marca VENCEDOR.

Metodologia empregada

Para se obter os dados experimentais, o

primeiro passo foi fazer com que o trocador

de calor entrasse em regime estacionário

com relação ao balanço térmico. Isto foi


F7. Placa de aquisição de dados usada no trabalho. F8. Régua de bornes usada no trabalho.

alcançado colocando-se o controlador em

modo automático e injetando-se vapor de

água saturado a 1,5 kgf∕cm2 na entrada

do casco. Este vapor de água é misturado

com a água no estado líquido proveniente

de um reservatório cilíndrico vertical. Este

reservatório desempenha o papel de um

sistema de acúmulo de energia.

Foram realizados seis experimentos mantendo

duas variáveis constantes e aplicando um

degrau na terceira variável considerada.

Para o procedimento de sujar o trocador

de calor estudado visando a sua posterior

limpeza, foi utilizado leite em pó integral

instantâneo como agente incrustante do

sistema estudado. Vale ressaltar que na

etapa inicial dos trabalhos foram realizados

testes com bicarbonato de cálcio, soro e

maizena. Contudo, os resultados não foram

satisfatórios. Para cada ensaio, foram

dissolvidos 5 kg de leite em 40l de água.

Na sequência, o leite em pó reconstituído

Março/Abril 2010 :: Mecatrônica Atual

manufatura

foi feito circular pelo trocador de calor na

temperatura de 85 °C por aproximadamente

uma hora.

O procedimento de limpeza do trocador

de calor foi iniciado logo após o sistema ter

sido submetido ao processo de incrustação

pelos resíduos do leite, conforme descrito

na sequência:

• Foi executada a retirada manual de

todo leite que se encontrava no interior

dos tubos do trocador de calor;

25


manufatura

• O trocador de calor foi deixado em

repouso por aproximadamente uma

hora para que fosse consolidado o

processo de incrustação nas paredes

do mesmo;

• Foi preparada uma solução de NaOH

a 0,5% em peso que foi o detergente

utilizado para realizar a limpeza;

• Foi executado o ajuste do valor dos

parâmetros que interferem diretamente

no processo de limpeza, a saber:

temperatura, vazão e concentração

do agente de limpeza;

• A vazão do detergente – solução de

NaOH – foi feita escoar através dos

tubos do trocador de calor por uma

hora. Tanto a temperatura de saída dos

tubos do trocador de calor quanto a

vazão da solução foram controladas.

O pH da solução foi monitorado

utilizando o aplicativo desenvolvido

para monitoração, armazenamento de

dados e controle do sistema em estudo.

Os dados foram armazenados, para

posterior emprego na identificação

experimental do modelo matemático

da planta.

• Depois de concluída a etapa anterior,

foi feita a retirada manual do

detergente que ainda permanecia

no interior dos tubos do trocador

de calor.

• Na sequência, foi executada a verificação

visual da efetividade da

limpeza efetuada com o emprego

do detergente.

• Depois de executada a etapa descrita

no item anterior, foi circulada água

de enxágue para retirar os resíduos

remanescentes do detergente de dentro

dos tubos do trocador de calor.

Após o cumprimento das etapas anteriormente

citadas, o trocador de calor pode

ser considerado limpo.

O SECD utilizado foi composto dos

seguintes itens: (i)- um microcomputador

do tipo PC já existente; (ii)- uma placa

de aquisição de dados do fabricante NA-

TIONAL INSTRUMENTS, modelo:

NI PCI-6259, com capacidade para até 4

saídas analógicas de 16 bits, 48 entradas e

saídas digitais e faixa de operação de -10 V

a +10 V e (iii)- do aplicativa LABVIEW®,

empregado para realizar o monitoramento,

aquisição de dados e controle do processo.

A figura 7 apresenta uma ilustração da

26 Mecatrônica Atual :: Março/Abril 2010

F9. Diagrama de blocos do LABVIEW®.

F10. Gráfico representando o comportamento das temperaturas durante

processo de limpeza do trocador de calor, no experimento 1.

F11. Gráfico representando o comportamento do pH durante processo

de limpeza do trocador de calor, no experimento 1.


F12. Gráfico representando o comportamento das temperaturas durante

processo de limpeza do trocador de calor, no experimento 2.

F13. Gráfico representando o comportamento do pH durante processo

de limpeza do trocador de calor, no experimento 2.

F14. Gráfico representando o comportamento da vazão durante processo

de limpeza do trocador de calor, no experimento 2.

Março/Abril 2010 :: Mecatrônica Atual

manufatura

placa de aquisição de dados utilizada e a

figura 8 mostra a placa borneira empregada

nos experimentos.

Foram utilizadas quatro entradas analógicas

para a medição das temperaturas, uma

entrada analógica para medição da vazão, uma

saída analógica para controle do inversor de

frequência e uma saída analógica para controle

da válvula proporcional de pressão.

Posteriormente, foi desenvolvida a

configuração de aplicativo computacional

dedicado à coleta dos dados adquiridos em

experimentos realizados.

O aplicativo LabVIEW® (acrônimo

para Laboratory Virtual Instrument Engineering

Workbench) é uma linguagem de

programação gráfica criada pela empresa

NATIONAL INSTRUMENTS. A primeira

versão surgiu em 1986 para máquinas

Macintosh e atualmente existem também

ambientes de desenvolvimento integrados

para os Sistemas Operacionais Windows®,

Linux e Solaris®.

Os principais campos de aplicação do

LabVIEW® são a realização de medições

e a automação. A programação é feita de

acordo com o modelo de fluxo de dados,

o que oferece a esta linguagem vantagens

para a aquisição de dados e para a sua

manipulação.

Os instrumentos que compõem os programas

escritos na linguagem do LabVIEW®

são chamados de instrumentos virtuais ou,

simplesmente, VIs. São compostos pelo

painel frontal, que contém a interface, e pelo

diagrama de blocos, que contém o código

gráfico do programa. O programa não é

processado por um interpretador, mas sim

compilado. Deste modo, o seu desempenho

é comparável ao exibido pelas linguagens

de programação de alto nível. A linguagem

gráfica do LabVIEW® é chamada “G”.

(http://pt.wikipedia.org/wiki/Labview,

acessado em 10 de outubro de 2009).

O desenvolvimento do programa principal

foi elaborado através da programação

de outros subprogramas, para facilitar a

organização e teste das funções necessárias. A

figura 9 apresenta a tela da programação da

interface desenvolvida usando a linguagem

G do LabVIEW®.

Resultados Obtidos

Os resultados experimentais obtidos com

a bancada experimental empregada neste

trabalho são apresentados neste capítulo.

27


manufatura

F15. Gráfico representando o comportamento das temperaturas durante

processo de limpeza do trocador de calor, no experimento 3.

F16. Gráfico representando o comportamento do pH durante processo

de limpeza do trocador de calor, no experimento 3.

F17. Evolução temporal do pH na água de enxágue efluente

dos tubos do trocador de calor para a vazão de 13 l/min.

28 Mecatrônica Atual :: Março/Abril 2010

A figura 10 exibe o gráfico do comportamento

temporal das temperaturas do

trocador de calor para o primeiro ensaio

realizado.

A figura 11 traz o gráfico do comportamento

temporal do pH medido na

tubulação de saída do trocador de calor

para o primeiro ensaio realizado.

A figura 12 ilustra o gráfico do comportamento

temporal das temperaturas do

trocador de calor para o segundo ensaio

realizado.

A figura 13 apresenta o gráfico do

comportamento temporal dos valores de

pH medidos na tubulação de saída do

trocador de calor e também no tanque

de alimentação para o segundo ensaio

realizado.

A figura 14 mostra o gráfico do comportamento

temporal dos valores de vazão

medidos na tubulação de saída do trocador

de calor para o segundo ensaio realizado.

A figura 15 mostra o gráfico do comportamento

temporal dos valores das temperaturas

do trocador de calor para o terceiro

ensaio realizado.

A figura 16 traz o gráfico do comportamento

temporal dos valores de pH medidos

na tubulação de saída do trocador de calor

e também no tanque de alimentação para

o terceiro ensaio realizado.

Análise e Discussão dos

Resultados Obtidos

A partir da seleção de trechos adequados

dos valores obtidos nos experimentos,

foram construídos os gráficos apresentados

nas figuras 17 e 18. Estes ilustram o comportamento

temporal dos valores de pH

medido e modelado correspondentes às

concentrações de NaOH presentes na água

de enxágue efluente da saída do trocador de

calor estudado para cada umas das vazões

consideradas.

Os gráficos foram construídos com base

na metodologia proposta por ZIEGLER

& NICHOLS (1942) considerando a

identificação experimental aproximada

dos parâmetros do modelo.

Para o gráfico da figura 17 foram obtidos

os seguintes parâmetros para a função

de transferência que modela o comportamento

do sistema: (i)- ganho do processo

(kp) = 0,14982 pH/L.min-1; (ii)- atraso

de transporte (θ) = 11 s e (iii)- atraso de

transferência (τ)= 18 s.


Para o gráfico da figura 18 foram obtidos

os seguintes parâmetros para a função de

transferência que modela o comportamento do

sistema: (i)- ganho do processo (kp) = 0,154691

pH/L.min-1; (ii)- atraso de transporte (θ) = 5

s e (iii)- atraso de transferência (τ)= 25 s.

Analisando os comportamentos temporais

das variações de pH apresentadas nas figuras

17 e 18, pode-se perceber que os valores apresentados

pelos modelos matemáticos obtidos

representam de forma adequada e coerente

os respectivos comportamentos reais do pH.

Pode-se verificar, também, que o emprego

de um valor mais elevado para a vazão do

fluido circulante permitiu obter um menor

valor de pH em um tempo menor.

Os valores obtidos para os ganhos das

funções de transferência sugerem pouca

influência no comportamento temporal do

F18. Evolução temporal do pH na água de enxágue efluente

dos tubos do trocador de calor para a vazão de 9 l/min.

F19. Evolução temporal do pH na água de enxágue efluente dos tubos

do trocador de calor para a degrau na temperatura de 6,5 °C.

pH, apresentando praticamente o mesmo

valor. Considerando o fato de que a vazão

apresenta uma influência maior no processo

de remoção dos resíduos, seria de se esperar

que os ganhos fossem significativamente

diferentes. Uma possível explicação para esta

diferença entre o comportamento esperado

e o verificado pode estar relacionada com

o fato de que o processo de incrustação não

foi adequadamente realizado.

