Mecatrônica Atual 56

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Mecatrônica Atual 56

índice

Índice de Anunciantes:

Festo .................................... 05

Rio Mech 2012 ...................... 07

Metaltex ............................ 17

Patola ................................... 23

Nova Saber ......................... 23

Invensys .............................. 25

4

14

44

Nova Saber ......................... 33

PHM ...................................... 41

Jomafer .............................. 43

Altus ......................... Capa 02

Mecânica 2012 .......... Capa 03

Cognex ........................ Capa 04

34

14

Editorial

Eventos

18

26

34

44

Notícias:

Encoders

Automatismos

Eletromecânicos – Parte 1

Redução do Índice de Queima

de Motores Elétricos

Entradas e Saídas Discretas

em Sistemas Profibus com

Controles Híbridos

Confiabilidade nos Sistemas

de Medições e Sistemas

Instrumentados de Segurança

03

06

Conectores de Derivação e Distribuição de Sinais e

Energia - PRV e PPV, da Weidmüller, Equipados

com Tecnologia de Conexão “PUSH IN” ..................................... 08

Feira da Mecânica 2012 ................................................................. 09

Inversores de Frequência SK 200E,

da NORD DRIVESYSTEMS ......................................................... 12

Novo Centro de Controle para Sistemas de Visão e

Produtos de Identificação Industrial, da Cognex ....................... 12

Novo Receptor Super Regenerativo RR40,

da TeleControlli .......................................................................... 13

Semikron lança no Brasil o 1° Portal de Comércio

de Produtos de Eletrônica de Potência ....................................... 13


literatura

curso

Princípios Básicos de Funcionamento

de Instrumentos e Controle

Aplicados em Caldeiras a Óleo

1. DESCRIÇÃO:

Proporcionar aos participantes informações básicas da

instrumentação, automação e integração de caldeiras,

utilizando redes de controle e intertravamento, com

monitoramento a distância através de uma IHM e/ou

sistema de supervisão e controle ( SSC).

2. VOCÊ SERÁ CAPAZ DE:

• Diferenciar uma caldeira aquotubular de uma

flamotubular

• Identificar os instrumentos de campo e painel

• Entender o funcionamento de cada instrumento

• Identificar os instrumentos em um fluxograma de

engenharia

• Saber o porquê de se tratar a água da caldeira

• Interpretar o significado da fumaça na chaminé

• Entender o que é uma combustão completa ou

incompleta

• Compreender o processo de partida e parada da caldeira

• Interpretar o resultado da análise dos gases

• Eficiência da combustão

• Temperatura dos gases

• Excesso de ar

• A importância da atomização do óleo

3. VOCÊ VAI CONHECER:

• Conhecer a norma ISA S5.1

• Informação básica do Protocolo de comunicação para

controle.

• O controlador por dentro.

• Como funciona o tratamento de água para caldeira

• Desmineralização

• Osmose reversa

• Abrandadores

• O intertravamento do sistema de segurança da caldeira

• Os vários tipos de analisadores

O livro “Inversores de Frequência - Teoria e Aplicações” visa aprimorar o conhecimento

de técnicos, tecnólogos e engenheiros que atuam nas áreas de automação,

mecatrônica e eletrotécnica, além de profissionais que desejam manter-se atualizados,

é o intuito desta publicação. De maneira dinâmica, instrutiva e objetiva apresenta

os conceitos fundamentais de inversores de frequência e os aspectos relativos

à sua instalação e aplicação.

Explana os princípios de funcionamento dos inversores de frequência, controles

escalar e vetorial, características de instalação e aplicações, incluindo uma descrição

detalhada dos parâmetros dos inversores.

Ao final de cada capítulo são propostos exercícios para auxiliar a compreensão

e a fixação dos temas estudados. Para complementar o aprendizado reserva um

apêndice ao estudo dos transdutores de velocidade, fundamentais para o controle

de velocidade com inversores de frequência.

Inversores de Frequência - Teoria e Aplicações

Autor: Claiton Moro Franchi

ISBN: 978-85-365-0210-6

Preço: R$ 69,00

Onde comprar: www.novasaber.com.br

4. CONTEÚDO PROGRAMÁTICO

DO MÓDULO 1:

Princípios Básicos de Funcionamento de

Instrumentos e Controle Aplicados em

Caldeiras a Óleo

1. Introdução

2. Variáveis: Pressão; Temperatura e Vazão

3. Calor: Sensível e Latente

4. Tipos de caldeiras: Aquotubular e

Flamotubular

5. Dispositivos de alimentação de água

6. Dispositivos de alimentação de

combustível

7. Dispositivos de alimentação de ar

8. Visor de nível

9. Indicadores: Pressão e Temperatura

10. Válvula de segurança

11. Intertravamento

• Fotocélula

• Pressostato

• Termostato

• Chave de nível

12. Ventiladores

13. Válvulas de descarga de fundo

14. Válvulas de descarga de nível

15. Processo de combustão

16. Analisador de gás

• CO2

• O2

• Teor de fuligem

» Excesso de ar na combustão

» Eficiência da combustão

17. Combustível

18. Atomização e queimadores

19. Instrumentação inteligente

20. Integração do sistema

• Telas no SSC (Sistema de Supervisão e

Controle)

• Alarmes

• Histórico

21. Redes

• Função básica da Rede Sensor Bus

• Função básica da Rede Field Bus

22. Operação de caldeiras: Partida e Parada

23. Roteiro de vistoria diária

24. Falhas de operação

25. Tratamento da água

26. Poluição do ar provocada por caldeiras

Aproveitamento fundamental:

Compreender o funcionamento da caldeira bem como

de todos os instrumentos que a compõe.

5. METODOLOGIA:

Na aula é utilizado o Power Point para apresentação dos

temas, usaremos também o debate entre os participantes

dos assuntos em questão.

Através dos exercícios o aluno terá maior integração

com o aprendizado, fixando melhor o aprendizado.

Os vídeos são fundamentais para melhor visualização

do conteúdo e um entendimento mais fácil do que está

sendo explicado.

INSTRUTOR: Reginaldo de Mattos Onofre, Técnico de

Automação na PETROBRAS ( 33 anos); Ministrou Curso

de Instrumentação básica no SENAI de Santos, Instituto

Brasileiro de Segurança na área de caldeiras, participou

de congressos e simpósios como conferencista;

Participou de vários cursos no Brasil e nos Estados

Unidos (STEAM ENERGY CONSERVATION SEMINAR)

na área de produção e distribuição de vapor; Palestrante

na ISA EXPO 2005 - CHICAGO – Efficiency and the

safety in the steam generation;

Escreveu vários artigos em revistas, tais como

Mecatrônica Atual, Instech, Petro & Química.

Datas e Local

30 e 31 de maio de 2012

Horário: 8h30 às 12h30 e 13h30 às 17h30

Rua Jacinto José de Araújo, 317 CEP 03087-020 – Parque

São Jorge – Tatuapé - São Paulo / SP

Inscreva-se agora e garanta sua vaga:

Inscrição com desconto até dia 23/maio: R$ 540,00

Inscrição integral após o dia 23/maio: R$ 600,00

Pagamento em cartão ou depósito bancário

Ligue: (11) 2095-5330 - Miriam das 10h às 16h.

Mais informações : (11) 2095-5333 - Mari das 10h às 16h.


notícias

Conectores de derivação e distribuição

de sinais e energia - PRV e PPV,

da Weidmüller, equipados com

tecnologia de conexão “PUSH IN”

Os inovadores conectores PRV múltiplos, com 16

vias, distribuem mais de 1700 sinais por metro.

Projetados para derivação e distribuição de sinais

em usinas geradoras de energia e aplicações

em engenharia de processos. Oferecem contato

seguro, graças à sua tecnologia de conexão

“PUSH IN”.

A Weidmüller implementou um design compacto especialmente

para seus novos conectores de distribuição de sinais

e energia PRV e PPV para usinas energéticas e aplicações em

engenharia de processos. A linha de produtos PRV é composta

por conectores de derivação e distribuição de 4 e 8 vias, além

dos inovadores conectores de 16 vias. A linha PPV possui distribuidores

de energia de 4 e 8 camadas.

A tecnologia desta conexão garante a proteção contra curtos-

-circuitos acidentais no contato. A dupla conexão em cada terminal

do tipo “PUSH IN” garante a distribuição de energia de forma

simples, servindo também como um ponto de medição e testes.

A conexão possibilita que os usuários simplesmente insiram o

condutor previamente preparado em cada terminal para criar

uma ligação confiável, à prova de choques mecânicos e estanque

a gases. Além disso, essa tecnologia de conexão garante força

suficiente para fixação eficaz do condutor à prova de vibrações.

Ela permite uma grande densidade de fios e cabos em conjunto

com as melhores características para instalação. Identificações

claras por coordenadas e dispositivos de operação codificados

por cores diferentes garantem a orientação ideal para a instalação

ao ampliar o sistema ou realizar serviços de manutenção,

facilitando as disposições dos conectores e, consequentemente,

distribuições de sinal sem erros.

O design em “V” dos conectores de distribuição de sinais e

energia PRV e PPV compensa a diferença dos graus de dilatação

dos materiais da ponte de conexão, do terminal plástico e da

barra de cobre. Mesmo diante de oscilações de temperatura, ou

variação de condições climáticas, ele sempre garante resistência

estável e de baixo contato.

Com as demandas cada vez mais complexas nos processos

de automação e exigências crescentes na aquisição de dados de

produção, o número de instrumentos de medição em campo

para os sistemas de controle não para de aumentar. Tudo isso

representa novos desafios para os engenheiros de planejamento:

por um lado, é necessário ligar e processar mais sinais para

atender às exigências de automação; por outro, a exigência de

8

Mecatrônica Atual :: Maio/Junho 2012

O barramento em “V” dos conectores de derivação

e distribuição de energia PRV e PPV é uma

solução exclusiva. Esse recurso construtivo

compensa a diferença dos graus de dilatação

dos materiais da ponte conectora, do terminal

plástico e do barramento de cobre.

espaço significa um aumento nos custos. Para superar esses

desafios, a Weidmüller responde a estas necessidades lançando

seus novos conectores de distribuição de sinais e energia PRV e

PPV, fabricados com a tecnologia de conexão “PUSH IN”.

As duas linhas de produtos correspondem aos conceitos de

conexão de fios e cabos nos ambientes de indústrias de processo

e foram otimizadas especificamente para implementação em

caixas de distribuição e armários elétricos: os conectores PRV

e PPV promovem a derivação e a distribuição simples e precisa

dos sinais elétricos, em conjunto com exigências de espaços

pequenos para instalação.

Os sistemas de controle de processo são implementados em

aplicações de engenharia de processos e sistemas de geração de

energia. Apesar das tecnologias alternativas disponíveis, como

Entradas/Saídas remotas e soluções de barramento no local, as

conexões de sinais de entrada e saída muitas vezes são feitas

por meio de réguas de conectores alojados em painéis elétricos

e de distribuição. As vantagens a seguir são argumentos a favor

do uso dos conectores: eles são resistentes, sua tecnologia de

conexão é simples e facilitam a construção de sistemas elétricos

com disposição clara.

Identificações claras por coordenadas e dispositivos de operação

codificados pelas cores branca e vermelha garantem a

orientação ideal para a instalação ao ampliar o sistema, ou realizar

serviços de manutenção, facilitando as disposições dos conectores

e, consequentemente, distribuições de sinal sem erros.

Para mais informações, acesse: www.weidmueller.com e

www.power-signals-data.com.


Feira da Mecânica

Na Feira da Mecânica 2012 você poderá conferir de perto

mais de 2.000 marcas que apresentarão grande variedade

de lançamentos e novas tecnologias em máquinas, equipamentos

e acessórios para produção. Essa com certeza

é uma grande oportunidade para você atualizar-se, ficar

por dentro das tendências e fechar ótimos negócios para

multiplicar sua produção!

Veja algumas das empresas e seus lançamentos na Feira

da Mecânica:

Festo

Entre os diversos produtos da Festo que estarão disponíveis

na feira, a empresa anunciará três lançamentos,

são eles:

• O SPTW, um sensor de pressão universal para fluidos

gasosos e líquidos que mede desde vácuo até 100 bar;

• O FB35, um nó de rede utilizado no CPX juntamente

com o MPA ou VTSA para a comunicação em PROFINET

através de fibra óptica;

• O complemento da linha de Tratamento de Ar da série

MS, agora com o novo tamanho MS9.

Outra novidade que será especialmente trazida da sua

matriz na Alemanha e que promete encantar os visitantes

é o SmartBird – um protótipo inspirado no movimento

das gaivotas e que foi desenvolvido pela Bionic Learning

Network – núcleo de pesquisas que, em conjunto com

as mais renomadas universidades, recriam a forma, os

movimentos e até mesmo os hábitos comportamentais

de seres vivos por meio da biotecnologia.

//notícias

O SmartBird foi todo produzido com fibra de carbono, possui

uma envergadura de dois metros e seu peso total não passa

de 485 gramas. É capaz de decolar, voar e aterrissar sozinho

sem o auxílio de outros dispositivos de elevação.

Durante o voo, as informações sobre as posições de suas

asas são constantemente registradas e os controles de torção

podem ser ajustados em tempo real, garantindo uma operação

segura e um voo estável.

Toda sua construção foi realizada com o uso mínimo de

materiais e as pesquisas que envolveram sua execução irão

ajudar a buscar novas soluções para a área de automação e no

desenvolvimento de novas tecnologias.

MetalPlan

A MetalPlan apresentará várias soluções para a geração,

tratamento, armazenamento, distribuição, gerenciamento e auditoria

para sistemas de ar comprimido. Expondo lançamentos

em sua linha de compressores, secadores, tubos e conexões

100% em alumínio, entre outros.

Um dos principais produtos é o compressor de parafuso

modelo TotalPack Flex DD, cuja potência varia de 10 a 250

hp. Entre suas características mais importantes estão o acoplamento

direto, tratamento de ar comprimido integrado, motor

elétrico de alto rendimento, variador de velocidade, painel

eletrônico microprocessado, tripla isolação térmica, baixo nível

de ruído e pressão de trabalho de 6,5 a 12,5 bar.

Maio/Junho 2012 :: Mecatrônica Atual

9


notícias

TRUMPF

Uma das novidades da TRUMPF que será apresentada na

feira é a puncionadeira TruPunch 3000 (S11). Destaca-se por

apresentar alta eficiência com baixo consumo de energia, manuseio

das chapas sem riscos na superfície, exigir espaço reduzido

de instalação, adotar o conceito de automação universal

em todas as suas funções e operação mais silenciosa devido à

ausência da unidade hidráulica.

“Todas as ferramentas giram, ao contrário do sistema

convencional de torretas, fazendo com que, embora tenha um

magazine de apenas 18 posições, a puncionadeira obtenha um

rendimento superior ao de uma máquina de 80 ferramentas”,

comenta João C. Visetti, diretor da TRUMPF Brasil.

A nova TruPunch 3000 (S11) processa chapas de até 6,4 mm

de espessura e 150 kg de peso (podendo chegar a 230 kg, na

versão formato grande). A força máxima de puncionamento é

180 kN elétrico, com prensagem de 20 kN, e velocidade de até

1000 golpes/min sendo que, quando usada para marcação, pode

chegar a 2500 golpes/min. A velocidade do eixo x é 90 m/min,

eixo y: 60 m/min, e simultâneos (x/y): 108 m/min.

Possui 18 ferramentas com 2 grampos, com opcional para

até 180 ferramentas (MultiTool) no formato médio, com tempo

de troca de 3,1 s (ferramenta standard) e 0,3 s (MultiTool). A

máquina utiliza CNC baseado em Bosch Rexroth MTX CMP

70 com 2 GB de memória programável, monitor touch screen

TFT 17¨ e entrada USB.

SEW-EURODRIVE

Alguns dos produtos que serão apresentados pela SEW-

-EURODRIVE são:

• O servoacionamento (servo inverter) MOVITRAC ® LTX,

lançamento que complementa o portfólio de soluções com

servomotores, pois permite combinação otimizada com a

série CMP de servomotores de alta dinâmica. O equipamento

foi concebido para ter instalação e parametrização fácil e

rápida. Ideal para máquinas de embalagens, manipulação de

cargas, posicionamento. Trata-se de um servoacionamento

compacto para sistemas 1x220V e 3x220V, potência: 0,75 a

5,5 kW e suporta sobrecargas de até 250%.

• Já o MOVIGEAR ® é um acionamento mecatrônico composto

de motor, redutor e controle eletrônico integrado.

Inteligente e com conceito compacto, reduz o tempo de

colocação em operação e facilita as tarefas de monitoração

e manutenção. O elevado rendimento do equipamento

contribui para redução dos custos com energia elétrica.

A integração e a coordenação de todos os componentes

do acionamento proporcionam alta durabilidade e longa

vida útil. Pode ser encontrado nos tamanhos MGF2 para

torque de até 200 Nm e MGF4 para torque de até 400

Nm e disponibiliza como principais atributos: conexão

PowerLan (um único cabo para transmissão da energia

elétrica e comunicação com o acionamento), superfícies

com mínima rugosidade e ausência de ventilador, tornando

10 Mecatrônica Atual :: Maio/Junho 2012

o equipamento adequado para utilização em ambientes

que exijam limpeza e que requerem baixo nível de ruído.

• Outro lançamento que será exibido é a ampliação na

família de conversores de frequência MOVIDRIVE ® B.

O equipamento que antes estava disponível nas potências

de 0,55 kW até 132 kW, conta agora com três

novas potências: 160 kW, 200 kW e 250 kW. O novo

MOVIDRIVE ® tamanho 7 padrão é fornecido com a

função para utilização dos módulos aplicativos da SEW

e está disponível em duas versões diferentes: versão de

2 quadrantes sem chopper de frenagem e versão de 4

quadrantes com chopper de frenagem. Estes equipamentos

possuem ampla utilização, tendo como principais

áreas de aplicação guindastes, gruas, elevadores, pórticos,

ventiladores, bombas, transportadores entre outros.

Os equipamentos possuem ventiladores instalados em

um duto de ar na parte traseira que, quando combinados

com o opcional DLK11B, elimina a necessidade de ventilação

forçada no painel de comando para o conversor. Os

ventiladores são controlados e ligados somente caso haja

necessidade, aumentando a sua vida útil, reduzindo o nível

de ruído emitido e o consumo de energia elétrica.

MAKINO

A MAKINO apresenta na Feira da Mecânica 2012 a linha

DUO- Series, a tecnologia em eletroerosão a fio. Adequadas

para todos os tipos de aplicações, inclusive aeroespacial e

médica, as máquinas desta série são projetadas visando facilidade

de operação, manutenção reduzida e baixos custos


operacionais e de investimento.

