Fundamentos da Tecnologia Mecânica 1

SKF SKFService Service VIBRAÇÕES EM MOTORES VIBRAÇÕES EM MOTORES ELÉTRICOS ELÉTRICOS Support my transition and continued care with a onetime or monthly donation today wwwgofundmecomfseetimberlakesteamsupportdanistransition Các số thập phân dưới dạng phân số thập phân tối giản SKF SKFService Service CAPÍTULO 1 CAPÍTULO 1 FUNDAMENTOS DE MÁQUINAS ELÉTRICAS FUNDAMENTOS DE MÁQUINAS ELÉTRICAS Neste Neste capítulo capítulo serão serão mostrados mostrados resumidamente resumidamente os os princípios princípios de de funcionamento funcionamento das das máquinas elétricas rotativas a dinâmica dos Campos Magnéticos e das forças atuantes Tais máquinas elétricas rotativas a dinâmica dos Campos Magnéticos e das forças atuantes Tais comentários servirão de base ao entendimento das vibrações de origem magnética nos comentários servirão de base ao entendimento das vibrações de origem magnética nos motores motores 11 11 TERMINOLOGIA E FUNDAMENTOS TERMINOLOGIA E FUNDAMENTOS Sob o aspecto construtivo as máquinas elétricas rotativas se constituem de três partes Sob o aspecto construtivo as máquinas elétricas rotativas se constituem de três partes básicas que sã básicas que sãoo O estator O estator parte estacionária da máquina quase sempre externa constitui a estrutura parte estacionária da máquina quase sempre externa constitui a estrutura suporte da máquina e é suporte da máquina e é responsável pela sustentação do núcleo e enrolamentos do estator responsável pela sustentação do núcleo e enrolamentos do estator O rotor O rotor parte rotativa da máquina muitas vezes interna formado por um eixo parte parte rotativa da máquina muitas vezes interna formado por um eixo parte magnética e enrolamentos Com o estator promove a conversão de energia dentro da magnética e enrolamentos Com o estator promove a conversão de energia dentro da máquina e pelo eixo faz a ligação da potência elétrica interna com a potência mecânica máquina e pelo eixo faz a ligação da potência elétrica interna com a potência mecânica externa externa O gap O gap de ar o elemento de ligação magnética entre o estator e de ar o elemento de ligação magnética entre o estator e o rotor o rotor O estator e o rotor O estator e o rotor em termos elétricos são formados por três partes em termos elétricos são formados por três partes OO núcleo núcleo magnético formado por chapas finas de ferro magnético isoladas entre si magnético formado por chapas finas de ferro magnético isoladas entre si mantidas bem apertadas umas às outras e mantidas bem apertadas umas às outras e aterrado à carcaça O núcleo tem aterrado à carcaça O núcleo tem formato adequado formato adequado à montagem das bobinas e sua alta à montagem das bobinas e sua alta permeabilidade magn permeabilidade magnética de 2000 a 6000 vezes maior do ética de 2000 a 6000 vezes maior do que a do ar que a do ar µµar ar 44ππ10 1077 Henrym permite altos níveis de campo magnético com Henrym permite altos níveis de campo magnético com correntes baixas correntes baixas Os enrolamentos Os enrolamentos elementos básicos das máquinas elétricas são grupos de bobinas elementos básicos das máquinas elétricas são grupos de bobinas distribuídas estrategicamente nos núcleos magnéticos do estator e do rotor Em alguns distribuídas estrategicamente nos núcleos magnéticos do estator e do rotor Em alguns rotores barras de alumínio rotores barras de alumínio formão um enrolamento chamado gaiola de esquilo formão um enrolamento chamado gaiola de esquilo A isolação A isolação elétrica entre as partes da máquinas isolação entre as espiras de cada elétrica entre as partes da máquinas isolação entre as espiras de cada bobina bobina entre entre as as bobinas bobinas e e entre entre as as bobinas bobinas e e o o núcleo núcleo A A isolação isolação é é um um item item crítico crítico das das máquinas e o maior perigo é a elevação da temperatura máquinas e o maior perigo é a elevação da temperatura Pequenos movimentos das espiras no núcleo ou transitórios na linha podem provocar Pequenos movimentos das espiras no núcleo ou transitórios na linha podem provocar pontos de alta tensão pontos de alta tensão com ruptura localizada com ruptura localizada do isolamento do isolamento A fig 11 mostra o esquema de máquinas simples onde as bobinas estatóricas ligadas A fig 11 mostra o esquema de máquinas simples onde as bobinas estatóricas ligadas em série formam uma bobina única de N espiras e criando um par de em série formam uma bobina única de N espiras e criando um par de pólos pólos Para facilitar os comentários sobre os fenômenos magnéticos e suas associações com Para facilitar os comentários sobre os fenômenos magnéticos e suas associações com a dinâmica elétricas contém repassar rapidamente os fundamentos dos circuitos a dinâmica elétricas contém repassar rapidamente os fundamentos dos circuitos eletromagnéticos Para tal será eletromagnéticos Para tal será considerada uma máquina simples com um par de considerada uma máquina simples com um par de bobinas no bobinas no estator e um rotor tipo gaiola estator e um rotor tipo gaiola Figura 11 Aspecto Constritivo Figura 11 Aspecto Constritivo Thứ tự các số từ bé đến lớn 015 0188 02 0205 The young are afflicted in her and a virgin daughter is broken down Các phép so sánh SKF SKFService Service CAPÍTULO 1 CAPÍTULO 1 FUNDAMENTOS DE MÁQUINAS ELÉTRICAS FUNDAMENTOS DE MÁQUINAS ELÉTRICAS Neste Neste capítulo capítulo serão serão mostrados mostrados resumidamente resumidamente os os princípios princípios de de funcionamento funcionamento das das máquinas elétricas rotativas a dinâmica dos Campos Magnéticos e das forças atuantes Tais máquinas elétricas rotativas a dinâmica dos Campos Magnéticos e das forças atuantes Tais comentários servirão de base ao entendimento das vibrações de origem magnética nos comentários servirão de base ao entendimento das vibrações de origem magnética nos motores motores 11 11 TERMINOLOGIA E FUNDAMENTOS TERMINOLOGIA E FUNDAMENTOS Sob o aspecto construtivo as máquinas elétricas rotativas se constituem de três partes Sob o aspecto construtivo as máquinas elétricas rotativas se constituem de três partes básicas que sã básicas que sãoo O estator O estator parte estacionária da máquina quase sempre externa constitui a estrutura parte estacionária da máquina quase sempre externa constitui a estrutura suporte da máquina e é suporte da máquina e é responsável pela sustentação do núcleo e enrolamentos do estator responsável pela sustentação do núcleo e enrolamentos do estator O rotor O rotor parte rotativa da máquina muitas vezes interna formado por um eixo parte parte rotativa da máquina muitas vezes interna formado por um eixo parte magnética e enrolamentos Com o estator promove a conversão de energia dentro da magnética e enrolamentos Com o estator promove a conversão de energia dentro da máquina e pelo eixo faz a ligação da potência elétrica interna com a potência mecânica máquina e pelo eixo faz a ligação da potência elétrica interna com a potência mecânica externa externa O gap O gap de ar o elemento de ligação magnética entre o estator e de ar o elemento de ligação magnética entre o estator e o rotor o rotor O estator e o rotor O estator e o rotor em termos elétricos são formados por três partes em termos elétricos são formados por três partes OO núcleo núcleo magnético formado por chapas finas de ferro magnético isoladas entre si magnético formado por chapas finas de ferro magnético isoladas entre si mantidas bem apertadas umas às outras e mantidas bem apertadas umas às outras e aterrado à carcaça O núcleo tem aterrado à carcaça O núcleo tem formato adequado formato adequado à montagem das bobinas e sua alta à montagem das bobinas e sua alta permeabilidade magn permeabilidade magnética de 2000 a 6000 vezes maior do ética de 2000 a 6000 vezes maior do que a do ar que a do ar µµar ar 44ππ10 1077 Henrym permite altos níveis de campo magnético com Henrym permite altos níveis de campo magnético com correntes baixas correntes baixas Os enrolamentos Os enrolamentos elementos básicos das máquinas elétricas são grupos de bobinas elementos básicos das máquinas elétricas são grupos de bobinas distribuídas estrategicamente nos núcleos magnéticos do estator e do rotor Em alguns distribuídas estrategicamente nos núcleos magnéticos do estator e do rotor Em alguns rotores barras de alumínio rotores barras de alumínio formão um enrolamento chamado gaiola de esquilo formão um enrolamento chamado gaiola de esquilo A isolação A isolação elétrica entre as partes da máquinas isolação entre as espiras de cada elétrica entre as partes da máquinas isolação entre as espiras de cada bobina bobina entre entre as as bobinas bobinas e e entre entre as as bobinas bobinas e e o o núcleo núcleo A A isolação isolação é é um um item item crítico crítico das das máquinas e o maior perigo é a elevação da temperatura máquinas e o maior perigo é a elevação da temperatura Pequenos movimentos das espiras no núcleo ou transitórios na linha podem provocar Pequenos movimentos das espiras no núcleo ou transitórios na linha podem provocar pontos de alta tensão pontos de alta tensão com ruptura localizada com ruptura localizada do isolamento do isolamento A fig 11 mostra o esquema de máquinas simples onde as bobinas estatóricas ligadas A fig 11 mostra o esquema de máquinas simples onde as bobinas estatóricas ligadas em série formam uma bobina única de N espiras e criando um par de em série formam uma bobina única de N espiras e criando um par de pólos pólos Para facilitar os comentários sobre os fenômenos magnéticos e suas associações com Para facilitar os comentários sobre os fenômenos magnéticos e suas associações com a dinâmica elétricas contém repassar rapidamente os fundamentos dos circuitos a dinâmica elétricas contém repassar rapidamente os fundamentos dos circuitos eletromagnéticos Para tal será eletromagnéticos Para tal será considerada uma máquina simples com um par de considerada uma máquina simples com um par de bobinas no bobinas no estator e um rotor tipo gaiola estator e um rotor tipo gaiola Figura 11 Aspecto Constritivo Figura 11 Aspecto Constritivo Giá trị các biểu thức Isaiah 47 Giá trị x SKF SKFService Service Figura 111 Exemplo de Máquina Figura 111 Exemplo de Máquina 12 12 FUNÇÕES E DENOMINAÇÕES DOS ENROLAMENTOS FUNÇÕES E DENOMINAÇÕES DOS ENROLAMENTOS O enrolamento das máquinas elétrico rotativas tem a função principal de provocar a O enrolamento das máquinas elétrico rotativas tem a função principal de provocar a circulação dos fluxos magnéticos internos que irão criar os pólos magnéticos no estatore no circulação dos fluxos magnéticos internos que irão criar os pólos magnéticos no estatore no rotor A ação mútua de atração e repulsão entre os rotor A ação mútua de atração e repulsão entre os pólos gera torque mecânico pólos gera torque mecânico As correntes elétricas que circulam nos enrolamentos criam a magnetização interna da As correntes elétricas que circulam nos enrolamentos criam a magnetização interna da máquina e fornecem energia à carga máquina e fornecem energia à carga Se a corrente em um enrolamento varia com a carga aplicada na máquina ela é Se a corrente em um enrolamento varia com a carga aplicada na máquina ela é chamada corrente de carga load current ou se ela somente cria o campo magnético e é chamada corrente de carga load current ou se ela somente cria o campo magnético e é independente da carga é chamada corrente de magnetização ou então corrente de excitação independente da carga é chamada corrente de magnetização ou então corrente de excitação que quase sempre é corrente contínua que quase sempre é corrente contínua cc cc O enrolamento que apenas conduz a corrente de carga é chamado de armadura e O enrolamento que apenas conduz a corrente de carga é chamado de armadura e aquele que conduz apenas a corrente de aquele que conduz apenas a corrente de magnetização é chamada de enrolamento de campo magnetização é chamada de enrolamento de campo Se o enrolamento conduzir a corrente de carga e também a de magnetização é chamado Se o enrolamento conduzir a corrente de carga e também a de magnetização é chamado Primário e é à entrada de Primário e é à entrada de potência e o enrolamento de saída é chamado de secundário potência e o enrolamento de saída é chamado de secundário A energia que passa pela bobina de campo ½ a 2 da total é dissipada em forma A energia que passa pela bobina de campo ½ a 2 da total é dissipada em forma II2R exceto na partida 1 a R exceto na partida 1 a 2 segundos quando a energia é armazenada no circuito magnético 2 segundos quando a energia é armazenada no circuito magnético A parcela principal da potência em torno de 98 cir A parcela principal da potência em torno de 98 circula pela armadura cula pela armadura O quadro abaixo dá O quadro abaixo dá uma visualização destas denominaçõe uma visualização destas denominaçõess MÁQUINA MÁQUINA FUNÇÃO FUNÇÃO NOME NOME LOCALIZAÇÃO LOCALIZAÇÃO CORRENTE CORRENTE Máq Máq síncrona síncrona Inputoutput Inputoutput magn magn Armaduracampo Armaduracampo Estatorrotor Estatorrotor acdc acdc Máq Máq dc dc Inputoutput Inputoutput Armaduracampo rotorest Armaduracampo rotorestator ator acbobinas acbobinas Máq Máq de de indução indução Inputoutput Inputoutput primariosecund primariosecund Estatorrotor Estatorrotor dcbobimas dcbobimas Transformadores Transformadores Inputoutput Inputoutput primariosecund primariosecund acac acac 13 POLARIDADE MAGNÉTICA E PÓLOS 13 POLARIDADE MAGNÉTICA E PÓLOS MAGNÉTICOS MAGNÉTICOS Giá trị biểu thức TRUMP Four simple words that really mean something for the future of America and the world All Americans must unite behind one leader TV networks MUST report the facts before choosing sides Make America great again Chu vi hình chữ nhật SKF SKFService Service OO torque nas máquinas elétricas é desenvolvido pela atração e repulsão entre os pólos torque nas máquinas elétricas é desenvolvido pela atração e repulsão entre os pólos magnéticos do estator e rotor e pelas forças nos condutores do rotor magnéticos do estator e rotor e pelas forças nos condutores do rotor As bobinas do estator e do rotor As bobinas do estator e do rotor são distribuída de forma estratégica para criar pólos são distribuída de forma estratégica para criar pólos magnéticos no estator e no rotor A quantidade e o magnéticos no estator e no rotor A quantidade e o posicionamento dos pólos são posicionamento dos pólos são determinados de modo que a máquina execute bem o determinados de modo que a máquina execute bem o seu serviço Eles estão localizados nas seu serviço Eles estão localizados nas superfícies externa do rotor e interna do estator superfícies externa do rotor e interna do estator o mais próximo possível do gap de ar o mais próximo possível do gap de ar Para a máquina ter torque contínuo o número de pólos do estator deve ser igual ao do rotor Para a máquina ter torque contínuo o número de pólos do estator deve ser igual ao do rotor As máquinas são referenciadas pelo número de pólos por exemplo hidrogerador de 12 pares As máquinas são referenciadas pelo número de pólos por exemplo hidrogerador de 12 pares de pólos motor de 6 pólos etc de pólos motor de 6 pólos etc Em algumas máquinas as bobinas do estator e do rotor são montadas em peças Em algumas máquinas as bobinas do estator e do rotor são montadas em peças magnéticas formando pólos salientes A Fig 12 mostra uma máquina com pólos salientes magnéticas formando pólos salientes A Fig 12 mostra uma máquina com pólos salientes cujas extremidades formam sapatas magnéticas que melhoram a distribuição do fluxo cujas extremidades formam sapatas magnéticas que melhoram a distribuição do fluxo magnético As bobinas são montadas na cintura magnético As bobinas são montadas na cintura formada pelas sapatas Máquinas dc e muitas formada pelas sapatas Máquinas dc e muitas máquinas síncronas são do tipo pólos máquinas síncronas são do tipo pólos salientes salientes Figura 12 Máquinas de Pólos Salientes Figura 12 Máquinas de Pólos Salientes A turbulência e ruído criados e principalmente a baixa resistência mecânica dos A turbulência e ruído criados e principalmente a baixa resistência mecânica dos pólos salientes proíbem pólos salientes proíbem seu uso em seu uso em máquinas rápidas máquinas rápidas Em outra forma construtiva cada bobina do enrolamento é subdividida em várias Em outra forma construtiva cada bobina do enrolamento é subdividida em várias bobinas bobinas menores menores para para distribuição distribuição em em torno torno da da periferia periferia dos dos núcleos núcleos do do estator estator e e do do rotor rotor Com isto as bobinas podem serarranjadas de vários modos Com os núcleos lisos as Com isto as bobinas podem serarranjadas de vários modos Com os núcleos lisos as máquinas são chamadas de cilíndricas máquinas são chamadas de cilíndricas Cada bobina é construída e conformada com dois lados retos para se encaixar nas Cada bobina é construída e conformada com dois lados retos para se encaixar nas ranhuras com curvaturas adequadas nos extremos para não impedir a montagem das outras ranhuras com curvaturas adequadas nos extremos para não impedir a montagem das outras bobinas bobinas O arranjo das bobinas é de tal modo que cada po1o magnético é formado por um O arranjo das bobinas é de tal modo que cada po1o magnético é formado por um subconjunto de bobinas Ao longo do gap de ar o campo magnético tem distribuição mais subconjunto de bobinas Ao longo do gap de ar o campo magnético tem distribuição mais uniforme uniforme A distribuição de campo magnético na periferia do estator muda muito se a máquina A distribuição de campo magnético na periferia do estator muda muito se a máquina tem apenas uma bobina estatóricas colocada em um par de ranhuras ou po1os salientes ou tem apenas uma bobina estatóricas colocada em um par de ranhuras ou po1os salientes ou bobinas bobinas distribuídas distribuídas imbricadas imbricadas ou ou ainda ainda bobinas bobinas concêntricas Nos concêntricas Nos arranjos arranjos comentados comentados um condutor do rotor passando junto ao gap de ar irá perceber variações abruptas na direção um condutor do rotor passando junto ao gap de ar irá perceber variações abruptas na direção e intensidade do campo magnético tendendo à formação típica de onda quadrada A e intensidade do campo magnético tendendo à formação típica de onda quadrada A decomposição da forma de onda do campo por Fourier dará uma família de harmônicas decomposição da forma de onda do campo por Fourier dará uma família de harmônicas impares Com destaque ao conteúdo de energia da terceira e quinta harmônicas A Fig 23 impares Com destaque ao conteúdo de energia da terceira e quinta harmônicas A Fig 23 mostra a distribuição do mostra a distribuição do campo magnético em uma máquina de enrolamento imbricado campo magnético em uma máquina de enrolamento imbricado Nas máquinas Nas máquinas médias e médias e grandes os grandes os enrolamentos são do enrolamentos são do tipo dupla tipo dupla camada camada ou seja ou seja dois lados de bobina em cada ranhura um no fundo e outro no topo dois lados de bobina em cada ranhura um no fundo e outro no topo SKF SKFService Service Em função do número de fases e Em função do número de fases e de pólos haverá um número ótimo de ranhuras com de pólos haverá um número ótimo de ranhuras com melhor distribuição do fluxo magnético entre estator e rotor e maior atenuação da ação das melhor distribuição do fluxo magnético entre estator e rotor e maior atenuação da ação das harmônicas superiores do campo magnético harmônicas superiores do campo magnético A distancia entre os lados da bobina é chamada passo da bobina coil pitch A distancia entre os lados da bobina é chamada passo da bobina coil pitch ee denominado por denominado por ρρ O espaçamento das ranhuras e O espaçamento das ranhuras e chamado passo da ranhura slot pitch chamado passo da ranhura slot pitch denominado pela letra y Na distribuição das bobinas a distancia entre os pólos é chamada denominado pela letra y Na distribuição das bobinas a distancia entre os pólos é chamada passo polar O con passo polar O conjunto de ranhuras ad junto de ranhuras adjacentes que co jacentes que contém os lados de ntém os lados de bobinas de um bobinas de umaa mesma fase constitui uma distancia que mesma fase constitui uma distancia que é chamada phase belt e é chamada phase belt e é normalmente expressa em é normalmente expressa em graus elétricos graus elétricos Quando o passo da bobina é igual ao passo polar distancia de 180 Quando o passo da bobina é igual ao passo polar distancia de 180 elétricos esta elétricos esta máquina é dita ser de passo completo máquina é dita ser de passo completo Se o passo da bobina for menor do que o passo polar a Se o passo da bobina for menor do que o passo polar a máquina é do tipo passo fracionário p exemplo 56 89 etc Se o número de ranhuras por máquina é do tipo passo fracionário p exemplo 56 89 etc Se o número de ranhuras por pólo por fase não for inteiro pólo por fase não for inteiro temse o chamad temse o chamado enrolamento fracioná o enrolamento fracionário rio Exemplo máquina trifásica com 36 ranhuras no estator e 4 pólos tem 9 ranhuras por pólo Exemplo máquina trifásica com 36 ranhuras no estator e 4 pólos tem 9 ranhuras por pólo passo polar 9 passo da bobina 8 passo fracionário 89 12 ranhuras por fase phase passo polar 9 passo da bobina 8 passo fracionário 89 12 ranhuras por fase phase belt 30 belt 30 elétricos 360 elétricos 360 elétricos3 fases4 pólos e 3 r elétricos3 fases4 pólos e 3 ranhurasfasepo1o anhurasfasepo1o 14 MOTORES DE 14 MOTORES DE CORRENTE CONTÍNUA CORRENTE CONTÍNUA Os motores de corrente contínua tem como grande vantagem à precisão e Os motores de corrente contínua tem como grande vantagem à precisão e flexibilidade de regulação da rotação A confiabilidade e a suavidade de funcionamento flexibilidade de regulação da rotação A confiabilidade e a suavidade de funcionamento compensam o custo mais alto tanto do motor como da fonte de corrente contínua para o compensam o custo mais alto tanto do motor como da fonte de corrente contínua para o acionamento acionamento Na máquina dc o campo magn Na máquina dc o campo magnético B Tesla criado por bobinas do estator atravessa ético B Tesla criado por bobinas do estator atravessa o rotor que o rotor que em suas ranhuras longitudinais contém várias bobinas cujos terminais são li em suas ranhuras longitudinais contém várias bobinas cujos terminais são ligados gados a um comutador a um comutador Através de escovas ligadas ao comutador a fonte dc externa excita a bobina do rotor Através de escovas ligadas ao comutador a fonte dc externa excita a bobina do rotor que está alinhada com os pólos do estator A bobina excitada cria dois efeitos de torque que está alinhada com os pólos do estator A bobina excitada cria dois efeitos de torque mecânico mecânico a a quando quando a a corrente corrente circula n circula na bo a bobina bina seus seus condutores condutores em em movimento movimento dentro dentro do do campo campo eq 7 na página 4 geram forças tangenciais ao rotor eq 7 na página 4 geram forças tangenciais ao rotor gerando torque gerando torque b b a bobina a bobina excitada c excitada cria um ria um campo campo magnético magnético perpendicular perpendicular ao cam ao campo do po do estator Isto estator Isto gera atração e repulsão entre os pólos do rotor gera atração e repulsão entre os pólos do rotor e do estator criando torque no rotor e do estator criando torque no rotor Sob a ação destes dois torques o rotor gira fazendo que o conjunto escovascomutador Sob a ação destes dois torques o rotor gira fazendo que o conjunto escovascomutador desenergize aquela bobina e excite a próxima Com esta seqüência o motor assume desenergize aquela bobina e excite a próxima Com esta seqüência o motor assume movimento uniforme A Fig 13 mostra um esquema de um motor de corrente contínua movimento uniforme A Fig 13 mostra um esquema de um motor de corrente contínua Figura 13 Esquema de um motor Figura 13 Esquema de um motor dc dc TRUMP Four simple words that really mean something for the future of America and the world All Americans must unite behind one leader TV networks MUST report the facts before choosing sides Make America great again SKFService 15 MÁQUINAS DE CORRENTE ALTERNADA Nas máquinas ac o enrolamento do estator é formado por um conjunto de bobinas ligadas em série e montadas aos pares para criar os pares de pólos Cada par de bobinas percorrido por uma corrente I estabelece um campo magnético H criando os pólos Norte e Sul Na máquina polifásica n fases o enrolamento é repetido n vezes e existirão n campos magnéticos H com i 1 até n 16 MÁQUINAS SÍNCRONAS O campo magnético criado no estator gira dentro da máquina ac e para usar a energia deste campo é colocado um rotor com seus próprios campos magnéticos dentro do estator Para que o torque da máquina seja contínuo o rotor deve ter o mesmo número de pólos do que o estator Os rotores de máquinas ac podem ser cilíndricos ou de pólos salientes e nos dois casos os pólos magnéticos são gerados por bobinas alimentadas por corrente contínua Entre os pólos magnéticos do estator e do rotor acontece efeitos de atração e repulsão de modo que os campos magnéticos do rotor ficam acoplados ao campo girante do estator Com isto o rotor gira junto o campo síncrono do estator Nas máquinas síncronas o rotor é alimentado com corrente dc através de anéis coletores Nas máquinas síncronas brushless além do enrolamento normal o rotor tem um gerador dc para alimentar as bobinas do rotor e um enrolamento tipo gaiola para a partida Os motores brushless partem como um motor indução A Fig 14 mostra esquemas de máquinas síncronas Figura 14 Esquemas de Máquinas Síncronas 17 MÁQUINAS ASSÍNCRONAS OU DE INDUÇÃO A máquina assíncrona tem o estator semelhante ao das máquinas síncronas A diferença é que o rotor assíncrono é excitado por correntes induzidas pelo campo do estator e não pela rede externa conforme Fig 28 Ligando o motor assíncrono o campo do estator gira síncrono em torno do rotor parado e faz circular correntes induzidas gerando o campo rotórico e o torque mecânico Vencida a inércia da carga a rotação aumenta diminuindo a velocidade relativa entre o campo H e o rotor e as correntes induzidas Quando a potência do motor se equilibra com a da carga a rotação se estabiliza em um valor um pouco menor do que a velocidade síncrona Quanto maior a carga menor será a rotação nominal do rotor O rotor será sempre arrastado pelo do campo magnético nunca chegando à rotação síncrona pois assim não haveria indução de corrente e a potência seria zero Os motores assíncronos podem ter dois tipos de rotores Total rate constant ktT krT kdisT krT kr0expΔEaRT rdkad SKFService Rotor de gaiola o circuito retórico é formado por barras curtocircuitadas por anéis De construção simples e robusta tem baixo custo e é adequado para quase todos os tipos de cargas Rotor bobinado os terminais das bobinas do rotor são ligados a anéis coletores para ligação com resistências externas que fecham o circuito rotórico Nos rotores bobinados as resistências externas tem várias funções importantes 1 controlam as correntes do rotor regulando o torque 2 aumentam o torque de partida limitando a corrente 3 regulam a eficiência total do motor Figura 15 Esquema de uma Máquina Assíntota 18 ESCORREGAMENTO Para gerar potência mecânica o motor assíncrono tem rotação menor do que a do campo H mantendo um escorregamento magnético Com isto as correntes induzidas no rotor circulam com freqüência igual àquela em que o campo corta os condutores do rotor Daí os efeitos dinâmicos são gerados por três freqüências a síncrona do campo a de rotação do rotor e a das correntes induzidas no rotor A diferença entre as velocidades síncrona n e nominal n é o escorregamento e pode ser expresso por Velocidade de Escorregamento dado em RPM ou por fração ou porcentagem da velocidade síncrona Qualquer variação sentida pelo motor seja flutuações da carga ou oscilações em qualquer um dos elementos eletromagnéticos do motor a corrente I no estator será afetada com o mesmo conteúdo harmônico Daí Problemas no ESTATOR tais como desbalanceamento de forças magnéticas bobinas em curto variam a impedância do estator e conseqüentemente afetam a corrente I Problemas na INDUÇÃO MAGNÉTICA tais como variações no gap de ar provocadas por excentricidade do rotor variam a impedância de magnetização equivalente Z e conseqüentemente afetam a corrente I Problemas no ROTOR tais como barras do rotor que ra as ou trincadas alteram a impedância do rotor e daí afetam a corrente I Scheme B H transfer Pathways 1 2 3 N CO CH3 N CO2 4 5 6 CH3 N CO2 CH3 OH CH3 OH N CH3 OH N CH3 CH3 OH CH3 CH3 OH H N N N N CH3 OH CH3 OH CH3 OH CH3 OH CH3 OH CH3 OH SKFService Concluise então que tanto os defeitos ocorridos no Estator ou no Rotor como os problemas Magnéticos afetam a corrente I do estator Portanto medindo e analisando as oscilações modulações em torno da freqüência típica fundamental 60 Hz na corrente I é possível diagnosticar defeitos no motor Posteriormente será visto que estas alterações na corrente induzem oscilações nas forças magnéticas dentro do motor estas por sua vez interagem com a estrutura do motor elétrico que responde na forma de vibração mecânica Se por qualquer motivo as resistências reatâncias ou indutâncias oscilarem no tempo o torque mecânico do motor também oscilará provocando vibrações torcionais do eixo na mesma freqüência ou freqüências das oscilações elétricas Baseandose nestas considerações este curso mostrará que a análise espectral da vibração na carcaça ou mancais do motor e a análise espectral da corrente no estator são ferramentas poderosas para um programa de manutenção preditiva de motores elétricos Total rate constant ktT krT kdisT krT kr0expΔEaRT rdkad SKFService CAPITULO 2 TÉCNICAS DE ANALISE ESPECTRAL Neste capítulo serão comentados sucintamente os recursos de análise dos novos de sinais dinâmicos atualmente disponíveis no mercado 21 INTRODUÇÃO O mercado hoje oferece uma coleção muito diversificada de analisadores de espectro todos baseados na técnica FFT Fast Fourier Transformer um algoritmo matemático que executa a decomposição em freqüência de um sinal dinâmico qualquer pelo processo de Fourier Os modernos analisadores de sinais são portáteis e tem um dois ou quatro canais e diversos tipos de entrada a calibradas para sinais em tensão b préamplificadores para acelerômetros piezoelétricos c conexão ICP para acelerômetros préamplificados e d conexão para sondas de temperatura Na análise de motores elétricos visando incluilos nos programas de Manutenção Preditiva são dois os parâmetros mais importantes a serem medidos e analisados as vibrações mecânicas e a corrente elétrica que circula pelo estator Com características próprias cada uma delas tem suas formas peculiares de medida cujos detalhes mais importantes serão vistos a seguir A corrente do estator é captada por um TC transformador de corrente ligado a uma resistência de carga para fornecer saída em tensão Conhecendo a relação entradasaída do TC e g 1001 ou 10001 AA e o valor do shunt em 2 a corrente do estator em Ampêres será medida corretamente O analisador fornecerá o valor global e a amplitude em Ampêres de cada componente harmônica da corrente do estator Os alicates amperimêtricos adaptados para fornecer saída calibrada de tensão são muito úteis na captação da corrente do motor Nos motores grandes ou em instalações muito protegidas os cabos de alimentação do motor normalmente não são acessíveis e a corrente então terá de ser captadanos TCs do quadro de comando Na medida e análise de corrente elétrica todo cuidado deve ser tomado para não exceder o valor admissível de entrada permitido para o instrumento O limite máximo deve considerar uma margem de segurança para suportar picos e transitórios O captador de corrente deverá ter sistema de proteção para tensão máxima de saída incluindo a proteção típica para uso de Transformadores de Corrente Para medir as vibrações usase acelerômetro especificado de acordo com a faixa de freqüência desejada ou seja níveis de vibração esperados Os acelerômetros são instalados na carcaça dos motores o mais próximo possíveis dos mancais e as medidas são preferencialmente feitas na direção radial Be the hardest worker in the roomMotion is lotion SKFService 22 ANALISADÓR E MODERNOS DE SINAIS DINAMICOS Os modernos e portáteis analisadores de sinais baseados em microcomputadores dedicados tem como funções principais 1 mostrar a forma de onda dos sinais 2 mostrar o conteúdo de freqüências através do espectro 3 medir os níveis em unidades corretas e 4 memorizar as medidas para processamento posterior Para executar estas funções os analisadores tem suas funções básicas e uma coleção de procedimentos opcionais que as complementam As funções básicas são implementados por software ou por hardware pelo fabricante do analisador e o usuário não tem acesso a eles Entre os diversos fabricantes percebese algumas diferenças na arquitetura interna no gerenciamento das informações e formas de memorizar as medições A grande maioria dos fabricantes fica empatados nos recursos de análise na velocidade de cálculo e na quantidade de memória O usuário fará sua opção baseado na facilidade de uso portabilidade confiabilidade softwares de apoio e resistência mecânica do analisador 221 AQUISIÇÃO DO SINAL Para executar qualquer procedimento de medição ou de análise o sinal deve ser digitalizado e memorizado no analizador para depois então executar qualquer uma de suas funções O sinal analisar passa pelo circuito de entrada e é colocado à entrada de um conversor AD análogodigital para a aquisição que tem dois parâmetros importantes Tempo de Aquisição O analisador deverá aquisitar um tamanho de amostra tempo de amostragem que permita constituir uma amostra representativa do sinal a analisar mantendo suas informações No de amostras A digitalização do sinal consiste em expressalo por uma coleção de pares de valores tempo e amplitude O número de pares de valores deverá ser suficiente para reproduzir o sinal inclusive as componentes de alta freqüência 222 RESOLUÇÃO DE FREQUENCIA O sinal aquisitado é processado pelo algoritmo da FFT para determinar o espectro de freqüências O cálculo do FFT é baseado em um limite superior de freqüência e em determinado número de linhas que pode ser 50 100 200 400 800 1600 3200 e 6400 Com isto temse um efeito de filtragem por discretização de freqüências co influência direta na Resolução de freqüência A resolução de freqüência é o resultado da divisão do limite superior de freqüência pelo número de linhas e dada em HzLinha Nos motores de indução ocorrem muitas vezes modulações das forças magnéticas e mecânicas pela corrente do rotor na freqüência de escorregamento As bandas laterais criadas são muito próximas 2X escorregamento exigindo que o analista combine baixo limite I dont stop when Im tired I stop when Im done SKFService superior de freqüência alto numero de linhas e uso de zoom para poder destacar os indicativos destas modulações 323 OUTROS RECURSOS Leituras Médias No modo média o analisador é colocado em modo repetitivo no processo de aquisição do sinal e cálculo do FFT A cada novo espectro calculado o analisador executa o cálculo da média linha por linha de todos os espectros anteriores Na análises de motores basta usar a Média Linear que atenua ou até mesmo anula sinais aleatórios presentes nas medidas Cursor e Marcador de Harmônicas Os analisadores possuem um cursor que pode ser deslocado para qualquer região de display destacando no espectro os valores de amplitude e freqüência das componentes individuais ou na forma de onda indicando a amplitude e o tempo O comando de harmônicas mostrará as posições dos múltiplos da freqüência indicada pelo cursor O conteúdo harmônico daquela componente ou outras componentes associadas à freqüência do cursor serão destacados para a análise pelo usuário Zoom A função zoom aumenta a resolução de freqüência em uma faixa escolhida do espectro permitindo medir e analisar componentes de freqüências muito próximas tais como bandas laterais geradas por modulações Trigger Externo Os analisadores têm entrada para um sinal de trigger externo para sincronizar o processo de cálculo com o sinal analisado Este evento externo pode ser um pulso elétrico qualquer a passagem de uma chaveta ou um nível prédeterminado de vibração ou de corrente Combinando o trigger externo e com o tempo de aquisição é possível analisar apenas uma parte do ciclo da máquina ou processo em estudo I will continue to rise and improve for years to come taking each setback as a lesson every failure as a lesson failure as an opportunity every loss as a lesson I will not be stopped by temporary obstacles or naysayers I am resilient determined and unstoppable Every day in every way Im getting better and better SKFService CAPITULO 3 PRINCÍPIOS BÁSICOS DE VIBRAÇÕES DE ORIGEM MAGNÉTICA NAS MÁQUINAS ELÉTRICAS Neste capítulo serão tratadas as vibrações mecânicas de origem magnética nas máquinas elétricas Para entender e analisar estas vibrações serão estudados os aspectos dinâmicos das interações eletromagnéticas que acontecem nas máquinas elétricas 31 INTRODUÇÃO A máquina elétrica tem peculiaridades que a diferenciam das outras máquinas industriais e tornam sutil sua análise dinâmica 1 tem um campo magnético H que gira dentro do estator em rotação síncrona com a freqüência da rede nS f Rede pares de pólos e se comporta como se fosse um rotor verdadeiro 2 o rotor girando dentro da máquina tem os problemas vibratórios normais de uma máquina qualquer 3 existe circulação de corrente pelos condutores do rotor elétrico criando forças magnéticas Se for uma máquina assíncrona a corrente circula com a freqüência de escorregamento muito menor do que a rotação do rotor e do que a freqüência da rede O campo magnético H síncrono do estator atua diretamente nas partes magnéticas do estator e através do gap atinge o rotor onde desenvolve forças e torques dinâmicos proporcionais à intensidade da corrente rotórica A parcela útil deste campo girante H gira o rotor produzindo energia mecânica aproveitável no eixo do motor Se o circuito magnético do motor estiver com assimetrias eou descontinuidades o fluxo magnético sofrerá perturbações e oscilações dinâmicas O campo H também perturbado gerará forças e momentos desequilibrados Os resultados imediatos serão a redução da potência útil e ruídos e vibrações anormais no motor As oscilações das forças vibrarão toda a estrutura da máquina propagando vibrações para a vizinhança Já as flutuações do torque provocarão vibrações torcionais no sistema dinâmico formado pelo rotor da máquina eixo de transmissão e o rotor da carga Sistemas de inérciasgrandes responderão menos às excitações torcionais mas todo o cuidado deve tomado para evitar ressonâncias torcionais A corrente circulando nos condutores do rotor na freqüência de escorregamento também criará esforços dinâmicos que irão interagir com outros esforços na máquina Com certeza haverá combinações dinâmicas resultando em batimentos modulações AM eou FM As prováveis portadoras serão as freqüência de rotação e a freqüência das forças magnéticas 120 Hz Como mostrado no Capítulo 2 o escorregamento nas máquinas assíncronas pode ser expresso por Velocidade de Escorregamento em RPM por Escorregamento Específico por Escorregamento Percentual A freqüência de circulação da corrente no rotor é a Freqüência de Escorregamento dada por f s f RedeHz A medida e análise corretas destas manifestações possibilitam identificar e corrigir os problemas Quando as origens dos defeitos forem compreendidas elas poderão ser estudadas e aplicados métodos de eliminação É a Manutenção Produtiva Total BEGANNEN SIE JETZT MIT DER PDFVERSCHLÜSSELUNG SKFService Experiência mostrou que problemas puramente mecânicos podem causar problemas elétricos significantes quando avaliada com outro motor mas mesmas condições ou análise de vibração por exemplo um severo desalinhamento pode criar um air gap variável entre o rotor e o estator afetando ambas análises Então quando tais testes indicarem problemas elétricos sempre é uma idéia uma análise de vibração detalhada que confere tais problemas mecânicos antes de enviar o motor para consertos potencialmente caros e desnecessários Primeiro corrija qualquer problema mecânico desbalanceamento desalinhamento problemas de rolamentos etc Então repita os testes de corrente e vibração para avaliar as condições elétricas para depois mandar para o conserto só enviando o motor se necessário É importante que quando suspeitado um problema elétrico a condição deve ser evacuada fazendo trabalhar a máquina em carga máxima Resolução fina de freqüências é muito importante para separar os problemas elétricos dos mecânicos para ranges de freqüência escolhidos um analisador que não mostre duas freqüências individuais é também indicado o uso de amplitudes logarítmicas para evaluar vários problemas elétricos em lugar da escala linear A primeira razão