Mecatrônica Atual

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Mecatrônica Atual

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Hélio Fittipaldi

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Editor e Diretor Responsável

Hélio Fittipaldi

Revisão Técnica

Eutíquio Lopez

Redação

Augusto Heiss

Rafaela Turiani

Publicidade

Caroline Ferreira

Nikole Barros

Designer

Diego Moreno Gomes

Colaboradores

Adriano Oliveira, Alex Pisciotta, Cesár Cassiolato,

Cleiton Rubens Formiga Barbosa, Delcio Prizon,

Igor Marcel Gomes Almeida, Edson A. de Araujo

Querido de Oliveira, Emerson Luiz Anaia Duque,

Fabiano Rosa, Francisco José Grandinetti,

Luiz Eduardo N. do Patrocinio Nunes,

Marc Solomon, Rob Hockley, Ron Beck

PARA ANUNCIAR: (11) 2095-5339

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Edições anteriores (mediante disponibilidade de

estoque), solicite pelo site ou pelo tel. 2095-5330,

ao preço da última edição em banca.

Mecatrônica Atual é uma publicação da

Editora Saber Ltda, ISSN 1676-0972. Redação,

administração, publicidade e correspondência:

Rua Jacinto José de Araújo, 315, Tatuapé, CEP

03087-020, São Paulo, SP, tel./fax (11) 2095-5333

Associação Nacional

das Editoras de Publicações Técnicas,

Dirigidas e Especializadas

Marketing Industrial

Nesta edição trazemos a contribuição do Adriano

Oliveira, responsável pelo Departamento de Marketing

da Mectrol. O artigo sobre “Marketing Industrial” foi o

resultado de uma conversa que tivemos a respeito desse

assunto em nosso país, e a maneira pouco profissional

como ele é tratado. Muitos pensam que marketing é uma

coisa trivial e que qualquer um pode ser contratado para

dirigir as ações da empresa, claro que sob a supervisão

do dono ou do gerente de vendas, mas sem autonomia

e poder de decisão.

Quem assume esta função, por mais boa vontade

que tenha, sem um embasamento técnico não consegue

Hélio Fittipaldi

valorizar a marca da empresa e nem promover as vendas.

Mesmo o recém-formado em Marketing, sem experiência, pode tornar-se uma péssima

solução para a empresa.

O produto industrial com vendas de empresa para empresa, o conhecido B2B, é geralmente

de produtos que requerem uma venda com suporte técnico, sendo de média e longa

maturação. A equipe de vendas está preparada adequadamente para a venda acontecer?

O vendedor conhece bem os produtos que está vendendo? Quantas horas de treinamento

passou neste último ano? O material referente a vendas, catálogos, amostras, etc,

é bem feito? E os banners?

Quantos não se julgam aptos a fazer um banner acreditando que está "bonitinho", e

quando o publicam no site... não geram contatos e nem conseguem valorizar a marca?

Nessa hora, o "errado" passa a ser o site que hospeda e não o "artista" que executou

o banner. Outra coisa que não se tem atenção, normalmente, é levantar a estatística de

acessos (clicks) e visualizações (views). Sem este controle não iremos notar que pequenas

modificações no layout do banner podem gerar muitos acessos, além daqueles minguados

e costumeiros?

Muitas empresas gastam dinheiro à toa, pois não cuidaram de todos os detalhes e

não fizeram um plano de marketing. Um plano bem feito, além de economizar recursos,

promove a marca e aumenta as vendas. Pensem nisso!

Hélio Fittipaldi

Submissões de Artigos

Artigos de nossos leitores, parceiros e especialistas do setor, serão bem-vindos em nossa revista. Vamos analisar

cada apresentação e determinar a sua aptidão para a publicação na Revista Mecatrônica Atual. Iremos trabalhar

com afinco em cada etapa do processo de submissão para assegurar um fluxo de trabalho flexível e a melhor

apresentação dos artigos aceitos em versão impressa e online.

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 ideias

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.

3


índice

Índice de Anunciantes:

Cognex ............................... 05

Altus .................................... 07

Patola ................................... 11

MDA 2013 ............................ 15

Fluid&Process 2013 ........... 17

SPS IPC Drives 2012 ........... 21

4

32

38

Metaltex ............................ 29

Nova Saber ......................... 31

Nova Saber ......................... 47

Mouser ....................... Capa 02

Rio Mech 2012 .......... Capa 03

Festo ............................ Capa 04

27

18

23

27

32

38

40

42

Editorial

Eventos

Gestão da Inovação na

Automação Industrial

Comandos básicos para supervisório

com fala feito em Excel

Controle de Acesso

Automático de Veículos

Profibus – Instalação Avançada

Parte 1

Vírus em Redes Scada: Proteção

Garante o Faturamento

SIL ou não SIL?

Eis a Questão

Avaliação de Propriedades Termodinâmicas

e Termofísicas da Aplicação de

Hidrocarbonetos em Refrigeradores

Notícias:

Nova linha de ferramentas para pneus

fora de estrada, da Schrader .........................................................08

Lentes líquidas para o leitor DATAMAN 300 .......................09

Sensores de Funcionamento por Radar,

da Banner Engineering ....................................................................10

Padrão Ethernet, cada vez mais no chão de fábrica .................10

Novo Detector de Chama, Paragon ...........................................11

Medidor de vazão econômico para gases

de utilidades, da Endress+Hauser ................................................12

Novo analisador de vibração FastTracer, da Sequoia ...........13

Esteira porta-cabos Igus ...................................................................13

Novo Software para Programação de

Máquinas: Fikus VisualCam 17 .......................................................14

Varta Consumer Batteries utiliza VisionPro 3D

na produção de baterias ................................................................14

Equipamentos Médico-hospitalares .............................................16

Portal Mecatrônica Atual .................................................................16

Chão de Fábrica

03

06

49


literatura

curso

Setembro

P110 - Automação Pneumática

Organizador: Festo

Data: 17 a 21 (noturno) e 24 a 26

(Diurno)

Horário: 8h30 às 17h30

Duração: 20 horas

Investimento: R$ 750 / participante

(no Estado de São Paulo) e R$ 780 /

participante (nos demais Estados)

Local: Rua Giuseppe Crespi, 76

Jd. Santa Emília - São Paulo - SP

www.festo-didactic.com/br-pt

Poka Yoke - Técnicas à Prova de Erros

Organizador: Festo

Data: 20 e 21

Horário: 8h30 às 17h30

Duração: 2 dias/ 16 horas

Investimento: R$ 390 / participante

(no Estado de São Paulo) e R$ 420 /

participante (nos demais Estados)

Local: Rua Giuseppe Crespi, 76

Jd. Santa Emília - São Paulo - SP

www.festo-didactic.com/br-pt

Análise de Riscos em Projetos

Organizador: SAE Brasil

Data: 24 e 25

Horário: 8h às 18h

Destinado a técnicos de nível médio, projetistas, acadêmicos de engenharia mecânica

e professores, este livro busca apresentar de forma clara e organizada, toda a

seqüência de passos necessários para o projeto e dimensionamento de circuitos

hidráulicos. Rico em conceitos, figuras, exemplos de aplicações, equacionamentos e

tabelas, ele apresenta a correta forma de dimensionar atuadores lineares e rotativos,

tubulações, bombas e motores hidráulicos, análise de perda de carga (pressão)

e carga térmica, dimensionamento necessário ao reservatório, circuitos série,

paralelo e misto. Aborda também aplicações e dimensionamento de acumuladores e

intensificadores, circuitos seqüenciais, regenerativos e sincronizados, uma introdução

à eletroidráulica, dois apêndices com tabelas de conversão de medidas, normas e

diagramas, além de todas as soluções passo a passo dos exercícios propostos.

Automação Hidráulica - 5a Edição Revisada e Atualizada

Autor: Eng. Arivelto Bustamante Fialho

ISBN: 978-85-365-0210-6

Preço: R$ 99,00

Onde comprar: www.novasaber.com.br

Local: Av. Paulista, 2073 - Edifício Horsa II

Cj. 1003 - 10º andar - São Paulo - SP

www.saebrasil.org.br

Train the Trainer - Formação de

Multiplicadores Excelentes

Organizador: Festo

Data: 27 e 28

Horário: 8h30 às 17h30

Duração: 2 dias/ 16 horas

Investimento: R$ 640 / participante

(no Estado de São Paulo) e R$ 670 /

participante (nos demais Estados)

Local: Rua Giuseppe Crespi, 76

Jd. Santa Emília - São Paulo - SP

www.festo-didactic.com/br-pt

PN152 - Tecnologia de Vácuo para

Sistemas Handling

Organizador: Festo

Data: 27

Horário: 8h30 às 17h30

Duração: 1 dia/ 8 horas

Investimento: R$ 450 / participante

(no Estado de São Paulo) e R$ 470 /

participante (nos demais Estados)

Local: Rua Giuseppe Crespi, 76

Jd. Santa Emília - São Paulo - SP

www.festo-didactic.com/br-pt

Outubro

Gestão de Custos Industriais

Organizador: SAE Brasil

Data: 8 e 9

Horário: 8h às 18h

Local: Av. Paulista, 2073 - Edifício Horsa II

Cj. 1003 - 10º andar - São Paulo - SP

www.saebrasil.org.br

Veículos Elétricos e Híbridos

Organizador: SAE Brasil

Data: 26 e 27

Horário: 8h às 18h

Local: Av. Paulista, 2073 - Edifício Horsa II

Cj. 1003 - 10º andar - São Paulo - SP

www.saebrasil.org.br

Eletrônica Embarcada – Algoritmos

e Estrutura de Dados – E-learning

Organizador: SAE Brasil

Data: 6 a 27

Horário: 9h às 18h

Local: Av. Paulista, 2073 - Edifício Horsa II

Cj. 1003 - 10º andar - São Paulo - SP

www.saebrasil.org.br


notícias

Nova linha completa de

ferramentas para pneus fora

de estrada, da Schrader

São sete ferramentas portáteis para a desmontagem

de pneus agrícolas e off road, além de três acessórios,

que agregam tecnologia superior, ergonomia,

leveza e mobilidade. O resultado é mais segurança

e redução significativa no tempo de troca, uma

operação complexa uma vez que alguns modelos

de pneus podem chegar até 4 metros de diâmetro

A Schrader International, fornecedora de soluções de sensores,

válvulas para pneus e componentes para sistemas de ar condicionado

diversifica os seus negócios e introduz no país a primeira

linha completa de ferramentas hidráulicas para desmontagem

de pneus agrícolas e OTR (Off Tire Road). A companhia anuncia

também os investimentos em equipe técnica de campo altamente

especializada nesta linha de ferramentais para assessoria aos

clientes, além do novo Centro de Formação OTR localizado

em Jacareí, no estado de São Paulo, na sede da Schrader, para a

capacitação de revendas e usuários no uso das novas tecnologias.

As ferramentas hidráulicas para desmontagem de pneus

da Schrader, comercializadas na França, EUA, China e agora

também no Brasil, estão divididas em duas linhas distintas:

linha agrícola – direcionada para pneus de tratores e de alta

flutuação, para os mais diferentes tipos e tamanhos de aros;

e linha OTR – destinada para pneus de veículos usados nas

áreas de mineração, logística portuária e infraestrutura (construção

e terraplanagem), como pás carregadeiras, caminhões

fora de estrada e motoniveladoras. Na parte de acessórios, a

empresa apresenta também o dispositivo Barjuky, a Bomba

Hidropneumática e o Distribuidor Hidráulico para o uso de

mais ferramentas simultaneamente.

“O setor agrícola deve crescer exponencialmente no Brasil,

país que é um grande celeiro mundial, com o aumento da população

e a necessidade de volumes cada vez maiores de alimentos.

Também acreditamos na demanda crescente de infraestrutura

com os Jogos Olímpicos e a Copa, além do aquecimento do

setor de mineração. Fatores que impõem como imperativo a

eficiência e otimização de recursos e que são campos férteis

para a boa aceitação de nossas ferramentas off road”, diz Carlos

Storniolo, diretor geral da Schrader Brasil.

O lançamento da Schrader é inovador. A empresa introduz

no Brasil ferramentas funcionais sem paralelo no mercado. São

soluções profissionais que substituem alavancas, marretas e

outras ferramentas rudimentares perigosas por equipamentos

modernos e adequados ao trabalho, que resultam em mais

segurança e redução significativa no tempo de troca dos pneus

(operação complexa que pode envolver pneus de até quatro

metros de altura, como os modelos utilizados nos veículos da

área de mineração).

8

Mecatrônica Atual :: Setembro/Outubro 2012

Outros benefícios relevantes são tecnologia superior, ergonomia,

leveza e mobilidade. As ferramentas Schrader são portáteis

(atingindo no máximo 50 centímetros de comprimento e 25

centímetros de largura), ergonômicas (em formato apropriado

com hastes para segurar e prender no pneu) e leves (em média

11 kg), podendo ser levadas até o lugar de sua utilização.

“A relação custo-benefício da linha de destalonadores Schrader

é muito boa, já que cada equipamento se paga com alguns

poucos dias de uso, se levarmos em consideração que uma

máquina agrícola ou de OTR parada significa perda de dinheiro.

Ou mesmo, se considerarmos a possibilidade de dano no pneu,

que frequentemente ocorre no processo manual de troca que

ainda predomina nas empresas. Pneus off road podem custar até

R$ 80 mil cada, dependendo do tamanho”, destaca Storniolo.

Ferramentas Hidráulicas

Destalonadores Compact e Mini-Kousma

O modelo Compact (5 kg) é utilizado para afastar o pneu e a

roda com uma força de 2.500 kg. É indicado para aro simples ou

de uma única peça, de veículos agrícolas (como tratores), com

diâmetros variados e pneus de alta flutuação. Já o Mini-Kousma

(8,7 kg), possui a mesma função do anterior, mas imprime uma

força de 2.830 kg.

Destalonador Shuttle-T

O modelo Shuttle-T (6,8 kg), capaz de imprimir força de destalonamento

de 13.700 kg, foi desenvolvido para veículos fora de

estrada com aros de cinco peças e diâmetros entre 25” e 45”.

Destalonadores Kousma e Maxi-Kousma

O modelo Kousma (13,2 kg), capaz de imprimir uma força

de destalonamento de 4.536 kg, foi desenvolvido para veículos

fora de estrada com aros de três peças e diâmetro entre 25”

e 29”. O Maxi-Kousma (13,5 kg), por sua vez, possui a mesma

função do Kousma, com a mesma força e comprimento do


O destalonador

Kousma (13,2 kg)

e Maxi-Kousma

(13,5 kg) com

força de 4.536 kg,

de veículos fora

de estrada, da

Schrader.

gancho de aperto maior, mas atende aros de três peças

com diâmetros igual ou maior que 29”.

Destalonador Magma

O modelo Magma (12 kg), capaz de imprimir força de

destalonamento de 20.000 kg, foi desenvolvido para aros de

veículos fora de estrada de grandes dimensões, com diâmetros

entre 45” a 63”.

Acessórios

Bomba Hidropneumática

Utilizada em todas as ferramentas hidráulicas, o equipamento

de funcionamento ar-hidráulico depende de uma

linha de ar comprimido que ofereça no mínimo 100 libras

de pressão para funcionar e amplifica a pressão de saída

hidráulica para 700 bar ou 10.000 psi. Não requer esforço

do operador e mantém bombeamento contínuo de óleo

para alimentação da ferramenta com vazão de até 0,7 l/min.

Distribuidor Hidráulico

O distribuidor hidráulico é um produto desenvolvido

pela Schrader, especialmente para a necessidade brasileira,

que junta o acionamento de até quatro destalonadores ao

mesmo tempo em uma mesma bomba. O dispositivo agiliza

ainda mais a troca do pneu, na medida em que quatro destalonadores

afastam todo a extensão do diâmetro do pneu.

Dispositivo Barjuky

É um produto mecânico que auxilia na liberação do

anel-trava e demais flanges, permitindo a troca do anel de

vedação (O’Ring) sem remover o pneu do aro e veículo. Está

disponível na versão R155134 ( para aros com diâmetros

entre 25” e 39”) e R155135 ( para aros com diâmetros entre

29” e 51”). Oferece total segurança e agilidade na operação,

garantindo mobilidade plena para o uso do dispositivo.

//notícias

Lentes líquidas para o leitor de

código de barras DATAMAN 300

A Cognex anunciou o acréscimo de lentes líquidas para

as séries de leitores de código de barras de montagem fixa,

DataMan ® 300. O novo acessório permite que qualquer leitor

DataMan 300 seja atualizado facilmente a partir de foco fixo para

foco automático. A tecnologia de foco automático variável das

lentes líquidas é ideal para aplicações que exijam uma grande

profundidade de campo, ou quando um novo foco seja necessário

depois de uma mudança de produto.

"A lente líquida é um poderoso adicional à nossa série de leitores

de identificação DataMan 300," diz Carl Gerst, vice-presidente

e gerente da unidade de negócios, sobre os produtos de identificação.

"O recurso de foco automático torna o ajuste a diferentes

distâncias de trabalho tão simples quanto apertar um botão".

O recurso de ajuste inteligente do DataMan 300 seleciona

automaticamente a melhor configuração para iluminação integrada

e para foco automático para cada aplicação. Esse processo de

ajuste garante que o leitor de código de barras será configurado

para alcançar as taxas de leitura mais altas possíveis para 1-D, 2-D

e DPM (códigos de marcação direta na peça). As lentes líquidas

também podem ser ajustadas com software ou comandos de

série sem a necessidade de tocar o leitor.

Para leitura de apresentação, leitura de palete e aplicações

com classificação de pacote pequeno, as lentes líquidas podem ser

configuradas para percorrer o alcance focal total das óticas e ler

códigos de barras sob uma vasta gama de distâncias de trabalho.

O DataMan 300 está disponível em dois modelos. Ele tem uma

resolução de 800x600 pixels, e o DataMan 302 é um modelo de

alta resolução, com 1280x1024 pixels. Este último é ideal para

leitura de códigos DPM pequenos, geralmente encontrados em

aplicações nas indústrias eletrônicas e automotivas.

Os leitores DataMan utilizam os mais avançados algoritmos

de leitura de códigos. 1DMax+ usa a tecnologia Hotbars

(de patente pendente), que pode localizar e extrair dados de

códigos mais facilmente e com maior precisão que qualquer

outro sistema. O algoritmo 2DMax+ fornece desempenho de

leitura superior em código 2-D (com marcações precárias ou

danificadas em ambas as linhas estacionárias) e de alta velocidade.