Os gráficos mostrados na figura 19 e

20 ilustram o comportamento temporal dos

valores de pH medido e modelado correspondentes

às concentrações de NaOH presentes

na água de enxágue efluente da saída do

trocador de calor estudado para cada umas

das temperaturas consideradas.

Para o gráfico da figura 19 foram obtidos

os seguintes parâmetros para a função de

Março/Abril 2010 :: Mecatrônica Atual

manufatura

29


manufatura

transferência que modela o comportamento

do sistema: (i)- ganho do processo (kp) =

0,15 pH/°C; (ii)- atraso de transporte (θ) = 30

s e (iii)- atraso de transferência (τ)= 700 s.

Para o gráfico da figura 20 foram obtidos

os seguintes parâmetros para a função de

transferência que modela o comportamento

do sistema: (i)- ganho do processo (kp) =

0,1 pH/°C; (ii)- atraso de transporte (θ) = 30

s e (iii)- atraso de transferência (τ)= 190 s.

Analisando os comportamentos temporais

das variações de pH apresentadas nas figuras

19 e 20, pode-se perceber que os valores

apresentados pelos modelos matemáticos

obtidos representam de forma adequada

e coerente os respectivos comportamentos

reais do pH.

Pode-se verificar, inclusive, que o comportamento

apresentado pelo gráfico da

figura 20 sugere uma resposta mais rápida

do sistema, considerando o degrau aplicado

na temperatura de operação de estado estacionário

igual a 90 °C.

Conclusões

A bancada de estudos desenvolvida

teve sua eficácia comprovada pelos estudos

que foram possíveis realizar através de suas

ferramentas.

Dos estudos de remoção de resíduos

do trocador de calor realizados através da

bancada, concluímos que com base nos

resultados experimentais obtidos pode-se

afirmar que foi verificada uma redução no

tempo de limpeza do equipamento, com a

correspondente redução de energia com o

F20. Evolução temporal do pH na água de enxágue efluente dos tubos do trocador de calor para a degrau na temperatura de 6,3 °C.

30 Mecatrônica Atual :: Março/Abril 2010

Referências Bibliográficas

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Engineers, 2005

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e de detergente alcalino nas etapas de

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CEUN-IMT, 2008. Mestrado

GARCIA, C. Modelagem e Simulação

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2005, 678p.

GORMEZANO, L. Desenvolvimento e

implementação de sistema para avaliar a

cinética de remoção de resíduos presentes

nos tubos de trocador de calor feixe

tubular, São Caetano do Sul, SP: CEUN-IMT,

2007. Mestrado .

acionamento de equipamentos, água, vapor e

redução do tempo de máquina parada, assim

obtendo um ganho de produtividade.

Deve ser ressaltado que os valores de

vazão empregados nos ensaios foram limitados

em função do tipo de bomba empregado na

planta- piloto do Bloco I, que não permitiu o

emprego de valores mais elevados de vazão,

por se tratar de bomba de rotor helicoidal,

que tipicamente fornece elevada pressão de

descarga e baixa vazão.

A alteração da quantidade de NaOH pode

contribuir de forma significativa na redução

do tempo de resposta do sistema e deve ser

investigado com bastante critério.

HALL, Carl W., FAVRA, A. W., TRIPPER, A.

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USA: Avi Pub Co, 1000p.

HARROLD, Dave. Automate CIP, track pipe

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v.14, n. 12, p. 72, Dec. 1967.

OGATA, K. B. Engenharia de Controle

Moderno. Rio de Janeiro, RJ: Prentice-Hall

do Brasil, 1998, 811 p.

Foi constatada uma significativa dificuldade

no processo de incrustação, que originalmente

se pensava ser muito mais simples.

Os modelos matemáticos ajustados são

preliminares e devem ser revisados para que

se obtenham dados de melhor qualidade.

Em princípio, eles representam de forma

coerente o fenômeno estudado.

Com base nos resultados preliminares

obtidos, sugere-se a continuidade dos

trabalhos, visando definir e implementar

estratégia de controle multivariável baseada

no comportamento do sistema estudado

e que permita alcançar o objetivo de

redução de custos.

MA


manufatura

Aplicação de Lean

Manufacturing

em metalúrgica de médio porte

Este artigoapresenta uma aplicação das ferramentas de Lean Manufacturing em um fluxo produtivo

de uma empresa metalúrgica de médio porte. Utilizou-se como metodologia o estudo de caso, e como

técnicas de coleta de dados a observação e entrevista para elaborar o mapeamento do fluxo de valor do

clavete de ½ , produto de maior demanda da Rudloff Industrial Ltda. O mapeamento de fluxo de valor

proporcionou visualizar os desperdícios do processo, o que direcionou o estudo à aplicação de ferramentas

que buscam eliminá-los. Identificou-se também que os desperdícios existentes no processo de produção

do clavete de ½” resultavam em um lead time elevado. Uma das principais ferramentas utilizadas para a

eliminação de desperdícios foi o Kanban, que permitiu um controle visual e uma produção conforme a

demanda. Os resultados obtidos com a aplicação de ferramentas de Lean Manufacturing apresentaram

níveis satisfatórios quanto à redução do lead time (redução de 78%) e minimização de desperdícios, o

que proporcionou uma redução no tempo de processamento de 11,5%

Elison Fukabori

Fernanda Terzini Soares

Luiza Bacchi Curotto

Marcos Vinicius Liberato

saiba mais

MOURA, R. A. Kanban: a simplicidade

do controle da produção.

São Paulo: IMAN, 1999.

WOMACK, J.P. et al. The machine

that changed the world. New

York: Rawson Associates, 1990.

C

32 Mecatrônica Atual :: Março/Abril 2010

om o aumento da concorrência devido ao

excesso de capacidade fabril e à globalização,

as empresas sentiram a necessidade

de se adaptarem de forma a prosperarem.

Assim, as organizações, para garantirem

uma posição sólida no seu mercado, vêm

gastando consideráveis esforços e recursos

no sentido de promover a melhoria contínua

do processo de manufatura eliminando os

desperdícios. Para isso, segundo Corrêa e

Gianesi (1996), grande parte das empresas

tem se empenhado na implementação de

processos de transformação de acordo com

as técnicas da filosofia de produção enxuta

(Lean Manufacturing), motivando iniciativas

no sentido de sistematizar e adaptar

as técnicas japonesas de produção às suas

necessidades. Porém, nota-se na prática,

que muitas empresas não aplicam correta

e amplamente estes preceitos.

Observaram-se em uma empresa metalúrgica

de médio porte, deficiências no

processo produtivo do produto de maior

demanda demonstradas por diversos

fatores, dentre eles:

• Alto nível de estoque em processo;

• Longas distâncias percorridas pelo

produto dentro da fábrica sem agregação

de valor;

• Capacidade produtiva limitada por

uma operação “gargalo”;

• Operações desnecessárias que não

agregam valor e geram custos;

• Ausência de controle visual da

produção;


Lead time elevado.

Diante das deficiências identificadas na

empresa, acreditou-se que com a aplicação

das ferramentas de Lean Manufacturing, tais

como o sistema Just-in-time, mapeamento


de fluxo de valores, Kanban, baseadas no

Sistema Toyota de Produção, a empresa

aumentaria sua capacidade produtiva da

operação gargalo, diminuiria seus desperdícios

e reduziria seu lead time.

Assim, o objetivo deste artigo consistiu

na aplicação das ferramentas de Lean Manufacturing

na empresa Rudloff Industrial

Ltda., com o propósito de identificar as

fontes de desperdícios, e dessa forma, propor

melhorias para o processo produtivo do

produto de maior demanda, de modo a:

• Reduzir os desperdícios;

• Aumentar a capacidade produtiva

da operação gargalo identificada

no mapeamento do fluxo de valor

do estado atual;

• Reduzir o Lead Time de produção.

Sistema Toyota de Produção

O Sistema Toyota de Produção (STP),

também chamado de Produção Enxuta ou

Lean Manufacturing, surgiu no Japão, na

fábrica de automóveis Toyota, logo após a

Segunda Guerra Mundial. A criação do

sistema se deve a Eiji Toyoda e Taiichi Ohno,

da Toyota, e tem como objetivo aumentar

a eficiência da produção pela eliminação

contínua de desperdícios.

A base do Sistema Toyota de Produção

é a absoluta eliminação do desperdício,

tendo como seus dois principais pilares de

sustentação o just-in-time (recebimento e

disposição de produtos e materiais apenas

na hora e na quantidade necessárias) e

o jidoka (automação com toque humano,

ou seja, máquinas com dispositivos

que impedem a fabricação de produtos

defeituosos no caso de anormalidades)

(OHNO, 1997).

Womack et al. (1990) definem a produção

enxuta como sendo um sistema

produtivo integrado, com enfoque no fluxo

de produção, produção em pequenos lotes

segundo a filosofia just-in-time e um nível

reduzido de estoques. Segundo os mesmos

autores, a produção enxuta também envolve

ações de prevenção de defeitos em vez da

correção; trabalha com produção puxada

em vez da produção empurrada baseada

em previsões de demanda; é flexível, sendo

organizada através de times de trabalho

formados por mão-de-obra polivalente;

pratica um envolvimento ativo na solução

das causas de problemas com vistas à maximização

da agregação de valor ao produto

final; e trabalha com um relacionamento

de parceria intensiva desde o primeiro

fornecedor até o cliente final.

Sistema Just-In-Time

Gaither e Frazier (2002) definem just-intime

como sendo uma filosofia de manufatura

que se baseia na eliminação planejada de

todo desperdício e na melhoria contínua

da produtividade. Esta filosofia envolve a

execução bem-sucedida de todas as atividades

de manufatura necessárias para produzir um

produto final, da engenharia de projetos à

entrega e inclusão de todos os estados de

transformação da matéria-prima. Os elementos

principais do just-in-time são: a manutenção

somente dos estoques necessários quando

preciso; a melhoria da qualidade até atingir

um nível zero de defeitos; a redução do lead

time ao reduzir os tempos de preparação,

comprimentos de fila e tamanhos de lote;

a revisão incrementalmente das próprias

operações; e a realização dessas atividades

a um custo mínimo. Num sentido amplo,

aplica-se a todas as formas de manufatura,

job shops e processos, bem como à manufatura

repetitiva.