para o uso é detectar a possível presença da passagem de pólos Fp e suas bandas laterais ao redor de 2X a linha de rede 32 PROBLEMAS QUE PODEM SER DETECTADOS A PARTIR DA ANÁLISE DE VIBRAÇÃO Excêntricidade do Estator Lâminas em curto ou Ferro Solto Problemas de Estator geram vibrações em 2X a freqüência da linha 2F120 Hz A Excentricidade do estator produz um espaço vazio estacionário desigual entre o Rotor e o Estator o que produz alta vibração bem definida em freqüência O Air Gap Diferencial EntreFerro não deve exceder 5 para motores de indução e 10 para motores síncronos Pés amortecidos ou bases isoladas podem acarretar a excentricidade do estator O ferro solto é devido à fragilidade ou a folga do suporte do estator Lâminas de estator curtocircuitadas podem causar o aquecimento localizado irregular o que pode fazer curvar o eixo do motor produzindo vibração induzida termicamente que pode crescer significativamente ao longo do tempo de operação Figura 31 Rotor Excêntrico Rotores excêntricos produzem um Air Gap EntreFerro entre o rotor e o estator que induz à vibração pulsante normalmente entre 2 FL e o harmônico da velocidade de operação mais próximo Muitas vezes exige um zoom de espectro para separar 2 FL e Harmônicos da velocidade de operação Rotores excêntricos geram 2 FL cercado de bandas de Passagem de Pólos FP bem como bandas laterais em volta da velocidade de operação A própria FP aparece em freqüência baixa Freqüência de passagem de Pólo Freqüência de Escorregamento X No de Pólos Valores comuns de FP vão de aproximadamente 20 120 CPM 03 a 20 Hz Liebe Kunden gemäß der neuen DatenschutzGrundverordnung DSGVO vom 25 Mai 2018 ist nicht nur das Löschen der Daten verpflichtend sondern bereits das Speichern und erstmalige Erfassen ist nur noch unter bestimmten Bedingungen zulässig Für Personenbezogene Daten müssen Sie eine legale Grundlage angeben und müssen die Daten entsprechend technisch und organisatorisch schützen ausgetauscht Genau diese datenschutzrechtlichen Anforderungen werden mit dem neuen Produkt PDFVerschlüsselung erfüllt Unternehmen Kommunen Arbeitgeber Behörden Anwälte private Organisationen Ärzte wwwamerikaperfektcom EMail infoamerikaperfektcom SKFService Figura 32 Problemas de Rotores Anéis de Curto eou Barras de Rotor trincadas ou quebradas Soldas ruins entre Barras e Anéis em curto ou Lâminas de Rotor CurtoCircuitadas produzirão alta vibração na velocidade de operação 1x com bandas laterais iguais à Freqüência de Passagem de pólo FP ou 2X Freqüência de Sincronismo Além disso Barras de Rotor quebradas gerarão muitas vezes bandas laterais FP ou 2FS em volta do terceiro quarto e quinto harmônicos da velocidade de operação Barras do rotor frouxas são indicadas por bandas laterais de espaçamento igual à 2X Freqüência da Linha 2 FL em torno da freqüência dae Passagem de Barras do Rotor RBPF eou seus Harmônicos RBPF No de Barras X RPM Muitas vezes causará níveis altos em 2 X RBPF com apenas uma pequena amplitude em 1 X RBPF Figura 33 Figura 34 Problemas de Fase Conector Solto Problemas de Fase devidos a conectores frouxos ou partidos podem causar uma vibração excessiva em 2X a Freqüência da Linha 2 FL a qual terá bandas laterais em sua volta em 13 da Freqüência da Linha 13 Níveis em 2 FL poderão ultrapassar 10 polegadasegundo se o problema não for corrigido Isto será particularmente problemático se o conector defeituoso fechar e abrir contato periodicamente Figura 36 Motores Síncronos Bobina estator solta Bobinas do Estator frouxas em motores síncronos gerarão nitidamente alta vibração na Freqüência de Passagem da Bobina CPF que é igual ao No de Bobinas do Estator X RPM No Bobinas do Estator No de Pólos X No de BobinasPólo A freqüência de Passagem da Bobina terá em sua volta bandas laterais de 1 X RPM Was für Dokumente sind sinnvoll zu verschlüsseln Lohnabrechnungen Rechnungen Steuererklärungen Steuerbescheide Patientenakten Arztbriefe Krankenkassenunterlagen Schulberichte Zeugnisse geburts Heirats und Sterbeurkunden Versicherungspolicen Lohndokumente Kontoauszüge Inventarlisten EDVProgramme Werkzeichnungen Verkaufskalkulationen Bilanzen Gewinn und Verlustrechnungen Gewinneinkünfteerklärungen Übernahmeverträge Gehaltsnachweise Abmahnungen Dokumente mit personenbezogenen Daten Informationen die nur für bestimmte Empfänger bestimmt sind Gesetze und Urteile des Bundes und der Länder Urkunden Beweise Verträge und Bescheinigungen die individuell sind Entwicklungsunterlagen Forschungs oder Geschäftsprojekte Belege Beweise Verträge und Bescheinigungen Schreiben mit rechtsverbindlichen Beteiligungs und Beteiligungsvereinbarungen Wichtiges Schriftgut im beruflichen Kontext z B Gehälter Abmahnungen usw Dokumente mit persönlichen Informationen sowie Fristen und Termine Daten im Zusammenhang mit der Kreditvergabe und den Sicherheiten für Kredite Dokumente mit Informationen die gegen den Missbrauch von Daten schützen müssen Werden diese Dokumente nicht angemessen geschützt besteht die Gefahr dass Dritte darauf Zugriff bekommen undoder rechtliche Konsequenzen drohen Setzen Sie deshalb jetzt auf die PDFVerschlüsselung Sicher Schnell Einfach Erfolg Leider sind viele normale SoftwareDatenverschlüsselungen in der Praxis schwer und aufwendig anzuwenden Sie benötigen ITSpezialisten und mehrere Stunden Schulung Die Lösung PDFVerschlüsselung von AMERIKAPERFEKT für jedermann Sie möchten Risiken minimieren und eine hohe Sicherheit herstellen Dann sind Sie hier genau richtig Alle Dokumente die Sie täglich als EMailAnhang versenden können Sie mit dem neuen und geprüften Verfahren schnell verschlüsseln Wir sagen Ihnen gern wie es geht Die PDFVerschlüsselung ist keine Software Allein durch einmaliges Registrieren erhalten Sie den Schlüssel für den privaten Schlüsselcode Sie können dann ambesten dieses Verfahren mit anderen Nutzern einsetzen die ebenfalls registriert sind Für jeden Schlüssel kann man mehrere Nutzer registrieren sodass dieses auch in Organisationen Firmen und Behörden miteinander genutzt werden kann Wie ist die PDFVerschlüsselung rechtlich ausgestaltet Wird eine Datei mit dem privaten Schlüsselcode verschlüsselt kann sie nur mit demselben privaten Schlüsselcode wieder geöffnet werden Oder mit einem anderen privaten Schlüsselcode der mit dem ersten registriert ist Die Schlüsselcodes sollen nicht übermittelt werden Sie sind nur zum eigenen Entschlüsseln bestimmt Der private Schlüsselcode darf nur bei einem privaten PC aufbewahrt werden Andere System und Netzwerkspeicher sind nicht zulässig Die PDFVerschlüsselung ist multilateraler Schutz 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 Das macht die PDFVerschlüsselung zu einem bewährten Produkt in der DateiArchivierung und Digitalisierung für Personenbezogene Daten in der Behördenkommunikation und bei digitaler Signatur Die Datenschutzerklärung und Nutzungsbedingungen werden online oder auf Wunsch per Post übermittelt Sie wollen das Produkt sofort nutzen Dann registrieren Sie sich jetzt auf wwwamerikaperfektcom Keine Bankdaten keine Einholung weiterer Daten Sicherheitszertifikate werden gegen Unterschrift ausgehändigt Es wird keine Software installiert die Ihren PC oder die ITUmgebung in USBSticks beeinflussen Nutzen Sie die bewährte neue Produktgeneration bequem online Sobald Ihr privater As3401enanldnIggenLalrat Ich habe Ihre Brngdaffe erhalten Gestern Gesmmstelt per PDFVerschlüsselung Vielen Dank Ich habe das Dokument auf dem Handy in der Familie besprochen Auch den Kontrollbericht der Familienversicherung habe ich mir privat für eine spätere Nutz Ich werde mich melden wenn mein vorläufiger Antrag bei der Firma eingetroffen ist Danke für die PDFVerschlüsselung für den einfachen und schnellen Austausch Das Produkt kann ich jedem empfehlen auch für sichere Übertragungen von anderen Briefe die geschützt in der Familie bleiben müssen Mit freundlichen Grüßen NBPF H W AMERIKAPERFEKTCOM AMERIKA PDFVerschlüsselung 25 Jahre das Original ERFOLGSAUSSICHTEN 1234 5678 9012 3456 78 9012 3456 78 wwwamerikaperfektcom infoamerikaperfektcom Telefon 030 445 20 700 Telefax 030 445 20 701 Fragen Sie nach den Sonderkonditionen für Firmen Behörden und private Organisationen Die Nutzungskosten für die PDFVerschlüsselung betragen ab 200 Euro monatlich Der Mindestzeitraum beträgt 6 Monate Mit freundlichen Grüßen Firma AMERIKAPERFEKT GmbH Berlin Wann genau ist die PDFVerschlüsselung nützlich Ein sicheres Mailverfahren oder eine digitale Signatur ist nicht vorhanden und nicht möglichDie Versendung von Informationen per normalen Mailversendungen aus dem Outlook kann für sensible Dokumente sehr riskant sein Für viele Unternehmen oder Organisationen gibt es spezielle Empfehlungen und rechtliche Vorgaben wenn sie personenbezogene Daten in Dokumenten versenden Zum Schutz der Daten benötigen Sie eine einfache sichere und gesetzeskonforme Lösung Senden Sich Dateien mit wichtigen personenbezogenen Daten an mehrere Empfänger Wollen Sie die Files rechtssicher senden und für eine langfristige Archivierung sichern Wollen Sie auch Ihre privaten Datensendungen zB mit Familienmitgliedern gut und sicher schützen Wollen sie die Dateien einfach und schnell in Ihre Postfächer integrieren Dann ist die neue PDFVerschlüsselung genau das Richtige SKFService Figura 37 Problemas de Motores de Corrente Continua Problemas em motores de CC podem ser detectados por amplitudes maiores que a normal na Freqüência de Disparo de SCR 6 FL e seus harmônicos Estes problemas incluem enrolamentos de campo partidos SCR com mau funcionamento e conexões soltas Outros problemas inclusive fusíveis queimados ou soltos e cartões de controle em curto podem causar picos de grande amplitude em Freqüência da Linha de 1X até 5X 3600 18000 CPM Figura 38 The Going Rate is an online platform created to help everyday people receive fair prices when selling their vehicles while simultaneously giving local dealers inventory on trusted vehicles SKFService 33 PROBLEMAS COM ESTATORES Análise de Vibrações podem detectar os seguintes problemas com estatores Estatores Excêntricos um motor excêntrico produz um air gap diferencial estacionário entre o rotor e o estator Quebra de Lâminas Ferro solto Esses problemas têm as seguintes características 1 Todos os problemas com o estator são gerados a alta vibração de 2X a freqüência de linha porem não necessariamente gera bandas laterais freqüência de passagem de pólos no estator não sendo então demodulada na velocidade de rotação nem na freqüência de escorregamento Na fig 39 o espectro mostra a alta amplitude de 0230 insec em 7200 CPM excedendo a Banda 3 Outro espectro coletado no mesmo dia define melhor o acontecido fig 310 o espectro mostra altos níveis de 0228 insec em 7200 CPM 2FL e em 00044 insec a 2X RPM Também pode se notar a ausência de bandas laterais ao redor de 2X FL indicando o problema com o estator 2 Motores novos ou recondicionados não devem exceder picos de 005 insec e motores já em serviços no devem superar 0100 insec para motores de 50 HP a 1000 HP estas amplitudes são especificas para 7200 CPM Em motores de máquinas de precisão a amplitude de 2 FL não deve exceder 025 insec 3 Air Gap diferencial não deve exceder 5 para motores de indução e 10 para motores síncronos Se a amplitude de 2 FL cresce no tempo o motor deveria ser inspecionado Para achar a diferencial podese marcar um ponto no rotor e no estator ambos devem estar corretamente alinhados e medir seu air gap girando 45 medindose novamente a diferença do air gap O próximo passo é girar novamente 45 e se o diferencial de air gap varia mais de 5 o diferencial é causado por rotor excêntrico 4 O ferro solto é devido à fragilidade ou folga do suporte do estator 5 Lâminas de estator curtocircuitadas podem causar o aquecimento localizado irregular no motor produzindo vibração induzida termicamente que pode crescer significativamente ao longo do tempo de operação Figura 39 Espectro de um Motor com Fmax 50X RPM 77 20 FERT 95 ORLANDO FL BUYINGSTEELMENS PRICE OWNING COST SKFService Figura 310 Zoom do espectro indicando problemas com o estator 34 ROTOR EXCÊNTRICO No caso de um rotor excêntrico o rotor não está centrado na linha de centro produzindo um desigual air gap entre o rotor e o estator é oposto ao air gap estacionário no caso do estator excêntrico Um rotor excêntrico pode ser causado por quebra das lâminas do rotor causando aquecimento localizado induzindo ao rotor se curvar ou simplesmente sair do seu lugar Um rotor excêntrico tem as seguintes características 1Rotores excêntricos produzem vibração pulsante normalmente entre 2 FL e o harmônico da velocidade de operação mais próximo Muitas vezes exigem um zoom de espectro para separar 2 FL e Harmônicos da velocidade de operação Freqüência de passagem de Pólo Freqüência de Escorregamento X No de Pólos Valores comuns de FP vão de aproximadamente 20 120 CPM 03 a 20 Hz Num motor de 2 pólos a 3600 RPM as bandas laterais estão juntas à freqüência de escorregamento enquanto que para um motor de 4 pólos as bandas laterais aparecerão em 4X a freqüência de escorregamento A figura 311 mostra um espectro indicando um problema com um rotor excêntrico produzindo air gap variável Primeiramente na figura 311 aparece uma alta amplitude de 0295 insec com 0162 insec em 7200 CPM O zoom na figura 312 revela o alto nível de 0166 insec em 7200 CPM mostrando também as bandas laterais indicando um motor excêntrico Heres everything you get on Kelley Blue Book A simple private sale with your friends or family is just not safe anymore 800 CARFAX images with an instant VIN Decode Vehicle Clean Title Tax paid Paid vehicle liability insurance 90 days legal protection 8000 maximum claim amount 2000 per occurrence deductible No time limits on claims To file a claim contact us at claimsbwbsecurecom or call 8586131605 12am 7pm PST Monday through Friday Dont get fooled behind the wheel of a major purchase wwwbwbsecurecom KELLEY BLUE BOOK Safe Sale is administered by Bluewater Vehicle Insurance Services Inc underwritten by Westchester Fire Insurance Company a Chubb company Bluewater Vehicle Insurance Services Inc Bluewater Westchester Fire Insurance Company and Chubb make no guarantee or warranty regarding the value condition or quality of any vehicle or sale all of which are solely the responsibility of the buyer or seller Refer to policy for terms and conditions Not available in all states wwwkbbcom wwwbwbsecurecom Buy Sell Feel safe SafeSale KBB SafeSale A simple private sale with your friends or family is just not safe anymore Protect the transaction and the peace of mind that comes with a safe and easy sale For just 79 both the buyer and seller are covered by a comprehensive vehicle protection plan Not available in all states Subject to state approval Rates and services may vary or be unavailable in some states All products are underwritten by a Chubb company KBBSafeSalecom 56MAIN11Elizabeth Berkley I buy Sell trade cars This car is out at auction KELLEY BLUE BOOK Safe Sale wwwbwbsecurecom 8009560233 wwwkbbcom 2301 Dupont Dr Irvine CA 92612 8004236003 Mon through Fri 5am to 6pm PTcustomerservicekbbcom Buy Sell Feel safe SafeSale KBB SafeSale A simple private sale with your friends or family is just not safe anymore Protect the transaction and the peace of mind that comes with a safe and easy sale SKFService Figura 311 Espectro de 30000 CPM do Motor de uma Bomba de Água Figura 312 Espectro indicando um Rotor Elétrico 313 314 315 316 Natalie was trapped in her own world a labyrinth of choices and consequences I walked by and reached out but her gaze held storms I could not weather SKFService 317 318 2 Motores novos ou recondicionados não devem exceder picos de 005 insec e motores já em serviços não devem superar 0100 insec para motores de 50 HP a 1000 HP estas amplitudes são especificas para 7200 CPM sendo 2X a freqüência de linha 3 Um motor excêntrico pode requerer ajuste nos mancais de rolamentos e uma periodicidade de mesura da tolerância do air gap 4 Num programa de manutenção preditiva quando um rotor excêntrico é indicado pelas bandas laterais da passagem de pólos ao redor de 2FL estas mostram também a linha de tendência Quando um pico em 2 FL exceder 0100 insec a linha de tendência mostrar incremento notável na amplitude e nas bandas laterais muita maior atenção deveria ser dada particularmente se mais bandas laterais aparecerem ao redor de 2 FL Se a amplitude em At the crossroads of fate and desire Natalie weighed the scales Every step forward cast shadows behind her a dance between courage and fear SKFService 7200 CPM se mantém estáveis em outras inspeções o dano está sendo superado até se as amplitudes são quanto muito 0175 insec em 7200 CPM Em este caso é satisfatório só continuar com a tendência Porém ha diminuído a vida útil do motor 5 Se um motor apresenta o rotor excêntrico à experiência tem mostrado freqüentemente que o aumento da vibração é acompanhada do aumento da temperatura Por exemplo quando um motor é ligado ele tem um nível de vibração de 010 insec passados 10 minutos a amplitude aumenta 014 insec em 20 minutos a amplitude pode aumentar para 018 insec e finalmente em 30 minutos de funcionamento é muito provável que seja 25 insec o mais Isto pode ser causado por um aquecimento não uniforme no rotor 35 PROBLEMAS COM ROTORES Problemas que podem ser detectados com análise de vibrações são os seguintes QuebraTrinca das Barras do Rotor ou Anéis em Curto Soldas ruins entre Barras do Rotor ou Anéis de Curto Lâminas do Rotor CurtoCircuitadas FolgaAbertura das Barras do Rotor não fazendo bom contato com os Anéis Este tipo de problemas tem as seguintes características 1 Os problemas de quebra ou trinca das barras dos rotores produzirão alta vibração na velocidade de operação 1x RPM com bandas laterais iguais à Freqüência de Passagem de pólo FP em motores de 2 pólos estas bandas laterais estão em 2X a freqüência de escorregamento e para motor de 4 pólos é 4X a freqüência de escorregamento A fig 9 mostra um típico motor de 2 pólos com sérios problemas de rotor Inicialmente em 30000 CPM as bandas de espectro mostram uma insinuação de sérios problemas aparentemente mostra folga mecânica tendo vários harmônicos na velocidade de rotação As figuras de 314 a 316 revelam series de bandas laterais de passagem de pólos ao redor de 1X 2X e 3X RPM respectivamente Estes espectros indicam problemas de quebra trinca das barras dos rotores quebras dos anéis ou quebra curto nas barras dos rotores 2 Na fig 315 as bandas laterais de passagem de pólos ao redor de 1X RPM sugerem quebra ou trinca das barras do rotor eou altas resistência das soldas podem produzir harmônicos de bandas laterais em altas velocidades de rotação incluindo 2X 3X 4X e 5X RPM Em estes casos mais de uma barra do rotor deve estar danificado desde que tenhamos mais de 1 pulso por revolução A fig 6 mostra um espectro com bandas laterais de passagem de pólos ao redor dos múltiplos da velocidade de rotação Neste caso a velocidade de rotação é de 1176 RPM a freqüência de escorregamento 24 CPM Sendo um motor de 6 pólos a freqüência de passagem de pólos será de FP 6X24 CPM 144 CPM Sendo este a espaço de cada múltiplo de FP ao redor de 1X RPM até 5X RPM Na inspeção a maquina apresentou 4 barras do rotor quebradas 3 Barras do rotor frouxas são indicadas por bandas laterais de espaçamento igual à 2X Freqüência da Linha 2 FL em torno da freqüência dae Passagem de Barras do Rotor RBPF eou seus Harmônicos RBPF No de Barras X RPM Muitas vezes causará níveis altos em 2 X RBPF com apenas uma pequena amplitude em 1 X RBPF 4 As amplitudes excedem 006 insec nas barras de freqüência de passagem de barras de rotores RBPF ou em altos harmônicos 2 RBPF ou 3 RBPF O espaçamento das bandas laterais ao redor de RBPF e seus harmônicos são exatamente 2 FL As figuras 317 e 318 mostram um espectro de um motor confirmando que tem dois ou mais barras de rotores abertas Este motor tem 57 barras e opera a uma velocidade de 1793 RPM dando o RBPF fundamental em 102200 CPM A forma de onda do espectro da figura 317 mostra uma amplitude de 0008 insec em RBPF Porém a historia em 2X RBPF é completamente diferente O zoom na fig 318 um excessivo em 0340 insec em 2044380 In the twilight of understanding Natalie found a mirror not of reflection but of hope The journey was hers alone yet the path was lined with the echoes of compassion SKFService CPM ou 2X RBPF acima de 28 vezes mais que no RBPF Se a altas freqüências são coletadas fundamentais RBPF este tipo de problemas poderia ser perdido totalmente A fundamental indica altos níveis de 2X RBPF que são acompanhadas por bandas laterais em exatamente 7200 CPM 2 FL 5 Ainda referente ao diagnostico note que algumas amplitudes de RBPF ou seus harmônicos não são altas Ao contrario das bandas espaçadas em 2X linha de rede usualmente 7200 CPM Essa ordem de freqüência inclui RBPF e exatamente 2FL podendo indicar folga ou abertura das barras do rotor eou variável air gap 6 O importante é detecção desse tipo de problemas e o controle de suas tendências antes de tomar uma decisão apressada antes de uma revisão no motor A tendência não indica um crescimento substancial de perigo se não está mudando até mesmo com RBPF de 010 a 015 insec Porém se a tendência indicar um incremento na taxa de mudança de uma inspeção para outra significa uma rápida deteriorização da condição 7 No Programa de Monitoramento da Condição é importante especificar dois pontos para a detecção de problemas elétricos a Ponto de Baixa Freqüência de Motores Elétricos Fmax 12000 CPM 3200 linhas de FFT 2 Ave Isto permite separar a amplitude em 2 FL e os harmônicos das velocidades de rotação b Ponto de Evaluação de Alta Freqüência de Passagem de Barras de Rotores Fmax 360000 CPM 1600 linhas de FFT 8 Ave para motores de mais de dois pólos uma Fmax de 240000 CPM é provável que seja suficiente para coletar 1X e 2X RBPF Isto permite a detecção de problemas potenciais em RBPF e seus múltiplos Note que o espaçamento das freqüências é de exatamente 2 FL até se o número de barras de rotores é desconhecido A fig 319 é um bom exemplo Note que as altas freqüências de 0136 insec em RBPF penetraram no alarme 1 06 insec no alarme 2 0100 insec Experiências mostram que essas medidas são normalmente coletadas de melhor maneira na direção horizontal Lembrese que essas duas medidas são adição de condições padrões de monitoramento de pontos de cada motor Porém eles provavelmente detectarão problemas elétricos potenciais antes de resultados catastróficos PRAYER FOR THE WORLD Let this be a time of quiet meditation to ponder the condition of the world in which we live We rejoice that we have the power to help in our little way by example and faith May all of us in our own way help to bring peace to the earth to inspire confidence and hope in the hearts of men and women everywhere and to instill a sense of love with kindness toward one another May the God of Love and Peace be in our hearts and in our world now and evermore AMEN SKFService 319 36 PROBLEMAS DE PULSOS DE TORQUE Motores elétricos inerentes tem vibrações devido a pulsos de torques criados por rotações dos campos magnéticos energizados do estator de pólos Normalmente estas vibrações são totalmente baixas e não um problema Os pulsos de torque ocorrem em 2X a linha de rede Isto acontece desde que cada pólo de motor é essencialmente energizados 2X para cada ciclo de corrente AC Estas vibrações são extremadamente raras exceto em esses casos onde níveis de baixas vibrações são detectados em casos de máquinas ferramentas Ou se esses pulsos de torques existam a freqüência natural em máquinas ou estruturas que tem pulsos em 2X FL Pulsos de torque também podem excitar folgas das barras do rotor em freqüências de 2X 3X e até 4X a freqüência de pulsos de torque ou 14400 21600 e 28800 CPM A fig 320 é um tipico espectro com problemas de pulsos de torque Whatever you do do it heartily as to the Lord and not to men Colossians 323 SKFService 320 37 FREQUÊNCIAS DE SLOTS OU RANHURAS Nos motores elétricos de rotores cilíndricos os condutores são alojados em ranhuras usinadas nos pacotes magnéticos do estator e do rotor Cada ranhura representa uma variação na relutância magnética do gap de ar Sob a ação do campo φ o magnetismo se concentra nos dentes das ranhuras de modo que as atrações entre estator e rotor pulsam com a passagem das ranhuras As forças magnéticas passam a ter uma componente dinâmica com freqüência igual à freqüência de rotação do motor vezes o número de ranhuras A carcaça do motor sente as forças variáveis e responde com vibrações com mesmo conteúdo harmônico das forças Todos os motores atuais apresentam em maior ou menor grau vibrações devidas a ranhuras CENTRO MAGNÉTICO No centro magnético do motor os campos magnéticos do estator e do rotor estão em equilíbrio é o ponto de projeto do rotor As forças que mantém o rotor no centro magnético são pequenas e são facilmente superadas Forças externas de nivelamento ou de montagem deslocam o rotor de seu centro HOME IS THE HAPPIEST PLACE ON EARTH PRIDE INDIVIDUALITY BELONGING DREAMING SHARING COMPASSION TEAMWORK ACTIVE FAMILY TOLERANCE FRIENDSHIP TRUST NURTURING BELIEVING FAITH LOYALTY RELAXATION LOVE SUPPORT CARING ACTIVE JOY LAUGHTER KINDNESS AFFECTION PEACE FREEDOM LAUGHTER TEAMWORK SKFService magnético As atrações magnéticas criam uma força axial tentando trazer o rotor de volta ao centro magnético Se a força externa que puxa o rotor para fora de seu centro magnético for igual à atração exercida pelo estator o rotor irá zumbir ou seja o campo magnético temporariamente supera as forças externas e o rotor é alternadamente submetido a centragem magnética e às forças externas Várias forças podem tirar o rotor de seu centro magnético mancais deslocados axialmente peso do rotor se os mancais não estão nivelados empuxo axial devido a uma ventoinha rolamento defeituoso précarga axial por ex devido a espaçadores no acoplamento As vibrações geradas aparecem em lX RPM axial que por sua vez podem provocar roçamentos se os mancais tiverem batentes para startup Pode também aparecer vibrações axiais em 2x f rede e harmônicas Este problema pode ser detectado rodando o motor desacoplado e com um pedaço de madeira empurrase o eixo para seu centro magnético tentando verificar se a vibração é reduzida Com espaçadores de acoplamento mal dimensionados eou mal instalados podese obter altas vibrações axiais em lx e 3x RPM o rotor deverá sempre estar colocado em seu centro magnético normalmente localizado no centro do jogo axial O motor precisa ser corretamente nivelado alinhado e espaçado com a unidade acionada Quando o motor é testado desacoplado pode ser necessário retirar o ventilador 38 SINGLE PHASING O termo single phasing é usado para definir que um motor trifásico está rodando somente com duas fases O motor se partir irá alcançar sua rotação nominal com dificuldade e com muito ruído devido ao desbalanceamento das forças magnéticas Espectros do startup normalmente mostram altas amplitudes em lx e 2x RPM e em 2x rede e possivelmente ressonâncias 39 PROBLEMAS NO ENROLAMENTO Muitos dos problemas associados com os enrolamentos do estator exibem vibrações em 2x f Rede Como as bobinas têm posições definidas na estrutura da máquina as vibrações são direcionais A medida da resistência ôhmica da bobina irá definir problemas devido a quebras e comprimentos diferentes A solução então será rebobinar o estator Problemas associados com bobinas soltas geram vibrações em 2x rede eseus harmônicos A correção é feita substituindo as bobinas soltas ou se possível reconstruílas Um ponto de alta resistência ôhmica ou uma junção defeituosa em uma bobina pode produzir vibração em 2x rede além de aquecer a junção Taking the twin challenges of carbon neutrality and sustainable development as the core we promote the green lowcarbon development of the steel industry and rely on new techniques to continuously strengthen our independent innovation capability and realize energy saving emission reduction and pollution control SKFService CAPITULO 4 DIAGNOSE POR ANÁLISE DE CORRENTE E TESTES EM MOTORES Neste capítulo serão vistos alguns testes para verificação das condições elétricas dos motores elétricos e as técnicas de análise de corrente Os motores elétricos intensamente usados em todas industrias do mundo tem dificuldades peculiares para sua análise dinâmica As forças de origens magnéticas e mecânicas interagem com a dinâmica da estrutura do motor Com isto o comportamento vibratório da estrutura é resultado de várias combinações exigindo técnicas mais aprimoradas para a análise Na análise de corrente não existem as interações dinâmicas comuns na vibração Normalmente as medidas de corrente são mais limpas A maioria dos problemas vibratórios da máquina e da vizinhança não chegam a afetar a corrente que é sensível aos problemas elétricos do estator do gap e do rotor e às variações dinâmicas da carga ou de algum componente mecânico O melhor entendimento das fontes de excitação magnéticas nas máquinas elétricas facilitará sua análise seja pela corrente ou pelas vibrações mecânicas 41 TESTES PARA DIAGNOSTICOS EM MOTORES ELÉTRICOS A máquina elétrica é sujeita tanto a problemas elétricos como mecânicos que podem receber tratamentos diferenciados muitas vezes por equipes diferentes É importante verificar no campo se os sintomas apresentados pelo motor elétrico são de origem mecânica ou elétrica Constatando a origem do problema a ação corretiva pode ser programada para ser realizada da forma rápida e eficaz Alguns problemas mecânicos tem manifestações complicadas levando a erros de análise Mas se forem corretamente identificados são corrigidos in locco com pequenas intervenções Então a primeira etapa na diagnose é identificar se a máquina está com problemas mecânicos ou magnéticos Existem vários tipos de testes sendo que os mais comuns são verificação dos batimentos verificação na queda daamplitude verificação do zumbido 41 BATIMENTOS A primeira etapa na classificação da vibração é observa ouvir os batimentos A presença de batimento indica que existe um problema magnético provavelmente associado a um problema mecânico veja a Fig 41 A ausência de batimento indica ou significa que existe somente problema mecânico Figura 41 Observação do batimento We optimize the production process with energy saving technology improve carbon utilization realize energy regeneration and achieve substantial improvement of resource utilization efficiency environmental protection and economical operation SKFService Figura 52 Análise de Batimento As amplitudes relativas são determinadas observando as indicações máxima e mínima no medidor de vibração como ilustrado na Fig 42 A metade da diferença entre elas é a amplitude de uma das fontes e a média é a amplitude da outra fonte Por exemplo se a vibração for um batimento entre 5 e 10 mms então a amplitude de uma componente é 75 mms e da outra é 25 mms 412 VERIFICAÇÃO NA QUEDA DA AMPLITUDE Este teste feito com instrumentos rápidos consiste em cortar a alimentação do motor enquanto ele estiver com carga Se houver batimento cortar quando a vibração estiver passando por um máximo Se imediatamente após o corte a vibração se alterar de modo significativo o problema é elétrico Usando a Fig 42 se a vibração cair de 10 para 25 mms no momento do corte 25 mmsl é de origem mecânica e 75 mms de origem magnética Usando um analisador FFT rápido com recurso de cascata a observação das componentes do espectro permite separar problemas de desbalanceamento e de ressonância Fig 43 e 44 Figura 43 Análise da queda da amplitude no corte de potência We develop and apply green raw materials energy conservation and environmental protection technology and implement circular economy measures to promote production process optimization technical upgrading and structural adjustment SKFService Figura 44 Verificação da queda da vibração 413 ZUMBIDO Os efeitos da magnêtoestricção nos pacotes magnéticos de uma máquina elétrica provoca um zumbido ruído a 60 Hz Este ruído tem formação harmônica em 60 Hz e fornece informações sobre a máquina O zumbido está associado com as forças magnéticas que variam com o quadrado da corrente elétrica ou seja com a carga Geralmente é aceito que se o motor tem um zumbido bom tudo está bem Isto não é necessariamente verdade É importante analisar o tipo do zumbido Se bem audível e tonal limpo não é indicativo de problemas pode ser apenas falta de atenuação acústica Contudo se for de maior conteúdo harmônico mais rouco podendo ser até de nível mais baixo do que o anterior ou ainda irregular a máquina deve estar com algum problema Um motor com problemas magnéticos muitas vezes apresenta zumbido tolerável Com problemas magnéticos severos o motor apresenta zumbido alto e estranho 42 ANÁLISE POR CORRENTE De modo geral os motores elétricos tem alta confiabilidade e performance muito boa As perturbações elétricas nos motores podem ser conseqüência de problemas internos ou de efeitos dinâmicos na rede externa que alimenta o motor Vários fatores influentes foram detectados em várias pesquisas tanto de usuários como de fabricantes de motores Alguns deles estão relacionados abaixo 1 Desbalanceamento da rede devido ao carregamento desequilibrado das fases As causas podem ser baixa freqüência de fornos de indução fornos de arco tiristores etc 2 Oscilações da impedância do estator devido a desbalanceamento nas bobinas curto circuito entre espiras ou chapas do núcleo pontos de aterramento aquecimento localizado etc 3 Variações na impedância rotórica por falhas nos anéis ou escovas curtocircuito ou aterramentos nos motores síncronos 4 Defeitos nos rotores dos motores de indução tais como contato falho ou quebra de escovas deslizamento de anéis variações nas resistências externas etc ou nos rotores tipo gaiola tais como material irregular nas barras barras quebradas ou sem contato com os anéis anéis trincados etc 5 Variações estáticas ou dinâmicas do gap de ar 6 Deslocamento do centro magnético Notification of Admissions University of Pennsylvania First Choice SKFService Asanormalidades citadas em 3 e 4 são as mais Comuns e podem induzir quebra do dielétrico isolamento do enrolamento A Fig 55 mostra formas de onda típicas de corrente do estator e do rotor com modulações e espectros quando o motor tem algumas Onde Coletar a Medida de Corrente Medidas de análise de corrente podem ser coletados na fase principal ou no secundario do circuito A coleta no circuito secundario do motor é o prefereido por ser um método mais seguro porém há alguns dados que sugerem que enquento é realizada a coleta no principal ou no secundario campos magneticos identicos resultam num range de 0 a 100 Hz ao redor da linha de rêde FL há uma leve diferênça de resultados na freqüência de Ranhuras Fag devido à presença de potencia de varias outros picos de alta freqüências na mesma area causadas por outras fontes Este tem usalmente um baixo amperagem aproximadamente 5 apms e é normalmente de fácil acesso no painel do motor Se as medidas são coletadas no circuito secundario a corrente transformada tem uma capacidade de no máximo 10 ampêres deveriase coletar com um melhor transdutor já que será mais preciso no range que um transformador maior o qual pode ter uma capacidade de até 750 ampêres Na coleta de dados devese coletar uma fase de cada vez e comparar o resultado Se não é possivel a coleta no secundario ou se não é de fácil acesso as coletas deveram ser feitas a partir do primario fazendo a coleta de uma das fases de cada vez tendo cuidado com corrente do transformador Como a Análise de Corrente Trabalha Depois de colocar o medidor ao redor de uma das 3 fases uma de cada vez o analista deve começar fazendo medidas ao redor la freqüência da linha de rêde FL utilizando o zoom para buscar as bandas laterais de passagen de plos perto da linha de rêde depois devese emplear o filtro de passa alta e bsucar 2X as bandas laterais da freqüência da linha de ranhuras Fag outro fator importante é o uso da escala logaritmica devido a importancia de ver as bandas de freqüência Primeiramente o analista devese comparar as amplitudes da corrente nas 3 fases se as variações das fases de corrente exceder 3 para qualquer fase podem ser um dos problemas citados mais acima Em linha de rêde de 60 Hz deve ser utilizado normalmente freqüências de 0 a 100 Hz e 1600 linhas de FFT ou utilizar o zoom do seu analizador NEXT STEP Congratulations on your admission to the University of Pennsylvanias College of Liberal and Professional Studies Please log into the Penn Portal at wwwadmissionsupennedu to confirm your enrollment by May 1st If you have any questions please contact the admissions office at admissionsupennedu SKFService Análise de Severidade e Ação Corretiva Recomendada CAT No FL Fp dB FL Fp RATIO FL Fp RATIO COND DO ROTOR AÇÃO REC 1 60 dB 1000 010 Excelente 2 5460 5011000 010020 Bom 3 4854 251501 020040 Moderado Inspeções continuas tendencia somente 4 4248 126251 040079 Quebra das Barras por problema de solda Reducir inspeções tendência fechada 5 3642 63126 079158 2 barras de rotores quebrados ou trincados problemas de solda Análise de vibrações confirmão problema e severidade 6 3036 3263 158316 Muliplos de quebra ou trinca de barras de rotores ou anéis problema de solda Inspeção ASAP 7 30dB 32 316 Quebra de multiplas barras de rotores ou anéis problemas severos Inspeção ASAP Nota Carga mínima 80 Mínimo motor de 40 HP FL freqüência da linha de rede Fp freqüência de passagem de pólos Fp No de pólos X freqüência de escorregamentoFs Fs Freqüência síncrona Velocidade de Rotação CAT No Ranking de severidade 43 COMENTARIOS ADICIONAIS Segundo a experiência na análise de corrente em motores de indução temse atingido bons resultados na detecção de barras quebradas ou trincadas falha bastante comum neste tipo de motores A detecção de barras quebradas é feita pela verificação das bandas laterais de duas vezes a freqüência de escorregamento em torno da freqüência da rede conforme Fig 48 Existem dificuldades em diagnosticar e diferenciar os defeitos de barras quebradas e excentricidade Alguns pesquisadores apresentam equações para calcular o número de barras quebradas em função do índice de modulação da freqüência de escorregamento Congratulations on Your Admission to Penn Were excited to welcome you to the University of Pennsylvania Visit our website for important information on orientation housing and course registration SKFService Figura 48 Espectro de corrente do estator Breakthrough Spring 2022 Selection index Rank Percentage 1234 Indian Journal of Agricultural Sciences IJAS Average annual growth 0797 3 SKFService CAPITULO 5 DIAGNOSE DAS VIBRAÇÕES DE ORIGEM MECÃNICA NOS MOTORES ELÊTRICOS Neste capítulo será feito um breve estudo sobre vibrações que ocorrem nas máquinas elétricas devido a causas mecânicas portanto independentes dos problemas elétricos ou magnéticos 51 VIBRAÇÕES EM lX e 2X RPM A grande maioria das ocorrências de problemas mecânicos das máquinas em geral que são desbalanceamento e desalinhamento de eixos e de base se manifestam nas primeiras harmônicas da rotação do eixo As análises feitas com os componentes de vibração em lx 2x 3x e 4x RPM são citadas normalmente como vibrações em lx e 2x RPM As demais harmônicas até a 4 ou 5 muitas vezes são usadas como confirmação de diagnósticos feitos com as duas primeiras Será montado aqui um guia para os diagnósticos mais comuns para as vibrações em sistemas eixorotor No final deste item será mostrada uma tabela com os indicativos principais destas vibrações São muitas as causas que provocam vibrações em lx e 2x RPM sendo que as mais comuns são DESBALANCEAMENTO Uma das causas mais comuns de vibração em máquinas rotativas A vibração resultante é predominantemente radial forte componente em lx RPM com fase estável Os dois mancais estarão em fase para desbalanceamento estático e fora de fase para desbalanceamento dinâmico DESALINHAMENTO ANGULAR Neste caso a vibração é mais forte na direção axial componentes em lx e 2x RPM DESALINHAMENTO PARALELO A vibração é maior na radial com fortes componentes nas harmônicas da rotação 2x 3x 4x fases estáveis a 180 entre mancais EIXO EMPENADO Problema comum em máquinas sujeitas à sobrecargas fortes aquecimentos etc Seus sintomas se confundem com desbalanceamento e desalinhamento as vibrações podem ser radiais e axiais e com fases estáveis A distinção entre eixo empenado e desbalanceamento é feita comparandose as componentes lx e 2x RPM as harmônicas da rotação crescem com o empenamento da mesma forma do desalinhamento Para separar o eixo empenado do desalinhamento é preciso observar as fases relativas nas extremidades dos mancais As vibrações em lx e 2x RPM podem representar vários problemas inclusive elétricos e magnéticos Em motores elétricos de indução de dois pólos a componente 2x RPM é muito próxima de 2x rede especialmente em regime de baixas cargas quando o escorregamento é muito pequeno OBSERVAÇOES 6 8 0 SKFService 1 Pode aparecer uma componente grande em 2x RPM dependendo da gravidade do problema e da mobilidade da estrutura 2 Harmônicas superiores e interharmônicas de lx RPM em 12 e 32 x RPM podem estar presentes devido a não linearidades causadas