O acessório lente líquida para o DataMan 300 está disponível.

Para obter mais informações sobre a série DataMan 300, visite

www.cognex.com/300.

O leitor de código de barras, agora com lentes líquidas, da Cognex.

Setembro/Outubro 2012 :: Mecatrônica Atual

9


notícias

Sensores de Funcionamento por Radar

Detecção Confiável de Objetos Estacionários (ou

em Movimento) em todas as Condições Climáticas

A Série R-GAGE, da Banner Engineering (www.bannerengineering.com),

detecta veículos e ajuda a prevenir colisões.

Lançada por essa empresa, a nova série de sensores baseados em

radar, possui recursos aperfeiçoados para detectar grandes objetos

em difíceis situações externas. Os sensores R-GAGE são aplicados

na prevenção de colisões e no monitoramento de veículos em

portos de contêineres, sistemas de trânsito e estacionamento,

manufatura, mineração, manuseio de materiais e ferrovias.

Os novos sensores proporcionam a redução de 'zona morta',

detectando objetos mais próximos. O radar de onda contínua

de frequência modulada (FMCW, na sigla em inglês) oferece

detecção confiável em quase todas as condições climáticas, não

sendo afetado por chuva, neve, vento, nevoeiro, luz, umidade

ou temperatura. Ele também detecta objetos estacionários que

não podem ser detectados pelo radar Doppler.

Os sensores oferecem dupla zona de detecção para prevenir

colisões entre guindastes portuários. Além disso, podem aumentar

a eficiência na movimentação de contêineres, fornecendo

informações precisas de posição ao operador do guindaste.

Há modelos disponíveis para aplicações que necessitam longo

alcance (até 40 m), grande amplitude e feixe estreito. Todos

apresentam a facilidade de configuração através de chaves DIP,

sem necessidade de PC.

Padrão Ethernet, cada vez

mais no chão de fábrica

Vantagens da tecnologia foram apresentadas no

Workshop Internacional de Automação e Tecnologia

da Informação, que o SENAI/SC promoveu

em Florianópolis

O padrão de redes Ethernet, antes usado principalmente

nos ambientes de escritório e doméstico, está ganhando cada

vez mais espaço também no ambiente fabril - e promovendo a

comunicação entre equipamentos e entre centrais de controle e

o chão de fábrica. Para se ter uma ideia, somente a especificação

Profinet, uma das adequações possíveis das redes Ethernet no

ambiente industrial e a mais utilizada, aumentou o número de nós

(ponto de rede) a uma taxa de quase 40% ao ano na última década.

A tecnologia foi uma das tendências apresentadas no

Workshop Internacional de Automação e Tecnologia da Informação

e Comunicação, em Florianópolis. O evento gratuito, foi

promovido pelo SENAI de Santa Catarina, entidade do Sistema

Federação das Indústrias de Santa Catarina (FIESC).

10 Mecatrônica Atual :: Setembro/Outubro 2012

Os sensores são

baseados em

radar e possuem

longo alcance

(canto superior

esquerdo), grande

amplitude (canto

superior direito)

e feixe estreito

(parte inferior).

contêiner.

Os sensores ajudam a prevenir colisões de guindastes em

portos de contêiner.

Com a tendência entre as empresas de aumentar a disponibilidade

das plantas fabris para ter uma constância ou aumento na

produção, e de conseguir produzir de maneira mais flexível – de

acordo com a demanda – o controle das fábricas à distância

aumenta sua importância. Com ele, é possível que um centro

de decisão acompanhe, controle e otimize o fluxo de produção

em vários pontos, distantes geograficamente.

Essa integração escritório-fábrica, no entanto, muitas vezes

esbarra nas diferenças de padrão de comunicação entre máquinas

e entre máquinas e computadores, o que não acontece quando

o padrão Ethernet é adotado. “Um dos principais benefícios

do uso da Ethernet é a possibilidade de usar o mesmo padrão

desde o escritório até o chão de fábrica, trazendo uma redução

de interfaces, além de possibilitar a transparência fácil de dados

em qualquer ponto da planta”, explica Robert Gries Drumond,

responsável pela área de negócios da Siemens Factory Automation

no Brasil, que falou sobre o tema no Workshop Internacional.

Segundo ele, que também é vice-presidente da Associação

Profibus/Profinet da Regional Brasil, a comunicação via padrão

Ethernet proporciona maior produtividade e redução de custos de

instalação, operacionalização e manutenção. Isso porque a adoção


Novo Detector de Chama: Paragon

O Paragon é o detector de chama capaz de realizar

também a leitura da temperatura da chama. Este detector

faz parte da série de produtos integrais da Fireye para a segurança

em combustão, em ambientes de multiqueimadores,

ou mesmo de queimadores simples. Embora se utilize apenas

da radiação IR, é indicado para queima de gás e óleos, leves

e pesados, e de uma variedade de carvões, pois possui avançadas

técnicas de sensoriamento e discriminação de chama,

tais como flicker frequency e comparação da assinatura da

chama aprendida com sinal em tempo real

Para tanto, o detector de chama possui dois sensores: um

detecta a existência da chama e o outro infere a temperatura

da mesma, por meio da técnica do corpo negro. Ele ainda

realiza auto-diagnóstico, incorpora 3 relés de chama internos

(um para a temperatura e dois para a chama) e dois sinais 4-20

mA (temperatura e chama), que se comunicam diretamente

com o sistema BMS (Burner Management System), eliminando

assim a necessidade de controladores ou outros módulos.

O Paragon foi concebido para diversas aplicações, entre

elas, as que dependem de combustão acima de ou em determinada

temperatura, assim como incineradores, combustão

de gases de processo e aplicações com baixíssima emissão

de NOx. O equipamento também interage com o software

FEX1 (Fireye Explorer), o qual permite ao usuário obter maior

controle e mais informações sobre o funcionamento do

detector de chama Paragon e da combustão.

A Vorah representa e distribui os produtos e serviços

Fireye em todo o Brasil.

de padrão também unifica o uso dos sensores, cabeamento e

atuadores – já que não é preciso comprar para cada um dos

padrões. “É possível ajudar o cliente a reduzir os custos em

até 40% em todo ciclo de vida da planta”, garante. Isso, claro,

sempre assegurando o real-time, ou seja, a certeza de a comunicação

será feita no tempo necessário. Afinal, no ambiente

fabril, diferente do uso doméstico, décimos de segundo de

atraso na comunicação entre máquinas fazem toda a diferença.

Comparado aos outros padrões, Drumond afirma que o

Ethernet possui alto desempenho, quantidades de equipamentos

conectáveis praticamente ilimitados e uma operação

mais simples. No mais, permite tanto o uso comum de redes

(acesso a servidor, conexão entre máquinas, internet), sem

comprometer as necessidades especiais do cliente industrial.

O Workshop Internacional de Automação e Tecnologia da

Informação, do SENAI/SC, contou com palestras com representantes

das empresas de referência como Cisco, Siemens

e da Sociedade Fraunhofer, uma das principais instituições

de pesquisa e inovação tecnológica da Europa. Estiveram

em discussão, temas como robótica, computação em nuvem,

Ethernet industrial, pesquisa aplicada e sustentabilidade.

//notícias

Setembro/Outubro 2012 :: Mecatrônica Atual

Por meio da técnica

do corpo negro,

o Paragon detecta

a existência da

chama e infere a

temperatura da

mesma.

11


notícias

Medidor de vazão econômico

para gases de utilidades,

da Endress+Hauser

Em muitos setores da indústria existem gases como Ar

Comprimido, Nitrogênio, Dióxido de Carbono ou Argônio.

A produção, transporte, distribuição e compra desses gases

consomem uma considerável quantidade de energia e dinheiro.

E o objetivo de qualquer operador está claramente definido:

controle eficiente do processo e baixo custo de operação. O

novo medidor de vazão termal t-mass 150, da Endress+Hauser,

foi desenvolvido com esse objetivo.

Seja para o monitoramento e controle de ar comprimido,

para alocação de custo, detecção de vazamento ou uso em

sistemas de gerenciamento de energia, o t-mass 150, que tem

um turndown de até 100:1, é capaz de medir pequenas vazões,

mesmo em baixa pressão.

Como um medidor de vazão multivariável, o t-mass 150

mede não apenas a vazão mássica, mas também o volume

corrigido de vazão, a temperatura do processo e a vazão

equivalente em free air delivery (FAD). Devido ao princípio de

medição térmica, não é necessário nenhuma compensação de

pressão ou temperatura.

Por conta do “Gas Engine” integrado ao dispositivo, usuários

podem implementar o medidor com excelente flexibilidade. O

“Gas Engine” torna possível mudar entre diferentes gases sem

a necessidade de recalibração.

Para instalação em dutos retangulares ou em tubos de DN15

a DN1500 (1/2” à 60”), disponível em versões em linha e inserção.

Uma grande variedade de conexões de processo pode ser

escolhida, tal como roscas, flanges comuns ou flanges lap-joint.

O sensor em aço inox e o automonitoramento contínuo da

eletrônica fornecem operação confiável por um longo período.

O equipamento pode ser usado em temperaturas de processo

de -40 a +100ºC e pressões de até 40 bar. A operação via o

menu guiado em português, com textos adicionais explicativos,

garante o rápido comissionamento.

Produção eficiente de ar

comprimido – um exemplo

b)

A maior parte da energia usada na produção de ar comprimido

é perdida sem necessidade, seja por meio de vazamentos,

pressão excessiva no sistema ou calor desperdiçado dos compressores.

Como parte de um sistema de gerenciamento de

energia, o t-mass 150 pode fornecer as respostas necessárias

para questões importantes ao consumo de energia ou demanda

regular de ar comprimido.

Outros campos de aplicações estão na correta alocação de

custos da produção de ar comprimido para diferentes setores,

assim como uma medição confiável do consumo para controle

e otimização do processo. Como resultado, esse medidor

econômico permite uma operação econômica. Fa. Proline t-mass B 150 (versão inserção).

Fb. Proline t-mass A 150 (versão inline com flanges).

Fc. Proline t-mass A 150 (versão inline, conexão

roscada).

12 Mecatrônica Atual :: Setembro/Outubro 2012

a)

c)


O FastTracer é usado na manutenção

preditiva, evitando paradas na produção.

Novo analisador de vibração

FastTracer, da Sequoia

A Sequoia apresenta equipamento portátil e compacto

para executar análise de vibrações e detectar

desbalanceamento, folgas, desalinhamento e problemas

de rolamento.

A Manupre, distribuidora exclusiva no Brasil dos produtos

da Sequoia – empresa italiana especializada em soluções

avançadas para monitoramento de vibrações – apresenta

o lançamento FastTracer, um equipamento portátil voltado

à medição e análise de vibrações, ideal para ser usado na

manutenção preditiva. “O produto é essencial para prever

e detectar problemas de desbalanceamento, folgas,

desalinhamento e rolamento. Identificando esses pontos,

é possível prevenir paradas de produção e, consequentemente,

evitar prejuízos financeiros e equipe ociosa enquanto

a máquina é consertada”, orienta o diretor da Manupre,

Fábio Chavernac.

A conexão do FastTracer é feita por meio da porta USB

do computador dando um retorno de medição imediata,

como onda no tempo, espectro de frequências, real, RMS,

pico a pico, aceleração, velocidade e deslocamento. Tudo

isso nos três eixos simultaneamente. “A interface desta

tecnologia permite uma visualização das informações em

tempo real, registra aquisições de dados e fornece relatórios

automáticos, possibilitando o envio pela internet para

suporte remoto ou para medições centralizadas, além do

armazenamento pós-processamento em arquivos de Excel”,

complementa Chavernac.

Outro benefício do equipamento é que ele utiliza a

tecnologia MEMS (Micro-Electro-Mechanical-System), que

significa Micro Sistema Eletromecânico, sendo que o sensor

em três eixos trabalha com mercúrio e dispensa a calibração

periódica, sempre garantindo a segurança e aumentando a

vida útil dos maquinários.

A solução FastTracer é indicada tanto para a indústria

como nas pesquisas ou análises de estruturas. No setor

industrial, sua aplicação é indicada para motores, turbinas,

engrenamentos, rolamentos, ventiladores e sistemas

complexos, permitindo uma rápida visualização de fadiga e

//notícias

Esteira porta-cabos Igus ®

A esteira porta-cabos Igus ® se adequa a todos os tipos de

ambientes e zonas climáticas, e é utilizada em vários tipos de

movimentos e cursos, podendo também ser utilizada na posição

vertical e fazendo os movimentos de “zigue-zague”. Ela melhora a

condução e proteção dos cabos e mangueiras em movimentações;

se adapta a muitas máquinas e acessórios para montagens e ajuda

na condução de cabos “bus” e dados mais sensíveis.

As esteiras porta-cabos Igus ® se aplicam em diversos segmentos

como por exemplo, indústria petrolífera, máquinas para

cortes, guinchos plataformas, empresas que utilizam pontes

rolantes, entres outras.

Esteira porta-cabos

“E6”: 37% mais leve

A segunda geração, a

E6.1, é até 37% mais leve

e mais silenciosa. Além

da facilidade de montá-

-la e da possibilidade de

uso em outros tipos de

aplicação construtiva.

Essas alterações tornam

a proteção de seus

cabos e tubos mais resistente,

fazendo com

que aumente a vida útil

do produto.

Esteira porta-cabos “E6” da Igus ® :

mais leve e mais silenciosa.

desgaste das peças mecânicas analisadas. Já em pesquisa e análise

de estrutura pode monitorar edificações, pontes e estruturas em

geral, por conta de sua sensitividade mesmo em casos de vibrações

em baixas frequências.

Características técnicas:

- Pequeno (30 x 55,5 x 15 mm), tamanho similar a uma caixa

de fósforo;

- Baixo peso (55 g);

- Fácil de transportar;

- Fornecido com CD para instalação imediata;

- Resistente a choque mecânico de até 10000g;

- Proteção IP67;

- Imunidade contra distúrbios garantida pela comunicação digital;

- Possibilidade para extensão de cabo de até 30 m;

- Registro em banco de dados;

- Configurável em várias escalas de alarmes em baixas e altas

frequências.

Setembro/Outubro 2012 :: Mecatrônica Atual

13


notícias

Novo Software para Programação

de Máquinas: Fikus VisualCam 17

A Fitso - Soluções em Tecnologia CAD/CAM/CAE em parceria

com a Metalcam apresentou o lançamento da nova versão

do Fikus VisualCam, software para programação de máquinas

com controle númerico CNC, tais como tornos, centros de

torneamento, eletroerosão a fio, corte a fio e jato d'água.

O Fikus VisualCam 17 traz uma série de melhorias em todas

as aplicações, novas funcionalidades e desenvolvimentos para

melhorar a automação e a produtividade. Conheça algumas delas:

Torno 2 Eixos

A fim de calcular mais precisamente o tempo de processos,

é possível definir o avanço rápido e o tempo de troca das ferramentas

em cada máquina. Também pode-se colocar o arquivo

de tabela de ferramentas em uma pasta definida pelo usuário,

e compartilhá-la entre vários usuários.

Visualização padrão (ZX+ ou ZX-) na configuração da

máquina. Agora podemos escolher a visualização padrão do

torno, em X negativo ou positivo, para coincidir com o layout

da máquina usada.

Verificação de colisão para ferramentas de canal com ângulo.

Verificações de colisão de ângulos em ferramentas de canal

foram adicionadas ao cálculo.

Eletroerosão a Fio

Agora, você pode importar as trajetórias e processos completos

de outro arquivo Fikus. Assim, se tivermos um arquivo

no qual criamos uma estratégia de usinagem e implementamos

diferentes processos, aplicaremos essa mesma estrutura para

um novo arquivo, simplesmente importando a usinagem para

o novo arquivo.

Ponto de troca da tecnologia definido pelo usuário. Agora

é possível definir o ponto onde ocorre a troca de tecnologia,

sendo viável definir esse ponto também no movimento de

entrada e no contorno.

Diferentes tipos de movimentos de entrada/saída para o contorno

foram adicionados: livre, perpendicular, tangente “gota”,

tangente semicircular, tangente “bala”, tangente “sino”, etc.

Centro de Torneamento

Suporte aos centros de torneamento: 2 Spindles/ 2 Torres,

1 Spindle/ 2 Torres, 3 ou mais Spindles / Torres. Eixos X,Y,Z,B

e C são alguns dos exemplos suportados.

Implementado um novo algoritmo computacional para gerar

o contorno de revolução de um conjunto de superfícies 3D. Este

recurso é particularmente útil para usinagem de peças com a

tecnologia combinada de Centro de Torneamento, quando a obtenção

do contorno de revolução do torno não é óbvia nem fácil.

Software de excelente custo/ benefício, com rápida curva

de aprendizagem e em língua portuguesa. Com menus rápidos,

poucos cliques e assistentes para facilitar o desenvolvimento

da programação NC.

14 Mecatrônica Atual :: Setembro/Outubro 2012

Varta Consumer

Batteries utiliza

VisionPro 3D na

produção de baterias

A Varta Consumer Batteries GmbH & Co. KgaA, em

Dischingen, Alemanha, produz cerca de 1 bilhão de baterias

portáteis anualmente. A fim de atender às demandas dos

clientes por qualidade dos produtos, a empresa depende de

um alto grau de automação. A Varta tem limites rígidos de

tolerância para a produção de pilhas, especificamente para

as interfaces para transferência de energia (ou seja, os polos

positivo e negativo). Baterias que tenham falhas mecânicas

ou defeitos de desempenho devem ser rejeitadas. No entanto,

a empresa também se preocupa com a preservação

da eficiência de produção e redução de custos e, por isso,

é importante inclusive manter a proporção de rejeições a

mais baixa possível.

A Varta aku.automation selecionou sistemas de visão

compostos com o software VisionPro ® 3D e uma câmera

SmartRay 3D. Eles foram bem-sucedidos na obtenção de

100% de detecção de falhas e de rejeição mínima de peças

aceitáveis em sete linhas de produção com este sistema de

visão alocado.

Uma diferença pequena, mas importante

Até a introdução de sistemas de visão industrial, seres

humanos inspecionavam produtos para identificar possíveis

defeitos mecânicos. Em 2010, a Varta passou a utilizar visão

2-D para detectar defeitos de qualidade causados por

contaminação e distorção mecânica ao invés de pessoal.