De acordo com Corrêa e Gianesi (1996),

o just-in-time (JIT) proporciona a redução

de custos pela eliminação de estoques. Em

relação à qualidade, aumenta a flexibilidade

de resposta e a velocidade do fluxo de produção.

Por fim, a confiabilidade das entregas

também é aumentada através da ênfase na

manutenção preventiva e da flexibilidade

dos trabalhadores.

Por outro lado, as principais limitações

do just-in-time referem-se à necessidade de

que a demanda seja razoavelmente estável,

para que se consiga balancear os recursos,

e à complexidade dos roteiros de produção,

caso haja grande variedade de produtos.

Além disso, aumenta o risco de interrupção

da produção em função de problemas com a

mão-de-obra (greves, por exemplo) ou com

os equipamentos, tanto na empresa quanto

nos fornecedores.

Três razões-chaves definem o coração da

filosofia JIT: a eliminação de desperdício, o

envolvimento dos funcionários na produção

e esforço de aprimoramento contínuo.

Controle de Produção Kanban

O Kanban é um dos instrumentos essenciais

para a implantação do sistema de

produção just-in-time. Trata-se de um cartão

Março/Abril 2010 :: Mecatrônica Atual

manufatura

ou etiqueta de pedido de trabalho, sujeito à

circulação repetitiva na área. Diferente das

ordens convencionais de trabalho, o Kanban

sempre acompanha as peças ou materiais,

facilitando, desta forma, o controle de

estoque local (Mouta, 1999).

Segundo Gaither e Frazier (2002),

Kanban é o meio de sinalizar para a estação

de trabalho antecedente que a estação

de trabalho seguinte está preparada para

que a estação anterior produza outro lote

de peças.

Pela sua característica de puxar a produção,

Moura (1999), resume em seis pontos

a função do Kanban:

• O Kanban estimula a iniciativa por

parte dos empregados da área.

• O Kanban é um meio de controle de

informações. Ele separa as informações

necessárias das desnecessárias,

alcançando, desta forma, resultados

máximos com um mínimo de informações.

• O Kanban controla o estoque. É

possível fazer um controle direto do

estoque na área, visto que o Kanban

sempre acompanha as peças ou os

materiais.

• O Kanban ressalta o senso de propriedade

entre os empregados. É

estabelecida uma meta visível de

desempenho no trabalho para uma

estação de trabalho e os empregados

que fazem parte dela se empenham

para atingir a meta através de meios

inovadores.

• O Kanban simplifica os mecanismos

de administração do trabalho,

através do controle de informações

e estoque, renovando a organização

da empresa.


O controle de informações e estoque

também permite a administração

visual do trabalho na área. Os empregados

podem confirmar visualmente

o estoque de vez em quando, ao observarem

o número de contenedores

com peças. Isto estimula sugestões

para reduzir mais o estoque.

Mapeamento do Fluxo de Valor

Para Rother e Shook (1999), o Mapeamento

do Fluxo de Valor é uma ferramenta

essencial, pois: ajuda a visualizar mais do

que simplesmente os processos individuais.

É possível enxergar o fluxo; ajuda a

33


manufatura

identificar mais do que os desperdícios.

Mapear ajuda a identificar as fontes do

desperdício; fornece uma linguagem comum

para tratar dos processos de manufatura;

torna as decisões sobre o fluxo visíveis,

de modo que se possa discuti-las; junta

conceitos e técnicas enxutas, que ajudam

a evitar a implementação de algumas

técnicas isoladamente; forma a base para

um plano de implementação; e mostra a

relação entre o fluxo de informação e o

fluxo de material.

Ainda de acordo com Rother e Shook

(1999), a aplicação prática do mapeamento

do fluxo de valor deve obedecer

às seguintes etapas:

• Primeira etapa: selecionar uma família

de produtos, composta por um

grupo de produtos que passaram por

etapas semelhantes de processamento

e utilizam equipamentos similares

em seus processos;

• Segunda etapa: desenhar o estado

atual e o estado futuro, o que é feito

a partir da coleta de informações no

chão de fábrica; as setas entre esses dois

estados têm duplo sentido, indicando

que o desenvolvimento de ambos são

esforços superpostos; as ideias sobre o

estado futuro virão à tona enquanto

se estiver mapeando o estado atual,

assim como desenhar o estado futuro

mostrará importantes informações

sobre o estado atual que passaram

despercebidas anteriormente;

• Etapa final: preparar um plano de

implantação que descreva, em uma

página, como se planeja a transição

do estado atual para o estado futuro;

e tão breve quanto possível, colocá-lo

em prática; então, assim que

esse estado futuro tornar-se uma

realidade, um novo mapa deverá ser

desenhado, que nada mais é que a

melhoria contínua no nível do fluxo

34 Mecatrônica Atual :: Março/Abril 2010

de valor; portanto, sempre deverá

haver um mapa do estado futuro em

implementação; afinal, um mapa do

estado atual e todo o esforço para

desenhá-lo são puro desperdício, a

menos que se utilize esse mapa para

rapidamente criar e implementar

um mapa do estado futuro que

elimine as fontes de desperdícios e

agregue valor ao cliente. (Rother e

Shook, 1999).

Análise da Empresa

A empresa estudada é a Rudloff Industrial

Ltda. situada na região sul de São Paulo

que atua como fabricante de componentes

mecânicos para a construção civil, com

especialização em concreto protendido.

Produtos

A empresa possui um grande portfólio

de produtos, com peças para concreto

protendido, usinagem mecânica, emendas

para barras de aço e aparelhos de apoio

elastoméricos. O trabalho tem como foco o

clavete de ½” também chamado de cunha,

utilizado para ancoragem de cabos de aço

em concreto protendido.

T1. Dados do Processo de Produção do Clavete de ½” para estado atual.

F1. Quantidade relativa média de Clavetes vendidos (Set/08 – Set/09).

Processo produtivo

Em visita à empresa com o engenheirocontato

da empresa, foi possível verificar

deficiências no processo produtivo da

Rudloff, tais como:

• Alto nível de estoque intermediário, o

que resulta em custos desnecessários

no processo produtivo;

• Alto índice de ociosidade de algumas

operações e sobrecarga em outras,

ocasionando um desequilíbrio nos

tempos de operação;

• Operações que não agregam valor ao

produto e que, no entanto, impactam

seu custo;

• Capacidade produtiva limitada por

uma operação gargalo;

• Ausência de controle visual de produção.

Tais problemas tornaram-se o foco do

trabalho, cujo objetivo foi estudá-los e sanálos

com o melhor desempenho possível.

Mapeamento do Fluxo de

Valor do Estado Atual

Com o intuito de identificar as fontes

das principais deficiências na fábrica da

Rudloff, foi utilizada a ferramenta de


Mapeamento de Fluxo de Valor. Assim,

o primeiro passo foi descobrir qual é o

produto de maior representatividade para

a empresa.

Como é de conhecimento da empresa,

os diversos modelos de clavetes representam

os produtos de maior demanda. Com base

nessas informações, foi elaborado um levantamento

da demanda de todos os modelos

de clavetes entre os meses de setembro de

2008 e setembro de 2009, conforme mostra

a figura 1, e deste modo determinou-se o

produto de maior representatividade para

a empresa: o Clavete de ½’’.

Conhecido o produto de maior demanda,

iniciou-se o mapeamento do

fluxo do Clavete de ½”. Acompanhou-se

a produção a partir do primeiro processo

produtivo (usinagem no torno TB60),

até a chegada do produto acabado na

expedição. Foi escolhida essa sequência,

pois desta maneira foi possível visualizar

como o material chegava a cada processo e

também qual era a próxima operação. Neste

ponto do desenvolvimento do trabalho,

foi encontrada uma grande quantidade

de estoque intermediário de clavete de ½

entre a usinagem e a lavagem das peças.

F2. Mapa do Fluxo de Valor do estado atual.

Além disso, também foram inseridas no

mapa as informações referentes ao tratamento

térmico, realizado em uma empresa

terceirizada que recebeu o grupo apenas

para uma visita.

Após o mapeamento dos processos e

dos dados, analisou-se como são gerados

os pedidos de matéria-prima (MP) aos

fornecedores e como é feito o planejamento

da produção. Quando o estoque

de produtos acabados atinge o valor

mínimo de 10.000 unidades de clavete

de ½“ na expedição, o departamento de

Administração da Produção emite as

Ordens de Compra (OC) de MP equivalente

a 50.000 peças. Ao mapear o

processo pôde-se perceber que o fluxo é

empurrado e que há um planejamento de

produção ineficaz. Quando a MP chega

à fábrica, os clavetes são produzidos sem

nenhum tipo de controle em relação à

quantidade que deveria ser produzida,

gerando, consequentemente, enormes

estoques intermediários. O único controle

de produção que a empresa possui

é uma ficha de produção em que consta a

quantidade produzida em cada máquina,

preenchida pelos próprios operários.

Março/Abril 2010 :: Mecatrônica Atual

manufatura

Dados do Mapeamento do

Fluxo de Valor Atual

Para o mapeamento do fluxo de valor

foram considerados os seguintes dados

diários:

• 1 turno de produção: das 8 h às 17 h;

• Horário de almoço: 12 h às 13 h;

• 2 intervalos de 15 minutos cada

(pausa para café);


Tempo de parada por quebra de

máquinas de 30 minutos.

Além desses, foram coletados também

os dados apresentados na tabela 1 referentes

ao tempo de ciclo, tempo de setup, tamanho

do lote, disponibilidade e tempo útil da

máquina e a taxa de refugo.

Nota-se que alguns dados referentes ao

tratamento térmico não são conhecidos.

Isto porque esta operação é realizada em

empresa terceirizada que não permitiu a

coleta dos mesmos. Porém, esses dados

desconhecidos não influenciaram no

desenvolvimento do trabalho, uma vez

que a aplicação das ferramentas de Lean

Manufacturing foi na Rudloff.