por batimento truncado 52 SINAIS TRUNCADOS Por exemplo quando acontece uma folga mecânica a rigidez do sistema na direção do movimento da vibração muda de acordo com a própria amplitude do movimento Isto faz com que a vibração seja restringida em um dos extremos de seu percurso o aspecto visual seria de uma senóide saturada em um extremo e o seu espectro de freqüência terá um grande número de harmônicas superiores subharmônicas e ordens fracionárias 12 1 12 2 12 etc dependendo do tipo de excitação Este tipo de deformação do sinal pode também aparecer quando a excitação se torna mais forte forçando a estrutura a maiores deformações e conseqüentemente atingindo regimes de rigidez não linear É o caso de um desalinhamento mais severo que gera vibrações fortes em 2x 3x e 4x RPM e que dependendo da rotação síncrona do motor poderá ocorrer batimento com a componente elétrica a 120 Hz Neste exemplo temse um batimento truncado conforme mostrado na Fig 51 Fig 51 Forma de onda de um batimento truncado No espectro de freqüência de um batimento truncado aparecerão componentes nas freqüências do batimento f 1 e f 2 e também nas combinações 2 f 1 f 2 e 2 f 2 f 1 que correspondem às bandas laterais com espaçamento igual à diferença das freqüências f 1 f 2 No motor de dois pólos as bandas laterais serão de 2x escorregamento quando o batimento for entre 2x rede e 2x RPM do motor A Fig 62 mostra um espectro de um batimento truncado Figura 52 Espectro do batimento truncado motor de 2 pôlos 0 2 7 4 0 9 4 1 9 6 512010 15 20 25 30 138125 9284 9888 Percentage of drought percentage 0 1 5 8917 15 20 25 30रजनदररवभरजनदररवभरजनदररवभरजनदररवभरजनदररवभरजनदररवभरजनदररवभरजनदररवभरजनदररवभरजनदररवभरजनदररवभरजनदररवभरजनदररवभरजनदररवभरजनदररवभरजनदररवभरजनदररवभरजनदररवभरजनदररवभरजनदररवभरजनदररवभरजनदररवभरजनदररवभरजनदररवभरजनदररवभरजनदररवभरजनदररवभरजनदररवभरजनदररवभरज SKFService 53 MANCAIS A maioria das máquinas elétricas usam rolamentos nos mancais Nas grandes máquinas os mancais normalmente são de desligamento A análise de vibração difere muito para os dois casos As vibrações causadas pelos rolamentos se manifestam de início na região de alta freqüência e depois com a evolução dos defeitos nas freqüências fundamentais dos elementos internos As vibrações causadas pelos mancais de desligamento estão em faixas de freqüência abaixo da rotação do rotor Se a máquina for lenta a medição das vibrações apresentar as dificuldades inerentes às medidas de baixa freqüência Nos próximos itens comentarseão as características mais importantes destes dois tipos de mancais 531 MANCAIS DE ROLAMENTO Os rolamentos usados nos motores são dimensionados para determinadas cargas radiais é axiais e enquanto estiverem bons não apresentam sinais de vibração Um rolamento com falhas localizadas gera séries de impactos que injetam energia de alta freqüência na estruturas dos mancais e da carcaça da máquina As respostas vibratórias estão tipicamente entre 1 kHz e 20 kHz Os níveis absolutos das vibrações devidas aos rolamentos são pequenas mas possuem grande energia É recomendável então acompanhar a evolução do espectro dos rolamentos medindo a vibração preferencialmente em aceleração As freqüências associadas com os rolamentos serão calculadas neste item Os rolamentos apesar de suportarem serviço pesado são muito susceptíveis a maus tratos Algumas regras devem ser respeitadas para não sacrificar a vida útil nem ocorrerem problemas dinâmicos São elas 1 Cargas limites devem ser respeitadas não sobrecarregando o rolamento principalmente na axial 2 Lubrificação deve ser mantida correta respeitando o tipo de lubrificante a quantidade e a periodicidade de troca 3 Descargas elétricas através do rolamento devem ser evitadas a todo custo Aterramento mal feito malhas de terra em blindagens de sensores e solda no rotor com terra na carcaça da máquinas são fontes de descargas elétricas nos rolamentos 4 Montagens e desmontagens são ameaças graves para os rolamentos que são muito frágeis aos maus tratos É comum danificar o rolamento durante a montagem ou desmontagem A construção dos rolamentos faz com que seu comportamento dinâmico seja bem definido Quando os rolamentos estão com defeitos as vibrações geradas apresentam sinais bem caracterizados tanto em aspecto e como em frequência Pela rotação do rotor geometria e dimensões internas as frequências fundamentais dos elementos dos rolamentos gaiola elemento rolante pistas interna e externas são calculadas sem dificuldades Feedback Form For any feedback or suggestions please email us at comtalaindiacom or call us at 911204189000 Tala India is a wholly owned subsidiary of Tala Financia Inc a US based technology company Tala India is registered with RBI as a Non Banking Financial Company NBFC bearing Certificate of Registration number B0700523 dated November 17 2016 Tala India is governed by and operates under RBI guidelines for NBFCs and Indian laws All loans are made solely at the discretion of Tala India and depend on meeting eligibility criteria and verification checks The actual loan amount and tenure offered to you may vary from those shown on the mas gateway Loan amounts may vary from INR 3 000 to INR 1 00 000 Interest rates and processing fees vary based on eligibility loan size and repayment history For more information on the loan amount and interest rate please refer to your loan offer and the loan disbursal page Repayment schedules and terms will be provided in your loan agreement All loan payments are to be made directly to Tala India by the due date Tala India is not associated with any other organisation or third party For any questions please contact us directly at the contact information above In the event of a complaint or dispute you can raise it with us at the contact info above If you do not receive a satisfactory response from us you can escalate the complaint to the Banking Ombudsman or the NBFC Ombudsman Terms Conditions Apply SKFService 532 MANCAIS DE DESLIZAMENTO Nos mancais hidrodinâmicos de deslizamento os problemas de vibração são relacionados com a sustentação do óleo são eles o whril rodopio e o whip chicoteamento do óleo dentro dos mancais Estes fenômenos causam vibrações em freqüências menores do que a metade da rotação do eixo 043 a 048x RPM Quando o óleo nos mancais hidrodinâmicos não tem condição de sustentar a carga aplicada pelo eixo surge uma oscilação de baixa freqüência chamada oil whril Esta oscilação pode fazer o sistema mancaleixo ressonar e dependendo do nível de energia da excitação existe possibilidade de início de um processo de realimentação positiva provocando uma vibração autoexcitada chamada oil whip O whip se mantém mesmo após o eixo ter mudado de rotação e saído da ressonância e conserva a freqüência daquela ressonância Deficiências de lubrificação podem provocar roçamentos que geram vibrações alteram os valores de rigidez das estruturas dos mancais e podem induzir ressonâncias sub harmônicas Os mancais de deslizamento além do oil whril apresentam vibrações em lx RPM quando iniciam o processo de deteriorizãção Podem provocar uma excentricidade permanente que por sua vez deslocará o rotor dentro do estator e fará aparecer oir crescer a componente em 2x rede Ocorrem também harmônicas e subharmônicas Normalmente um aumento de temperatura precede o dano no mancal Se a folga no mancal permitir ocorrência de roçamentos é comum aparecerem vibrações em freqüências subharmônicas fracionais XRPM etc que podem excitar ressonâncias inferiores Na análise por órbita o atrito pode provocar loops internos ao loop principal que aparecem com rotação oposta à do eixo Os mancais de deslizamento podem provocar também uma oscilação lenta e permanente do eixo dentro das folgas dos mancais efeito é conhecido como Runout com pouco perigo para a máquina Loan Amount Rs 10000 Loan Tenure 36 days Interest Rate 595 Total Payable Rs 11085 Loan Disbursed Rs 10000 Date 22012020 Due Date 27022020 Welcome back Unlock higher credit lines with a fast loan Tala App Download Now SKFService Bibliografia Curso de Vibrações em Motores Elétricos Márcio Tadeu de Almeida Ricardo Góz Curso de especialização da Fupai Detection of Mulitple Cracked Rotor Bars On Induction Motors using Both vibration and Motor Current Analysis Technical Associates of Charlotte Vibration in SquirrelCage Induction Motors James Baumgardner Pittsburgh Pennsylvania Understending Induction Motor Operation and Flaw Diagnosis Richard W Thompson Interest Explanation Tala India charges interest based on the principal loan amount borrowed by you The interest rate is the annual interest rate applied to your loan and is expressed as a percentage In addition to the interest Tala India charges a processing fee payable upfront as part of the loan disbursal The total interest chargeable on loans depends on the loan amount the actual interest rate applicable and the tenure of the loan Example If you take a loan of Rs 10000 for 36 days at an interest rate of 595 per month the interest payable will be calculated as 595 of Rs 10000 multiplied by 3630 days in months Disclaimer The amount of interest you pay may be different based on your loan and repayment history Refer to your loan agreement or the loan disbursal page for exact details on your loans interest rate processing fee and repayment schedule Payments for the loan are due on or before the due date mentioned Late payments may attract penalty charges and affect your credit history Tala India is not responsible for any penalties or charges levied by other financial institutions or third parties in the loan process You agree to all terms and conditions mentioned in the loan agreement Please read the loan agreement carefully SKFService Anexos học kỳ II SKFService Resumo dos Problemas Elétricos ÍNDICE CAPÍTULO I 1 ROTEIRO SIMPLIFICADO PARA DIAGNÓSTICO ELÉTRICO 2 DEFEITOS x ANORMALIDADES CAPÍTULO II 1 MOTORES DE INDUÇÃO TRIFÁSICA AC 2 CONTROLE DE DEFEITOS POR VIBRAÇÃO CONVENCIONAL 3 CONTROLE DE DEFEITOS POR ESPECTRO DE CORRENTE 4 PROCEDIMENTO PARA CONTROLE DE ANORMALIDADES 5 DECAIMENTO VIBRATÓRIO CAPÍTULO III 1 MOTORES DE CORRENTE CONTÍNUA DC CAPÍTULO IV 1 MOTORES DESBALANCEADOS 2 CONFIGURAÇÃO PARA O MICROLOG COLETAR ESPECTRO DE CORRENTE 3 TABELA DE ANÁLISE DE CORRENTE SEVERIDADE E RECOMENDAÇÕES 4 TABELA PARA DIAGNOSE DE MOTORES DE INDUÇÃO ATRAVÉS DE VIBRAÇÃO CAPÍTULO V 1 ESTATOR EXCÊNTRICO LÂMINAS EM CURTO FERRO SOLTO 2 ROTOR EXCÊNTRICO 3 PROBLEMA ROTOR 4 HARMÔNICO NA REDE ALIMENTAÇÃO DISTORCIDA 5 MOTORES SÍNCRONOS BOBINA DO ESTATOR CHUYÊN ĐỀ TOÁN 4 LỚP 4 BÀI 4 TRANG 11 SÁCH GIÁO KHOA TOÁN 4 KỲ II NĂM 20182019 SKFService Capítulo I ROTEIRO SIMPLIFICADO PARA DIAGNÓSTICO ELÉTRICO O presente trabalho cobre o diagnóstico de defeitos nas seguintes Máquinas Elétricas A Motores de Indução Trifásicos AC B Motores DC C Motores Síncronos Para Motores temos o seguinte conceito 1 Defeito Relacionase com problemas de componente 2 Anormalidades Relacionase com problemas de operação A1 Defeitos Podem ser no Estatua Desbalanceamento de Forças Magnéticas Bobinas em curto Cunha Solta Ovalização etc Podem ser no Rotor Barras soltas ou quebradas excentricidades estáticas ou dinâmicas etc Podem ser do GAP de Ar EntreFerro Variação por excentricidades no rotor ou pela presença de forças externas TÉCNICAS UTILIZADAS Medição de Vibração Convencional nos mancais carcaça e Espectro de Corrente A2 Anormalidades Ressonância de carcaça variação de GAP Harmônicos de rede de alimentação Podem ser do GAP de Ar EntreFerro Variação por excentricidades no rotor ou pela presença de forças externas TÉCNICAS UTILIZADAS Envelope de Aceleração Vibração Convencional e Espectro de Corrente Đề bài 1 Em hãy viết các số thập phân dưới dạng phân số thập phân tối giản 17 240 325 4350 5 2375 7036 8070 9 0200 SKFService Capítulo II MOTORES DE INDUÇÃO TRIFÁSICOS AC CONTROLE DOS DEFEITOS Para o controle de DEFEITOS passaremos a seguir alguns procedimentos básicos A1 Pela VIBRAÇÃO CONVENCIONAL Defeitos no ESTATOR manifestamse basicamente pela presença de picos em 120 Hz 7200 CPM sempre acompanhado de um ZUMBIDO irregular Defeitos no Rotor manifestamse pela presença de picos em 60 Hz 3600 CPM UMA INFORMAÇÃO FUNDAMENTAL É A FREQUÊNCIA DE ESCORREGAMENTO Fe Fe FreqSíncrona Fs FreqNominal Fn CPM ou Hz Fs Freq Rede x 2 x 60 Nº Pólos do Motor Fn Freq de Rotação tomada durante a Medição Fr Freq da rede Outra constante importante é Nº Polos x Fe NFe Ela aparece em vários espectros e necessitamos de uma resolução coerente para identificála em torno de 120 Hz e no início do espectro É comum também a sua presença em torno de 1x RPM Sobre RESOLUÇÃO lembramos o seguinte Relação Rres Fmax Nº Linhas ½ da menor freq Envolvida SUBSTITUTED SERVICE OF PROCESS BY PUBLICATION SKFService Exemplo de Resolução Suponhamos um Motor de 06 Polos com Fn 1190 RPM Temos Fs 1200 RPM Fn 1190 RPM Fe 10 CPM NFe 60 CPM Devemos separar pex A 1190 de 1120 e 1250 CPM 1190 60 B 7200 de 7140 e 7260 CPM 7000 60 C 10 CPM no início do espectro Para atender aos casos A e B fazemos R res ½ NFe para uma Fmax 12000 CPM usual Rres Fmax Nº Linhas ½ NFe Nº Linhas Fmax x 2NFe 12000 x 260 400 Pode ser escolhida 400 Linhas ou 800 Linhas Para atender ao caso C fazemos Nº Linhas 12000 x 210 2400 Escolhemos então 3200 Linhas Ainda pela VIBRAÇÃO CONVENCIONAL podemos diagnosticar Cunha Solta e Deformação da estrutura estatórica pela medição de espectros no centro da carcaça com Fmax 30000 c 400 L NOTICE OF PETITION TO ADMINISTER ESTATE SKFService CONTROLE DOS DEFEITOS A1 Pelo ESPECTRO DE CORRENTE Na Medição de Espectros de Corrente preocupamonos basicamente com a imagem da corrente de alimentação a qual é a mesma ao longo de toda a rede de alimentação direta do Motor Assim é prudente medir em pontos onde a voltagem e a corrente não causem acidentes Esta técnica presta grande contribuição para o Diagnóstico de Defeitos no Rotor além é claro de facilitar em outros pontos do Sistema Elétrico É uma medição com o espectro centrado em torno de 60 Hz Freq Rede D 20 Log AB A Amplitude em 60 Hz B Amplitude em NFe D Amplitude diferencial em dB A configuração básica do espectro é Freqüências em Hz Range de 57 a 64 Hz com 400 Linhas e utilizamos 3 médias no espectro Os limites de severidade estão na tabela em anexo Os limites mais usuais estão no anexo A amplitude de B é considerada apenas para a Banda Lateral Inferior Cuidados no Diagnóstico Máquinas com acionamento por correias e Agitadores Neste caso sempre surgem grandes modulações Bandas Laterais em torno de 60 Hz porém não têm dependência com NFe COURT OF COMMON PLEAS SUMMONS TO ANSWER COMPLAINT FOR OPEN ACCOUNT SKFService ESPECTRO DE CORRENTE D 20 x Log A dB B OS PROCEDIMENTOS PARA CONTROLE DE ANORMALIDADE A2 Variação de EntreFerro Gap de Ar A principal causa desta anormalidade é a presença de forças externas acentuadas as quais geram pulsos significativos na freqüência de 120 Hz 7200 CPM percebidos principalmente nos espectros de Envelope de Aceleração Estas forças externas podem ser um desalinhamento ou um Pé Manco que ao ser aparafusado deforma a carcaça do Motor ou até mesmo uma ressonância Tratase de deformações estatóricas que alteram o eixo de inércia do rotor em relação ao eixo magnético e o eixo principal de rotação Grandes Vibrações em 120 Hz 7200 CPM medidas do centro da carcaça são provocadas por ressonâncias e deformações A Configuração é Fmax 500 Hz 30000 CPM com 400 L A2 Excitação de Ranhuras Esta excitação acontece devido à presença anormal de harmônicos de rede diante da instalação de Capacitores corretivos bem como de desbalanceamento Objectives 1 To examine the nature of ruralurban migration 2 To assess the consequences of ruralurban migration 3 To offer recommendations on the challenges of ruralurban migration SKFService magnético ou fonte instável incluindo desbalanceamento do enrolamento quando se trata do estudo de ESTATOR No caso de anormalidades ROTÓRICAS a excitação tem relação com desbalanceamento do enrolamento secundário do motor Estudando pela VIBRAÇÃO CONVENCIONAL vemos energias na Freqüência de Ranhuras FRANH Nº Ranhuras x RPM Este valor é aproximado e para maior exatidão deverá ser considerado o escorregamento percentual FeFn Para o caso de Harmônicos de rede a incidência é na região de 40 K a 120 KCPM com picos bem definidos e espaçados de 120 Hz 7200 CPM As medições são feitas nos mancais do motor RANHURAS Caminho da corrente PULSOS AO MUDAR DE RANHURA FRANH No RANHURAS x RPM Ruralurban Migration Ruralurban migration is the movement of people from the rural areas to the urban towns and cities within the country It is an important component of urbanization SKFService 1 x FR ROTÓRICOS 2 x FR ESTATÓRICOS VIBRAÇÃO NO CENTRO Push Factors Creating the Problem in the Rural Areas Lack of social facilities Poor social services such as lack of schools hospitals electricity roads etc Dont attract people to stay in rural areas Underemployment People working in rural areas are underemployed with low salaries and wages Low demand for agricultural produce Income earned is low and irregular No land for settling and agriculture In rural areas the land is insufficient to support everybody Neglect of rural areas Mismanagement and poor planning of rural areas by the government causes people to have less interest in rural development SKFService A2 Decaimento Vibratório Uma regra prática comumente usada em análise de motores é o DECAIMENTO VIBRATÓRIO o qual nos mostra claramente a natureza do DEFEITO ou ANORMALIDADE em um Motor Elétrico Tratase do seguinte Colocase o motor operando em condições normais de carga e rotação de trabalho conectase um medidor de vibração rápido num mancal do motor e desligase a energia Caso o DECAIMENTO seja lento e gradual podemos dizer que o DEFEITO ou ANORMALIDADE é de origem mecânica e isto faz sentido por relacionar a vibração com forças rotacionais na maioria das vezes Centrífugas que por sua vez são proporcionais ao quadrado da rotação Caso o DECAIMENTO seja brusco até um valor mínimo podemos afirmar que se trata de origem elétrica a qual foi eliminada com o corte de energia elétrica EXEMPLO Se um Motor vibra 10mms e ao cortar a energia a vibração cai bruscamente para 3 mms temos 7 mms relacionados com origem elétrica e 3 mms relacionado com origem mecânica Capítulo III B MOTORES DC CORRENTE CONTÍNUA O defeito mais comum em motores DC está no sistema de controle de velocidade contudo é possível identificar outras fontes igualmente importantes Desajuste da placa de Tiristores Curto no Gerador de Pulsos Enrolamentos de campo quebrados ou Danificados fazem a lista das incidências mais importantes neste tipo de Motor Os sintomas de problemas são identificados pela medição de VIBRAÇÃO CONVENCIONAL nos mancais do motor e guardam uma relação íntima com a freqüência da Rede 60 Hz e o número de pulsos do retificador de corrente Gerador de Pulsos SCRo qual pode ser de 3 ou 6 pulsos Assim é comum a presença de vibração em 180 Hz 10800 CPM ou 360 Hz 21600 CPM A configuração básica é Fmax 60000 CPM 1 kHz800 L Devemos lembrar que a resolução deve ser coerente com a rotação do motor pois as vibrações citadas podem ser acompanhadas de Bandas Laterais Modulações da RPM fundamental do Motor no instante da medição A severidade é grande quando além da modulação percebemos as harmônicas do SCR Os limites mais usuais são Alarme 1 10 mms Alarme 2 20 mms Office Group Provides quality business servicesSacramento CA 916 835 1255 Offilce Group Sacramento works exclusively with the Sacramento Commercial Real Estate Market Pursuit of Quality Experts in Commercial Real Estate Unbeatable Office Solutions SKFService Em anexo fornecemos algumas tabelas importantes as quais tem por objetivo orientar o analista de motores no sentido da pesquisa das fontes corretas que na maioria dos casos pode ser subjetiva e vai requisitar uma enorme dosagem de BOM SENSO MOTORES DESBALANCEADOS CORREÇÃO 1 Efetuar a limpeza da hélice de refrigeração 2 Inspecionar as bases de fixação 3 Exigir o balanceamento de oficina para motores recondicionados 4 Motor novo Efetuar o balanceamento dinâmico PARÂMETROS ELÉTRICOS TESTES EM MOTORES Índice de absorção mega Ω CCCA Residual de isolamento Polarização Resistência CCCA Resistência a isolamento CCCA Ajuste da zona neutra CC Corrente nas fases CA Corrente de campo e armadura CC Rotação CCCA Taco gerador CC norma 60 mvRPM CC Conferência do sensor de temperatura enrolamentomancais CACC Conferência do resistor de aquecimento CACC Folgas radiais e axiais CACC Espectro de corrente CA Ensaio a vazio temperatura dos rolamentosenrolamentos CACC Ajuste de escovas CCCA Bobinado Contact Office GroupSacramento CAOffilce Group Sacramento works exclusively with the Sacramento Commercial Real Estate MarketCall 916 835 1255 infoofficegroupsacramentocomwwwofficegroupsacramentocomSpecializing in Flexible Lease Terms Easy Renewals and Custom Office Solutions SKFService Capítulo IV CONFIGURAÇÃO DO ANÁLISADOR SKF SÉRIE MICROLOG CMVA PARA COLETAR ESPECTRO DE CORRENTE 5760 6460 OFFICE GROUPSacramento CA 916 835 1255wwwofficegroupsacramentocomProviding quality business services for the Sacramento Commercial Real Estate Market Expert Commercial Real Estate Advice Networking Opportunities Flexible Terms Short Term Leases Simple Renewals wwwofficegroupsacramentocom 916 835 1255 email us at infoofficegroupsacramentocom if you are interested in high quality commercial office space leasing and quality services Office Group Sacramento THE OFFICE SOLUTION SKFService ANÁLISE DE CORRENTE SEVERIDADE E RECOMENDAÇÕES I linha I 2fs Avaliação da Condição Ação Recomendada 60 dB ou mais Excelente Nenhuma 54 60 dB Boa Nenhuma 48 54 dB Moderada Continuar inspe ção Analisar somente a tendência 42 48 dB Desenvolvendo trinca na barra do rotor ou juntas com alta resistência Reduzir intervalo de inspeção Observar curva de tendência 36 42 dB Provavelmente 2 barras trincadasquebradas Provavelmente juntas de alta resistência Fazer Análise Espectral de Vibrações para confirmar a fonte do problema 30 36 dB Muitas barras trincadas quebradas ou indica falhas trincas nos anéis de curto Desmontar o rotor para inspeção Menos que 30 dB Muitas barras trincadas quebradas ou várias trincas nos anéis de curto Falhas severas por toda gaiola Desmontar ou substituir o rotor FONTE Liberty Tecbhnologies IncConshohockenPennsylvania Birb tday bed in bed thcough permedge 2 Che lock bva 4 Engus try it weve tail of the tigh and it gof oopl and blockeds5 Eat up cwesszying reatched and of the food and vv is at the 6 Birb is hungry looking to get retrievered 7 Belder tie awake the birb 8 After the birb is awake it looks atmucined at everyone9 The birb sleep in its bed 10 Order togl apted ço yoday 265 dis doy Be SKFService TABELA PARA DIAGNOSE DE MOTORES DE INDUÇÃO ATRAVÉS DE ANÁLISE DE VIBRAÇÕES NIPPON STEEL PRÁTICA SISTEMA ANORMAL FENÔMENO ANORMAL VIBRAÇÃO CARACTERÍSTICA 1 Anormalida des no Sistema Estator 1 Desbalanceamento da fonte de tensão incluindo desbalanceamento do enrolamento 1 Vibrações grandes nas frequências 2FL e FRANH 2 Sem relação com a carga 2 Desbalanceamento magnético pela folga gapEstático 1 Grandes em 2 FL FRANH 2 Sem relação com a carga 3 Erro no Centro Magnético Mesmos anteriores mais 1 Grandes vibrações na direção axial na frequência 2FL 2 Grandes vibrações nas frequências 2 FL Fn 2 Anormalida des no Sistema Rotor 1 Desbalanceamento no enrolamento Secundário 1 Vibrações grandes nas frequências 2FL FRANH 2 A componente em 2FL pulsa em 2Fe e Fn 3 A componente FRANH pulsa em 2Fe e Fn 4 O nível de vibrações é grande sob carga e na partida 2 Eixo Torto ou empenado Mesmas acima mais 1 Espectro de 2FL mFnm12é forte 2 A componente 2FL nFn m2 Fe n 12 m 12 é grande 3 Componente de Fn é grande FL Frequência da Fonte de Potência FRANH Frequência das Ranhuras Fn Frequência de Rotação Fe Frequência de Escorregamento Duvidoso Birb tday bed in bed thcough permedge 2 Che lock bva 4 Engus try it weve tail of the tigh and it gof oopl and blockeds5 Eat up cwesszying reatched and of the food and vv is at the 6 Birb is hungry looking to get retrievered 7 Belder tie awake the birb 8 After the birb is awake it looks atmucined at everyone9 The birb sleep in its bed 10 Order togl apted ço yoday 265 dis doy Be SKFService Capítulo V ESTATOR EXCÊNTRICO LÂMINAS EM CURTO E FERRO SOLTO Problemas no estator geram alta vibração a 2x a frequência de linha FL Excentricidade de estator produz espaços de ar irregular entre o rotor e estator que produz vibração direcional Espaçamento diferencial de ar não deverá exceder 5 para motores de indução e 10 para motores síncronosBases empen adas podem produzir um estator excêntrico Ferro solto é devido a folga do suporte de estator Lâminas do estator em curto podem causar aquecimento localizado prejudicando o rotor Espectro de corrente elétrica confirma diagnóstico Birb tday bed in bed thcough permedge 2 Che lock bva 4 Engus try it weve tail of the tigh and it gof oopl and blockeds5 Eat up cwesszying reatched and of the food and vv is at the 6 Birb is hungry looking to get retrievered 7 Belder tie awake the birb 8 After the birb is awake it looks atmucined at everyone9 The birb sleep in its bed 10 Order togl apted ço yoday 265 dis doy Be SKFService PROBLEMAS ELÉTRICOS ROTOR EXCÊNCTRICO Rotores excêntricos produzem um espaçamento irregular entre o rotor e estator que induz vibração pulsativa normalmente entre 2FL e harmônicas mais próximas Normalmente requer ZOOM para separar 2FL e harmônicas principalmente em motores de 2 pólos 60 Hz e 4 pólos 30 Hz onde desalinhamentos manifestam em 120 Hz e 60 Hz respectivamente Rotores excêntricos geram 2FL cercados por NxFe frequências assim como NFe próximo da velocidade nominal e Fe apare cendo em baixa frequência Variação de entreferro Gera N x 2FL Espectro de corrente elétrica confirma diagnóstico FeRPM Nominal RPM Real R 20 Log A B C R Bom se R 40 dB R Alarme 1 35 a 40 dB Alarme 2 30 a 35 dB R Ruim se R 30 dB OBS Exceto Mancais de bucha Excerpts from a European travellers journal on India SKFService PROBLEMAS ELÉTRICOS PROBLEMA DE ROTOR Barras de rotor quebradas ou trincadas ou anéis em curto junções ruins entre as barras do rotor ou lâminas em curto irão produzir vibração de 1x velocidade nominal com NxFe Somado a isto as barras de rotor trincado irão gerar bandas laterais de NFe ao redor da terceira quarta e quinta harmônica de velocidade nominal OBS Tem que fazer ZOOM na região Barras de rotor soltas são indicadas por 2x a frequência de rede 2FL próximo à frequência de passagem de barras do rotor RBPF e sua harmônica RBPF número de barras x RPM Quase sempre irá causar altos níveis a 2 x RBPF com somente uma pequena amplitude a 1 x RBPF Espectro de corrente elétrica confirma diagnóstico HARMÔNICOS NA REDE ALIMENTAÇÃO DISTORCIDA A presença de harmônicos na rede bem como de acessórios elétricos para controlar Fator de Potência Banco de Capacitores Conversoresinversores de freq etc geram picos entre 40 K e 100 KCPM com bandas laterais de 2FL Motores de Indução com defeitos geram harmônicos na rede e vice versa Espectro de Vibração Convencional ou Envelope de Aceleração confirmam diagnóstico Arabian Nights You and Mr Salman Rushdie SKFService MOTORES SÍNCRONOS BOBINAS DO ESTATOR Bobinas soltas do Estator em Motores síncronos irão gerar alta vibração na frequência de passagem da bobina CPF que irá igualar o número de bobinas do estator x RPM A frequência de passagem da bobina será circundada por bandas laterais de 1 x RPM Fsinc No De BOBINAS x RPM The Rat and the Elephant folk tale from India SKFService Pesquisa EPRI e IEEE EPRI Eletrical Power Research Institute Motores com Potência maior que 100HP IEEE Institute Engineers Eletrical and Electronic Motores com 200HP 1 1 a 5 51 a 20 21 a 50 51 a 125 125 129 171 194 218 285 293 0 5 10 15 20 25 30 1 1 a 5 51 a 20 21 a 50 51 a 125 125 Vida Esperada Anos Po tência em HP Média Geral 1327 anos Vida Média Esperada de MIT 21 a 50HP 218 51 a 20HP 194 51 a 125HP 285 125HP 293 1HP 129 1 a 5HP 171 Média Geral 1327 anos Jeux Pour Enfants De 3 à 7 Ans SKFService Causas Aparentes de FAlhas em MITEPRI Mão de Obra 27 Operação Indevida 21 Projeto 39 Aplicação Indevida 13 183 172 111 89 06 06 294 0 5 10 15 20 25 30 Causas Aparentes de Falhas em MITIEEE Manut Inadequada Peças Defeituosas InstTestes OperaçãoImpErro Má Aplicação TransManImprópio Outros Mon Premier jeu de société SKFService Defeitos em MIT TotaisEPRI Estator 37 Rotor 10 Diversos 12 Mancais 41 Defeitos em MITIEEE Motores Maiores que 200HP Enrolamentos 26 Mancais 44 Diversos 22 RotorEixosAcopl 8 LE MONSTER MARSUPILAMI QUI JOUE AU JONGLEUR FAIT DES CULTURES DE TOMATES SUR SON VENTRE Un jeu de société Illustrations DE ANDRi DE ANDRi via FORMURETISSEL 14 RUE DES ARTS 75002 PARIS LES EDITEURS DU JEU Tous droits réservés pour tous pays Editions LE FANTOME DU JEU 19 RUE ROCHECHOUART 75009 PARIS Retrouvezmoi sur le site Web wwwfantomedujeucom Distributed by Distribué par PLAYINGIDLE RÉPARTITEUR DE JEUX ET JOUETS 21 IMPASSE BOETTCHER BP 40621 55006 BARLEDUC CEDEX SKFService 25 20 17 14 10 5 5 4 0 5 10 15 20 25 Causas de Defeitos em MIT Sobrecarga Lubrificação Umidade Falhas dos Mancais Falta de Fase Sujeira Envelhecimento Outros 35 2 15 1 05 05 1 0 05 1 15 2 25 3 35 Defeitos no Rotor de MITEPRI Barras Quebradas Eixo Anel Curto Quebrado Núcleo Desbalanceamento Acessórios Outros GUIA DE APLICAÇÃO DE INVERSORES DE FREQÜÊNCIA GUIA DE APLICAÇÃO DE INVERSORES DE FREQÜÊNCIA WEG AUTOMAÇÃO WEG AUTOMAÇÃO WEG AUTOMAÇÃO WEG AUTOMAÇÃO WEG AUTOMAÇÃO wwwwegcombr 3ª EDIÇÃO Guia de Aplicação Inversores de Frequência 3ª Edição Transformando energia em soluções AUTORIA AUTORIA AUTORIA AUTORIA AUTORIA AUTORIA Este Guia de Inversores de Freqüência foi escrito pelos M Engo José M Mascheroni coordenação do trabalho e criação dos capítulos 2 4 6 e 8 M Engo Marcos Lichtblau e Enga Denise Gerardi capítulo 7 e o Anexo 1 todos integrantes da ISA Engenharia Ltda Florianópolis SC Os capítulos 1 3 e 5 foram escritos utilizandose materiais fornecidos pela Weg e revisados pelo coordenador Coube à Weg a criação do capítulo 9 Anexos 2 e 3 como também a revisão técnica do mesmo 11 Sistemas de velocidade variável 13 12 Sistemas de variação de velocidade tradicionais 16 121 Variadores mecânicos 17 Variador com polias cônicas e correia 17 Variador com polias cônicas e corrente 18 Variador com discos de fricção 18 122 Variadores hidráulicos 18 Motor hidráulico 18 Variador hidrocinético 19 123 Variadores eletromagnéticos Embreagens eletromagnéticas 19 21 Princípios básicos de funcionamento 23 22 Análise de funcionamento 27 23 Curvas características do motor de indução 29 231 Torque x Velocidade 29 232 Corrente x Velocidade 30 24 Potência e perdas 30 25 Características de temperatura classes de isolamento térmico 31 26 Tempo de rotor bloqueado 32 31 Categorias de partida 37 32 Formas de partida 38 Partida direta 38 Partida estrelatriângulo 39 Partida eletrônica softstarter 40 33 Frenagem 42 331 Frenagem por contracorrente 42 332 Frenagem por injeção de CC 44 34 Vantagens e desvantagens dos métodos de partida 45 Partida direta 45 Partida estrelatriângulo 46 Partida eletrônica softstarter 46 41 Métodos de controle dos inversores de freqüência 54 Controle escalar 54 Controle vetorial 58 42 Características dos motores de indução acionados com inversores de freqüência 61 ÍNDICE ÍNDICE 1 INTRODUÇÃO 2 COMO FUNCIONA UM MOTOR DE INDUÇÃO 3 MÉTODOS DE COMANDO DE UM MOTOR DE INDUÇÃO 4 O INVERSOR DE FREQÜÊNCIA WEG 3ª EDIÇÃO 51 Parâmetros de leitura 66 52 Parâmetros de regulação 67 Rampas de aceleração desaceleração 67 Curva UF ajustável 69 53 Parâmetros de configuração 70 Frenagem 70 Injeção de corrente contínua 72 Rampa de desaceleração e frenagem reostática 72 Rejeição de freqüências críticas 73 Partida com motor girando flying start 74 Compensação do escorregamento 75 54 Parâmetros do motor 76 55 Parâmetros das funções especiais 76 Ciclo automático 76 Controle de processos com inversores de freqüência 77 61 Sensores de posição e velocidade 82 62 Medição de velocidade 84 621 Algoritmo de estimação de freqüência 85 622 Algoritmo de estimação do período 85 623 Algoritmo de estimação simultânea de período e freqüência 86 63 Ruídos 86 64 Sincronização de velocidade 87 71 Introdução definições fundamentos e princípios 91 711 Definições 91 712 Relações básicas 92 72 O que a carga requer 96 721 Tipos de cargas 96 722 O pico de carga 98 723 Estimando cargas 99 73 Seleção de acionamentos motorinversor 100 731 Operação abaixo da rotação nominal 100 Motor autoventilado 100 Motor com ventilação independente 102 732 Operação acima da rotação nominal 103 733 Casos especiais 104 Efeito da temperatura ambiente 104 Efeito da altitude105 74 Aplicações Típicas dos Inversores de Freqüência 106 741 Sistemas de bombeamento de fluidos 106 Definições 106 Classificação 106 Bombas volumétricas ou de deslocamento positivo 106 Classificação das bombas volumétricas ou de deslocamento positivo 107 5 PARÂMETROS DO INVERSOR DE FREQÜÊNCIA 6 COMANDO E CONTROLE DE VELOCIDADE EM MOTORES DE INDUÇÃO ACIONADOS POR INVERSORES DE FREQÜÊNCIA 7 APLICAÇÃO DE ACIONAMENTOS COM MOTORES DE INDUÇÃO E INVERSORES DE FREQÜÊNCIA TurboBombas 109 Classificação das turbobombas109 Curva típica das turbobombas 110 Exemplo típico de aplicação 111 Sistema com controle de pressão e vazão 112 Ajustes convencionais 117 Função curva UF quadrática 117 Função PID proporcional integral e derivativo 119 742 Sistemas de ventilação 124 Definições 124 Classificação 124 Caracaterísticas dos ventiladores 127 Rotação específica dos ventiladores 127 Curva características dos ventiladores 129 Curva características da instalação 130 Sistema de ventilação com controle de pressão e vazão 133 743 ArCondicionado sistemas de chiller à água 143 Definições 143 Ciclo de chiller tipo compressão de vapor 144 Tipos de compressores 145 Capacidade de compressores 145 Compressores tipo alternativo 146 Compressores tipo rotativo 147 Variação de velocidade 148 Aplicações de AVAC com inversor de freqüência150 Tipos de condensador 151 Chiller resfriado à ar 152 Chiller resfriado à água 152 Chillers de absorção à água 153 744 Papel e celulose 154 Introdução154 Definições 154 Aplicação de inversor de freqüência 157 Parametrização148 745 Movimentação de cargas159 Pontes rolantes 159 Multispeed 166 Rampa S 166 Rede Fieldbus 167 81 Rede de alimentação elétrica 172 82 Fusíveis 172 83 Condicionamento da rede de alimentação 172 84 Interferência eletromagnética EMI 173 85 Cabos 176 86 Aterramento 178 87 Dispositivos de saída 179 88 Instalação em painéis princípios básicos 180 8 INSTALAÇÃO DE INVERSORES DE FREQÜÊNCIA 91 Introdução 185 92 Inversor de freqüência CFW CFW CFW CFW CFW10 10 10 10 10 187 Principais aplicações Benefícios187 Blocodiagrama 188 Tabela de especificações 188 Codificação 189 Características técnicas 190 93 Inversor de freqüência CFW CFW CFW CFW CFW08 08 08 08 08 191 Principais aplicações Benefícios191 Blocodiagrama 192 Tabela de especificações 193 Modelos e acessórios opcionais 194 Interface homemmáquina remota 195 Superdrive 195 Codificação 196 Características técnicas 197 Recursos Funções especiais198 94 Inversor de freqüência CFW CFW CFW CFW CFW09 09 09 09 09 199 Vectrue Technology 199 Optimal Braking 200 Vantagens adicionais 201 Aplicações 202 Um produto completo flexível e compacto 203 Tipos de montagem 204 Blocodiagrama 205 Interface homemmáquina 206 Funções do teclado 207 Superdrive 207 Redes de comunicação FieldBus 208 Configurações com barramentos CC link DC 209 Acessórios e periféricos 211 Características técnicas 214 Tabela de especificações 217 Mecânicas do CFW09 219 Codificação 220 Dimensões e peso 221 Inversor de freqüência CFW09 Shark 221 Funções Especiais 222 95 Inversor de freqüência MVW MVW MVW MVW MVW01 01 01 01 01 224 Modelos 225 Características Principais 226 Blocodiagrama 227 1 Momento de inércia de formas simples 231 2 Teorema dos eixos paralelos 233 3 Momento de inércia de formas compostas 234 4 Momento de inércia de corpos que se movem linearmente 235 5 Transmissão mecânica 235 6 Exemplos de cálculos de momento de inércia de massa 236 Cálculo do momento de inércia de massa 236 Cálculo do momento de inércia total237 ANEXO 1 CÁLCULO DO MOMENTO DE INÉRCIA DE MASSA 9 LINHA DE INVERSORES DE FREQÜÊNCIA WEG ANEXO 3 CHECKLIST PARA DETALHAMENTO DA APLICAÇÃO 1 Introdução 241 2 Distorção harmônica 242 21 Origens 242 22 Definições 243 23 Obtenção das harmônicas de corrente 245 3 Normas relacionadas 246 4 Alternativas para correção do fator de potência e redução de correntes harmônicas 248 41 Capacitores 248 42 Reatância de rede e bobina CC 248 43 Filtros sintonizados 250 44 Filtros broadband 251 45 Filtros ativos 252 46 Retificadores de 12 e 18 pulsos 254 47 Retificadores com IGBTs 255 471 Inversores de freqüência com entrada monofásica 255 472 Inversores de freqüência com entrada trifásica 255 48 Filtros de corrente do neutro 256 49 Transformadores defasadores 257 5 Conclusão 258 Inversores de freqüência Folha de dados para dimensionamento 261 Referências Bibliográficas 263 ANEXO 2 CORREÇÃO DE FATOR DE POTÊNCIA E REDUÇÃO DA DISTORÇÃO HARMÔNICA 15 Placa de Identificação mercado brasileiro Placa de Identificação mercado americano Placa de Identificação mercado latino Exemplo Figura 11 1 INTRODUÇÃO 2 COMO FUNCIONA UM MOTOR DE INDUÇÃO COMO FUNCIONA UM MOTOR DE INDUÇÃO COMO FUNCIONA UM MOTOR DE INDUÇÃO COMO FUNCIONA UM MOTOR DE INDUÇÃO COMO FUNCIONA UM MOTOR DE INDUÇÃO 21 21 21 21 21 Princípios básicos de funcionamento Princípios básicos de funcionamento Princípios básicos de funcionamento Princípios básicos de funcionamento Princípios básicos de funcionamento 22 22 22 22 22 Análise de funcionamento Análise de funcionamento Análise de funcionamento Análise de funcionamento Análise de funcionamento 23 23 23 23 23 Curvas características do motor de Curvas características do motor de Curvas características do motor de Curvas características do motor de Curvas características do motor de indução indução indução indução indução 231 Torque x velocidade 232 Corrente x velocidade 24 24 24 24 24 Potência e perdas Potência e perdas Potência e perdas Potência e perdas Potência e perdas 25 25 25 25 25 Características de temperatura classes Características de temperatura classes Características de temperatura classes Características de temperatura classes Características de temperatura classes de isolamento térmico de isolamento térmico de isolamento térmico de isolamento térmico de isolamento térmico 26 26 26 26 26 TTTTTempo de rotor bloqueado empo de rotor bloqueado empo de rotor bloqueado empo de rotor bloqueado empo de rotor bloqueado 23 Para compreender o funcionamento de um Inversor de Freqüência é de fundamental importância entender primeiro como funciona um motor de indução Para começar enunciaremos os princípios físicos básicos da conversão de energia elétrica em energia mecânica 1 Uma corrente circulando por um condutor produz um campo magnético representado na figura 21 pelas linhas circulares chamadas de linhas de indução magnética No centro da figura se encontra o condutor e as linhas circulares em volta são uma representação gráfica do campo magnético gerado pela corrente Figura 21 2 Se um condutor é movimentado dentro de um campo magnético aparecerá uma tensão induzida entre os terminais do condutor proporcional ao número de linhas de indução cortadas por segundo figura 22 Se o dito condutor forma um circuito fechado circulará por ele uma corrente elétrica Figura 22 COMO FUNCIONA UM MOTOR DE INDUÇÃO 2 21 PRINCÍPIOS BÁSICOS DE FUNCIONAMENTO 24 Figura 24 3 Dois condutores adjacentes a e b pelos quais está circulando uma corrente elétrica ia e ib produzem cada um deles um campo magnético Item 1 A interação entre estes dois campos magnéticos produzirá uma força F de atração ou repulsão entre os condutores figura 23 proporcional à corrente que circula por ambos condutores e à distância d entre eles Figura 23 4 Um bobinado polifásico igual ao mostrado na figura 24 alimentado por um sistema de tensões trifásico figura 25 produzirá um campo magnético girante figura 26 Este princípio é similar ao visto na figura 21 com a diferença que neste o campo magnético é estático 2 COMO FUNCIONA UM MOTOR DE INDUÇÃO 26 5 A velocidade do campo girante descrito anteriormente chamada de velocidade síncrona é proporcional à freqüência do sistema de tensões trifásico e ao número de pólos do bobinado Velocidade do campo girante rpm freqüência 1 s x 120 n de pólos 6 Torque força aplicada num eixo que provocará a rotação do mesmo figura 27 Torque Kgm força Kg x distância m Figura 27 Os motores de indução mais utilizados na indústria são os chamados motores de gaiola trifásicos motores de gaiola trifásicos motores de gaiola trifásicos motores de gaiola trifásicos motores de gaiola trifásicos figura 28 rotor e estator COMO FUNCIONA UM MOTOR DE INDUÇÃO 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Figura 28 NÚCLEO DE CHAPAS BARRAS DE ANÉIS DE CURTOCIRCUITO NÚCLEO DE CHAPAS VENTILADOR PROTEÇÃO DO VENTILADOR CAIXA DE LIGAÇÃO EIXO TAMPAS CARCAÇA ENTROLAMENTO TRIFÁSICO ROLAMENTOS TERMINAIS 27 Estator Estator Estator Estator Estator Carcaça 1 Núcleo de Chapas 2 