A série DUO integra tecnologias

de usinagem incorporadas ao controle

das máquinas, como BellyWizard,

H.E.A.T. e SurfaceWizard, que

possibilitam redução de até 55% nos

custos de fio e a exclusiva opção de

escolha do sistema bipartido em V

ou o sistema PICO (guias redondas

de precisão), de acordo com a necessidade

específica da aplicação.

Todas as máquinas desta série utilizam

bombas independentes para os

jatos de líquido para as cabeças superior

e inferior, com fluxo e pressão

constantes em todas as condições

de jato e ajuste. Os componentes

lineares são de altíssima qualidade,

fixados à máquina nas duas extremidades

e alinhados em relação às guias

lineares através de laser. Os fusos de

esferas dos eixos X e Y são garantidos

por 10 anos ou 20.000 horas,

e a estrutura construtiva robusta

do equipamento faz das máquinas

DUO as mais pesadas da classe, proporcionando maior

estabilidade térmica e absorção de vibrações, eliminando

possíveis causas que afetem negativamente a usinagem.

Entre outras características técnicas estão:

• DUO043 cursos de 17,7” x 11.8” x 12. 6” nos eixos

X, Y, Z; curso U x V ± 4.0” x 4.0”; mesa de trabalho

28.0” x 22.1” ; máximas dimensões da peça 28.0” x

22.1” x 11.8”; altura máxima do fluido 14.4”, peso

máximo da peça 1.763,7 lb; fio Φ 0.004 a Φ 0.012.

Dimensões da máquina: 77.8” x 110.9” x 88.5”. Peso:

5.000 kg.

• DUO064 cursos de 25.6” x 15.7” x 16.5” nos eixos

X, Y, Z; curso U x V ± 4.0” x 4.0”; mesa de trabalho

35.8” x 26.0” ; máximas dimensões da peça 35.8” x

26.0” x 15.7”; altura máxima do fluido 18.3”, peso

máximo da peça 2.645.3 lb; fio Φ 0.004 a Φ 0.012.

Dimensões da máquina: 86.7” x 123.7” x 96.5”.

Peso: 6.000 kg.

A série DUO vem equipada com usinagem submersa,

sistema bipartido de guia do fio, escala ótica

de 0,005mm, unidade para usinagem cônica, sistema

automático de passagem do fio, fine-hole automático,

ajuste automático do nível de água, 4 litros de fluido

dielétrico, unidade de refrigeração do fluido dielétrico,

20 litros de resina deionizante, recuperação automática

de queda de energia, filtro de linha na fonte de energia,

painel de controle multifuncional portátil, mouse, entrada

para internet, entrada USB e H.E.A.T. (High Energy

Applied Technology).

//notícias

Programe sua visita!

Você já fez a sua credencial? Não? Acesse:

http://app.ecentry.com.br/3/c/?15788.3946087.8412

.64095.0.60c9061

Transporte:

Ônibus circulares de ida e volta ao Anhembi na saída "Shopping"

do Terminal Rodoviário e Metrô Portuguesa/Tietê (Linha

1 - Azul). Os embarques terão início 1 hora antes da abertura

e até 1 hora após o fechamento da feira.

*Os preços não são de responsabilidade da Reed Exhibitions

Alcântara Machado.

Aeroporto de Congonhas

De táxi especial - aprox. R$ 70,00* até o Parque Anhembi.

De táxi comum - aprox. R$ 55,00* até o Parque Anhembi.

*Os preços acima estão sujeitos a alteração e não são de

responsabilidade da Reed Exhibitions Alcântara Machado.

Aeroporto de Cumbica – Guarulhos

De táxi especial - aprox. R$ 95,00* até o Parque Anhembi.

De táxi comum - aprox. R$ 90,00* até o Parque Anhembi.

*Os preços acima estão sujeitos a alteração e não são de

responsabilidade da Reed Exhibitions Alcântara Machado.

Para mais informações acesse: www.mecanica.com.

br/Visitar/Como-Chegar

29ª Feira Internacional da Mecânica

Data: 22 a 26 de Maio de 2012

Horário: Terça a Sexta das 10h às 19h - Sábado das 9h às 17h

Local: Pavilhão de Exposições do Anhembi - São Paulo/SP

Importante: Proibida a entrada de menores de 16 anos,

mesmo acompanhados. Evento exclusivo para profissionais

do setor. O visitante ou profissional que comparecer ao

evento sem convite ou sem o pré-credenciamento feito, deverá

fazer sua inscrição no local. A entrada custará R$ 55,00.

Maio/Junho 2012 :: Mecatrônica Atual

11


notícias

Inversores de Frequência SK 200E,

da NORD DRIVESYSTEMS

A série de inversores SK 200E para aplicações

descentralizadas permite configuração

precisa e controle de custos devido aos

módulos internos e externos opcionais

As aplicações de automação descentralizada colocam uma

série de exigências de amplo alcance aos sistemas de acionamento.

As soluções ótimas serão, necessariamente, aquelas que

satisfazem as exigências funcionais e de custo de uma determinada

aplicação. Disponível numa vasta gama de níveis de desempenho

e com muitas opções de atualização, os inversores de frequência

da série SK 200E da NORD DRIVESYSTEMS permitem ao

usuário selecionar soluções personalizadas com características

e custos na medida dos requisitos específicos do cliente. A série

de inversores modulares está ainda disponível nos tamanhos 1 a

4 e com níveis de desempenho entre 0,25 e 22 kW, cobrindo, de

forma rentável, as aplicações descentralizadas que abrangem desde

tarefas de controle simples a posicionamentos mais complexos.

As opções de expansão incluem resistores de frenagem

externos e alimentação elétrica independente de 24 V para

funcionamento autônomo da tensão de comando. Além disso,

a NORD fornece módulos de E/S que permitem a detecção

e transferência dos sinais dos sensores e dos atuadores e das

interfaces de comunicação (com e sem E/S) para CANopen,

DeviceNet, Profibus, PROFINET e EtherCAT. Encontram-se

em fase de preparação interfaces compatíveis com as normas

Ethernet POWERLlNK e EtherNeVIP.

As opções de expansão estão disponíveis sob a forma de

unidades tecnológicas externas para instalação simples e versátil,

quer seja diretamente no dispositivo, na estrutura da máquina

ou num componente da unidade. Alternativamente, estão ainda

disponíveis como módulos internos que ampliam a gama

funcional integrada sem modificar as dimensões do inversor.

Uma ParameterBox com painel de controle e um mostrador

de texto de fácil leitura permitem o controle, a configuração

e o diagnóstico. Possibilita, inclusive, a ligação direta de um PC

através de porta USB.

Outra opção para configuração e diagnóstico rápido é a

SimpleBox, que dispõe de um painel de controle com mostrador

de quatro dígitos e sete segmentos. Para além da unidade

de alimentação de 24 V para funcionamento autônomo, adota a

PotiBox de controles robustos para o funcionamento no sentido

dos ponteiros do relógio/no sentido contrário ao dos ponteiros

do relógio e de um potenciômetro com ponto de ajuste. Para

mais informação sobre o equipamento-base, módulos e aplicações

opcionais, consulte a página de Internet www.sk200e.de.

12 Mecatrônica Atual :: Maio/Junho 2012

Inversores de frequência SK 200E da NORD DRIVESYTEMS.

Novo Centro de Controle para

Sistemas de Visão e Produtos de

Identificação Industrial, da Cognex

A Cognex Corporation, fornecedora de sistemas de

visão e de leitores de identificação industrial, anuncia hoje

o lançamento do centro de controle Cognex Explorer.

O software exibe uma visualização gráfica dos sistemas

de visão, leitores de identificação e sistemas de visualização

da Cognex conectados à rede. Ele também incorpora ferramentas

de manutenção para fazer backup, restaurar ou

clonar sistemas, realizar atualizações de firmware e mais.

O Cognex Explorer foi desenvolvido por engenheiros de

controle, produção e manutenção que criaram uma interface

fácil de usar, sem qualquer treinamento exigido. O novo

centro de controle oferece a capacidade de:

•Exibir a identidade, tipo e status de todos os sistemas

de visão conectados via Ethernet In-Sight ® , leitores de

identificação DataMan ® e dispositivos de exibição Vision-

View ® na rede;

•Configurações de dispositivos de visão, incluindo endereços

de IP, versões de firmware/software, etc;

•Realizar atualizações de firmware;

•Fazer backup e restaurar múltiplos sistemas simultaneamente;

•Clonar sistemas ao adicionar mais sistemas à rede;

•Adicionar licenças ao VisionView.

"O centro de controle Cognex Explorer foi projetado

para ajudar nossos clientes a alcançar melhorias de eficiência

e economia de custos adicionais ao utilizar sistemas de visão,


Novo Receptor Super Regenerativo

RR40, da TeleControlli

A empresa anunciou o lançamento do novo receptor

miniaturizado RR40, de custo muito baixo.

As principais características desse novo produto são a

estabilidade de frequência ao longo do tempo e sua alta

confiabilidade. “Nós alcançamos este objetivo graças ao

uso da tecnologia de filme espesso em cerâmica, a um indutor

impresso em tela -“laser trimmed” (patenteado pela

TeleControlli) e ao alto nível de automação da produção.”

Ideal para funcionar em conjunto com nosso transmissor

RT40 (de alto desempenho e baixo custo) em todas as aplicações

com grande quantidade de peças e em todos os lugares

onde o preço e a performance sejam os focos principais.

Para maiores informações (MOQ, preços, funcionalidade),

nosso staff técnico-comercial estará sempre à sua

disposição em www.telecontrolli.it.

O software de controle para

os produtos Cognex.

produtos de identificação ou plataformas de visualização

da Cognex. Ele elimina as complexidades de instalação e

manutenção de equipamentos de automação", diz Carl

Gerst, Vice-Presidente e Gerente da Unidade de Negócios,

Produtos de identificação da Cognex. Ele continua, "Uma

vez que um produto da Cognex for implantado, queremos

tornar mais fácil para nossos clientes monitorar e manter

o sistema com um utilitário comum. O Cognex Explorer é

uma forma conveniente de monitorar, gerenciar e manter

os produtos implantados na rede, independentemente de

onde eles estão localizados".

O centro de controle Cognex Explorer está disponível

agora e livre de encargos para todos os clientes da Cognex.

Para baixar o utilitário e para mais informações visite www.

cognex.com/explorer.

//notícias

Semikron lança no Brasil o 1°

portal de comércio de produtos

de eletrônica de potência

Com fácil navegação e inovador atendimento

técnico online, mais de 50 empresas no país

já encomendaram produtos pelo SindoPower

em menos de um mês no ar e a expectativa é

de R$ 3 milhões em vendas até o fim do ano

A Semikron, líder mundial em módulos de semicondutores

de potência, acaba de lançar no Brasil o SindoPower, primeiro

canal de compras na internet de um fabricante no mercado de

eletrônica de potência. A expectativa da empresa é comercializar

R$ 3 milhões em produtos somente em 2012. “Trata-se de um

website desenvolvido para estreitar o relacionamento comercial

e inovar nos serviços oferecidos aos clientes no mercado

brasileiro”, explica Rivaldo Caram, diretor da empresa no Brasil.

Com um mês no ar, cerca de 50 empresas já realizaram

compras por meio do endereço www.sindopower.com.br e

aprovaram o sistema. A Asap Elétrica, distribuidora no mercado

de automação industrial, acaba de adquirir Diodos de Silício 240A

e 70A e ressaltou a facilidade de navegação no site, bem como as

opções de entrega em pacotes bastante flexíveis para o segmento.

Já a ACMind Indústrias, que encomendou Diodos SKN 130/40 e

SKR 130/04, avisou que vai utilizar o portal constantemente, pois

inauguraram recentemente uma linha de fabricação de máquinas

de solda que utiliza de forma regular os componentes da Semikron.

O portal possui uma loja online com produtos que podem

ser entregues diretamente do estoque. Uma grande variedade de

componentes está à disposição, como módulos IGBT, módulos de

diodos e tiristores, pontes retificadoras, módulos CIB, e também

discretos de diodos e tiristores. O objetivo é facilitar o processo de

consulta dos clientes aos produtos Semikron, garantindo agilidade

nas atividades de compras e prazo de entrega. Opções de busca

por nome, número ou abreviação do produto, bem como referência

cruzada com produtos similares auxiliam na localização da peça.

Além das informações comerciais, o portal também disponibiliza

dados técnicos da linha de produtos, manuais e catálogos.

A empresa lançou ainda um novo serviço para os clientes, o

TechChat, liderado por um profissional habilitado a discutir e

esclarecer questões técnicas dos produtos. O atendimento poderá

ser feito por chat e telefone durante o horário comercial,

ou por meio de e-mail em outros períodos.

Através do domínio www.sindopower.com.br, os clientes

podem fazer consulta ao estoque disponível online, encomendar

os itens desejados em pequenas ou grandes quantidades, programar

diferentes datas de entrega e beneficiar-se do desconto no

volume, bem como rastrear seus pedidos de compras e incluir

observações específicas nas notas fiscais. “Essa ferramenta serve

para trazer excelência ao nosso processo de relacionamento

comercial”, conclui Caram.

Maio/Junho 2012 :: Mecatrônica Atual

13


automação

Encoders

Saiba como funcionam os

sensores mais usados na

automação industrial

Descubra como funcionam os

encoders, e tenha mais precisão

na mensuração de cursos e

velocidades.

Somente com pulsos elétricos,

saiba todos os dados do movimento

de uma parte móvel.

Augusto Heiss

saiba mais

Como funcionam os Encoders

Mecatrônica Fácil 50

Encoders

Mecatrônica Atual 03

Sensores de Deslocamento

Saber Eletrônica 434

14 Mecatrônica Atual :: Maio/Junho 2012

Uma das formas mais tradicionais de controlar

cursos de partes móveis de máquinas, industriais

ou não, é o sensor de fim de curso.

Normalmente é posicionado na extremidade

de barramentos e eixos e envia um sinal, ou

corta a corrente, ao ser acionado.

Existem vários tipos de sensores de fim

de curso: ópticos, magnéticos, capacitivos

e mecânicos. Cada um tem suas vantagens

e desvantagens, mas todos estão limitados

a uma característica: eles apenas informam

quando determinada parte móvel chegou

ao sensor.

Eles não são capazes de monitorar o

processo do deslocamento, ou fornecer dados

que permitam controlar a velocidade. Não

é fácil saber, por exemplo, quando a parte

móvel citada está perto do final do curso

para reduzir sua velocidade e evitar impactos,

o que se traduziria em menor desgaste e até

em economia de energia.

Para alguns casos, uma régua potenciométrica

é muito útil, porque é possível saber

exatamente a posição do objeto sobre o tempo,

porém, a aceleração da parte móvel que está

sendo deslocada altera-se constantemente,

querendo ou não. Para obter a posição exata,

sem precisar mudar a velocidade sempre, é

usado um sensor diferente, vamos abordá-lo

daqui pra frente.

Tenha muito mais precisão e informação

para controlar uma parte móvel onde

o encoder está acoplado. O encoder pode

ser utilizado em muitos lugares e situações

diferentes como, por exemplo, no eixo do

motor, no posicionador da mesa de um

equipamento de ressonância magnética ou

também no motor de um automóvel (com

injeção eletrônica). Neste artigo, será explicado

o suficiente para entender o funcionamento

e ter uma noção para a escolha de encoders

para diferentes situações.


O que é um encoder?

O encoder é um sensor que converte um

movimento angular ou linear em uma série

de pulsos digitais elétricos, fornecendo para

o controlador (ex: CLP) dados suficientes

para transformá-los em algo útil para nós,

como posição, velocidade ou rpm.

A conversão desses movimentos em

pulsos elétricos é feita através da detecção

fotoelétrica, onde uma série de pulsos são

gerados pela passagem da luz em um disco

opaco, com várias aberturas transparentes. O

receptor detecta a luz enviada pelo emissor,

e também a falta de luz, gerando assim os

pulsos digitais (0 e 1).

Existem dois tipos de encoders, ambos

são similares porque usam a mesma forma

de detecção fotoelétrica e a sua construção

também é parecida. São chamados de encoders

incrementais e absolutos.

Será explicado no decorrer do artigo o

funcionamento dos dois tipos de encoders.

Encoder Incremental

Esse tipo de encoder é o mais usado por

ser mais simples e ter um custo bem inferior

ao absoluto. As suas aplicações são diversas,

vemos na figura 1 o funcionamento básico

de um encoder incremental.

A posição do objeto móvel linear ou

angular sobre o qual o sensor está acoplado,

é obtida a partir da contagem dos pulsos

digitais. Um encoder rotativo gera uma

certa quantidade de pulsos elétricos por

volta (360 o ). Para descobrir a sua variação

angular, a cada pulso é feito um cálculo

lógico simples.

Variação angular = 360 o / Número de

pulsos (preestabelecido em cada encoder)

Com um encoder de 50 Pulsos, teríamos:

Variação angular = 360 o / 50 = 7,2 o

Esta variação angular é chamada de

resolução do encoder.

Para encoders lineares é feito o mesmo

cálculo, mas leva em consideração a medida

da “régua” sobre o nº de pulsos.

Quando é obtida a posição de um objeto

móvel, rotatório ou linear, em vários pontos,

já temos dados suficientes para saber outras

grandezas em função do tempo como, por

exemplo, velocidade, rotação, frequência,

aceleração, etc. Até sem a ajuda de um

controlador para a transformação desses

dados, poderíamos, com alguns cálculos,

descobrir todas essas grandezas temporais.

Mas isso não será tratado neste artigo.

F1. Funcionamento básico do sensor

incremental.

F2. A leitura dos canais simultaneamente dá o sentido de rotação.

Existe outra informação importante

quando se trata do controle de objetos

móveis, qual o sentido da rotação (horário/

anti-horário) ou da direção (esquerda/direita).

Ambos o sentidos são descobertos do mesmo

modo, abordaremos logo adiante sobre ele.

Sentido de Rotação

Observe a figura 2, o encoder incremental

fornece simultaneamente dois pulsos

quadrados defasados em 90 o , havendo dois

sensores fotoelétricos para cada trilha (ou

canal). Um dos canais enviará o sinal antes,

comparando-se os dois, é possível descobrir

o sentido da rotação.

Pode haver também somente uma trilha

de dentes no disco, mas com 2 sensores

fotoelétricos, um ao lado do outro. Dependendo

do tempo de reposta de cada sensor,

será descoberto o sentido da rotação. Ainda

teremos os canais A e B conforme a figura

2, então, o valor de saída enviado ao con-

Maio/Junho 2012 :: Mecatrônica Atual

automação

F3. Representação gráfica das ondas

quadráticas dos 3 canais.

trolador será o mesmo, apesar da construção

do encoder ser diferente.

É possível concluir que na leitura em um

canal individualmente é dada a posição, já

nos dois canais simultaneamente, também

o sentido de rotação.

Lembramos ainda que na maioria dos

encoders incrementais é encontrado um

terceiro canal de leitura.