A partir desses dados foi possível desenhar

o fluxo de valor do estado atual,

apresentado na figura 2.

35


manufatura

Mapeamento do Fluxo de Valor

do Estado Futuro Proposto

Ao fazer o mapeamento do fluxo de

valor atual encontraram-se os desperdícios,

sendo o principal deles o grande volume de

peças em estoque intermediário, que fazia

com que o clavete de ½” ficasse aproximadamente

56 dias na linha de produção.

Além desse desperdício, identificaram-se

duas atividades de lavagem de peças que

não agregavam valor e aumentavam o tempo

de processamento do produto, que até

então era de 116,4 segundos. Outro fator

observado foi a ausência de planejamento

e de controle eficaz de produção.

Um dos fatores responsáveis pelo estoque

em processo era a operação gargalo

(Serra de fita Vertical (SV), identificada

ao desenhar o mapa de fluxo de valor. Na

SV, havia desperdício de tempo durante a

produção por alguns fatores de operação,

tais como:

• Contagem de peças serradas realizada

pelo operadores;

• Vida útil da fita de serra de três dias;

• Os cavacos que ficavam na mesa de

operação eram retirados pelo operador

com o uso de um pincel.

Além disso, a operação gargalo limitava

a produção e fazia com que a empresa não

atendesse sua demanda, gerando insatisfação

dos clientes. Com os desperdícios

encontrados, iniciou-se a definição das

ações a serem tomadas para o mapeamento

do estado proposto.

Para a SV, foram propostas soluções específicas

para cada fator de desperdício:

• Foi colocado em cada SV um contador,

assim o operador não utilizava

mais nenhum tempo separando

determinadas quantidades de peças

para posteriormente marcar em

seu cartão de marcação, conforme

ilustra a figura 3;

• A solução para aumentar a vida útil

da fita de serra foi a adequação de um

sistema de lubrificação, que alterou

de três para cinco dias de vida útil,

conforme exibem as figuras 4 e 5;

• Os cavacos passaram a ser aspirados

pela sucção de um aspirador, no momento

em que o corte era feito, e não

mais, com uso de pincel. Porém, por

não haver uma sucção plena e gerar

alto índice de ruído, essa proposta

não foi implementada.

36 Mecatrônica Atual :: Março/Abril 2010

Além dos fatores específicos de desperdício,

foi encontrada uma proposta

de melhoria no procedimento de cortar

os clavetes. Ao invés de serrar um clavete

por vez, como mostra a figura 6, a serra

vertical passaria a serrar dois clavetes por

corte (figura 7), sendo que esta proposta

já foi implantada pela empresa.

Para um controle eficaz da produção e

para controlar o estoque, implementou-se

o Kanban no mapa do estado proposto. O

tipo de Kanban utilizado foi o de bandejas

e carrinhos, apresentados na figura 8.

Projetaram-se as bandejas considerando

um lote que permitisse um fluxo real e mais

rápido do que o estado atual. Assim, ficou

estabelecido um fluxo de 100 peças por

bandeja. Além disso, as bandejas foram

projetadas para atender toda família de

clavete, permitindo que a implementação

F3. Contador de cortes

na Serra Vertical.

F5. Sistema de Lubrificação na SV

(mangueira aplicadora).

F7. Corte na serra vertical,

dois clavetes por corte.

fosse economicamente viável. As bandejas

também foram pintadas e dimensionadas

de acordo com as cores kanban: verde,

amarelo e vermelho.

Já o carrinho foi projetado para suportar

5 bandejas cheias de clavetes, como também,

foi adaptado para as condições de trabalho

dos operadores, levando-se em consideração

questões ergonômicas, como pega das bandejas,

altura adequada da empunhadura do

carrinho e peso máximo permitido limitando

a quantidade de clavetes por bandeja.

Ao se analisar as duas operações de lavagem

que não criavam valor, percebeu-se

que elas existiam apenas para a retirada do

óleo lubrificante existente em cada processo.

Diante disso, a implementação proposta

consistiu em utilizar as bandejas de forma

com que o óleo escorresse nelas e que fosse

coletado em um recipiente no carrinho.

F4. Sistema de Lubrificação na SV

(Reservatório e acionador).

F6. Corte na serra vertical,

um clavete por corte.

F8. Bandejas e

Carrinho Kanban.


Dimensionamento do Kanban

Realizaram-se todos os cálculos necessários

para o dimensionamento do Kanban, obtendose

o resultado apresentado na tabela 2.

O número ideal de bandejas encontrado é

de: uma verde, duas amarelas e duas vermelhas.

Porém, com o conceito de melhoria contínua e

do fluxo unitário de peças existente no Lean

Manufacturing, como proposta de próximos

passos, o ideal é alterar o número de bandejas

para uma verde, duas amarelas e uma vermelha.

E em uma terceira etapa, um Kanban com um

número de bandejas equivalente a uma verde,

uma amarela e uma vermelha, tornando a

produção de clavetes mais flexível.

Dados do Mapeamento do Fluxo de

Valor do Estado Futuro Proposto

Com as propostas de melhorias apresentadas,

foram calculados os dados do

mapeamento do fluxo de valor para o estado

futuro proposto, vistos na tabela 3.

Nota-se que alguns dados referentes ao

tratamento térmico não são conhecidos.

Isto porque esta operação é realizada em

empresa terceirizada que não permitiu a

coleta dos mesmos.

A partir da tabela 3 foi possível finalizar

o mapa de fluxo de valor do estado proposto,

figura 9, e calcular o novo Lead Time e o

novo tempo de processamento.

A redução no tempo de processamento

da serra vertical, operação gargalo no estado

atual, de 33 segundos para 22 segundos, aumentou

a capacidade produtiva da operação.

Considerando a quantidade de cada tipo de

máquina utilizada no processo produtivo

do clavete de ½”, apresentada na tabela 4, a

operação gargalo do estado proposto tornase

a operação no TB60 com um tempo de

T3. Dados do processo de produção do clavete de ½” para estado futuro.

F9. Mapa do fluxo de valor do Estado Futuro Proposto.

Março/Abril 2010 :: Mecatrônica Atual

manufatura

processamento igual a 54 segundos. Porém, a

capacidade produtiva para o processo produtivo

do clavete de ½ “ no estado proposto é maior

do que a demanda mensal da empresa.

Resultados

Com a implementação do contador, do

sistema de lubrificação e do corte de dois

clavetes por vez na serra vertical, conseguiu-se

T2. Quantidade total de

Bandejas por Carrinho.

37


manufatura

reduzir os estoques intermediários do clavete

de ½” , eliminar os desperdícios e aumentar

a capacidade produtiva da operação gargalo

em 75%, conforme indica a figura 10.

As bandejas e carrinhos Kanban permitiram

controle visual da produção,

reduziram o tempo de espera e eliminaram

os estoques em processo do clavete de ½”,

melhorando a produtividade e interligando

as operações em um fluxo uniforme.

Diante da proposta de utilizar as bandejas

Kanban para escorrer o óleo dos clavetes de

½” entre as operações, conseguiu-se eliminar

as duas operações de lavagem de peças

que não criavam valor. A proposta também

permitiu a reutilização do óleo armazenado

nos recipientes dos carrinhos.

Com as propostas de melhorias na

operação gargalo, principalmente a de

serrar dois clavetes por vez, a eliminação

das duas operações de lavagem que

não criavam valor e com o sistema de

Kanban de bandejas e carrinhos, o Lead

Time foi reduzido de 56,55 dias para

12,5 dias, uma redução de 78%. Já o

tempo de processamento foi reduzido

de 116,4 segundos para 103 segundos,

uma redução de 11,5%. Por outro lado,

o estoque intermediário foi eliminado e

a serra vertical deixou de ser a operação

gargalo, e no estado futuro proposto, a

Rudloff apresentou uma capacidade produtiva

maior que sua demanda. Do ponto

de vista econômico, a redução do Lead

Time impacta diretamente no fluxo de

caixa da empresa, uma vez que o capital

de giro foi reduzido. A consolidação dos

resultados é exibida na tabela 5.

Conclusão

O presente trabalho buscou comprovar

as vantagens da aplicação de ferramentas

de produção enxuta em uma empresa

metalúrgica, reduzindo o lead time de

produção e minimizando os desperdícios

de seus processos produtivos.

Para chegar a estes resultados, foi utilizada

a ferramenta MFV (Mapeamento do Fluxo

de Valor) que auxiliou na identificação dos

desperdícios e permitiu uma análise do

cenário em que a empresa se encontrava.

O mapeamento mostrou um elevado lead

time de produção e altos níveis de desperdícios

dos processos existentes na Rudloff.

Visando reduzir este lead time de produção

e minimizar os desperdícios, foi proposta

38 Mecatrônica Atual :: Março/Abril 2010

Referências

CORRÊA, H; GIANESI, I. Just-in-time, MRP

II e OPT: um enfoque estratégico. São

Paulo: Atlas, 1996.

GAITHER, N.; FRAZIER, G. Administração

da produção e operações. São Paulo:

Thomson Learning, 2002.

OHNO, T. O Sistema Toyota de Produção:

além da produção em larga escala. Porto

Alegre: Artes Médicas, 1997.

ROTHER, M.; SHOOK, J. Aprendendo a

Enxergar. Parte I. São Paulo: Lean Institute

Brasil, 1999.

a aplicação da ferramenta denominada

Kanban, que permite à empresa produzir

somente o necessário.

Os resultados obtidos com a aplicação

de ferramentas de Lean Manufacturing

apresentaram níveis satisfatórios quanto

à redução do lead time (redução de 78%)

e a minimização de desperdícios, como a

eliminação de atividades que não agregavam

valor ao produto e redução de estoques

intermediários, que proporcionaram uma

redução no tempo de processamento de

11,5%. Portanto, ficou demonstrado que a

utilização destas ferramentas é útil e eficaz

na melhoria de processos produtivos.

Com estas melhorias espera-se que a

empresa obtenha retorno positivo de seus

clientes, aumentando o nível de satisfação e

consequentemente proporcionando um marketing

indireto positivo para a Rudloff.