Enrolamento trifásico 8 Rotor Rotor Rotor Rotor Rotor Eixo 7 Núcleo de chapas 3 Barras e anéis de curtocircuito 12 Outras partes Outras partes Outras partes Outras partes Outras partes Tampas 4 Ventilador 5 Proteção do ventilador 6 Caixa de ligação 9 Terminais 10 Rolamentos 11 Nestes motores o rotor é fabricado com espiras em curtocircuito formando uma verdadeira gaiola O estator é formado por três bobinas bobinado trifásico com pares de pólos em cada fase Para análise de funcionamento pode se considerar o motor de indução como um transformador onde o enrolamento primário deste transformador é formado pelo estator e o enrolamento secundário pelo rotor O próprio nome motor de indução se deve ao fato de que toda a energia requerida pelo rotor para a geração de torque é induzida pelo primário do transformador estator no secundário rotor Como existem dois campos magnéticos um no estator e outro no rotor e como descrito no item 3 aparecerá uma força entre o rotor e o estator que fará com que o rotor gire já que é o único que pode se movimentar pois está montado sobre rolamentos disponibilizando assim energia mecânica torque no seu eixo Para facilitar o entendimento do funcionamento do motor de indução dividiremos o estudo em três casos hipotéticos CASO 1 Primeiramente consideraremos um motor de dois pólos com o rotor bloqueado isto significa que através de algum dispositivo mecânico impediremos que o eixo do motor rotor gire Nesta condição se aplicarmos tensão trifásica com freqüência de 60Hz nos terminais do bobinado do estator este produzirá um campo magnético girante com velocidade de 3600 rpm item 5 As linhas de indução deste campo magnético cortarão as espiras do rotor com velocidade máxima induzindo assim a máxima tensão nas espiras do rotor e como estas estão em curto circuito circulará também a máxima corrente por elas Como toda a energia produzida no rotor tem de COMO FUNCIONA UM MOTOR DE INDUÇÃO 2 22 ANÁLISE DE FUNCIONAMENTO 28 ser induzida pelo estator circulará no bobinado do estator uma corrente elevada 6 a 8 vezes maior que a corrente nominal do motor Se esta condição for mantida por mais que alguns segundos os fios do bobinado do estator irão esquentar de forma indevida podendo até danificar queimar o bobinado pois não foram projetados para suportar esta corrente por um período de tempo grande CASO 2 Agora vamos para o outro extremo Vamos supor que o rotor do motor possa girar exatamente à velocidade de 3600 rpm Neste caso as linhas de indução do campo magnético girante produzido pelo estator não cortarão as espiras do rotor pois os dois estão girando com mesma velocidade Sendo assim não haverá tensão induzida nem corrente nem geração de campo magnético Para a produção de energia mecânica torque no motor é necessária a existência de dois campos magnéticos sendo assim não haverá torque no eixo do motor CASO 3 Vamos supor agora que nas mesmas condições do Caso 2 baixamos a velocidade do rotor do motor para 3550 rpm O campo magnético girante tem uma velocidade de 3600 rpm é assim que as linhas de indução do campo magnético girante do estator cortarão as espiras do rotor com uma velocidade de 50 rpm 3600 rpm 3550 rpm 50 rpm produzindo uma tensão e uma corrente induzida no rotor A interação entre os dois campos magnéticos o do estator e o do rotor produzirão uma força que pela sua vez produzirá torque no eixo do motor A diferença entre a velocidade síncrona 3600 rpm e a velocidade do rotor é conhecida como escorregamento Escorregamento velocidade síncrona velocidade do rotor S Ns N Ns 2 COMO FUNCIONA UM MOTOR DE INDUÇÃO 29 Descritas estas três condições podemos agora imaginar o que acontece na prática com nosso motor de indução Na partida acontece algo similar ao descrito no caso 1 mas na prática a diferença do rotor bloqueado do caso 1 nosso motor pode girar livremente Sendo assim circulará no bobinado do estator uma corrente elevada 6 a 8 vezes maior que a corrente nominal do motor que diminuirá a medida que a velocidade do motor aumenta Quando a velocidade do rotor se aproxima da velocidade síncrona caso 2 o torque produzido diminuirá fazendo diminuir também a velocidade do rotor Existirá então um ponto de equilíbrio entre a carga do motor e a velocidade do rotor caso 3 Se a carga no eixo do motor aumenta a velocidade do rotor tenderá a diminuir e o escorregamento aumentará Se o escorregamento aumenta a velocidade com que as linhas de indução do campo magnético do rotor cortam o estator aumentará aumentando também a tensão e corrente induzida no rotor Se a corrente é maior o campo magnético gerado por esta também será maior aumentando assim o torque disponível no eixo do motor chegando novamente numa condição de equilíbrio Se o torque requerido pela carga é maior que o nominal do motor e se esta condição é mantida por muito tempo a corrente do motor será maior que a nominal e o motor será danificado É a curva que mostra a relação entre o torque desenvolvido pelo motor e a sua rotação Na partida quando o motor é ligado diretamente à rede o torque torque de partida será de aproximadamente 2 a 25 vezes o torque nominal diminuindo a medida que a velocidade aumenta até atingir um valor de 15 a 17 do torque nominal a aproximadamente 30 da velocidade nominal A medida que a velocidade aumenta o torque aumenta novamente até atingir o seu valor máximo 80 da velocidade nominal chegando a seu valor nominal na velocidade nominal Como mostra a curva linha cheia da figura 29 COMO FUNCIONA UM MOTOR DE INDUÇÃO 2 23 CURVAS CARACTERÍSTICAS DO MOTOR DE INDUÇÃO 231 Torque x Velocidade 30 É a curva linha tracejada da figura 29 que mostra a relação entre a corrente consumida pelo motor em função da sua velocidade A figura mostra que na partida quando o motor é ligado diretamente à rede a corrente que circula por ele será 5 a 6 vezes maior que a corrente nominal diminuindo a medida que a velocidade aumenta até atingir um valor estacionário determinado pela carga acoplada ao motor Se a carga for a nominal a corrente será também a corrente nominal Figura 29 Curva Torque x Velocidade e Corrente x Velocidade para motores de indução de rotor em gaiola alimentados com tensão e freqüência constantes Na placa de identificação do motor existe um parâmetro chamado de rendimento e identificado pela letra grega η Este parâmetro é uma medida da quantidade de potência elétrica transformada pelo motor em potência mecânica A potência transmitida à carga pelo eixo do motor é menor que a potência elétrica absorvida da rede devido às perdas no motor Essas perdas podem ser classificadas em 232 Corrente x Velocidade 24 POTÊNCIA E PERDAS 2 COMO FUNCIONA UM MOTOR DE INDUÇÃO 32 pulsos gerados pelo inversor bem como a alta freqüência com que estes são produzidos obrigou a implementar melhorias no isolamento dos fios e no sistema de impregnação afim de garantir a vida dos motores Estes motores com isolamento especial são chamados de Inverter Duty Motors Tempo de rotor bloqueado é o tempo necessário para que o enrolamento da máquina quando percorrido pela sua corrente de partida atinja a sua temperatura limite partindo da temperatura em condições nominais de serviço e considerando a temperatura ambiente no seu valor máximo Este tempo é um parâmetro que depende do projeto da máquina Encontrase normalmente no catálogo ou na folha de dados do fabricante A tabela abaixo mostra os valores limites da temperatura de rotor bloqueado de acordo com as normas NEMA e IEC 26 TEMPO DE ROTOR BLOQUEADO Tabela 22 Temperatura limite de rotor bloqueado CLASSE TEMPERATURA MÁXIMA C DE ΔTmáxC ISOLAMENTO NEMA MG11253 IEC 797 B 175 185 80 F 200 210 100 H 225 235 125 2 COMO FUNCIONA UM MOTOR DE INDUÇÃO 33 Para partidas com tensão reduzida o tempo de rotor bloqueado pode ser redefinido como segue trb tb x Un Ur 2 Onde trb Tempo de rotor bloqueado com tensão reduzida tb Tempo de rotor bloqueado à tensão nominal Un Tensão nominal Ur Tensão reduzida Outra forma de se redefinir o tempo de rotor bloqueado é através da utilização da corrente aplicada ao motor como segue Ipn trb tb ² Ipc Onde trb Tempo de rotor bloqueado com corrente reduzida tb Tempo de rotor bloqueado à corrente nominal Ipn Corrente de partida direta do motor Ipc Corrente de partida do motor com corrente reduzida Geralmente Ipn é obtido de catálogos e possui o valor em torno de 6 a 8 vezes a corrente nominal do motor e Ipc depende do método de partida do motor Se por exemplo esta partida for do tipo estrelatriângulo o valor da corrente será de aproximadamente 13 da corrente de partida 2 COMO FUNCIONA UM MOTOR DE INDUÇÃO 37 Os métodos de comando de um motor de indução são implementados com equipamentos eletromecânicos elétricos e eletrônicos Estes equipamentos permitem acelerar partir e desacelerar frenar o motor de acordo com requisitos impostos pela carga segurança concessionárias de energia elétrica etc Conforme as suas características de torque em relação à velocidade e corrente de partida os motores de indução trifásicos com rotor de gaiola são classificados em categorias cada uma adequada a um tipo de carga Estas categorias são definidas em norma NBR 7094 e são as seguintes a CATEGORIA N Constituem a maioria dos motores encontrados no mercado e prestamse ao acionamento de cargas normais como bombas máquinas operatrizes e ventiladores b CATEGORIA H Usados para cargas que exigem maior torque na partida como peneiras transportadores carregadores cargas de alta inércia britadores etc c CATEGORIA D Usados em prensas excêntricas e máquinas semelhantes onde a carga apresenta picos periódicos Usados também em elevadores e cargas que necessitam de torques de partida muito altos e corrente de partida limitada MÉTODOS DE COMANDO DE UM MOTOR DE INDUÇÃO 3 31 CATEGORIAS DE PARTIDA Tabela 31 Características das categorias de partida direta Categorias Torque Corrente Escorregamento de partida de partida de partida N Normal Normal Baixo H Alto Normal Baixo D Alto Normal Alto As curvas torque x velocidade das diferentes categorias estão mostradas na figura 31 41 Figura 35 Curva característica de torque e corrente motor com partida suave softstarter Além da vantagem do controle da corrente durante a partida a chave eletrônica apresenta também a vantagem de não possuir partes móveis ou que gerem arco elétrico como nas chaves eletromecânicas Este é um dos pontos fortes das chaves eletrônicas pois sua vida útil é mais longa assim como dos componentes acessórios contatores fusíveis cabos etc Ainda como um recurso adicional a softstarter apresenta a possibilidade de efetuar a desaceleração suave para cargas de baixa inércia 3 MÉTODOS DE COMANDO DE UM MOTOR DE INDUÇÃO 42 Os motores de indução possibilitam várias formas de frenagem isto é onde se tem s 0 e o motor opera com características de gerador A seguir apresentaremos dois métodos de frenagem elétrica Obtémse a frenagem por contracorrente através da inversão de duas fases da tensão de alimentação do enrolamento estatórico ver figura 37 para reverter a direção de rotação do campo girante do motor com o mesmo girando ainda na direção inicial Dessa forma a rotação do rotor fica agora contrária a um torque que atua em direção oposta ver figura 36 e começa a desacelerar frenar Quando a velocidade cai a zero o motor deve ser desenergizado caso contrário passará a funcionar em sentido oposto Para este tipo de frenagem as correntes induzidas nos enrolamentos rotóricos são de freqüências altas duas vezes a freqüência estatórica e de elevada intensidade pois o torque desenvolvido pelo motor é elevado onde há a absorção de potência elétrica da rede com corrente maior que a nominal acarretando em um sobreaquecimento do motor Figura 36 Curva de torque x rotação na frenagem por contracorrente MÉTODOS DE COMANDO DE UM MOTOR DE INDUÇÃO 3 331 Frenagem por contracorrente 33 FRENAGEM 43 MÉTODOS DE COMANDO DE UM MOTOR DE INDUÇÃO 3 Figura 37 Frenagem por contracorrente 44 É obtida através da desconexão do estator da rede de alimentação e da posterior conexão a uma fonte de corrente contínua ver figura 39 A corrente contínua enviada ao enrolamento estatórico estabelece um fluxo magnético estacionário cuja curva de distribuição tem uma fundamental de forma senoidal A rotação do rotor em seu campo produz um fluxo de corrente alternada no mesmo o qual também estabelece um campo magnético estacionário com respeito ao estator Devido à interação do campo magnético resultante e da corrente rotórica o motor desenvolve um torque de frenagem ver figura 38 cuja magnitude depende da intensidade do campo da resistência do circuito rotórico e da velocidade do rotor Figura 38 Curva de torque x rotação durante a frenagem CC Como veremos posteriormente quando utilizado um inversor de freqüência a tensão contínua a ser aplicada no estator do motor é obtida através do disparo dos transistores do inversor não necessitando de nenhum dispositivo adicional pois a tensão CC é proveniente do próprio circuito intermediário do inversor Na prática a frenagem CC tem sua aplicação limitada devido ao fato de que toda a energia de frenagem é dissipada no próprio motor podendo causar sobreaquecimento excessivo no mesmo Assim para não comprometer a vida útil do motor utilizase a frenagem CC com tensões contínuas limitadas a aproximadamente 20 da tensão nominal CA do motor MÉTODOS DE COMANDO DE UM MOTOR DE INDUÇÃO 3 332 Frenagem por injeção de corrente contínua CC 49 No capítulo anterior vimos diferentes alternativas de comandar um motor de indução a partir da rede de alimentação em todos estes casos a freqüência de alimentação foi a da rede isto é 60Hz É assim que a velocidade do motor será a velocidade nominal podendo ser calculada pela seguinte equação 120 x ƒ x 1 s n p onde n velocidade em rotações por minuto rpm ƒ freqüência da rede em Hertz Hz s escorregamento p número de pólos Figura 41 Se considerarmos como exemplo um motor de 4 pólos com escorregamento nominal s 00278 teremos 120 x 60 1 s n 1750 rpm 4 A partir da simples observação da equação anterior podemos deduzir que se pudéssemos dispor de um dispositivo que permita variar a freqüência da tensão de alimentação poderíamos variar diretamente no motor a sua velocidade de rotação 4 O INVERSOR DE FREQÜÊNCIA 50 Vamos ver agora o que acontece se alimentarmos o motor a partir de um dispositivo que permita variar a freqüência da tensão de alimentação A seguir mostraremos dois casos um abaixo da freqüência nominal e outro acima 120 x 30 1 s n 875 rpm 4 Figura 42 120 x 90 1 s n 2625 rpm 4 Figura 43 4 O INVERSOR DE FREQÜÊNCIA 51 Vamos ver agora como podemos através de um dispositivo eletrônico e a partir da tensão e freqüência constante da rede obter um sistema trifásico com freqüência variável As figuras 41 a 43 acima mostram para um mesmo período de tempo exemplos de ondas senoidais trifásicas com diferentes valores de freqüência Figura 44 O diagrama de blocos da figura 44 mostra as partes componentes deste dispositivo O retificador da figura 44 gera uma tensão contínua que é posteriormente filtrada e introduzida no bloco seguinte chamado de Inversor O inversor é composto de seis chaves implementadas numa configuração como mostrada na figura 45 O INVERSOR DE FREQÜÊNCIA 4 Figura 45 52 Dependendo da combinação de chaves abertas ou fechadas pode se obter na saída do inversor formas de onda diferentes Estas chaves são implementadas nos inversores de freqüência com dispositivos semicondutores chamados de transistores de potência Existem várias tecnologias de fabricação para este tipo de transistores Os transistores mais freqüentemente utilizados são os chamados IGBT IGBT IGBT IGBT IGBT Transistor Bipolar com Porta Isolada Insulated Gate Bipolar Transistor A figura 46 a seguir mostra um exemplo simples de como pode ser gerada uma primeira aproximação de uma onda senoidal A linha cheia representa a onda gerada pela combinação de seis estados das chaves 16 A onda senoidal representada com linha tracejada serve como referência para o leitor identificar a aproximação mencionada Durante o primeiro estado as chaves 1 5 e 6 estão fechadas e as chaves 2 3 e 4 abertas Assim no motor a tensão entre as fases U e V é positiva entre as fases V e W é zero e entre as fases U e W é positiva como representado na forma de onda Nos cinco estados seguintes muda a combinação de chaves abertas e fechadas permanecendo o mesmo tipo de análise do primeiro estado Pode se deduzir também a partir da figura 46 que variando o tempo que cada combinação de chaves permanece num determinado estado podemos variar a freqüência da onda de saída Os inversores de freqüência modernos utilizam para a combinação de abertura e fechamento das chaves uma estratégia chamada de PWM Pulse Width Modulation ou Modulação por Largura de Pulsos Esta estratégia permite a geração de ondas senoidais de freqüência variável com resolução de até 001Hz OBSERVAÇÃO Os números correspondem as chaves fechadas 4 O INVERSOR DE FREQÜÊNCIA 53 Figura 46 4 O INVERSOR DE FREQÜÊNCIA 55 Fazendo uma análise muito simplificada podemos dizer que a corrente que circulará pelo estator do motor será proporcional ao valor da resistência R e ao valor da reatância Indutiva XL que é dependente da indutância L e da freqüência f Assim XL 2πfL e I V R2 XL 2 12 Para valores de freqüência acima de 30Hz o valor da resistência é muito pequeno quando comparado com o valor da reatância indutiva desta maneira podemos nesta aproximação e para um método de controle simples como o escalar desprezálo Assim teremos que o valor da corrente será proporcional à tensão de alimentação V à indutância L e à freqüência f O valor de indutância L é uma constante do motor mas a tensão e a freqüência são dois parâmetros que podem ser controlados pelo inversor de freqüência Assim se para variar a velocidade do motor de indução temos que variar a freqüência da tensão de alimentação a estratégia de controle VF constante varia a tensão proporcionalmente com a variação da freqüência de alimentação e da reatância indutiva do motor para obter no estator uma corrente constante da ordem da corrente nominal do motor como mostra a equação e a figura 48 4 O INVERSOR DE FREQÜÊNCIA 56 I Vf Cte Figura 48 Como se pode observar na figura 48 acima de 60Hz a tensão não pode continuar subindo pois já foi atingida a tensão máxima tensão da rede É assim que a partir deste ponto a corrente e conseqüentemente o torque do motor diminuirão Esta região acima dos 60Hz no exemplo é conhecida como região de região de região de região de região de enfraquecimento de campo enfraquecimento de campo enfraquecimento de campo enfraquecimento de campo enfraquecimento de campo A figura 49 a seguir mostra o gráfico do torque em função da freqüência onde fica em evidência este comportamento Figura 49 4 O INVERSOR DE FREQÜÊNCIA 57 Para freqüências abaixo de 30Hz o termo correspondente a resistência R do estator que foi desprezado anteriormente começa a ter influência no cálculo da corrente É assim que de para baixas freqüências mantendose a proporcionalidade entre a freqüência e a tensão a corrente e conseqüentemente o torque do motor diminuem bastante Para que isto seja evitado a tensão do estator em baixas freqüências deve ser aumentada através de um método chamado de compensação I compensação I compensação I compensação I compensação I x R x R x R x R x R conforme figura 410 a seguir Figura 410 Podemos deduzir assim que o controle escalar em inversores de freqüência é utilizado em aplicações normais que não requerem elevada dinâmica grandes acelerações e frenagens nem elevada precisão e nem controle de torque Um inversor com controle escalar pode controlar a velocidade de rotação do motor com uma precisão de até 05 da rotação nominal para sistemas sem variação de carga e de 3 a 5 com variação de carga de 0 a 100 do torque nominal Pelo princípio de funcionamento e aplicação são utilizados na maioria das vezes motores de indução convencionais sem nenhum sistema de realimentação de velocidade tacogerador de pulsos acoplado ao motor em malha fechada A faixa de variação de velocidade é pequena e da ordem de 110 Ex 6 a 60Hz Com estas características o inversor de freqüência escalar é a mais utilizado em sistemas que não requerem alto desempenho Este apresenta também um custo relativo menor quando comparado com 4 O INVERSOR DE FREQÜÊNCIA 61 O INVERSOR DE FREQÜÊNCIA 4 Como já vimos na seção anterior a curva característica corrente x velocidade e torque x velocidade do motor de indução mostra que a partir do valor de torque equivalente a 150 do nominal área de trabalho intermitente as duas curvas apresentam o mesmo comportamento Isto significa que torque e velocidade tem um comportamento linear com a corrente Figura 411 Os inversores de freqüência trabalham exclusivamente nesta região Vejamos agora o comportamento da curva torque x velocidade quando o motor é alimentado através do inversor de freqüência A figura 412 mostra um conjunto de curvas para diferentes velocidades freqüências de operação A 60Hz temos exatamente o caso da figura 411 que coincide com a resposta de um motor acionado diretamente da rede O motor do exemplo é um motor de quatro pólos assim sua velocidade síncrona será de 1800 rpm e a velocidade do eixo com carga nominal será 1750 rpm Podemos ver assim que com o motor com carga nominal existe uma diferença de 50 rpm entre a velocidade síncrona calculada e a velocidade de rotação do motor devida ao escorregamento 42 CARACTERÍSTICAS DOS MOTORES DE INDUÇÃO ACIONADOS COM INVERSORES DE FREQÜÊNCIA 62 O INVERSOR DE FREQÜÊNCIA 4 Figura 412 Observando novamente a figura 49 vemos que para uma freqüência de alimentação de 30Hz a velocidade síncrona será de 900 rpm novamente para torque nominal o escorregamento será o nominal equivalente a 50 rpm e a velocidade do motor será de 850 rpm É interessante observar que diminuindo a freqüência pela metade a velocidade síncrona também cai a metade mas a velocidade do motor não pois sempre tem uma diferença constante equivalente ao escorregamento Outra característica importante do acionamento de motores com inversores de freqüência é que a corrente de partida é praticamente da ordem da corrente nominal e que alimentando o motor a partir de 3 ou 4Hz podemos obter no rotor um torque de 150 do nominal suficiente para acionar qualquer carga acoplada ao motor 67 P009 P009 P009 P009 P009 Torque no Motor Indica a parcela da Corrente Total que é proporcional ao torque em São os valores ajustáveis a serem utilizados pelas funções do inversor EXEMPLOS P100 P100 P100 P100 P100 Tempo de aceleração e P101 P101 P101 P101 P101 Tempo de desaceleração Definem os tempos para acelerar linearmente de 0 até a velocidade máxima ou desacelerar linearmente da velocidade máxima até 0 A velocidade máxima é definida pelo parâmetro P134 P134 P134 P134 P134 P133 P133 P133 P133 P133 Referência mínima e P134 P134 P134 P134 P134 Referência máxima Define os valores máximomínimo de velocidade na saída quando o inversor é habilitado RAMPAS DE ACELERAÇÃO DESACELERAÇÃO As rampas permitem ao usuário do inversor modificar a velocidade de rotação do motor de forma controlada Especificando o valor de tempo e velocidade final podemos assim controlar a aceleração e desaceleração do motor Os inversores possuem normalmente dois tipos de rampas Rampa linear Rampa linear Rampa linear Rampa linear Rampa linear A rampa linear é a mais simples e indicada para cargas com pouca inércia Na transição da velocidade zero para a rampa e da rampa para a velocidade final o sistema acoplado ao motor recebe um impulso chamado de jerk Este impulso produz vibrações no equipamento acoplado ao motor Rampa em S Rampa em S Rampa em S Rampa em S Rampa em S A rampa S é um recurso no qual se permite obter a aceleraçãodesaceleração de cargas onde se necessita de uma partidaparada de forma suave não 52 PARÂMETROS DE REGULAÇÃO 5 PARÂMETROS DO INVERSOR DE FREQÜÊNCIA 69 Figura 53 CURVA UF AJUSTÁVEL Esta função permite a alteração das curvas características padrões definidas que relacionam a tensão e a freqüência de saída do inversor e conseqüentemente o fluxo de magnetização do motor a fim de adequar a uma necessidade específica 5 PARÂMETROS DO INVERSOR DE FREQÜÊNCIA 70 Esta característica pode ser utilizada em aplicações especiais nas quais os motores utilizados necessitam de tensão nominal ou freqüência nominal diferentes dos padrões O ajuste da relação entre a tensão e a freqüência é feito através do software do inversor parâmetros de programação onde se define a inclinação de uma reta conforme ilustrado na figura a seguir através de três pares U f de pontos distintos que são Ponto mínimo ponto médio e ponto máximo Figura 54 Curva Uf ajustável Esta característica é necessária pois nestes casos o fluxo de magnetização do motor é diferente dos motores padrões o que pode acarretar picos de corrente ou operação com corrente acima da nominal do motor que podem ocasionar a sua destruição ou bloqueio do inversor Definem as características do inversor as funções a serem executadas bem como as funções das entradas e saídas FRENAGEM Quando o motor de indução está sendo empregado em processos que exigem paradas rápidas o tempo de desaceleração é muito pequeno e deve ser empregado o recurso de frenagem elétrica ou mecânica Durante a frenagem a freqüência do rotor é maior que a freqüência do estator provocando um fluxo reverso da energia do rotor para o estator O motor passa a funcionar então como um gerador injetando esta PARÂMETROS DO INVERSOR DE FREQÜÊNCIA 5 53 PARÂMETROS DE CONFIGURAÇÃO 71 energia no barramento DC do inversor o que provoca uma sobretensão neste A frenagem elétrica pode ser feita através de um dos procedimentos abaixo ou uma combinação deles 1 1 1 1 1 Injeção de corrente contínua Injeção de corrente contínua Injeção de corrente contínua Injeção de corrente contínua Injeção de corrente contínua Permite a parada do motor através da aplicação de corrente contínua no mesmo A magnitude da corrente contínua que define o torque de frenagem e o período durante o qual ela é aplicada são parâmetros que podem ser especificados pelo usuário Este modo é geralmente usado com cargas de baixa inércia e pode causar um aquecimento excessivo do motor quando os ciclos de parada são muito repetitivos 2 2 2 2 2 Rampa de desaceleração Rampa de desaceleração Rampa de desaceleração Rampa de desaceleração Rampa de desaceleração A freqüência diminui até zero conforme o tempo de desaceleração especificado pelo usuário podendo ser empregado quando os requisitos de parada não são muito rígidos 3 3 3 3 3 FFFFFrrrrrenagem r enagem r enagem r enagem r enagem reostática eostática eostática eostática eostática É usada para dissipar a energia que retorna do motor através de um banco de resistores durante a rápida frenagem do motor evitando a sobretensão no barramento DC do driver Geralmente se utiliza a frenagem reostática para baixar a velocidade até um determinado valor a partir do qual se aplica corrente contínua no motor conseguindo uma frenagem rápida e preservando o inversor A frenagem mecânica consiste em comandar através de um relé um sistema capaz de segurar o eixo do rotor Normalmente estes sistemas tem um tempo de atraso elevado tanto para ligar como desligar o freio Assim o usuário deve ter certeza que o rotor está liberado do freio antes de dar um comando para movêlo caso contrário o motor irá partir com uma condição de sobrecarga provocando uma sobrecorrente elevada PPPPParâmetr arâmetr arâmetr arâmetr arâmetros associados os associados os associados os associados os associados Duração da frenagem P300 freqüência de início da frenagem P301 tensão aplicada durante a frenagem P302 5 PARÂMETROS DO INVERSOR DE FREQÜÊNCIA 72 INJEÇÃO DE CORRENTE CONTÍNUA Este tipo de frenagem do motor é conseguida aplicandose no seu estator uma tensão contínua Esta é obtida pelo disparo dos transistores do inversor não necessitando nenhum dispositivo adicional Este tipo de frenagem é útil quando se deseja a parada do motor freio apenas diferentemente da frenagem reostática que pode ser utilizada para reduzir a velocidade mas mantendose o motor girando O torque de frenagem pode ser ajustado de acordo com a aplicação através do tempo de injeção de corrente contínua e do nível de tensão CC aplicada no motor Durante a frenagem CC é necessário um intervalo para a desmagnetização do motor Tempo Morto para não haver um pico de corrente no inversor que poderá atuar a proteção e bloquear o mesmo Figura 55 Frenagem CC com bloqueio por rampa de desaceleração RAMPA DE DESACELERAÇÃO E FRENAGEM REOSTÁTICA É possível uma frenagem controlada através de uma rampa de desaceleração quando a freqüência aplicada ao motor é reduzida de uma forma controlada necessitandose para isso de um inversor de freqüência sendo que dessa forma o motor se comporta como um gerador assíncrono e fornece um torque de frenagem Em outras palavras quando o escorregamento tornase negativo isto é quando a velocidade síncrona ou freqüência estatórica aplicada pelo inversor tornase menor do que a velocidade do motor velocidade rotórica o torque gerado pelo motor tornase negativo e este é frenado Neste estado o motor opera como gerador com a energia cinética do motor e da carga convertida em energia elétrica 5 PARÂMETROS DO INVERSOR DE FREQÜÊNCIA 74 ventiladores que causam a vibração excessiva do mesmo podem causar a destruição de rolamentos e eixos A rejeição de freqüências críticas é feita através do ajuste da freqüência central e de uma banda em torno desta freqüência a qual o inversor não permitirá acionar o motor conforme mostra a figura 57 Figura 57 Rejeição de freqüências críticas Quando da aceleração ou desaceleração do motor o inversor atua através das rampas ajustadas passando pelas freqüências críticas chegando aos valores desejados Caso o valor ajustado seja uma freqüência crítica o inversor irá operar na freqüência imediatamente acima ou abaixo do limite imposto PARTIDA COM MOTOR GIRANDO FLYING START Este recurso se utiliza para quando é necessário o religamento do motor com o inversor de freqüência mesmo que o motor ou máquina ainda esteja em movimento Para os inversores comuns sem este recurso o religamento não é possível devido ao fato de que quando o motor ainda encontrase girando existe uma magnetização residual que faz com que seja gerada uma tensão nos seus terminais Com o religamento do inversor surgem então picos de corrente transitórias que faz com que a proteção contra curtocircuito do inversor atue bloqueandoo Com o recurso de partida com motor girando o inversor atua de forma a impor a freqüência de 5 PARÂMETROS DO INVERSOR DE FREQÜÊNCIA 75 referência instantaneamente fazendo uma rampa de tensão num tempo especificado pelo usuário Caso exista uma realimentação de posição através de encoder ou resolver o driver pode calcular a velocidade atual do motor e iniciar seu comando nesta freqüência utilizando as rampas de aceleração ou desaceleração para atingir a velocidade de referência não sendo necessário especificar nenhum parâmetro auxiliar para o procedimento de Flying Start PPPPParâmetr arâmetr arâmetr arâmetr arâmetros associados os associados os associados os associados os associados Tempo para que a tensão de saída varie de 0 Volts até a tensão de trabalho proporcional a freqüência de referência P311 COMPENSAÇÃO DO ESCORREGAMENTO Para que um motor de indução desenvolva torque é necessário que a velocidade do rotor seja inferior a velocidade do estator Hz sendo a diferença entre ambas denominada escorregamento A quantidade de escorregamento é determinada diretamente pela condição de carga do motor assim por exemplo o campo girante produzido no estator de um motor de quatro pólos ligado à rede de 220 V60 Hz gira à velocidade de 1800 rpm mas a velocidade do rotor será aproximadamente 1750 rpm a plena carga e 1795 rpm a vazio A compensação do escorregamento é empregada para manter a velocidade constante independente de mudanças na carga atuando como um controle de velocidade em malha aberta Assim a freqüência de saída do inversor aumenta ou diminui conforme a corrente do motor varia em função do aumento ou diminuição da carga 5 PARÂMETROS DO INVERSOR DE FREQÜÊNCIA 6 COMANDO E CONTROLE DE VEL COMANDO E CONTROLE DE VEL COMANDO E CONTROLE DE VEL COMANDO E CONTROLE DE VEL COMANDO E CONTROLE DE VELOCID OCID OCID OCID OCIDADE ADE ADE ADE ADE EM MOTORES DE INDUÇÃO ACIONADOS EM MOTORES DE INDUÇÃO ACIONADOS EM MOTORES DE INDUÇÃO ACIONADOS EM MOTORES DE INDUÇÃO ACIONADOS EM MOTORES DE INDUÇÃO ACIONADOS POR INVERSORES DE FREQÜÊNCIA POR INVERSORES DE FREQÜÊNCIA POR INVERSORES DE FREQÜÊNCIA POR INVERSORES DE FREQÜÊNCIA POR INVERSORES DE FREQÜÊNCIA 61 61 61 61 61 Sensores de posição e velocidade Sensores de posição e velocidade Sensores de posição e velocidade Sensores de posição e velocidade Sensores de posição e velocidade 62 62 62 62 62 Medição de velocidade Medição de velocidade Medição de velocidade Medição de velocidade Medição de velocidade 621 Algoritmo de estimação de freqüência 622 Algoritmo de estimação de período 623 Algoritmo de estimação simultânea de período e freqüência 63 63 63 63 63 Ruídos Ruídos Ruídos Ruídos Ruídos 64 64 64 64 64 Sincronização de velocidade Sincronização de velocidade Sincronização de velocidade Sincronização de velocidade Sincronização de velocidade 81 Comandar a velocidade de um motor acionado por um inversor de freqüência significa simplesmente programar ou colocar uma referência de velocidade numa entrada do inversor sem ter informação real se essa velocidade programada está presente no eixo do motor Em sistemas que não requerem muita precisão ou que são acoplados a cargas conhecidas e constantes o comando de velocidade pode ser suficiente para atingir as especificações projetadas Mas em sistemas que requerem maior precisão no valor da velocidade do eixo do motor é necessário controlar o sistema Controlar o sistema significa colocar um sensor que indique o valor real da variável por exemplo a velocidade acoplando um sensor ao eixo do motor e realimentar este valor num regulador do inversor que atuará no sentido de diminuir a diferença entre o valor lido no sensor e o valor desejado programado É assim que continuamente o sensor está informando ao inversor o valor real da variável para este poder corrigir em forma dinâmica em todo momento o desvio do valor programado Figura 61 COMANDO E CONTROLE DE VELOCIDADE EM MOTORES DE 6 INDUÇÃO ACIONADOS POR INVERSORES DE FREQÜÊNCIA 82 Dada sua simplicidade e baixo preço os codificadores angulares ou tacogeradores de pulsos chamados normalmente de encoders transformaramse nos últimos anos num dos dispositivos mais utilizados para medição de posição angular e velocidade Figura 62 Os codificadores incrementais são dispositivos ópto mecânicoeletrônicos que fornecem informação discreta de deslocamento posição relativa Estes são fabricados com um disco de vidro ou metal que tem na sua periferia uma trilha com segmentos opacos e transparentes ver figura 62 Três conjuntos de emissores de luz e detetores fotoelétricos são cuidadosamente dispostos a cada lado do disco codificado Este disco é montado em um eixo podendo girar livremente sendo acoplado pela sua vez ao eixo do elemento do qual se deseja determinar o deslocamento ou velocidade por exemplo o eixo do motor Quando o eixo gira as linhas opacas e transparentes do disco passam entre o emissor e detetor de luz modulando desta maneira o feixe luminoso produzido pelo emissor de luz atingindo o detetor e gerando neste um sinal elétrico correspondente com as divisões gravadas no disco O feixe de luz é focalizado no disco mediante sistemas 61 SENSORES DE POSIÇÃO E VELOCIDADE COMANDO E CONTROLE DE VELOCIDADE EM MOTORES DE 6 INDUÇÃO ACIONADOS POR INVERSORES DE FREQÜÊNCIA 83 ópticos lentes espelhos prismas etc Os dois pares emissordetetor são posicionados de maneira tal a produzir no detetor dois sinais defasados de 90 ver figura 63 sinais A e B Estes sinais são processados decodificados por um circuito eletrônico obtendose informação do sentido de rotação e a quadruplicação da resolução básica do encoder nr pulsosrev x 4 Figura 63 Portanto o número de pulsos do encoder detectados por exemplo eletronicamente em um dispositivo de contagem é uma medida do deslocamento angular do dispositivo A distância entre dois pulsos adjacentes do encoder é Xk Xk1 ΔXk ver figura 64 Figura 64 COMANDO E CONTROLE DE VELOCIDADE EM MOTORES DE 6 INDUÇÃO ACIONADOS POR INVERSORES DE FREQÜÊNCIA 84 valor conhecido e constante Se o encoder possui ppppp pulsos por revolução o valor unitário de deslocamento será 1p ΔXk ΔX1p rev Desta maneira a posição Xk posição depois de acontecidos kkkkk pulsos é k ΔX kp rev k 2Πp rad Logo para medir posição basta um dispositivo que possa contar os pulsos gerados pelo encoder Até pouco tempo atrás só eram utilizados tacogeradores analógicos para realimentação de velocidade em motores elétricos mas estes apresentavam problemas como nãolinearidades variação da resposta com a temperatura baixa precisão 05 no melhor dos casos muito sensíveis à ruído sinal analógico Com a maciça utilização dos encoders tem surgido diferentes tipos de técnicas de medição digital de velocidade Para analisar estes métodos é importante definir os parâmetros que caracterizam um sistema de medição a saber Resolução Resolução Resolução Resolução Resolução É o menor incremento de velocidade que pode ser medido pelo sistema Precisão Precisão Precisão Precisão Precisão É o máximo desvio que o valor medido sofre em relação ao valor real de velocidade TTTTTempo de detecção empo de detecção empo de detecção empo de detecção empo de detecção É o tempo que o sistema necessita para realizar a medição FFFFFaixa de medição aixa de medição aixa de medição aixa de medição aixa de medição É a faixa de velocidades velocidade máxima velocidade mínima dentro da qual o sistema opera dentro das especificações Assim um bom sistema é aquele cujo método de medição propicia alta resolução alta precisão e baixo tempo de detecção numa larga faixa de medição Existem vários médodos de medição de velocidade Cada método pode ser caracterizado por um algoritmo de estimção já que o valor da velocidade é estimado a partir de um dado de posição COMANDO E CONTROLE DE VELOCIDADE EM MOTORES DE INDUÇÃO ACIONADOS POR INVERSORES DE FREQÜÊNCIA 6 62 MEDIÇÃO DE VELOCIDADE 85 A velocidade é aproximada contando o número de pulsos M1 vindos do transdutor durante um tempo fixo Tp ver figura 65 Este método é indicado para sistemas com faixa de medição estreita e para medição de altas velocidades Figura 65 A velocidade é aproximada medindose o tempo compreendido entre um número inteiro de pulsos consecutivos do encoder Pe dois ou mais Este tempo é computado com a ajuda de uma base de tempo Pc com freqüência fixa conhecida ver figura 66 contando os pulsos M2 Este método tal como o anterior é utilizado para faixas de medição estreitas mas em baixas velocidades Figura 66 COMANDO E CONTROLE DE VELOCIDADE EM MOTORES DE INDUÇÃO ACIONADOS POR INVERSORES DE FREQÜÊNCIA 6 621 Algoritmo de Estimação de Freqüência 622 Algoritmo de Estimação do Período 86 A velocidade é aproximada medindo período e freqüência Desta maneira as duas medições são realizadas sincronizadamente permitindo obter com este método bons resultados tanto em altas como em baixas velocidades O ambiente industrial é normalmente muito poluído por ruídos de origem eletromagnética podendo comprometer a integridade dos sinais transmitidos desde os sensores até à máquina Os cabos que conduzem os sinais atuam como antenas receptoras dos ruídos corrompendo a informação podendo causar sérios problemas A quantidade de ruído eletromagnético induzido nos cabos pode ser minimizada utilizandose cabos blindados níveis de sinal elevados 12 ou 24 V ou transmissão de sinais em forma diferencial Figura 67 A figura 67 mostra uma linha de transmissão diferencial se um ruído for induzido na linha os dois canais serão afetados e como no final da linha é realizada uma operação de subtração dos sinais o ruído será rejeitado Dependendo do tipo de cabo e da impedância de saída do dispositivo que gera o sinal diferencial os sinais podem ser transmitidos até uma distância máxima de aproximadamente 1000 metros COMANDO E CONTROLE DE VELOCIDADE EM MOTORES DE INDUÇÃO ACIONADOS POR INVERSORES DE FREQÜÊNCIA 6 623 Algoritmo de Estimação Simultânea de Período e Freqüência 63 RUÍDOS 87 COMANDO E CONTROLE DE VELOCIDADE EM MOTORES DE INDUÇÃO ACIONADOS POR INVERSORES DE FREQÜÊNCIA 6 A figura 68 mostra uma representação esquemática de um mecanismo convencional para variação de velocidades e sentido de rotação Normalmente é utilizada uma cadeia cinemática com projeto baseado em especificações de velocidade sentido de rotação e torque as características de saída estão determinadas pelas características do acionamento combinadas com um determinado conjunto de engrenagens Figura 68 Este tipo de configuração é utilizado em aplicações onde são necessárias relações de transmissão fixas No entanto em aplicações onde se precisa de uma relação variável é necessário um sistema que gere instantaneamente uma nova relação de transmissão A figura 69 mostra um exemplo onde não obstante existir redutores necessários