Ponto Zero ou Absoluto

Veja os três canais na figura 3, agora

aparece o “C”, conhecido como ponto zero ou

absoluto. Ele determina a origem do encoder,

a única posição que é possível descobrir sem

a contagem de pulsos. Em caso de queda

de tensão, o encoder voltará à posição zero.

Em uma impressora é utilizado um encoder

incremental linear; assim que ela é ligada,

essa “régua” precisa achar o ponto zero, e

então ficar pronta para algum comando

de impressão.

15


automação

A leitura do canal C, além de ser usada

como ponto de origem e dando ao eixo ou

objeto móvel um começo e fim no seu curso,

por ser uma referência, é utilizada pelo controlador

como suporte na contagem de pulsos.

Encoder Absoluto

O encoder absoluto é similar ao incremental,

porém, este sensor possui vários

sensores fotoelétricos onde suas leituras

combinadas formam um código “binário”

para cada posição, veja a figura 4.

Não é necessária a contagem dos pulsos

para descobrir a posição, porque elas são

distintas entre si; consequentemente, quedas

de tensões não alteram a real posição do

sensor como no encoder incremental.

Então, se todas as posições possuem o

seu próprio código, a leitura das posições

ficaria de acordo com a tabela 1.

Note que não há somente a coluna de

n os binários, mas também uma chamada

de código gray. Ela é muito útil em automação,

e principalmente para encoders

absolutos (box).

Uma outra similaridade entre os encoders

incrementais e absolutos é o cálculo

da resolução, utiliza-se o mesmo. Mas, a

sua resolução pode ser definida em uma

revolução (single turn) ou várias (multi turn).

O encoder single turn, conforme o

nome já diz, percorre todas as posições em

uma volta, e o multi turn, realiza todas as

combinações possíveis em mais que uma

revolução, veja a tabela 2.

Para fazer isso, além do código para cada

posição, também há outro para identificar

cada revolução completa, possibilitando ter

um controle ainda mais amplo do movimento.

Um encoder absoluto pode ser muito

útil onde é preciso ter um controle complexo

da posição.

Conclusão

Existem diversos tipos de encoders

cuja aplicação depende simplesmente dos

objetivos, ou seja, da definição na medida

da posição e da velocidade e ainda do tipo

de comunicação que deve ser feita com o

circuito de controle.

Há ainda uma grande quantidade de

informações sobre os encoders que não foram

explicadas nesse artigo, porém, com as

abordadas já é possível ter uma base de seu

funcionamento, o que ajudará na escolha

do sensor.

MA

16 Mecatrônica Atual :: Maio/Junho 2012

Decimal Binário Gray

0 0000 0000

1 0001 0001

2 0010 0011

3 0011 0010

4 0100 0110

5 0101 0111

6 0110 0101

7 0111 0100

8 1000 1100

9 1001 1101

10 1010 1111

11 1011 1110

12 1100 1010

13 1101 1011

14 1110 1001

15 1111 1000

T1. As posições de um encoder absoluto.

Single Turn Multi Turn

4096 posições

(12 bits)

8192 posições

(13 bits)

16384 posições

(14 bits)

4096 posições /

16 voltas (16 bits)

8192 posições /

20 voltas (20 bits)

16384 posições /

4096 voltas (24 bits)

T2. Os três tipos de resolução Single

turn e Multi turn do encoder absoluto.

F4. Funcionamento básico de um sensor absoluto.

Código Gray

Em números binários, cada passo pode

alterar vários bits, só para representar

um número sucessivo ou antecedente. A

quantidade de esforço e de erros que um

controlador tem para ler a variação constante

de bits, é grande! Em lugares onde

é preciso enviar dados digitais a todo

momento, basta utilizar o código gray.

A diferença do código Gray para o binário

é que na passagem de um valor para

FA. Disco codificado de um encoder absoluto.


outro, muda apenas um bit. Por exemplo,

na passagem de 7 para 8 muda apenas

o primeiro dígito, já no código binário

mudam 4 bits, este exemplo é visto na

tabela 1. Veja também a figura A.

A ideia de usar esse tipo de codificação

vem do tempo em que os circuitos digitais

ainda usavam válvulas e contadores eletromagnéticos.

As válvulas consumiam uma

grande quantidade de energia, assim como

FB. Circuito lógico para a transformação do código binário para gray.

a comutação de contadores. Então, picos

de consumo eram gerados na passagem

de 0111111 para 100000, quando vários

relés eram fechados e abertos ao mesmo

tempo. O pico de EFM (força contra-

-eletromotriz) gerado podia causar sérias

instabilidades ao circuito.

Para transformar código binário em gray

e vice-versa, é usado a porta lógica XOR,

observe a figura B.

Maio/Junho 2012 :: Mecatrônica Atual

automação

Na parte inferior esquerda da figura, há um

ótimo exemplo para a transformação do

número decimal 13, de binário para gray.

Basta seguir as regras da porta XOR.

A transformação do código gray para

binário, consequentemente, é o inverso,

veja a figura C.

Em aplicações que é importante enviar

dados a cada instante, é uma grande vantagem

mudar somente 1 bit por vez.

FC. Circuito lógico para a transformação do

código gray para binário.

17


automação

Automatismos

Eletromecânicos

Parte 1

Nesta primeira parte do artigo “Automatismos

Eletromecânicos” serão apresentados os principais

automatismos analógicos e digitais encontrados

na indústria, com destaque especial para os

Controladores Lógicos Programáveis (CLPs) e

as Ações de Controle mais utilizadas

saiba mais

Entenda os CLPs

Mecatrônica Fácil 49

CLPs e Programação Hardware

Mecatrônica Atual 41

Programação de um CLP Modos de

programação

Mecatrônica Atual 46

O funcionamento da memória de

um CLP

Mecatrônica Atual 42

Linguagem de Programação de

Robôs

Mecatrônica Atual 16

O

18 Mecatrônica Atual :: Maio/Junho 2012

Filipe Pereira

conceito de controle é extraordinariamente

amplo, abarcando desde um simples

interruptor que controla a ação de acender

uma lâmpada, uma válvula de regulação

de passagem de vapor numa tubulação,

ou no mais complexo processo em podem

participar redes de autômatos programáveis.

Em toda a sua amplitude pode-se definir

um sistema de controle como:

“Conjunto de componentes físicos conectados

de tal forma que ele possa comandar,

dirigir ou regular a si mesmo, ou a outro

sistema”.

O campo da engenharia da automatização

restringe-se ao conceito de comando, direção

ou regulação dinâmica (ou ativa) de um

processo. Trata-se, então, de manipulação

indireta das variáveis de um sistema denominado

“processo” através de outro chamado

“sistema de controle”. Veja as figuras 1 e 2.

Sistemas de Controle

Como esboçamos inicialmente na introdução,

o objetivo de um sistema de controle é

controlar a resposta de um processo sem que

o operador intervenha de forma direta sobre

os seus elementos de saída (do processo). O

operador manipula unicamente os valores

desejados denominados de Set-point ou valor

de referência, porque o sistema de controle

através dos seus atuadores (ou acionamentos)

se encarrega de controlar as saídas. O

sistema de controle opera normalmente com

comandos de baixa potência, chamadas

genericamente de sinais, resultando das

suas ações o controle real e regulação da

potência associada ao processo.

O conjunto do sistema de controle e

acionamentos limita-se a ser compreendido

como um conversor de potência, que executa

as ordens dadas através dos valores desejados

ou de Set-point. Este tipo de sistema de controle

denomina-se de anel aberto ou malha

aberta, porque não recebe nenhum tipo de

informação do estado ou comportamento

do processo fabril.

“Um sistema de Malha aberta é aquele

em que a ação de controle é independente

do/dos sinais de saída” (figura 3).

O que se torna mais comum é o fato

de o sistema de controle se encarregar de

tomar algumas decisões, que antecipam

determinados comportamentos do processo,

passando assim a constituir-se como sistemas

automáticos de controle.

Para isso é necessário a existência de

sensores que detectam o comportamento

do processo em causa e de um conjunto de

interfaces que adaptam os sinais dos sensores

às entradas do sistema de controle.


Este tipo de sistemas denomina-se “sistemas

de anel fechado, ou malha fechada”,

e a sua estrutura mostra claramente uma

cadeia aberta e um retorno de realimentação,

formando o que se designa por anel

de controle.

“Um sistema de controle de anel ou

malha fechada, é aquele em que a ação de

controle é de certo modo dependente do/

dos sinais de saída” (figura 4).

Automatismos Analógicos

e Digitais

Segundo a natureza dos sinais que intervêm

num processo, os sistemas de controle

podem ser divididos nos seguintes grupos:

• Sistemas analógicos;

• Sistemas digitais;

• Sistemas híbridos analógico – digitais.

Os sistemas analógicos trabalham com

sinais do tipo contínuo, com uma margem

de variação determinada. Alguns sinais

só podem representar variáveis físicas do

processo (pressão, temperatura, velocidade,

caudal, etc.) mediante uma tensão ou

corrente proporcional ao valor da variável

do processo medida (0 a 10 V, -10 a + 10

V, 4 a 20 mA, etc.)

Os sistemas digitais que trabalham com

sinais tudo ou nada (ligado/desligado, on/

off), são muitas vezes chamados também

de variáveis digitais binárias, só podendo

representar os seguintes estados ou níveis:

• Aberto ou fechado;

• Condução ou não condução;

• Maior ou menor.

Veja a figura 5.

Estes níveis ou estados só podem representar

variáveis lógicas ou bits, cujo

valor pode tomar unicamente o estado “1”

ou “0”, empregando a notação binária da

álgebra de Boole.

Dentro dos sistemas digitais deve-se

distinguir dois grupos: os que trabalham

variáveis de um só bit, denominados habitualmente

por automatismos lógicos e aqueles

que processam sinais de vários bits (8, 10,

12, 16 ou 32 bits) que são utilizados para

representar valores numéricos de variáveis,

contendo temporizadores, contadores, etc.

A estes últimos costuma-se denominar

habitualmente pela designação de automatismos

digitais. Os sistemas atuais com um

certo grau de complexidade, em particular

os autômatos programáveis (CLPs), são

quase sempre hibrídos, ou seja, sistemas

F1. Manipulação das variáveis do Processo pelo Sistema de Controle.

F2. Exemplar de um Sistema de Controle (CLP) para um Processo industrial.

F3. Sistema de malha aberta.

F4. Sistema de malha fechada.

Maio/Junho 2012 :: Mecatrônica Atual

automação

19


automação

que processam ao mesmo tempo sinais

analógicos e digitais.

No entanto, a unidade de controle é

totalmente digital e baseada num microprocessador

(ou microcontrolador) que

comporta a capacidade de cálculo necessária

para tratar sinais digitais e/ou analógicos.

Em virtude de grande parte dos sinais do

processo possuírem uma evolução do tipo

20 Mecatrônica Atual :: Maio/Junho 2012

analógica, as interfaces com o autômato programável

(CLP) devem realizar uma conversão

analógico-numérica, chamada normalmente

de conversão analógico – digital (A/D), para

que os sinais possam ser tratados pela unidade

de controle. Pode também ser necessário

dispor de sinais analógicos de saída para

determinados indicadores, ou para o controle

de determinados servos-sistemas externos.

F5. Os Sistemas de Controle podem ser Analógicos, Digitais ou Híbridos A/D.

F6. Exemplo de Automatismo Lógico para controle de máquina trituradora de rocha.

Características Sistema Cabeado Autômato Prográmavel

Flexibilidade de adaptação ao processo Baixo Alto

Hardware standard para aplicações distintas Não Sim

Possibilidades de ampliação Baixa Alto

Interconexões e cabeamento exterior Muito Pouco

Tempo de desenvolvimento do projecto Largo Curto

Possibilidades de modificação Difícil Fácil

Manutenção Difícil Fácil

Ferramentas para testes Não Sim

Stocks de manutenção Médios Baixos

Modificações sem parar o processo (online) Não Sim

Custo para pequenos trabalhos Alto Baixo

Estruturação em blocos independentes Difícil Fácil

T1. Características dos Automatismos Cabeados e Programáveis.

Neste caso, o sistema de controle deve

dispor também de interfaces capazes de

efetuar a transferência de sinais analógicos

a partir dos valores numéricos obtidos pela

unidade de controle, denominando-se este

processo de conversão digital – analógica

(D/A).

Automatismos Cabeados

e Programáveis

É possível classificar os sistemas de

controle, segundo o tipo de tecnologia que

utilizam para trabalhar com os automatismos.

Estamos então falando dos sistemas

de controle dos grandes grupos:

-Sistemas cabeados;

-Sistemas programáveis.

Os primeiros (sistemas cabeados) realizam

uma função de controle fixa, que

depende dos componentes que o formam e

da maneira como foram interligados. Deste

modo, a única forma de alterar a função de

controle é modificando os seus componentes

ou então, a forma de os interligar.

Os sistemas programáveis, por outro lado,

podem realizar as mais distintas funções de

controle sem alterar a sua configuração física,

modificando unicamente o programa de

controle contido no autômato programável

(CLP). Veja a tabela 1.

Dentro dos automatismos que utilizam

os sistemas programáveis, referimo-nos exclusivamente

aos Autômatos Programáveis

ou Controladores Lógicos Programáveis

(CLPs). Nestes, o termo programável tem

de ser interpretado como programável pelo

usuário, com o qual se obtém os benefícios de

uma equipe multifunções com um hardware

padrão. Nas tabelas apresentadas a seguir,

podem-se observar algumas características,

vantagens e inconvenientes dos autômatos

programáveis (CLPs) em relação aos sistemas

cabeados e em relação aos equipamentos

de programa fixo (ou de lógica à medida).

Controlador Lógico

Prográmavel - CLP

Podemos definir a um Autômato Programável

ou Controlador Lógico Programável

- CLP como:

Um equipamento eletrônico programável

pelo usuário em linguagem não informática,

e que se destina a controlar, dentro de um

ambiente industrial, máquinas ou processos

lógicos e/ou sequenciais.

Observe as tabelas 2 e 3.


Quanto ao ponto de vista do papel do

CLP nos sistemas de controle, ele constitui

a unidade de controle, incluindo total ou

parcialmente as interfaces com os sinais do

processo. Por outro lado, constitui-se como

um sistema de hardware standard, com

capacidade de conexão direta aos sinais do

campo (níveis de tensão ou corrente industriais,

transdutores e periféricos eletrônicos)

e programável pelo usuário.

Na indústria os CLPs podem cumprir

as seguintes funções:

• Substituir as lógicas cabeadas, a

relés‚ pneumática, hidráulica, digital

eletrônica com circuitos integrados,

para o comando de motores elétricos

e máquinas que possuem cilindros

pneumáticos e hidráulicos controlados

por eletroválvulas;

• Substituir temporizadores e contadores

eletromecânicos e eletrônicos;

• Efetuar processos de controle de Anel

ou malha fechada e/ou aberta;

• Atuar como interface de um computador

- processo de fabricação;

• Efetuar diagnósticos de falha e alarme;

• Regular dispositivos ou equipamentos

remotos a partir de um ponto da

fábrica e que se situam em ambientes

perigosos;

• Reduzir custos de fabricação.

Uma classificação primária dos CLPs

pode ser realizada através de dois tipos de

fatores, a saber:

• Quantitativos;

• Qualitativos.

Os fatores quantitativos classificam os

CLPs em função do número de sinais de

entrada e de saída que são capazes de manipular,

enquanto que os fatores qualitativos,

os classificam segundo a complexidade

de operações que são capazes de realizar.

Entende-se por sinais de entrada, o conjunto

de valores desejados (set-point) e de

realimentações (Sensores, transdutores ou

transmissores) em que se dá o processo de

aquisição (entrada) pelo autômato. Sinais

de saída serão, então, o conjunto de sinais

de controle enviados (ações do programa

de controle) pelo CLP. Tanto os sinais de

entrada como os de saída, podem ser sinais

analógicos e/ou digitais.

O hardware de um CLP possui um

conjunto de características standard, possuindo

como característica fundamental o

fato de ser modular. O conceito de modular

indica que o hardware está fragmentado

em partes que se podem interligar e que

permitem configurar um sistema à medida

das necessidades.

Também, existem autômatos compactos

que possuem uma unidade de controle e

um mínimo de entradas e saídas e estão

capacitados para um conjunto de unidades

de expansão previstas e que lhes permitem

ampliar consideravelmente o número entradas/saídas.

A tabela 4 seguinte resume algumas características

dos CLPs modulares e compactos.

Em certos tipos de CLPs existe a possibilidade

de escolher entre vários tipos de

CPUs adaptados à tarefa que se deseja realizar

ou até incluir múltiplas CPUs trabalhando

em paralelo nas tarefas distintas a executar.

Assim, as possibilidades de opção ou escolha,

Maio/Junho 2012 :: Mecatrônica Atual

automação

Características Sistema de Relés Sistema Cabeado Autômato Programável

Volume Alto Baixo Baixo

Consumo Alto Baixo Baixo

Velocidade Baixo Alto Médio

Interconexões com vários processos Difícil Difícil Fácil

Desgaste Alto Baixo Baixo

Robustez Alto Baixo Baixo

Ampliação Muito difícil Difícil Fácil

Custo por variável interna Alto Médio Baixo

Custos para E/S > 15:

Pequenas séries

Grandes séries

Alto

Alto

Médio

Baixo

Baixo

Médio

Manutenção por pessoal especializado Pouco Muito Médio

Stocks de manutenção Pouco Muito Médio

T2. Características comparadas entre os Sistemas (de Relés x Cabeado x CLP).

Características Sistemas de Relés Sistema Cabeado Autômato Programável

Lógica combinatória Sim Sim Sim

Lógica sequencial Limitada Sim Sim

Intruções aritméticas Não Sim Sim

Reguladores Não Sim Sim

Textos Não Sim Sim

Gráficos Não Sim Sim

Comunicações Não Sim Sim

Tomada de decisões Baixo nível Sim Sim

Software standard Não Não Sim

T3. Outras características comparadas.

Autômatos Compactos

Modulares

CPU Unica Várias CPUs

Nº de CPU 1 Central 1 Central 1 Central + Dedicadas

Nº de entradas/saídas 8 a 256 128 a 1.024 >1.024

Conjunto de Instruções


automação

Característica Autômato Único Inteligência Distribuída

Capacidade de processamento Boa Ótima

Estruturação em blocos Boa Ótima

Facilidade de manutenção Boa Ótima

Disponibilidade do sistema a avarias locais Baixa Alta

Cabeado Grande Reduzido

Modularidade Pouca Muita

Custo de instalação Ótimo Bom

Possibilidades de modificação e ampliação Boas Ótimas

Acesso a recursos compartilhados Rápido Mais Lento

Rapidez de processamento Bom Ótimo

T5. Inteligência distribuída nos CLPs industriais atuais.

um processador, com o qual se combinam

a potência de cálculo do processador e a

facilidade de efetuar interfaces standard que

o autômato dispõe como características-base.