Recomendações para

trabalhos futuros

Recomenda-se que a empresa dê continuidade

à aplicação das ferramentas de

Lean Manufacturing a todo o portfólio

de produtos, de forma a multiplicar as

melhorias alcançadas até o momento e

estimular a melhoria contínua nos processos

existentes dentro dela.

Sugere-se também o desenvolvimento de

novos projetos focados na automatização do

T5. Resultados Consolidados.

Sobre os autores

Elison Fukabori

Engenheiro de Produção Mecânica

mfukabori@yahoo.com.br

Fernanda Terzini Soares

Engenheira de Produção Mecânica

fernanda.terzini@hotmail.com

Luiza Bacchi Curotto

Engenheira de Produção Mecânica

luizacurotto@gmail.com

Marcos Vinicius Liberato

Engenheiro de Produção Mecânica

liberato.mv@gmail.com

processo de emissão de pedidos, e principalmente

a implementação de novos projetos na

prestação de serviços a terceiros oferecidos pela

empresa, especialmente com investimentos

para substituição dos tornos automáticos por

tornos de controle numérico. MA

F10. Comparação da capacidade produtiva antes

e depois das eliminações de desperdícios.

T4. Quantidade de cada tipo de máquina utilizado

no processo produtivo do Clavete de ½”.


instrumentação

Medição de Níveis

em Evaporadores

com Radares de

Onda Guiada

Este artigo mostra a melhor maneira para medir o nível de

evaporadores, processo cuja densidade varia, há presença de

espuma e vapores - o que impossibilita o uso de tecnologias

convencionais.

saiba mais

Sistemas de tratamento de água

potável - Medição e controle do

PH em um processo de tratamento

de água

Mecatrônica Atual 16

Princípios e Metodologias para

medição de Oxigênio dissolvido

em Meios Líquidos

Mecatrônica Atual 13

Arquiteturas para sistemas de

medição

Mecatrônica Atual 37

A

tecnologia de medição de nível por pressão

hidrostática ainda é a mais utilizada no

mundo. Mas, como se sabe, ela depende

exclusivamente de um parâmetro que pode

mudar de herói para vilão em questão de

segundos, conforme o nível de interesse

em exatidão e repetibilidade desejados: a

densidade. Se há mudança de temperatura

ou composição do produto, o famoso trio

ρ.g.h varia também, devido a ela.

E isso também acontece dentro de

um evaporador. O processo tem sua

concentração aumentada à medida que o

tempo passa e, particularmente em uma

usina de açúcar, muda de uma caixa de

evaporação para outra (nos chamados

Múltiplos Efeitos).

A intenção nas usinas é obter-se um

caldo a uma densidade por volta de 65 o

Brix na última caixa, e também gerar-se o

chamado vapor vegetal para outras áreas

da planta.

Marcus Vinicius M. e Silva

Gerente de Produto

mv@smar.com.br

Davi Somaggio

Engenheiro de Suporte

somaggio@smar.com.br

Entretanto, outros instrumentos de

campo para medição de nível como medidores

tipo ultrassom, ou até radares de

ondas livres (radares sem contato) não são

indicados para esses casos. A presença constante

de vapores não o permite. No que se

refere aos evaporadores, ainda há diversos

obstáculos internos ao tanque, e tudo isso

pode gerar falsos ecos na medição. Existe

uma estrutura comum chamada “calandra”

dentro desses tanques, que é uma série de

tubos paralelos e verticais com vistas a

otimizar o proceso de evaporação. Eles não

permitem a instalação de equipamentos cujo

princípio de funcionamento seja invasivo

dentro do tanque, seja através de ondas, seja

através de contato com sondas.

E, mesmo assim, manter um nível de

operação próximo a 30% da altura dessa

calandra (esse número varia de um fabricante

para outro), é condição essencial para uma

boa qualidade do produto final.

Março/Abril 2010 :: Mecatrônica Atual

39


instrumentação

F1. Tanque de evaporação na Usina

Vale do Rosário, em São Paulo.

F2. Com um Radar de Ondas Guiadas, as ondas propagam-se

ao redor da sonda imersa no processo, sem ser afetada por

espumas ou vapores.

40 Mecatrônica Atual :: Março/Abril 2010

A Solução

Com um vaso comunicante ao tanque,

a melhor solução é, sem dúvida, o radar

de onda guiada. O motivo é que, apesar

de ter-se eliminado a dificuldade causada

pela calandra, dentro desse tubo ainda há

variação de densidade e presença de vapor. A

utilização de uma sonda e da Reflectometria

pelo Domínio do Tempo permitem um

confinamento e uma propagação otimizados

das ondas eletromagnéticas.

É comum em países onde essa tecnologia

acabou de entrar na fase de maturidade em

sua curva de ciclo de vida, como é o caso

dos países da América Latina, encontrar-se

instalações em câmaras comunicantes com

um transmissor tipo radar sem contato, e o

usuário ter problemas. Isso pode ser visto

facilmente em países como o México, onde

os radares de onda guiada começaram a

decolar” há aproximadamente dois anos

apenas.

O projeto de instalação deve ser cautelosamente

preparado, para que se:

• Respeite as zonas de não medição

(zonas mortas) características do

equipamento;

• Vede o vaso, especialmente em sua

parte inferior, mas que ainda seja

possível fazer manutenção da sonda

(esticá-la, limpá-la, etc.).

Através de experiências práticas, já se

concluiu que o ideal é utilizar um vaso de

3” a 4”. O aterramento também deve ser

feito com a sonda, e ela deve transpassar

o fundo do vaso – isso aumenta a faixa de

medição nessa área.

Veja outras aplicações da Smar em

usinas:

• Nível da Caixa de Caldo Clarificado;

• Temperatura do Caldo;

• Nivel dos Pré-evaporadores com

Radar;

• Brix dos Pré-evaporadores;

• Separação do Caldo de Cana para

Pré-Evaporadores;

• Nível das Caixas de Evaporação de

Múltiplos Efeitos com Radar;

• Vazão de Caldo para as Caixas de

Evaporação;

• Brix do Mel;

• Vácuo do Último Efeito da Evaporação;

F3. O Vaso Comunicante, com flanges e um kit

de isolação instalado embaixo.


F4. Usina de Açúcar Trapiche (Pernambuco, Brasil).

• Retirada dos Gases Incondensáveis

do Terceiro e do Quarto Efeitos;

• Nível das Caixas de Condensado;

• Comando e Intertravamento de

Motores;

• Temperatura do Caldo Clarificado;

• Temperatura do Caldo das Caixas

de Evaporação;

• Temperatura da Calandra das Caixas

de Evaporação;

• Temperatura da Água Fria na Entrada

do Multijato;

• Temperatura da Água Quente na

Saída do Multijato;

• Pressão do Corpo das Caixas de

Evaporação;

• Pressão do Vapor de Escape;

• Pressão do Vapor Vegetal;


Condutividade do Condensado. MA

F5. Transmissor instalado no vaso.

instrumentação

Março/Abril 2010 :: Mecatrônica Atual

41


conectividade

Diretrizes para Projeto

e Instalação de Redes

PROFIBUS DP

saiba mais

CASSIOLATO, César; TORRES, Leandro

H.B.; CAMARGO, Paulo R. PROFIBUS

– Descrição Técnica. Associação PRO-

FIBUS Brasil, São Paulo, 2006. [CAS06]

MITCHELL, Ronald W. PROFIBUS – A

Pocket Guide. Research Triangle Park:

ISA – The Instrumentation, Systems and

Automation Society, 2004. [MIT04]

PROFIBUS User Organization – PNO.

PROFIBUS – Technical Guideline

– Installation Guideline for PROFI-

BUS DP/FMS. Karlsruhe: PROFIBUS

Nutzerorganisation e.V., 1998. [PRO98]

PROFIBUS International – PI. PROFIBUS

– Installation Guideline for Cabling

and Assembly. Karlsruhe: PROFIBUS

Nutzerorganisation e.V., 2006. [PRO06]

SILVA, Wladimir. Métodos para Diagnóstico

de Falhas e Avaliação de Desempenho

em Redes PROFIBUS DP.

Monografia (Especialização em Automação

Industrial) – Escola de Engenharia, UFMG,

Belo Horizonte, 2008. [SIL08]

WEIGMANN, Josef; KILIAN, Gerhard.

Decentralization with PROFIBUS

DP/DPV1 – Architecture and Fundamentals,

Configuration and Use

with SIMATIC S7. Erlangen: Publicis

Corporate Publishing, 2003. [WEI03]

A

42 Mecatrônica Atual :: Março/Abril 2010

utilização de redes PROFIBUS em ambientes

industriais, apesar de simples, exige alguns

cuidados importantes para o seu funcionamento

efetivo e eficiente. Existem vários

critérios técnicos que devem ser observados

pelo projetista na concepção e instalação

destes barramentos de campo e a PROFIBUS

International tem despendido um grande

esforço na criação de regras que, quando

seguidas, facilitam este trabalho. Este artigo

procura basicamente apresentar estas

orientações, entretanto, focando a versão

DP da família de redes PROFIBUS

A Tabela 1 contém algumas informações

básicas para o dimensionamento de uma instalação

utilizando o padrão PROFIBUS.

O padrão elétrico de transmissão RS-

485 é o mais aplicado em instalações

utilizando PROFIBUS DP. Neste padrão,

cada segmento de rede pode conter até

32 dispositivos ativos. Portanto, quando

existe a necessidade de conexão de um

grande número de estações DP (acima

de 32 estações) faz-se necessário dividir a

Número máximo de estações participando

na rede PROFIBUS

Número máximo de estações por segmento

(incluindo Repetidores)

Velocidades de transmissão [kbit/s]

Wladimir Lopes Silva

Wtech Automação Ltda

rede em segmentos. Estes segmentos são

interconectados através de Repetidores,

que fornecem isolação galvânica entre os

segmentos e a regeneração do sinal passado

de um segmento para outro. Na prática, cada

Repetidor permite que o sistema PROFIBUS

seja ampliado por um segmento adicional

com o tamanho máximo admissível do cabo

e com o número máximo de dispositivos

permitidos (32 estações).

Segundo a norma CENELEC EN

50170, um máximo de 4 Repetidores são

permitidos entre duas estações quaisquer.