para adaptar velocidades eou torques dos motores com as respectivas cargas existe também para cada eixo um acionamento controlado eletronicamente Este tipo de sistema além de eliminar a complicada cadeia cinemática oferece a grande flexibilidade do controle eletrônico onde qualquer combinação de velocidade e sentido de rotação pode ser programado 64 SINCRONIZAÇÃO DE VELOCIDADE 88 COMANDO E CONTROLE DE VELOCIDADE EM MOTORES DE INDUÇÃO ACIONADOS POR INVERSORES DE FREQÜÊNCIA 6 Figura 69 O sistema possui um motor e um acionamento por eixo Um dos eixos opera com a função de mestre isto é seu valor real de velocidade é fornecido para sincronizar os outros eixos considerados escravos pois suas velocidades serão proporcionais com razão de proporcionalidade programável à velocidade do eixo mestre Sistema multimotores Sistema multimotores Sistema multimotores Sistema multimotores Sistema multimotores É quando um inversor de freqüência alimenta vários motores conectados em paralelo Todos os motores deverão ter a mesma tensão e freqüência de alimentação A velocidade de funcionamento dos motores dependerá do número de pólos e do escorregamento que é função da carga de cada motor Neste tipo de aplicação deve se levar em conta que um ou vários dos motores ligados ao sistema multimotores pode necessitar ser desligado com o inversor funcionando este fato precisa ser levado em consideração na hora do dimensionamento 91 Uma das maiores fontes de problemas ao se tratar de sistemas de acionamento é a aplicação inadequada dos diversos tipos existentes Acionamentos ca e cc têm características peculiares que devem ser levadas em conta ao se fazer uma escolha Não só as características de torque são diferentes mas também há consideráveis diferenças de custos perturbações introduzidas na rede elétrica fator de potência gerado dimensões de carcaça disponíveis etc É necessário portanto um conhecimento básico de como o motor interage com o sistema de controle e estes dois por sua vez com a máquina a ser acionada a fim de se poder fazer uma aplicação apropriada O dimensionamento do acionamento é feito com base no torque requerido pela carga veja a definição de torque e de carga na seção 711 abaixo Assim pode se dizer que é necessário conhecer muito bem a máquina a ser acionada É muito importante fazer uma quantidade tão grande quanto possível de perguntas mesmo a respeito de coisas aparentemente insignificantes É impossível perguntar demais e um dos segredos está em entender muito bem a aplicação É necessário ainda uma compreensão das relações entre torque potência velocidade e aceleração desaceleração bem como do efeito de uma transmissão mecânica nestas grandezas Finalmente é necessário utilizar um método sistemático para selecionar o equipamento adequado MOTOR Sempre que houver uma menção genérica a motor nesta seção estará se referindo ao motor de corrente alternada ca de indução assíncrono com rotor tipo gaiola de esquilo a menos de declaração explícita ao contrário ACIONAMENTO A palavra acionamento significa aqui o conjunto compreendido pelo motor e seu sistema de partida mais qualquer aparelho eletrônico de controle envolvido tal como um inversor APLICAÇÃO DE ACIONAMENTOS COM MOTORES DE INDUÇÃO E INVERSORES DE FREQÜÊNCIA 7 71 INTRODUÇÃO DEFINIÇÕES FUNDAMENTOS E PRINCÍPIOS 711 Definições 92 CARGA A palavra carga significa aqui o conjunto de componentes da máquina que se movem ou que estão em contato e exercem influência sobre eles começando a partir da pontadeeixo do motor TORQUE O torque pode ser definido como a força necessária para girar um eixo Ele é dado pelo produto da força tangencial F N pela distância r m do ponto de aplicação da força ao centro do eixo A unidade de torque no SI Sistema Internacional é o Nm Newtonmetro INÉRCIA Inércia é a resistência que uma massa oferece à modificação do seu estado de movimento Todo corpo que tem massa tem inércia Uma massa em repouso requer um torque ou força para colocála em movimento uma massa em movimento requer um torque ou força para modificar a sua velocidade ou para colocála em repouso O momento de inércia de massa J kgm2 de um corpo depende da sua massa m kg e da distribuição da massa ao redor do eixo de giro ou seja da sua geometria O Anexo 1 traz as fórmulas para o cálculo do momento de inércia de massa de diversos corpos comuns Torque O torque T Nm é o produto da força F N necessária para girar o eixo pela distância r m do ponto de aplicação da força ao centro do eixo T F r 71 Este é o torque necessário para vencer os atritos internos da máquina parada e por isso é denominado de torque estático de atrito Te at Podese determinar o torque demandado para por em movimento uma máquina medindo a força por exemplo utilizando uma chave de grifo e um dinamômetro de mola figura 71 APLICAÇÃO DE ACIONAMENTOS COM MOTORES DE INDUÇÃO E INVERSORES DE FREQÜÊNCIA 7 712 Relações Básicas 93 Figura 71 Medição de torque Exemplo Se obtivermos uma leitura de força de 75 N 76 kgf a 06 m 600 mm do centro do eixo de entrada o torque será eq 71 Te at 75 06 450 Nm VELOCIDADE DE ROTAÇÃO A máxima velocidade síncrona de rotação n rpm de um motor controlado por inversor depende do número de pólos p do motor e da freqüência máxima de saída f Hz do inversor selecionado n 120 f p 72 Exemplo Um motor de 2 pólos comandado por um inversor cuja freqüência máxima de saída é de 150Hz permite chegar até uma velocidade síncrona de eq 72 n 120 150 2 9000 rpm POTÊNCIA A potência P é dada pelo produto do torque T Nm pela velocidade de rotação n rpm P 2π60 T n 73 e a unidade é o Watt Lembrese 1000 W 1 kW Exemplo Se a máquina demandasse os mesmos 450 Nm a uma velocidade de rotação de 1760 rpm então a potência seria eq 73 APLICAÇÃO DE ACIONAMENTOS COM MOTORES DE 7 INDUÇÃO E INVERSORES DE FREQÜÊNCIA 94 P 2π60 450 1760 8294 W 83 kW ACELERAÇÃO DESACELERAÇÃO O torque T Nm necessário para acelerar ou desacelerar uma carga com momento de inércia de massa ou simplesmente inércia J kgm2 da velocidade de rotação n1 rpm para n2 rpm em um tempo t s é dado por Td ac 2π60 J n2 n1 t 74 Este torque é chamado de torque dinâmico de aceleração Td ac Se n2 n1 aceleração Td ac é positivo significando que seu sentido é igual ao sentido de rotação se n2 n1 desaceleração Td ac é negativo significando que seu sentido é contrário ao sentido de rotação Exemplo Um cilindro maciço de alumínio de diâmetro d 165 mm e comprimento l 1200 mm e portanto com uma massa m de aproximadamente 693 kg tem momento de inércia de massa J de eq A17 Anexo 1 J 18 x 693 x 01652 236E101 kgm2 Se o corpo deve acelerar de de 0 a 1760 rpm no tempo de 10s então o torque de aceleração será eq 74 Td ac 2π60 236E10 1 1760 0 10 435 Nm Adicionandose o torque de aceleração acima calculado ao torque de atrito calculado no primeiro exemplo acima temse T 450 435 885 Nm e para a potência eq 43 P 2π60 885 1760 16303 W 163 kW EFEITO DE UMA TRANSMISSÃO MECÂNICA Por transmissão mecânica entendese um redutor ou multiplicador de velocidade como por exemplo um APLICAÇÃO DE ACIONAMENTOS COM MOTORES DE 7 INDUÇÃO E INVERSORES DE FREQÜÊNCIA 95 redutor de engrenagens ou uma redução por polias e correia em V ou ainda correia dentada Uma transmissão mecânica tem dois parâmetros importantes para o dimensionamento do acionamento que são a a razão de transmissão iR e b a eficiência ηR No caso de redutores de engrenagens estes parâmetros são fornecidos pelo fabricante do mesmo e no caso de transmissões por polias e correias podem ser calculados a partir dos parâmetros da transmissão razão dos diâmetros efetivos ou razão dos números de dentes Redutores de velocidade são utilizados por exemplo no acionamento de máquinas de baixa velocidade entre o eixo do motor e o eixo de entrada da máquina Assim como a velocidade de rotação do motor é reduzida na proporção da razão de transmissão iR também o torque do motor é multiplicado na mesma proporção Além disso uma parte da energia que entra é consumida pelas perdas internas atritos ruído etc quantificadas pela eficiência ηR Assim o torque necessário na entrada de um redutor T1 Nm em função do torque demandado na saída T2 Nm é dado por T1 T2 iR ηR 75 Exemplo Se no exemplo 4 com T2 885 Nm houvesse um redutor de engrenagens de 1 estágio com razão de transmissão iR 18 e eficiência ηR 085 teríamos para o torque T1 eq 75 T1 885 18 085 578 Nm A velocidade máxima do motor deveria ser então n1 1760 18 3168 rpm E a potência eq 73 P 2π60 578 3168 19179 W 192 kW APLICAÇÃO DE ACIONAMENTOS COM MOTORES DE 7 INDUÇÃO E INVERSORES DE FREQÜÊNCIA 98 O pico de torque é diferente para cada tipo de máquina e precisa ser corretamente identificado Em alguns casos o torque de partida é muito elevado tal como num transportador muito pesado Uma carga de alta inércia que requer aceleração muito rápida igualmente terá uma alta demanda de torque durante a aceleração Outras aplicações apresentarão demanda máxima durante a operação em regime e não na partida com sobrecargas súbitas aparecendo periodicamente APLICAÇÃO DE ACIONAMENTOS COM MOTORES DE INDUÇÃO E INVERSORES DE FREQÜÊNCIA 7 Figura 72a Cargas típicas torque constante Figura 72c Cargas típicas torque linearmente crescente Figura 72b Cargas típicas potência constante Figura 72d Cargas típicas torque com crescimento quadrático 722 O pico de carga 99 Por vezes é necessário determinar o torque demandado por uma máquina existente que tem um motor CA alimentado diretamente pela rede A corrente elétrica consumida pelo motor é um bom indicativo do torque demandado Se for possível tomar valores de corrente em cada uma das condições de operação da máquina podese chegar a uma boa aproximação do torque demandado pela máquina A corrente deveria ser medida em uma das fases do motor no momento da partida durante a aceleração durante o funcionamento normal e ainda em eventuais situações de sobrecarga Importante também é determinar a duração de cada uma dessas condições dentro do ciclo da máquina Em seguida verificase o valor da corrente nominal na plaqueta de identificação do motor Exemplo Um motor de 15 kW 1760 rpm 220 V tem uma corrente nominal de 520 A O rendimento deste motor a 100 da potência nominal é de 898 Isto significa que 898 de 520 A 467 A vão produzir torque Os demais 520 467 53 A vão suprir as perdas e produzir a excitação do motor O torque nominal do motor pode ser calculado a partir da potência e da rotação nominais como segue eq 73 T 150002pi60 x 1760 814 Nm Podese dizer que o motor vai desenvolver então 814 Nm 467 A 1743 NmA produtor de torque Assim a uma leitura de corrente de 20 A por exemplo corresponderá um torque de 20 53 x 1743 256 Nm Este raciocínio é válido até a rotação nominal O torque de um motor CA operando com inversor de freqüência acima da rotação nominal varia inversamente ao quadrado da velocidade Logo a uma velocidade igual ao dobro da rotação nominal o motor produz apenas ¼ do torque nominal APLICAÇÃO DE ACIONAMENTOS COM MOTORES DE INDUÇÃO E INVERSORES DE FREQÜÊNCIA 7 723 Estimando cargas 101 Figura 73 Curva torque x freqüência para motores fechados auto ventilados A curva foi obtida experimentalmente em condições de alimentação com uma onda senoidal e fluxo nominal no entreferro As equações correspondentes a cada trecho da curva da figura 73 são as seguintes A freqüência normalizada fr dada por fr f fn 76 sendo f freqüência de operação Hz fn freqüência nominal Hz Para 0 fr 025 TTn 149 fr 028 77 Para 025 fr 050 TTn 074 fr 047 78 Para 050 fr 083 TTn 028 fr 070 79 APLICAÇÃO DE ACIONAMENTOS COM MOTORES DE 7 INDUÇÃO E INVERSORES DE FREQÜÊNCIA 103 Figura 74 Característica de torque disponível x rotação em motores com ventilação independente Um motor padrão para operar em rede de freqüência de 50 ou 60 Hz pode girar a freqüências mais altas quando alimentado por um conversor de freqüência A velocidade máxima depende do seu balanceamento mecânico e dos rolamentos Neste caso como o motor funcionará com enfraquecimento de campo a máxima velocidade estará limitada pelo torque disponível do motor e pela máxima velocidade periférica das partes girantes do motor ventilador rotor mancais Figura 75 Diminuição de torque devido ao aumento de velocidade APLICAÇÃO DE ACIONAMENTOS COM MOTORES DE INDUÇÃO E INVERSORES DE FREQÜÊNCIA 7 732 Operação acima da rotação nominal 108 Bombas Rotativas A designação bombas rotativas é genérica pois abrange uma grande variedade de bombas todas volumétricas em que o movimento do líquido é produzido através do movimento de rotação de um elemento mecânico que pode ser Engrenagens lóbulos parafusos paletas deslizantes etc APLICAÇÃO DE ACIONAMENTOS COM MOTORES DE INDUÇÃO E INVERSORES DE FREQÜÊNCIA 7 Bomba de paletas deslizantes Bomba de paletas flexíveis Bomba de lóbulos triplos Bomba de engrenagens externas Bomba de lóbulos simples Bomba de revestimento flexível Bomba de pistão axial Bomba de paleta externa ao rotor Bomba de tubo flexível Figura 78 Bomba de Êmbulo ou alternativa Figura 79 Bombas Rotativas 112 APLICAÇÃO DE ACIONAMENTOS COM MOTORES DE INDUÇÃO E INVERSORES DE FREQÜÊNCIA 7 J função de Diâmetro da tubulação Comprimento da tubulação Comprimento equivalente devido a perdas em joelhos curvas válvulas etc Vazão ao quadrado Q2 O Conjunto moto bomba dimensionado deve atender a necessidade de consumo do sistema funcionando com 100 das torneiras abertas atendendo a demanda de pressão e vazão dos consumidores hr he Vál Vazão Vál Retenção Bomba Centrífuga ha Consumidores P Potência Elétrica kW Q Vazão Bombeada m3h ρ Peso espcífico do fuido água1 kgdm3 H Altura pressão m η Eficiência da Bomba e Motor Figura 713 a Gráfico de pressão por vazão do sistema Onde Hest ALTURA ESTÁTICA desnível de líquido m Hdin ALTURA DINÂMICA função da perda de carga Hest Hdin Hm Qm3h Sistema com controle de pressão e vazão Vamos imaginar um sistema onde precisamos abastecer uma série de torneiras com pressãoH e vazãoQ constante porém as torneiras são acionadas o tempo todo sem seguir um padrão mas apesar da variação da necessidade de consumo o conjunto moto bomba não pode variar a pressão para as torneiras Podemos representar o sistema através de uma curva característica que representa a necessidade de pressão com relação à vazão do sistema com todas as torneiras abertas Figura 713 b Sistema com controle de pressão e vazão 113 APLICAÇÃO DE ACIONAMENTOS COM MOTORES DE INDUÇÃO E INVERSORES DE FREQÜÊNCIA 7 Agora vamos imaginar que somente 80 das torneiras consumidoras estão abertas e a demanda de consumo diminui na mesma proporção desta forma o conjunto moto bomba precisa reduzir a pressão e vazão fornecidas ao sistema Existem várias maneiras de reduzir a pressão e vazão fornecida ao sistema mas somente 03 três delas são utilizadas com mais freqüência são elas os métodos de SISTEMA BYPASS RECIRCULAÇÃO CONTROLE ATRAVÉS DE VÁLVULAS ESTRANGULAMENTO VARIAÇÃO DE VELOCIDADE 114 C1 Curva do Sistema C2 Curva da Bomba H Figura 714 a Sistema bypass recirculação Vazão total na bomba Vazão através do sistema Consumidores 1 Motor 2 Bomba 3 ByPass HA Q APLICAÇÃO DE ACIONAMENTOS COM MOTORES DE INDUÇÃO E INVERSORES DE FREQÜÊNCIA 7 Figura 714 b Gráfico de pressão por vazão do sistema bypass recirculação Para facilitar o entendimento vamos analisar cada um dos métodos utilizados separadamente Sistema BYPASS RECIRCULAÇÃO No método de recirculação é inserida uma derivação na tubulação para desviar de volta ao tanque de captação uma parte do fluxo de água enviado ao sistema como podemos notar na figura abaixo Porém ao utilizar este método o usuário fornece ao sistema os 80 da carga que os consumidores estão necessitando mas aumenta a vazão do conjunto moto bomba mantendo a potência elétrica consumida pelo conjunto moto bomba Neste caso o consumo elétrico do conjunto moto bomba praticamente não se altera porém existe o desperdício de energia provocado pela água que retorna ao tanque de captação depois de bombeada Que pode ser representado pela área destacada em vermelho 115 Controle através de válvulas estrangulamento No método de estrangulamento é inserida uma válvula de controle de fluxo na tubulação para enviar ao sistema somente 80 da vazão como podemos notar na figura abaixo Ao utilizar este método o usuário insere um aumento de carga ao sistema através de uma válvula Os consumidores recebem somente a pressão e vazão que estão necessitando porém ocorre um aumento de pressão no conjunto moto bomba mantendo a vazão constante Desta maneira existe uma redução de consumo de potência elétrica do sistema comparando com o método de recirculação mas ainda existe o desperdício de energia pelo aumento de carga provocado pela válvula parcialmente fechada inserida ao sistema Esta perda pode ser representada pela área destacada em vermelho APLICAÇÃO DE ACIONAMENTOS COM MOTORES DE INDUÇÃO E INVERSORES DE FREQÜÊNCIA 7 Consumidores 1 Motor 2 Bomba 3 ByPass C1 Curva do Sistema C2 Curva da Bomba Q Pressão na Bomba QA H Pressão no Sistema Figura 715 a Sistema de controle através de válvulas Estrangulamento Figura 715 b Gráfico de pressão por vazão do sistema com controle através de válvulas estrangulamento 116 Variação de velocidade No método de variação de velocidade é incorporado ao sistema um sensor de pressão ou de vazão que envia um sinal analógico ao inversor de freqüência que aciona o conjunto moto bomba Como podemos notar na figura abaixo Ao utilizar este método o usuário envia ao sistema somente a demanda requerida pelos consumidores porém não é realizado nenhum trabalho adicional nem inserido ao sistema uma perda de carga o que realmente ocorre é uma variação de velocidade na bomba Movimentando a curva da bomba para o ponto ideal de consumo do sistema conforme a necessidade Não é variada a curva do sistema como ocorre nos métodos de recirculação e estrangulamento Desta maneira o sistema consome da rede elétrica exatamente a potência requisitada levando grande vantagem sobre os métodos de recirculação e estrangulamento reduzindo a potencia elétrica consumida em torno de 50 a 20 APLICAÇÃO DE ACIONAMENTOS COM MOTORES DE INDUÇÃO E INVERSORES DE FREQÜÊNCIA 7 C1 Curva do Sistema C2 Curva da Bomba Consumidores 1 Motor 2 Bomba 3 Conversor 4 Transm Vazão ou Pressão H m 100 220 300 10 20 30 40 50 60 Q m3 h Figura 716 a Sistema de variação de velocidade Figura 716 b Gráfico de pressão por vazão do sistema com variação de velocidade η100 η90 η80 η70 η60 C2 C2 C2 C2 C2 C1 117 APLICAÇÃO DE ACIONAMENTOS COM MOTORES DE INDUÇÃO E INVERSORES DE FREQÜÊNCIA 7 Ajustes convencionais O Controle de velocidade do conjunto moto bomba através de um inversor de freqüência necessita de alguns ajustes especiais para otimizar o funcionamento do sistema Porém os inversores de freqüência da linha WEG possuem algumas funções especiais incorporadas que auxiliam o usuário de inversor de freqüência a realizar o ajuste para otimizar o sistema são as funções de curva UF quadrática e PID vamos analisar cada uma delas para uma melhor explicação Função curva UF quadrática Esta função tem o objetivo de otimizar o consumo de energia elétrica do conjunto motor de indução mais inversor de freqüência ao acionar um sistema de bombeamento Normalmente o inversor de freqüência envia ao motor à tensão proporcional a freqüência de trabalho desejada ver capitulo IV item 41 Porém este controle mantém o conjugado do motor constante e a potência elétrica linear Mas em sistemas de bombeamento a demanda de torque reduz com o quadrado da redução da velocidade do sistema conforme demonstrado nos gráficos a seguir Figura 717 Curva UF quadrática C P P C Nn Nrpm P C x n P f N f Hz U Un 60 118 APLICAÇÃO DE ACIONAMENTOS COM MOTORES DE INDUÇÃO E INVERSORES DE FREQÜÊNCIA 7 Mas ao utilizar o inversor de freqüência com o controle UF linear em sistemas de bombeamento o usuário fornece ao motor mais torque que realmente o motor necessita Consumindo da rede elétrica uma potência menor que os outros métodos mas ainda maior do que realmente o sistema necessita Em sistemas de bombeamento a demanda de torque cai com o quadrado da rotação como podemos verificar na figura a seguir Ao habilitar a função UF quadrática nos inversores WEG o usuário consegue otimizar o fornecimento de torque à bomba fazendo o sistema de bombeamento consumir apenas a potência necessária como podemos observar nos gráficos a seguir Figura 718 Controle UF utilizando inversores de freqüência em sistemas de bombeamento Figura 719 Controle UF conjugado e potência utilizando inversores de freqüência em sistemas de bombeamento P C x N P f N3 C P Nn Nrpm f Hz 60 C Cn C 6 Região de sobre torque Enfraquecimento de campo Região de consumo otimizado Conjugado da Bomba Potência elétrica consumida Conjugado do motor P 120 Este fato ocorre por motivo da segurança do sistema Pois se houver um rompimento nos cabos de saída do sensor para o inversor de freqüência o mesmo pode entender que a pressão ou a vazão do sistema esta no mínimo Dessa forma o inversor de freqüência vai acelerar o motor até a velocidade máxima e caso não exista consumo do sistema de bombeamento pode haver um rompimento das tubulações Ao utilizar um sensor com saída analógica de corrente de 4 20ma e houver um rompimento dos cabos de saída do sensor para o inversor de freqüência o sinal automaticamente cai para o valor zero Caso este fato ocorrer os inversores de freqüência da linha WEG possuem uma função especifica nas saídas digitais para fechar o contato caso a corrente que o inversor de freqüência recebe na entrada analógica sair da faixa de trabalho de 4 20mA podendo acionar um alarme ou até mesmo desligar todo o sistema Para entender melhor o sistema PID podemos demonstrar a configuração típica de um sistema de bombeamento com controle de pressão ou vazão através do regulador PID superposto no software de funcionamento dos inversores da linha WEG conforme diagrama a seguir Consumidores Sensor de pressão com saída analógica de corrente de 4 20mA Inversor de freqüência WEG Motor de indução 3Ø WEG APLICAÇÃO DE ACIONAMENTOS COM MOTORES DE INDUÇÃO E INVERSORES DE FREQÜÊNCIA 7 Figura 720 Configuração típica PID 121 APLICAÇÃO DE ACIONAMENTOS COM MOTORES DE INDUÇÃO E INVERSORES DE FREQÜÊNCIA 7 Vamos imaginar que o sensor incorporado ao sistema demonstrado acima seja capaz de medir de 0 até 100mca de pressão e o inversor de frequência ao acionar o motor na máxima velocidade máxima gera no sistema uma pressão de 75mca Porém o ponto ideal do sistema de bombeamento é a 50mca e somente em casos críticos com todos consumidores acionados o nosso inversor de freqüência chegará a acionar o motor na velocidade máxima Nesta situação obrigatoriamente precisamos utilizar a função PID incorporada aos inversores de freqüência da WEG pois mesmo se houver o consumo máximo do sistema o sensor de pressão nunca enviará ao inversor de freqüência um sinal de 20mA para acelerar inversor de freqüência até a velocidade máxima Dessa maneira em alguns momentos nosso sistema poderá ficar com falta de pressão para o funcionamento correto Porém se o usuário do sistema ativar a função PID superposta ao processador dos inversores de freqüência da WEG o sistema passa a funcionar da seguinte maneira Deve ser ajustado o set point do sistema para a pressão ideal de trabalho como já citado acima 50mca Neste caso os consumidores do sistema podem alterar a demanda de consumo o tempo todo que se a pressão aumentar ou baixar de 50mca o inversor de freqüência responde automaticamente aumentando ou diminuindo a velocidade do motor de acordo com a necessidade do sistema Podendo esta velocidade variar entre a máxima e a mínima ou até mesmo desligar o sistema caso o mesmo permaneça pressurizado Considerando o sistema citado como exemplo Podemos ativar a função PID dos inversores WEG simplesmente alterando o parâmetro 203 P203 para o valor 1 ou seja P2031 ao ativar este parâmetro vai aparecer na lista de parâmetros do inversor de freqüência os parâmetros de 520 até 536 P520 até 122 APLICAÇÃO DE ACIONAMENTOS COM MOTORES DE INDUÇÃO E INVERSORES DE FREQÜÊNCIA 7 P536 Que devem ser ajustados para o correto funcionamento do sistema Para facilitar o entendimento do usuário colocamos os parâmetros e os valores recomendados para o ajuste fino do sistema citado como exemplo na tabela a seguir Mas antes é necessário uma explicação do funcionamento do sistema Neste sistema como já citado acima a pressão ideal para o funcionamento é de 50mca o inversor de freqüência WEG vai receber um sinal analógico de 4 20mA do sensor de pressão que esta instalado dentro da tubulação Ao variar o consumo varia também a pressão dentro da tubulação ao diminuir esta pressão o inversor de freqüência vai detectar a queda automaticamente por causa do sinal analógico que vem do sensor e esta ligado na entrada analógica AI2 do mesmo O inversor de freqüência vai aumentar a velocidade do motor que aciona a bomba até a pressão ser estabilizada dentro dos 50mca ideal para o sistema Em sistemas de bombeamento de fluídos ao aumentar ou diminuir a velocidade da bomba a pressão aumenta ou diminui diretamente proporcional Caso o consumo diminuir e a pressão aumentar dentro da tubulação o sensor detecta este aumento de pressão e altera o sinal que esta enviando ao inversor de freqüência este por sua vez vai baixar a velocidade do motor que aciona a bomba Para diminuir a pressão dentro da tubulação até 25 da velocidade nominal pois nesta velocidade a bomba instalada já não produz nenhuma vazão no sistema Dessa forma o inversor de freqüência vai contar 5 segundos e se o consumo não aumentar ele vai desligar o sistema até que o consumo aumente 123 APLICAÇÃO DE ACIONAMENTOS COM MOTORES DE INDUÇÃO E INVERSORES DE FREQÜÊNCIA 7 Parâmetro Função do Parâmetro Ajuste recomendado P203 Seleção de Funções Especiais 1 P211 Bloqueio por N0 1 P212 Condição para Saída de Bloqueio por N0 0 P213 Tempo com Velocidade Nula 5s P237 Função da Entrada AI2 3 P239 Sinal Entrada AI2 1 P265 Função da Entrada digital DI3 15 P520 Ganho Proporcional PID 1 P521 Ganho Integral PID 0043 P522 Ganho Diferencial PID 0 P523 Tempo Rampa PID 3 P524 Seleção da Realimentação do PID 0 P525 Setpoint PID 50 P527 Tipo de ação 0 Direto P291 Velocidade N0 25 P535 Saída N0 PID 25 P536 Ajuste Automático de P525 1 Obs Estes parâmetros tem um ajuste diferente para cada tipo de sistema O valor expresso na tabela atende a necessidade do sistema de exemplo No parâmetro P040 dos inversores WEG podemos visualizar a variável do processo em porcentagem porém na família do CFW09 podemos alterar este parâmetro e visualizar esta variável como pressão vazão temperatura e etc No caso do sistema citado como exemplo o usuário pode visualizar no P040 a pressão variando na tubulação diretamente em mca metros coluna dágua por exemplo Outra vantagem da família do CFW09 é que sua entrada analógica pode reconhecer sinais de 10 até 10Vcc ou 20 até 20mA podendo atender algumas aplicações onde não é possível utilizar a família do CFW08 124 APLICAÇÃO DE ACIONAMENTOS COM MOTORES DE INDUÇÃO E INVERSORES DE FREQÜÊNCIA 7 Neste capitulo veremos a aplicação de inversores de freqüência em sistemas de ventilação O intuito da WEG é demonstrar as vantagens na utilização dos inversores de freqüência nos sistemas de ventilação Vale lembrar que nos sistemas de ventilação são utilizados ventiladores e exaustores porém os aspectos técnicos que serão citados neste capitulo valem para os dois O que distingue basicamente um ventilador de um exaustor é o sentido em que o ar passa pelo sistema em que eles estão aplicados se a máquina esta retirando o ar do sistema ela é um exaustor se esta insuflando o ar para o sistema é um ventilador São definidos como geradores de fluxo que trabalham com fluido no estado gasoso provocando uma diferença de pressão inferior a 020 kgfcm2 Portanto com essa diferença de pressão a massa especifica do fluido praticamente não se altera Desta forma os ventiladores são considerados máquinas de fluxo hidráulicas Vale ressaltar que aproximadamente 40 dos motores elétricos utilizados nas indústrias são aplicados em algum tipo de bomba ou ventilador Os ventiladores exaustores podem ser classificados de diversas maneiras mas as classificações mais comuns são de acordo com a pressão de operação ou a forma construtiva De acordo com a pressão eles são classificados da seguinte maneira 742 Sistemas de Ventilação 7421 Definições 7421 Classificação 125 Baixa pressão mmCA ou p cm kgf p 200 0 02 2 Média pressão mmCA p mmCA ou cm kgf p cm kgf 800 200 0 08 0 02 2 2 Alta pressão mmCA p mmCA ou cm kgf p cm kgf 2000 800 20 0 08 2 2 De acordo com a forma do rotor eles são classificados da seguinte maneira Centrífugos ou radiais Fluxo misto Axiais Os ventiladores Centrífugos operam pequenas vazões e grandes pressões Os ventiladores Mistos operam médias vazões e medias pressões Os ventiladores Axiais operam grandes vazões e pequenas pressões A figura a seguir mostra os desenhos dos rotores dos ventiladores Centrífugo A Misto B e Axial C Centrifugo A Misto B Axial C A figura a seguir ilustra os tipos de rotores dos ventiladores existentes de um fabricante nacional Aerovento Equipamentos industriais APLICAÇÃO DE ACIONAMENTOS COM MOTORES DE INDUÇÃO E INVERSORES DE FREQÜÊNCIA 7 Figura 721 Tipos de ventiladores Centrífugo A Misto B Axial C 126 De acordo com o modo de entrada do fluido no rotor são classificados da seguinte maneira Simples sucção Dupla sucção O Rotor de simples sucção tem apenas uma entrada de fluído enquanto o de dupla sucção denominado de rotor gêmeo apresenta duas entradas e opera o dobro da vazão A figura abaixo ilustra os rotores simples e de dupla sucção Centrifugo A Misto B Axial C APLICAÇÃO DE ACIONAMENTOS COM MOTORES DE INDUÇÃO E INVERSORES DE FREQÜÊNCIA 7 Figura 722 Tipos de ventiladores Figura 723 Formas de sucção dos ventiladores Centrífugo A Misto B Axial C Simples Sucção Dupla Sucção 131 APLICAÇÃO DE ACIONAMENTOS COM MOTORES DE INDUÇÃO E INVERSORES DE FREQÜÊNCIA 7 É importante ressaltar que nesta análise consideramos que o ventilador não vai sofrer variação de rotação caso seja necessário variar a velocidade do ventilador o projetista deve especificar um ventilador que melhor atenda os pontos de trabalho do sistema Quando alteramos a rotação de um ventilador a curva do mesmo se altera como podemos ilustrar na figura abaixo 3 1 2 1 2 2 1 2 1 t 2 t 1 2 1 2 Pe Pe Δ Δ n n n n p p n n V V Figura 728 Ponto de trabalho do sistema Figura 729 Pontos de trabalho para diferentes rotações Curva do Sistema Rendimento Máximo PPonto de Funcionamento nnnConstante Δ Pt μt nt Pe ntn Δ Pt Δ Ptn Δ Pcin Δ Pest Pe nt Vn V P Pen Pontos A1 B1 C1 são homólogos respectivamente a A2 B2 C2 n2 n1 n1 Cte n2 Cte Pe nt Δ pt Δ pt1 Δ pt2 A2 A1 B1 B2 C1 C2 Pe1 Pe2 n1 n2 nt2 nt1 V 132 APLICAÇÃO DE ACIONAMENTOS COM MOTORES DE INDUÇÃO E INVERSORES DE FREQÜÊNCIA 7 A alteração de rotação pode acarretar alterações no rendimento e escoamento do ventilador para se obter os valores dos rendimentos e escoamento de um ventilador é necessário realizar ensaios em bancadas de testes em laboratórios especializados O diagrama obtido nestes ensaios sempre apresenta um padrão que pode ser visto na figura a seguir as únicas alterações nos gráficos de um ventilador para outro são as alterações nos valores medidos Ventilador Centrífugo Ventilador Axial ento curvas de mesmo ren tmáx t t dim 2 1 η η η L curvas de mesma rotação n n n 4 2 1 L As curvas expressas acima são conhecidas também como curvas de colina com ela conseguimos identificar o rendimento dos ventiladores de acordo com a vazão e a rotação Em sistemas de bombeamento de fluidos também podemos traçar curvas semelhantes e retirar as informações de rendimento das bombas de acordo com vazão pois bombas e ventiladores tem um comportamento muito semelhante no desempenho no rendimento e no aspecto de economia de energia Figura 730 Curvas de rendimento dos ventiladores de acordo com a vazão e rotação 134 APLICAÇÃO DE ACIONAMENTOS COM MOTORES DE INDUÇÃO E INVERSORES DE FREQÜÊNCIA 7 Válvula conoidal Figura 731 Rotor duplo com controle da vazão através de duas válvulas conoidais Figura 732 Ventilador centrífugo com controle de vazão de duas válvulas venezianas Vávula Conoidal Veneziana Veneziana Figura 733 Efeito da abertura e fechamento de válvula na entrada do rotor do ventilador na curva de carga do sistema 135 Figura 734 Controle de pressão e vazão do ventilador em função do ângulo das pás APLICAÇÃO DE ACIONAMENTOS COM MOTORES DE INDUÇÃO E INVERSORES DE FREQÜÊNCIA 7 Sistemas de ventilação Vamos imaginar um sistema onde precisamos manter uma estufa com uma temperatura constante porém existe um rodízio do material dentro da estufa e cada vez que este material aquecido é trocado por um mais frio a temperatura dentro da estufa cai e para que ela aqueça mais rapidamente é necessário uma redução do volume de ar insuflado para dentro da estufa A seguir esta um desenho ilustrativo do sistema citado acima Figura 735 Estufa sem controle de velocidade Fluxo de Ar Frio Válvula de Corrente de Fluxo de Redutor de Velocidade Material Aquecido Fluxo de Ar Quente Resistência de Aquecimento 136 APLICAÇÃO DE ACIONAMENTOS COM MOTORES DE INDUÇÃO E INVERSORES DE FREQÜÊNCIA 7 Para o controle do ar insuflado para a estufa temos uma válvula instalada na entrada do rotor do ventilador alterando o fluxo de acordo com a temperatura do sistema Neste método de controle de fluxo não existe redução no consumo da potencia elétrica consumida pois ao fechar a válvula na entrada do rotor do ventilador inserimos uma carga ao sistema e alteramos a curva do sistema como mostrado no diagrama abaixo Desta forma não existe redução de consumo de energia elétrica Podemos calcular o consumo de energia elétrica utilizando a formula descrita abaixo Considerando que este sistema é acionado por um ventilador de mercado e utiliza como acionamento um motor padrão WEG de II Pólos Figura 736 Gráfico de pressão por vazão da estufa sem controle de velocidade el t t el p V P A η η 2 2 Δ Pela2 Kgm3 Δ Pt2 Nm2 V m3s nt nel Potência elétrica consumida no ponto 2 Diferença de pressão no ponto 2 V azão Volumétrica Rendimento do ventilador Rendimento do motor elétrico 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 Δp Nm2 Q m3s 05 10 137 com rendimento de 085 E que o sistema opera 24 horas por dia 30 dias por mês mas no regime de operação temos que a cada 12 horas de operação ele passa 06 horas trabalhando com a válvula fechada reduzindo a vazão de ar para 70 da vazão nominal do ventilador Aplicando a formula acima citada podemos calcular a potencia elétrica consumida neste sistema Podemos concluir que no ponto 1 com a válvula aberta o ventilador tem um consumo de 689kW e no ponto 2 com a válvula fechada temos um consumo de 514kW esta redução de consumo é devido ao aumento do rendimento do ventilador quando esta operando com a válvula fechada Sistemas de ventilação com controle de velocidade Agora vamos imaginar o sistema citado acima porém ao invés de utilizar uma válvula de controle de vazão na entrada do rotor vamos substituir por um controle de vazão através da variação da velocidade do ventilador utilizando um inversor de freqüência acionando o motor elétrico Podemos demonstrar esta alteração do sistema através da figura abaixo APLICAÇÃO DE ACIONAMENTOS COM MOTORES DE INDUÇÃO E INVERSORES DE FREQÜÊNCIA 7 Inversor de Freqüência Material Aquecido Resistência de Aquecimento Redutor de Velocidade Figura 737 Estufa com controle de velocidade 138 Ao alterar o método de controle de vazão utilizando um inversor de freqüência alteramos somente a curva do ventilador e mantemos a curva do sistema sem alterações por este motivo temos novos pontos de consumo de energia elétrica Podemos identificar estes novos pontos de operação no gráfico ilustrado abaixo Aplicando a formula para cálculo da potência elétrica consumida pelos ventiladores podemos notar que o consumo no ponto 1 não se altera porém no ponto 2 temos uma redução de consumo de 514kW para 296kW uma redução do consumo de energia elétrica de 42 comparado com o método de controle de vazão por válvula Considerando o ciclo de trabalho da estufa temos uma redução no consumo de energia elétrica de 218kWh APLICAÇÃO DE ACIONAMENTOS COM MOTORES DE INDUÇÃO E INVERSORES DE FREQÜÊNCIA 7 Figura 738 Gráfico de pressão por vazão da estufa com controle de velocidade Ponto 1 Válula aberta Ponto 2 Redução de velocidade do ventilador 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 Δp Nm2 Q m3s 05 10 139 Em um ano de operação da estufa considerando o kWh ao valor de R015 temos uma economia de R141264 ao substituir o a válvula de controle de vazão por um inversor de freqüência no sistema de aquecimento da estufa Função Curva UF quadrática Esta função tem o objetivo de otimizar o consumo de energia elétrica do conjunto motor de indução mais inversor de freqüência ao acionar um sistema de ventilação Para os sistemas de ventilação temos o mesmo beneficio da redução do consumo de energia elétrica citado no capitulo de aplicação de inversores em sistemas de bombeamento ver cap 741 Função PID Proporcional Integral e Derivativo Esta função tem o objetivo de evitar oscilações na velocidade do motor ao acionar um sistema de ventilação mantendo a variável do processo Temperatura o mais estabilizada possível Para este sistema funcionar corretamente é necessário incorporar ao sistema de ventilação um sensor analógico de temperatura que envie ao inversor de freqüência um sinal de corrente 4 20mA Ao descrever os ajustes do sistema PID em sistemas de bombeamento ver cap 741 já foram explicados os motivos pelos quais os usuários preferem trabalhar com o sinal de corrente em sistemas analógicos Para explicar melhor o ajuste do o sistema PID superposto aos inversores WEG Podemos utilizar o mesmo sistema de ventilação da estufa ilustrada acima conforme figura ilustrada no capitulo VI II Vamos imaginar que dentro da estufa existe um sensor incorporado que seja capaz de medir de 0 até 200ºC de temperatura porém a temperatura ideal de trabalho da estufa é a 150ºC e precisa variar o mínimo possível APLICAÇÃO DE ACIONAMENTOS COM MOTORES DE 7 INDUÇÃO E INVERSORES DE FREQÜÊNCIA 140 Nesta situação obrigatoriamente precisamos utilizar a função PID incorporada aos inversores de freqüência da WEG Se utilizarmos simplesmente o sinal analógico do sensor de temperatura sem habilitarmos o controle PID o inversor vai operar o ventilador na velocidade máxima somente quando a temperatura chegar aos 200ºC essa temperatura alta pode danificar o material inserido na estufa Pela descrição do funcionamento do sistema podemos notar que a estufa passa metade do tempo com o ventilador na máxima rotação Porém se o usuário do sistema ativar a função PID superposta ao processador dos inversores de freqüência da WEG o sistema passa a funcionar da seguinte maneira Deve ser ajustado o set point do sistema para a temperatura ideal de trabalho como já citado acima 150ºC aproximadamente 75 do sinal analógico enviado pelo sensor Neste caso podemos utilizar a estufa de modo normal que o inversor de freqüência responde automaticamente aumentando ou diminuindo a velocidade do motor de acordo com a necessidade do sistema Podendo esta velocidade variar entre a máxima e a mínima ou até mesmo desligar o sistema caso o mesmo permaneça com a temperatura abaixo dos 150ºC ideal para o sistema Considerando o sistema citado como exemplo Podemos ativar a função PID dos inversores WEG simplesmente alterando o parâmetro 203 P203 para o valor 1 ou seja P2031 ao ativar este parâmetro vai aparecer na lista de parâmetros do inversor de freqüência os parâmetros de 520 até 536 P520 até P536 Que devem ser ajustados para o correto funcionamento do sistema Para facilitar o entendimento do usuário colocamos os parâmetros e os valores recomendados para o ajuste fino do sistema citado como exemplo na tabela a seguir APLICAÇÃO DE ACIONAMENTOS COM MOTORES DE 7 INDUÇÃO E INVERSORES DE FREQÜÊNCIA 141 Mas antes é necessária uma explicação do funcionamento do sistema Neste sistema como já citado acima a temperatura ideal é de 150ºC o inversor de freqüência WEG vai receber um sinal analógico de 4 20mA do sensor de temperatura que esta instalado dentro da estufa Ao trocar o material da estufa a temperatura diminui o inversor de freqüência vai detectar a queda de temperatura e automaticamente por causa do sinal analógico que vem do sensor e esta ligado na entrada analógica AI2 do mesmo O inversor de freqüência vai baixar a velocidade do motor que aciona o ventilador até a temperatura ser estabilizada dentro dos 150ºC ideal para o sistema O controle de temperatura através da variação do ar insuflado ao sistema ao aumentar ou diminuir a velocidade do ventilador a temperatura aumenta ou diminui inversamente proporcional Caso o material estiver frio e a temperatura interna da estufa diminuir o sensor detecta esta queda da temperatura e altera o sinal que esta enviando ao inversor de freqüência este por sua vez vai baixar a velocidade do motor que aciona o ventilador para aumentar a temperatura dentro da estufa Caso a temperatura continuar a diminuir e o ventilador passar a operar com menos de 50 da velocidade nominal do motor O inversor vai contar 5 segundos desligar o sistema até que a temperatura