O sistema de controle resultante desta combinação

possibilita as seguintes prestações:

• Sistema programável com una grande

potência de cálculo;

• Software standard para manipulação

de dados e gestão da produção;

• Interfaces standard do processador

para estações gráficas, utilizadas para

monitorizar o processo;

• Controle descentralizado com inteligência

distribuída, sem interromper

todo o processo quando houver falha

do controle central;

• Sistemas de comunicação standards

do tipo LAN ou WAN;

• Facilidade de interface com o Processo;

• Manutenção fácil por seções;

• Disponibilidade de ferramentas de

teste e manutenção;

• Possibilidade de visualizar o processo

em tempo real;

• Programação fácil em nível de seções;

• Flexibilidade para realizar modificações/alterações.

Automatismos Lógicos

Os automatismos lógicos podem ser

divididos em duas grandes categorias:

combinatórios e sequenciais.

Um sistema combinatório é aquele em

que as suas saídas dependem unicamente do

estado das suas entradas, com total independência

do estado inicial de partida das

entradas. O nome indica a forma como as

variáveis de saída dependem exclusivamente

da combinação das variáveis de entrada que

se apliquem.

Um sistema sequencial, por sua vez,

é aquele em que as suas saídas dependem

22 Mecatrônica Atual :: Maio/Junho 2012

das variáveis de entrada e do próprio estado

inicial do sistema. A denominação de sistema

sequencial indica que o valor das saídas depende

dos estados das entradas e da sequência

anterior dos estados nas mesmas entradas.

De um ponto de vista estrutural, os

sistemas sequenciais são formados por uma

interconexão de blocos combinatórios,

aparecendo no entanto nestes um elemento

novo, uma variável interna que se introduz

novamente como entrada. Este tipo de

variáveis internas fazem com que a resposta

do sistema já não dependa exclusivamente

das entradas, mas que dependa também do

estado da variável interna, pelo que se podem

chamar de variáveis de estado.

Apresenta-se o seguinte exemplo de um

automatismo lógico, onde se pretende encontrar

as equações lógicas para um sistema

de controle de uma máquina trituradora de

rocha, como se pode observar na figura 6.

As especificações do sistema são as

seguintes:

• O motor M3 dá a partida através do

interruptor M;

• O motor M2 parte sempre que M3

estiver funcionando ( em movimento);

• O motor M1 dá a partida se M2 está

em movimento, e se não é detectada

sobrecarga na máquina trituradora

(relé R1 com um contato normalmente

fechado).

Cada motor está protegido por um relé

térmico: RT1, RT2 e RT3, respectivamente.

O contato do relé térmico estará normalmente

fechado se não houver sobrecarga.

Deve soar um alarme sonoro se M1 estiver

em movimento e se M2 ou M3 param, e

também se M2 está em movimento e M3 para.

As fases do desenho e do planejamento

das condições são as seguintes:

a) Identificação de entradas e saídas

do sistema;

Entradas Saída

M RT3 K3

0 0 0

0 1 0

0 1 0

1 1 1

Entradas Saída

K3 RT2 R1 K2

0 0 0 0

0 0 1 0

0 1 0 0

0 1 1 0

1 0 0 0

1 0 1 0

1 1 0 0

1 1 1 1

Entradas Saída

K3 K2 RT1 K1

0 0 0 0

0 0 1 0

0 1 0 0

0 1 1 0

1 0 0 0

1 0 1 0

1 1 0 0

1 1 1 1

Entradas Saída

K1 K2 K3 AL

0 0 0 0

0 0 1 0

0 1 0 1

0 1 1 0

1 0 0 1

1 0 1 1

1 1 0 1

1 1 1 0

T6. Tabelas verdades para cada saída lógica.

b) Efetuar uma tabela da verdade para

cada saída;

c) Deduzir as equações lógicas;

d) Deduzir o esquema cabeado, ou o

programa do automatismo.

Veja as tabelas-verdades para cada uma

das saídas lógicas do sistema na tabela 6.

As equações lógicas para cada saída são:

A partir das equações lógicas, a implementação

depende da tecnologia de controle

com a qual se pretende construir o automatismo:

contatos eléctricos, pneumática, com

portas lógicas, autômato programável, etc.


F7. Diagrama de Blocos de um Sistema de Controle realimentado.

Ações de Controle

Os sistemas realimentados de controle,

como foi mostrado até aqui, podem ser representados

por um gráfico que se denomina

diagrama de blocos (figura 7).

Em particular, os sistemas de controle de

malha/anel fechado (ou com realimentação)

podem ser representados por um diagrama

de blocos, tal como se indica nessa figura.

Nesse diagrama, podem-se observar blocos

distintos ou etapas dos seus constituintes:

• G1: Controlador;

• G2: Elemento final de controle, ou

atuador;

• G3: Processo a controlar;

• H: Transdutor ou Sensor.

O bloco do controlador compara o valor

efetivo da saída de um processo com o valor

desejado ou de referência (set-point), gerando

assim um sinal de erro ou corretivo e o sinal

de controle. A forma, pela qual, o sistema de

controle produz o sinal de controle recebe

Maio/Junho 2012 :: Mecatrônica Atual

automação

o nome de ação de controle. As ações de

controle mais comuns são quatro:

• Controle de 2 posições: ON/OFF;

• Controle Proporcional + Integral: PI

• Controle Proporcional + Derivativo:

PD;

• Controle Proporcional + Integral +

Derivativo: PID.

Controle de duas

Posições: ON/OFF

Nos sistemas de controle de duas posições,

o elemento acionador tem somente duas

posições fixas, que normalmente são ligado

e desligado (conectado e desconectado, on/

off). Este tipo de controle é relativamente

simples e econômico, e é por ele que passam

numerosos casos tanto de controles industriais

como de dispositivos domésticos ou

de consumo (figura 8).

Se m(t) é o sinal de controle e e(t) o sinal

de erro, ter-se-á o seguinte:

23


automação

F8. Sinal de Saída no Controle ON-OFF.

Controle Proporcional +

Integral: PI

A ação de controle PI é definida pela

seguinte equação:

Onde, Kp representa o ganho proporcional

e Ti a constante de tempo integral. A

ação de controle PI recebe, às vezes, o nome

de controle de reposição por integração,

afetando principalmente a resposta temporal

em regime permanente (figura 9).

Controle Proporcional +

Derivativo: PD

A ação de controle PD é definida pela

seguinte equação:

F10. Sinal de Saída no Controle PD.

24 Mecatrônica Atual :: Maio/Junho 2012

F9. Sinal de Saída no Controle PI.

Em que Kp representa o ganho proporcional

e Td a constante de tempo derivativa.

A ação de controle PD recebe, por vezes, o

nome de controle por velocidade afetando

principalmente a resposta temporal em regime

transitório. Observe esse gráfico na figura 10.

Controle Proporcional +

Integral + Derivativo: PID

A ação de controlo PID é definida pela

seguinte expressão:

Onde, Kp representa o ganho proporcional,

Ti a constante de tempo integral e

Td a constante de tempo derivativa. A ação

de controle PID combina a características

dos controles PI e PD, enquanto resposta

temporal em regime permanente e transitório

(figura 11).

F11. Sinal de Saída no Controle PID.

Conclusão

Esperamos que tenha ficado clara a

abordagem dos principais automatismos

analógicos e digitais (cabeados ou programáveis)

encontrados na indústria atualmente.

Na segunda parte deste artigo, veremos

o método que se emprega para descrever o

comportamento dos sistemas de controle de

forma independente da tecnologia com os

quais estão associados. Também veremos um

outro método para o estudo das situações

possíveis de movimento e parada que se

podem encontrar na parte operativa de um

processo e as formas de evoluir de umas para

outras. Não perca!

MA

Eng.º Filipe Pereira

Diretor do Curso de Eletrônica, Automação

e Computadores - Escola Sec. D. Sancho I -

Departamento Eletrotécnica

E-mail: filipe.as.pereira@gmail.com

www.prof2000.pt/users/fasp.esds1


manutenção

Redução do Índice

de Queima de

Motores Elétricos

Metodologia 6 Sigma

Este artigo apresenta os resultados positivos alcançados na Redução

do Índice de Motores Elétricos Queimados na empresa

Suzano Papel e Celulose, após a implantação da Metodologia

Seis Sigma na planta industrial da Unidade Suzano

saiba mais

Como preservar motores elétricos

dentro do parque fabril

Mecatrônica Atual 32

Seleção e Aplicação de Motores

Elétricos - Apostila

RAMOS, M. C. São Paulo, 1998

Manual de Motores Elétricos

Weg Motores Ltda. Jaraguá do Sul,

2008

Máquinas elétricas girantes -

Parte 1: Motores de indução

trifásicos - Ensaios. NBR 5383-1

Máquinas elétricas girantes –

Motores de indução - Parte 1:

Trifásicos. NBR 17094-1

Máquinas de corrente contínua

– ensaios gerais. NBR 5165

Associação Brasileira de Normas

Técnicas. Rio de Janeiro.

Treinamento Green-Belt

Suzano Papel e Celulose

26 Mecatrônica Atual :: Maio/Junho 2012

Marcos Mozart Carceles de Faria

A

s intercorrências que envolvem problemas em

motores elétricos são várias, mas a situação

mais grave é quando um motor se queima, ou

seja, sofre total incapacidade de permanecer

ou voltar a operar normalmente.

Quando um motor desempenha função

vital na máquina e acaba se queimando, sua

substituição inevitável pode provocar várias

horas sem produção ou metas comprometidas.

Portanto, é preciso destacar as premissas

para a longevidade desses equipamentos que

invariavelmente impactam na disponibilidade

operacional. A durabilidade dos motores

depende de três condições:

• Instalação;

• Utilização;

• Manutenção.

A figura 1 mostra a interação das necessidades

para prover requisitos mínimos

que garantem operacionalidade adequada

aos motores elétricos.

As condições da instalação tratam de

aspectos como presença de gases, fumaça,

vapores, umidade, calor, vibrações, enfim,

agentes físicos que podem agredir o motor

quando instalado num ambiente. Também

estão contempladas nos itens das condições

da instalação a integridade do acionamento

elétrico, proteções do painel, e a qualidade

da energia elétrica. O conjunto de dispositivos

que manobra, protege e monitora

com energia adequada o motor, representa

as condições da instalação.

A condição de utilização de um motor

refere-se à maneira de operá-lo e como utilizá-

-lo. São fatores que normalmente nascem com

a especificação do projeto-base, indicando o

ciclo de operação, os limites e os parâmetros

normais para o bom funcionamento do

motor e da máquina.

As condições de manutenção representam

o plano a ser seguido conforme recomendação

do fabricante. Tem foco na conservação,

revisão e eventuais trocas de peças.

É de fundamental importância conhecer

os limites operacionais dos motores, pois

superá-los descaracteriza a garantia colocada

pelo fabricante.

Metodologia 6 Sigma

As oportunidades para redução da variabilidade

de processos, redução de defeitos,

identificação de causas-raízes, são alguns

dos aspectos tratados pelo 6 Sigma.


F1. Interação das condições mínimas para

garantir durabilidade dos motores elétricos. F2. Estrutura DMAIC utilizada no Seis Sigma.

Se a solução do problema não é conhecida,

então a metodologia 6 Sigma é a ferramenta

indicada. Aderir ao 6 Sigma significa satisfazer

plenamente o cliente. Na estrutura 6

Sigma existe a chance de ocorrência de 3,4

defeitos por cada milhão de oportunidades.

A aderência a Metodologia 6 Sigma

motiva as empresas com resultados financeiros

significativos pelo alto desempenho

operacional.

Os projetos 6 Sigma seguem um método

padronizado e sistemático de problema, conhecido

como DMAIC, que é apresentado

na figura 2.

Perdas com motores queimados

Contando atualmente com mais de

3.700 motores elétricos instalados, o parque

industrial de motores na Unidade Suzano

tem sua composição destacada na figura 3.

A etapa “Definir” do DMAIC permite

determinar de forma precisa o escopo do

projeto, e com isso é possível elaborar o

“Project Charter”.

Com base em fatos e dados confiáveis,

temos na figura 4 os registros com o histórico

de queima de motores elétricos na

unidade Suzano. A variabilidade e o número

de motores queimados no período sugerem

ações de processo que têm grande potencial

de eliminar as perdas com máquina parada

e custos com manutenção.

Motores elétricos queimados constituem

um típico problema indesejável. Seus

transtornos não só afetam a disponibilidade

operacional das máquinas como também o

custo de manutenção. A figura 5 mostra

os impactos que os motores causaram com

sua parada súbita.

Identificado às oportunidades e melhorias

que agregam valor e alinhado com

F3. Número de motores elétricos instalados na Unidade Suzano por área.

F4. Ocorrências com queima de motores no período de jan/2007 a set/2010.

manutenção

Maio/Junho 2012 :: Mecatrônica Atual

27


manutenção

F6. Diagrama de árvore com percentuais de ocorrência por área, setor e equipamento.

F7. Destaque para o setor da Central de Lavagem com maior índice de motores queimados.

Informações Dados Comentário

Meta do Projeto 2,0 queimas/mês Reduzir em 50% a queima de motores até out/2010

Abrangência Motores CA e CC Motores que afetam a disponibilidade ou qualidade

Histórico 4,1 queimas/mês Média do ano de 2009

T1. Escopo do projeto de redução do índice de queima de motores elétricos.

28 Mecatrônica Atual :: Maio/Junho 2012

Perdas com máquina parada: R$ 571.441,13

Custo com rebobinamento imprevisto: R$ 306.491,76

F5. Custos com queima de motores no ano

de 2009 na planta da Unidade Suzano.

a estratégia da gerência e compatível com a

Metodologia 6 Sigma, o escopo do projeto

foi definido conforme a tabela 1.

Estratificação dos dados,

análise e ações

O levantamento do histórico de manutenção

em motores aponta as oportunidades

com as ocorrências, utilizando o gráfico de

Pareto. Com isso, é possível detalhar a visão

das ocorrências através do “Diagrama de

árvore”, apresentado na figura 6. A estratificação

dos dados revela os equipamentos

com maior incidência, demonstrando que é

preciso desdobrar as demandas de investigação

com análise dos fenômenos.

Determinar a localização ou foco do

problema representa a etapa “Medir” do

DMAIC. Como exemplo das análises que

foram feitas, temos na figura 7, a área de

celulose, onde 13% das queimas de motores

aconteceram no setor da Central de Lavagem,

representando nove equipamentos avariados

no período analisado.

A análise também aponta investigações

para outros setores com índices menores de

ocorrências, contudo não foram priorizados

por não causarem descontinuidade na linha

de produção.

Estudar e determinar as causas do problema

prioritário representa a etapa “Analisar”

da metodologia DMAIC.

O setor da Central de Lavagem foi

explorado, e é possível identificar o foco de

ocorrências no local de aplicação conforme a

figura 8, e as avarias observadas nos motores

queimados estão destacadas na figura 9.

As causas de avarias nos motores queimados

do Fundo do Reator de Oxigênio

aparecem na figura 10. Na figura 11 é

mostrado o equipamento em questão. No


posto do Fundo do Reator de Oxigênio, 5

motores de 40 CV já sofreram queima em

3 anos e 9 meses, com uma média de pelo

menos um motor queimado por ano.

Considerando que a vida útil de um

motor, que esteja operando dentro de suas

características de placa e passando pelas

devidas manutenções, ultrapasse os doze

anos (segundo o artigo “Vida Útil do Motor

Elétrico”, fabricante WEG, maio/2007), a

partir do qual seu desempenho comece a

cair “naturalmente” e seu bobinado possa

ficar sujeito a uma “queima natural”, ações

prioritárias justificam a eliminação das

causas das falhas.

Foi utilizado o “Diagrama de Causa e

Efeito” (espinha de peixe) e aplicado a “técnica

dos porquês” para chegar à causa-raiz

do problema com as queimas de motores no

Fundo do Reator de Oxigênio. Na tabela

2 temos a causa fundamental, a qual será

foco no plano de ação, ou seja, trata da etapa

“Melhorar” no DMAIC, onde é possível

propor, avaliar e implantar soluções para

cada problema prioritário.

A metodologia também foi replicada para

a área de papel e seguiu-se o mesmo raciocínio

com o método DMAIC. Na figura 12, é

possível verificar que as ocorrências estão

distribuídas por vários equipamentos na

máquina B6. Dos equipamentos analisados

na máquina B6, 48% indicam queima dos

motores que acionam bombas, sendo que as

bombas centrífugas aparecem com 61,5%

nas ocorrências, ou seja, 8 equipamentos

falharam no período analisado.

Plano de ação

Com as causas fundamentais identificadas,

o plano de ação 5W1H foi elaborado

pela equipe de trabalho do projeto e pode

ser verificado na figura 13.

Atacar as causas prioritárias é fundamental

para se eliminar as fontes geradoras dos

problemas. Na figura 14 temos o Pareto

com as avarias nos motores, mas a causa-raiz

é desconhecida.

Em 51% dos casos com falhas dos motores,

no período de jan/2007 a set/2010,

manutenção

F8. Locais da Central de Lavagem onde 55,6% das queimas com motores ocorreram no Fundo

do Reator de Oxigênio e 33,3% na Bomba de Spill.

F9. Avarias detectadas nos motores do Fundo do Reator de Oxigênio, após serem desmontados

e inspecionados em Oficina Elétrica.

Causa primária

Causa secundária Causa terciária Causa quartenária Causa quintenária

Causa fundamental

(1º Por que?)

(2º Por que?) (3º Por que?) (4º Por que?)

(5º Por que?)

(Último Por que?)

Equipamento parou devido

à parada do motor.

Motor queimou.

Infiltrou água no

motor.

Alagamento da área

atingiu o motor.

Válvula aberta do dreno da área

de contenção do motor.

1. Válvula aberta do dreno da área

de contenção do motor

Área de contenção insuficiente 2. Área de contenção insuficiente

para proteger o motor.

para proteger o motor.

T2. “Técnica dos porquês” para determinação da causa fundamental na análise da queima dos motores do Fundo do Reator de Oxigênio.

Maio/Junho 2012 :: Mecatrônica Atual

29


manutenção

F10. Causa das avarias nos motores queimados do Fundo do Reator de Oxigênio, detectado

após abertura em bancada na Oficina Elétrica.

F11. Vista panorâmica do Fundo do Reator de Oxigênio com destaque para o motor.

F12. Equipamentos da máquina B6 com queima de motor no período de jan/2007 a set/2010.

30 Mecatrônica Atual :: Maio/Junho 2012

a avaria que é observada, com o motor

desmontado em oficina, é o “curto contra

massa”. Consultando os fabricantes de

motores, este tipo de dano no enrolamento

mostra defeitos de isolamento, causados,

caracteristicamente por contaminações,

abrasão ou oscilação de tensão.