Entretanto, dependendo do fabricante e

das características técnicas do Repetidor,

a utilização de uma quantidade maior de

Repetidores é possível. Existem casos em

que até 9 Repetidores são usados [MIT04].

Não se recomenda a utilização de um

número maior de Repetidores devido aos

atrasos que são embutidos na rede e o comprometimento

do Slot Time, que consiste

no tempo máximo que o Mestre irá esperar

uma resposta do Escravo.

FMS: 127 estações (endereços de 0 a 126) DP:

126 estações (endereços de 0 a 125)

32 estações

9,6 / 19,2 / 45,45 / 93,75 / 187,5 / 500 /

1.500 / 3.000 / 6.000 / 12.000

Conforme norma EN 50170, é permitido um número

máximo de 4 Repetidores, totalizando 5 segmentos

em série. Dependendo do tipo e fabricante, mais de

Número máximo de segmentos em série

4 repetidores podem ser utilizados. Nestes casos,

é necessário consultar a documentação técnica do

fabricante.

T1. Informações gerais para dimensionamento de redes PROFIBUS [PRO98]


A figura 1 mostra um exemplo de segmentação

da rede PROFIBUS DP através

da utilização de Repetidores. Nota-se a

existência de 3 segmentos de rede PRO-

FIBUS interligados por 2 Repetidores. É

importante observar a existência de uma

terminação nas extremidades de cada

segmento de rede.

Tamanho da Rede

O comprimento máximo do cabeamento

RS-485 em um segmento de rede PROFI-

BUS depende da velocidade de transmissão.

Em altas velocidades de transmissão, o

sinal é atenuado mais rapidamente do que

em velocidades mais baixas implicando,

portanto, em um comprimento máximo

menor para os segmentos de rede com velocidades

maiores. Os Repetidores podem ser

também utilizados nestes casos, permitindo

ao projetista manter velocidades mais altas,

mesmo em redes fisicamente maiores, através

da segmentação da mesma.

A tabela 2 fornece as distâncias máximas

para um segmento de rede e para uma

rede contendo 9 Repetidores, em diferentes

velocidades de transmissão.

Pela Tabela 2, segundo [CAS07] e

[MIT04], a expansão máxima da rede

PROFIBUS utilizando 9 Repetidores nas

velocidades de 9,6 / 19,2 / 93,75, seria de

10 km. Entretanto, segundo [PRO98] e

mesmo [CAS07], o cálculo para determinação

da máxima distância entre duas

estações em uma rede PROFIBUS é dada

pela equação abaixo:

L max = (N rep + 1) . L seg

Onde:

L max : Distância máxima entre duas

estações em uma rede PROFIBUS

em [m],

N rep : Número de Repetidores conectados

em série;

L seg : Comprimento máximo de um

segmento de acordo com a velocidade

de transmissão desejada em [m].

Portanto, para as velocidades de transmissão

de 9,6 / 19,2 / 93,75 kbit/s e utilizando-se

9 Repetidores, é possível obter a

seguinte distância máxima da rede:

L max = (9 + 1) . 1200 = 12000

Por segurança, recomenda-se a utilização

dos valores da Tabela 2. Na prática,

permite-se uma margem de até 5% em

relação aos comprimentos máximos presentes

na Tabela 2, não havendo necessidade

da compra de um Repetidor, quando a

distância máxima estimada permanecer

dentro destes limites [MIT04].

É importante salientar que as distâncias

apresentadas acima consideram a utiliza-

F1. Exemplo de segmentação de uma rede PROFIBUS DP.

Velocidade de Transmissão

[kbit/s]

Tamanho Máximo de

um Segmento [m]

9,6 1200 10000

19,2 1200 10000

93,75 1200 10000

187,5 1000 10000

500 400 4000

1500 200 2000

3000 100 1000

6000 100 1000

12000 100 1000

T2. Comprimento máximo para segmento e expansão em

redes PROFIBUS utilizando RS-485 [CAS07, MIT04].

Parâmetros Cabo Tipo A

Área do condutor > 0,34 mm² (AWG 22)

conectividade

Expansão Máxima da Rede

(9 Repetidores) [m]

Tipo do cabo Par trançado, 1x2, 2x2 ou 1x4 condutores

Impedância do cabo 135 a 165 ohms nas frequências de 3 a 20 MHz

Capacitância do cabo < 30 pF / m

Resistência de Loop Específica < 110 ohms / km

T3. Parâmetros do cabo PROFIBUS tipo A [CAS06, PRO98, WEI03].

ção de cabo padrão PROFIBUS tipo A,

cujas características são apresentadas na

Tabela 3, a seguir.

Na prática, são utilizados ainda os

OLMs (Módulos de Link Ótico), para

aplicações em ambientes com alta interferência

eletromagnética (EMI), fornecendo

isolação galvânica entre as estações ou entre

os segmentos de rede em RS-485 através

do uso de fibra ótica. A utilização de fibra

Março/Abril 2010 :: Mecatrônica Atual

43


conectividade

ótica também possibilita a construção de

topologias de redes mais complexas e permite

um comprimento máximo do barramento

com taxas de transmissão elevadas. Os

OLMs são similares aos Repetidores usados

em RS-485 e normalmente possuem dois

canais para RS-485 e um ou dois canais para

fibra ótica. Os OLMs podem ser conectados

entre si através dos canais óticos, sendo os

canais RS-485 empregados para conexão

com estações individuais ou segmentos de

rede PROFIBUS.

Ramais ou Conexões T

A norma PROFIBUS permite a utilização

de ramais ou conexões T (ver figura

2) em um barramento principal em alguns

casos. É importante salientar que este tipo

de conexão não é aconselhável, pois em

determinadas condições é uma das causas

de reflexão do sinal, prejudicando a transmissão

de dados no segmento PROFIBUS.

A recomendação é que se utilizem sempre

Repetidores, quando existir a necessidade

de derivações na linha principal.

A Tabela 4 dá os comprimentos máximos

para a linha principal e para os ramais

em função da velocidade de transmissão.

Como pode ser observado nesta tabela, o

uso de ramais pode ser tolerado em baixas

velocidades de transmissão, mas devem ser

evitados completamente em velocidades

acima de 500 kbit/s.

Reflexão de Sinal,

Terminação e Conectores

Quando um sinal elétrico atravessa um

condutor, cujo comprimento é da ordem de

grandeza do comprimento de onda do sinal,

qualquer descontinuidade elétrica como, por

exemplo, uma mudança de resistência, capaci-

F2. Exemplo de ramal ou conexão T.

44 Mecatrônica Atual :: Março/Abril 2010

tância, ou particularmente o final do condutor,

pode causar a ocorrência de reflexões. Este sinal

refletido pode ser percebido em alguns casos

como uma pequena ondulação sobre o sinal

principal, mas muitas vezes pode corromper

ou distorcer completamente o sinal original,

perdendo-se a informação, especialmente

em altas velocidades de comunicação. Em

dispositivos certificados, o nível de reflexão

é garantido para que não ultrapasse 500 mV

pico a pico [MIT04].

Para evitar as reflexões de sinal, devem

ser utilizados resistores de terminação. Estes

resistores são adicionados em paralelo

entre as linhas de sinal RxD/TxD-POS

e RxD/TxD-NEG, nas extremidades de

cada segmento de rede. Os resistores de

terminação em uma rede RS-485 buscam

casar a impedância característica do cabo,

que é dependente do seu diâmetro, distância

entre os condutores, tipo de isolação, etc.

Estes resistores ajudam absorver a energia

do sinal e deste modo impedem a reflexão

do mesmo no barramento. Eles possuem

o valor de 220 ohms.

Existem também os resistores de polarização

que são utilizados para manter as linhas

Velocidade de Transmissão

[kbit/s]

Tamanho Máximo Linha

Principal [m]

9,6 500 500

19,2 500 500

93,75 900 100

187,5 967 33

500 380 20

1500 193,4 6,6

3000 100 0

6000 100 0

12000 100 0

T4. Comprimento máximo da linha principal e ramais em

redes PROFIBUS utilizando RS-485 [MIT04].

F3. Resistores de terminação e de polarização no PROFIBUS.

de sinal RxD/TxD-POS e RxD/TxD-NEG

no estado inativo, quando nenhum transmissor

está ativo na linha. No PROFIBUS,

um dos resistores de polarização é conectado

entre a linha de sinal RxD/TxD-POS e a

tensão +5Vcc (VP), enquanto que o outro

resistor é conectado entre a linha de sinal

RxD/TxD-NEG e o terra (DGND). Manter

as linhas de sinal no estado inativo impede

a recepção de falsos Start Bits pelos receptores,

evitando deste modo, a recepção de

falsas mensagens. Estes resistores possuem

o valor de 390 ohms.

O diagrama de conexão dos resistores

de terminação e de polarização pode ser

visualizado na figura 3, a seguir.

Dependendo do fabricante, alguns

modelos de conectores de rede PROFIBUS

já contêm os resistores de terminação e de

polarização. Estes resistores são habilitados

através de chave seletora existente no próprio

conector. A figura 4 ilustra uma terminação

em um conector PROFIBUS padrão.

É importante ressaltar que as terminações

devem estar habilitadas nas extremidades

do segmento e devem ser apenas duas. Caso

sejam adicionados mais do que dois resistores

Tamanho Máximo

Ramais [m]


de terminação em paralelo, a resistência de

terminação efetiva é diminuída. Com vários

resistores de terminação habilitados em

paralelo, as linhas de sinal RxD/TxD-POS

e RxD/TxD-NEG muitas vezes parecem

estar em curto-circuito. Os conectores

PROFIBUS modernos evitam a conexão de

vários resistores de terminação no mesmo

segmento de rede, pois interrompem a rede

no ponto em que a resistência de terminação

está habilitada. Neste caso, o conector apresenta

pontos distintos para conexão do cabo

que “chega” e do cabo que “sai”. Quando a

terminação é habilitada, o cabo que “sai”

do conector é eletricamente desconectado

do barramento. Um conector deste tipo

pode ser observado na Figura 4.