Entretanto, esses sistemas identificavam pseudo-rejeições

a uma taxa inaceitável de 8 a 10%. Mesmo as mais pequenas

partículas de contaminação, que não tinham qualquer

efeito negativo sobre qualquer desempenho da bateria ou

sua aparência, eram classificados pelos sistemas de visão

2-D como defeitos.

A Varta aku.automation resolveu este problema usando

uma câmera SmartRay 3-D em combinação com o poderoso

software VisionPro ® 3D. Este novo sistema fez a diferenciação

entre a contaminação e distorção mecânica fácil e

reduziu as taxas de pseudo-rejeição para um nível aceitável.

Desempenho sem limites

No processo de testes do sistema de visão 3-D, a Varta

usou o software VisionPro 3D para compilar um catálogo

extenso de amostras de referência. Ela é capaz de diferenciar

com sucesso a contaminação e defeitos mecânicos, graças ao

histograma e à ferramenta de análise de blobs do VisionPro

3D, entre outras coisas. As capacidades de multiprocessamento

do VisionPro 3D entregam o suporte a aplicações de

alta velocidade que a Varta requer e o VisionPro 3D permite

que o sistema 3D faça uso das capacidades máximas dos

dispositivos multinúcleos modernos.


notícias

Equipamentos médico-hospitalares

Estratégia da SKF consiste em aumentar o índice

de nacionalização do segmento e reduzir as perdas

da balança comercial

A SKF do Brasil está atenta ao saldo negativo da balança

comercial no setor da Saúde, que deve atingir a cifra recorde

de US$ 12 bilhões neste ano. Para ajudar a minimizar essas

perdas, a companhia sueca decidiu aportar por aqui com uma

plataforma de produtos e serviços em mecatrônica. Essa tecnologia

auxilia, por exemplo, no acionamento e controle de

movimento de camas hospitalares ou cadeiras odontológicas.

Com a chegada dessa ciência no Brasil, a empresa espera que

fabricantes de equipamentos médico-hospitalares aumentem o

índice de nacionalização de suas máquinas e ajudem a diminuir

o déficit transacional na Saúde.

“Enquanto o Governo Federal negocia a instalação de

fábricas no País com grandes fabricantes de equipamentos

médico-hospitalares, podemos fornecer produtos e serviços

em mecatrônica que ajudam a melhorar o desempenho, a

produtividade e a eficiência dessas máquinas. São sistemas

mecânicos, eletrônicos e de controle totalmente integrados e

dotados de moderna tecnologia”, conta Paola Jimenez, gerente

de Produtos em Mecatrônica.

16 Mecatrônica Atual :: Setembro/Outubro 2012

No segmento médico, a SKF conta com uma extensa linha

de produtos que vão desde guias e atuadores lineares até pilares

telescópicos. Esses componentes têm a função de ajudar

a empurrar, baixar ou levantar uma cama hospitalar, aparelho

de tomografia ou cadeira odontológica.

“É um setor que não para de crescer. Somente no ano passado

foram movimentados mundialmente cerca de US$ 690

milhões com a venda de equipamentos médico-hospitalares.

O Brasil é um importante player e estamos atentos às mais

recentes movimentações de mercado. Vamos entrar forte

nessa disputa”, revela Paola.

Além do setor médico, a SKF está de olho em outros setores

importantes, como o de máquinas-ferramenta, alimentos

e bebidas, automotivo, agrícola e petroquímico. “Atuamos no

mundo com cera de 500 engenheiros altamente capacitados

em mecatrônica. É uma equipe qualificada e especializada em

soluções de engenharia avançada. Essa tecnologia está sendo

transferida agora para o Brasil”, detalha a executiva.

O Grupo SKF está presente em 10 países com sua plataforma

de mecatrônica. Tem operações no Canadá, Suécia, Estados

Unidos, Alemanha, Itália, China, Tailândia, Suiça, França e Itália.

“Estamos trazendo para cá diversas opções de produtos e

serviços em mecatrônica. Projetamos faturar em torno de R$

10 milhões a partir de 2015”, antecipa Paola. Todos os produtos

poderão ser adquiridos por meio de venda direta ou pela Rede

de Distribuição SKF.

Veja no Portal:

www.mecatronicaatual.com.br

Avaliação da Resposta a Transientes de Robôs Industriais

Ao avaliar um robô impulsionado por motor, o consumo de energia do motor e do

controlador devem ser medidos ao mesmo tempo que a velocidade é controlada através

de um padrão de ações.

A empresa que mostra como isso pode ser feito é a Yokogawa que emprega seu

analisador de energia PZ4000.

Por tempo indeterminado, este artigo completo estará disponível gratuitamente no

portal http://www.mecatronicaatual.com.br/secoes/leitura/179 . Aproveite!

CLPs e Sensores

Controle de Malha Aberta e em Malha Fechada são as duas formas básicas de Controle

de Processos Industriais.Assim através dos sensores o sistema recebe a confirmação das

ações dos atuadores.

Veja a matéria em http://www.mecatronicaatual.com.br/secoes/leitura/862


automação

Gestão da

Inovação na

Automação

Industrial

Neste artigo, veremos alguns aspectos das áreas de

gerenciamento de projetos e inovação aplicados à Automação

Industrial

saiba mais

Gerenciamento de energia elétrica

para redução de demanda

Mecatrônica Atual 33

Gerenciamento de Ferramentas de

Corte

Mecatrônica Atual 44

Gerenciamento de ativos na

manutenção

Mecatrônica Atual 34

Critérios para projetos de automação

eficientes

Portal Mecatrônica Atual

www.mecatronicaatual.com.br/

secoes/leitura/748

A Delcio

18 Mecatrônica Atual :: Setembro/Outubro 2012

Prizon

década de 1970 presenciou o desenvolvimento

de uma boa parte de projetos, os

quais culminaram para a implantação da

tecnologia de produção de açúcar e álcool

no país. Destes projetos, boa parte deles

obtiveram sucesso, e foram o resultado de

pesquisas, desenvolvimentos e experimentos

práticos cuja finalidade era viabilizar e

melhorar etapas e processos da produção

açucareira de combustíveis.

A tecnologia foi dominada, produtos

foram criados, e também a primeira crise

do setor foi vivenciada, talvez por falta de

um planejamento mais amplo ou falta de

avaliação dos riscos envolvidos naquele

empreendimento. O gerenciamento das

várias etapas existentes seguiu a intuição e

a experiência dos vários gerentes e empreendedores

envolvidos.

Coincidentemente, na mesma época,

grandes empreendimentos no mundo

inteiro estavam carentes de técnicas que

pudessem otimizar processos, e torná-los

mais gerenciados. Surgiu neste período,

uma tentativa de documentação de boas

práticas de gerenciamento, trabalho este

liderado pelo PMI (Project Management

Institute), na Pensilvânia, Estados Unidos.

Deste trabalho, iniciado em 1969, resultou

um guia do conjunto de conhecimentos em

gerenciamento de projetos (o PMBOK), que

vem sendo atualizado constantemente, e

teve sua quarta edição em 2008.

Mais recentemente em 2006, os guias

para gerenciamento de programas e portfólio

também se tornaram disponíveis. Estes vieram

a complementar todas as macroetapas que

envolvem o gerenciamento dos projetos e

empreendimentos, nos quais estamos cada

vez mais envolvidos, principalmente neste

momento de grandes obras no Brasil.

O trecho descrito no box, extraído de

um livro de geografia inspirou este artigo.

No item 2 será discutida a noção de

gerenciamentos de projetos, programas e

portfólios e seus principais focos. No itens

3 a 5 um detalhamento um pouco maior

de cada modalidade de gerenciamento. Pela

extensão do assunto, este artigo apresenta

uma visão bastante simplificada das modalidades

de gerenciamento, mesmo porque

o objetivo é dar uma visão integrada do

todo e como a aplicação é benéfica quando

adaptada nas corporações.


O Gerenciamento de Projetos,

Programas e Portfólio

Assim como bem definido no PMBOK,

“um projeto é um esforço temporário empreendido

para criar um produto, serviço

ou resultado exclusivo”. Esta definição é

muito feliz pois estabelece bem a fronteira

de como um projeto deve ser concebido.

Ou seja, o caráter temporário nos diz que

todo projeto tem início e fim bem definidos.

O fim será atingido assim que as entregas

planejadas forem criadas.

Temos, portanto, que o gerenciamento

de projetos irá se preocupar com a aplicação

de conhecimentos, habilidades, ferramentas

e técnicas para atender os requisitos necessários

para a criação das entregas. O PMBOK

estabelece como boas práticas a integração

dos processos de iniciação, planejamento,

execução, monitoramento e controle e

encerramento. Todos estes processos se

aplicam à nove áreas de conhecimentos que

são: Integração, Escopo, Tempo, Custos,

Qualidade, Recursos Humanos, Comunicações,

Riscos e Aquisições.

Uma vez entendido o conceito de projeto,

o seu caráter temporário e objetivo bem definido,

podemos então avançar e coordenar

vários projetos simultâneos com a finalidade de

obtenção de um benefício maior, só atendido

pelas entregas conjuntas de todos os projetos.

Neste momento, estaremos atuando com o

conceito de gerenciamento de programa.

O gerenciamento de programa tem um

contexto estratégico bastante definido, pois

certamente, o agrupamento de quais projetos

devem ser coordenados surge de uma visão

corporativa, tipicamente através de um

comitê estratégico ou Steering Committee.

Um exemplo deste objetivo maior pode ser

entendido, no nosso mundo da automação

industrial, como os recentes lançamentos

dos modernos sistemas de automação e

controle, cujo valor é determinado pela

operacionalização de todos os projetos de

hardware e software operando de forma

síncrona e coordenada, gerando um grande

benefício para o usuário.

Subindo um pouco mais no topo da

hierarquia da corporação, nos deparamos

com aspectos estratégicos que vão além de

um sistema composto por vários projetos e

programas. Para cumprir a missão e visão

da empresa, muitas vezes existem outros

programas e projetos que devem ser identificados,

categorizados, avaliados, selecionados,

priorizados e finalmente autorizados. Este

alinhamento dos objetivos e da estratégia

da corporação entra no campo do Gerenciamento

de Portfólio. É através desta ótica

que se estabelece então um novo conceito

de gerenciamento nas empresas (figura 1).

A escolha do Portfólio

A escolha do portfólio se dá através de vários

momentos, sendo um deles no momento em

que as áreas de Pesquisa e Desenvolvimento,

Marketing, Comercial e outras da corporação

visualizam uma oportunidade de mercado

não atendida pelo atual portfólio disponível.

Tipicamente, acontece uma análise crítica

junto ao corpo estratégico da empresa com o

Perspectiva Financeira

Perspectiva Marketing

Perspectiva Processos Internos

Objetivos

Estratégicos

Perspectiva Recursos Humanos

T1. Exemplo de Balanced Scorecard.

A inspiração

De acordo com Schumpeter, a economia

industrial evolui por meio da “destruição

criadora”. Quando um conjunto de novas

tecnologias encontra aplicação produtiva,

as tecnologias tradicionais são “destruí-

das”, isto é, deixam de criar produtos

capazes de competir no mercado e

acabam sendo abandonadas.

Na fase inicial, ascendente, do ciclo, as

novas tecnologias distinguem os empresários

inovadores dos que continuam

utilizando as tecnologias tradicionais. Os

inovadores são “premiados” com elevadas

taxas de lucros e erguem verdadeiros

impérios empresariais. Na fase de estabilização,

os lucros caem para patamares

menores, pois a maior parte das empresas

adotou o novo conjunto de tecno-

Setembro/Outubro 2012 :: Mecatrônica Atual

automação

objetivo de examinar possíveis soluções. Outra

oportunidade que culminará com um novo

portfólio se dá com a ferramenta Balanced

Scorecard, onde os objetivos estratégicos serão

submetidos à avaliações sob o prisma das áreas

financeira, Marketing, Processos Internos e

a área de Recursos Humanos.

Um exemplo de Balanced Scorecard está

demonstrado na tabela 1.

Na maior parte das vezes surgirão iniciativas

de produtos que serão enviados à

equipe de projetos para pré-análise. Desta

pré-análise é dimensionado o tamanho do

projeto e/ou programa em questão e uma

visão inicial do escopo aparece, muito embora

ainda sem detalhamento.

Indicadores Alvos Iniciativas

logias e a competição tornou-se mais

acirrada. Finalmente, a fase descendente

caracteriza-se por um excesso de oferta

em relação à demanda. As tecnologias

que inauguraram o ciclo tornaram-se, a

essa altura, tradicionais. A queda acentuada

dos lucros prenuncia mais uma

ruptura na base técnica, que deflagrará

novo ciclo.

As ideias de Schumpeter permitem

identificar os cinco ciclos - ou ondas - de

inovação, das fábricas têxteis do século

XVIII até a “era dos computadores” (veja

a figura abaixo).

Fonte: Magnoli, Demétrio e Araújo,

Regina, Projeto de Ensino de Geografia:

natureza, tecnologia, sociedades.

São Paulo, Moderna, prelo.

Ciclos ou Ondas de Inovação na Indústria, desde o século XVIII até os dias de hoje.

19


automação

F1. Relacionamento dentro da corporação.

Item Investimento

necessário

Transmissor de

pressão

Transmissor de

temperatura

Sistema de

Monitoramento

Controlador

Programável

Gestão de Ativos

Sistema Wireless

...

T2. Exemplo de Portfólio.

NPV (valor

presente líquido)

Programa Sistema de Automação Industrial

Missão ...

Visão ...

Valores

Benefício 1

...

Sistema Nativo

Fieldbus Foundation

H1 e HSE

Projeto 1 Sistema Configurador de estratégia

Projeto 2 Módulo ethernet suportando HSE

Benefício 2

Projeto n Servidores OPC com plugin HSE

Suporte ao

Protocolo Profibus

DP e PA

Projeto 1 Sistema Configurador de estratégia

Projeto 2 Módulo ethernet suportando Profibus DP e PA

...

Benefício n

Projeto n Servidores OPC com plugin SNMP para diagnóstico

Suporte ao

Protocolo

DeviceNet

Projeto 1 Sistema Configurador de estratégia

Projeto 2 Módulo ethernet suportando DeviceNet

Projeto n Servidores OPC com suporte a Alarmes e Eventos

T3. Exemplo de Programa.

20 Mecatrônica Atual :: Setembro/Outubro 2012

Payback Prioridade

Nesta fase é bastante importante o gerenciamento

do portfólio, uma vez que uma

decisão errada aqui, levará a um custo muito

grande a partir de então, e espera-se como

resultado um produto que corresponda as

expectativas da área comercial.

Um exemplo de portfólio possível para

uma empresa de desenvolvimento de produtos

de automação e controle aparece como na

tabela 2. Neste modelo de gerenciamento, a

ferramenta Balanced Scorecard será utilizada

para a garantia do cumprimento dos indicadores

e métricas dos portfólios dos projetos.

O estabelecimento do Programa

Uma vez priorizados os itens do Portfólio,

são então autorizados programas e projetos.

Alguns projetos podem ser melhor gerenciados

como programas, devido a quantidade

de subprojetos. Um exemplo de programa

para uma empresa de desenvolvimento de

produtos de automação e controle, aparece

como na tabela 3.

No caso do ciclo de vida de um programa,

devemos atender o gerenciamento de

resultados e benefícios. O ciclo de vida de

um programa se divide tipicamente em cinco

fases, separadas entre si por revisões de final

de fase (phase-gate reviews). Ver figura 2.

Na fase de Set-up do Programa, normalmente

será gerado um “roadmap” detalhado

que irá direcionar o gerenciamento do

programa e definir suas entregas principais.

Os benefícios são gerados a partir da

fase de Entrega de Benefícios incrementais,

que é também a fase que consome a maior

quantidade de recursos do programa. Uma

atividade importante a ser desempenhada

nesta fase é buscar garantir que atividades

comuns e dependências entre projetos e

outros programas no portfólio sejam coordenadas.

Esta função é desempenhada pelo

Gerente de Programa em conjunto com os

Gerentes de Projeto.

O Gerenciamento do Projeto

Como já foi dito, um projeto é mapeado

nos processos de iniciação, planejamento,

execução, monitoramento/controle e encerramento.

Sempre que aplicável, é recomendado

o desenvolvimento dos planos abrangendo as

várias áreas de conhecimento, que são Integração,

Escopo, Tempo, Custos, Qualidade,

RH, Comunicações, Riscos e Aquisições.

Na fase de iniciação temos a declaração

preliminar de escopo, na qual a empresa


coloca os primeiros requisitos de alto nível

dos projetos, requisitos do produto e limites.

Um exemplo disto poderia ser o projeto

2 do Benefício 1 anterior, onde os requisitos

de alto nível ditarão que o hardware deve

suportar Ethernet 10/100 Mbps, sistema

operacional de tempo real, suporte a TCP/

IP, etc. Veja na tabela 4.

Uma visão geral dos processos de planejamento

é apresentada na figura 3.

Para a fase de planejamento iremos desenvolver

de forma bem detalhada o plano

de gerenciamento do projeto, que incluirá o

desenvolvimento do Escopo através da EAP

(estrutura analítica do projeto) ou WBS (work

breakdown structure), conforme tabela 5.

Com os pacotes de entrega pré-determinados,

é feito o sequenciamento de

atividades para cada pacote de entrega, e

posteriormente é desenvolvido o cronograma,

onde podemos estabelecer a linha

temporal do projeto, conforme figura 4

determinando os caminhos críticos, assim

como determinar custos, orçamentação,

recrutamento do pessoal necessário, decisão

de fazer ou contratar externamente algumas

ou todas as entregas do projeto. Utiliza-se

F2. Ciclo de Gerenciamento de Programa.

F3. Visão geral dos processos de planejamento.

Setembro/Outubro 2012 :: Mecatrônica Atual

automação

21


automação

nesta fase tipicamente as ferramentas de

desenvolvimento de cronograma como o

Project ou Open workbench (freeware), mas

dependendo da natureza e complexidade, é

possível inclusive o uso de planilhas Excel.

Devemos a partir deste momento gerar

o plano de riscos do projeto. Devemos encarar

estes riscos como possíveis ameaças

e também oportunidades que porventura

possam existir no projeto.

O primeiro passo será identificar os riscos,

faremos então uma análise qualitativa e

quantitativa (dando ênfase a esta última) e

então poderemos propor as respostas a cada

risco identificado, nos preocupando em

eliminar, mitigar, transferir e até em aceitar

cada ameaça. Para as oportunidades podemos

também provocá-las de forma a amplificar as

probabilidades de ocorrência. Ver tabela 6.