A partir de um “brainstorming”, o diagrama

de espinha de peixe foi elaborado e

as ações de “Ver e Agir” foram priorizadas

para o problema em potencial “curto contra

massa”.

As variáveis críticas, que exercem grande

efeito no problema e, aquelas que não podem

ou não são controladas, foram priorizadas.

Com isso, para suportar as demandas

mapeadas no plano de ação, as equipes

multidisciplinares, executantes e operacionais

foram treinadas na análise e detecção

dos sintomas relacionados no diagrama de

causa e efeito. Treinamentos específicos de

normas e padrões técnicos foram aplicados

a equipe de manutenção e também novos

instrumentos foram adquiridos.

Um exemplo dos resultados positivos após

a aplicação do plano de ação, pode ver visto

na figura 16, onde a temperatura do motor

teve seu valor reduzido após a remoção da

obstrução na entrada de ar.

A importância da temperatura na vida de

um enrolamento do motor é fator fundamental.

Para um motor com classe de isolação

“F” (padrão de isolação que é utilizado nos

motores da Suzano), a vida da isolação dobra

ou diminui à metade para cada decréscimo

ou acréscimo, respectivamente, de 11 °C na

temperatura - segundo a "Curvas de vida

útil do isolamento" (IEEE 275).

Controle e resultados

Na fase “Controlar” é preciso garantir

a manutenção dos resultados. Portanto,

algumas ações foram implantadas de forma

sistemática.

Para garantir a execução dos trabalhos e

uniformidade das ações de manutenção em

campo ou em oficina, foram implantados:

a) Planos de Manutenção Sistemáticos:

ordens de serviço que o sistema

SAP emitirá automaticamente. Além

da execução em campo pela equipe

de inspeção sensitiva, ou seja, detectar

possíveis anomalias e corrigir

os desvios, os trabalhos devem ser

lançados e confirmados no sistema,

retroalimentando a base dados e


F13. Plano de ação 5W1H para as áreas de Papel e Celulose.

F14. Avarias observadas nos motores queimados no período de jan/2007 a set/2010.

manutenção

Maio/Junho 2012 :: Mecatrônica Atual

31


manutenção

F15. Gráfico “Espinha de Peixe” com destaque em “vermelho” para as causas que

contribuem para o problema.

F16. Anomalia identificada (esq.) e corrigida (centro) pela equipe de manutenção treinada.

*Excluso custos com mão de obra, frete e perdas de produção.

F17. Custos evitados com remoção preventiva de motores antes de queimarem

F18. Gráfico com o ganho em reais devido à redução do número de motores queimados.

32 Mecatrônica Atual :: Maio/Junho 2012

mantendo um histórico confiável

para eventuais consultas e revisões.

b) Procedimento de Critérios para

Manutenção, Inspeção e Liberação

de Motores na Oficina EEI: regulamenta

as atividades em oficina,

padronizando as tarefas e garantindo

a qualidade dos serviços realizados.

c) Controle do Fluxo de Motores na

Oficina: o controle de queima dos

motores passou a ser monitorado

semanalmente, com o auxílio da planilha

Excel de lançamento das entradas

dos motores na Oficina Elétrica.

Na figura 17 podemos ver os resultados

com motores removidos do local de instalação

antes de queimarem. As anomalias nesses

motores foram detectadas pela equipe de

sensitiva em campo.

Os ganhos acumulados na manutenção

com motores não queimados estão destacados

na figura 18.

Conclusão

A implantação do projeto de redução do

índice de queima de motores na Unidade

Suzano, possibilitou ganhos financeiros reais,

conforme demonstra a Metodologia 6 Sigma.

Um processo estável dá credibilidade

para as ações da equipe do projeto. O comprometimento

dos profissionais e disciplina

com os padrões na nova maneira de cuidar

dos motores determina o sucesso do projeto.

Os ganhos do projeto proporcionaram:

1) Redução da queima de motores

elétricos;

2) Menor impacto na disponibilidade

operacional;

3) Redução dos custos de manutenção

com reparos externos e;

4) Melhorias nos diagnósticos e detecção

dos sintomas em motores

elétricos.

MA

Marcos Mozart Carceles de Faria é Engenheiro

Elétrico com pós-graduação em Controle e

Automação Industrial pela Universidade de

Mogi das Cruzes. Ingressou na Suzano Papel e

Celulose na área de manutenção em motores

elétricos industriais em 1988 e hoje é Engenheiro

de Manutenção Sênior e trabalha no

Programa 6 Sigma Black-Belt.

Desde 2000 é docente no ensino técnico,

nas áreas de eletrônica e eletrotécnica. É

professor na ETE Presidente Vargas, em Mogi

das Cruzes.


conectividade

Entradas e Saídas Discretas

em sistemas Profibus

com controles híbridos

e aplicações de bateladas com o DC303

Este artigo mostrará alguns detalhes do que há de mais

novo em termos de desenvolvimento de equipamentos

com a tecnologia Profibus-PA.

Veremos ainda o uso desta tecnologia e as possibilidades

de tratamento de entradas e saídas discretas no equipamento

DC303, da SMAR.

saiba mais

PROFIBUS, César Cassiolato

Mecatrônica Atual 44

Rede Profibus PA, Osmar Brune

www.mecatronicaatual.com.br/

secoes/leitura/821

Manuais de operação do DC303

Manuais SMAR Profibus

34 Mecatrônica Atual :: Maio/Junho 2012

César Cassiolato

Este equipamento possui entradas e saídas

discretas e um bloco funcional flexível que

permite o controle lógico e sequencial. As

instalações Profibus-PA podem ser híbridas

envolvendo arquiteturas distribuídas e

estendendo-se a equipamentos convencionais

analógicos e/ou discretos, e até mesmo a

outras tecnologias.

Blocos Funcionais no DC303

O DC303 possui três tipos de blocos

funcionais. São eles:

• Bloco Funcional de Entrada Discreta

(16 DIs);

• Bloco Funcional de Saída Discreta

(8 DOs);

• Bloco Funcional Lógicos.

Os dois primeiros, embora executem

tarefas avançadas, são conhecidos como

blocos funcionais básicos, onde o número

de entradas e saídas, assim como os tipos

de dados, são pré-definidos de acordo com

o padrão Profibus-PA ou ainda, podem ser

específicos ao fabricante, mas de acordo com

as especificações Profibus-PA.

O Bloco Funcional Flexível (daqui para

frente denominado FFB) foi desenvolvido

para atender funções mais complexas, tais

como, o controle de processos discretos e

híbridos, por exemplo, controle em batelada,

controle de motores DC e AC, gateways de

E/S, lógicas sequenciais, etc, onde o algoritmo,

onde o usuário pode definir sua execução

de acordo com sua necessidade, dando

uma maior flexibilidade às aplicações. O

FFB é configurado via linguagem de texto

estruturado.

DC303, o primeiro

equipamento Profibus-PA a ter

um Flexible Function Block

O DC303, conforme ilustrado na figura

1, permite uma fácil integração entre o

Profibus-PA e E/S convencionais. Dispositivos

discretos como chaves de pressão, botoeiras,

válvulas “on/off”, bombas e esteiras podem

ser integradas ao sistema Profibus via barramento

PA, usando o DC303. Ele pode

estar distribuído ao campo onde se tem os

dispositivos discretos convencionais, sem a

necessidade de cabeamento entre estes e a

sala de controle.

O DC303 permite que entradas e saídas

discretas convencionais possam estar dis-


F1. DC303, Entradas e Saídas Remotas

Profibus-PA.

poníveis à fácil configuração de estratégias

de controle, usando o conceito de Blocos

Funcionais Profibus-PA e tornando o sistema

homogêneo de tal forma a fazer com

que estes dispositivos possam parecer como

simples diapositivos em um barramento

Profibus-PA. Possui os seguintes blocos

funcionais: DI, DO, FFB, etc.

Malhas de controle são implementadas

independentemente se são dispositivos de E/S

convencionais ou Profibus-PA. Apenas uma

linguagem de programação é necessária para

isto. Veja na figura 2 uma aplicação genérica.

Execução de Lógicas no DC303

O DC303 foi projetado para executar

lógicas. Neste caso os blocos de saídas discretas

DOs não atuarão fisicamente no hardware. O

bloco transdutor possui um bloco funcional

flexivel built-in (FFB) que pode receber até 8

entradas discretas vindas da rede Profibus via

parâmetros SP_D dos blocos DOs. No bloco

transdutor estes parâmetros são denominados

de IN_D1 a IN_D8.

O bloco transdutor também pode disponibilizar

8 saídas discretas à rede Profibus,

através dos parâmetros OUT_D1 a OUT_D8

que são disponibilizados via blocos de entradas

discretas DIs (DI1 a DI8). Pode receber até

16 entradas discretas via hardware e também

disponibilizar 8 saídas discretas de hardware.

Nesta situação os blocos DOs e DIs devem

estar em automático (mode block).

E ainda, automaticamente ao se habilitar

o bloco FFB no bloco transdutor(via

parâmetro TRD_FFB_ENABLED), os

blocos DI9 a DI16 são colocados em “Out

of Service”.

F2. Aplicação genérica com entradas e saídas discretas e controle de processos.

Quando o bloco FFB estiver desabilitado,

o DC303 funciona com 16 blocos DIs e 8

blocos DOs, lendo suas 16 entradas discretas

de hardware e atuando em suas 8 saídas de

hardware, respectivamente.

A indicação do estado (status) das entradas

depende do sub-sistema de E/S.

O Bloco FFB provê lógicas como AND,

OR, XOR e NOT e funções como: TimerOn-

-Delay, Timer Off-Delay, Timer Pulse, Pulse

Counter Down (CTD), Pulse Counter

Up(CTU), Flip-Flop RS e Flip-Flop SR. As

lógicas são feitas utilizando-se as entradas

discretas (IN_Dx) vindas da rede Profibus

via DOs(SP_D), as saídas disponíveis a rede

Profibus (OUT_Dx via DIs), as entradas

discretas de hardware, as saídas discretas de

hardware , valores discretos de segurança em

condições de falha (FSx) e variáveis discretas

auxiliares (AUX’s). Veja a figura 3.

Status

O status das saídas OUT_Dx será de

acordo com:

• Falha de entrada – ruim: Equipamento

em falha (Input failure – Bad: Device

Failure);

• Partida– ruim: equipamento em falha

(Power up – Bad: Device Failure).

conectividade

Na execução da lógica, um status maior

ou igual a 0x80 é considerado “verdadeiro”

(true) e menor que 0x80, é considerado

“falso” (false).

Modos Suportados

O bloco transdutor suporta o seguintes

módulos: O/S e AUTO.

As mudanças nas Linhas Lógicas e seus

parâmetros de configuração dependem da

seleção de CHANGE_OPTION.

Parâmetros

Na tabela 1 estão listadas as execuções

de lógica do bloco Transdutor.

A tabela 2 descreve as Operações Lógicas

e os Comandos de Linha e seus Símbolos

Correspondentes, usados nas linhas lógicas:

• A lógica Inversora (!) trabalha somente

com variáveis simples. Exemplo:

OUT1=!IN1;

• Note que não é permitido ter, por

exemplo, OUT1=!TP01(IN1);. Para se

trabalhar desta forma, deve-se fazer:

A01= TP01(IN1);. -> OUT1=!A01;

• A execução da linha lógica é sempre

executada linha por linha e da

esquerda para a direita. Não são

permitidos espaços entre caracteres.

Maio/Junho 2012 :: Mecatrônica Atual

35


conectividade

Idx Parâmetro Tipo Dado (comp)

Faixa Válida/

Opções

Valor Default Unidade Descrição

16 TRD_FFB_ENABLE Unsigned8

0 Disabled;

1 Enabled

0 Disabled Permite a execução do FFB no TRD Block.

17 IN_D1 DS-34 Entrada discreta nº 1 utilizada pelo cálculo do bloco.Vem do DO_1(SP_D)

18 IN_D2 DS-34 Entrada discreta nº 2 utilizada pelo cálculo do bloco.Vem do DO_2 (SP_D)

19 IN_D3 DS-34 Entrada discreta nº 3 utilizada pelo cálculo do bloco.Vem do DO_3 (SP_D)

20 IN_D4 DS-34 Entrada discreta nº 4 utilizada pelo cálculo do bloco.Vem do DO_4 (SP_D)

21 IN_D5 DS-34 Entrada discreta nº 5 utilizada pelo cálculo do bloco.Vem do DO_5 (SP_D)

22 IN_D6 DS-34 Entrada discreta nº 6 utilizada pelo cálculo do bloco.Vem do DO_6 (SP_D)

23 IN_D7 DS-34 Entrada discreta nº 7 utilizada pelo cálculo do bloco.Vem do DO_7 (SP_D)

24 IN_D8 DS-34 Entrada discreta nº 8 utilizada pelo cálculo do bloco.Vem do DO_28(SP_D)

25 FSTATE_VAL_D1 Unsigned8 0

Valor discreto utilizado como valor de segurança na condição de falha para a

saída de hardware nº 1.

26 FSTATE_VAL_D2 Unsigned8 0

Valor discreto utilizado como valor de segurança na condição de falha para a

saída de hardware nº 2.

27 FSTATE_VAL_D3 Unsigned8 0

Valor discreto utilizado como valor de segurança na condição de falha para a

saída de hardware nº 3.

28 FSTATE_VAL_D4 Unsigned8 0

Valor discreto utilizado como valor de segurança na condição de falha para a

saída de hardware nº 4.

29 FSTATE_VAL_D5 Unsigned8 0

Valor discreto utilizado como valor de segurança na condição de falha para a

saída de hardware nº 5.

30 FSTATE_VAL_D6 Unsigned8 0

Valor discreto utilizado como valor de segurança na condição de falha para a

saída de hardware nº 6.

31 FSTATE_VAL_D7 Unsigned8 0

Valor discreto utilizado como valor de segurança na condição de falha para a

saída de hardware nº 7.

32 FSTATE_VAL_D8 Unsigned8 0

Valor discreto utilizado como valor de segurança na condição de falha para a

saída de hardware nº 8.

33 OUT_D1 DS-34

Variável discreta da saída 1 calculada pelo bloco quando em modo AUTO e

copiada para o DI_1.

34 OUT_D2 DS-34

Variável discreta da saída 2 calculada pelo bloco quando em modo AUTO e

copiada para o DI_2.

35 OUT_D3 DS-34

Variável discreta da saída 3 calculada pelo bloco quando em modo AUTO e

copiada para o DI_3.

36 OUT_D4 DS-34

Variável discreta da saída 4 calculada pelo bloco quando em modo AUTO e

copiada para o DI_4.

37 OUT_D5 DS-34

Variável discreta da saída 5 calculada pelo bloco quando em modo AUTO e

copiada para o DI_5.

38 OUT_D6 DS-34

Variável discreta da saída 6 calculada pelo bloco quando em modo AUTO e

copiada para o DI_6.

39 OUT_D7 DS-34

Variável discreta da saída 7 calculada pelo bloco quando em modo AUTO e

copiada para o DI_7.

40 OUT_D8 DS-34

Variável discreta da saída 8 calculada pelo bloco quando em modo AUTO e

copiada para o DI_8.

41 AUX_01_16 Bitstring(2) Variável Auxiliar bit enumerated 01_16.

42 AUX_17_32 Bitstring(2) Variável Auxiliar bit enumerated 17_32.

43 AUX_33_48 Bitstring(2) Variável Auxiliar bit enumerated 33_48.

44 AUX_49_64 Bitstring(2) Variável Auxiliar bit enumerated 49_64.

45 AUX_65_80 Bitstring(2) Variável Auxiliar bit enumerated 65_80.

46 AUX_81_96 Bitstring(2) Variável Auxiliar bit enumerated 81_96.

47 TON_PST 16 Floats Positive 0 Seg

Vetor de 16 elementos em ponto flutuante onde o usuário pode setar em

segundos o valor PST para cada Timer ON Delay.

48 TON_CTA 16 Floats 0 seg

Vetor de 16 elementos em ponto flutuante onde o usuário pode ver em

segundos o valor decorrido para cada Timer ON Delay.

49 TON_OUT Bitstring(2) Variável que indica os estados dos timers ativos.

50 TOFF_PST 16 Floats Positive 0 Seg

Vetor de 16 elementos em ponto flutuante onde o usuário pode setar em

segundos o valor PST para cada Timer OFF Delay.

51 TOFF_CTA 16 Floats 0 seg

Vetor de 16 elementos em ponto flutuante onde o usuário pode ver em

segundos o valor decorrido para cada Timer OFF Delay.

52 TOFF_OUT Bitstring(2) Variável que indica os estados dos timers ativos.

53 TP_PST 16 Floats Positive 0 Seg

Vetor de 16 elementos em ponto flutuante onde o usuário pode setar em

segundos o valor PST para cada Timer PULSE.

54 TP_CTA 16 Floats 0 Seg

Vetor de 16 elementos em ponto flutuante onde o usuário pode ver em

segundos o valor decorrido para cada Timer PULSE.

55 TP_OUT Bitstring(2) Variável que indica os estados dos timers ativos.

56 CTU_PST 16 Unsigned32 Positive 0 Nenhuma

Vetor de 16 elementos unsigned integer32 onde pode-se configurar o valor a ser

contado para cada contador. O contador irá incrementar de zero ao valor PST.

57 CTU_CTA 16 Unsigned32 0 Nenhuma

Vetor de 16 elementos unsigned integer32 onde pode-se acompanhar a

contagem parcial para cada contador.

58 CTU_OUT Bitstring(2) Variável que indica os estados dos contadores ativos.

59 CTD_PST 16 Unsigned32 Positive 0 Nenhuma

Vetor de 16 elementos unsigned integer32 onde pode-se configurar o valor a ser

contado para cada contador. O contador irá decrementar do valor PST até zero.

60 CTD_CTA 16 Unsigned32 0 Nenhuma

Vetor de 16 elementos unsigned integer32 onde pode-se acompanhar a

contagem parcial para cada contador.