volte a variar Caso o material inserido aqueça e a temperatura da estufa voltar a subir O sensor vai alterar o sinal enviado ao inversor de freqüência se a temperatura ultrapassar o setpoint de 150ºC a velocidade do ventilador vai aumentar até chegar na velocidade máxima do ventilador APLICAÇÃO DE ACIONAMENTOS COM MOTORES DE 7 INDUÇÃO E INVERSORES DE FREQÜÊNCIA 142 Parâmetro Função do Parâmetro Ajuste recomendado P203 Seleção de Funções Especiais 1 P211 Bloqueio por N0 1 P212 Condição para Saída de Bloqueio por N0 0 P213 Tempo com Velocidade Nula 5s P237 Função da Entrada AI2 3 P239 Sinal Entrada AI2 1 P265 Função da Entrada digital DI3 15 P520 Ganho Proporcional PID 2 P521 Ganho Integral PID 0004 P522 Ganho Diferencial PID 0 P523 Tempo Rampa PID 3 P524 Seleção da Realimentação do PID 0 P525 Setpoint PID 75 P527 Tipo de ação 1 Reverso P291 Velocidade N0 50 P535 Saída N0 PID 50 P536 Ajuste Automático de P525 1 Obs Estes parâmetros tem um ajuste diferente para cada tipo de sistema O valor expresso na tabela atende a necessidade do sistema de exemplo No parâmetro P040 dos inversores WEG podemos visualizar a variável do processo em porcentagem porém na família do CFW09 podemos alterar este parâmetro e visualizar esta variável como pressão vazão temperatura e etc No caso do sistema citado como exemplo o usuário pode visualizar no P040 a temperatura variando diretamente em ºC Graus Celsius por exemplo Outra vantagem da família do CFW09 é que sua entrada analógica pode reconhecer sinais de 10 até 10Vcc ou 20 até 20mA podendo atender algumas aplicações onde não é possível utilizar a família do CFW08 Conversão de Unidades 1m H2O00999 kgfcm2009806bar142229psi APLICAÇÃO DE ACIONAMENTOS COM MOTORES DE 7 INDUÇÃO E INVERSORES DE FREQÜÊNCIA 143 743 ArCondicionado Sistemas de Chiller à Água 7431 Definições Os Chillers à água que usam refrigeração por Compressão de Vapor variam de acordo com o compressor Os compressores mais comuns em sistemas como este são Scroll Helicoidal e Centrífugo Chillers tipo Compressão de Vapor usam compressores para mover o refrigerante pelo sistema onde temos um motor como energia de locomoção Já os Chillers por Absorção utilizam o principio de aquecimento para mover o refrigerante Não é utilizado compressor como fonte de energia para tal e sim água quente olho queimando ou gás natural APLICAÇÃO DE ACIONAMENTOS COM MOTORES DE INDUÇÃO E INVERSORES DE FREQÜÊNCIA 7 Figura 739 Chillers Os chillers à àgua são utilizados freqüentemente em sistemas de arcondicionado central e processos de resfriamento Eles resfriam a água que será transportada por um sistema de bombeamento através de tubulações A água passa pelo tudo dos resfriadores para refrigerar o ar que passa nos ventiladores do processo de ar condicionado Sistemas com este tipo de solução são comumente chamados de Sistemas de Chiller à ÁguaUm dos pontos mais importantes quando estamos projetando um sistema de Chiller à água é a determinação do tipo que utilizaremos Dentre eles destacamos dois mais importantes que são os Chillers por Absorção e Compressão de Vapor onde podemos notar a diferença no ciclo de refrigeração 144 Ciclo de Chiller tipo Compressão de Vapor Em um ciclo de refrigeração por Compressão de Vapor o refrigerante entra no evaporador em forma de vapor com baixa pressão misturada com liquido e vapor Calor é transferido do ar ou água relativamente aquecido para o refrigerante causando refrigerante liquido para vapor O vapor resultante sai do evaporador para o compressor onde é incrementada a pressão e temperatura do vapor refrigerante O vapor refrigerante quente e com alta pressão deixa o compressor e entra no condensador resfriado a ar normalmente trocador de tubo aletado ou liquido geralmente trocador casco e tubo onde calor é transferido para o ambiente a uma baixa temperatura Dentro do condensador o vapor refrigerante condensa para liquido Liquido este que passa pela válvula de expansão onde temos uma redução da pressão do refrigerante mantendo a pressão para o evaporador Nesta baixa pressão uma pequena porção de vapor refrigerante resfriando o liquido restante para a temperatura solicitada pelo evaporador A fria mistura de liquido e vapor refrigerante caminha então para o evaporador fechando o ciclo APLICAÇÃO DE ACIONAMENTOS COM MOTORES DE INDUÇÃO E INVERSORES DE FREQÜÊNCIA 7 Figura 740 Ciclo de compressão do vapor 146 Outro parâmetro que é conseqüência dos anteriores é a potência do motor É importante para o dimensionamento da ligação elétrica Em princípio deve ser usada a unidade SI quilowatt kW Mas outras como CV e HP são muito usadas A seguir algumas considerações sobre os tipos de compressores mais usados Compressores Tipo Alternativo O funcionamento do compressor alternativo consiste em um pistão movendose alternadamente no interior de um cilindro com as válvulas de aspiração e descarga dispostas convenientemente para permitir a sucção e a compressão do fluido refrigerante ver Figura a seguir Figura 741 Desenho esquemático de um compressor alternativo A carcaça do compressor alternativo retém o gás de sucção a baixa pressão O gás de sucção é trazido para dentro do cilindro do corpo através da mufla de sucção pela ação do pistão O gás é comprimido e bombeado através da mufla de descarga Nestes compressores o conjunto bombacompressor é montado num sistema de suspensão que o isola da carcaça do compressor Tal sistema de suspensão garante que o compressor esteja assentado no óleo de lubrificação do compressor Isto ajuda a manter frio o gás de sucção durante a passagem do corpo até o cilindro O lado de descarga da bomba é conectado à saída de descarga do compressor por um longo tubo chamado serpentina APLICAÇÃO DE ACIONAMENTOS COM MOTORES DE 7 INDUÇÃO E INVERSORES DE FREQÜÊNCIA 147 Compressore Tipo Rotativo Estes compressores são destinados à aplicação em modernos aparelhos condicionadores de ar O sistema rotativo é composto por um rolete que gira em movimento excêntrico dentro de um cilindro formando duas câmaras sucção e descarga separadas por uma palheta A sucção e a compressão do fluido refrigerante ocorrem ao mesmo tempo e de forma contínua proporcionando melhor desempenho e menor nível de ruído e vibração ver Figura 2 Figura 742 Desenho esquemático de um compressor rotativo Diferente dos alternativos a carcaça dos compressores rotativos suporta o gás de descarga de alta pressão O gás de sucção é puxado diretamente para dentro do cilindro do corpo sendo comprimido e então descarregado na carcaça do compressor Assim o fluido refrigerante em alta pressão e alta temperatura torna a carcaça do compressor rotativo mais quente em relação às do tipo alternativoO compressor rotativo possui menos peças e é menor em tamanho e peso quando comparado ao recíproco Enquanto nos compressores alternativos o conjunto da bomba é montado em um sistema de suspensão nos rotativos o conjunto é fixado à carcaça Outra característica destes compressores é o baixo consumo de energia resultado da combinação dos itens abaixoA maneira contínua e simultânea com que acontece a sucção e a compressão do fluido refrigerante no sistema de bombeamento faz com que a carga aplicada ao eixo da bomba seja APLICAÇÃO DE ACIONAMENTOS COM MOTORES DE 7 INDUÇÃO E INVERSORES DE FREQÜÊNCIA 149 Na figura acima temos um exemplo de aplicação com um sistema convencional utilizando partida direta onde em alguns casos obtémse a vazão desejada através de estrangulamento Método que gera uma perda desnecessária de energia não alcançando a mesma performance e economia que um Inversor de Freqüência Em geral para sistemas de Ar Condicionado procuramos ter o controle do sistema através de uma malha fechada Este é um tipo de aplicação onde buscamos em função da aplicação manter uma vazão temperatura pressão etc constante Para tal controle utilizase um transmissor de vazão ou pressão fazendo a medição e enviando um sinal analógico 4 à 20mA ou 0 à 10V relativo a unidade a ser medida para o Inversor de Freqüência O Inversor por sua vez possui um controle chamado PID Proporcional Integral Derivativo que é responsável pela busca de ponto ideal Set Point para o sistema O PID é um controlador interno ao Inversor de Freqüência que compara o sinal vindo do campo com o Set Point determinado pelo usuário assim de acordo com o estudo da aplicação são inseridos valores de PID para a busca da velocidade correta do equipamento Para ilustrar um pouco seguem abaixo os parâmetros necessários para programarmos o controle de Malha Fechada APLICAÇÃO DE ACIONAMENTOS COM MOTORES DE INDUÇÃO E INVERSORES DE FREQÜÊNCIA 7 Figura 743 Gráfico de economia de enrergia elétrica utilizando inversores de freqüência 150 APLICAÇÃO DE ACIONAMENTOS COM MOTORES DE INDUÇÃO E INVERSORES DE FREQÜÊNCIA 7 Parâmetro Descrição Opção 133 Referência de velocidade Min 30 HZ 134 Referência de velocidade Máx 60 HZ 203 Seleção de Funções especiais 1 Regulador PID 220 Seleção Local Remoto 4 DI2 DI8 221 Seleção Referência LOCAL 0 HMI Teclas 223 Seleção Giro LOCAL 0 Horário 224 Seleção Gira Para LOCAL 1 DIx 233 Zona Morta AIx 1 Ativa 237 Função Sinal AI2 3 Variável Processo PID 239 Sinal Entrada AI2 0 010V020mA 1 420mA 2 100V200mA 3 20 4mA 263 Função Entrada DI1 1 Gira Para 264 Função Entrada DI2 1 Local Remoto 520 Ganho Proporcional PID 1000 521 Ganho Integral PID 0040 522 Ganho Diferencial PID 0000 525 Set Point PID 0 100 527 Tipo de Ação 1 Reverso Pressão Velocidade Aplicações de AVAC com Inversor de Freqüência Em aplicações típicas de Ar Condicionado podemos ter além do controle do motor propriamente dito o controle de uma válvula moduladora através de um sinal analógico de saída do Inversor de Freqüência Abaixo temos uma ilustração para a aplicação do sistema citado Figura 744 Sistema típico de arcondicionado 152 Condensadores resfriados à ar tem a capacidade de trabalhar em climas de temperaturas extremamente baixas não tendo problemas relacionados com torre de resfriamento nestas condições Torres de resfriamento requerem seqüências especiais de controle ou até um recipiente interno para operação em climas com temperaturas muito baixas Para aplicações de processo assim como central de computadores ditam normalmente o uso de Chiller resfriado a ar Chiller resfriado à Água Chiller resfriado a água normalmente são mais eficientes em energia A temperatura de condensação do refrigerante em um Resfriador a ar é dependente da temperatura do bulbo seco no ambiente já o resfriador a água depende da temperatura do condensador de água que por sua vez é dependente da temperatura do bulbo úmido no ambiente Desde que a temperatura do bulbo úmido for frequentemente mais baixa que a do bulbo seco a temperatura de condensação do refrigerante e pressão no Chiller de Resfriador a água pode ser mais baixa que no Resfriador a arUma baixa temperatura de condensação com uma baixa pressão de condensação significa que o compressor precisa trabalhar muito menos e consumir menos energia Figura 746 Chiller resfriado à Ar APLICAÇÃO DE ACIONAMENTOS COM MOTORES DE INDUÇÃO E INVERSORES DE FREQÜÊNCIA 7 Chiller resfriado à Ar A maior vantagem de usar um Chiller resfriado a ar é a eliminação da Torre de Resfriamento Isto elimina a preocupação e necessidade de manutenção relacionada a tratamento de água tubo de condensador manutenção mecânica da torre proteção de congelamento e qualidade da água 153 APLICAÇÃO DE ACIONAMENTOS COM MOTORES DE INDUÇÃO E INVERSORES DE FREQÜÊNCIA 7 Esta vantagem em eficiência pode ser maior nas condições de carga dividida porque a temperatura do bulbo seco tende a cair mais rápido que a do bulbo úmido Adicionalmente a vantagem de eficiência de um Chiller resfriado a água é muito menor quando a torre de resfriamento e custo de energia da bomba de condensação são consideradas Resumindo a comparação entre Chiller resfriado à água e à ar a vantagem do Chiller resfriado a ar inclui baixo custo de manutenção sistema précompacto para fácil projeto e instalação e melhor operação em baixo ambiente A vantagem de Chiller resfriado a água inclui grande eficiência de energia no mínimo nas condições de projeto e uma longa vida útil pelo fato de resfriador a ar ser instalado ao ar livre e o resfriador a água ser interno Chillers de absorção à Água O ciclo de refrigeração por absorção usa energia de calor como primeira força de movimento O calor pode ser fornecido também em forma de vapor ou água quente Indireto queima de óleo ou gás natural direto Figura 747 Gráfico de eficiência Figura 748 Chillers de absorção à Água 154 Controle do Jato Tela Controle da rotação da bomba de mistura de modo a manter a relação de velocidades do jato de massa e da tela da maquina constantes Até os anos 70 normalmente a bomba de mistura operava com rotação constante onde o controle da pressão e vazão após a mesma era feita pela válvula de controle conjugado com válvulas de recirculação Com a popularização dos acionamentos de velocidade variável conversores CACC e inversores de freqüência passouse a controlar a rotação do motor para que o fluxo necessário seja fornecido à caixa de entrada evitando assim desperdícios de energia elétrica principalmente em máquinas que tem constantes mudanças de gramatura e velocidade 744 Papel e Celulose 7441Introdução Figura 749 Vista Geral da Caixa de Entrada e Mesa Plana Do tanque da máquina a massa é bombeada para a sucção da bomba de mistura localizada no circuito principal da máquina denominado de Approach Flow que tem por função homogeneizar e recalcar o fluxo de suspensão fibrosa de forma hidraulicamente estável através dos sistemas de depuração atenuadores de pulsação até a caixa de entrada com vazão adequada à capacidade de produção da máquina de papel 7442 Definições APLICAÇÃO DE ACIONAMENTOS COM MOTORES DE INDUÇÃO E INVERSORES DE FREQÜÊNCIA 7 Caixa de Entrada Alimentação da Massa Lábio Nydrofoils Rolinhos Esgotadores Tela Formadora Rolo de Sucção Rolo Pegador pickup Rolo Acionador de Tela Caixas de Sucção Rolos Guia da Tela Forming Board Rolo Cabeceira Existem duas principais diferenças entre Ciclo de refrigeração por absorção e por compressão de vapor A primeira é que o compressor é trocado por um absorber uma bomba e um gerador A segunda é que em adicional ao refrigerante o ciclo da absorção do refrigerante usa um fluido secundário chamado absorvedor O restante do sistema é similar 155 Caixa de entrada tratase de um compartimento que tem a largura um pouco menor que a da tela formadora onde a folha de papel é formada e que tem a função de distribuir a suspensão de fibras sobre a tela como uma lâmina contínua o mais uniformemente possível As funções principais da caixa de entrada são Formação de um jato de massa com toda a largura da tela formadora Dispersão uniforme de fibras e aditivos Regular a velocidade do jato em função da velocidade de formação ou seja da mesa plana Mesa plana é a parte da máquina de papel onde se dá a formação da folha É constituída de uma mesa com suporte e colunas de aço sobre o qual corre a tela formadora apoiada sobre os elementos desaguadores rolo de cabeceira rolo de sucção e rolos guia A suspensão de fibras e cargas ao passar pelos lábios da caixa de entrada deságua sobre a tela formadora que está em movimento Figura 750 Jato de massa sendo projetado sobre a tela formadora APLICAÇÃO DE ACIONAMENTOS COM MOTORES DE 7 INDUÇÃO E INVERSORES DE FREQÜÊNCIA 156 A relação Jato Tela também conhecida como Ratio é dada por T J v v Ratio J T onde vJ velocidade de saída do jato mmin vT velocidade da tela mmin A relação Jato Tela pode variar de 08 a 12 Existem 3 condições JT 1 ou seja vJ vT condição RUSH arraste Nesta situação existe um arrasto do jato O movimento relativo entre a tela e a massa diminui o numero de flocos pelo cizalhamento mecânico contribuindo para uma boa formação e alinhamento das fibras na direção da máquina JT 1 ou seja vJ vT condição TEÓRICO JT 1 ou seja vJ vT condição DRAG Neste caso uma fração da água contida no jato volta para trás e existe alta probabilidade na formação de flocos de fibras afetando diretamente na formação da folha APLICAÇÃO DE ACIONAMENTOS COM MOTORES DE 7 INDUÇÃO E INVERSORES DE FREQÜÊNCIA 158 Parâmetro Descrição Faixa de Valores Ajuste de fábrica Unidade P 133 Referência de velocidade mínima Velocidade de pressurização da caixa de entrada 0 a P 1341 90 rpm P 766 Tempo Amostragem do PID 0 a 10000 416 x 12 ms P 800 Jato Tela 8 a 12 10 10 P 801 Range h cm H2O P 802 Range vT mmin P 803 Ganho Proporcional PID 0 a 32767 60 1000 P 804 Ganho Integral PID 0 a 32767 3800 1000 P 805 Ganho Derivativo PID 0 a 32767 940 1000 APLICAÇÃO DE ACIONAMENTOS COM MOTORES DE INDUÇÃO E INVERSORES DE FREQÜÊNCIA 7 Figura 752 Interligação Parametrização Além dos parâmetros normais segue abaixo alguns parâmetros que merecem destaque Set Point JT Range VT Range h Ganho proporcional Ganho integral Ganho derivativo 160 APLICAÇÃO DE ACIONAMENTOS COM MOTORES DE INDUÇÃO E INVERSORES DE FREQÜÊNCIA 7 ordem de 7 x In ou mesmo se comparado com os motores de anéis rotor bobinado O inversor de freqüência elimina esses efeitos que causam afundamentos de tensão necessidade de sobredimensionamento dos dispositivos de comando cabos e transformador desligamentos indesejáveis etc Eliminação dos impactos mecânicos O inversor de freqüência permite a programação de rampas de aceleração e desaceleração suaves fornecendo ainda torque elevado eliminando os choques mecânicos durante as partidas trocas de velocidade comparado com a comutação de resistência dos motores de anéis e paradas suaves uma vez que o freio mecânico não mais atraca para frenagem a frenagem passa a ser elétrica sendo utilizado apenas para estacionamento e emergência Desta forma reduzse drasticamente as paradas para manutenção ou ajuste das sapatas do freio quebra de acoplamento mancais redutores bem como maior facilidade e precisão de posicionamento das cargas como por exemplo sobre a carroceria de caminhões Todos os ajustes são parametrizáveis podendo ser facilmente alterados conforme a necessidade rampas de aceleração desaceleração velocidades etc O gráfico abaixo ilustra a redução do custo de manutenção e do tempo de parada por defeitos mecânicos após a instalação de um inversor de freqüência em uma ponte rolante de 25 toneladas que operava 24 h por dia em uma siderúrgica de Minas Gerais 161 APLICAÇÃO DE ACIONAMENTOS COM MOTORES DE INDUÇÃO E INVERSORES DE FREQÜÊNCIA 7 Economia de energia Redução no consumo de energia uma vez que a potência do motor kW fica modulada pela carga elevada e pela velocidade de trabalho passando a consumir apenas o que o processo requerer eliminando os desperdícios baixos rendimentos desperdício e dissipação de calor nos acionamentos com motores de anéis etc Em aplicações de pontes de produção com elevados ciclos de operação tornase viável a utilização de inversores de freqüência com retificadores regenerativos possibilitando além da economia de energia citada acima também o retorno para a rede da potência regenerada no momento da descida e frenagem da carga quando o motor é tracionado e passa a funcionar como gerador Automação do sistema O inversor de freqüência possibilita a automação do sistema permitindo a comunicação através de redes fieldbus trocando informações com um sistema superior CLP supervisório permitindo melhor administração do processo através da monitoração emissão de relatórios etc Figura 754 Gráfico comparativo de acionamento convencional x inversor de freqüência 162 APLICAÇÃO DE ACIONAMENTOS COM MOTORES DE INDUÇÃO E INVERSORES DE FREQÜÊNCIA 7 Facilidade de adaptação de sistema de rádio remoto via botoeiras ou joystick Padronização Possibilidade de utilização de motores de indução convencionais facilitando a padronização de motores da planta bem como facilitando a manutenção ou aquisição para reposição Conforto Redução do ruído de chaveamento dos contatores e Eldros ruídos e vibrações mecânicas melhorando o conforto a segurança e a produtividade do operador bem como do pessoal de área Cuidados no dimensionamento Para a grande maioria das cargas bombas ventiladores compressores etc o dimensionamento do inversor de freqüência é feito através da corrente nominal do motor elétrico usando um inversor com corrente nominal igual ou imediatamente superior para condições ambientais temperatura até 40 C e altitude até 1000 m Este dimensionamento ainda prevê sobrecargas de 150 durante 60 seg a cada 10 min para cargas com conjugado constante ou 120 durante 60 seg a cada 10 min para cargas com conjugado variável Para aplicações em pontes rolantes onde a necessidade de se partir cargas pesadas em tempos de aceleração relativamente curtos a necessidade de o inversor operar em sobrecarga de modo a vencer a inércia da carga durante a aceleração ou desaceleração é certa além de normalmente o ciclo de operação da ponte ser bem superior ao suportado pela sobrecarga padrão dos inversores de freqüência Desta forma na grande maioria das vezes para o correto dimensionamento do inversor devese levar em consideração o ciclo de operação da ponte no pior caso para um período de 10 minutos calculandose o valor eficaz da corrente para este período 163 APLICAÇÃO DE ACIONAMENTOS COM MOTORES DE INDUÇÃO E INVERSORES DE FREQÜÊNCIA 7 O inversor escolhido será então para a corrente igual ou superior à corrente eficaz calculada tomandose ainda o cuidado de verificar se alguma corrente de sobrecarga do ciclo avaliado não seja maior que 15 vezes a corrente do inversor escolhido Se for maior o invesor deverá ser sobredimensionado de maneira a atender a este requisito Vale salientar que ainda devese levar em consideração as condições ambientais como a altitude e a temperatura ambiente que poder levar ainda a um sobredimensionamento do inversor Temperatura 0 a 40C ou até 50C com Redução de 2 C na corrente do inversor Altitude 0 a 1000 m ou até 4000 m com Redução de 10 1000 m na corrente de saída Especificação dos inversores de freqüência Com base na experiência adquiria ao longo dos anos foram estabelecidos alguns fatores que podem ser utilizados para especificação dos inversores de freqüência a serem utilizados em todos os movimentos de uma ponte rolante conforme descrito abaixo Movimentos Verticais Elevação O inversor de freqüência deverá ser dimensiona do da seguinte forma Para pontes rolantes com regime de trabalho leve e ambiente não agressivo IsCFW 115 x Inmotor IsCFW Corrente de saída do Inversor Inmotor Corrente nominal do motor Para pontes rolantes com regime de trabalho pesado e ambiente agressivo áreas siderúrgicas IsCFW 120 x Inmotor IsCFW Corrente de saída do Inversor Inmotor Corrente nominal do motor Importante Se tiver dúvida quanto ao regime e o ambiente de trabalho utilize o maior fator 120 ou entre em contato com WEG 164 APLICAÇÃO DE ACIONAMENTOS COM MOTORES DE INDUÇÃO E INVERSORES DE FREQÜÊNCIA 7 O resistor de frenagem deverá ser dimensionado da seguinte forma Presistor 07 x Pmotor kW ED 100 percentual de utilização dentro de cada ciclo Resistência conforme modelo do inversor ver manual Movimentos Horizontais Translação O inversor deverá ser dimensionado da seguinte forma IsCFW Inmotor IsCFW Corrente de saída do Inversor Inmotor Corrente nominal do motor O resistor de frenagem deverá ser dimensionado da seguinte forma Presistor 04 x Pnmotor kW ED 50 percentual de utilização dentro de cada ciclo Resistência conforme modelo do inversor ver manual Observações Gerais O dimensionamento dos resistores pode ser otimizado caso disponha da potência calculada para o acionamento dos movimentos da ponte elevação ou translação Exemplo supondo que a potência calculada para o acionamento da elevação de uma ponte rolante seja 62 kW o motor a ser utilizado por questões de padronização das potências seria um de 75 kW nesta situação o resistor de frenagem poderá ser determinado com a potência calculada ou seja 07 x 62 434 kW O mesmo procedimento pode ser adotado para os movimentos de translação Para a especificação dos resistores de frenagem devese observar as condições de instalação vibração grau de proteção e pintura Para a substituição de motores de anéis por motores standard utilizar um fator de 125 O critério de dimensionamento do inversor continua sendo o mesmo adotandose a corrente do novo motor 165 Os fatores descritos acima forma determinados considerando as seguintes condições ambientes temperatura 45C e altitude 1000 m Para temperatura e ou altitude superiores considerar os percentuais citados no item Cuidados no dimensionamento Além dos cuidados com o dimensionamento do inversor de freqüência é importante salientar que no caso de cargas líquidas existem normas específicas como a AISE Technical Report N 0 6 1996 que estabelecem os critérios para esta aplicação Modelos de inversores de freqüência a serem utilizados Poderá ser utilizado o CFW08 com frenagem para os movimentos horizontais junto com o CFW09 para os movimentos verticais na mesma ponte porém deverá ser considerado a seguinte possibilidade CFW09 até 9A não necessita de resistor de frenagem porque pode ser utilizado o recurso Optimal Braking assim deverá ser avaliado o custo em relação ao um CFW08 frenagem APLICAÇÃO DE ACIONAMENTOS COM MOTORES DE INDUÇÃO E INVERSORES DE FREQÜÊNCIA 7 Figura 755 Exemplos de movimentação de cargas 166 Recursos dos inversores de freqüência utilizados para o acionamento de pontes rolantes Os inversores de freqüência WEG possuem diversos recursos que podem ser utilizados nas mais variadas aplicações Destacamos para a aplicação de pontes rolantes os seguintes recursos Multispeed Na grande maioria das vezes a referência de velocidade é feita com este recurso que através de combinações das entradas digitais impõe ao motor velocidades pré programadas conforme ilustração abaixo Rampa S Proporciona mais suavidade nas partidas e paradas APLICAÇÃO DE ACIONAMENTOS COM MOTORES DE INDUÇÃO E INVERSORES DE FREQÜÊNCIA 7 Figura 756 Gráfico do MultiSpeed Figura 757 Gráfico Rampa S 167 Redes Fieldbus O inversor de freqüência possibilita a automação do sistema permitindo a comunicação através de redes fieldbus trocando informações com um sistema superior CLP supervisório permitindo melhor administração do processo através da monitoração emissão de relatórios etc APLICAÇÃO DE ACIONAMENTOS COM MOTORES DE INDUÇÃO E INVERSORES DE FREQÜÊNCIA 7 REDES FIELDBUS CLP Figura 758 Comunicação em Rede FieldBus 174 Para assegurar o correto funcionamento de equipamentos eletrônicos as emissões eletromagnéticas produzidas por equipamentos comerciais não devem exceder níveis fixados por organizações que regulamentam este tipo de produtos Em que consistem as EMIs A radiação eletromagnética são ondas eletromagnéticas formadas por dois campos um campo elétrico E e um campo magnético H que oscilam um a 90 graus do outro A relação de E para H é chamada a impedância de onda Um dispositivo que opera com alta tensão e baixa corrente gera ondas de alta impedância campos E Reciprocamente se um dispositivo opera com correntes elevadas comparado a sua voltagem gera campos de baixa impedância campo H A importância da impedância de onda é posta em evidência quando uma onda de EMI encontra um obstáculo tal como uma proteção de metal Se a impedância da onda é muito diferente da impedância natural da proteção a maior parte da energia é refletida e a energia restante é transmitida e absorvida através da superfície As emissões eletromagnéticas EMI da maioria dos equipamentos comerciais são tipicamente de alta freqüência e alta impedância A maior parte do campo emitido é do tipo E Os metais possuem baixa impedância por causa de sua alta condutividade É assim que as ondas eletromagnéticas produzidas por campos E são refletidas por proteções de metal Contrariamente ondas de baixa impedância campo H dominante são absorvidas por uma proteção de metal Como proteger os equipamentos da EMI Para proteger os equipamentos é necessário fazer uma blindagem Entendese por blindagem a utilização de materiais condutivos para absorver eou refletir a radiação eletromagnética causando uma abrupta descontinuidade no caminho das ondas Como já foi comentado para ondas de baixa freqüência a maior parte da energia é refletida pela superfície da blindagem enquanto que a menor parte é absorvida Para ondas de alta freqüência geralmente predomina a absorção 8 INSTALAÇÃO DE INVERSORES DE FREQÜÊNCIA 175 O desempenho da blindagem é uma função das propriedades e configuração do material empregado condutividade permeabilidade e espessura da freqüência e da distância da fonte de radiação à proteção blindagem Aterramento e Blindagem O aterramento de um equipamento é de extrema importância para o seu correto funcionamento devido a segurança e a blindagem eletromagnética Todas as partes condutoras de um equipamento elétrico que podem entrar em contato com o usuário devem ser aterradas para proteger os mesmos de possíveis descargas elétricas Quando um equipamento está corretamente aterrado todas as partes condutoras que podem entrar em contato com o usuário tem que ter uma diferença de potencial de zero volts a respeito do aterramento A blindagem dos equipamentos é realizada normalmente com placas metálicas formando um gabinete ou caixa Estas devem estar ligadas umas as outras através de materiais condutores e todas corretamente aterradas Quando é necessária a blindagem eletromagnética Todo equipamento que gera ondas EMI exemplo transistores chaveando cargas a alta freqüência e com altas correntes inversores devem possuir blindagem eletromagnética e esta deve estar corretamente aterrada Principalmente quando são utilizados em conjunto com outros equipamentos eletrônicos Blindagens eletromagnéticas típicas Gabinetes metálicos utilizados em equipamentos eletrônicos provêem bons níveis de blindagem eletromagnética a qualidade desta blindagem depende do tipo de metal e espessura utilizada na fabricação dos gabinetes Plástico e outros materiais não condutores quando utilizados como gabinetes podem ser metalizados com pinturas condutivas camadas de filme metálico etc Portas aberturas janelas painéis de acesso e outras aberturas em gabinetes são um caminho de entrada e saída das EMIs Sendo assim é necessário projetar adequadamente este tipo de aberturas para minimizar a radiação emitida e absorvida 8 INSTALAÇÃO DE INVERSORES DE FREQÜÊNCIA 181 INSTALAÇÃO DE INVERSORES DE FREQÜÊNCIA 8 Os cabos de saída de potência dos conversores devem ser separados das demais fiações dentro do painel Quando não é possível devem cruzarse a noventa graus Os cabos de entrada de sinais de transdutores tipo isoladores galvânicos devem ser separados dos cabos de saída de sinal dos mesmos Os aterramentos dos equipamentos devem ser efetuados rigorosamente conforme tabela de fiação que por sua vez deve estar rigorosamente conforme projeto ou seja somente devem ser efetuados os aterramentos indicados no projeto exceto os aterramentos de estrutura placas suporte e portas do painel Conecte diferentes partes do sistema de aterramento usando conexões de baixa impedância Uma cordoalha é uma conexão de baixa impedância para altas freqüências Mantenha as conexões de aterramento as mais curtas possíveis 9 LINHA DE INVERSORES DE FREQÜÊNCIA WEG 91 Introdução 92 Inversor de freqüência CFW10 93 Inversor de freqüência CFW08 94 Inversor de freqüência CFW09 95 Inversor de freqüência MVW01 188 LINHA DE INVERSORES DE FREQÜÊNCIA WEG 9 BL BL BL BL BLOCODIAGRAMA OCODIAGRAMA OCODIAGRAMA OCODIAGRAMA OCODIAGRAMA TABELA DE ESPECIFICAÇÕES CFW10 16 26 40 16 26 40 73 100 1 1 2 1 1 1 2 3 220 132 95 121 09 INVERSOR CFW10 Alimentação Tensão de Rede In Saída A Dimensões mm Motor Máximo Aplicável Modelo Tensão V Potência Peso kg Altura cv kW Largura Profund Mec Monofásica 161 115 122 15 132 95 121 09 161 15 191 18 115 122 110127 200240 CFW100016S1112PSZ CFW100026S1112PSZ CFW100040S1112PSZ CFW100016S2024PSZ CFW100026S2024PSZ CFW100040S2024PSZ CFW100073S2024PSZ CFW100100S2024PSZ 025 018 05 037 10 075 025 018 05 037 10 075 20 150 30 220 Notas As potências máximas dos motores na tabela acima foram calculadas com base nos modelos WEG de 2 e 4 pólos Para motores de outras polaridades ex 6 a 8 pólos outras tensões ex 230V eou motores de outros fabricantes especificar o inversor através da corrente nominal do motor Figura 92 Blocodiagrama CFW10 Versão Plus Versão Stardard e Plus Versão Stardard e Plus Versão Stardard Plus e Clean 189 LINHA DE INVERSORES DE FREQÜÊNCIA WEG 9 CODIFICAÇÃO 1 Inversor de Freqüência Série CFW10 2 Corrente Nominal de Saída 0016 16 A 0026 26 A 0040 40 A 0073 73 A 0100 100A 200240 V 0016 16 A 0026 26 A 0040 40 A 110127 V 3 Fases de Alimentação S monofásico 4 Tensão de Alimentação 1112 110127 V 2024 200240 V 5 Língua do Manual P português E inglês S espanhol 6 Opcionais S standard O com opcionais 7 Cartão de Controle 00 standard CL clean PL plus 8 Hardware Especial 00 não tem Hx hardware especial versão X 9 Software Especial 00 não tem Sx software especial versão X Ex CFW100040S2024PSZ Inversor de Freqüência Série CFW10 de 40 A alimentação monofásica em 200240 Vca manual em português 10 Final do código CFW10 0040 S 2024 P O 00 00 00 Z 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 190 LINHA DE INVERSORES DE FREQÜÊNCIA WEG 9 CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS CFW10 ALIMENTAÇÃO GRAU PROTEÇÃO CONTROLE ENTRADAS SAÍDAS SEGURANÇA INTERFACE HOMEM MÁQUINA HMI CONDIÇÕES AMBIENTE ACABAMENTO CONFORMIDA DESNORMAS RECURSOS Tensão Freqüência Cos ϕ Fator de deslocamento Tipo de alimentação Método de controle Chaveamento Variação de freqüência Resolução de freqüência Acuracidade 25oC 10oC Sobrecarga admissível Analógicas Digitais Relé Proteções Comando Supervisão leitura Temperatura Umidade Altitude Cor Compatibilidade Eletromagnética Baixa tensão Funções Especiais 110 127V 110 127 V 10 15 200 240V 200 220 230 240 V 10 15 50 60 Hz 2 Hz 48 62 Hz Maior que 098 IP 20 Fonte Chaveada Modulação PWM senoidal Space Vector Modulation tensão imposta V F linear ou quadrático escalar Transistores IGBT Frequências ajustáveis de 25 KHZ até 15 KHZ Faixa 0 300 Hz Ref Analógica 01 de Fmáx e Ref Digital 001 Hz f100Hz 01Hz f100Hz Ref Analógica 05 e Ref Digital 001 150 durante 60 seg a cada 10 min 15 x Inom 1 entrada isolada 010 V 1 entrada isolada 010 V 020 mA ou 420 mA 020 mA ou 420 mA 4 entradas isoladas programáveis 1 saída programável 1 saída programável 1 1 contato reversível NANF contato reversível NANF Opções de programação Is Ix Fs Fx Fe Fx Fs Fe Run Sem erros Sobretensão e subtensão no circuito intermediário Sobretemperatura no dissipador Sobrecorrente na saída Sobrecarga no motor i x t Erro de hardware defeito externo Curtocircuito na saída Erro de programação Liga Desliga Parametrização Programação de funções gerais Incrementa Decrementa Freqüência Velocidade Potenciômetro pata ajuste de velocidade Freqüência de saída no motor Hz Tensão no circuito intermediário V Valor proporcional à freqüência Temperatura do dissipador Corrente de saída no motor A Tensão de saída no motor V Mensagens de Erros Defeitos 0 50 C sem redução na corrente de saída 5 90 sem condensação 0 1000 m até 4000 m com redução de 10 1000 m na corrente de saída Cinza Ultra Fosco Padrão WEG 205E1404 EMC diretiva 89 336 EEC Ambiente Industrial Filtro opcional Norma EN 618003 EMC Emissão e Imunidade LVD 7323EEC Diretiva de Baixa Tensão UL 508C Monofásica Modelo CFW10 Standard CFW10 Clean CFW10 Plus Standard Interface HomemMáquina incorporada Display de LEDs 7 segmentos Senha de habilitação para programação Autodiagnóstico de defeitos e AutoReset Indicação de grandeza específica programável Compensação de escorregamento controle VF I x R manual e automático Curva VF linear e quadrática ajustáveis Função JOG impulso momentâneo de velocidade Rampas linear e tipo S e dupla rampa Rampas de aceleração e desaceleração independentes Frenagem CC corrente contínua Função MultiSpeed até 8 velocidades préprogramadas Seleção do sentido de rotação Seleção para operação Local Remoto 193 TABELA DE ESPECIFICAÇÕES CFW08 Notas 1 As potências máximas dos motores na tabela acima foram calculadas com base nos modelos WEG de 2 e 4 pólos Para motores de outras polaridades ex 6 a 8 pólos outras tensões ex 230V 400V e 460V eou motores de outros fabricantes especificar o inversor através da corrente nominal do motor Os inversores de frequência das mecânicas 2 e 3 possuem frenagem reostática somente a mecânica 1 não possui LINHA DE INVERSORES DE FREQÜÊNCIA WEG 9 CFW080016S2024PSZ CFW080026S2024PSZ CFW080040S2024PSZ CFW080016B2024PSZ CFW080026B2024PSZ CFW080040B2024PSZ CFW080073B2024PSZ CFW080100B2024PSZ CFW080070T2024PSZ CFW080160T2024PSZ CFW080170T2024POH3Z CFW080220T2024PSZ CFW080280T2024PSZ CFW080330T2024PSZ CFW080010T3848PSZ CFW080016T3848PSZ CFW080026T3848PSZ CFW080040T3848PSZ CFW080027T3848PSZ CFW080043T3848PSZ CFW080065T3848PSZ CFW080100T3848PSZ CFW080130T3848PSZ CFW080160T3848PSZ CFW080240T3848PSZ CFW080300T3848PSZ CFW080010T3848PSZ CFW080016T3848PSZ CFW080026T3848PSZ CFW080040T3848PSZ CFW080027T3848PSZ CFW080043T3848PSZ CFW080065T3848PSZ CFW080100T3848PSZ CFW080130T3848PSZ CFW080160T3848PSZ CFW080240T3848PSZ CFW080300T3848PSZ 16 26 40 16 26 40 73 100 70 160 170 220 280 330 10 16 26 40 27 43 65 100 130 160 240 300 10 16 26 40 27 43 65 100 130 160 240 300 1 1 1 1 1 1 2 2 1 2 2 3 4 4 1 1 1 1 2 2 2 2 3 3 4 4 1 1 1 1 2 2 2 2 3 3 4 4 220 220 220 380 440 025 018 05 037 10 075 025 018 05 037 10 075 20 15 30 22 20 15 50 37 50 37 75 55 100 75 125 95 025 018 05 037 10 075 20 15 15 11 20 15 30 22 50 37 75 55 100 75 150 113 200 150 033 025 075 055 15 11 20 15 15 11 20 15 30 22 50 37 75 55 100 75 150 113 200 150 151 75 131 10 151 75 131 10 200 115 150 20 151 75 131 10 INVERSOR CFW08 Alimentação In Saída A Dimensões mm Motor Máximo Aplicável Modelo Monofásica ou Trifásica Trifásica Trifásica Trifásica Tensão V Potência 1 Peso kg Altura CV kW Largura Profund 200220230240V 380400415440460480V Mec 200 115 150 20 203 143 165 25 290 182 196 60 151 75 131 10 200 115 150 20 203 143 165 25 290 182 196 60 151 75 131 10 200 115 150 20 203 143 165 25 290 182 196 60 Monofásica Tensão de Rede 194 LINHA DE INVERSORES DE FREQÜÊNCIA WEG 9 MODELOS E ACESSÓRIOS OPCIONAIS PADRÃO TCL CFW08 MÓDULO DE INTERFACE SERIAL KCSCFW08 MÓDULO INTERFACE MISCFW08RS MÓDULO INTERFACE MIPCFW08RP KMDCFW08M1 Kit opcional Interface para HMI remota paralela HMICFW08RP Modelo com HMI padrão HMICFW08P Modelo opcional sem HMI com tampa cega Kit opcional Comunicação serial RS232 KCSCFW08 Kit opcional Interface para HMI remota serial HMICFW08RS Kit opcional Base de fixação em trilho DIN somente mecânica 1 Kit opcional Conexão em eletroduto metálico NEMA 1IP21 disponível para mecânicas 1 e 2 KN1CFW08MX MÓDULO DE INTERFACE SERIAL KCSCFW08 Kit opcional Módulo de Comunicação serial RS485 KRS485CFW08 195 LINHA DE INVERSORES DE FREQÜÊNCIA WEG 9 SUPERDRIVE Software de programação via microcomputador PC em ambiente Windows para parametrização comando e monitoração do inversor CFW08 INTERFACE HOMEMMÁQUINA REMOTA Modelo com interface MISCFW8RS de interface com HMI remota serial HMICFW08RP HMI remota paralela HMICFW08RS HMI remota serial CABRPX CABRSX Modelo com interface MIPCFW8RP de interface com HMI remota paralela Modelo com Kit SUPERDRIVE KSDCFW08 Figura 94 HMI CFW08 Figura 95 SuperDrive 196 LINHA DE INVERSORES DE FREQÜÊNCIA WEG 9 Ex CFW080040B2024POA1Z Inversor de Freqüência Série CFW08 de 40 A alimentação monofásica ou trifásica em 200240 Vca manual em português e cartão de controle 1 CFW08 Plus 1 Somente disponível na mecânica 4 1 Inversor de Freqüência Série CFW08 2 Corrente Nominal de Saída 0016 16 A 0026 26 A 0040 40 A 0070 70 A 0073 73 A 0100 10 A 0160 16 A 0170 17 A 0220 22 A 0280 28 A 0330 33 A 200240 V 0010 10 A 0016 16 A 0026 26 A 0027 27 A 0040 40 A 0043 43 A 0065 65 A 0100 10 A 0130 13 A 0160 16 A 0240 24 A 0300 30 A 380480 V 3 Fases de Alimentação S Monofásico T Trifásico B Monofásico ou Trifásico 4 Tensão de Alimentação 2024 200240 V 3848 380480 V 5 Língua do Manual P português E inglês S espanhol 6 Opcionais S standard O com opcionais 7 Grau de Proteção 00 standard N1 Nema 1 8 Interface HomemMáquina 00 standard SI sem interface 9 Cartão de Controle 00 standard CFW08 standard A1 controle 1 CFW08 plus A2 Controle 2 1 13 Final do código 10 Filtro de EMI 00 não tem FA filtro classe A interno 11 Hardware Especial 00 não tem Hx hardware especial versão X 12 Software Especial 00 não tem Sx software especial versão X CODIFICAÇÃO CFW08 0040 B 2024 P O 00 00 00 00 00 00 Z CFW08 0040 B 2024 P O 00 00 00 00 00 00 Z CFW08 0040 B 2024 P O 00 00 00 00 00 00 Z CFW08 0040 B 2024 P O 00 00 00 00 00 00 Z CFW08 0040 B 2024 P O 00 00 00 00 00 00 Z 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 197 LINHA DE INVERSORES DE FREQÜÊNCIA WEG 9 Tensão Freqüência Cos ϕ Fator de deslocamento Inversor IHM Tipo de alimentação Método de controle Tipos de controle Chaveamento Variação de freqüência Resolução de freqüência Acuracidade 25oC 10oC Sobrecarga admissível Rendimento Controle de velocidade modo escalar Controle de velocidade modo vetorial Analógicas Digitais Relé Analógica Interface serial Redes Field Bus Proteções Comando Supervisão leitura Temperatura Umidade Altitude Cor Compatibilidade Eletromagnética Baixa tensão Norma IEC 