Os projetos da indústria

brasileira

Apesar dos exemplos deste artigo serem

focados em desenvolvimento de produto

para aplicação na automação industrial, estas

mesmas técnicas de gerenciamento têm sido

amplamente aplicadas ao setor industrial como

um todo, ou seja, desde o desenvolvimento

da infraestrutura física de uma nova planta

industrial, assim como na implantação do

sistema de automação no chão de fábrica.

Afinal, tudo acaba sendo mapeado em projetos.

A visibilidade que o Brasil vem atingindo,

principalmente com o Etanol, coloca a

indústria brasileira como uma das principais

fornecedoras de commodities e de tecnologia

do cenário mundial. Temos portanto, um importante

papel na automação industrial neste

momento, que é gerenciar adequadamente os

projetos concebidos pelo nível corporativo.

Com o uso intensivo das boas práticas

de gerenciamento de portfólio, programa e

projetos, podemos nos colocar como grandes

jogadores deste campeonato mundial. As boas

práticas podem ser obtidas através do PMI

e também mediante treinamento adequado

em cursos específicos de gerenciamento.

O gerenciamento de riscos nos mostra

que temos uma grande oportunidade neste

momento e podemos provocá-la ainda mais.

Juntando o treinamento adequado, profissionais

capacitados e a capacidade de inovação

das indústrias nacionais, provocamos o avanço

da automação industrial e vendemos nossa

tecnologia para todo o mundo, o que já vem

acontecendo há alguns anos.

MA

22 Mecatrônica Atual :: Setembro/Outubro 2012

F4. Exemplo de cronograma de projeto.

Declaração Preliminar de Escopo

Projeto Módulo ethernet suportando HSE

Gerente ...

Justificativa ...

Descrição O hardware deve suportar Ethernet 10/100 Mbps, sistema operacional de

tempo real, suporte a TCP/IP, etc.

Premissas A CPU XYZ da Intel pode ser utilizada, uma vez que a performance dos testes

efetuados em Janeiro/2004 foi adequada e eles se mantiveram dentro dos

limites de performance previstos.

Restrições É necessário que o projeto não ultrapasse o custo de desenvolvimento de $$$ e

o produto final tenha um custo de componentes $$.

T4. Declaração Preliminar de Escopo.

Estrutura Analítica do Projeto

Projeto Módulo ethernet suportando HSE

Gerente ...

Entrega 1

Hardware Sub-Projeto 1 Fonte de alimentação Universal

Entrega 2

Item Data

Identificação

1 15/01/2008 Recursos

Humanos

2

...

n

T6. Identificação dos Riscos do Projeto.

Sub-Projeto 2 Hardware ethernet 10/100 Mbps

Sub-Projeto n ...

Firmware Sub-Projeto 1 Sistema Operacional de tempo Real

...

Entrega n

Sub-Projeto 2 Stack TCP/IP

Sub-Projeto n ...

Software de Configuração Sub-Projeto 1 Sistema Configurador de endereços

Sub-Projeto 2 Sistema de troca de firmware

Sub-Projeto n ...

T5. Estrutura Analítica do Projeto.

Categoria Causa Raiz Efeito Probabilidade Impacto

Profissionais capacitados

são assediados

pela concorrência

Atraso de

projeto

20% $$$

Delcio Prizon é engenheiro elétrico com especializaçao em gerenciamento de projetos e gerente de área na

Divisao de Pesquisa e Desenvolvimento da Smar Equipamentos Industriais Ltda.


Comandos básicos

para supervisório

com fala

feito em Excel

Invariavelmente, precisamos extrair e/ou colocar dados no

CLP com uma interface para usuários ou operadores que não

tenham conhecimento em linguagens de programação usadas

nos autômatos. As interfaces hoje são chamadas de supervisórios.

Em alguns casos, o Excel com o VBA pode fazer esta função

para pequenas aplicações e para suprir provisoriamente a falta

de uma IHM de poucas trocas de dados.

Fabiano Rosa

saiba mais

Instalação e Alimentação

de um CLP

Mecatrônica Atual 52

Entenda os CLPs

Mecatrônica Fácil 49

Programação de um CLP - Modos

de programação

Mecatrônica Atual 46

CLPs e Sensores

Saber Eletrônica 453

A

través da troca dinâmica de dados entre

softwares é possível ler e escrever no CLP.

Nós temos como forma desde “copiar com

vínculo” até códigos em VBA (Visual Basic

for Application), e utilizando esta programação

com recurso Text-to-Speech podemos

fazer falar o que desejarmos para alertar

ou sugerir ao usuário/operador através de

uma lógica com entrada de dados vindos

do CLP, acionando frases prontas com os

recursos relatados nesta matéria.

As aplicações ficam limitadas aos programadores

que podem ser estudantes,

técnicos ou engenheiros. Desta forma,

também temos a vantagem de desenvolver

a aplicação conforme nossa expertise, e se o

programador conhecer mais de linguagem

de programação do que a programação de

automatismo, ele poderá se sentir à vontade

para desenvolver em VBA ou vice-versa.

Com o Excel / VBA podemos descarregar

valores de receitas, para mudanças de setup

de máquinas, no CLP, ou até mesmo ler

Setembro/Outubro 2012 :: Mecatrônica Atual

automação

valores de dados que estão no CLP (temperatura,

velocidade, quantidade produzida)

para gravarmos como um arquivo normal

para futuro rastreamento de uma produção.

Coletando dados do CLP

Usaremos como exemplo o emulador

do Contrologix 5000 da Rockwell, mas os

mesmos passos servem para os da família

5, 500 e Micrologix.

Passos no Rslinx:

• Abrimos o Rslinx, (software que

estabelece comunicação com os equipamentos

da Rockwell, ele possui

diversos drives) e configuramos o

driver de comunicação do CLP que

desejamos até aparecer no browser

como (neste exemplo foi o do emulador

do Contrologix 5000 e o controlador

tem o nome Teste_de_Fala).

• Criamos o caminho que vai ser o

vínculo com Excel selecionando o CLP

que tem o programa que gostaríamos

23


automação

F1. Crie o vínculo entre o Excel e o CLP com o software RSlinx.

F2. Configuração do tópico no RSlinx.

F3. Os comandos do CLP no VBA após "colar o vínculo".

24 Mecatrônica Atual :: Setembro/Outubro 2012

de extrair os dados e selecionando a

opção Data Monitor, clicando com

o botão direito do mouse (figura 1),

aparecerão as tags disponíveis que

são usadas no programa que está no

controlador. Escolha a tag clicando

com o botão esquerdo do mouse,

aparecendo “copy to clipboard”.

• Para finalizar, no lado CLP, depois de

clicar em “copy to clipboard” aparecerá

a tela para criar o tópico. Se ele não

existir, ele tem o caminho para as tags

(figura 2), clicar em DONE e logo a

seguir abrirá a tela “Copy DDE/OPC

link”. Ela colocará a tag disponível na

área de transferência, clicar em OK.

Passos no Excel:

• Abra o Excel;

• Use colar especial > colar vínculo > OK.

Existem outras formas para ler dados

do CLP que seria, escrevendo dados em

VBA, mas para o nosso propósito “Colar

com vínculo” atende. A diferença entre as

formas é que lendo diretamente na célula, a

atualização é em tempo real, não dependendo

de eventos para atualizar e ler e também

pouco uma lógica de programação para isso.

Para fazer falar:

• Com o Excel aberto, pressionar Alt

+ F11 para abrir o VBA. A linha de

comando Application.speech.speak

“palavra ou frase a ser reproduzida”

(figura 3) faz o Excel falar.

• Confira os recursos de fala do Windows

(iniciar -> configurações -> painel de

controle -> fala) o default é a biblioteca

“Microsoft Sam” em inglês. Para falar

em português é necessário instalar

uma biblioteca em português, a voz

“Raquel 22 kHz” da Scansoft dá um

bom entendimento para a aplicação.

Obs.: Para verificar se tem recurso de

text-to-speech (falar textos), habilite no Excel

clicando em Exibir > Barra de ferramentas >

Converter texto em fala. Estando desabilitado,

os botões da caixa estarão desativados.

Enviando dados para o CLP

Para enviarmos dados para o CLP é

necessário escrevermos um código no VBA

do Excel, onde basicamente é composto por

três comandos específicos:

• DDeinitiate - para iniciar um canal

de comunicação. O seu escopo é

composto do aplicativo utilizado

(no nosso caso é o RSlinx), e do


tópico (onde se encontram as tags a

serem utilizadas). Quando o canal é

iniciado com sucesso, ele retorna um

número que representa este canal onde

atribuímos uma variável;

• DDepoke - Envia o dado pelo canal

de comunicação aberto. Composto

por canal de comunicação, destino

do dado, fonte do dado;

• DDeTerminate - fecha o canal de

comunicação.

Para facilitar quando for escrever o código,

use o Copy DDe/OPC (do Rslinx) e o

Colar especial com vínculo (do Excel) como

se fosse coletar dados para ver o caminho

completo até a tag, veja na figura 4.

Os valores das células A1 e A3 são escritos

na tag “Botao” do CLP, como apresentado

na figura 5.

O conteúdo de A1 é escrito quando o

botão TESTE no Excel é pressionado, e o

conteúdo de A2 quando o botão é solto,

fazendo assim um botão pulsador.

Na figura 6 temos todo o trâmite da

informação no Excel, Rslinx e Contrologix

(CLP) e um exemplo de código e toda o

troca de dados para um botão pulsador..

Para trabalharmos com valores que não

são binários, basta colocar o valor na célula

A1 da figura 6 e retirar todo o procedimento

“Commandbutton1_Mouseup” para não

escrevermos o valor da célula A3; quando

soltarmos o botão “TESTE”, temos que

atentar para o seguinte: a tag "botão" no

CLP está declarada como Booleana e estamos

escrevendo um valor que pode ser inteiro, ou

até mesmo real, ficando assim incompatível

com o valor a ser escrito.

Com um pouco de criatividade podemos

fazer as mais diversas aplicações e sair

de algumas situações que o dia a dia da

indústria nos proporciona, por isso quanto

mais recursos melhor.

Conclusão

Esperamos que com este simples artigo,

o leitor tenha mais criatividade para utilizar

o Excel com o VBA como supervisório com

fala, para pequenas aplicações com CLP. MA

Fabiano Rosa é Técnico em Eletrotécnica,

Eletrônica e Informática Industrial. Ocupa

atualmente o cargo de Técnico de Manutenção

Especializado em Automação e Eletricidade

na Sociedade Michelin de Part. Ind. e Com,

divisão de pneus de carga. Trabalha há 19 anos

na Manutenção da Michelin.

F6. Todo o trâmite da informação apresentado, nos três softwares.

Setembro/Outubro 2012 :: Mecatrônica Atual

automação

F4. Utilize as funções Copy DDe/OPC e Colar Especial com Vínculo para ver o caminho até a tag.

F5. Os valores lógicos do CLP visualizados também no Excel.

25


automação

Controle de Acesso

Automático

de Veículos

Este artigo tem como objetivo desenvolver uma solução

tecnológica que permita o controle dos portões automáticos

remotamente através da internet. Aplicando-se

esse sistema no campus da Juta, por consequência, um

profissional da segurança pode permanecer em seu posto

de guarda localizado nos fundos do Campus enquanto

controla entrada e saída de automóveis remotamente,

através de um computador que exibe a imagem da entrada

principal capturada por uma câmera WEB. Assim,

o segurança que hoje fica exclusivamente controlando

a entrada e saída de veículos do Campus na portaria

principal poderá fazer ronda dentro da Universidade,

aumentando a segurança do campus.

Alex Pisciotta

Emerson Luiz Anaia Duque

Francisco José Grandinetti

Luiz Eduardo Nicolini do Patrocinio Nunes

Edson Aparecida de Araujo Querido de Oliveira

saiba mais

Manual da placa picoFlash ® , da

empresa JK Microsystems

Manual WEBTCP e WATTCP,

disponibilizado pela empresa JK

Microsystems

Manual da câmera IP FEASSO,

modelo F-IPCAM01

Site para consulta e atualizações de

software:

www.jkmicro.com

Site do fabricante:

www.datasheetcatalog.com

Site: http://www.youtube.

com/watch?v=wlF_

IysSKHE&feature=related

26 Mecatrônica Atual :: Setembro/Outubro 2012

Nos últimos anos a segurança patrimonial vem

ganhando espaço nas instalações prediais

privadas e públicas, porém o custo para

manter dois servidores em cada unidade/

prédio para vigiar e recepcionar as portarias

de acesso é elevado.

Entretanto, se o administrador alocar um

servidor para monitor e acionar as portarias

dos prédios à distância, centro de monitoramento,

e um servidor para recepcionar

cada portaria, o custo será reduzido em

50%. Portanto, o objetivo deste trabalho é

apresentar o desenvolvimento de uma solução

tecnológica que permita o controle dos

portões automáticos remotamente através

da internet.

Aplicando-se esse sistema no campus da

Juta ou outro prédio, consequentemente, um

profissional da segurança pode permanecer

em seu posto de guarda enquanto um outro

controla entrada e saída de automóveis remotamente,

no centro de monitoramento,


através de um computador que exibe a

imagem da entrada principal capturada

por uma câmera WEB. Assim, o segurança

que hoje fica exclusivamente controlando

a entrada e saída de veículos do campus/

prédio na portaria principal poderá fazer

ronda dentro da Universidade, aumentando

a segurança do campus.

Para tal, desenvolveu-se uma aplicação

utilizando uma placa microprocessada que

contém suporte a ambiente WEB, permitindo

uma fácil conectividade do periférico por

qualquer computador conectado à rede, como

pode ser observado na figura 1. Com isso,

dispensa-se o uso de um computador ligado

24 horas apenas para controlar o portão,

barateando o projeto tanto em hardware

quanto em consumo de energia elétrica.

Além disso, o espaço físico necessário é

bem menor, uma vez que o sistema se torna

muito mais compacto.

Desenvolvimento

O sistema deve coletar comandos através

da internet e então enviar esses comandos

para o módulo de controle dos portões

automáticos. Pesquisou-se um dispositivo

que pudesse funcionar como um servidor

conectado à rede, no qual uma página

recebe os comandos e o dispositivo aciona

pinos de saída, que então são convertidos

em sinal de contato para serem aplicados

aos controladores do portão. Para tal fim,

escolheu-se a placa picoFlash® da empresa

JK Microsystems, que possui as seguintes

características:

• Baseada nos microprocessadores

R8822 de 40 MHz;

• 512 kB de memória RAM;

• 512 kB de Memória Flash EEPROM;

• 2 Portas Seriais de alta velocidade;

• 16 linhas de entrada/saída digital;

• Adaptador Ethernet.

Uma foto da placa é apresentada na

figura 2.

A placa picoFlash é configurada com

dois discos virtuais A: e B:, sendo que no

disco A: encontra-se o DOS, o BIOS e os

programas utilitários essenciais à operação

da placa picoFlash, e, por isso, o disco A: é

somente de leitura. O disco B: permite escrita

e leitura e contém programas utilitários

opcionais e está disponível para os arquivos

de usuários e aplicativos.

Quando a energia é aplicada à placa

picoFlash ou quando ela é resetada, a placa

F1. Diagrama em blocos do sistema proposto.

F2. Placa picoFlash®.

F3. Diagrama Esquemático da Placa de Interface.

Setembro/Outubro 2012 :: Mecatrônica Atual

automação

27


automação

F4. Programa Express PCB quando na criação do leiaute (lay-out).

F5. Placa de Interface - Lado Bottom. F6. Disposição dos componentes - Lado Top.

F7. Placa finalizada – Lado BOT.

28 Mecatrônica Atual :: Setembro/Outubro 2012

executa um procedimento de inicialização

e então inicia o DOS. Um simples arquivo

AUTOEXEC.BAT é executado e então a

placa está pronta para o uso. Assim, os aplicativos

desejados podem ser configurados

para iniciar automaticamente ao iniciar a

placa, e é isso que é feito com este projeto.

O segundo item, muito importante no

desenvolvimento do projeto, foi a placa de

interface, que faz o intercâmbio entre a placa

de controle e o circuito de acionamento dos

motores do portão automático.

Placa de Interface

A Placa de interface foi desenvolvida para

permitir a comunicação entre a placa de comando

picoFlash e o sistema de acionamento

do portão automático, transformando o sinal

de 5 V e baixa capacidade de corrente da saída

digital da placa de comando em um fechamento

de contato momentâneo, desempenhando o

mesmo efeito de uma pessoa pressionando o

botão de controle do portão.

A placa possui as seguintes características:

• Comando independente para cada

uma das folhas do portão;

• Compatível com a lógica TTL;

• Utiliza alimentação da placa de

controle.

Essa placa teve que ser especialmente

desenvolvida para este fim. O circuito eletrônico

foi desenvolvido para permitir que

o sinal de 3,3 V disponível na saída digital

da placa de controle seja convertido em um

contato fechado que é aplicado ao botão de

comando dos portões. A figura 3 exibe o

diagrama esquemático do circuito.

Funcionamento da Placa de Interface

A placa de interface é composta por dois

circuitos caracterizados como “transistor

como chave”, acionando dois relés independentemente.

Quando um sinal positivo (cerca

de 3,3 V) é enviado pela placa de controle

picoFlash, esse sinal é coletado pelos pinos

2 e/ou 3 da placa de interface.

O sinal positivo gera uma corrente que

passa pelos resistores limitadores R 1 e R 2

que limitam o valor dessa corrente a fim

de não sobrecarregar a porta de saída I/O

digital da placa picoFlash. Essa corrente é

direcionada para a base do transistor NPN

BC337, que permite uma corrente elétrica

com valor b vezes maior que I B circular

de coletor para emissor, acionando o relé

correspondente.


Com o circuito pronto, foi possível

partir para o desenvolvimento do leiaute

(lay-out) da placa de circuito impresso da

placa de interface. Utilizou-se o software

gratuito Express PCB versão 7.0.2, o qual

possui ferramenta que destaca os pontos em

comum do circuito, facilitando o trabalho

(figura 4).

Concepção da Placa

A partir do leiaute pronto, pôde-se partir

para a confecção da placa de interface. A

figura 5 mostra o leiaute pronto da placa,

considerando uma placa de face única de

50 mm x 50 mm.

A figura 6 exibe a disposição dos componentes

no lado TOP.

A confecção da placa foi realizada pelo

método de transferência térmica, no qual se

imprime o leiaute em folha de papel fotográfico

(conhecido como papel Glossy) em

impressora a laser. É importante observar

que a impressão do leiaute deve ser feita de

maneira espelhada, para que o processo de

transferência térmica resulte no posicionamento

correto.