61 CTD_OUT Bitstring(2) Variável que indica os estados dos timers ativos.

62 RS_OUT Bitstring(2) Variável que indica os estados dos Flip-Flops RS ativos.

63 SR_OUT Bitstring(2) Variável que indica os estados dos Flip-Flops SR ativos.

36 Mecatrônica Atual :: Maio/Junho 2012


Idx Parâmetro Tipo Dado (comp) Faixa Válida/Opções Valor Default Unidade Descrição

64 LOGIC_01 VisibleString(24) Espaços Na Linha Lógica de comando 1.

65 LOGIC_02 VisibleString(24) Espaços Na Linha Lógica de comando 2.

66 LOGIC_03 VisibleString(24) Espaços Na Linha Lógica de comando 3.

67 LOGIC_04 VisibleString(24) Espaços Na Linha Lógica de comando 4.

68 LOGIC_05 VisibleString(24) Espaços Na Linha Lógica de comando 5.

69 LOGIC_06 VisibleString(24) Espaços Na Linha Lógica de comando 6.

70 LOGIC_07 VisibleString(24) Espaços Na Linha Lógica de comando 7.

71 LOGIC_08 VisibleString(24) Espaços Na Linha Lógica de comando 8.

72 LOGIC_09 VisibleString(24) Espaços Na Linha Lógica de comando 9.

73 LOGIC_10 VisibleString(24) Espaços Na Linha Lógica de comando 10.

74 LOGIC_11 VisibleString(24) Espaços Na Linha Lógica de comando 11.

75 LOGIC_12 VisibleString(24) Espaços Na Linha Lógica de comando 12.

76 LOGIC_13 VisibleString(24) Espaços Na Linha Lógica de comando 13.

77 LOGIC_14 VisibleString(24) Espaços Na Linha Lógica de comando 14.

78 LOGIC_15 VisibleString(24) Espaços Na Linha Lógica de comando 15.

79 LOGIC_16 VisibleString(24) Espaços Na Linha Lógica de comando 16.

80 LOGIC_17 VisibleString(24) Espaços Na Linha Lógica de comando 17.

81 LOGIC_18 VisibleString(24) Espaços Na Linha Lógica de comando 18.

82 LOGIC_19 VisibleString(24) Espaços Na Linha Lógica de comando 19.

83 LOGIC_20 VisibleString(24) Espaços Na Linha Lógica de comando 20.

84 LOGIC_21 VisibleString(24) Espaços Na Linha Lógica de comando 21.

85 LOGIC_22 VisibleString(24) Espaços Na Linha Lógica de comando 22.

86 LOGIC_23 VisibleString(24) Espaços Na Linha Lógica de comando 23.

87 LOGIC_24 VisibleString(24) Espaços Na Linha Lógica de comando 24.

88 LOGIC_25 VisibleString(24) Espaços Na Linha Lógica de comando 25.

89 LOGIC_26 VisibleString(24) Espaços Na Linha Lógica de comando 26.

90 LOGIC_27 VisibleString(24) Espaços Na Linha Lógica de comando 27.

91 LOGIC_28 VisibleString(24) Espaços Na Linha Lógica de comando 28.

92 LOGIC_29 VisibleString(24) Espaços Na Linha Lógica de comando 29.

93 LOGIC_30 VisibleString(24) Espaços Na Linha Lógica de comando 30.

94 LOGIC_31 VisibleString(24) Espaços Na Linha Lógica de comando 31.

95 LOGIC_32 VisibleString(24) Espaços Na Linha Lógica de comando 32.

96 LOGIC_33 VisibleString(24) Espaços Na Linha Lógica de comando 33.

97 LOGIC_34 VisibleString(24) Espaços Na Linha Lógica de comando 34.

98 LOGIC_35 VisibleString(24) Espaços Na Linha Lógica de comando 35.

99 LOGIC_36 VisibleString(24) Espaços Na Linha Lógica de comando 36.

100 LOGIC_37 VisibleString(24) Espaços Na Linha Lógica de comando 37.

101 LOGIC_38 VisibleString(24) Espaços Na Linha Lógica de comando 38.

102 LOGIC_39 VisibleString(24) Espaços Na Linha Lógica de comando 39.

103 LOGIC_40 VisibleString(24) Espaços Na Linha Lógica de comando 40.

104 LOGIC_41 VisibleString(24) Espaços Na Linha Lógica de comando 41.

105 LOGIC_42 VisibleString(24) Espaços Na Linha Lógica de comando 42.

106 LOGIC_43 VisibleString(24) Espaços Na Linha Lógica de comando 43.

107 LOGIC_44 VisibleString(24) Espaços Na Linha Lógica de comando 44.

108 LOGIC_45 VisibleString(24) Espaços Na Linha Lógica de comando 45.

109 LOGIC_46 VisibleString(24) Espaços Na Linha Lógica de comando 46.

110 LOGIC_47 VisibleString(24) Espaços Na Linha Lógica de comando 47.

111 LOGIC_48 VisibleString(24) Espaços Na Linha Lógica de comando 48.

112 LOGIC_49 VisibleString(24) Espaços Na Linha Lógica de comando 49.

113 LOGIC_50 VisibleString(24) Espaços Na Linha Lógica de comando 50.

114 LOGIC_CHECK Unsigned8

0 - Enable.

1 - Checked.

2- Changed but not checked yet.

115 ERROR_LINE Unsigned8 0-50 1 Na

116 ERROR_CODE Unsigned8

0 - Logic Ok.

1 - Exceed String Length or string not valid.

2 - Non valid operand.

3 - No implemented logic or missing ‘;’

4 - Missing "()" or argument not valid.

5 - Non valid resource.

6 - Argument not valid.

7 - Function not valid

8 - Non available resource.

9 - Non valid attribution.

10 - First Argument not valid.

11- Second Argument not valid.

0 - Logic parameter changes are only

117 CHANGE_OPTION Unsigned8

allowed in Out of Service.

1 - Always accept Logic parameter changes.

T1. Parâmetros do Bloco Transdutor – Execução de lógicas.

conectividade

1 - Checked. Na Permite a verificação das linhas lógicas.

3 - No implemented

logic or missing ‘;’

0 - Logic parameter

changes are only allowed Na

in Out of Service.

Indica a linha onde se tem erro. Valor igual a

zero indica que não existe linha com erro.

Na Indica o código de erro.

Habilita mudanças nas linhas de lógicas

independentes do modo de operação do bloco.

Maio/Junho 2012 :: Mecatrônica Atual

37


conectividade

F3. Execução de lógicas no DC303 (Bloco FFB)

F4. FunçãoTimer Pulse – diagramas de tempo.

F5. Função Timer OFF-Delay – diagramas de tempo.

38 Mecatrônica Atual :: Maio/Junho 2012

Não é permitido linhas vazias entre

linhas com lógicas implementadas,

isto é, a implementação deve ser em

sequência.

Depois de escrever a lógica dentro dos

parâmetros LOGIC_XX (XX:01 -> XX:50),

o usuário precisa selecionar a opção “Enable”

no parâmetro LOGIC_CHECK para

verificar se há erros de sintaxe.

Quando se utiliza o processo de download,

é primordial configurar, primeiramente, os

parâmetros LOGIC_XX (XX:01 -> XX:50)

e depois o parâmetro LOGIC_CKECK.

Esta sequência é fundamental para executar

a verificação.

A tabela 3 mostra o mnemônico para

cada parâmetro de bloco usado nas linhas

lógicas. O mnemônico deve estar em letras

maiúsculas:

Funções

Para cada tipo de função há 16 recursos

disponíveis e o usuário pode usar somente

um recurso de cada vez. O usuário poderá

atribuir o resultado de uma função aos bits

discretos auxiliares.

TP TIMERPULSE

Esta função gera em sua saída um pulso

de largura de tempo fixa a cada transição

de falso para verdadeiro (borda de subida)

na entrada. A largura de pulso pode ser

programada no parâmetro TP_PST, em

segundos. Transições na entrada serão ignoradas,

enquanto a saída estiver ativa. O timer

corrente pode ser monitorado no parâmetro

TP_CTA (figura 4).

A sintaxe para a função Timer Pulse é:

TPxx(arg).

Onde, xx é o recurso de 01 a 16 e arg

é o argumento da função e deve ser uma

variável simples. Exemplos:

• O1=TP01(IN1);

• OUT1= TP01(A05);

• OUT3=TP08(FS1);.

Por exemplo, os exemplos seguintes são

permitidos na linha lógica:

• O1=TP01(IN1&IN2);: note que

o argumento é o resultado de uma

operação e isto não é permitido;

• O1=TP10(!IN1);: note que o argumento

é o resultado de função NOT

e isto não é permitido;

• O1=TP10(CTD01(IN1,IN2));: note

que o argumento é o resultado de

uma função e isto não é permitido.


OperaçãoLógica e

Comando de Linha

Símbolo-descrição

E &

OU |

OUExclusivo ^

Inversor !

Igual =

(arg1,arg2) Argumentosde função

; Finalizador de linha

T2. Operações lógicas e comandos de linha.

TON TIMERON-DELAY

Nesta função a saída vai para verdadeiro

após um período de tempo em segundos

configurável no parâmetro TP_PST, após

a entrada ir para verdadeiro. Se a entrada

for para falso antes do tempo PST, a saída

permanecerá em falso. O parâmetro CTA

mostra o tempo decorrente até o valor PST

(figura 5).

A sintaxe para a função Timer On-Delay

é: TONxx(arg).

Onde, xx é o recurso de 01 a 16 e arg

é o argumento da função e deve ser uma

variável simples. Exemplos:

• O1=TON01(IN1)&SI;

• OUT1= TON01(A05);

• OUT3=TON08(FS1);.

Por exemplo, os seguintes exemplos não

são permitidos na linha lógica:

• O1=TON01(IN1&IN2);: note que

o argumento é o resultado de uma

operação e isto não é permitido.

• O1=TON10(!IN1);: note que o argumento

é o resultado de uma função

NOT e isto não é permitido.

• O1=TON10(CTD01(IN1,IN2));:

note que o argumento é o resultado

de uma função e isto não é permitido.

TOF TIMER OFF-DELAY

Esta função estende o estado verdadeiro da

entrada por um período de tempo em segundos

configurado via parâmetro TOF_PST. Se a

entrada vai para verdadeiro antes da saída ir

para falso, a saída ficará em verdadeiro até

que a saída vá para falso e decorra o tempo

PST. O parâmetro CTA mostra o tempo

corrente (figura 6).

A sintaxe para Timer Off-Delay é:

TOFxx(arg).

Onde, xx é o recurso usado de 01 a 16

e arg é o argumento da função e deve ser

uma variável simples. Exemplos:

• O1=TOF01(IN1)&SI;

• OUT1= TOF01(A05);

• OUT3=TOF08(FS1).

Parâmetro Mnemônico

HW_IN.Value1 I01

HW_IN.Value2 I02

HW_IN.Value3 I03

HW_IN.Value4 I04

HW_IN.Value5 I05

HW_IN.Value6 I06

HW_IN.Value7 I07

HW_IN.Value8 I08

HW_IN.Value9 I09

HW_IN.Value10 I10

HW_IN.Value11 I11

HW_IN.Value12 I12

HW_IN.Value13 I13

HW_IN.Value14 I14

HW_IN.Value15 I15

HW_IN.Value16 I16

HW_IN.Status SI

HW_OUT.Status SO

HW_OUT.Value1 O1

HW_OUT.Value2 O2

HW_OUT.Value3 O3

HW_OUT.Value4 O4

HW_OUT.Value5 O5

HW_OUT.Value6 O6

HW_OUT.Value7 O7

HW_OUT.Value8 O8

IN_D1.Status IN1S

IN_D2.Status IN2S

IN_D3.Status IN3S

IN_D4.Status IN4S

IN_D5.Status IN5S

IN_D6.Status IN6S

IN_D7.Status IN7S

IN_D8.Status IN8S

IN_D1.Value IN1

IN_D2.Value IN2

IN_D3.Value IN3

IN_D4.Value IN4

IN_D5.Value IN5

IN_D6.Value IN6

IN_D7.Value IN7

IN_D8.Value IN8

OUT_D1.Status SOUT1

OUT_D2.Status SOUT2

OUT_D3.Status SOUT3

OUT_D4.Status SOUT4

OUT_D5.Status SOUT5

OUT_D6.Status SOUT6

OUT_D7.Status SOUT7

OUT_D8.Status SOUT8

OUT_D1.Value OUT1

OUT_D2.Value OUT2

OUT_D3.Value OUT3

OUT_D4.Value OUT4

OUT_D5.Value OUT5

OUT_D6.Value OUT6

OUT_D7.Value OUT7

OUT_D8.Value OUT8

FSTATE_VAL_D1 FS1

FSTATE_VAL_D2 FS2

FSTATE_VAL_D3 FS3

FSTATE_VAL_D4 FS4

FSTATE_VAL_D5 FS5

FSTATE_VAL_D6 FS6

FSTATE_VAL_D7 FS7

FSTATE_VAL_D8 FS8

AUX_01_16 A01-A16

AUX_17_32 A17-A32

AUX_33_48 A33-A48

AUX_49_64 A49-A64

AUX_65_80 A65-A80

AUX_81_96 A81-A96

TON TON01-TON16

TOFF TOF01-TOF16

TP TP01-TP16

CTU CTU01-CTU16

CTD CTD01-CTD16

RS RS01-RS16

SR SR01-SR16

T3. Mnemônicas nas linhas lógicas.

conectividade

Maio/Junho 2012 :: Mecatrônica Atual

39


conectividade

F6. Função Timer On-Delay – diagramas de tempo.

Por exemplo, os seguintes exemplos são

não permitidos na linha lógica:

• O1=TOF01(IN1&IN2);: note que

o argumento é o resultado de uma

operação e isto não é permitido.

• O1=TOF10(!IN1);: note que o argumento

é o resultado de uma função

e isto não é permitido.

• O1=TOF10(CTD01(IN1,IN2));:

note que o argumento é o resultado

de uma função e isto não é permitido.

CTD PULSE COUNTER DOWN

Esta função é usada para contar transições

de subida (de falso para verdadeiro) da

entrada (arg1). A cada transição de subida,

o parâmetro CTA decrementa de uma unidade.

Quando o CTA atinge o valor zero,

a saída do contador irá para verdadeiro. O

valor do contador CTA será carregado com

o valor de PST. Uma transição de falso para

verdadeiro no argumento 2 (arg2) coloca a

saída em falso e o parâmetro CTA receberá

o valor PST.

A sintaxe para CTD é: CTDxx(arg1,arg2).

Onde, xx é o recurso de 01 a 16 e arg1

e arg2 são argumentos das funções e devem

ser variáveis simples. Exemplos:

• O3=CTD10(IN1,IN2);

• OUT1=CTD03(A11,A14)&SI;.

Por exemplo, os seguintes exemplos são

não permitidos na linha de lógica:

• O1=CTD01(IN1&IN2,IN3);: note

que o argumento é o resultado de

uma operação e isto não é permitido;

• O1=CTD10(!IN1,IN3);: note que

o argumento é o resultado de uma

função e isto não é permitido;

40 Mecatrônica Atual :: Maio/Junho 2012

• O1=CTD10(TP01(IN1),IN2);: note

que o argumento é o resultado de

uma função e isto não é permitido.

CTU PULSE COUNTER UP

Esta função é usada para contar transições

de subida (de falso para verdadeiro)

na entrada (arg1).

A cada transição o parâmetro CTA

incrementará de uma unidade. Ao atingir

o valor PST, a saída desta função irá para o

estado lógico verdadeiro e o valor CTA será

carregado com valor zero. Uma transição de

falso para verdadeiro no argumento 2 (arg2)

coloca a saída em falso e o parâmetro CTA

receberá o valor zero.

A sintaxe para CTU é: CTUxx(arg1,arg2).

Onde, xx é o recurso de 01 a 16 e arg1 e

arg2 são os argumentos da função e devem

ser variáveis simples.

Exemplos:

• O3=CTU10(IN1,IN2);

• OUT1=CTU03(A11,A14)&SI;.

Por exemplo, os seguintes exemplos são

não permitidos na linha de lógica:

• O1=CTU01(IN1&IN2,IN3);: note

que o argumento é o resultado de

uma operação e isto não é permitido;

• O1=CTU10(!IN1,IN3);: note que

o argumento é o resultado de uma

função e isto não é permitido;

• O1=CTU10(TP01(IN1),IN2);: note

que o argumento é o resultado de

uma função e isto não é permitido.

FLIP-FLOP RS

Esta função tem a seguinte tabela de

operação:

R(arg1) S(arg2) OUT

0 0 Último estado

0 1 1

1 0 0

1 1 0

A sintaxe para RS Flip-Flop é:

RSxx(arg1,arg2).

Onde, xx é o recurso de 01 a 16 e arg1 e

arg2 são os argumentos da função e devem

ser variáveis simples. Exemplos:

• O3=RS10(IN1,IN2);

• OUT1=RS03(A11,A14)&SI.

Por exemplo, os seguintes exemplos são

não permitidos na linha de lógica:

• O1=RS01(IN1&IN2,IN3);: note

que o argumento é o resultado de

uma operação e isto não é permitido;

• O1=RS10(!IN1,IN3);: note que o

argumento é o resultado de uma

função e isto não é permitido;

• O1=RS10(TP01(IN1),IN2);: observe

que o argumento é o resultado de

uma função e isto não é permitido.

FLIP-FLOP SR

Esta função tem a seguinte tabela de

operação:

S(arg1) R(arg2) OUT

0 0 Último Estado

0 1 0

1 0 1

1 1 1

A sintaxe para SR Flip-Flop é:

SRxx(arg1,arg2).

Onde, xx é o recurso de 01 a 16 e arg1 e

arg2 são os argumentos da função e devem

ser variáveis simples. Exemplos:

• O3=SR10(IN1,IN2);

• OUT1=SR03(A11,A14)&SI;.

Por exemplo, os seguintes exemplos são

não permitidos na linha de lógica:

• O1=SR01(IN1&IN2,IN3);: o argumento

é o resultado de uma operação

e isto não é permitido;

• O1=SR10(!IN1,IN3);: o argumento

é o resultado de uma função NOT e

isto não é permitido;

• O1=SR10(TP01(IN1),IN2);: o argumento

é o resultado de uma função

e isto não é permitido.

Códigos de Erros

Alguns exemplos de condições de erro:

Error Code: “Exceed String Length

or string not valid.”


F7. Exemplo de aplicação industrial.

OUT1=IN1&IN2&IN2|IN4^IN5|IN6;

Note que existem 29 caracteres no texto

e o máximo permitido é 24.

OUT1=IN1&in2;

Note que todos os mnemônicos devem

estar em Letras Maiúsculas.

Error Code: “Non valid operand.”

OUT1=IN1%IN2;

Note que o símbolo % não é permitido.

Veja também a tabela que descreve

a os Operadores Lógicos e as Linhas de

Comando.

Error Code: “No implemented logic

or missing ‘;’.”

OUT1=IN1

Note que falta o terminador “;” no final

da linha de lógica.

Error Code: “Missing parentheses or

argument not valid.”

OUT1=TP10(IN1;

Observe que falta um parênteses na

função timer pulse.

Error Code: “Non valid resource.”

OUT1=TP18(IN1);

Observe que há até 16 recursos para

cada função.

Error Code: “Argument not valid.”

OUT1=TP10(IN10);

Observe que há somente 8 entradas

discretas vindas da rede FF. IN10 não é um

argumento válido.

Error Code: “Function not valid.”

OUT1=TR10(IN1);

Observe que TR não é uma função válida.

Error Code: “Non available resource.”