146 Norma UL 508 C Norma EN 50178 Norma EN 61010 UL EUA e cUL CANADÁ CE EUROPA IRAM ARGENTINA CTick AUSTRÁLIA 200 240V 200 220 230 240 V 10 15 200 240V 200 220 230 240 V 10 15 380 480V 380 400 415 440 460 480 V 10 15 50 60 Hz 2 Hz 48 62 Hz Maior que 098 NEMA 1 IP21 nos modelos 13 e 16 A 380480 V e IP 20 nos demais modelos NEMA 1 IP21 com kit adicional para conexão em eletroduto metálico KN1CFW08MX IHM Remota paralela NEMA 12 IP54 HMICFW08RP IHM Remota serial NEMA 12 IP54 HMICFW08RS Fonte Chaveada DSP Digital Signal Processor 16 bits modulação PWM senoidal Space Vector Modulation Tensão imposta V F linear ou quadrático escalar Controle vetorial sensorless VVC Voltage Vector Control Transistores IGBT Frequências Selecionáveis 25 50 10 15 kHz Faixa 0 300 Hz Ref Analógica 01 de Fmáx e Ref Digital 001 Hz f100Hz 01Hz f100Hz Ref Analógica 05 e Ref Digital 001 150 durante 60 seg a cada 10 min 15 x Inom Maior que 95 Regulação 1 da velocidade nominal c compensação de escorregamento Resolução 1 rpm referência via teclado Faixa de regulação de velocidade 1 20 Regulação 05 da velocidade nominal Resolução 1 rpm referência via teclado Faixa de regulação de velocidade 1 30 1 entrada isolada 010 V 020 mA ou 420 mA 2 entradas isoladas 010 V 020 mA ou 420 mA 4 entradas isoladas programáveis 1 saída programável 1 contato reversível NANF 2 saídas programáveis 1 NA e 1 NF Opções de programação Is Ix Fs Fx Fe Fx Fs Fe Run Sem erros 1 Saída Analógica isolada 0 10 V 8 bits RS232 ou RS485 opcional Unidade para comunicação ProfiBus DP ou DeviceNet opcional e Modbus RTU incorporado Sobretensão e subtensão no circuito intermediário Sobretemperatura Sobrecorrente na saída Sobrecarga no motor i x t Erro de hardware defeito externo e erro de comunicação serial Curtocircuito na saída e curtocircuito faseterra na saída Erro de programação e erro de autoajuste Liga Desliga Parametrização Programação de funções gerais Incrementa Decrementa Freqüência Velocidade JOG Inversão de sentido de rotação e Seleção Local Remoto Freqüência de saída no motor Hz Tensão no circuito intermediário V Valor proporcional à freqüência ExRPM Temperatura do dissipador Corrente de saída no motor A Tensão de saída no motor V Mensagens de Erros Defeitos Torque de Carga 0 40 C até 50 C com redução de 2 C na corrente de saída 5 90 sem condensação 0 1000 m até 4000 m com redução de 10 1000 m na corrente de saída Cinza claro PANTONE 413 C EMC diretiva 89 336 EEC Ambiente Industrial Norma EN 618003 EMC Emissão e Imunidade LVD 7323EEC Diretiva de Baixa Tensão UL 508C Inversores a semicondutores Equipamentos para conversão de energia Equipamentos eletrônicos para uso em instalações de potência Requisitos de segurança p equiptos elétricos p uso em medição controle e laboratórios Underwriters Laboratories Inc EUA SGS Inglaterra Instituto Argentino de Normalização Australian Communications Authority Modelo CFW08 Standard CFW08 Plus Monofásica Trifásica Sensorless V F Standard Opcional Opcional Inversor IHM ALIMENTAÇÃO GRAU DE PROTEÇÃO CONTROLE PERFORMANCE ENTRADAS SAÍDAS COMUNICAÇÃO SEGURANÇA INTERFACE HOMEMMÁQUINA IHM CONDIÇÕES AMBIENTES ACABAMENTO CONFORMIDADES NORMAS CERTIFICAÇÕES CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS CFW08 1 Somente disponível na mecânica 4 2 Cartão de controle A2 198 LINHA DE INVERSORES DE FREQÜÊNCIA WEG 9 RECURSOS FUNÇÕES ESPECIAIS Standard Plus Interface HomemMáquina incorporada Display de LEDs 7 segmentos Senha de habilitação para programação Autodiagnóstico de defeitos e AutoReset Indicação de grandeza específica programável Ex mmin rpm etc Compensação de escorregamento controle VF I x R manual e automático Curva VF linear e quadrática ajustáveis Rotina de autoajuste controle vetorial sensorless Frenagem reostática Função JOG impulso momentâneo de velocidade Função COPY via Interface HomemMáquina Remota HMICFW08RS Rampas linear e tipo S e dupla rampa Rampas de aceleração de desaceleração independentes Frenagem CC corrente contínua Função MultiSpeed até 8 velocidades préprogramadas Seleção do sentido de rotação Seleção para operação Local Remoto Regulador PID superposto controle automático de nível pressão etc Partida com o motor girando Flying Start Rejeição de freqüências críticas ou ressonantes Skip Frequency Operação durante falhas momentâneas da rede Ridethrough Protocolo de cominicação ModBus RTU incorporado Opcionais Interface HomemMáquina remota paralela HMICFW08RP Display de LEDs 7 segmentos Interface HomemMáquina remota serial HMICFW08RS Display de LEDs 7 segmentos Módulo de Interface para HMI Remota Serial MIISCFW08RS Módulo de Interface para HMI Remota Paralela MIPCFW08RP Cabo para Interligação da HMI Remota Serial 1 2 3 5 75 e 10 m CABRSX Cabo para Interligação da HMI Remota Paralela CABRPX 1 2 3 5 75 e 10 m Módulo de Comunicação Serial RS232 KCSCFW08 Conversor RS232 para RS485 necessário módulo MCSCFW08 MIIW02 Software de programação via microcomputador PC SUPERDRIVE Kit NEMA 1 para conexão de eletroduto metálico KN1CFW08MX Kit para montagem em Trilho DIN KMDCFW08M1 Kit de fixação KFIXCFW08MX Unidades para Redes de ProfiBus DP MFW01 PD Comunicação FieldBus DeviceNet MFW01 DN Filtro EMC com alta capacidade de atenuação Classe A interno Filtro EMC com alta capacidade de atenuação Classe B externo 200 LINHA DE INVERSORES DE FREQÜÊNCIA WEG 9 OPTIMAL BRAKING Patente Registrada Para aplicações que exijam tempos de parada reduzidos eou paradas de cargas de elevada inércia os inversores tradicionais utilizamse da Frenagem Reostática onde a inércia cinética da carga é regenerativa ao link DC do inversor e cujo excesso é dissipado sob forma de calor em um resistor de frenagem interligado ao circuito de potência Os inversores CFW09 incorporam a função Optimal Braking para o modo vetorial a qual possibilita uma frenagem ótima capaz de atender a muitas aplicações até então somente atendidas pelo método da frenagam reostática Esta inovação tecnológica permite obter acionamentos de alta performance dinâmica com torques frenantes da ordem de 5 vezes o torque característico de uma frenagem CC além da grande vantagem de dispensar o uso do resistor de frenagem No gráfico comprovase as vantagens deste novo método de frenagem Optimal Braking assegurando assim uma solução ideal otimizada e de custo reduzido para as aplicações com frenagem Figura 97 Gráfico Torque x Rotação típico para motor de 10cv acionado por inversor CFW09 202 LINHA DE INVERSORES DE FREQÜÊNCIA WEG 9 APLICAÇÕES SIDERURGIA e METALURGIA Ventiladores Exaustores Mesas de Rolos Bobinadores Desbobinadores Transportadores Pontes Rolantes Prensas Tornos Fresas Furadeiras Retíficas Laminadores Linhas de Corte Linhas de Inspeção de Chapas Linhas de Lingotamento Formadora de Tubos Trefilas Bombas REFRIGERAÇÃO Bombas de Processo Ventiladores Exaustores Sistemas de Ar Condicionado ELEVADORES Elevadores de Carga Elevadores de Passageiros Pórticos Rolantes Guindastes SUCOS e BEBIDAS Bombas Dosadoras Processo Engarrafadoras Agitadores Misturadores Mesas de Rolos Esteiras Transportadoras TÊXTIL Agitadores Misturadores Secadores Lavadoras Teares Circulares Filatórios Molinelos Cardas Urdideiras Maçaroqueiras Bobinadores VIDROS Ventiladores Exaustores Máquina de Fabricar Garrafas Mesas de Rolos Esteiras Transportadoras SANEAMENTO Bombas Centrífugas Sistemas de Recalque Sistemas Bloosters PAPEL e CELULOSE Bombas Dosadoras Bombas de Processo Ventiladores Exaustores Agitadores Misturadores Filtros Rotativos Fornos Rotativos Esteiras de Cavaco Máquinas de Papel Rebobinadeiras de Papel Calandras Coaters CIMENTO e MINERAÇÃO Ventiladores Exaustores Bombas Peneiras Mesas Vibratórias Separadores Dinâmicos Esteiras Transportadoras Forno de Cimento Dosadores QUÍMICO e PETROQUÍMICO Ventiladores Exaustores Bombas Centrífugas Bombas Dosadoras Processo Centrífugas Agitadores Misturadores Compressores Extrusoras de Sabão AÇÚCAR e ÁLCOOL Centrífugas de Açúcar Bombas de Processo Esteiras de Cana Dosadores de Bagaço Esteiras Transportadoras ALIMENTOS e RAÇÃO Bombas Dosadoras Processo Ventiladores Exaustores Agitadores Misturadores Secadores Fornos Contínuos Peletizadoras Nórias BovinosSuinosAves Esteiras Monovias CERÂMICO Ventiladores Exaustores Secadores Fornos Contínuos Moinhos de Bolas Mesas de Rolos Esmaltadeiras Esteiras Transportadoras MADEIRA Faqueadeiras Tornos Desfolhadores Lixadeiras Cortadeiras PLÁSTICO e BORRACHA Extrusoras Injetoras Sopradoras Misturadores Calandras Puxadores Bobinadores Desbobinadores Máquinas de Corte e Solda Granuladores 203 LINHA DE INVERSORES DE FREQÜÊNCIA WEG 9 UM PRODUTO COMPLETO FLEXÍVEL E COMPACTO Módulo de Interface serial RS232 opcional para interligação a um microcomputador PC Grau de Proteção NEMA 1 IP20 Flange para montagem do dissipador opcionalmente atrás da placa de montagem Módulos opcionais de expansão de funções para Interface serial RS485 Entrada e saídas adicionais Realimentação de Encoder 2 saídas analógicas programáveis Conexão para resistor de frenagem Conexão do link DC para Indutor de entrada Retificador em barramento DC único Unidade retificadora regenerativa Saída para alimentação do motor Entrada de alimentação de rede Sistema de passagem de cabos e conexão de eletroduto metálico 2 entradas analógicas programáveis 6 entradas digitais isoladas programáveis Módulos de redes de comunicação FieldBus para ProfiBus DP opcional DeviceNet opcional DeviceNet Drive Profile opcional ModBus RTU incorporado Display de cristal líquido LCD 2 linhas de 16 caracteres Display de LEDs 7 segmentos Interface HomemMáquina destacável com duplo display LCD LEDs multiidiomas e função COPY 3 saídas a relé programáveis Microcontrolador de alta performance do tipo RISC de 32 Bits Cartão de controle em SMD padrão para toda a gama de potências Figura 99 Detalhes do CFW09 204 Montagem pela BASE Montagem pela FLANGE Saída do fluxo de ar Entrada do fluxo de ar Entrada do fluxo de ar Saída do fluxo de ar TIPOS DE MONTAGEM Os inversores CFW09 permitem montagem flexível sendo possível além do modo de fixação tradicional pela Base também o modo de fixação pela Flange possibilitando desta forma montar o dissipador de calor para trás da placa de montagem Esta opção de montagem resultará em uma canalização do ar quente gerado pelos componentes de potência dentro do painel facilitando assim sua condução para fora do mesmo e ainda permitirá minimizar o sobreaquecimento do inversor decorrente das fontes geradoras de calor periféricas dentro do painel Figura 910 Tipos de montagem 9 LINHA DE INVERSORES DE FREQÜÊNCIA WEG 206 LINHA DE INVERSORES DE FREQÜÊNCIA WEG 9 INTERFACE HOMEM X MÁQUINA Display LEDs 7 segmentos Display LCD cristal líquido Led LOCAL Led REMOTO Led ANTIHORÁRIO Led HORÁRIO Inversor A Inversor B CFW09 HMI HMI CFW09 Interface Inteligente Interface Inteligente Interface Inteligente Interface Inteligente Interface Inteligente Interface de operação inteligente com duplo display LEDs 7 segmentos e LCD 2 linhas de 16 caracteres que permite ótima visualização a distância além de incorporar uma descrição detalhada de todos os parâmetros e mensagens via display LCD alfanumérico Idioma Selecionável Idioma Selecionável Idioma Selecionável Idioma Selecionável Idioma Selecionável A interface de operação inteligente permite ainda que o usuário do produto escolha para o seu melhor conforto o idioma a ser usado para a programação leitura e apresentação dos parâmetros e mensagens alfanuméricas através do display LCD Cristal Líquido A elevada capacidade de hardware e software do produto disponibiliza ao usuário várias opções de idiomas tais como Português Inglês e Espanhol de forma a adequálo a quaisquer usuários em todo o mundo Startup Orientado Startup Orientado Startup Orientado Startup Orientado Startup Orientado Inversores de frequência são equipamentos destinados ao acionamento de motores de indução cuja adaptação e desempenho estão diretamente relacionados às características do mesmo assim como da rede elétrica de alimentação Os inversores da linha CFW09 incorporam um recurso de programação especialmente desenvolvido com a finalidade de facilitar e agilizar a inicialização da posta em marcha Startup do produto através de um roteiro orientado e automático o qual guia o usuário para a introdução sequencial das características mínimas necessárias a uma perfeita adaptação do inversor ao motor acionado Função Função Função Função Função COPY COPY COPY COPY COPY A interface inteligente também incorpora a função Copy a qual permite copiar a parametrização de um inversor para outros possibilitando rapidez confiabilidade e repetibilidade de programação em aplicações de máquinas de fabricação seriada Figura 912 HMI Figura 913 Função Copy 207 LINHA DE INVERSORES DE FREQÜÊNCIA WEG 9 FUNÇÕES DO TECLADO Software de Programação SUPERDRIVE Seleciona comuta display entre o número do parâmetro e seu valor posição conteúdo para programação Quando pressionada realiza a função JOG impulso momentâneo de velocidade Inverte o sentido de rotação do motor comutando entre horário e antihorário Seleciona o modo de operação do inversor definindo a origem dos comandos referência podendo ser Local ou Remota Habilita o inversor via rampa partida Após habilitado comuta as indicações do display rpm Volts Estado Torque Hz Amps Desabilita o inversor via rampa parada Reseta o inversor após a ocorrência de erros Incrementa velocidade ou número e valor de parâmetro Decrementa velocidade ou número e valor de parâmetro Software de Programação de Drives Software de programação via microcomputador PC em ambiente Windows para parametrização comando e monitoração dos inversores CFW09 Permite editar parâmetros online diretamen te no inversor ou editar arquivos de parâmetros offline armazenados no microcomputador É possível armazenar arquivos de parâmetros de todos os inversores CFW09 existentes na instalação O software também incorpora funções para transferir o conjunto de parâmetros do microcomputador para o inversor como também do inversor para o microcomputador A comunicação entre o inversor e o microcomputador é feita via interface serial RS232 ponto a ponto ou RS 485 para interligação em rede Figura 914 SuperDrive 208 LINHA DE INVERSORES DE FREQÜÊNCIA WEG 9 REDES FIELDBUS CLP REDES DE COMUNICAÇÃO FieldBus Interligação em Redes Rápidas Interligação em Redes Rápidas Interligação em Redes Rápidas Interligação em Redes Rápidas Interligação em Redes Rápidas Os inversores CFW09 podem ser interligados em redes de comunicação rápidas FieldBus através dos protocolos padronizados mais difundidos mundialmente podendo ser Profibus DP opcional DeviceNet opcional FIELDBUS DeviceNet Drive Profile opcional Modbus RTU software incorporado Destinados principalmente a integrar grandes plantas de automação industrial as redes de comunicação rápidas conferem vantagens na supervisão monitoração e controle online e total sobre os inversores proporcionando elevada performance de atuação e grande flexibilidade operacional características estas exigidas em aplicações de sistemas complexos e ou integrados Para a interligação em redes de comunicação do tipo FieldBus Profibus DP ou DeviceNet os inversores CFW09 permitem incorporar internamente um cartão de rede de acordo com o protocolo desejado Para interligação em redes de comunicação tipo FieldBus Modbus RTU deverá ser utilizado conexão via interface RS232 opcional ou RS485 disponível nos cartões EBA ou EBB Figura 915 Rede Fieldbus 209 LINHA DE INVERSORES DE FREQÜÊNCIA WEG 9 CONFIGURAÇÕES COM BARRAMENTOS CC LINK DC Unidade Retificadora Geral de Entrada Rede de Alimentação Barramento CC Único Link DC CFW09 HD Inversor Regenerativo Unidade Retificadora Regenerativa CFW09 RB Inversor CFW09 HD Barramento CC Link DC Rede de Alimentação Esquema ilustrativo 1 2 3 4 n Inversor Regenerativo Utilizado para configurações de sistemas regenerativos através da interligação de uma unidade retificadora regenerativa CFW09RB ao barramento CC do inversor Esta solução permite frenagens regenerativas com total devolução da energia à rede durante as frenagens proporcionando um fator de potência unitário Este inversor regenerativo destinase às aplicações de regime cíclico eou de paradas extremamente rápidas e de elevada dinâmica tais como Os inversores CFW09 possuem acesso ao barramento CC Link DC interno permitindo ser configurado para atender aplicações envolvendo a utilização de um barramento CC único assim como para sistemas regenerativos Barramento CC Único Link DC Barramento CC Único Link DC Barramento CC Único Link DC Barramento CC Único Link DC Barramento CC Único Link DC Utilizado para configurações em sistemas de máquinas multimotores onde as pontes retificadoras de cada inversor são substituídas por uma única unidade retificadora geral de entrada através da interligação dos inversores por intermédio de um barramento CC único proporcionando uma solução mais econômica do sistemaEsta solução proporciona ainda uma otimização do consumo energético do sistema em função da transferência de energia entre as unidades inversoras Figura 916 CFW09 HD Figura 917 CFW09 RB 210 Rebobinadeiras de Papel Centrífugas de Açúcar Pórticos e Guindastes etc Além da vantagem acima esta configuração elimina as correntes harmônicas na entrada do inversor sendo útil nas aplicações onde não admitese distorções harmônicas de corrente na rede de alimentação 9 LINHA DE INVERSORES DE FREQÜÊNCIA WEG 211 ACESSÓRIOS E PERIFÉRICOS LINHA DE INVERSORES DE FREQÜÊNCIA WEG 9 Interface de operação com duplo display LEDs e LCD com recursos completos via códigos e mensagens com textos alfanuméricos e função Copy para instalação local tampa do inversorou remota em porta de painel Distância máxima 5 m sem moldura e 10m com moldura KMR Interface de operação simplificada com display de LEDs opcional para soluções de custo reduzido para instalação local tampa do inversor ou remota em porta de painel Distância máxima 5 m sem moldura e 10m com moldura KMR Módulos de tampa cega local TCL para tampa do inversor e remota TCR para moldura da Interface HomemMáquina HMI remota destinados ao fechamento completo do produto quando usado sem a HMI Kit interface serial para conexão do inversor CFW09 a um microcomputador PC para uso do software SUPERDRIVE de programação e monitoração do inversor ou a outros equipamentos via comunicação serial RS232 Moldura para instalação fixação da Interface HomemMáquina remota ao inversor para transferência de operação do inversor para a porta do painel ou para um console da máquina Distância máxima 10 m Interface HomemMáquina remotacom grau de proteção NEMA 4IP 56 para operação remota em porta de painel ou console de máquina destinada a ambientes com incidência de água ou outros agentes agressivos pó fibras cimento etc Distância máxima 10 m REMOTA LOCAL Cabos com comprimentos X de 1 2 3 5 75 e 10 m Cabos especiais com comprimentos superiores sob consulta INTERFACE HOMEMMÁQUINA COMPLETA padrão HMI CFW09 LCD INTERFACE HOMEMMÁQUINA SIMPLIFICADA opcional HMI CFW09 LED TAMPAS CEGAS TCL CFW09 TCR CFW09 KIT INTERFACE COMUNICAÇÃO SERIAL RS232 KCS CFW09 KIT MOLDURA PARA INTERFACE REMOTA KMR CFW09 INTERFACE HOMEMMÁQUINA REMOTA NEMA 4 LCD HMI CFW09 LCD N4 CABOS INTERLIGAÇÃO PARA INTERFACE REMOTA CAB HMI09 X 212 ACESSÓRIOS E PERIFÉRICOS KITS PARA REDES DE COMUNICAÇÃO FIELDBUS LINHA DE INVERSORES DE FREQÜÊNCIA WEG 9 CARTÕES DE EXPANSÃO DE FUNÇÕES Obs EBC01 Sem fonte para alimentação do encoder EBC02 Com fonte de 5Vcc para alimentação do encoder EBC03 Com fonte de 12Vcc para alimentação do encoder Configuração EBA EBB EBC Funções 01 02 03 01 02 03 04 05 01 02 03 Entrada de encoder Saída de encoder Serial RS485 Entrada analógica de 14 bits Saídas analógicas de 14 bits Entrada analógica isolada Saídas analógicas isoladas Entradas e saídas digitais termistor PTC EBA0X CFW09 EBB0X CFW09 EBC10X CFW09 Profibus DP KFB PD Device NET KFB DN DeviceNet Drive Profile KFB DD 213 CONTROLADOR PROGRAMÁVEL INCORPORADO CARTÔES PLC1 e PLC2 Especificações Técnicas EntradasSaídas PLC 1 PLC 2 Quantidade Descrição Quantidade Descrição Entradas digitais 9 Entrada 24Vcc bipolar 9 Entradas 24Vcc bipolar Saídas a relé 3 250Vca3 A ou 250Vcc3 A 3 250Vca3 A ou 250Vcc3 A Saídas transistorizadas 3 24Vcc500 mA 3 24Vcc500 mA Entradas de encoder 1 Encoder de 15Vcc 2 Encoder 5 a 24 Vcc Saídas analógicas 2 2 saídas 12 bits em tensão 10V a 10V ou em corrente 0 a 20 mA Entradas analógicas 1 Entrada analógica de 14 bits 10V a 10V ou 20mA a 20mA Entrada isolada para 1 Entrada isolada para termistor do motor PTC do motor LINHA DE INVERSORES DE FREQÜÊNCIA WEG 9 Figura 918 Exemplo de trajetória com utilização da placa PLC1 Os cartões PLC1 e PLC2 permitem com que o inversor de frequência CFW09 assuma funções de CLP referência de velocidade e módulo de posicionamento Posicionamento com perfil trapezoidal e S absoluto e relativo Busca de zero máquina homming Programação em linguagem Ladder através do Software WLP Temporizadores Contadores Bobinas e Contatos RS 232 com Protocolo Modbus RTU Disponibilidade de 100 parâmetros configuráveis pelo usuário via Software ou HMI Interface CAN com os protocolos CANopen e Device Net Função MestreEscravo ElectronicGear Box Características Técnicas 214 LINHA DE INVERSORES DE FREQÜÊNCIA WEG 9 220 230 V 220 230 V 10 15 380 480 V 380 400 415 440 460 480 V 10 15 500 600 V 500 525 575 600 V 10 15 500 690 V 500 525 575 600 690 V 10 15 Frequência 50 60 Hz 2 Hz 48 a 62 Hz Desbalanceamento entre fases Menor que 3 Cos j Fator de deslocamento Maior que 098 GRAU DE Standard NEMA 1 IP 20 modelos mecânicas 1 a 8 IP 20 modelos mecânicas 9 a 10 e PROTEÇÃO NEMA 4x IP 56 modelos até 10 CV CONTROLE Tipo de alimentação Fonte Chaveada Microcontrolador Tipo RISC 32 bits Método de controle PWM Senoidal SVM Space Vector Modulation Reguladores de Corrente Fluxo e Velocidade implementados em software Full Digital Tipos de controle Escalar Tensão Imposta V F Vetorial Sensorless sem encoder Vetorial com Encoder Chaveamento Transistores IGBT Frequências Selecionáveis 125 25 50 10 kHz Variação de frequência 0 a 204 Hz para rede em 60 Hz 0 a 170 Hz para rede em 50 Hz Acima de 204 Hz sob consulta Sobrecarga admissível 150 durante 60 seg a cada 10 min 15 x I nom CT 180 durante 1 seg a cada 10 min 18 x I nom CT Rendimento Maior que 97 PERFORMANCE Controle de velocidade Regulação 1 da velocidade nominal c compensação de escorregamento Resolução 1 rpm referência via teclado Faixa de regulação de velocidade 1 20 Controle de velocidade Regulação 05 da velocidade nominal Resolução 1 rpm referência via teclado Faixa de regulação de velocidade 1 100 Faixa de regulação de velocidade Até 0 rpm Regulação 01 da velocidade nominal p ref Analógica 10 bits 001 da velocidade nominal p ref Digital Ex Teclado FieldBus 001 da velocidade nominal p ref Analógica 14 bits Controle de Torque Regulação 10 do torque nominal Faixa de regulação de torque 0 a 150 do torque nominal ENTRADAS Analógicas 2 Entradas diferenciais programáveis 10 bits 0a 10 V 0a 20 mA ou 4a 20 mA 1 Entrada programável bipolar 14 bits 10 10 V 0 20 mA ou 4 20 mA1 1 Entrada programável isolada 10 bits 0 a 10 V 0 a 20 mA ou 4 a 20 mA 1 Digitais 6 Entradas programáveis isoladas 24 Vcc 1 Entrada programável isolada 24 Vcc 1 1 Entrada programável isolada 24 Vcc para TermistorPTC do motor Encoder incremental 1 Entrada diferencial isolada com fonte interna isolada 12 Vcc SAÍDAS Analógicas 2 Saídas programáveis 11 bits 0 a10 V 2 Saídas programáveis bipolares 14 bits 10 10 V 1 2 Saídas programáveis isoladas 11 bits 0 a 20 mA ou 4 20 mA 1 Relé 2 Saídas programáveis contatos NANF NONC 240 Vca 1 A 1 Saída programável contato NA NO 240 Vca 1 A Transistor 2 Saídas programáveis isoladas OC 24 Vcc 50 mA 1 Encoder 1 Saída diferencial isolada de sinal de encoder alimentação externa 5 a 15 Vcc 1 COMUNICAÇÃO Interface serial RS232 via kit serial KCS CFW09 ponto a ponto 1 RS485 isolada via cartões EBA ou EBB multiponto até 30 inversores 1 Protocolo Johnson ControlsN2 opcional Redes FieldBus Modbus RTU software incorporado via interface serial Profibus DP DeviceNet ou DeviceNet Drive Profile 3 via kits adicionais KFB 1 SEGURANÇA Proteções Sobretensão no circuito intermediário Curtocircuito na saída Subtensão no circuito intermediário Curtocircuito faseterra na saída Sobretemperaturas no inversor e no motor Erro externo Sobrecorrente na saída Erro de autodiagnose e de programação Sobrecarga no motor i x t Erro de comunicação serial Sobrecarga no resistor de frenagem Ligação Invertida MotorEncoder Erro na CPU Watchdog EPROM Falta de fase na alimentação modelosmecânica 3 Falha de encoder incremental Falha de conexão da interface HMI CFW09 CONDIÇÕES AMBIENTE Temperatura 0 a 40 C até 50 C com redução de 2 C na corrente de saída Umidade 5 a 90 sem condensação Altitude 0 a 1000 m até 4000 m com redução de 10 1000 m na corrente de saída ACABAMENTO Cor Tampa plástica Cinza claro PANTONE 413 C Mecânicas 1a 2 Tampa e Laterais metálica Cinza claro RAL 7032 Mecânicas 3 a 10 Base Cinza escuro RAL 7022 Mecânicas 3 a 10 Modo Escalar Modo Vetorial V F Sensorless Com Encoder 1 Torque Modo Vetorial Trifásica Tensão ALIMENTAÇÃO 1Opcional 2Disponível em breve 3Software Especial CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS CFW09 215 LINHA DE INVERSORES DE FREQÜÊNCIA WEG 9 CONFORMIDADES Compatibilidade EMC diretiva 89 336 EEC Ambiente Industrial NORMAS Norma EN 618003 EMC Emissão e Imunidade Baixa Tensão LVD 7323EEC Diretiva de Baixa Tensão UL 508C Norma IEC 146 Inversores a semicondutores Norma UL 508 C Equipamentos para conversão de energia Norma EN 50178 Equipamentos eletrônicos para uso em instalações de potência Norma EN 61010 Requisitos de segurança p equiptos elétricos p uso em medição controle e laboratórios CERTIFICAÇÕES UL USA e cUL CANADA Underwriters Laboratories Inc USA CE EUROPA Phoenix TestLab Alemanha IRAM ARGENTINA Instituto Argentino de Normalización CTick AUSTRÁLIA Australian Communications Authority INTERFACE Comando Liga Desliga Parametrização Programação de funções gerais HOMEMMÁQUINA Incrementa Decrementa Velocidade JOG Inversão de sentido de rotação e Seleção Local Remoto HMI CFW09 Supervisão Leitura Referência de velocidade rpm Corrente de saída no motor A Velocidade no motor rpm Tensão de saída no motor V Valor proporcional à velocidade Ex mmin Estado do inversor Frequência de saída no motor Hz Estado das entradas digitais Tensão no circuito intermediário V Estado das saídas digitais transistor Torque no motor Estado das saídas a relé Potência de saída kW Valor das entradas analógicas Horas de produto energizado h 4 últimos erros armazenados em memória Horas de funcionamento trabalho h Mensagens de Erros Defeitos RECURSOS Standard Padrão Interface homemmáquina incorporada com duplo display LCD LED HMICFW09LCD FUNÇÕES Senha de habilitação para programação DISPONÍVEIS Seleção do idioma da HMI LCD Português Inglês e Espanhol Seleção do tipo de controle via parâmetro Escalar UF Sensorless ou Com Encoder Autodiagnóstico de defeitos e Autoreset de falhas Reset para programação padrão de fábrica ou para padrão do usuário Autoajuste do inversor às condições da carga Self tuning Indicação de grandeza específica programável Ex mmin rpm lh etc Compensação de escorregamento Modo U F I x R Boost de Torque manual ou automático Modo U F Curva U F ajustável programável Modo U F Limites de velocidade mínima e máxima Limite da corrente máxima Ajuste da corrente de sobrecarga Ajuste digital do ganho e do Offset das entradas analógicas Ajuste digital do ganho das saídas analógicas Função JOG impulso momentâneo de velocidade Função JOG e JOG incremento decremento momentâneo de velocidade Função COPY Inversor HMI ou HMI Inversor Funções específicas programadas em saídas digitais relé N Nx N Nx N Nx N 0 N N I s I x I s I x T Tx e T Tx Onde N Velocidade N Referência I s Corrente saída e T Torque motor Rampas linear e tipo S e dupla rampa Rampas de aceleração e desaceleração independentes Frenagem CC corrente contínua Frenagem Ótima Optimal Braking Modo Vetorial Frenagem Reostática incorporada modelos até 45 A 220230 V e até 30 A 380480 V Função MultiSpeed até 8 velocidades préprogramadas Função Ciclo Automático do Processo 2 Recursos especiais Horímetro e Wattímetro kW Regulador PID superposto controle automático de nível vazão pressão peso etc Seleção do sentido de rotação horário antihorário Seleção para operação Local Remoto Partida com o motor girando Flying Start Rejeição de velocidades críticas ou ressonantes Skip Speed Operação durante falhas momentâneas da rede RideThrough Modbus RTU incorporado necessita interface RS232 ou RS485 Outras opções vide opcionais abaixo 1Opcional 2Disponível em breve 3Software Especial CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS CFW09 216 LINHA DE INVERSORES DE FREQÜÊNCIA WEG 9 Kits para Redes de Comunicação FieldBus Instalação Interna ao Inversor RECURSOS Opcionais Sem interface HomemMáquina Local Modelos SI FUNÇÕES Interface HomemMáquina Local Simplificada Display LEDs HMICFW09LED DISPONÍVEIS Interface HomemMáquina Remota NEMA 4 Display de LEDs HMICFW09LEDN4 Interface HomemMáquina Remota NEMA 4 Display LCD HMICFW09LCDN4 Cabo para Interligação da HMI Remota 1 2 3 5 75 e 10 m CAB HMI 09 X Tampa cega para HMI local TCL CFW09 Tampa cega para HMI remota TCR CFW09 Kit moldura para interface remota KMR CFW09 EBA 0X CFW09 Cartões de Expansão de Funções EBB 0X CFW09 EBC 0X CFW09 Profibus DP KFB PD DeviceNet KFB DN DeviceNet Drive Profile KFB DD Kit SUPERDRIVE com Interface Software SUPERDRIVE Comunicação Serial RS232 Conectores e Cabos KSD CFW09 Inversor Micro PC KCS CFW09 Módulo Interface Serial RS232 KCS CFW09 Frenagem Reostática incorporada transistor interno Modelos DB Modelos 54 a 142 A 220230 V e 38 a 142 A 380480 V Kit Frenagem Reostática Modelos 180600A220230V e 380480V DBW 01 Unidade Externa Modelos 107472A 500690V DBW 02 Kit Fixação via Flange p modelos mecânicas 3 a 8 KMF CFW09 Kit Montagem Extraível p modelos mecânicas 9 a 10 KME CFW09 Kit Indutor para Link DC p modelos mecânicas 2 a 8 KIL CFW09 Filtro EMC com alta capacidade de atenuação RF ADICIONAL CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS CFW09 1Opcional 2Disponível em breve 3Software Especial 219 Mec 1 Mec 2 Mec 3 Mec 4 Mec 5 Mec 6 Mec 7 Mec 8 Mec 10 MECÂNICAS DO CFW09 LINHA DE INVERSORES DE FREQÜÊNCIA WEG 9 Figura 9 19 Mecânicas do CFW09 220 LINHA DE INVERSORES DE FREQÜÊNCIA WEG 9 CODIFICAÇÃO 12 Hardware especial 00 Standard não há H1 Hn Opcional com versão de hardware especial H1 Hn HD Modelos a partir de 105A na tensão 220V e a partir de 86A nas tensões 380480V possuem alimentação pelo link DC HCHV Os inversores CFW09 das mecânicas 2 até 8 dispõem de uma linha de indutores para o link CC já incorporados ao produto Para solicitar o inversor com o indutor já montado basta adicionar a codificação HC para inversor operando em Torque Constante ou HV para inversor operando em Torque Variável 13 Software especial 00 Standard não há S1 Sn Opcional com versão de software especial S1 Sn SF Protocolo Metasys N2 SC Funções para guindastes SN Bobinador I com cálculo de força SQ Versão especial para Kit Device Net Drive Profile 14 Fim de código Z Dígito indicador de final de codificação do produto 9 Frenagem 00 Standard vide tabela de especificações DB Opcional com frenagem reostática incorporada internamente RB Unidade retificadora regenerativa modelos a partir de 105A na tensão 220V e a partir de 86A nas tensões 380 480V 10 Cartões de expansão de funções 00 Standard não há A1 Opcional com EBA 01CFW09 A2 Opcional com EBA 02CFW09 A3 Opcional com EBA 03CFW09 B1 Opcional com EBB 01CFW09 B2 Opcional com EBB 02CFW09 B3 Opcional com EBB 03CFW09 B4 Opcional com EBB 04CWF09 B5 Opcional com EBB 05CWF09 C1 Opcional com EBC 01CWF09 C2 Opcional com EBC 02CWF09 C3 Opcional com EBC 03CWF09 P1 Opcional com cartão PLC101 P2 Opcional com cartão PLC200 11 Cartões para redes de comunicação FieldBus 00 Standard não há PD Opcional KFB PD Rede Profibus DP DN Opcional KFB DN Rede Device Net DD Opcional KFB DD Rede Device Net Drive Profile Software Especial 1 Inversor de freqüência WEG família CFW09 2 Corrente nominal de saída do inversor em torque constante CT 3 Alimentação de entrada do inversor T Trifásica 4 Tensão de alimentação 2223 Faixa 220 230 V 3848 Faixa 380 480 V 5060 Faixa 500 600 V 5069 Faixa 500 690 V 6669 Faixa 660 690 V 5 Idioma do manual do produto P Português E Inglês S Espanhol 6 Versão do produto S Standard O com Opcionais 7 Grau de proteção 00 Standard vide tabela de características N4 NEMA 4x IP56 modelos até 10cv 8 Interface Homem Máquina HMI 00 Standard com HMI de LEDs LCD IL Opcional com HMI somente de LEDs SI Sem HMI CFW09 0016 T 3848 P O 00 SI DB A1 DN H1 S3 Z 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Exemplos CFW09 0013 T 2223 P S Z CFW09 0105 T 3848 P O IL A1 PD Z CFW09 0086 T 3848 P O SI DB B2 MR S3 Z 380 480 V 0003 36 A 0004 40 A 0005 55 A 0009 90 A 0013 13 A 0016 16 A 0024 24 A 0030 30 A 0038 38 A 0045 45 A 0060 60 A 0070 70 A 0086 86 A 0105 105 A 0142 142 A 0180 180 A 0211 211 A 0240 240 A 0312 312 A 0361 361 A 0450 450 A 0515 515 A 0600 600 A 0686 686 A 0855 855 A 1140 1140 A 1283 1286 A 1710 1710 A 220 230 V 0006 60 A 0007 70 A 0010 10 A 0013 13 A 0016 16 A 0024 24 A 0028 28 A 0033 33 A 0038 38 A 0045 45 A 0054 54 A 0070 70 A 0086 86 A 0105 105 A 0130 130 A 0142 142 A 0180 180 A 0240 240 A 0361 361 A 500 600 V 0002 29 A 0004 42 A 0007 70 A 0010 10 A 0012 12 A 0014 14 A 0022 22 A 0027 27 A 0032 32 A 0044 44 A 0053 53 A 0063 63 A 0079 79A 500 690 V 0107 107 A 0147 147 A 0211 211 A 0247 247 A 0315 315 A 0343 343 A 0418 418 A 0472 472 A 660 690 V 0100 100 A 0127 127 A 0179 179 A 0225 225 A 0259 259 A 0305 305 A 0340 340 A 0428 428 A 222 LINHA DE INVERSORES DE FREQÜÊNCIA WEG 9 FUNÇÕES ESPECIAIS Multispeed O motor pode ser acionado em até 8 velocidades pré programadas via software pelo usuário Estas velocidades são comandadas através da combinação de 3 entradas digitais no inversor as quais podem ser acionadas por quaisquer tipos de atuadores externos tais como finsdecurso fotocélulas sensores de proximidade relés e contatores auxiliares chaves e botões seletores etc Regulador PID Superposto Incorporado ao software do inversor este regulador destinase as aplicações onde há necessidade do controle de uma variável do processo Ex vazão pres são nível peso etc indiretamente pela variação da velocidade do motor Para isto o inversor deverá ter um setpoint programado pelo usuário e receber um sinal de realimentação do sensor de medição da variável do processo formando desta forma uma malha fechada Este recurso elimina a utilização de um controlador PID externo para controlar o processo proporcionando assim uma economia adicional nos custos do sistema Rampa S Este recurso permite ao usuário substituir as convencionais rampas de aceleração e desaceleração lineares por rampas tipo S as quais impõem ao motor e a carga maior suavidade nos instantes de partidafrenagem e de aproximação à velocidade ajustada o que possibilita evitar os choques mecânicos no início e no final das rampas indesejáveis e até impraticáveis em algumas máquinasprocessos Velocidade rpm linear 50 S 100 S taccel tdecel t s CFW09 M 3 Ref Vazão ou Pressão Fluído Sensor Bomba PI R X 1 D fs DI n1 n2 n3 n4 n5 n6 n7 n8 4 0 0 0 0 1 1 1 1 5 0 0 1 1 0 0 1 1 6 0 1 0 1 0 1 0 1 Figura 921 Figura 922 Figura 923 224 LINHA DE INVERSORES DE FREQÜÊNCIA WEG 9 95 INVERSOR DE FREQÜÊNCIA MVW01 A WEG é o único fornecedor brasileiro de sistemas de variação de velocidade em média tensão que fabrica todas as partes integrantes cubículo de entrada transformador a seco ou a óleo inversor de frequência e motor de média tensão O inversor de frequência MVW01 apresenta tecnologia estado da arte através de uma estrutura multiníveis com IGBTs de alta tensão 65 kV reduzindo as correntes harmônicas no motor a níveis extremamente baixos A configuração do retificador de entrada em 12 ou 18 pulsos permite alto fator de potência na rede de alimentação atendendo plenamente a norma IEEE 519 Na parte de controle o MVW01 possue uma arquitetura com multiprocessamento utilizando processadores de 32 bits barramento de 64 bits com matemática em ponteflutuante e alta rapidez garantindo alto desempenho no controle do motor CARACTERÍSTICAS PRINCIPAIS Totalmente digital com processador de alta performance 32 bits barramento de 64 bits Interface HomemMáquina LCDLED destacável com duplo display de fácil manuseio Figura 927 MVW01 225 MODELOS LINHA DE INVERSORES DE FREQÜÊNCIA WEG 9 Tensões do motor 33 ou 416 kV Potências até 2250 cv Montado em painel IP 21NEMA 1 Refrigeração a ar Retificador de entrada de 12 pulsos 18 pulso opcional alto fator de potência 095 Topologia de potência multinível NPC 35 níveis Fibra óptica entre potência e controle Tensão imposta Semicondutores de Potência de alta tensão 65 kV reduzindo o número de componentes sem a necessidade de conexão em série resultando em alta eficiência confiabilidade Capacitores de potência de filme plástico a seco de alta confiabilidade e longa vida útil Fácil manutenção braços de potência extraíveis 85 100 500 400 600 450 100 112 600 450 700 500 112 138 700 500 800 630 138 150 800 630 900 710 150 160 900 710 1000 800 160 188 1000 800 1250 900 186 244 1250 900 1500 1120 235 265 1500 1120 1750 1250 265 310 1750 1250 2000 1400 310 365 2000 1400 2250 1600 70 80 500 400 600 450 80 94 600 450 700 500 94 110 700 500 800 630 110 120 800 630 900 710 120 130 900 710 1000 800 130 160 1000 800 1250 900 162 170 1250 900 1350 1000 170 188 1350 1000 1500 1120 188 245 1500 1120 2000 1400 250 286 2000 1400 2250 1600 Tensão Nominal V Corrente Nominal Inversor A CT VT Torque Constante CT cv kW cv kW Torque Variável VT Motor Aplicável 3300 4160 Potências orientativas especificar o inversor através da corrente nominal do motor 227 BLOCODIAGRAMA LINHA DE INVERSORES DE FREQÜÊNCIA WEG 9 DISJUNTOR PRINCIPAL CUBÍCULO DE ENTRADA TRANSFORMADOR DE ENTRADA RETIFICADOR DE ENTRADA A DIODOS 12 PULSOS 18 OU 24 PULSOS OPCIONAIS CAPACITORES LINK CC INVERSOR MULTINÍVEL NPC 35 NÍVEIS HVIGBT INVERSOR DE FREQUÊNCIADE DE MÉDIA TENSÃO MOTOR DE INDUÇÃO DE MÉDIA TENSÃO 33 kV 416kV Figura 928 Blocodiagrama do MVW01 231 A seguir são apresentadas as expressões para o cálculo do momento de inércia de massa J kgm2 de formas geométricas simples em relação ao seu eixo baricêntrico ou seja o eixo que passa pelo seu centro de gravidade Todas as unidades deverão ser as do Sistema Internacional SI Serão utilizadas as seguintes notações m massa kg ρ massa específica kgm3 D diâmetro externo m d diâmetro interno m Db diâmetro da base m l comprimento m a b lados m DISCO OU CILINDRO MACIÇO O momento de inércia de massa de um disco ou de um cilindro maciço referido ao seu eixo longitudinal é J 18 m D2 kgm2 A11 ou J π32 ρ D4 l kgm2 A12 CÁLCULO DO MOMENTO DE INÉRCIA DE MASSA 1 MOMENTO DE INÉRCIA DE FORMAS SIMPLES ANEXO 1 232 CILINDRO OCO J 18 m D2 d2 kgm2 A13 ou J π32 ρ D4 d4 l kgm2 A14 PARALELEPÍPEDO J 112 m a2 b2 kgm2 A15 ou J 112 ρ a3b ab3 l kgm2 A16 CÁLCULO DO MOMENTO DE INÉRCIA DE MASSA ANEXO 1 233 CONE J 340 m Db 2 kgm2 A17 ou J π160 ρ Db 4 l kgm2 A18 O momento de inércia de massa J kgm2 de um corpo em relação a um eixo paralelo ao seu eixo baricêntrico é dado por J J m e2 A19 Sendo e distância entre os eixos m e J momento de inércia de massa em relação ao eixo baricêntrico 2 TEOREMA DOS EIXOS PARALELOS CÁLCULO DO MOMENTO DE INÉRCIA DE MASSA ANEXO 1 234 Exemplo J1 18 m1 D1 2 d1 2 kgm2 J2 18 m2 D1 2 d2 2 kgm2 J3 18 m3 D2 2 d2 2 kgm2 J4 18 m4 D2 2 kgm2 ou J1 π ρ 32 D1 4 d1 4 I1 J2 π ρ 32 D1 4 d2 4 I2 J3 π ρ 32 D2 4 d2 4 I3 J4 π ρ 32 D2 4 I4 J J1 J2 J3 J4 kgm2 Onde mi massa de cada primitiva i da peça kg D1 D2 diâmetros externos m d1 d2 diâmetros internos m Ii comprimentos de cada primitiva i da peça m 3 MOMENTO DE INÉRCIA DE FORMAS COMPOSTAS CÁLCULO DO MOMENTO DE INÉRCIA DE MASSA ANEXO 1 235 O momento de inércia de uma massa m kg que se move linearmente refletese no seu eixo de acionamento da seguinte forma Acionamento através de parafuso de movimento fuso J m p 2π2 kgm2 A110 Sendo p passo do fuso m Acionamento através de pinhãocremalheira ou tamborcabo ou ainda roleteesteira J m r2 kgm2 A111 Sendo r raio primitivo do pinhão ou raio externo do tambor ou rolete m O momento de inércia de massa é refletido do eixo de saída 2 para o eixo de entrada 1 de uma transmissão de acordo com a seguinte expressão J1 J2 i2 A112 Onde J2 momento de inércia kgm2 no eixo de saída 2 com rotação n2 rpm J1 momento de inércia kgm2 no eixo de entrada 1 com rotação n1 rpm i razão de transmissão i n1 n2 4 MOMENTO DE INÉRCIA DE CORPOS QUE SE MOVEM LINEARMENTE 5 TRANSMISSÃO MECÂNICA CÁLCULO DO MOMENTO DE INÉRCIA DE MASSA ANEXO 1 236 Calcular o momento de inércia de massa J do volante mostrado na figura abaixo Momento de inércia do volante maciço J1 π ρ 32 d1 4 I1 Momento de inércia dos alívios laterais negativo J2 π ρ 32 d2 4 I1 I2 Momento de inércia dos excessos laterais do cubo positivo J3 π ρ 32 d3 4 I3 I2 Momento de inércia do furo do cubo negativo J4 π ρ 32 d4 4 I3 Momento de inércia de um furo da alma J5 π ρ 32 d5 4 I2 Transposição de e para o eixo baricêntrico do volante J5 π ρ 32 d5 4 I2 π ρ 16 d5 2 