O resultado pode ser observado nas

figuras 7 e 8. Os testes funcionais com a

placa confirmaram o funcionamento antes

da ligação direta à placa de comando. Para

se realizar o teste, a placa foi alimentada

por uma fonte de 5 V, através dos pinos 1

e 4 de J 1 , e então aplicado 3 V nos pinos

2 e 3, consecutivamente, observando-se o

acionamento do respectivo relé.

A Câmera de Vigilância

A câmera IP é um equipamento projetado

para rede do sistema de vigilância por

vídeo, que pode ser ligada com fio ou sem

fio. Foi adotado um chip de alta qualidade

no processador de mídia, que processa

áudio e coleção de vídeos, compressão e

transmissão.

O formato-padrão de compressão

MJPEG garante claramente o desempenho

de vídeos. A câmera pode ser aplicada nas

residências, ou em qualquer outro estabelecimento

onde seja necessária a utilização

de transmissão de imagens e áudio para

um devido monitoramento do ambiente

de forma geral em que esteja instalada. O

Setembro/Outubro 2012 :: Mecatrônica Atual

automação

monitoramento pode ser processado de

modo local ou remoto.

A câmera IP pode ser ligada em modo de

acesso local, contendo a câmera IP, Roteador

e o PC, conforme a figura 9.

A configuração da câmera foi realizada

através do software que acompanha o

produto, chamado DevFind, que encontra

os dispositivos conectados à rede local.

Pode-se realizar alterações na configuração

original da câmera, conforme mostrado

pela figura 10.

Após ter configurado a câmera IP, é

criado um endereço de acesso na internet

que, quando acessado, solicitará o login e

senha do usuário.

Assim que for acessado, abrirá a página de

controle da câmera. Esse sistema da câmera

IP permite aos usuários verem através do

navegador IE, software de gestão central e

software cliente (figura 11).

Ainda nesta figura, pode-se observar os

controles disponíveis, como movimentação

do ponto de observação, brilho, contraste,

captura de foto, gravação de vídeo, entre

outros.

29


automação

F8. Finalização do Processo de Montagem – Lado TOP.

F10. Painel de configuração da Câmera IP.

F11. Imagem da Câmera após configuração de rede.

30 Mecatrônica Atual :: Setembro/Outubro 2012

F9. Diagrama de ligação da Câmera IP.

Realizadas as configurações, procedeu-

-se à confecção da página da Internet a

ser carregada no servidor picoFlash para,

além das funcionalidades de fechamento

e abertura dos portões, também receber os

sinais da câmera.

Para isso utilizou-se linguagem HTML,

constituindo-se 3 páginas: a primeira

chamada homepage.htm, que comporta

um frame, dividindo a tela em duas outras

páginas. A segunda é a Navigato.htm, que

apresenta o título do projeto e a página de

comandos, e a terceira é a página Comando.htm,

que consiste apenas no botão de

controle do portão.

Conclusão

Neste artigo mostramos a implementação

de uma solução tecnológica que integra um

sistema de controle de portões automáticos

com um servidor de internet, o que possibilita

uma maior praticidade de trabalho aos seus

usuários e, no caso específico do Campus

da Juta (UNITAU), uma maior segurança

dentro da universidade.

MA

Francisco José Grandinetti é Prof. do Depto de

Engenharia mecânica da UNITAU

Luiz Eduardo Nicolini do Patrocinio Numes é

Prof. do Depto de Infomática da UNITAU

Edson Aparecida de Araujo Querido Oliveira é

Prof. do Depto de economia e Administração

da UNITAU

Alex Pisciotta é Líder de Projetos na Autoliv do

Brasil LTDA.


conectividade

Profibus

Instalação Avançada

É notório o crescimento do Profibus em nível mundial

e, principalmente, no Brasil. Decidi escrever este artigo

sobre instalação avançada, pois tenho visto na prática

muita instalação de forma inadequada, assim como erros

básicos e que têm estendido o tempo de comissionamento

e startup, e consequentemente gerado uma degradação

da qualidade da performance da rede. Esta série de

artigos foi dividida, dada sua extensão e abrangência,

em várias partes. Esta é a primeira parte.

saiba maisA César Cassiolato

Miminizando Ruídos em Instalações

PROFIBUS

Mecatrônica Atual 46

Utilização Eficiente de Canaletas

Metálicas para a Prevenção de

Problemas de Compatibilidade

Eletromagnética em Instalações

Elétricas - Ricardo L. Araújo,

Leonardo M. Ardjomand, Artur R.

Araújo e Danilo Martins, 2008. www.

emfield.com.br

Manuais:

Manual Inversor WEG

Manual Inversor Drive Siemens

Manual Smar Profibus

Artigos técnicos – César Cassiolato

www.smar.com/brasil2/

artigostecnicos/

Site do fabricante:

www.smar.com.br

32 Mecatrônica Atual :: Setembro/Outubro 2012

história do PROFIBUS começa na aventura

de um projeto da associação apoiado por

autoridades públicas, que se iniciou em 1987

na Alemanha. Dentro do contexto desta

aventura, 21 companhias e institutos uniram

forças e criaram um projeto estratégico

em fieldbus. O objetivo era a realização e

estabilização de um barramento de campo

bitserial, sendo o requisito básico a padronização

da interface de dispositivo de campo.

Por esta razão, os membros relevantes das

companhias do ZVEI (Associação Central da

Indústria Elétrica) concordaram em apoiar

um conceito técnico mútuo para manufatura

e automação de processos.

Um primeiro passo foi a especificação

do protocolo de comunicações complexas

PROFIBUS FMS (Especificação de Mensagens

Fieldbus), que foi preparado para

exigência de tarefas de comunicação.

Um passo mais adiante, em 1993, foi

a conclusão da especificação para uma

variante mais simples e com comunicação

mais rápida, o PROFIBUS-DP (Periferia

Descentralizada). Este protocolo está disponível

agora em três versões funcionais, o

DP-V0, DP-V1 e DP-V2.

Parte 1

Baseado nestes dois protocolos de comunicação,

acoplado com o desenvolvimento de

numerosos perfis de aplicações orientadas e

um número de dispositivos de crescimento

rápido, o PROFIBUS começou seu avanço

inicialmente na automação de manufatura e

desde 1995 na automação de processos com

a introdução do PROFIBUS-PA. Hoje, o

PROFIBUS é o barramento de campo líder

no mercado mundial.

O PROFIBUS é um padrão de rede de

campo aberto e independente de fornecedores,

onde a interface entre eles permite uma

ampla aplicação em processos, manufatura e

automação predial. Esse padrão é garantido

segundo as normas EN 50170 e EN 50254.

Desde janeiro de 2000, o PROFIBUS foi

firmemente estabelecido com a IEC 61158,

ao lado de mais sete outros fieldbuses.

A IEC 61158 está dividida em sete partes,

nomeadas 61158-1 a 61158-6, nas quais estão

as especificações segundo o modelo OSI.

Nessa versão houve a expansão que incluiu o

DPV-2. Mundialmente, os usuários podem

agora se referenciar a um padrão internacional

de protocolo aberto, cujo desenvolvimento

procurou e procura a redução de custos,

flexibilidade, confiabilidade, segurança,

orientação ao futuro, atendimento às mais

diversas aplicações, interoperabilidade e

múltiplos fornecedores.


Profibus

O PROFIBUS é um padrão de rede de

campo aberto e independente de fornecedores,

onde a interface entre eles permite uma ampla

aplicação em processos e manufatura. Esse

padrão é garantido segundo as normas EN

50170 e EN 50254, além da IEC 611158-2

no caso do PROFIBUS-PA.

O PROFIBUS-DP é a solução de alta

velocidade (high-speed) do PROFIBUS. Seu

desenvolvimento foi otimizado especialmente

para comunicações entre os sistemas de automação

e equipamentos descentralizados,

voltada para sistemas de controle, onde se

destaca o acesso aos dispositivos de I/O

distribuídos.

O PROFIBUS DP utiliza a RS485 como

meio físico, ou a fibra ótica em ambientes

com susceptibilidade a ruídos ou que necessitem

de cobertura a grandes distâncias.

O PROFIBUS-PA é a solução PROFIBUS

que atende aos requisitos da automação de

processos, onde se tem a conexão em processos

com equipamentos de campo, tais

como: transmissores de pressão, temperatura,

conversores, posicionadores, etc. Esta rede

pode ser usada em substituição ao padrão

4 a 20 mA.

Existem vantagens potenciais da utilização

dessa tecnologia, onde resumidamente

destacam-se as vantagens funcionais

(transmissão de informações confiáveis,

tratamento de status das variáveis, sistema

de segurança em caso de falha, equipamentos

com capacidades de autodiagnose, rangeabilidade

dos equipamentos, alta resolução

nas medições, integração com controle

discreto em alta velocidade, aplicações em

qualquer segmento, etc.). Além dos benefícios

econômicos pertinentes às instalações

(redução de até 40% em alguns casos em

relação aos sistemas convencionais), custos de

manutenção (redução de até 25% em alguns

casos em relação aos sistemas convencionais)

e menor tempo de startup, oferece um

aumento significativo em funcionalidade,

disponibilidade e segurança.

O PROFIBUS-PA permite a medição

e controle por um barramento a dois fios.

Também permite alimentar os equipamentos

de campo e aplicações em áreas intrinsecamente

seguras, bem como a manutenção e

a conexão/desconexão de equipamentos até

mesmo durante a operação, sem interferir

em outras estações em áreas potencialmente

explosivas. O PROFIBUS-PA foi desen-

F1. Cabeamento e Terminação para Transmissão RS485 no Profibus.

volvido em cooperação com os usuários da

Indústria de Controle e Processo (NAMUR),

satisfazendo as exigências especiais dessa

área de aplicação:

• O perfil original da aplicação para a

automação do processo e interoperabilidade

dos equipamentos de campo

dos diferentes fabricantes;

• Adição e remoção de estações de

barramentos mesmo em áreas intrinsecamente

seguras sem influência

para outras estações;

• Uma comunicação transparente

através dos acopladores do segmento

entre o barramento de automação

do processo (PROFIBUS-PA) e o

barramento de automação industrial

(PROFIBUS-DP);

• Alimentação e transmissão de dados

sobre o mesmo par de fios baseado

na tecnologia IEC 61158-2;

• Uso em áreas potencialmente explosivas,

intrinsecamente seguras.

As conexões dos transmissores, conversores

e posicionadores em uma rede

PROFIBUS-DP são feitas por um coupler

DP/PA. O par trançado a dois fios é utilizado

na alimentação e na comunicação de

dados para cada equipamento, facilitando

a instalação e resultando em baixo custo

de hardware, menor tempo para startup,

manutenção livre de problemas, baixo custo

do software de engenharia e alta confiança

na operação.

O protocolo de comunicação PROFIBUS-

-PA utiliza o mesmo protocolo de comunicação

PROFIBUS-DP, onde o serviço de

comunicação e telegramas é idêntico. Na

verdade, o PROFIBUS PA = PROFIBUS

DP - protocolo de comunicação + serviço

acíclico estendido + IEC 61158, também

conhecida como nível H1.

conectividade

O PROFIBUS permite uma integração

uniforme e completa entre todos os níveis

da automação e as diversas áreas de uma

planta. Isto significa que a integração de

todas as áreas da planta pode ser realizada

com um protocolo de comunicação que usa

diferentes variações.

No nível de campo, a periferia distribuída,

tal como: módulos de E/S, transdutores,

acionamentos (drives), válvulas e painéis

de operação trabalham em sistemas de automação

através de um eficiente sistema de

comunicação em tempo real, o PROFIBUS-

-DP ou PA. A transmissão de dados do

processo é efetuada ciclicamente, enquanto

alarmes, parâmetros e diagnósticos são

transmitidos somente quando necessário,

de maneira acíclica.

Este artigo apresenta detalhes de instalações

em PROFIBUS-DP e PROFIBUS-PA.

Citarei brevemente sobre o padrão RS485-IS.

Sempre que possível, consulte a EN50170

para as regulamentações físicas, assim como

as práticas de segurança de cada área.

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 sistema têm seus detalhes de

segurança. Se informar 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 em 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 seguidas em suas aplicações e garantir que

a instalação de cada equipamento esteja de

acordo com as mesmas.

Setembro/Outubro 2012 :: Mecatrônica Atual

33


conectividade

Cabo Profibus- DP Recomendado

Cabo utilizado A

Impedância (Ω) 135 a 165

Frequência 3 a 20 MHz

Capacitância (pF/m) < 30

Resistência de Loop (Ω/km) = 0,34

T1. Cabo Profibus-DP tipo A.

Uma instalação inadequada ou o uso de

um equipamento em aplicações não recomendadas

podem prejudicar a performance 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.

Meio Físico, Cabeamento e

Instalação – PROFIBUS-DP

A transmissão RS 485 é a tecnologia de

transmissão mais utilizada no Profibus, embora

a fibra ótica possa ser usada em casos de

longas distâncias (maior do que 80 km). Vale

lembrar que os equipamentos PROFIBUS-

-DP não são alimentados pelo barramento.

Seguem abaixo as principais características:

• Transmissão assíncrona NRZ;

• Baud rate de 9,6 kbit/s a 12 Mbit/s,

único no barramento e selecionável

(de acordo com o equipamento que

suportar o menor baud rate);

• Par trançado com blindagem;

• Estações por segmento, máximo de

127 estações;

• Distância dependente da taxa de

transmissão (Veja tabela 1);

• Distância expansível até 10 km com

o uso de repetidores;

• Atenuação máxima de 9 dB ao longo

de todo o comprimento do segmento;

• PIN, D-Sub conector (mais comum).

O Profibus normalmente se aplica em

áreas envolvendo alta taxa de transmissão

e instalação simples a um baixo custo. A

estrutura do barramento permite a adição

e remoção de estações sem influências em

outras estações com expansões posteriores

e sem nenhum efeito em estações que já

estão em operação.

Quando o sistema é configurado, apenas

uma única taxa de transmissão é selecionada

para todos os dispositivos no barramento.

Há necessidade da terminação ativa no

barramento no começo e no fim de cada

segmento, conforme apresenta a figura

34 Mecatrônica Atual :: Setembro/Outubro 2012

Cabo de

Comunicação

Digital

F2. Terminador de Barramento PROFIBUS-DP.

1, sendo que, para manter a integridade

do sinal de comunicação, ambos os terminadores

devem ser energizados, sendo

possível perceber a existência do sinal de

Vp. É recomendado utilizá-lo somente para

alimentar os terminadores, pois qualquer

inadequação neste sinal pode gerar uma

situação de falha de comunicação.

Quando houver um terminador na rede,

o cabeamento irá funcionar como uma

antena, facilitando a distorção de sinais e

aumentando a susceptibilidade a ruídos. A

impedância característica é o valor da carga,

que colocada no final desta linha, não reflete

nenhuma energia. Em outras palavras, é o

valor da carga que proporciona um coeficiente

de reflexão zero, ou ainda, uma relação de

ondas estacionárias igual a um.

Tanto a rede Profibus-DP quanto a rede

Profibus-PA exigem terminadores, pois sua

ausência causa o desbalanceamento, provocando

atraso de propagação, assim como

oscilações ressonantes amortecidas, causando

transposição dos níveis lógicos (thresholds),

além de melhorar a margem de ruído estático.

No Profibus-DP, os terminadores são ativos,

isto é, são alimentados. Veja a figura 2.

Cuidados Necessários com

Terminadores na Rede PROFIBUS-DP

Devido ao fato dos terminadores serem

ativos, um erro muito comum é colocar

Cabos com e sem

shield: Vdc ou

25Vac e < 400Vac

Cabos com e

sem shield: >

400Vac

Cabo de Comunicação

Digital

10 cm 20 cm 50 cm

Cabos com e sem shield:

Vdc ou 25Vac e < 400Vac

10 cm 10 cm 50 cm

Cabos com e sem

shield: > 400Vac

20 cm 10 cm 50 cm

Qualquer cabo sujeito à

exposição de raios

50 cm 50 cm 50 cm

T2. Distâncias de Separação entre Cabeamentos.

Qualquer cabo sujeito

à exposição

de raios

como escravo DP as estações de trabalho,

onde em uma queda de energia ou reset do

microcomputador as linhas de alimentação

oscilam desbalanceando a rede.

Na figura 3 a terminação ativa na posição

incorreta (esquerda) mostra que tanto o nível

quanto a forma de onda são degradados.

A ativação incorreta do terminador causa

descasamento de impedância e reflexões do

sinal, uma vez que além do terminador há

um cabo com tal impedância.

A falta de terminação, ilustrada na forma

de onda à esquerda da figura 4, promove

o não casamento de impedância, fazendo

com que o cabo Profibus fique susceptível

à reflexão de sinal, atuando como uma antena.

Na forma de onda à direita, é possível

observar a terminação adequada.

Cuidado com cabeamento e

lançamento de cabos

Cabos danificados (machucados, mordidos,

com a capa de proteção danificada,

etc.) podem representar um grande risco.

Eles em contato físico podem energizar

partes e componentes e, consequentemente,

produzir o risco de danos pessoais ou no

funcionamento da planta. Estes sempre

devem ser removidos e substituídos.

Cabos em geral, em plantas ou fábricas,

podem estar energizados com tensões e correntes

elevadas. Lançar cabos Profibus-DP


F3. Forma de Onda na RS485 I (PROFIBUS-DP).

F4. Forma de Onda na RS485 II (PROFIBUS-DP).

em paralelo com tais cabos pode resultar em

captação de interferência e, consequentemente,

provocar erros na transmissão de dados.

A interferência pode ser reduzida separando

os cabos Profibus-DP da fonte de

interferência e também reduzindo ao mínimo

o comprimento dos cabos que correm em

paralelo com quaisquer outros (tabela 2).

Mantenha sempre o raio de curvatura

mínimo permitido, pois exceder o limite

mínimo de curvatura pode ocasionar danos

ao cabo Profibus e alterar suas propriedades

físicas e elétricas. O raio de curvatura mínimo

pode ser encontrado nos manuais dos

fabricantes de cabos.

Para curvar o cabo somente uma vez, o

raio de curvatura deve ser, no mínimo, 10

vezes o diâmetro do cabo. Se o cabo precisar

ser dobrado várias vezes durante a operação,

por exemplo, para a conexão e desconexão

de estações Profibus, deve-se considerar um

raio maior (tipicamente cerca de 20 vezes o

diâmetro do cabo).