OUT1=TP10(IN1);

A03=TP10(IN7);

F8. Programação ladder para aplicação indutrial.

Observe que há 16 recursos para cada

função e o recurso 10 já foi utilizado e não

pode ser usado novamente em uma lógica

posterior.

O que pode ser feito é atribuir o resultado

da função a uma variável auxiliar e esta ser

usada várias vezes.

A03=TP10(IN7);

Error Code: “Non valid attribution.”

IN1=IN2^TP03(IN4);

Observe que não é permitida atribuição

para entradas.

Error Code: “First Argument not

valid.”

OUT1=CTD01(!IN1,IN2);

Observe que os argumentos devem ser

necessariamente variáveis simples e não

resultados de lógica ou funções.

OUT1=RS11(IN15,IN2);

Observe que o primeiro argumento da

função não é um recurso válido.

Error Code: “Second Argument not

valid.”

OUT1=CTD01(IN1,!IN2);

Note que necessariamente os argumentos

de função devem ser variáveis simples e não

resultados de lógicas ou funções.

OUT1=RS11(IN1,IN20);

Observe que o segundo argumento da

função não é um recurso válido.

Exemplos de aplicações

De acordo com a figura 7, temos uma

aplicação industrial onde se tem o enchimento

de garrafas com fluido químico. A

esteira é movimentada até que um sensor

detecte sua presença.

conectividade

A esteira deve parar e abrir a válvula de

enchimento até que seja detectado o nível

pelo sensor de nível. Depois de detectar o

nível, o sistema deve esperar durante 10

segundos e mover a esteira novamente até

a próxima garrafa.

Usando o bloco funcional Flexível, temos

as seguintes definições:

• a esteira será ligada utilizando a saída

01 de hardware (O1);

• a válvula de enchimento será ligada

utilizando a saída 02 de hardware (O2);

• sensor de garrafa será conectado a

entrada de 01 de hardware (I01);

• sensor de nível será conectado a entrada

de 02 de hardware (I02);

• a alimentação do sistema será a entrada

de 03 de hardware (I03);

Tem-se, então, a seguinte configuração:

• TON_PST resource [01] = 10.0s.

• LOGIC_01 – A01=TON01(I02);

• LOGIC_02 – O1=I03&!I01|A01;

• LOGIC_03 – O2=I01&!I02;

Fazendo analogia com a programação

ladder, tem-se figura 8.

Na seguinte aplicação mecânica, tem-se o

controle de passos para operar uma balança

eletromecânica, que efetua a pesagem de

rocha fosfatada.

O peso do processo é feito por batelada,

o sistema executa um ciclo completo de

pesagem a cada intervalo de 20 segundos.

Veja a figura 9.

Processo

O sistema necessita das seguintes condições

para fazer o startup:

Maio/Junho 2012 :: Mecatrônica Atual

41


conectividade

M1 e M3 - Motores acionadores das

esteiras

C2 e C4 – Chaves fim de curso

LSH - Sensor de Nível Alto

LSL - Sensor de Nível Baixo

SG - Célula de Carga

SV - Válvula Solenóide

M - Motor acionador de Caçamba

P - Pistão acionador de Comporta

C - Circuito de Pesagem

F9. Exemplo de aplicação com balança

eletromecânica.

FS1 A01 A02 O1

0 0 0 0

0 0 1 0

0 1 0 0

0 1 1 1

1 0 0 1

1 0 1 1

1 1 0 0

1 1 1 1

T4. Usando valores do estado de falha.

• Nível da pedra fosfática (LSL desativado);

• Pressão do Óleo (PSL ligado);

• Esteira transportadora nº 2 em movimento

(M3 ligado);

• Caçamba na posição inicial (C4

ligado).

• Satisfeitas as condições iniciais,

observa-se que:

• Acionando-se o botão de partida, a

comporta abre-se, dando início ao

carregamento da caçamba;

• Uma vez atingido o peso desejado,

a comporta fecha. Decorridos 5

segundos a caçamba efetua um giro

de 180º, descarregando o produto

na esteira transportadora número 2.

42 Mecatrônica Atual :: Maio/Junho 2012

Observações:

• Esta nova posição será detectada por

C2 e após 5 segundos, a caçamba

retornará à posição inicial e isto será

detectado pelo C4;

• Depois da caçamba retornar para

a posição inicial, ter-se-á um novo

ciclo de pesagem.

Comentário

A sequência de operação deve ser interrompida

se qualquer um dos pré-requisitos

não for satisfeito.

A comporta silo é acionada por um

pistão hidráulico.

Usando o Bloco Funcional Flexível,

tem-se as seguintes definições:

• LSL será conectado à entrada do

hardware 01 (I01);

• LSH será conectado à entrada do

hardware 02 (I02);

• PSL será conectado à entrada do

hardware 03 (I03);

• C2 será conectado à entrada do hard-

-ware 04 (I04);

• C4 será conectado à entrada do hard-

-ware 05 (I05);

• Alimentação será conectada à entrada

do hardware 06 (I06);

• M3 será conectado à entrada do

hardware 07 (I07);

• M será conectado à saída do hardware

01 (O1);

• A Comport será ativada pela saída

do hardware 02 (O2);

• M1 será ativado pela saída do hard-

-ware 03 (O3);

Tem-se a seguinte configuração:

• TON_PST recurso [01] = 5.0s;

• LOGIC_01 A01=!I01&I03&I07&I05;

• LOGIC_02 A02=I06&RS01(I02,I01);

• LOGIC_03 O3=A02&I03;

• LOGIC_04 A03=I03&I07;

• LOGIC_05 O2=I06&A03&!I04;

• LOGIC_06

O1=TON01(I04)&!I05&A03.

Usando Valores de

Estado de Falha

Supondo que exista a seguinte condição:

• A01: recebe a lógica entre os status

das entradas discretas 1 e 2, como

esta: A01=IN1S&IN2S; quando o

status é ruim, uma destas entradas,

então A01=false(0), de outra forma,

A01=true (1);

• FS1: é o valor de segurança de falha

para O1;

• A02: é o bit que contém a lógica

para O1;

Há a tabela 4 entre FS1, A01 e A02:

Então,

A03=!FS1&A01&A02

A04=FS1&!A01&!A02;

A05=FS1&!A01&A02;

A06=FS1&A01&A02;

O1=A03|A04|A05|A06;

Configurando

ciclicamente o DC303

Os protocolos PROFIBUS-DP e PROFI-

BUS-PA possuem mecanismos contra falhas

e erros de comunicação entre o equipamento

da rede e o mestre. Por exemplo, durante a

inicialização do equipamento esses mecanismos

são utilizados para verificar esses

possíveis erros.

Após a energização (power up) do equipamento

de campo (escravo) pode-se trocar

dados ciclicamente com o mestre classe 1, se a

parametrização para o escravo estiver correta.

Estas informações são obtidas através dos

arquivos GSDs (arquivos fornecidos pelos

fabricantes dos equipamentos que contém

suas descrições). Através dos comandos

abaixo, o mestre executa todo o processo

de inicialização com os equipamentos

PROFIBUS-PA:

• Get_Cfg: carrega a configuração

dos escravos no mestre e verifica a

configuração da rede;

• Set_Prm: escreve nos parâmetros

dos escravos e executa os serviços de

parametrização da rede;

• Set_Cfg: configura os escravos de

acordo com as entradas e saídas;

• Get_Cfg: um outro comando, onde

o mestre verifica a configuração dos

escravos.

Todos estes serviços são baseados nas

informações obtidas dos arquivos gsds

dos escravos. O arquivo GSD do DC303

mostra os detalhes de revisão do hardware e

do software, bus timing do equipamento e

informações sobre a troca de dados cíclicos.

Para ter acesso a biblioteca completa de

GSDs SMAR, consulte: www.smar.com.br.

O DC303 possui 24 blocos funcionais:

16 Entradas Discretas (DI) e 8 Saídas Discretas

(DO). Possui também o módulo vazio

(Empty module) para aplicações onde se quer


configurar apenas alguns blocos funcionais.

Deve-se respeitar a seguinte ordem cíclica

dos blocos: DO_1, DO_2,…DO_8, DI_,

DI_2, … , DI_16.

Supondo que se queira trabalhar somente

com os blocos DOs, configure-os assim:

DO_1, DO_2, DO_3, DO_4, DO_5,

DO6, DO_7, DO_8,EMPTY_MODULE,

EMPTY_MODULE,EMPTY_MODULE,

EMPTY_MODULE,EMPTY_MODULE,

EMPTY_MODULE,EMPTY_MODULE,

EMPTY_MODULE.

No entanto, se quiser trabalhar apenas

com os blocos DOs e o DI_2, faça o seguinte

DO_1, DO_2, DO_3, DO_4, DO_5,

DO6, DO_7, DO_8,EMPTY_MODULE,

DI_2, EMPTY_MODULE, EMPTY_

MODULE,EMPTY_MODULE,EMPTY_

MODULE,EMPTY_MODULE, EMP-

TY_MODULE.

A maioria dos configuradores PROFIBUS

utiliza dois diretórios onde se deve ter os

arquivos GSD’s e BITMAP’s dos diversos

fabricantes. Os GSD’s e BITMAPS para

os equipamentos da SMAR podem ser

adquiridos via internet no site da SMAR,

no link download.

O exemplo a seguir mostra os passos

necessários para integrar o DC303 em um

sistema PA. Estes passos são válidos para todos

os equipamentos da linha 303 da SMAR:

• Copie o arquivo gsd do DC303 para o

diretório de pesquisa do configurador

PROFIBUS, normalmente chamado

de GSD;

• Copie o arquivo bitmap do DC303

para o diretório de pesquisa do configurador

PROFIBUS, normalmente

chamado de BMP;

• Após escolher o mestre, defina a taxa

de comunicação. Não esqueça que

os couplers podem ter as seguintes

taxas de comunicação: 45.45 kbits/s

(Siemens), 93.75 kbits/s (P+F) e 12

Mbits/s (P+F, SK3). O link device

IM157 pode ter até 12 Mbits/s;

• Acrescente o DC303 e especifique o

seu endereço no barramento;

• Escolha a configuração cíclica via

parametrização com o arquivo gsd,

que depende da aplicação, conforme

visto anteriormente. Para cada bloco

DO e DI, o DC303 fornece ao mestre

o valor da variável discreta e mais 1

byte de status que traz a informação

da qualidade deste valor discreto.

No bloco DO e DI, pode-se escolher as

seguintes opções cíclicas abaixo, sendo que

no caso do Bloco DO, somente uma delas

é possível por bloco.

;Empty module

Module = “EMPTY_MODULE” 0x00 ;

EndModule

;Modules for Discrete Output Block

Module = “SP_D” 0xA1 ;

EndModule

Module = “SP_D+RB_D” 0xC1, 0x81,

0x81, 0x83 ;

EndModule

Module = “SP_D+CB_D” 0xC1, 0x81,

0x82, 0x92 ;

EndModule

Module = “SP_D+RB_D+CB_D” 0xC1,

0x81, 0x84, 0x93 ;

EndModule

Module = “RIN_D+ROUT_D” 0xC1,

0x81, 0x81, 0x8C ;

EndModule

Module = “RIN_D+ROUT_D+CB_D”

0xC1, 0x81, 0x84, 0x9C ;

EndModule

Module = “SP_D+RB_D+RIN_

D+ROUT_D+CB_D” 0xC1, 0x83, 0x86,

0x9F ;

EndModule

;Modules for Discrete Input Block

Module = “OUT_D” 0x91 ;

EndModule

Permite ativar a condição de watchdog,

que faz o equipamento ir para uma condição

de falha segura ao detectar uma perda de

comunicação entre o equipamento escravo

e o mestre.

Conclusão

Vimos através deste artigo os detalhes dos

Blocos Funcionais Flexíveis e sua importância

nos controles de processos híbridos, assim

como a fácil integração entre o Profibus-PA

e E/S convencionais e exemplos de aplicação

do FFB.

MA

César Cassiolato é Diretor de Marketing, Qualidade

e Engenharia de Projetos & Serviços da

SMAR Equipamentos Ind. Ltda., foi Presidente

da Associação PROFIBUS Brasil América Latina

de 2006 a 2010, Diretor Técnico do Centro

de Competência e Treinamento em PROFIBUS,

Diretor do FDT Group no Brasil, Engenheiro Certificado

na Tecnologia PROFIBUS e Instalações

PROFIBUS pela Universidade de Manchester.


instrumentação

Confiabilidade

nos Sistemas de

Medições

Nenhum sistema é totalmente imune a falhas e sempre deve

proporcionar mesmo que uma falha aconteça, uma condição

segura. Veremos neste artigo detalhes sobre confiabilidade

nos sistemas de medição

César Cassiolato

O

saiba mais

SIS - Parte 1 a 5, César Cassiolato

Mecatrônica Atual 51 - 55

Manual LD400-SIS, César Cassiolato

Mecatrônica Atual 53

IEC 61508, “Functional safety of

electrical/electronic/programmable

electronic safety-related systems”.

IEC 61511-1, clause 11, “Functional

safety - Safety instrumented systems

for the process industry sector

- Part 1: Framework, definitions,

system, hardware and software

requirements”, 2003-01

SIL ou não SIL, eis a questão.

César Cassiolato

Manuais SMAR Profibus

Site do fabricante:

www.smar.com.br

44 Mecatrônica Atual :: Maio/Junho 2012

s 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 ultrapassa

estes limites. O objetivo principal é se evitar

acidentes dentro e fora das fábricas, como

incêndios, explosões, danos aos equipamentos

e mais do que isto, evitar riscos de vidas ou

danos à saúde pessoal, impactos catastróficos

para a comunidade, facilitar a proteção dos

empregados e comunidade, assim como a

proteção da produção e da propriedade.

Confiabilidade

A confiabilidade de sistemas de medições

pode ser quantificada como o tempo médio

entre as falhas que ocorrem no sistema.

Neste contexto, falha significa a ocorrência

de uma condição inesperada que causa um

valor incorreto na saída.

Princípios da Confiabilidade

A confiabilidade de um sistema de medição

é definida como a habilidade do sistema executar

sua função dentro de limites e condições

operacionais durante um tempo definido.

e Sistemas

Instrumentados de

Segurança (SIS)

Infelizmente, vários fatores tais como as

tolerâncias dos fabricantes de acordo com as

condições operacionais dificultam às vezes esta

determinação e, na prática, o que conseguimos

é expressar estatisticamente a confiabilidade

através da probabilidade das falhas que

ocorrerem dentro de um período de tempo.

Na realidade, nos deparamos com uma

grande dificuldade que é determinar o que

é uma falha. Quando a saída de um sistema

está incorreta, é algo difícil de se interpretar

se comparado com a perda total da saída

de medição.

Quantificação da

Confiabilidade em termos

quase absolutos

Como vimos, a confiabilidade é essencialmente

de natureza probabilística e pode ser

quantificada em termos quase absolutos pelo

tempo médio entre falhas (MTBF) e tempo

médio para falhar (MTTF). Deve ser enfatizado

que estes dois tempos são usualmente

os valores médios calculados usando-se um

número de instrumentos idênticos e, portanto,

para qualquer instrumento em particular

seus valores podem ser diferentes da média.


O MTBF é um parâmetro que expressa

o tempo médio entre falhas que ocorrem em

um instrumento, calculado em um determinado

período de tempo. Em casos onde os

equipamentos possuem alta confiabilidade,

na prática ficará difícil se contar o número de

ocorrências de falhas e poderão ser gerados

números não precisos para o MTBF e, então,

recomenda-se usar o valor do fabricante.

O MTTF é um modo alternativo de se

quantificar a confiabilidade. É normalmente

usado para dispositivos como termopares,

pois são descartados ao falhar. O MTTF

expressa o tempo médio antes que a falha

ocorra, calculado em um número idêntico

de dispositivos.

A confiabilidade final associada em termos

de importância ao sistema de medição é expressa

pelo tempo médio de reparo (MTTR),

ou seja, o tempo médio para reparo de um

instrumento, ou ainda o tempo médio de

substituição de um equipamento.

A combinação do MTBF e do MTTR

mostra a disponibilidade:

A Disponibilidade mede a proporção

de tempo no qual o instrumento trabalha

sem falhas.

O objetivo em sistemas de medições é

maximizar o MTBF e minimizar o MTTR

e consequentemente, maximizar a Disponibilidade.

Modelos de Falhas

O modelo de uma falha em um dispositivo

pode mudar ao longo do seu ciclo de

vida. Pode permanecer inalterado, diminuir

ou mesmo aumentar.

Em componentes eletrônicos, é comum

termos o comportamento de acordo com a

figura 1, também conhecida como “bathtub

curve”.

Os fabricantes geralmente aplicam

testes de burn-in de forma que se elimina a

fase antes de T1, até que os produtos sejam

colocados no mercado.

Já os componentes mecânicos vão apresentar

uma taxa de falhas maior no final

de seu ciclo de vida, conforme a figura 2.

Na prática, onde os sistemas são composições

eletrônicas e mecânicas, os modelos

de falhas são complexos. Quanto mais

componentes, maior a incidência e probabilidade

de falhas.

F1. Curva Típica da variação de confiabilidade

de um componente eletrônico.

Leis da confiabilidade

Na realidade, teremos em geral vários

componentes e o sistema de medição é

complexo. Podemos ter componentes em

série e em paralelo.

A confiabilidade de componentes em

série deve levar em conta as probabilidades

de falha individuais em um período de

tempo. Para um sistema de medição com n

componentes em série, a confiabilidade Rs

é o produto das confiabilidades individuais:

Imagine que tenhamos um sistema

de medição formado por um sensor, um

elemento de conversão e um circuito de

processamento de sinal, onde temos as seguintes

confiabilidades: 0.9, 0.95 e 0.099,

respectivamente. Neste caso a confiabilidade

do sistema será:

A confiabilidade pode ser aumentada

colocando-se componentes em paralelo, o

que significa que o sistema falha se todos

os componentes falharem. Neste caso a

confiabilidade Rsé dada por:

Onde Fs é a não confiabilidade do sistema.

A não confiabilidade é:

Por exemplo, em um sistema de medição

segura existem três instrumentos idênticos

em paralelo. A confiabilidade de cada um

é 0.95 e a do sistema é dada por:

instrumentação

F2. Curva Típica da variação de confiabilidade

de um componente mecânico.

Melhorando a confiabilidade

de um sistema de medição

O que se busca na prática é minimizar

o nível de falhas. Um requisito importante

é assegurar que se conheça e atue antes do

tempo T2 (vide figuras 1 e 2) quando a

frequência estatística das falhas aumenta. O

ideal é fazer com que T(período de tempo

ou ciclo de vida) seja igual a T2 e com isto

maximizamos o período sem falhas.

Existem várias maneiras para aumentar

a confiabilidade de um sistema de medição:

• A Escolha dos instrumentos: deve-se

estar sempre atento aos instrumentos

especificados, suas influências quanto

ao processo, materiais, ambiente, etc.