Outro ponto importante a ser destacado

é que as terminações habilitadas nas

extremidades do segmento de rede devem

estar conectadas a estações que estejam

sempre energizadas. Isto é extremamente

importante, pois estas estações fornecem os

sinais +5 Vcc (VP) e terra (DGND) para

o circuito dos resistores de polarização e

de terminação existente nos conectores

PROFIBUS. Caso a estação não forneça

esta alimentação, o circuito dos resistores

não ficará completamente ativo e erros no

barramento poderão ocorrer. Por isto, é

recomendável evitar sempre a utilização

de estações baseadas em computadores

como último dispositivo de rede, pois durante

qualquer reinicialização do mesmo,

os sinais de +5Vcc e terra existentes no

conector ficarão desabilitados e poderão

causar falhas na comunicação.

Para sanar o problema descrito acima,

existem também terminações de barramento

que funcionam de modo independente,

ou seja, sem estar conectadas a uma estação

(Active Termination Box, também

conhecida como Terminação Ativa). Estas

terminações são geralmente alimentadas

em 24 Vcc e contêm os resistores de polarização

e de terminação, um circuito para

fornecimento de +5 Vcc e conexões para

terra. Este dispositivo não é considerado

uma estação da rede PROFIBUS, e deve

ser utilizado em instalações onde todas estações

possam ser desenergizadas, inclusive

as estações localizadas nas extremidades

do segmento de rede, o que prejudicaria o

funcionamento do circuito dos resistores,

caso fossem empregados apenas conectores

PROFIBUS. A utilização de Terminação

Ativa é particularmente importante no

projeto de CCMs Inteligentes utilizando

a rede PROFIBUS DP.

Os conectores PROFIBUS utilizados

para velocidades de transmissão acima de

1500 kbit/s contêm ainda indutores nas

linhas de sinal, para compensar a capacitância

do dispositivo e minimizar o nível de

reflexão. A grande maioria dos fabricantes

já inclui estes indutores em todos os conectores

PROFIBUS, entretanto, existem

alguns fornecedores que ainda produzem

modelos diferenciados para velocidades de

transmissão acima de 1500 kbit/s. Portanto,

é importante estar sempre atento na utilização

de conectores PROFIBUS em redes

que irão trabalhar com velocidades mais

altas de transmissão.

F4. Terminação em um conector PROFIBUS.

conectividade

Disposição dos Cabos

Existem algumas regras básicas que

devem ser seguidas pelos projetistas para

definição do trajeto percorrido por cabos

PROFIBUS. Algumas regras são apresentadas

a seguir.

A Tabela 5 apresenta o espaçamento mínimo

recomendado entre cabos PROFIBUS

e outros tipos de cabos, quando não se está

utilizando eletrodutos ou canaletas metálicas

para separação dos mesmos. Pela Tabela 5,

pode-se observar que cabos para redes de

comunicação, periféricos de computadores,

entradas e saídas analógicas, e tensões abaixo

de 60 Vcc ou abaixo de 25 Vca, podem percorrer

o mesmo trajeto do cabo PROFIBUS.

Demais cargas exigem uma separação mínima

que varia de 100 a 500 mm.

Tipo de Cabo Distância de Separação [mm]

Cabos de rede (Ethernet, PROFIBUS, etc.) 0

Cabos de comunicação com computadores 0

Cabos blindados - Entradas e saídas analógicas 0

Cabos não blindados - Tensões CC


conectividade

A Tabela 6 mostra a definição do espaçamento

mínimo entre cabos, conforme

norma CENELEC EN 50174.

As seguintes recomendações também

devem ser observadas na definição da disposição

dos cabos em redes PROFIBUS

[MIT04, PRO06]:

• Deve-se evitar o cruzamento de

cabos. Caso seja necessário, fazê-lo

perpendicularmente (ângulo de

90º entre os cabos que cruzam)

para diminuir a possibilidade de

acoplamento indutivo;

• Se o espaço é insuficiente para manter

o espaçamento requerido conforme

Tabela 5, então os cabos devem ser

encaminhados em canaletas metálicas

separadas. Cada canaleta metálica

deverá conter apenas cabos da mesma

categoria (mesmo nível de tensão);

• Para instalações externas, é recomendável

a utilização de cabos de

fibra ótica, pois possibilitam maior

imunidade às interferências eletromagnéticas

(EMI), isolação elétrica

e maiores distâncias;

• Conforme já mencionado anteriormente,

as linhas de dados do PROFIBUS

são designadas A e B. Apesar de não

existir nenhuma obrigatoriedade,

na prática tem-se adotado utilizar o

condutor verde para linha de dados A

e o condutor vermelho para linha de

dados B. E para facilitar a manutenção

do sistema, é conveniente que se use

as linhas A e B de forma continuada

ao longo de toda rede PROFIBUS,

evitando-se inversões;

• Caso sejam utilizados dispositivos

PROFIBUS não certificados, é aconselhável

deixar pelo menos um metro

de cabo entre os dispositivos. Quando

o dispositivo não é certificado, pode

gerar um nível de reflexão acima

do permitido e o cabo maior ajuda

na atenuação desta reflexão. Ainda

segundo [MIT04], é recomendável

a utilização de pelo menos um metro

de cabo entre dispositivos PROFI-

BUS, em qualquer caso, se a rede for

funcionar em 12 Mbit/s.

Blindagem e Aterramento

O cabo PROFIBUS possui uma blindagem

constituída por uma malha e por

uma lâmina de alumínio. Esta blindagem

46 Mecatrônica Atual :: Março/Abril 2010

deve ser conectada ao terra funcional do

sistema e deve permitir uma ampla área

de conexão com a superfície condutiva

aterrada. Entretanto, o modo como este

aterramento é realizado depende de alguns

fatores, sendo que existe ainda muita

controvérsia sobre este tema.

A recomendação básica é que a blindagem

do cabo seja aterrada em ambas extremidades

do segmento de rede, para permitir um

caminho de baixa impedância para os sinais

de alta frequência, bem como fornecer uma

referência de terra para fonte de alimentação

+5Vcc do padrão RS-485.

Entretanto, na configuração proposta

acima, pode ocorrer a passagem de corrente

pela blindagem (loop de corrente),

caso haja uma significativa diferença de

potencial entre os dois pontos de aterramento,

localizados nas extremidades do

segmento de rede. Neste exemplo, recomenda-se

a utilização de um condutor para

equalização do potencial (cabo AWG 10

F5. Exemplo de linha de equipotencial.

Cabo PROFIBUS e

cabo para...

...transmissão de sinais

Redes de comunicação

Dados digitais para

computadores,

impressoras, etc.

Blindado para entradas e

saídas analógicas

... fonte de alimentação

Espaçamento [mm]

Sem separação ou

com separação

não-metálica

ou 12) que interligará os dois pontos de

aterramento e minimizará a passagem de

corrente através da blindagem. A própria

canaleta metálica responsável pelo trajeto

do cabo PROFIBUS pode ser usado como

um pseudocondutor de equalização (ou

linha de equipotencial), sendo interligada

aos pontos de aterramento [MIT04]. A

figura 5 exibe um exemplo de conexão

de uma linha de equipotencial [PRO98,

PRO06].

Uma outra possibilidade de aterramento

leva em consideração que o conector PRO-

FIBUS possui em sua carcaça uma parte

metálica para contato com a blindagem

do cabo. A carcaça do conector, por sua

vez, também faz contato com a carcaça do

dispositivo PROFIBUS, que está aterrado

na estrutura do painel elétrico, fechando

o circuito. Nestes casos, é aconselhável

verificar na documentação técnica do

dispositivo PROFIBUS, a melhor opção

para o seu aterramento.

Separação metálica

de alumínio

0 0 0

Não blindado 200 100 50

Blindado 0 0 0

T6. Espaçamento mínimo para cabos,

conforme EN 50174 [PRO06].

Separação metálica

de aço


Pode-se adotar ainda uma opção híbrida

para o aterramento, ou seja, a combinação

de múltiplos pontos de aterramento

para as estações que estão relativamente

próximas e o uso de condutores para

equalização de potencial para os pontos

de aterramento que apresentam diferença

de potencial significativa.

Quando nenhuma das opções anteriormente

recomendadas pode ser utilizada,

então o aterramento em apenas uma das

extremidades do segmento de rede deve

ser implementado. A blindagem do lado

do segmento de rede que não foi aterrada

deve ser protegida contra contatos

acidentais, pois apresenta risco potencial

de choque [MIT04].

Entretanto, a melhor opção para

evitar as consequências da existência de

diferença de potencial entre os pontos

de aterramento é a utilização de cabos

de fibra ótica. Na prática, usa-se a fibra

ótica como um barramento principal (ba-

F6. Exemplo de configuração em anel utilizando OLMs.

ckbone) para interconectar vários grupos

de dispositivos conectados em RS-485,

através do emprego de OLMs. A figura 6

mostra um exemplo de configuração em

anel utilizando OLMs para a interconexão

de estações individuais ou segmentos de

rede PROFIBUS.

Conclusões: Diretrizes

Gerais para Instalação

Em função do que foi apresentado nos

itens anteriores deste trabalho, pode-se

então destacar as seguintes diretrizes

gerais para instalação de uma rede PRO-

FIBUS DP:

• Utilizar sempre cabos e conectores

PROFIBUS;

• Não exceder 32 dispositivos por

segmento de rede, incluindo Repetidores,

OLMs e Acopladores;

• Não ultrapassar a quantidade máxima

de Repetidores permitidos pelo

fabricante (de 4 a 9 Repetidores);

conectividade

• Respeitar o comprimento máximo do

segmento de rede em função da velocidade

de transmissão escolhida;

• Garantir que existirão somente duas

terminações habilitadas no segmento

de rede, uma em cada extremidade,

e que estas terminações estarão

sempre energizadas;

• Evitar ramais ou conexões T. Quando

necessário utilizar Repetidores;

• Adotar a linha de dados A como condutor

verde e a linha B como condutor

vermelho. Evitar a inversão destes condutores

em todo trajeto da rede PRO-

FIBUS, mantendo esta nomenclatura

ao longo de todo cabeamento;

• Separar o cabo PROFIBUS das fontes

de ruídos, respeitando a distância

mínima recomendável, ou através

da utilização de canaletas metálicas

separadas;

• Evitar o cruzamento de cabos. Caso

seja necessário, fazê-lo perpendicularmente

para diminuir a possibilidade

de acoplamento indutivo;

• Para os casos onde existam problemas

com distâncias, ou aterramento,

ou alta susceptibilidade a ruídos, é

recomendável a utilização de cabos

de fibra ótica;

• Verificar sempre na documentação

técnica do dispositivo PROFIBUS a

ser utilizado, a melhor opção para o

seu aterramento;

• Dedicar especial atenção aos dispositivos

PROFIBUS não certificados

e aos conectores PROFIBUS no caso

de velocidades de transmissão acima

de 1500 kbit/s;

• Manter sempre atualizado nos desenhos

de projeto, o comprimento real

dos segmentos da rede PROFIBUS,

evitando problemas em futuras

expansões.