Durante a sua instalação, o cabo Profibus

pode ser submetido a forças de tração

adicionais e sendo assim, durante a montagem

deve-se manter um raio de curvatura

maior do que aquele da posição final. Puxar

cabos Profibus ao redor de cantos vivos é

um problema em particular. Utilize polias

conectividade

(roletes) a fim de evitar qualquer forma de

esforço excessivo em curvas acentuadas

quando for puxar um cabo Profibus para

contornar cantos vivos.

A especificação de raio de curvatura

para cabos Profibus chatos (planos) aplica-se

somente para curvatura para o lado plano.

Para curvar lateralmente tais cabos é preciso

adotar um raio de curvatura significantemente

maior.

Cabo Utilizado no Profibus-DP

Pode-se determinar a resistência de loop

da seguinte maneira: faça um curto entre os

conectores em uma extremidade do cabo e

Setembro/Outubro 2012 :: Mecatrônica Atual

35


conectividade

com um multímetro, meça a resistência entre

os dois conectores na outra extremidade e

aplique a seguinte fórmula:

Resistência de

loop (Ω/km)

=

Valor Medido (Ω) * 1000 m

Comprimento do Cabo

Tomado como Referência (m)

Onde:

Valor Medido (Ω) = Rm

Resistência de loop = Rs

O valor Rs deve ser


ocorre quando dois circuitos estão magneticamente

acoplados.

A maioria das ocorrências de EMI se

dá através de condução ou combinação de

irradiação e condução.

A EMI por indução é mais difícil de

ocorrer e o modo de acoplamento vai depender

da frequência e do comprimento

de onda, sendo que as baixas frequências

propagam-se muito facilmente por meios

condutivos, mas não tão eficientemente

pelo meio irradiado. Já as altas frequências

se propagam com eficiência pelo ar

e são bloqueadas pelas indutâncias do

cabeamento.

As perturbações conduzidas normalmente

estão na faixa de 10 kHz a 30 MHz

e se classificam em:

• modo-comum - onde a interferência

acontece entre as linhas de sinal e o

terra. O ruído é provocado pela resistência

existente e comum ao sinal e ao

retorno. Os sinais de radiofrequência

são fontes comuns de ruído de modo-

-comum. O ruído em modo-comum

é o maior problema em cabos devido

a impedância comum entre o sinal

e seu retorno;

• modo-diferencial - onde a interferência

acontece entre as linhas de sinal.

As perturbações induzidas normalmente

estão acima de 30 MHz e dependem

das técnicas de aterramento, blindagem e

mesmo da posição física em relação a fonte

de indução.

A topologia e a distribuição do cabeamento

são fatores que devem ser considerados

para a proteção de EMI. Lembrar que em

altas frequências, os cabos se comportam

como um sistema de transmissão com linhas

cruzadas e confusas, refletindo energia e

espalhando-a de um circuito a outro.

Mantenha em boas condições as conexões.

Conectores inativos por muito tempo

podem desenvolver resistência ou se tornar

detectores de RF.

Em geral, quanto maior a distância entre

os cabos e quanto menor o comprimento do

cabo PROFIBUS que corre paralelamente a

outros cabos, menor o risco de interferência

(crosstalk). Figura 6.

Os cabos Profibus-DP instalados em

canaletas ou dutos podem estar sujeitos a

fontes geradoras de perturbações quando

são instalados paralelamente com cabos de

energia, compartilhando a mesma infraes-

F5. Medindo a resistência de loop.

F6. Espaçamento entre cabos.

conectividade

Baud rate (kbit/s) 9,6 19,2 93,75 187,5 500 1500 12000

Comprimento Total (m)

ou Segmento (m)

trutura, tendo como efeito interferências

eletromagnéticas indesejáveis como o crosstalk

(diafonia).

Neste sentido deve-se ter uma maior

atenção e cuidado na fase de instalação,

objetivando-se adotar medidas para atenuar

ou mesmo eliminar seus efeitos. O mercado

de equipamentos e acessórios para instalação

de redes de campo dispõe basicamente de

canaletas e dutos fabricados com os seguintes

materiais:

• Plástico – é um excelente isolante

elétrico, mas não oferece proteção

contra campos eletromagnéticos;

• Alumínio – é um bom condutor de

eletricidade, mas não oferece proteção

elétrica. Porém, oferece boa blindagem

eletromagnética;

• Aço (zincado ou pintado) – não é

bom condutor de eletricidade, não

oferece proteção elétrica, mas proporciona

boa blindagem eletromagnética.

Dentre os tipos apresentados, os acessórios

fabricados com alumínio são os que

apresentam uma melhor blindagem eletromagnética

interna e externa. As canaletas

de alumínio são praticamente imunes às

correntes de Foucaut devido a sua condutibilidade

elétrica.

Conclusão

Vimos neste artigo vários detalhes importantes.

Na próxima parte estudaremos o

1200 1200 1200 1000 400 200 100

Tronco Máximo (m) 500 500 900 967 380 193,4 100

Spur Máximo (m) 500 500 100 33 20 6,6 0

T3. Comprimento em Função da Velocidade de Transmissão com Cabo Tipo A.

aterramento, e também abordaremos algumas

vantagens da RS485-IS.

Vale a pena lembrar que o sucesso de

toda rede de comunicação está intimamente

ligada à qualidade das instalações. Consulte

sempre as normas.

MA

Este artigo não substitui os padrões IEC 61158

e IEC 61784 e nem os perfis e guias técnicos do

PROFIBUS. Em caso de discrepância ou dúvida,

os padrões IEC 61158 e IEC 61784, perfis, guias

técnicos e manuais de fabricantes prevalecem.

O conteúdo deste artigo foi elaborado cuidadosamente.

Entretanto, erros não podem ser excluídos

e assim nenhuma responsabilidade poderá ser

atribuída ao autor.

Sugestões de melhorias podem ser enviadas ao

email: cesarcass@smar.com.br.

César Cassiolato - Diretor de Desenvolvimento

de Equipamentos de Campo, Engenharia de

Produtos, Qualidade , Assistência Técnica e

Instalações Industriais - Smar Equipamentos

Industriais Ltda.

Setembro/Outubro 2012 :: Mecatrônica Atual

37


supervisão

Vírus em redes

SCADA:

proteção garante

o faturamento

Este artigo alerta para a urgência de implementação de

um sistema de proteção para redes de controle industriais

tipo SCADA

saiba mais

Ataques de roubo de dados e

redes zumbi continuam em alta na

América Latina

Site da revista PC&Cia

Redes Industriais

Saber Eletrônica 461 à 463

Redes da Organização Profibus

Mecatrônica Atual 16

N

38 Mecatrônica Atual :: Setembro/Outubro 2012

Marc Solomon*

os últimos tempos, os executivos começaram

a perceber a importância e urgência de

proteger as suas redes de controle de processos.

O Stuxnet, por exemplo, um worm

de computador projetado especificamente

para atacar sistemas de controle de processos

industriais, abriu caminho para mostrar o

que é possível fazer por profissionais. Mais

recentemente, o Duqu entrou no mercado

de ameaças permitindo que os invasores

roubem dados dos fabricantes de sistemas

de controle de processo industrial e utilizem

esses dados para explorar as entidades que

usam esses sistemas.

Mas, por que essas redes são suscetíveis a

ataques? A grande maioria das empresas possui

departamentos especializados responsáveis

pela proteção de duas redes-chave: Data

Centers (servidores) e Workstations (estações

de trabalho). No entanto, uma “terceira

rede”, a de controle de processos, ainda

precisa receber o mesmo nível de atenção.

Frequentemente chamadas de redes

SCADA (Supervisory Control and Data

Acquisition) devido à sua associação com

processos industriais, essas redes se conectam

a equipamentos ao invés de computadores e

aos sistemas de suporte ao invés de pessoas.

Em setores como serviços públicos,

transportes, logística, manufatura e indústria

farmacêutica, essas redes são essenciais

para o funcionamento da organização. Em

serviços públicos, por exemplo, elas são tão

importantes que são consideradas parte

de uma infraestrutura crítica nacional. Já

na área de logística, são responsáveis por

encaminhar milhões de encomendas por

dia. Em algumas empresas essa rede opera

nos bastidores, intermediando o acesso aos

prédios, controlando o ar-condicionado,

elevadores e refrigeração de um data center.

As redes SCADA são consideradas as

redes mais desprotegidas e, por isso, estão

na mira dos cibercriminosos. Se eles conseguem

o acesso, podem trazer consequências

prejudiciais às empresas, seus clientes e até

à população em geral, o que seria extremamente

perigoso.


O que faz com que essas redes

sejam mais vulneráveis?

Alguns fatores que tornam essas redes

mais vulneráveis são:

• As ameaças estão se tornando mais

sofisticadas. Se antes os motivos eram

amadores, agora estão relacionados,

em forma de ‘hacktivismo’, à política,

espionagem e agressão ao Estado. As

ameaças persistentes avançadas – as

profissionais - estão impulsionando

o surgimento de um novo nível de

ataques complexos e furtivos, difíceis

de identificar e ainda mais de desativar;

• As redes estão se tornando cada vez

mais conectadas, na medida em que

as empresas estão sedentas por obter

dados que permitam uma melhor

tomada de decisão e fornecedores

que habilitem tudo na internet com

o objetivo de diminuir os custos de

suporte e aumentar a retenção de

clientes;

• Projetadas em uma época diferente, as

redes de controle de processos têm sido

consideradas inerentemente seguras

e muitas vezes não incluem noções

básicas de segurança. Quando divulgados

por fornecedores de sistemas,

os patches de correção são difíceis de

se implementar devido às exigências

de disponibilidade do sistema;

• A rede SCADA é frequentemente

‘invisível’ e não recebe a atenção e

investimento necessários para aumentar

o nível de segurança compatível

com o aumento das ameaças;

• Na maior parte das organizações, os

engenheiros de controle de processo

gerenciam a rede de processo de

controle industrial, enquanto o departamento

de TI gerencia as demais

redes. Esses dois grupos possuem

demandas e prioridades distintas.

Dada a separação típica de funções,

quando consideramos que as empresas de

soluções de segurança deveriam mudar seu

pensamento em relação a “Segurança da TI”,

falamos que elas deveriam mudar a forma

de considerar as prioridades e necessidades

específicas dos engenheiros de controle de

processos responsáveis por gerenciar a rede

SCADA. Em primeiro lugar, as ferramentas de

segurança não devem interferir nos processos

de circuito fechado, pois podem colocar em

risco o controle. Em segundo lugar, a disponi-

F1. Tela de exemplo do SCADA.

bilidade/tempo de atividade da rede é o mais

importante objetivo da rede. Em terceiro lugar,

as políticas de alteração regulares de senha

podem pôr em risco a empresa, bloqueando

o acesso dos engenheiros de um sistema. E

em quarto lugar, as ferramentas de segurança

que exigem acesso direto à internet não são

redes viáveis, pois muitas redes de controles

são bloqueadas por Firewalls.

Ao mesmo tempo, as redes de controle

de processos têm várias áreas de vulnerabilidades

que devem ser protegidas. A Interface

Homem-Máquina (em inglês, The Humam

Machine Interface), os servidores de processos

e históricos são normalmente baseados em

Microsoft Windows e são pontos potenciais

de entrada para qualquer invasor que tenha

acesso através da rede corporativa e que esteja

utilizando exploits conhecidos. A Unidade

Terminal Remota (RTU) e Controladores

Lógicos Programáveis (CLPs) são muitas

vezes proprietários e exigem conhecimento

sofisticado no sistema de controle para que

seja possível a invasão, como acontece com

o Stuxnet e Duqu.

As seguintes diretrizes podem ajudar

as empresas a identificar as soluções de

segurança que respeitem as exigências e

prioridades do processo de controle de

ambiente de rede, ao mesmo tempo em que

reforçam sua proteção. As empresas devem

pensar em soluções que podem:

• Fornecer a flexibilidade para operar

de modo passivo ou in-line sem

interromper o processo de circuito

Setembro/Outubro 2012 :: Mecatrônica Atual

supervisão

fechado, mesmo quando acontece

alguma falha no software, hardware

ou energia;

• Apoiar uma vasta biblioteca de normas

e em formato de código aberto para

aceitar conjuntos de regras SCADA,

além das normas determinadas pelas

agências do governo, outras regras de

terceiros e proprietárias, únicas para

a rede da própria empresa;

• Controlar o uso da rede por aplicação,

usuário e grupo como uma forma ideal

de segregar zonas de controle de rede

para obter a máxima flexibilidade;

• Prover a descoberta passiva de dispositivos,

avaliação automática de

impacto e ajuste de regras para tomar

uma ação corretiva somente nas

ameaças que são relevantes para uma

rede específica da empresa;

• Oferecer monitoramento e gerenciamento

centralizados para unificar

funções críticas de segurança de rede,

agilizar a administração e resposta.

Os processos de controle de rede e sua

segurança são de extrema importância. Cada

vez mais no radar dos invasores profissionais,

é a vez da rede SCADA simplificar o

gerenciamento da empresa e obter a atenção

e proteção que merece.

*Marc Solomon, Chief Marketing Officer,

possui mais de 15 anos de experiência em

Software de Gerenciamento e plataformas de

SaaS (Software as a Service) para operações

de TI e Segurança.

39


supervisão

SIL ou não SIL?

Eis a questão

As condições de segurança devem ser sempre seguidas

e adotadas em plantas e as melhores práticas operacionais

e de instalação são deveres dos empregadores e

empregados. O que se busca é reduzir a probabilidade

de ocorrência de falhas. Este artigo nos esclarece alguns

pontos sobre o uso de segurança instrumentada

saiba mais

SIS - Sistemas Instrumentados de

Segurança - Partes 1 à 5

Mecatrônica Atual 51 à 55

Site do fabricante:

www.smar.com/brasil/

artigostecnicos/

IEC 61508 – Functional safety of

electrical/electronic/programmable

electronic safety-related systems

T

40 Mecatrônica Atual :: Setembro/Outubro 2012

César Cassiolato

enho visto na prática, em muitas aplicações,

a especificação de equipamentos certificados

SIL para executar funções de controle.

Existe uma confusão no mercado levando

à compra de equipamentos mais caros, desenvolvidos

para funções de segurança, onde

na realidade serão aplicados em funções de

controle de processo.

Além disso, os usuários acreditam que

têm um sistema de controle seguro certificado,

mas, na verdade, eles possuem um

controlador com funções de segurança

certificado.

Neste artigo, veremos quais as diferenças

básicas que ajudarão nestas especificações

e em um melhor entendimento.

A implantação de um SIS é uma medida

de segurança que constitui uma das camadas

de proteção independentes, previstas na norma

IEC 61508, para manter a operação de uma

planta ou processo em um nível aceitável

de risco, garantindo assim a integridade de

pessoas, da planta, patrimônios, evitando

impactos ambientais. Veja a figura 1.

Por que necessitamos

de um SIS?

Os Sistemas de Seguranças Instrumentados

(SIS) são utilizados para monitorar a condição

de valores e parâmetros de uma planta dentro

dos limites operacionais e, quando houver

condições de riscos, devem gerar alarmes e

colocar a planta em uma condição segura ou

mesmo na condição de shutdown.

As condições de segurança devem ser

sempre seguidas e adotadas em plantas

e as melhores práticas operacionais e de

instalação são deveres dos empregadores

e empregados. Vale lembrar ainda que o

primeiro conceito em relação à legislação de

segurança é garantir que todos os sistemas

sejam instalados e operados de forma segura,

e o segundo é que instrumentos e alarmes

envolvidos com segurança sejam operados

com confiabilidade e eficiência.

Os Sistemas Instrumentados de Segurança

(SIS) são os sistemas responsáveis pela segurança

operacional e que garantem a parada de

emergência dentro dos limites considerados


seguros, sempre que a operação ultrapassar

estes limites. O objetivo principal é se evitar

acidentes dentro e fora das fábricas, como

incêndios, explosões, danos aos equipamentos,

proteção da produção e da propriedade e mais

do que isso, evitar riscos de vidas ou danos à

saúde pessoal e impactos catastróficos para a

comunidade. Deve-se ter de forma clara que

nenhum sistema é totalmente imune a falhas

e sempre deve proporcionar mesmo em caso

de falha, uma condição segura.

SIS x BPCS (Sistema de

Controle de Processo Básico)

Tal como ilustrado na figura 2, é geralmente

preferível que qualquer sistema de

proteção (incluindo um SIS) seja mantido

funcionalmente separado do sistema BPCS

em termos da sua capacidade de operar

independente.

Quando a separação não é possível porque

as funções de segurança são integradas com

o sistema de controle de processo (cada vez

mais comum em modernos sistemas complexos),

todas as partes do sistema de segurança

que têm funções relacionadas devem

ser consideradas como um SIS para efeitos

de avaliação da integridade de segurança.

Saiba mais sobre SIS e SIL no artigo

“Confiabilidade nos Sistemas de Medições

e Sistemas Instrumentados de Segurança

(SIS)” na Mecatrônica Atual nº 56.

Posicionadores de

Válvulas Certificados

Alguns usuários usam os posicionadores

de válvulas fazendo o teste de stroke parcial

(partial stroke testing/movimento parcial) com

a finalidade de mostrar que a válvula está

apta a atender uma solicitação do sistema

de segurança. Esta função não é certificada.

Na verdade, não se certifica a posição em si

da válvula. O que se certifica é a habilidade

de fechar a válvula todas as vezes que for

necessário, isto é, a função de segurança.

Por exemplo, se durante um partial stroke

o equipamento for colocado em demanda,

a certificação garante que ele vai parar o

teste e fechará a válvula.

O que você ainda precisa saber

sobre equipamentos SIL?

Nenhuma mudança de configuração,

simulação, multidrop ou teste de loop pode

ser feita com o equipamento em operação

normal (isto é, exigindo segurança). Ao

F1. Camadas de Segurança.

comunicar, faz com que a saída não esteja

em condição de ser avaliada seguramente:

• Na condição segura deve estar com a

proteção de escrita habilitada;

• Nenhum ajuste local pode ser realizado

(Ajuste local deve ser desabilitado);

• Equipamento SIL para reparo deve

ser enviado ao fabricante para que este

garanta o certificado SIL. Qualquer

intervenção do usuário descaracteriza

o certificado SIL (mais um motivo

para se atentar quando especificar SIL

para uso em função de controle!!).

Conclusão

Vimos, neste artigo, que um sistema

seguro de controle faz uma função de

controle e não de segurança. Além disso,

está claro que nada é totalmente seguro. O

que se busca é reduzir a probabilidade de

ocorrência de falhas.