• A Proteção dos instrumentos: protegendo

os instrumentos com adequadas

proteções, pode-se ajudar a

melhorar e garantir um nível maior

de confiabilidade. Por exemplo, os

termopares deveriam estar protegidos

em condições adversas de operações.

• Calibração regular: a maioria das

falhas pode ser causada por drifts

que podem alterar e gerar saídas

incorretas. Então, de acordo com

as boas práticas da instrumentação

recomenda-se que periodicamente

os instrumentos sejam checados e

calibrados.

• Redundância: neste caso, tem-se mais

de um equipamento trabalhando em

paralelo e chaveados, às vezes, automaticamente.

Aqui a confiabilidade é

melhorada significativamente.

Sistemas de Segurança

e Confiabilidade

Os Sistemas de Segurança são utilizados

para monitorar a condição de valores e parâmetros

de uma planta dentro dos limites

operacionais e, quando houver condições

de riscos, deverão gerar alarmes e colocar a

Maio/Junho 2012 :: Mecatrônica Atual

45


instrumentação

planta em uma condição segura, ou mesmo

na condição de shutdown.

Observe que as condições de segurança

devem ser seguidas e adotadas pelas plantas

onde 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

ultrapassa 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 isto, evitar riscos de vidas ou danos à

saúde pessoal e impactos catastróficos para

F3. Considerações de risco de acordo com a IEC 61508.

T1. Níveis de SIL.

46 Mecatrônica Atual :: Maio/Junho 2012

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.

Durante muitos anos os sistemas de segurança

foram projetados de acordo com os

padrões alemães DIN V VDE 0801 e DIN V

19250, que foram bem aceitos durante anos

pela comunidade mundial de segurança e

que culminaram com os esforços para um

padrão mundial, a IEC 61508 que serve hoje

de guarda-chuva em seguranças operacionais

envolvendo sistemas elétricos, eletrônicos,

dispositivos programáveis para qualquer

tipo de indústria. Este padrão cobre todos

os sistemas de segurança que têm natureza

eletromecânica.

Os produtos certificados de acordo com

a IEC 61508 devem tratar basicamente 3

tipos de falhas:

• Falhas de hardware randômicas;

• Falhas sistemáticas;

• Falhas de causas comuns.

A IEC 61508 é dividida em 7 partes, das

quais as 4 primeiras são mandatórias e as

3 restantes servem de guias de orientação:

• Part 1: General requirements;

• Part 2: Requirements for E/E/PE safety-

-related systems;

• Part 3: Software requirements;

• Part 4: Definitions and abbreviations;

• Part 5: Examples of methods for the

determination of safety integrity levels;

• Part 6: Guidelines on the application

of IEC 61508-2 and IEC 61508-3;

• Part 7: Overview of techniques and

measures.

Este padrão trata sistematicamente todas as

atividades do ciclo de vida de um SIS (Sistema

Instrumentado de Segurança) e é voltado

para a performance exigida do sistema, isto

é, uma vez atingido o nível de SIL (Nível de

Integridade de Segurança) desejável, o nível

de redundância e o intervalo de teste ficam

a critério de quem especificou o sistema.

Na prática a análise e determinação dos

riscos e do nível SIL deve ser feita de acordo

com os padrões e minuciosa análise das

malhas de controle e segurança. Isto deve

ser feito por profissionais dedicados e com

conhecimento adequado, principalmente do

processo e da aplicação. O que é “tolerável”

depende das consequências das ocorrências

de falhas. O que é aceitável de acordo com

os padrões foi definido de acordo com o

nível de integridade de segurança, o SIL

(tabela 1).

A IEC 61508 busca potencializar as

melhorias dos PES (Programmable Electronic

Safety, onde estão incluídos os CLPs,

sistemas microprocessados, sistemas de

controle distribuído, sensores e atuadores

inteligentes, etc.) de forma a uniformizar

os conceitos envolvidos.

Recentemente vários padrões sobre o

desenvolvimento, projeto e manutenção

de SIS foram elaborados, onde já citamos a

IEC 61508(indústrias em geral) e vale citar

também a IEC 61511, voltada às indústrias

de processamento contínuo, líquidos e gases.

Tem se visto na prática em muitas

aplicações a especificação de equipamentos

com certificação SIL para serem utilizados

em sistemas de controle, e sem função de

segurança.

Acredita-se também que exista no mercado

desinformação, levando a compra de

equipamentos mais caros, desenvolvidos

para funções de segurança onde na prática

serão aplicados em funções de controle de

processo, onde a certificação SIL não traz os

benefícios esperados, dificultando inclusive


a utilização e operação dos equipamentos.

Além disso, esta desinformação leva os

usuários a acreditarem que têm um sistema de

controle seguro certificado mas na realidade

eles possuem um controlador com funções

de segurança certificado.

Neste artigo, veremos quais as diferenças

básicas que ajudarão nestas especificações

e num melhor entendimento.

Sistema de Controle

Instrumentado

Um Sistema de Controle Instrumentado

é um sistema elétrico, eletrônico ou

programável que pode executar algumas ou

a totalidade das seguintes funções:

• Monitoração, recording ou logging

do status da planta e os parâmetros

dos processos;

• Provisão de informação ao operador

em relação ao status da planta e os

parâmetros dos processos;

• Provisão das alterações que podem

afetar o status da planta;

• Controle de processo automático ou

batelada/sequencial durante as fases de

startup, operação normal, shutdown e

distúrbio, isto é, controle dentro dos

limites operacionais;

• Detecção de perigo (isto é controle

com limites de operação segura);

• Prevenção em ações do controle

manual ou automático que poderiam

iniciar algo perigoso.

Estas funções são normalmente fornecidas

por alarmes, proteções (trip, interlocks,

emergency shutdown) e sistemas de controle

de processos. Podem ser individuais ou

interligados, compartilhando interfaces

homem-máquina (indicadores, painéis de

visualização, terminais gráficos, alarmes

sonoros, e outros), interfaces da planta

(como sensores e atuadores), lógicas (relés,

controladores, supervisórios e outros), utilidades

(fontes de alimentação, sistema de

ar, e outros) e sistemas de gerenciamento.

Note que o sistema de controle faz uma

função de controle e não de segurança. Nestas

condições os equipamentos de campo não

precisam ser especificados para executar

segurança, isto significa que não é necessário

pagar mais por algo que não se vai usar, por

exemplo, por que comprar um transmissor

de pressão com certificação SIL 2 se você

vai utilizá-lo em controle de processo e não

executando função de segurança?

Uma função de segurança é muito simples.

Por exemplo, quando a temperatura em um

processo for muito alta, abra a válvula de

dreno. Isto é muito mais simples que uma

função de controle, onde se a temperatura

estiver entre 20 °C e 25 °C, então abra a

válvula 35%. O que fazer quando acontece

uma falha na função de controle? Muito

difícil de se dizer, mas a função de segurança

é simples: abra a válvula de dreno.

Um equipamento destinado à segurança

deve ser independente do sistema de controle.

Sistema Instrumentado

de Segurança (SIS)

Como vimos, 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

ultrapassa estes limites. O funcionamento

adequado de um SIS requer condições de

desempenho e diagnósticos superiores aos

sistemas convencionais.

A operação segura em um SIS é composta

de sensores, programadores lógicos, processadores

e elementos finais projetados com a

finalidade de provocar a parada sempre que

houver limites seguros sendo ultrapassados

(por exemplo, variáveis de processos como

pressão e temperatura acima dos limites de

alarme muito alto) ou mesmo impedir o

funcionamento em condições não favoráveis

às condições seguras de operação.

Exemplos típicos de sistemas de segurança:

• Sistema de Shutdown de Emergência

(ESD);

• Sistema de Shutdown de Segurança

(SSD);

• Sistema de intertravamento de Segurança;

• Sistema de Fogo e Gás.

O Conceito de risco e a

determinação e verificação

do nível de integridade

de segurança (SIL)

Quanto mais riscos tiver um sistema,

mais difícil é de se atender aos requisitos de

um sistema seguro. Basicamente, o risco é

uma somatória da probabilidade de acontecer

algo indesejável com a consequência desta

ocorrência (figura 3).

Nos sistemas de segurança a busca é pela

minimização de riscos em níveis aceitáveis, e

o nível SIL para uma malha de controle pode

instrumentação

ser determinado pela análise e identificação

dos riscos do processo. A verificação do

nível SIL pode ser feita pela probabilidade

de falha sob demanda (PFD).

A IEC 61508 define requisitos para

funcionalidade e integridade de um sistema.

Os requisitos para funcionalidade são baseados

no processo e os de integridade estão

voltados à confiabilidade, que é definida

como o Nível de Integridade de Segurança

(SIL). Existem 4 níveis discretos e que têm

3 importantes propriedades:

• Aplicável à total função de segurança;

• Quanto maior o nível de SIL mais

rígidos são os requisitos;

• Aplicáveis aos requisitos técnicos e

não técnicos.

Veja a tabela 1.

Como interpretar o nível SIL? Como

vimos, o nível SIL é uma medida de integridade

de um SIS e podemos interpretar

basicamente de duas maneiras:

1) Levando em conta a redução de risco

e a tabela 1:

SIL1: 10 >= redução de risco = redução de risco = redução de risco = redução de risco


instrumentação

T2. Níveis de SIL (em função do provável impacto na planta e na comunidade) e SFF de

acordo com a tolerância à falha de hardware.

F4. Modelo de Markov para um subsistema 1oo1D, não-redundante.

F5. Exemplos típicos de arquitetura para sistemas de segurança.

48 Mecatrônica Atual :: Maio/Junho 2012

de hardware e software. Normalmente a

escolha do SIL de cada função de segurança

está associada à experiência dos profissionais,

mas pode-se optar pela análise da

matriz de HAZOP ou ainda pela Análise

das Camadas de Proteção (LOP – Layers

Of Protection), onde se inclui a política, os

procedimentos, as estratégias de segurança

e a instrumentação.

Em termos de verificação do nível SIL

atingido, onde se confronta com o que se

projetou, existem vários métodos. Vale a

pena citar o Modelo de Markov, onde se

acrescenta as falhas e taxas de reparos dos

mais diversos elementos da malha (figura 4).

Note ainda na tabela 2 que existe o

conceito de Probabilidade de Falha sob Demanda

(PFD), onde o risco de acontecer algo

indesejável depende da PFD e da frequência

da demanda e, com isto, podemos através

da aplicação que tem seus riscos definidos

escolher os melhores equipamentos de acordo

com seus PFDs.

Onde D é a disponibilidade.

PFD é a probabilidade de falha que

um sistema para prevenção de falhas tem

quando uma falha ocorrer. O nível de SIL

está relacionado com esta probabilidade de

falha em demanda e com o fator de redução

de risco (o quanto se precisa proteger para

garantir um risco aceitável quando ocorrer

um evento de falha).

PFD é o indicador de confiabilidade

apropriado para sistemas de segurança.

Se não for testado, a probabilidade de

falha tende a 1,0 com o tempo. Testes periódicos

mantêm a probabilidade de falha

dentro do limite desejável.

A figura 5 mostra exemplos comuns

de arquitetura para sistemas de segurança,

onde várias técnicas são usadas de acordo

com o sistema de votação e SIL desejável.

Veja também a tabela 3.

Alguns termos e conceitos envolvidos

em sistemas de segurança:

• Demanda: toda condição ou evento

que gera a necessidade de atuação de

um sistema de segurança

• PFD (Probabilidade de Falha na

Demanda): Indicador de confiabilidade

apropriado para sistemas de

segurança.


• MTBF é uma medida básica da

confiabilidade em itens reparáveis de

um equipamento. Pode ser expresso

em horas ou anos. É comumente

usado em análises de confiabilidade

e sustentabilidade em sistemas.

• MTBF: pode ser calculado pela

seguinte fórmula:

Onde:

MTTR: Tempo Médio de Reparo;

MTTF: Tempo Médio para Falhar = ao

inverso da somatória de todas as taxas

de falhas.

• SFF = Safe Failure Fraction: é a fração

de todas as taxas de falhas de um

equipamento que resulta em uma

falha segura, ou falha não segura mas

diagnosticada.

• Tipos de falhas analisadas em um

FMDEA (Failure Modes, Effects, and

Diagnostic Analysis):

1) Dangerous Detected (DD): falha

detectável e que pode levar a um

erro maior do que 2% na saída;

2) Dangerous Undetected (DU):

falha não detectável e que pode

levar a um erro maior do que 2%

na saída;

3) Safe Detected (SD): falha detectável

e que não afeta a variável medida,

mas que joga a corrente de saída a

um valor seguro e avisa ao usuário;

4) Safe Undetected (SU): Neste caso

há um problema com o equipamento,

mas não se consegue

detectá-lo, mas a saída opera com

sucesso dentro de um limite de

2% de tolerância de segurança. Se

esta tolerância de segurança é usada

como parâmetro de projeto, este

tipo de falha pode ser ignorado;

5) Diagnostic Annunciation Failure

(AU): uma falha que não tem

impacto imediato, mas alerta que

uma segunda ocorrência pode

colocar o equipamento em uma

condição de risco.

LD400-HART-SIS –

Transmissor de Pressão para

aplicações exigindo SIL

O LD400 HART - SIS é um Transmissor

Inteligente de Pressão usado na medição de

pressão diferencial, absoluta, manométrica

e aplicações com nível e vazão. O sinal de

saída 4 a 20 mA do LD400-SIS corresponde

à pressão aplicada. Estas informações

são transmitidas a um CLP e podem ser

mostradas no display LCD, ou monitoradas

remotamente via comunicação HART. O

LD400-SIS é certificado pela TÜV para

aplicações de segurança (figura 6).

O LD400-SIS fornece diagnóstico em

diversos níveis, permitindo manutenção

rápida e segura:

• Nível Sensor;

• Nível Eletrônico;

• Nível de Integridade de Malha (Loop

Integrity Level).

O LD400 realiza o diagnóstico avançado

desde o momento em que o transmissor é

energizado. Para que o dispositivo trabalhe

adequadamente, é verificada a integridade

de vários dados importantes, como: dados

de caracterização, dados inseridos pelo

cliente, dados de calibração e memória

RAM. Observe a figura 7.

Durante a operação, a validação da

pressão medida é verificada continuamente.

instrumentação

Usando algoritmos avançados, o transmissor

pode identificar a ocorrência de uma falha

e se esta acontece devido a um defeito de

hardware ou condição de sobrecarga do

processo.

O usuário pode configurar a condição

de falha de acordo com as especificações

NAMUR NE43. Quando o resultado da

falha pode causar uma saída incorreta, o

transmissor muda imediatamente a corrente

de saída, permitindo que o usuário

identifique e corrija o problema.

Além de todos esses diagnósticos citados

anteriormente, ainda possui alguns

diagnósticos extras para alcançar o nível

de segurança desejado. São eles:

• Monitoramento da Corrente de Saída

(4 - 20 mA);

• Verificação da Integridade das Memórias

e da CPU;

• Monitoramento do Cristal;

• Monitoramento da Sequência de

Execução do Firmware.

Função de Segurança

O transmissor LD400 SIS mede a pressão

dentro da exatidão segura e converte a saída

analógica 4 a 20 mA, selecionando umas

das funções de transferência disponíveis e

trata a corrente de saída de acordo com as

especificações da NAMUR NE-43. Em

F6. LD400-SIS – Transmissor de Pressão para aplicações de segurança.

T3. Votação, PFD e Arquitetura.

Maio/Junho 2012 :: Mecatrônica Atual

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instrumentação

F7. LD400-SIS – Leitura Totalmente Digital, Diagnósticos Avançados e Certificado pela TÜV.

F8. Nível de Alarmes

Falha

Estado de Falha

Falha Segura

Falha Perigosa

Falha

Não-detectada

Falha Detectada

Descrição

É o estado onde a corrente de saída é levada para

um valor menor que 3,8 ou maior que 20,5 mA

Falha que leva o sistema a um estado seguro,

sem uma demanda no processo;

Falha que leva o sitema a uma condição perigosa,

ou seja, o transmissor apresenta uma corrente

com um valor fora do considerado seguro.

Falha que não pode ser identificada pelo

diagnóstico online

Falha que não pode ser identificada pelo

diagnóstico online

T5. Modos de Falha.

50 Mecatrônica Atual :: Maio/Junho 2012

Modo de Operação

Tipo

SFF

Lambda SD (FITS)

Lambda SU (FITS)

Lambda DD (FITS)

Lambda DU (FITS)

HFT

PFD AVG para 1 ano

PFS AVG para 1 ano

FIT para uso em SIL

FIT para uso em STL

Demanda

B

96%

6,51

42

72,5

4,7

0

2,53E-5

3,46E-6

2

1

1,03E-5

2,38E-6

3

5 5

T6. Valores de Segurança Funcional.

caso de falha no sensor ou no circuito, é

implementado um autodiagnóstico (software

ou hardware) e a corrente é levada para um

valor menor que 3,6 mA e maior que 21 mA,

que são os estados de segurança definidos

para cada equipamento.

A fim de avaliar o comportamento da

falha no LD400-SIS, as seguintes definições

mostradas na tabela 5 foram consideradas.

Veja também os níveis de alarmes na

figura 8.

Propriedades de

Segurança Funcional

A tabela 6 mostra os Valores de Segurança

Funcional obtidos para o LD400-SIS.

Ele disponibiliza várias informações de

diagnósticos através do HART, permitindo

baixos valores de PFDs e altos SFFs.

Imagine que o LD400-SIS tenha uma

falha e não consiga medir a pressão dentro

de suas especificações e nesta situação o

loop de corrente pode ser comprometido. O

LD400-SIS possui diagnósticos avançados

e informará através do HART o que está

acontecendo e o processo pode ser colocado

em um estado seguro. Desta forma a falha

se torna segura, caracterizando o alto valor

de SFF (Fração de Falha Segura). Então,

usando o HART melhora-se a SFF em

medidas envolvendo segurança e proteção.

Para mais detalhes sobre o LD400-SIS,

consulte: www.smar.com/PDFs/catalogues/

ld400cp.pdf

Conclusão

Em termos práticos, o que se busca é

a redução de falhas e consequentemente a

redução de paradas e riscos operacionais.

Busca-se o aumento da disponibilidade

operacional e também, em termos de processos,

a minimização da variabilidade

com consequência direta no aumento da

lucratividade. Softwares poderosos de Manutenção

e Gerenciamento de Ativos fazem

com que a confiabilidade e disponibilidade

sejam maximizadas.

Exemplo, AssetView da Smar, uma

poderosa ferramenta que via WEB permite

que se tenha dados operacionais e dos

instrumentos, facilitando a manutenção

preventiva e proativa.

Para mais detalhes sobre gerenciamento

de ativos, acesse: www.smar.com/brasil/

products/asset_view.asp.

MA

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