MA

Dados do Autor

Possui graduação em Engenharia

Elétrica pela Universidade Federal de

Minas Gerais, especialização em Automação

Industrial pela Universidade

Federal de Minas Gerais e as certificações

internacionais para PROFIBUS

Installer e PROFIBUS DP/PA Engineer.

Atualmente é Gerente de Sistemas da

WTech Automação Ltda.

E-mail: wladimir@wtech.ind.br

Março/Abril 2010 :: Mecatrônica Atual

47


conectividade

Protetor de

Transientes em

redes Profibus

Este artigo mostra alguns conceitos e técnicas de proteção

de equipamentos de campo Profibus DP e Profibus PA em

termos de sinais de alta tensão e correntes induzidas por raios

ou outras fontes

saiba mais

PROFIBUS

Mecatrônica Atual 44

Redes da Organização Profibus

Mecatrônica Atual 16

A Rede Profibus DP

Mecatrônica Atual 17

Rede Profibus PA

Mecatrônica Atual 18

É

48 Mecatrônica Atual :: Março/Abril 2010

César Cassiolato, Diretor de

Marketing, Qualidade e Assistência

Técnica da Smar Equipamentos

Industriais Ltda.

de conhecimento dos técnicos que as instalações

dos sistemas de controle podem

ser constituídas pela distribuição aérea

ou subterrânea de cabos, bandejamentos,

cabos próximos a cabos de alta tensão e

que podem estar suscetíveis à exposição de

raios, descargas eletrostáticas e interferência

eletromagnética (EMI). Esta última pode ser

radiada (via ar), conduzida (via condutores),

induzida (normalmente acima de 30 MHz)

ou uma combinação das mesmas. Para termos

uma ideia da tensão gerada pela descarga

eletrostática, se considerarmos um condutor

com 50 nH de indutância podemos falar

de picos de tensão da ordem de 200 V (V =

L*di/dt) ou mais, uma vez que um pulso de

corrente gerado pela descarga eletrostática

tem um tempo de subida muito curto, da

ordem de 4A/ns.

Esta exposição pode afetar o comportamento

de sinais e mesmo danificar

equipamentos, uma vez que estes possuem

componentes de baixa potência (low power)

e que facilmente podem queimar-se com a

sobretensão.

O que é um protetor

de transientes?

O protetor de transientes é um dispositivo

de proteção, um hardware, que adequadamente

posicionado (veremos a seguir) e

instalado pode proteger os equipamentos,

limitando os níveis de transientes que

possam atingir os mesmos. Atua quase que

instantaneamente, “desviando” o transiente

para o terra e controlando a tensão em um

nível que não danifica o equipamento a ele

conectado. Quando a corrente chega em

um nível aceitável, a operação normal é

automaticamente restabelecida.

No mercado existe uma variação muito

grande de modelos. Estes dispositivos de

proteção são baseados em uma combinação

de componentes como os tubos de descarga

de gás (GDTs, surge arresters), diodos de

corte (Clamping Voltage) e varistores de

óxido-metal (MOVs) que se caracterizam

pela operação rápida, controle de tensão

preciso e retorno automático uma vez que

a sobretensão cesse. Veja a figura 1.

Protegendo as redes e

equipamentos Profibus PA

Em instalações Profibus PA, as tensões

que ultrapassam as condições normais de

operação são conhecidas como “surge” e

aparecem de forma transitória, podendo

afetar o comportamento da rede. Vale lembrar

que, como toda rede fieldbus, tem-se

a troca de dados e o mais importante é se

garantir a integridade deles, garantindo a

segurança operacional da planta.

Quanto maior o tronco e as derivações da

rede Profibus PA, maior será a amplitude de

transientes justamente pela exposição à diferença

de potencial de terra. Dano significante


F1. Surge Arrester.

F2. Cabo de par trançado Profibus PA.

também pode ser causado em equipamento

conectado por cabos relativamente curtos se

os circuitos ou componentes forem particularmente

sensíveis. Em algumas situações,

dependendo da energia, pode-se ter danos

sérios em instalações e equipamentos.

O cabo padrão para a rede Profibus PA

é o cabo de par trançado (figura 2), onde

se tem justamente a trança dos condutores

para minimizar as tensões entre as linhas,

porém, como citado anteriormente, a diferença

de potencial de terra pode causar

dano em componentes e consequentemente

afetar o comportamento, tornando o sistema

sensível. Devemos lembrar ainda que o

cabo, sua distribuição, são fatores a serem

considerados em favor da minimização de

ruídos e transientes. É recomendado o uso

da blindagem que age basicamente como

uma gaiola de Faraday e tem sua eficiência

maximizada contra ruídos em modo comum

quando é aterrada na fonte de sinal. Além

disso, garante a maior proteção à EMI.

Em termos do protetor de transientes

recomenda-se que a tensão limite não seja

muito maior que a tensão de trabalho do

equipamento e, na prática, é comum usar

esta tensão como duas vezes a tensão de

trabalho do equipamento. Em termos de

raios, estudos mostram que as descargas

podem gerar correntes de 2 kA a 200 kA

com correntes de pico com duração de

menos de 10 μs.

A escolha do protetor de transientes deve

ser criteriosa, pois este pode degradar o sinal

Profibus PA e ainda limitar o número de

equipamentos. Dependendo do fabricante,

este dispositivo pode acrescentar capacitância

e resistência na rede Profibus PA e

estas afetarem a forma de onda do sinal de

F3. Distâncias mínimas recomendadas no cabeamento Profibus PA.

F4. Uso de protetor de transientes e distância efetiva.

comunicação. Além disso, alguns diodos

de corte podem não ser transparentes para

a rede e também podem afetar os níveis de

sinais. Na prática, o usuário deve buscar

dispositivos que atendam a norma IEC

61643-21 e ofereçam altas correntes de surge

(da ordem de 10 kA) e acrescentem menos

de 1 Ω e menos de 40 pF ao cabeamento.

Figura 3.

O grau de interferência em cabos vai

depender de uma série de fatores como

projeto, construção e características dos

mesmos, e inclusive de sua interação com

outros elementos da rede Profibus (conectores,

equipamentos, terminais, outros cabos,

blindagem, etc.), além de certos parâmetros

do sistema e propriedades do ambiente.

conectividade

Há uma variedade de fatores que limitam

o desempenho de transmissão de sinais

digitais associados aos cabos e que devem

ser considerados no projeto e utilização

destes, tais como:

• atenuação;

• ruído, que pode ser basicamente de

quatro tipos:

• ruído diferencial (característico

do circuito);

• ruído longitudinal (por interferência

devida a cabos de

alimentação elétrica);

• ruído impulso;

• diafonia (crosstalk);

• distorções por atraso de propagação;

• jitter.

Março/Abril 2010 :: Mecatrônica Atual

49


conectividade

O que é distância efetiva?

Chamamos de distância efetiva a separação

física entre dois dispositivos aterrados

na instalação da rede.

Toda vez que se tiver uma distância

efetiva maior que 100 m na horizontal ou

10 m na vertical entre dois pontos aterrados,

recomenda-se o uso de protetores de

transientes, nos pontos inicial e final da

distância. Na prática, na horizontal, entre

50 e 100 m, recomenda-se o uso. Observe

as figuras 4 e 5.

Protegendo as redes e

equipamentos Profibus DP

As regras de distância efetiva também

são aplicadas à rede e equipamentos Profibus

DP.

De acordo com a figura 6, haverá proteção

se houver uma queda de tensão ou quando

houver um surge que exceda a tensão de

breakdown ou mesmo qualquer diferencial.

De acordo com a figura 7, esta proteção é

indicada quando não é possível o aterramento

e assim sendo, qualquer surge diferencial será

convertido em modo comum.

Na prática, o usuário deve buscar dispositivos

que atendam a IEC 61643-21 e ofereçam

correntes de surge da ordem de 700 A.

Conclusão

Vimos neste breve artigo alguns conceitos

e técnicas de proteção de equipamentos

de campo Profibus DP e Profibus PA em

termos de sinais de alta tensão e correntes

induzidas por raios ou outras fontes.

Sempre que possível, consulte as normas

EN50170 e a IEC60079-14 para as

regulamentações físicas, assim como para

as práticas de segurança em instalações

elétricas em atmosferas explosivas.

É necessário agir com segurança nas

medições, evitando contatos com terminais e

fiação, pois a alta tensão pode estar presente

e causar choque elétrico. Lembre-se que cada

planta e cada sistema têm seus detalhes de

segurança. Informar-se deles antes de iniciar

o trabalho é muito importante.

Para minimizar o risco de problemas

potenciais relacionados à segurança, é preciso

seguir as normas de segurança e de áreas

classificadas locais aplicáveis que regulam a

instalação e operação dos equipamentos. Estas

normas variam de área para área e estão em

constante atualização. É responsabilidade do

usuário determinar quais normas devem ser

50 Mecatrônica Atual :: Março/Abril 2010

F5. Exemplo de protetor de transiente para a rede Profibus PA.

F6. Proteção com isolação para o terra.

F7. Proteção com isolação em modo comum.

seguidas em suas aplicações e garantir que

a instalação de cada equipamento esteja de

acordo com as mesmas.

Uma instalação inadequada ou o uso

de um equipamento em aplicações não

recomendadas podem prejudicar a perfor-

mance de um sistema e consequentemente

a do processo, além de representar uma

fonte de perigo e acidentes. Devido a isto,

recomenda-se utilizar somente profissionais

treinados e qualificados para instalação,

operação e manutenção.

MA


instrumentação

14 Mecatrônica Atual :: Novembro/Dezembro 2008

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