Vale lembrar que a principal preocupação

das normas é garantir ao máximo a segurança

e isto tem seu custo. Equipamentos aplicáveis

em Sistemas de Seguranças Instrumentados

custam mais que os usados em Sistemas

Regulatórios de Controle. Um PLC de

segurança pode custar muito mais que um

convencional.

Equipes precisam estar treinadas e todo

processo documentado, desde o início do

projeto, análises, startup/comissionamento,

F2. SIS versus BPCS.

Setembro/Outubro 2012 :: Mecatrônica Atual

supervisão

manutenção e ciclos de vida de segurança,

planos de emergências, etc. Verifique também

preços de sobressalentes e custos com

atendimentos e manutenções. Em plantas

que já estão em operação os custos podem

ser maiores. Quanto mais se aumenta a disponibilidade

da planta, na maioria das vezes,

se diminui a segurança e vice-versa. MA

César Cassiolato - Diretor de Desenvolvimento

de Equipamentos de Campo, Engenharia de

Produtos, Qualidade , Assistência Técnica e

Instalações Industriais - Smar Equipamentos

Industriais Ltda.

41


energia

Avaliação de

Propriedades

Termodinâmicas e Termofísicas

da Aplicação de

Hidrocarbonetos em

Refrigeradores

Os esforços de pesquisa e desenvolvimento na área de

Refrigeração e Ar Condicionado aplicados ao uso de fluidos

refrigerantes naturais não está associada somente à

necessidade de preservação do meio ambiente em si, mas

também apresenta grande importância na necessidade

latente do aumento da eficiência energética dos equipamentos.

Neste sentido, o presente trabalho trata da avaliação

termodinâmica da aplicação de fluidos refrigerantes

hidrocarbonetos em um sistema de refrigeração residencial

que utiliza o HFC134a como fluido de trabalho.

saiba mais

Quanto custa um banho?

www.sabereletronica.com.br/

secoes/leitura/60

Nariz eletrônico

Mecatrônica Atual 37

Construindo geradores eólicos

Mecatrônica Fácil 51

Ionização Ambiente: A Eletrônica

melhorando sua Saúde

Eletrônica Total 139

42 Mecatrônica Atual :: Setembro/Outubro 2012

Cleiton Rubens Formiga Barbosa

Igor Marcel Gomes Almeida

Uma análise teórico-computacional foi

desenvolvida para o R134a, propano

(R290) e as misturas selecionadas (R290/

R600a 60%/40%, R290/R600a/R134a

40%/30%/30% e R600a/R290-GLP

70%/30%) no ciclo de refrigeração padrão

ASHRAE, utilizando as propriedades termodinâmicas

e termofísicas fornecidas pelo

Software REFPROP 6.0. Os resultados das

simulações computacionais foram comparados

entre os fluidos para indicação da melhor

alternativa ao HFC134a.

Dessa forma, pôde-se observar que os

hidrocarbonetos reduzem os níveis de pressão

no condensador e evaporador, além de

menores trabalhos de compressão serem

necessários no sistema devido às propriedades

termofísicas privilegiadas destes fluidos. A

utilização destes fluidos também proporciona

uma menor temperatura de descarga

do compressor, incrementando a vida útil

deste componente de alto valor do sistema.

A utilização do R290 e misturas envolvendo

hidrocarbonetos proporciona uma triplicação

do calor latente de vaporização em relação ao

R134a. Tal fator acarreta uma redução de cerca

de 50% da necessidade de carga em massa de

refrigerante no sistema de refrigeração para

uma mesma capacidade do equipamento.


Em setembro de 2007, quando se comemoravam

os 20 anos de sucessos do Protocolo

de Montreal, uma nova decisão histórica foi

tomada pelo conjunto dos países signatários.

Com o fim dos CFC’s, previsto para 2010,

decidiu-se pelo início do processo de substituição

dos HCFC’s já em 2013, antecipando

em dez anos o prazo previsto pelo Protocolo

de Montreal para o abandono destes gases.

Além dos benefícios para a recomposição da

Camada de Ozônio, objeto do Protocolo, a

medida traz também um enorme benefício

para o regime climático, dado o acentuado

Potencial de Aquecimento Global (GWP)

dos HCFC´s.

Ao longo de seus 20 anos, a eliminação

dos CFC´s contribuiu significativamente para

que se evitasse a emissão de bilhões de toneladas

de CO 2 equivalente e pode continuar

a fazê-lo com uma relação custo-benefício

das mais favoráveis. Somente no Brasil, a

antecipação do prazo de eliminação dos CFC´s

determinada pela Resolução 267/2000 do

CONAMA evitou o consumo de 36,5 mil

toneladas PDO de CFC´s, o que equivale,

quanto ao seu efeito para o aquecimento

global, a 360 milhões de toneladas de CO 2 .

A título de comparação, o ProÁlcool, o mais

bem-sucedido programa de combustíveis

renováveis do mundo, evitou de 1975 a 2005

a emissão de 650 milhões de toneladas de

CO 2 . Antecipar os prazos de abandono de

HCFC´s significará novos ganhos.

No entanto, os esforços de pesquisa e

desenvolvimento na área de Refrigeração e

Ar Condicionado aplicados ao uso de fluidos

refrigerantes naturais não estão associados

somente à necessidade de preservação do

meio ambiente em si, mas também apresentam

grande importância na necessidade

latente do aumento da eficiência energética

dos equipamentos. Tal característica é

observada na Decisão XIX/6 do Protocolo

de Montreal. Neste sentido, de acordo com

diversas pesquisas realizadas com tais fluidos,

a utilização de hidrocarbonetos em operações

de drop-in em equipamentos de refrigeração

proporcionam condições favoráveis à redução

do consumo energético.

Hidrocarbonetos, como o Gás Liquefeito

de Petróleo (GLP), são ambientalmente

corretos e encontram-se disponíveis na natureza,

então, a utilização destas substâncias

como fluidos refrigerantes em refrigeradores

é muito atrativa. Pouca informação se

encontra disponível na literatura científica

Categoria Exemplos Requisito

A (doméstico/

público)

B (comercial/

privado)

C (industrial/

restrito)

Hospitais, prisões,

teatros, escolas,

supermercados, hotéis.

Escritórios, pequenos

shoppings, restaurantes,

Câmaras frias,

abatedouros, áreas não

públicas,

Setembro/Outubro 2012 :: Mecatrônica Atual

energia

< 1,5 kg por sistema hermético.

< 5 kg em salas específicas de máquinas ou em sistemas indiretos.

< 2,5 kg por sistema hermético.

< 10 kg em salas específicas de máquinas ou em sistemas indiretos.

< 10 kg em locais ocupados por pessoas.

< 25 kg para lados de alta pressão (exceto condensadores

resfriados a ar) se localizado em sala de máquinas específica.

Sem limite, se todos os equipamentos forem localizados em salas

específicas.

T1. Requisitos de carga de refrigerante para várias categorias de espaços (ACRIB, 2001).

sobre a utilização de hidrocarbonetos em

refrigeradores domésticos

A maioria dos trabalhos está concentrada

na substituição do CFC-12, e poucas pesquisas

abordam a substituição do HFC-134a,

que é o fluido atualmente utilizado nestes

equipamentos.

Vale lembrar que a substituição dos

HCFC´s se dará com a introdução de outros

gases. Caso o HCFC- 22 venha a ser substituído

predominantemente pelo HFC-134a,

uma das alternativas mais consolidadas no

mercado, grande parte deste ganho seria

anulada, já que o GWP das duas substâncias

são similares.

Os refrigeradores estão dentre os equipamentos

que representam as maiores participações

no consumo residencial de eletricidade

no Brasil. Essa participação é estimada em

torno de 30% representando em 2004 um

consumo de eletricidade aproximado de

23.000 GWh, cerca de 6,3% do consumo total

de eletricidade no país. Apesar dos avanços

no aumento da eficiência no consumo de

energia dos refrigeradores disponibilizados

no mercado, o que é indicado pelo selo

PROCEL, ainda existem em operação nos

domicílios brasileiros muitos equipamentos

antigos com tecnologias ineficientes.

Estima-se que a participação de refrigeradores

com idade superior a 15 anos no estoque

em uso seja de aproximadamente 12%.

Isso indica prolongamento da utilização de

equipamentos com utilização de tecnologias

ineficientes e com eficiência degradada. O

consumo desses equipamentos pode ser até 5

vezes superior aos equipamentos novos com

classificação A do selo PROCEL (MELO e

JANNUZZI, 2008).

Desta forma, observa-se a importância

de buscas de alternativas para redução

do consumo energético de refrigeradores

domésticos no Brasil. Especificamente no

caso da cidade de Santa Cruz-RN, a maior

parcela de consumo energético anual se dá

no setor residencial, onde os refrigeradores

contribuem em grande parte com tal nível

de consumo, que é de 8695 MWh, de um

total de 19232 MWh incluindo todos os

setores (industrial, comercial, rural, poderes

públicos, iluminação pública e outros setores)

(IBGE, 2007).

A constatação desta realidade local

está sendo analisada no contexto do desenvolvimento

de projetos de extensão

junto à comunidade rural ou urbana para

levantamento do consumo energético de

refrigeração e estudo da possibilidade de

realização de projetos de drop-in nos equipamentos.

Uma das alternativas possíveis

para tal objetivo consiste na substituição de

fluidos refrigerantes sintéticos por naturais,

como os hidrocarbonetos, em operações de

drop-in. Resultados experimentais demonstram

reduções no consumo de energia de

4,3% (MOHANRAJ et al., 2007), 5%

(WONGWISES e CHIMRES, 2005) e

de até 20% (MACLAINE-CROSS, 1997).

Devido a flamabilidade, um dos mais

importantes avanços no projeto de equipamentos

de refrigeração com hidrocarbonetos

foi a minimização de carga em massa destes

fluidos, ou em outras palavras, a obtenção de

elevadas taxas de capacidade de refrigeração

específica (kW/kg de refrigerante). Este

objetivo pode ser alcançado pelo uso de

trocadores de calor compactos, trocadores

de calor de placa brasados com o fluido de

transferência de calor sendo um líquido

ou trocadores de microcanais utilizando

ar como fluido de transferência e reduzindo

ao máximo o volume de tubulações e

componentes auxiliares, especialmente os

componentes em que o fluido se encontra

na fase líquida (MARTÍNEZ-GALVÁN et

al., 2011). A tabela 1 apresenta os requisitos

de carga de refrigerantes hidrocarbonetos

para diversas categorias de aplicação.

Um elemento-chave para a transformação

do mercado de refrigeradores domésticos,

43


energia

especificamente, quanto à eficiência energética

consiste no desenvolvimento de um processo

de conscientização e reforço no processo educativo

da população sobre o uso da energia de

forma eficiente nestes equipamentos.

Tal objetivo pode ser alcançado através

do desenvolvimento de um currículo de ensino

médio que aborde questões referentes à

eficiência energética e à utilização da energia

em disciplinas da área de ciências. Além do

desenvolvimento deste currículo, uma outra

tarefa importante consiste na divulgação de

informação ao público em geral.

Meios de comunicação social podem

auxiliar na sensibilização de consumidores

e usuários de sistemas de refrigeração sobre

a utilização eficiente da energia. Documentários

públicos e programas de educação são

outros componentes essenciais na campanha

para a transformação do mercado (VAN

BUSKIRK et al., 2007).

O presente artigo constitui parte introdutória

de projeto de pesquisa relacionado

ao uso de hidrocarbonetos em sistemas de

refrigeração residencial. Enfoca-se a análise

termodinâmica da utilização destes fluidos

refrigerantes em comparação aos fluidos sintéticos

convencionais através dos resultados

de simulações computacionais realizadas

mediante utilização do Software REFPROP

6.0 (McLINDEN et al., 1998), de avaliação

de propriedades termodinâmicas e termofísicas

de fluidos refrigerantes.

Modelagem Teórico-

Computacional

Primeiramente foi desenvolvida uma

metodologia de análise teórico- computacional

do sistema de refrigeração proposto

de forma a se obter estimativa do processo

de funcionamento do sistema bem como

de sua performance. Para tal análise serão

utilizados softwares específicos, a saber,

REFPROP 6.0 (McLINDEN et al., 1998)

de avaliação de propriedades termodinâmicas

e termofísicas de fluidos refrigerantes.

Uma análise teórica foi implementada

para a utilização do R134a, propano

(R290) e as misturas selecionadas de R290/

R600a 60%/40%, R290/R600a/R134a

40%/30%/30% e R290/R600a 30%/70%

no ciclo padrão de refrigeração ASHRAE

(temperatura de evaporação: -23,3ºC, temperatura

de condensação: 54,4ºC, temperatura

de líquido e de sucção: 32,2ºC), utilizando

as propriedades termodinâmicas do RE-

44 Mecatrônica Atual :: Setembro/Outubro 2012

FPROP 6.0, conforme recomendado por

KIM et al. (1998).

O coeficiente de performance de sistemas

de refrigeração comerciais e domésticos é incrementado

de 10 a 20% quando se utilizam

misturas de hidrocarbonetos que contenham

R600a e R290 (SEKHAR et al., 2004).

Com o objetivo de simular o refrigerador

por compressão a vapor, algumas suposições

são necessárias. São estas:

a) operação em estado estacionário (regime

permanente);

b) não ocorre perda de pressão nas tubulações,

isto é, as alterações nas pressões

ocorrem apenas no compressor e no

tubo capilar;

c) perdas ou ganhos de calor são negligenciadas

e,

d) o compressor apresenta eficiência volumétrica

ideal e eficiência isoentrópica

de 75% (FATOUH e EL KAFAFY,

2006a).

A figura 1 apresenta o modelo de ciclo

termodinâmico utilizado na análise teórico-

computacional.

Para a aceitação do drop-in (processo de

substituição de um fluido refrigerante sem

alteração nos componentes estruturais do

refrigerador) de um fluido de trabalho em um

sistema de refrigeração já existente, algumas

importantes características de performance

devem ser consideradas. São elas: pressões

de operação, capacidade de refrigeração

volumétrica, coeficiente de performance

e temperatura de descarga do compressor

(FATOUH e EL KAFAFY, 2006a).

O refrigerante deve apresentar um número

mínimo de características essenciais favoráveis,

dentre as quais as mais significantes

são: reduzida densidade na fase líquida,

alto calor latente de vaporização, reduzido

volume específico na fase vapor e reduzido

calor específico na fase líquida, tais características

serão avaliadas e confrontadas entre

os fluidos em questão, conforme citado por

POGGI et al. (2008).

A capacidade de refrigeração volumétrica

(Q vol ) é uma medida do tamanho do compressor

requerido para condições de operação

particulares. Expressa o efeito de refrigeração

obtido por 1 m 3 de refrigerante aspirado pelo

compressor (POGGI et al., 2008). Deve-se

notar que à medida que a capacidade volumétrica

de refrigeração aumenta, o tamanho

do compressor requerido é reduzido. A capacidade

de refrigeração volumétrica (Q vol )

pode ser estimada como segue:

onde h 5 e v 1 são a entalpia específica

e o volume específico do refrigerante na

condição de vapor saturado à entrada do

compressor e h 4 é a entalpia específica do

refrigerante à entrada do evaporador, de

acordo com a figura 1. A razão de pressão

(RP) é definida como a relação entre a

pressão de condensação (P cond ) e a pressão

de evaporação (P evap ), isto é,

As pressões de condensação e evaporação

são determinadas de acordo com as

temperaturas de condensação e evaporação,

respectivamente.

O coeficiente de performance (COP)

relaciona a capacidade de refrigeração com

a potência requerida e indica o consumo de

potência global para uma carga desejada.

Alto COP significa baixo consumo de

energia para absorção da mesma capacidade

de refrigeração do espaço a ser refrigerado.

Pode ser expresso como

onde Q evap é a capacidade de refrigeração

e P comp é potência requerida para acionar

o compressor. O balanço de energia no

evaporador resulta em:

A potência requerida para acionar o

compressor pode ser descrita como:

A entalpia específica real do vapor refrigerante

superaquecido à saída do compressor

(h 2 ) pode ser calculada como segue:

onde h is ,comp é a eficiência isoentrópica

do compressor e h 2,is é a entalpia do vapor

refrigerante superaquecido à saída do com


pressor para um processo de compressão

isoentrópico.

A vazão mássica de refrigerante (m r ) pode

ser estimada utilizando a equação seguinte

(TASHTOUSH et al., 2002):

Onde Q evap é a capacidade de refrigeração

em watts e qevap o efeito de refrigeração

específico em kJ/kg.

A temperatura de descarga do compressor

(T des = T 2 ) é um importante parâmetro,

devido ao seu efeito nos componentes do

compressor e na estabilidade dos lubrificantes.

Esta temperatura foi determinada

utilizando ambos os dados de pressão de

condensação e entalpia específica real à saída

do compressor, determinada pela equação 6.

Na análise do ciclo, a mesma capacidade

de refrigeração foi aplicada para todos os

refrigerantes considerados. A capacidade de

refrigeração de 143 W foi obtida através da

conversão da capacidade de congelamento

de um refrigerador de 210 l, fornecida pelo

fabricante, que é de 3,5 kg/24 h.

Resultados e Discussões

Aplicando-se as diversas equações relativas

ao circuito de refrigeração representado na

figura 1 sob as condições previamente definidas

de operação (ciclo ASHRAE) e o Software

REFPROP 6.0 (McLINDEN et al., 1998),

obtiveram-se os dados operacionais referentes

aos refrigerantes selecionados. A tabela 2

apresenta os resultados das simulações.

Analisando-se a figura 2, observa-se que

a densidade do vapor da mistura de R290/

R600a (50/50) é a menor para toda a faixa

de temperaturas de operação, sendo esperada

assim uma redução no trabalho de compressão

requerido. A redução na densidade é um

fator mais importante que o calor latente de

vaporização do fluido (Poggi et al., 2008).

A diminuição da proporção de R134a nas

misturas acarreta uma redução da potência

de compressão necessária e da transferência

de calor no condensador.

A mistura de hidrocarbonetos com o

R134a proporciona um aumento na lubricidade

e miscibilidade do óleo lubrificante

com o R134a (Tashtoush et al., 2002). As

densidades de vapor nas condições de sucção

das misturas e do R290 puro se apresentam

menores que as do R134a, correspondendo a

F1. Ciclo termodinâmico real de um refrigerador.

F2. Variação das densidades de vapor em função da temperatura.

F3. Variação das densidades de líquido em função da temperatura.

Setembro/Outubro 2012 :: Mecatrônica Atual

energia

45


energia

uma menor carga de massa necessária destes

fluidos no sistema em relação ao R134a

(Sekhar et al., 2004).

De acordo com a figura 3, a mistura de

R290/R600a (50:50) apresenta as menores

densidades de líquido juntamente com a

mistura R290/R600a (60:40), proporcionando

assim, redução das perdas por fricção

no sistema (Sekhar et al., 2004).

Em qualquer sistema de refrigeração, uma

parte do óleo lubrificante circula junto com

o refrigerante pelos vários componentes do

F4. Variação da viscosidade em função da temperatura.

F5. Variação do volume específico na sucção do compressor em função da temperatura.

F6. Variação da condutividade térmica na fase líquida em função da temperatura.

46 Mecatrônica Atual :: Setembro/Outubro 2012

sistema. Os efeitos do óleo estão fortemente

relacionados com a habilidade do refrigerante

de se dissolver no lubrificante. Níveis elevados

da solubilidade do refrigerante levam a reduções

de viscosidade da solução refrigerante/

lubrificante, o que é benéfico para o retorno

do óleo ao compressor, mas pode agir em

detrimento da lubrificação dos mancais.

A figura 4 apresenta as características

de variação da viscosidade dos fluidos com

relação à temperatura, observa-se que as misturas

R290/R600a (60/40) e R290/R600a

(50/50) apresentam os menores valores de

viscosidade em toda a faixa de temperaturas

em questão. Tal fato é positivo, já que

proporciona redução das perdas de carga

nas tubulações do circuito de refrigeração.

A figura 5 apresenta a variação do volume

específico nas condições de sucção

(temperatura) do compressor. Observa-se

que maiores valores de volume específico na

sucção do compressor proporcionam maiores

capacidades de refrigeração volumétricas, o que

acarreta a necessidade de um maior deslocamento

volumétrico do compressor para uma

mesma capacidade de refrigeração do sistema.

Nota-se que com o objetivo de realização

de drop-in em um sistema de refrigeração, o

fluido substituto deve apresentar capacidade

de refrigeração volumétrica semelhante à do

fluido original de modo a não ser necessária a

troca do compressor. Neste sentido, observa-

-se que o R290/R600a (50:50) apresenta

os maiores valores de volume específico. O

R290/R600a (60:40) apresentou valores mais

próximos do R134a.

A figura 6 apresenta as condutividades

térmicas na fase líquida dos diversos

fluidos refrigerantes analisados em função

da temperatura. Observa-se que o R134a

apresenta as menores condutividades em

toda a faixa de temperatura. À medida que

a fração de R134a é reduzida, estes valores

aumentam. As misturas de hidrocarbonetos

R290/R600a (60:40) e (50:50) possuem

maiores condutividades em toda a faixa de

temperatura, sendo estas praticamente iguais

entre as duas misturas. Tal fato proporciona

maiores taxas de transferência de calor ao

sistema de refrigeração.

A figura 7 apresenta as condutividades

térmicas na fase vapor dos diversos

fluidos refrigerantes analisados em função

da temperatura. Observa-se que o R134a

apresenta as menores condutividades em

toda a faixa de temperatura. As misturas

de hidrocarbonetos R290/R600a (60:40)

e (50:50) possuem maiores condutividades

em toda a faixa de temperatura, sendo estas

praticamente iguais entre as misturas.

Analisando-se os resultados apresentados

na tabela 2, observa-se que quanto maior a

fração em massa de propano (R290), maior

será a pressão de condensação e menor a

temperatura de evaporação, o que pode

acarretar em grande formação de gelo no

evaporador, a mistura de R290/R600a (60/40)

aponta para a melhor solução neste quesito.


A mistura de R290/R600a (60/40)

apresenta as menores densidades de líquido

juntamente com o R290 puro, proporcionando

assim reduzidas perdas por atrito no

sistema. Esta mistura também apresenta as

menores densidades na fase vapor e líquida,

sendo esperada uma redução no trabalho

total de compressão. A redução nos valores

de densidades é mais importante que um

aumento no calor latente de vaporização do

fluido (POGGI et al., 2008).

A diminuição da proporção de R134a

nas misturas acarreta uma redução da

potência de compressão necessária e da

transferência de calor no condensador. A

mistura de hidrocarbonetos com o R134a

proporciona um aumento na lubricidade e

miscibilidade do óleo lubrificante com o

R134a (TASHTOUSH et al., 2002). As

densidades de vapor nas condições de sucção

das misturas e do R290 puro se apresentam

menores que as do R134a, correspondendo a

uma menor carga de massa necessária destes

fluidos no sistema em relação ao R134a.

Pode-se notar ainda que o calor latente

de vaporização (efeito de refrigeração) da

mistura R290/R600a é cerca de duas vezes

maior que do R134a. No entanto, devido

ao reduzido volume específico do R134a na

sucção, a capacidade de refrigeração volumétrica

dos dois fluidos são próximas. De

modo a aceitar um fluido de trabalho como

substituto para um sistema de refrigeração,

uma similar capacidade de refrigeração

volumétrica e performance comparada

com o refrigerante existente são requeridas

(FATOUH e KAFAFY, 2006a).

O único fator real que pesa contra a

utilização em massa dos hidrocarbonetos

como refrigerantes em equipamentos de

refrigeração e ar condicionado é a segurança

quanto a utilização de quantidades relativamente

grandes destes fluidos inflamáveis

(MARTÍNEZ-GALVÁN et al., 2011). O

isobutano já vem sendo utilizado há bastante

tempo em refrigeradores e nenhum problema

maior de segurança tem sido observado,

principalmente devido às cargas reduzidas

no sistema e ao índice muito diminuto de

fugas. Um importante quesito no projeto dos

sistemas que operam com hidrocarbonetos

consiste na avaliação da possibilidade de

exclusão de acumuladores/tanques de líquido

na saída do condensador, e quando não

for possível a exclusão deste componente,

projetá-lo com um volume reduzido.

Setembro/Outubro 2012 :: Mecatrônica Atual

energia

47


energia

Qualquer pessoa que esteja envolvida

com o manuseio ou manutenção de circuitos

refrigerantes com hidrocarbonetos deve possuir

um certificado válido de algum órgão

acreditado, comprovando sua competência

para o manuseio destes refrigerantes de forma

segura. Todas as ferramentas e equipamentos

devem ser confiáveis para o uso com fluidos

inflamáveis, atenção particular deve ser dada

na seleção de: unidades de recuperação de

fluido, detectores de vazamento, medidores

elétricos, cilindros de recuperação de fluido

e lâmpadas portáteis.

Conclusão

Os esforços de pesquisa e desenvolvimento

na área de Refrigeração e Ar Condicionado

aplicados ao uso de fluidos refrigerantes

naturais não estão associados somente à

necessidade de preservação do meio ambiente

em si, mas também apresentam grande im-

Refrigerante

Parâmetros

R134a R290

R290/R600a

(60/40)

R290/R600a

(30/70)

R290/R600a/R134a

(40/30/30)

Pressão de condensação @

54,4ºC (kPa)

1470,0 1883,0 1370,5 1050,6 1604,0

Pressão de evaporação @

-23,3ºC (kPa)

114,8 216,6 140,6 99,85 174,7

Diferença de pressão (kPa) 1355,2 1666,4 1229,9 950,75 1429,3

Razão de pressões 12,8 8,7 9,74 10,52 9,18

Efeito de refrigeração (kJ/kg) 185,58 354,47 347,85 342,11 279,7

Capacidade de refrigeração

volumétrica (kJ/m3 )

743,719 1171,9 819,718 619,5 980,391

COP 2,049 2,041 2,093 2,160 2,085

Capacidade de refrigeração (W) 143 143 143 143 143

Vazão mássica (kg/h) 2,773 1,452 1,479 1,504 1,840

Temperatura de descarga (°C) 139,5 134,5 128,8 123,6 126,0

Temperatura de entrada no

tubo capilar (°C)

Volume específico na sucção

32,2 32,2 32,2 32,2 32,2

(m3 /kg)

Calor específico na fase

0,2121 0,2571 0,3607 0,4694 0,2425

líquida (kJ/kgK) 1,44733 2,8002 2,66510 2,57641 2,28916

Densidade na fase líquida

(kg/m3 )

1183,27 483,44 505,718 523,598 588,688

T2. Características dos hidrocarbonetos no ciclo de refrigeração padrão ASHRAE.

48 Mecatrônica Atual :: Setembro/Outubro 2012

portância na necessidade latente do aumento

da eficiência energética dos equipamentos.

Hidrocarbonetos, como o Gás Liquefeito

de Petróleo (GLP), são ambientalmente

corretos e encontram-se disponíveis na

natureza, neste sentido, a utilização destas

substâncias como fluidos refrigerantes em

refrigeradores é muito atrativa.

De acordo com a análise termodinâmica

desenvolvida para os fluidos hidrocarbonetos,

pode-se observar que estes reduzem os níveis

de pressão desenvolvidas no condensador e

evaporador.

A utilização do R290 e misturas envolvendo

hidrocarbonetos proporcionam uma

triplicação do calor latente de vaporização em

relação ao R134a. Tal fator acarreta numa

redução de cerca de 50% da necessidade de

carga de refrigerante em massa no sistema

de refrigeração para uma mesma capacidade

do equipamento.

F7. Variação da condutividade térmica na fase vapor em função da temperatura.

Os hidrocarbonetos apresentam menores

temperaturas de descarga no compressor,

proporcionando maior vida útil a estes

componentes. O coeficiente de performance

do sistema com hidrocarbonetos e misturas

apresentou crescimento de cerca de 5% em

relação ao R134a. Consequentemente, menores

trabalhos de compressão são requeridos

para os hidrocarbonetos em relação ao R134a

devido a suas propriedades termofísicas

relativas à densidade na fase líquida e vapor.

De forma a consolidar os hidrocarbonetos

e suas misturas como substitutos aos fluidos

sintéticos, como o HFC134a, a indústria

de refrigeração deve focar seus esforços no

desenvolvimento de compressores adequados

à capacidade de refrigeração volumétrica dos

fluidos naturais. Além do desenvolvimento de

novas metodologias de projeto de trocadores

de calor, já que as misturas se comportam

de forma diferente dos fluidos puros no que

diz respeito à mudança de fase.

O único fator real que pesa contra a

utilização em massa dos hidrocarbonetos

como refrigerantes em equipamentos de

refrigeração e ar condicionado é a segurança

quanto a utilização de quantidades relativamente

grandes destes fluidos inflamáveis.

Como continuidade do projeto de pesquisa

serão desenvolvidas análises experimentais

destas misturas selecionadas de modo a se

obter um indicativo de performance em

relação ao HFC-134a, tendo como objeto

de comparação os resultados da análise

teórico- computacional.

Agradecimentos

Agradecemos à Pró-Reitoria de Pesquisa

e Inovação do IFRN pela concessão de

auxílio financeiro como apoio ao desenvolvimento

de projetos através do Edital

Nº 23/2010.

MA

Igor Marcel Gomes Almeida

Grupo de Estudos em Refrigeração e Ar Condicionado.

Instituto Federal de Educação, Ciência

e Tecnologia do Rio Grande do Norte, Campus

Santa Cruz. Rua São Braz, No.304, Bairro

Paraíso. Santa Cruz-RN.

E-mail: igor.almeida@ifrn.edu.br

Cleiton Rubens Formiga Barbosa

Grupo de Estudos em Sistemas Térmicos

(GEST). Departamento de Engenharia Mecânica.

Universidade Federal do Rio Grande do

Norte. Av. Salgado Filho. S/N. Lagoa Nova.

Natal-RN.

E-mail: cleiton@ufrnet.br


Marketing

Industrial,

por que não pensei

nisso antes?

Hoje, ainda se confunde muito o conceito de

Marketing e suas funções com as outras áreas

da organização, e isto dificulta ainda mais

a sua aplicação. Na indústria há empresas

de todo tipo de gestão, as de menor porte,

por exemplo, desconhecem os preceitos do

marketing, entendendo que esse tema se

restringe à divulgação ou que serve apenas

para ser um apoio comercial.

No Brasil o termo marketing teve uma

infeliz banalização e disseminação, muitas

falácias confundem o termo com propaganda,

promoção, publicidade e vendas.

Analisando a fundo a raiz destas confusões

e equívocos acerca da palavra marketing, os

termos terminados em ing exigem mais que

uma só palavra para sua definição, sendo

que o sufixo ing (de origem inglesa) tanto

indica um gerúndio quanto um substantivo.

O marketing nunca encontrou por aqui

uma interpretação digna do seu real significado,

entretanto, uma das falácias que mais

rebaixam a classe dos seus profissionais é ser

chamado de “marqueteiro”, isso mesmo - no

diminutivo - pois esta palavra não merece

tal destaque, é o puro aportuguesamento

da expressão marketeer usada no inglês para

identificar as pessoas que trabalham com

marketing.

chão de fábrica

Setembro/Outubro 2012 :: Mecatrônica Atual

Adriano Oliveira é

responsável pelo

Departamento de

Marketing na

Mectrol do Brasil

Para se entender melhor, de acordo com

o dicionário, marqueteiro é "aquele que,

oportunisticamente, se utiliza do marketing

para projetos e interesses pessoais”. Atualmente

no Brasil, “marqueteiro” é visto como

um vulgo pejorativo e até mesmo ofensivo,

usado para qualificar negativamente um

profissional.

No meio político, o vemos como aquele

que cuida de campanhas de políticos, que

muitas das vezes são incompetentes e corruptos.

Por isso, entender seus conceitos é

de fundamental importância para que este

cenário compreenda a definição correta

destes termos.

No decorrer deste artigo veremos a

importância desta área dentro da empresa

e porque não devemos terceirizá-la. Primeiramente,

iremos definir melhor o conceito

de marketing na indústria.

No setor industrial, ainda nos vemos

amarrados a conceitos e paradigmas de um

passado conservador, tanto nas estratégias de

marketing quanto na comunicação, bastante

restritos aos pensamentos das lideranças

acomodadas em suas posições e no receio

da inovação.

É muito comum você se deparar na

indústria com empresas que de certa forma

49


chão de fábrica

...a área de

marketing é uma

área estratégica

da empresa e

interdependente

de diversas áreas,

incluindo a direção

da empresa...


50 Mecatrônica Atual :: Setembro/Outubro 2012

são bem sucedidas, mas com grandes

"falhas de marketing". Exemplos disso

vemos nas tradicionais revistas B2B,

anúncios que mostram a pura falta de

profissionalismo com erros gritantes ou

nos sites que parecem verdadeiros blogs

abandonados.

Muito se perde, pois estas ações

não levam em conta a importância da

persuasão das palavras, das cores, dos

elementos gráficos e de tudo aquilo que

possa ser considerado influenciador para

uma tomada de decisão. Certamente

é difícil mudar o perfil de alguém já

formado, principalmente quando este

pertence a gerações mais tradicionais,

que, por receio de algo que não viveram

ou não vivem, não se arriscam.

Marketing é muito além de saber o

que o mercado pensa e deseja, é saber

como oferecer, como ser inovador e ao

mesmo tempo criativo.

Uma definição conceitual de Marketing

que gosto bastante, apesar de não ser

definitiva: “É uma função organizacional

e um conjunto de processos que envolvem

a criação, a comunicação e a entrega de

valor para os clientes, bem como a administração

do relacionamento com eles, de

modo que beneficie a organização e seu

público interessado. (AMA - American

Marketing Association).

Toda decisão de compra tem componentes

racionais e objetivos, e componentes

emocionais. Como marca é associada ao

produto, ela é um bom exemplo disso:

marca tem elementos tangíveis, racionais,

e outros intangíveis ou emocionais.

Marketing industrial deve ser feito

para todos, não saindo do princípio B2B

(business-to-business) ou B2C (business-to-

-customer). Um case que responde a esta

tese é a empresa Tetra Pack, que passou

um bom tempo fazendo propaganda em

mídia de massa, sendo que nenhum consumidor

final comprou embalagens, mas

sim a marca, originando o conceito do

“Por que não pensei nisto antes?”, levando

sempre em consideração o uso das regras,

do público-alvo e toda a sua atmosfera.Por

isso é de fundamental importância que a

área de Marketing não seja terceirizada,

pois é a "coluna cervical" da empresa, e

sem ela a empresa não fica de pé.

É muito comum vermos diversas

empresas da área de Marketing Digital/

Comunicação "vendendo" as receitas

de sucessos através de ferramentas de

workflow, e-marketing e links patrocinados

no Google, quando na verdade

muitas das empresas na indústria não

têm uma equipe de marketing própria,

que dará o suporte necessário para essas

ações internamente, ficando à mercê de

um péssimo investimento.

Muitas empresas de "tecnologia e

comunicação" vendem esse conceito à

indústria, alegando que para o crescimento,

a grande “sacada” é terceirizar,

mas ele não se suporta na prática, pois

muitas das ações e decisões devem ser

feitas internamente, até porque envolvem

muitas vezes informações sigilosas e

estratégicas da empresa, que não podem

cair "na boca do mercado".

Enfim, no cenário competitivo industrial,

uma empresa que quer realmente

ter um marketing industrial eficiente,

precisa ter sua própria estrutura interna,

mas essa estrutura pode ter o apoio de

uma consultoria, agências de design e

comunicação, dando suporte quando e

onde for necessário.

Entretanto, a área de marketing é

uma área estratégica da empresa e interdependente

de diversas áreas, incluindo

a direção da empresa. Recomendo sim a

terceirização de ações específicas, devidamente

focando o plano de marketing,

mas defendo uma postura de profissionais

full time, sentindo a realidade da empresa

e descobrindo diariamente como os seus

clientes e mercado pensam, este é o grande

desafio do Marketing Industrial.

No segmento B2B e B2C, o que

conta muito é a sua expertise, as empresas

comprarão seus produtos ou serviços se

acreditarem na sua competência, e isto

gerará credibilidade e confiança.

Já imaginou como serão as empresas

lideradas pelas gerações Y e Z? Tenho

certeza que ousadia e inovação serão

suas marcas registradas. Fica aqui este

questionamento, sucesso a todos, câmbio,

desligo!

MA

Adriano Oliveira, formado em Publicidade e

Propaganda pelas Faculdades Integradas de

Bauru (FIB), responsável pelo Departamento

de Marketing na Mectrol do Brasil, tem

especializações em Design, Marketing

Digital e eventos industriais.

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