d6 2 I2 J5 π ρ 32 d5 2 I2 d5 2 d6 2 Momento de inércia de massa do volante J J1 J2 J3 J4 4 J5 J π ρ 32 d1 4 I1 d2 4 I1 I2 d3 4 I3 I2 d4 4 I3 4 d5 2 I2 d5 2 2 d6 2 6 EXEMPLOS DE CÁLCULOS DE MOMENTO DE INÉRCIA DE MASSA CÁLCULO DO MOMENTO DE INÉRCIA DE MASSA ANEXO 1 237 Para o sistema mostrado no diagrama abaixo calcular o momento de inércia total referido ao eixo do motor Dados JM momento de inércia de massa do rotor do motor kgm2 JP1 momento de inércia de massa da polia motora P1 kgm2 JP2 momento de inércia de massa da polia movida P2 kgm2 I razão de transmissão i n1 n2 JF momento de inércia de massa do fuso de esferas recirculantes kgm2 pF passo da rosca do fuso de esferas recirculantes m mM massa móvel da mesa da máquina kg mP massa da peça kg Logo JTOt JM JP1 1I2 JP2 JF pF 2π2 mM mP CÁLCULO DO MOMENTO DE INÉRCIA DE MASSA ANEXO 1 Anexo II CORREÇÃO DE FATOR DE POTÊNCIA E REDUÇÃO DA DISTORÇÃO HARMÔNICA DA REDE EM INSTALAÇÕES COM INVERSORES DE FREQÜÊNCIA 1 Introdução 2 Distorção harmônica 3 Normas relacionadas 4 Alternativas para correção do fator de potência e redução de correntes harmônicas 5 Conclusão 241 É inegável a utilização cada vez maior de inversores de freqüência para o controle de velocidade de motores Sua utilização na área industrial é prática comum e também cresce nas áreas comerciais e domésticas refrigeração condicionamento de ar eletrodomésticos etc A variação da velocidade dos motores através de inversores traz como vantagens a melhoria da eficiência dos processosequipamentos e também no uso mais racional da energia elétrica Devido as características do circuito de entrada dos inversores normalmente constituído de um retificador a diodos e um banco de capacitores de filtro a sua corrente de entrada drenada da rede possui uma forma de onda não senoidal contendo harmônicas da freqüência fundamental Estas correntes harmônicas circulando nas impedâncias da rede de alimentação provocam quedas de tensão harmônicas distorcendo a tensão de alimentação do próprio inversor ou de outros consumidores Como efeito destas distorções harmônicas de corrente e tensão podemos ter o aumento de perdas elétricas nas instalações com sobre aquecimento dos seus componentes cabos transformadores bancos de capacitores motores etc falhas no funcionamento de equipamentos eletrônicos bem como um baixo fator de potência O conceito de Power Quality PQ que pode ser traduzido como qualidade da energia elétrica tem ganho cada vez mais importância e algumas empresas têm adotado normas para garantir um determinado nível deste nos sistemas elétricos de potência projetados e colocados em funcionamento nas suas instalações Isto exige conhecimento técnico das características elétricas de entrada dos inversores de freqüência e sua interação com o sistema elétrico Os objetivos deste artigo são o de analisar os princípios da geração de harmônicos dos inversores de freqüência destinados ao acionamento de motores os efeitos causados na rede elétrica de alimentação e as opções que podem ser empregadas para minimização destes efeitos 1 INTRODUÇÃO CORREÇÃO DE FATOR DE POTÊNCIA E REDUÇÃO DA DISTORÇÃO HARMÔNICA ANEXO 2 242 A grande maioria dos inversores de freqüência para motores de indução apresenta uma corrente de entrada corrente consumida da rede elétrica CA com forma de onda não senoidal O circuito de entrada mais freqüentemente encontrado constituese basicamente de uma ponte retificadora de diodos monofásica ou trifásica dependendo da potência do inversor de freqüência e um banco de capacitores de filtro conectado a saída deste retificador no denominado circuito intermediário como mostrado na figura 1 Para potências maiores é comum a adição de impedâncias limitadoras tais como reatâncias de rede Lr ou bobinas CC Lcc no circuito intermediário localizadas interna ou externamente aos inversores de freqüência O espectro das formas de onda da corrente Ir consumida da rede apresenta um valor fundamental componente de 50 ou 60Hz e harmônicas de ordem superior Em geral as harmônicas de ordem par possuem amplitudes desprezíveis assim como as de ordem múltiplas de 3 para os casos de alimentação trifásica A conexão destes inversores de freqüência a uma rede elétrica ocasiona uma distorção na tensão devido a queda na impedância série da rede a qual é devida normalmente a impedância série de transformadores e a impedância dos cabos de interconexão Esta impedância é representada por uma indutância pura Ls para efeito de análise A amplitude das harmônicas de tensão no PCC podem ser calculadas se conhecidos os valores da reatância de rede e das amplitudes das correntes harmônicas Vh h 2π f Ls Irh Onde Vh tensão harmônica de ordem h devido a corrente harmônica de ordem h f freqüência da rede de alimentação Irh corrente harmônica de entrada de ordem h É importante salientar que o circuito de entrada não pode ser caracterizado como uma fonte de correntes harmônicas como comumente é feito para os acionamentos de corrente contínua pois as harmônicas da corrente de entrada são dependentes como uma 2 DISTORÇÃO HARMÔNICA 21 ORIGENS ANEXO 2 CORREÇÃO DE FATOR DE POTÊNCIA E REDUÇÃO DA DISTORÇÃO HARMÔNICA 243 função não linear da soma dos valores das reatâncias presentes na entrada do retificador Lr ou Lcc e da reatância de rede Ls Uma vez conhecidas as reatâncias as harmônicas de correntes podem ser calculadas ou facilmente obtidas através de simulação Figura 1 Circuito de potência típico dos inversores de freqüência O ponto de interesse para se avaliar o valor da distorção harmônica de tensão é o denominado Ponto de Conexão Comum PCC que é o ponto onde são conectados os Inversores de Freqüências e as demais cargas alimentadas por esta rede Como figura de mérito para se avaliar a distorção harmônica da rede elétrica no PCC utilizase a Distorção Harmônica Total de Tensão no inglês denominada por THD e definida como segue THDV 100 onde V amplitude da onda fundamental de tensão 50 ou 60Hz Vh amplitude da harmônica de tensão de ordem h em muitas aplicações práticas a medição e análise é limitada a 31ª harmônica h31 sem sacrifício da precisão Além da distorção harmônica da tensão outra grandeza de interesse é o fator de potência na entrada O fator de potência considerado é o chamado fator de potência total FP Não confundir com o COS φ1 da onda 22 DEFINIÇÕES Vh 2 V1 h 2 ANEXO 2 CORREÇÃO DE FATOR DE POTÊNCIA E REDUÇÃO DA DISTORÇÃO HARMÔNICA 244 fundamental O fator de potência é definido como segue entrada trifásica Pe FP 3 Ie Ve entrada monofásica Pe FP Ie Ve Onde Pe potência ativa na entrada do inversor de freqüência W Ie corrente na entrada do inversor de freqüência A Ve tensão na entrada do inversor de freqüência V O fator de potência na entrada também pode ser expresso em função da distorção harmônica de corrente e do COS φ1 da fundamental como segue COSφ1 FP 1 μ2 Onde COSφ1 fator de potência da onda fundamental μ distorção harmônica de corrente definida pela equação μ ANEXO 2 Ih 2 I1 h 2 CORREÇÃO DE FATOR DE POTÊNCIA E REDUÇÃO DA DISTORÇÃO HARMÔNICA 245 Pelas equações notase que quanto menor a distorção harmônica de corrente mais o fator de potência total se aproxima do fator de potência da onda fundamental Na prática o COS φ1 da onda fundamental é muito próximo de 1 Portanto um método eficaz para aumento do FP é o da redução das amplitudes das harmônicas da corrente de entrada o que pode ser conseguido através de diversos métodos a serem mostrados posteriormente Os valores característicos dos circuitos de entrada dos inversores de freqüência estão indicados na Tabela 1 para redes monofásicas e na Tabela 2 para redes trifásicas 23 OBTENÇÃO DAS HARMÔNICAS DE CORRENTE Tabela 1 Valores característicos do circuito de entrada de inversores de freqüência para redes monofásicas Valores expressos em percentual da corrente nominal de saída do inversor X Ir1 Ir3 Ir5 Ir7 Ir9 Ir11 Ir13 Ir15 Irms THDI FP 05 160 1388 1030 632 301 128 119 102 247 117 064 1 160 1286 822 380 137 124 88 53 225 99 069 2 160 1154 579 177 128 84 53 44 207 82 073 3 160 1056 433 133 115 58 53 31 198 72 075 4 160 981 336 128 93 53 40 26 191 66 076 5 160 915 265 128 71 53 31 26 187 60 077 Tabela 2 Valores característicos do circuito de entrada de inversores de freqüência para redes trifásicas Valores expressos em percentual da corrente nominal de saída do inversor X Ir1 Ir5 Ir7 Ir11 Ir13 Irms THDI FP 05 93 722 548 214 98 131 101 069 1 93 637 423 94 60 121 84 075 2 93 473 242 67 49 106 59 083 3 93 373 149 67 34 99 45 088 4 93 327 110 63 30 96 39 090 5 93 296 87 58 30 96 35 091 ANEXO 2 CORREÇÃO DE FATOR DE POTÊNCIA E REDUÇÃO DA DISTORÇÃO HARMÔNICA 246 As tabelas 1 e 2 indicam os valores das correntes harmônicas Irh de ordem h e da corrente eficaz de entrada expressas em percentual da corrente nominal de saída do inversor de freqüência O valor da taxa de distorção harmônica de corrente THDI é definido por THDI 100 Os valores são indicados em função do valor da queda de tensão percentual nas reatâncias indutivas presentes no circuito de entrada do inversor de freqüência Ls Lr Lcc2 da figura 1 quando percorridos pela corrente de saída nominal do inversor Muitas empresas utilizam integralmente ou em parte os requisitos desta norma para criar suas próprias normas e critérios internos de especificação Em 1981 o IEEE Institute of Electrical and Electronic Engineers estabeleceu os riscos e recomendou níveis de distorção harmônica de tensão em seu paper IEEE519 Este documento foi revisado em 1992 para incluir níveis máximos recomendados de distorção harmônica de corrente Esta norma define um THD máximo de 3 para Sistemas em Geral General System valor este mostrado na tabela 102 desta norma aqui reproduzida Irh2 Ir1 h 2 3 NORMAS RELACIONADAS Tabela 3 Reprodução da Tabela 102 da IEEE519 LowVoltage System Classification and Distortion Limits Classificação de Sistemas de Baixa Tensão e Níveis de Distorção Aplicações Sistemas Sistemas Especiais Genéricos Dedicados Profundidade dos Notches 10 20 50 THD V 3 5 10 Área dos Notches 16400 22800 36500 Aplicações especiais incluem hospitais e aeroportos Um sistema dedicado é exclusivamente dedicado para alimentar o conversor ANEXO 2 CORREÇÃO DE FATOR DE POTÊNCIA E REDUÇÃO DA DISTORÇÃO HARMÔNICA 247 Para uma análise de atendimento dos requisitos desta norma é necessário termos informações da instalação impedância ou impedância de curtocircuito dos transformadores corrente de demanda nominal bitolas e comprimento de cabos tipo e localização das cargas etc e informações dos inversores de freqüência fornecidas pelo fabricante amplitude das harmônicas de corrente Na Europa estão previstas a adoção de normas que limitam as harmônicas de corrente consumidas pelos inversores de freqüência Estas normas são normas de produto diferentemente da IEEE519 a qual não limita as harmônicas do inversor de freqüência independentemente mas sim o seu efeito no sistema A norma EN 618003 1996 Adjustable speed electrical power drive systems dispositivos de drives elétricos de potência com velocidade variável Part 3 EMC product standard including specific test methods norma de EMC incluindo métodos de teste específicos estabelece que os fabricantes de inversores de freqüência deverão disponibilizar informações sobre os níveis de harmônicas de corrente sob carga nominal como um percentual da corrente nominal Os valores devem ser mostrados para ordem de harmônicas até pelo menos a 25ª sob certas condições de rede razão de curtocircuito Rsc 250 1 de distorção inicial em tensão e impedância da rede puramente indutiva Para equipamentos com corrente de entrada 16A é necessário o atendimento dos requisitos da norma IEC 100032 Harmonic limits for equipment with input currents 16A per phase limites de harmônicas para equipamentos com correntes de entrada 16A por fase a qual substitui a antiga IEC 5552 Para equipamentos com correntes 16A o atendimento da futura norma IEC 100034 é recomendado A IEC 100032 publicada em 1995 para ser seguida a partir de 1º de Janeiro de 1997 foi adiada primeiramente para 1º de Junho de 1998 e mais recentemente para 1º de Janeiro de 2001 As datas para obrigatoriedade do atendimento destas normas na Europa tem sofrido várias alterações sendo muitas vezes difícil se chegar a um consenso sobre um assunto complexo e que requer dos fabricantes de inversores de freqüência alterações substanciais nos projetos para cumprimento dos requisitos com reflexo principalmente no custo ANEXO 2 CORREÇÃO DE FATOR DE POTÊNCIA E REDUÇÃO DA DISTORÇÃO HARMÔNICA 248 O uso de capacitores para correção de fator de potência em redes elétricas que alimentam inversores de freqüência pode ocasionar problemas como ressonâncias série ou paralela na rede elétrica excitadas pelas harmônicas da corrente consumida pelos inversores Além disto os capacitores podem ser sobrecarregados por estas correntes harmônicas Os riscos de problemas são tanto maiores quanto maior for o peso das cargas não lineares em relação as lineares e quanto mais próximo os capacitores estiverem destas cargas Para reduzir o risco de problemas no uso destes capacitores sugerese o seguinte somente utilizar capacitores para correção de fator de potência quando as correntes consumidas pelos inversores e outras cargas nãolineares representarem no máximo 20 da corrente total de demanda Neste caso os capacitores corrigem o fator de potência somente das cargas lineares utilizar sempre reatores em série com os capacitores posicionar os capacitores fisicamente longe dos inversores se possível na alta tensão dimensionar os capacitores considerando as correntes de 60Hz e das harmônicas A introdução de uma indutância em série com a alimentação reatância de rede ou no circuito intermediário bobina ccacarreta uma melhora do fator de potência aumento e uma diminuição da distorção harmônica da corrente como mostrado na figura 2 Para drives com entrada trifásica e potência maior que 15HP é prática comum o uso de reatância de rede na entrada destes Como vantagens adicionais da reatância de rede estão a redução da corrente eficaz nos diodos do retificador redução da corrente de ripple nos capacitores do circuito intermediário e a limitação da área dos notches provocados por curtocircuitos momentâneos da rede elétrica devidos à condução simultânea dos diodos do retificador A área dos notches possui limites definidos na norma IEEE519 1992 A reatância de rede ainda reduz a incidência de bloqueio dos drives por sobretensão no circuito intermediário devido a surtos de tensão na rede 4 ALTERNATIVAS PARA CORREÇÃO DO FATOR DE POTÊNCIA E REDUÇÃO DAS CORRENTES HARMÔNICAS 41 CAPACITORES 42 REATÂNCIA DE REDE E BOBINA CC ANEXO 2 CORREÇÃO DE FATOR DE POTÊNCIA E REDUÇÃO DA DISTORÇÃO HARMÔNICA 249 elétrica Neste caso pelo fato destes transientes que causam sobretensão serem de modo diferencial o efeito limitador da reatância de rede é maior quando comparado a bobina cc pelo fato da indutância aparecer de forma duplicada Na figura 2 podemos ver que a introdução de uma bobina cc em um drive de 25HP440V com entrada trifásica causa uma diminuição do ripple de tensão no circuito intermediário sem no entanto diminuir o valor médio desta tensão A utilização de bobina cc dependendo da combinação dos valores de impedância de rede indutância da bobina cc e da capacitância do link DC pode resultar em ressonâncias indesejadas com o sistema A corrente de entrada também passa de descontínua para contínua com a bobina cc o que pode introduzir notches na tensão da rede Figura 2 Formas de onda medidas em um inversor de 25HP com alimentação trifásica em 440V60Hz a Forma de onda da corrente de entrada e da tensão no circuito intermediário sem reatância de rede e sem bobina cc b Forma de onda da corrente de entrada e da tensão no circuito intermediário sem reatância de rede e com bobina cc A inclusão da reatância de rede também provoca uma diminuição do valor da tensão média do circuito intermediário comparada aquela obtida sem reatância A maioria dos inversores de freqüência é do tipo PWM com índice de sobremodulação limitado não atingindo a chamada onda quasequadrada na saída com o objetivo de reduzir as perdas no motor A tensão de saída máxima é dada por ANEXO 2 CORREÇÃO DE FATOR DE POTÊNCIA E REDUÇÃO DA DISTORÇÃO HARMÔNICA 250 105 Vdc Vo máx 2 Onde Vomáx tensão eficaz máxima na saída do Inversor de Freqüência Volts Vdc valor médio da tensão no circuito intermediário Volts A utilização de reatância de rede que apresenta uma queda de tensão percentual de 2 a 3 para a corrente nominal do inversor de freqüência resulta num bom compromisso entre a queda de tensão no motor melhoria do fator de potência e redução da distorção harmônica da corrente Uma alternativa para diminuir a distorção harmônica e aumentar o fator de potência de inversores é o uso de filtros sintonizados No caso dos inversores de freqüência com entrada monofásica o mais comum é o filtro série sintonizado na 3ª harmônica Neste caso a distorção da corrente é menor que a obtida com a reatância de rede sendo que a amplitude da 3ª harmônica é reduzida a zero A tensão do circuito intermediário apresenta uma queda significativa em comparação ao valor obtido sem filtro Outra alternativa são os Filtros Sintonizados ou Filtros Filtros Shunt Paralelos ou TrapFilters O uso destes filtros apesar de citados na IEEE519 pode ocasionar problemas de ressonância com a rede de alimentação ou pode haver a importação de correntes harmônicas de outras cargas não lineares sobrecarregando o filtro Em ambos os casos citados poderemos ter uma distorção maior da rede eou uma sobrecarga nos componentes do filtro Portanto para uso destes filtros fazse necessário uma análise detalhada envolvendo todo o sistema Uma alternativa recentemente proposta por fabricantes de filtros é o uso de Filtros Shunt Reatância de Rede como mostrado na figura 3 Vários filtros poderiam ser utilizados em paralelo cada um sintonizado para uma determinada harmônica A vantagem de tal configuração é possibilitar a redução 43 FILTROS SINTONIZADOS ANEXO 2 CORREÇÃO DE FATOR DE POTÊNCIA E REDUÇÃO DA DISTORÇÃO HARMÔNICA 251 das harmônicas da corrente consumida da rede elétrica sem o perigo de haver a importação de correntes harmônicas de outras cargas devido ao fato do filtro operar apenas com as harmônicas de corrente do drive estando isolado das demais cargas pela reatância série Além disto a possibilidade de ocorrerem ressonâncias com a rede elétrica é minimizada pelo fato da reatância série deslocar a freqüência natural de ressonância para um valor menor que a freqüência da rede O contator K1 é utilizado para desconectar os capacitores da linha enquanto o inversor estiver desabilitado evitando o excesso de capacitores na rede Figura 3 Filtro shunt reatância de rede Uma nova alternativa que compete com a anterior para o caso de inversores de freqüência com entrada trifásica é o chamado Filtro tipo BroadBand Na prática tratase de um filtro passabaixa com um transformador para regulação de tensão como mostrado na figura 4 O transformador é necessário para manter a tensão do circuito intermediário aproximadamente constante com a variação da carga do motor acionado pelo drive 44 FILTROS BROAD BAND ANEXO 2 CORREÇÃO DE FATOR DE POTÊNCIA E REDUÇÃO DA DISTORÇÃO HARMÔNICA 252 Diferente da alternativa anterior filtro shunt reatância de rede problemas de importação de correntes harmônicas de outras cargas ou ressonância não ocorrem Valores típicos obtidos com uso destes filtros conectados a entrada de um drive trifásico são THDI8 a 10 e FP090 a 095 em avanço para carga nominal e 020 a 030 também em avanço para a situação do drive bloqueado Figura 4 Circuito do Filtro BroadBand Outro método muito eficaz para atenuação das harmônicas de corrente são os equipamentos para correção ativa que são instalados em paralelo com a alimentação e externamente aos inversores Estes equipamentos possuem um circuito de controle que faz com que absorvam uma corrente reativa de forma a compensar os reativos do inversor figura 5 A aplicação destes filtros ativos deverá seguir a orientação dos fabricantes destes e os níveis de atenuação serão controlados de acordo com a potência e o número de filtros utilizados Para inversores de maior potência é necessário o uso de diversos filtros em paralelo Uma característica destes filtros é que para que tenham um funcionamento eficiente a velocidade de resposta de controle deve ser alta Na prática isto significa que além de algoritmos de controle com resposta rápida os semicondutores de potência destes equipamentos devem operar com freqüências de chaveamento altas maior que 10KHz o que implica em gastos de energia adicionais e custo elevado 45 FILTROS ATIVOS ANEXO 2 CORREÇÃO DE FATOR DE POTÊNCIA E REDUÇÃO DA DISTORÇÃO HARMÔNICA 253 O uso correto deste tipo de filtro reduz drasticamente a distorção da corrente absorvida da rede elétrica Resultados típicos obtidos com este tipo de filtro são mostrados na figura 6 Figura 5 Exemplo de uso de Compensador Ativo Paralelo com Inversor de Freqüência Figura 6 Harmônicas da corrente consumida da rede elétrica com o uso de um compensador ativo paralelo com corrente nominal de 103 A ligado à entrada de um inversor trifásico O THDI é reduzido de 764 para 37 ANEXO 2 CORREÇÃO DE FATOR DE POTÊNCIA E REDUÇÃO DA DISTORÇÃO HARMÔNICA 254 Uma das alternativas para a redução da distorção harmônica da corrente e o aumento do fator de potência dos inversors com entrada trifásica é a utilização de circuitos retificadores com maior número de pulsos Para inversores de baixa tensão são utilizados retificadores de 12 ou 18 pulsos Na figura 7 temos um exemplo de medições feitas em um caso prático de uso de um inversor de 250HP com um transformador defasador estreladelta mais retificador de 12 pulsos com conexão série Teoricamente as harmônicas de ordem h11 deveriam apresentar amplitude zero No entanto desequilíbrios entre as reatâncias de dispersão de fluxo dos secundários YΔ do transformador fazem com que na prática tenhamos valores diferentes de zero como visto na tabela da figura 7 A amplitude da terceira harmônica mostrada pode ser devida a distorção já existente na tensão da rede de alimentação mesmo antes da instalação do inversor provocada por outras cargas não lineares ligadas nesta rede elétrica e efeitos de saturação de transformadores de alimentação A distorção harmônica da corrente é bastante reduzida THDI86 e o fator de potência elevado FP098 Figura 7 Dados de medição em um caso real de uso de um Inversor de 250HP com retificador de 12 pulsos conexão série alimentação em 480V trifásico acionando motor de 250HP 460V com carga nominal a Forma de onda da corrente de linha b harmônicas de corrente THDI86 O fator de potência medido na entrada do inversor é PF098 46 RETIFICADORES DE 12 E 18 PULSOS a b ANEXO 2 CORREÇÃO DE FATOR DE POTÊNCIA E REDUÇÃO DA DISTORÇÃO HARMÔNICA 255 No caso de inversores com entrada monofásica é possível a modificação da topologia do circuito de entrada para introduzir correção ativa das harmônicas para atender por exemplo a IEC 100032 Várias topologias do circuito de potência tem sido estudadas Porém os custo obtidos até agora não tem permitido o seu uso na maioria das aplicações industriais Notese que o mercado de inversores de freqüência com entrada monofásica limitase a potências de no máximo 2HP Esta faixa de potência é dominada pelos chamados microdrives sendo um mercado extremamente competitivo com uma pressão enorme sobre preços dimensões físicas e facilidade de operação e colocação em funcionamento No caso dos inversores de freqüência com entrada trifásica podem ser usados retificadores de entrada com IGBTs Estes podem ser fornecidos como dispositivos opcionais para serem instalados externamente ou já virem de fábrica instalados dentro do inversor em substituição ao retificador de diodos deste Neste caso além da eliminação das harmônicas de baixa ordem de forma bastante eficaz é possível a regeneração de energia para a rede elétrica Na figura 8 são apresentadas algumas medidas feitas em um inversor de 50HP provido de um retificador com IGBTs Notase que independentemente da carga se torque resistente modo motor ou de frenagem modo gerador a corrente permanece praticamente senoidal e em fase com a tensão garantindo com isso uma baixa distorção harmônica e um alto fator de potência praticamente unitário Figura 8 Blocodiagrama de inversor com retificador com IGBTs 47 RETIFICADORES COM IGBTS 471 Inversores de Freqüência com entrada monofásica 472 Inversores de Freqüência com entrada trifásica ANEXO 2 CORREÇÃO DE FATOR DE POTÊNCIA E REDUÇÃO DA DISTORÇÃO HARMÔNICA 256 Figura 9 Medidas feitas em um caso real de uso de um inversor de 50HP alimentação em 380V e com retificador de entrada com IGBTs a Formas de onda da corrente e tensão de rede para a situação do motor frenando com 70 da carga nominal I1438A THDI87 PF097 b Formas de onda da corrente e tensão de rede para a situação do motor com carga nominal I1652A THDI82 PF097 c Harmônicas de corrente para as situações a e b Em instalações onde existem diversos inversores com entrada monofásica é possível utilizar filtros com objetivo de atenuar a amplitude das harmônicas triplas de corrente 3ª 9ª e 15ª que circulam no neutro O uso destes filtros além de reduzir a distorção da tensão provocada pelas citadas harmônicas de corrente reduz a sobrecarga no cabo do neutro A bitola do cabo do neutro é muitas vezes dimensionada para uma capacidade de corrente inferior a dos cabos utilizados nas fases Na figura 10 podemos observar uma aplicação típica deste tipo de filtro O filtro deve ser posicionado o mais próximo possível dos inversores de forma a evitar que as harmônicas triplas da corrente circulem por um trecho grande da instalação O filtro é constituido de uma carga reativa de baixa impedância de seqüência zero Na prática tratase de c b d 48 FILTROS DE CORRENTE DO NEUTRO a ANEXO 2 CORREÇÃO DE FATOR DE POTÊNCIA E REDUÇÃO DA DISTORÇÃO HARMÔNICA 257 um autotransformador em delta ou em configurações mais complexas tipo zigzag Figura 10 Aplicação típica de um filtro de corrente de neutro Os transformadores defasadores são úteis na redução de harmônicas em instalações onde existem pelo menos dois inversores de freqüência com entrada trifásica Através do deslocamento de fase das tensões nas saídas destes transformadores é possível o cancelamento de harmônicas na entrada destes Na figura 11 podemos observar um exemplo de aplicação de um transformador defasador que possui dois secundários com defasamentos de 0 e 30 em relação a tensão de entrada Neste caso se os dois inversores forem da mesma potência acionarem motores iguais i e motores de mesma potência e com a mesma carga no eixo conseguese o cancelamento da 5ª e da 7ª harmônica gerada por estes dois inversores no primário do transformador Obviamente caso os inversores não apresentem correntes de entrada idênticas não haverá um cancelamento total destas harmônicas O transformador deverá ser projetado de tal forma a apresentar uma impedância semelhante entre os seus enrolamentos secudários Com este arranjo conseguese um desempenho do 49 TRANSFORMADORES DEFASADORES ANEXO 2 CORREÇÃO DE FATOR DE POTÊNCIA E REDUÇÃO DA DISTORÇÃO HARMÔNICA 258 ponto de vista da corrente consumida da rede pelos dois inversores idêntico a de um inversor de freqüência com retificador de 12 pulsos Figura 11 Transformador defasador com secundários Y Δ Com o uso cada vez maior de inversores de freqüência existe a necessidade de medidas preventivas para a melhoria do fator de potência e para a redução da distorção harmônica das correntes no sistema elétrico Como a maioria dos inversores de freqüência possui no circuito de entrada uma ponte de diodos no qual o atraso da fundamental da corrente de entrada em relação a tensão de rede é muito pequeno a melhoria do fator de potência pode ser obtida com a redução das harmônicas de corrente Para isto foram apresentadas diversas alternativas que vão desde a introdução de uma reatância na entrada até a sofisticada inclusão de filtros ativos eou retificadores transistorizados A adoção de uma ou de outra destas técnicas deve ser analisada levandose em conta os seguintes aspectos impacto na qualidade de energia causado pelo inversor de freqüência na instalação elétrica na qual o mesmo será conectado simplicidade custo e eficiência energética 5 CONCLUSÃO ANEXO 2 CORREÇÃO DE FATOR DE POTÊNCIA E REDUÇÃO DA DISTORÇÃO HARMÔNICA Anexo III CHECKLIST PARA DETALHAMENTO DA APLICAÇÃO 261 CHECKLIST PARA DETALHAMENTO DA APLICAÇÃO ANEXO 3 Folha de Dados para Dimensionamento Inversor de Freqüência Dados Gerais Empresa Tel Cidade Estado Fax Pessoa de Contato Email Aplicação Carga Dados da Aplicação Potência Nominal Nº de Pólos Rotação Nominal Tensão e Corrente de Placa CV 2 Pólos 3600 rpm 220 V A Fator de Serviço 4 Pólos 1800 rpm 380 V A FS 6 Pólos 1200 rpm 440 V A 8 Pólos 900 rpm V A É utilizado Pólos rpm Não Faixa de Rotação desejada Número de Partida por hora Sim De a rpm Partidas Hora Tipo de Carga Relação de Redução entre o Sobrecarga na Partida ou em Torque Constante Eixo do Motor e a Carga Regime é Maior que 150 Torque Quadrático Relação 1 Torque Indefinido Rotação no Motor rpm Não especificar nas Obs Rotação na Carga rpm Sim Tipo de Parada Frenagem Necessária Parada por Inércia por Desligamento do Motor e Inversor Parada Suave por Rampa de Desaceleração Tempo Desejado de segundos Parada Rápida por Frenagem Elétrica Tempo Desejado de segundos Rede de Alimentação Condições do Ambiente para Instalação 220 V Altitude Atmosfera Temperatura 380 V 50 Hz Até 1000m Normal Até 40 ºC 440 V 60 Hz m Agressiva ºC V especificar nas Obs Grau de Proteção Necessário Método de Comando IP 00 aberto sem proteção Botões Liga e Desliga Potenciômetro IP 20 proteção contra toques Interface HomemMáquina do Inversor IP 54 fechado montado em painel Entrada Analógica CLP ou SDCD Ao Tempo painel especial para chuva Distância entre o Motor e o Inversor especificar nas Obs Comprimento do Cabo m Características Desejadas no Inversor Método de Controle Acessórios Opcionais Escalar U F Internos ao Inversor Periféricos ao Inversor Vetorial Sensorless Cartões Expansão de Funções Moldura para HMI Remota Vetorial com Encoder Cabo para HMI m Funções Especiais Potenciômetro 1 Volta Multispeed até 8 velocidades Potenciômetro 10 Voltas Ciclo Automático do Processo Cartões para Redes FieldBus Reatância de Rede Regulador PID Profibus DP Reatância de Carga DeviceNet Fusíveis UltraRápidos Software de Progração do Inversor ModBus RTU Resistor de Frenagem por Microcomputador PC Interface Serial Software SUPERDRIVE RS 232 RS 485 Observações Caso seja necessário fornecer mais informações específicas favor enviar em anexo MOTOR CARGA INSTALAÇÃO 263 IEEE Recommended Practices and requirements for Harmonic Control in Electrical Power System IEEE Standard 519 1992 BS EN 618003 1997 Adjustable Speed Electrical Power Drive Systems Part 3 EMC Product Standard Including Specific Test Methods S Bhattacharya T M Frank D M Divan and B Banerjee Active Filter System Implementation IEEE Industry Application Magazine SeptemberOctober 1996 pp 4763 Fang Zheng Peng Application Issues of Active Power Filters IEEE Industry Application Magazine SeptemberOctober 1996 pp 2130 R Bredtmann R Hanitsch and J Schiele Megawatt Asynchronous Drive With 12Pulse Rectifier and Active Power Line Condictioner Ron Peters IEEE 519 Current Distortion Limits Drivesmag OnLine Magazine Ron Peters IEEE 519 Voltage Distortion Limits Drivesmag OnLine Magazine Ron Peters Drives impedance and Harmonic Caracteristics Drivesmag OnLine Magazine Nicholas D Hayes Understanding Your Options with Passive Harmonic Filters in a ThreePhase System with Drives Drivesmag OnLine Magazine Nicholas D Hayes A Crash course on Drives Power Topologies Drivesmag OnLine Magazine Roger Critchley Harmonics Existing and Forthcoming Standards and the Impact For Drives Desing Products Applications Drives Supplement February 1992 pp 4247 Mahesh M Swamy Harmonic Reduction Using BroadBand Harmonic Filters MTE Corporation Mahesh M Swamy Harmonic Interaction Between 1500kVA Supply Transformer and VFD Load at an Industrial Plant IEEE Transaction on Industry Applications Vol 34 No 5 SeptemberOctober 1998 Active Filter Technology for True Harmonic Current Cancellation Aims Technologies Europe Product Catalogue Drive Applied Harmonic Filters TransCoil Inc Product Catalogue REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS REFERÊNCIAS REFERÊNCIAS REFERÊNCIAS REFERÊNCIAS REFERÊNCIAS 264 RRW01 Retificador Regenerativo Weg Automação Ltda Manual do Produto Manual de Motores de Indução alimentados por Inversores de Freqüência editado pela Weg Manual de Motores Elétricos editado pela Weg Manual do Inversor de Freqüência CFW05 editado pela Weg Manual do Inversor de Freqüência CFW06 editado pela Weg Manual do Inversor de Freqüência CFW07 editado pela Weg Critérios para Compatibilidade Eletromagnética EMC editado pela Weg Conservação de Energia Elétrica editado pela Weg Application Manual EMC editado pela Eurothem Drives Hitachi Converters Technical Drives Guide Book editado pela Hitachi Ltd Variable Speed Drive Fundamentals de Clarence A Phipps editado pela Hardcover Apostila do curso DT2 Inversores de Freqüência Programa de Divulgação Tecnológica editado pela Weg Seleção e aplicação de motores elétricos 1 de Orlando S Lobosco editado pela Marcombo Boixareu Editores Seleção e aplicação de motores elétricos 2 de Orlando S Lobosco editado pela Marcombo Boixareu Editores Motores Electricos de Jim Cox editado pela GG Mexico Motores Electricos Accionamento de Maquinas de Jose Roldan Viloria REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS REFERÊNCIAS REFERÊNCIAS REFERÊNCIAS REFERÊNCIAS REFERÊNCIAS COMENTÁRIOS COMENTÁRIOS COMENTÁRIOS COMENTÁRIOS COMENTÁRIOS Favor dirigir quaisquer comentários críticas ou sugestões sobre esta publicação para WEG AUTOMAÇÃO WEG AUTOMAÇÃO WEG AUTOMAÇÃO WEG AUTOMAÇÃO WEG AUTOMAÇÃO Seção de Marketing Seção de Marketing Seção de Marketing Seção de Marketing Seção de Marketing Tel 47 33724672 Fax 47 33724424 email wauwegcombr U1 Título da unidade 1 U1 Título da unidade 1 Projetos de Automação Industrial Marcelo Barboza Silva Projetos de Automação Industrial 2018 Editora e Distribuidora Educacional SA Avenida Paris 675 Parque Residencial João Piza CEP 86041100 Londrina PR email editoraeducacionalkrotoncombr Homepage httpwwwkrotoncombr 2018 por Editora e Distribuidora Educacional SA Todos os direitos reservados Nenhuma parte desta publicação poderá ser reproduzida ou transmitida de qualquer modo ou por qualquer outro meio eletrônico ou mecânico incluindo fotocópia gravação ou qualquer outro tipo de sistema de armazenamento e transmissão de informação sem prévia autorização por escrito da Editora e Distribuidora Educacional SA Presidente Rodrigo Galindo VicePresidente Acadêmico de Graduação e de Educação Básica Mário Ghio Júnior Conselho Acadêmico Ana Lucia Jankovic Barduchi Camila Cardoso Rotella Danielly Nunes Andrade Noé Grasiele Aparecida Lourenço Isabel Cristina Chagas Barbin Lidiane Cristina Vivaldini Olo Thatiane Cristina dos Santos de Carvalho Ribeiro Revisão Técnica Marley Fagundes Tavares Rafael Schincariol da Silva Editorial Camila Cardoso Rotella Diretora Lidiane Cristina Vivaldini Olo Gerente Elmir Carvalho da Silva Coordenador Letícia Bento Pieroni Coordenadora Renata Jéssica Galdino Coordenadora Dados Internacionais de Catalogação na Publicação CIP Silva Marcelo Barboza S586p Projetos de automação industrial Marcelo Barboza Silva Londrina Editora e Distribuidora Educacional SA 2018 224 p ISBN 9788552211693 1 Planejamento 2 Desenvolvimento 3 Projetos I Silva Marcelo Barboza II Título CDD 6298 Thamiris Mantovani CRB89491 Ciclo de desenvolvimento de Projetos de Automação Industrial PAI 7 Projetos para Automação de Sistemas 10 Ciclo de vida de um projeto 25 Processo de gestão de um projeto de automação 42 Análise de viabilidade gerência de riscos e desenvolvimento de cronograma físicofi nanceiro de PAI 59 Estudo de viabilidade técnica 61 Ciclo de vida de um projeto 77 Análise de riscos e elaboração do cronograma 94 Dimensionamento dos elementos e desenvolvimento do software de controle de PAI 113 Dimensionamento dos elementos do sistema 115 Especificação das redes de comunicação 132 Desenvolvimento do software de controle 149 Plano de comissionamento operação assistida e encerramento de PAI 169 Implantação 171 Partida e operação assistida 188 Suporte e homologação 205 Unidade 1 Unidade 3 Unidade 2 Unidade 4 Seção 11 Seção 31 Seção 21 Seção 41 Seção 12 Seção 32 Seção 22 Seção 42 Seção 13 Seção 33 Seção 23 Seção 43 Sumário Seja bemvindo à disciplina Projetos de Automação Industrial Você já parou para refletir a respeito de como a tecnologia tem evoluído na direção de oferecer sistemas cada vez mais autônomos e automatizados para interagir com o ser humano Em um primeiro momento a automação foi um meio para se obter maiores níveis de produção e qualidade na fabricação de produtos Neste contexto o diferencial de uma indústria esteve associado ao fato de possuir algum nível de automação implantado em seu sistema produtivo Entretanto como um profissional você irá se deparar com uma realidade em que a automação é um prérequisito para que uma organização seja produtiva sem automação não há como garantir a sobrevivência neste mercado universalizado As novas tecnologias só podem ser aplicadas em sistemas produtivos em que a automação esteja presente como base para execução e controle de seus processos Neste cenário o objetivo desta disciplina é capacitar você para compreender métodos e técnicas que devem ser aplicados para o projeto de automação de sistemas produtivos presentes nas indústrias A primeira unidade irá tratar da caracterização do ciclo de desenvolvimento de Projetos de Automação Industrial PAI em que serão considerados os aspectos relacionados ao projeto como um todo Na sequência você aprofundará sua visão a respeito das fases do ciclo de vida de um projeto e como se configura o processo de gestão destes projetos Na segunda unidade você aprenderá técnicas de análise de viabilidade e de risco para que possa esboçar um cronograma físicofinanceiro objetivando o desenvolvimento de um projeto de automação Durante esta fase você terá contato com procedimentos importantes como a metodologia FEL Front End Loading conhecida também como Metodologia dos Portões Em seguida na terceira unidade você irá aprender a respeito do dimensionamento dos elementos que devem estar presentes nestes sistemas automatizados considerando a especificação das redes de comunicação que são necessárias além de analisar quais técnicas podem ser aplicadas para o desenvolvimento do software de controle Palavras do autor Finalizando na última unidade você será capacitado quanto à fase de comissionamento do sistema para a partida assistida e entenderá como planejar a homologação para a geração da documentação final para encerramento do projeto além do relatório de lições aprendidas Você já imaginou o diferencial que irá adquirir por meio da competência que desenvolverá para realizar projetos de automação industrial Bons estudos Unidade 1 Caro aluno esta primeira unidade tem como objetivo apresentar a você os principais conceitos envolvidos na definição de ciclo de desenvolvimento de um projeto de automação industrial Desta forma você terá uma noção de como os projetos de automação de sistemas são estruturados se baseados no conceito de ciclo de vida e como deve ser realizado um conjunto de procedimentos para que seja possível controlar a sua execução Para contextualizar o nosso estudo considere a seguinte situação você é o profissional responsável por gerenciar um projeto de automação para uma empresa de produtos alimentícios reconhecida no mercado por oferecer ao consumidor produtos alimentícios de boa qualidade A empresa deseja produzir um novo conceito de produto que se encaixa em um interessante nicho de mercado que ela deseja explorar relacionado aos alimentos processados de origem animal Como ela não abre mão de ser competitiva no mercado tem a intenção de automatizar uma nova linha para fabricação desse novo produto Neste contexto depois de uma breve análise da situação atual da empresa foram identificados os seguintes pontos de atenção Devido à crise econômica foi necessário realizar uma demissão dos funcionários que oneravam a folha Convite ao estudo Ciclo de desenvolvimento de Projetos de Automação Industrial PAI de pagamento de modo que os profissionais mais experientes tiveram que ser dispensados Com a falta de pessoal a sobrecarga de trabalho na fábrica é uma constante Este fator está impedindo que você realize reuniões periódicas com as equipes para levantar os requisitos do projeto Além disso quando você consegue marcar uma reunião ela é frequentemente remarcada na véspera Na última reunião que foi realizada duas semanas atrás você tomou conhecimento do processo de fabricação dos produtos No entanto ele deverá ser modificado devido ao atraso dos fornecedores e da necessidade de aquisição de uma nova estação para controlar a consistência do alimento Você não havia sido informado desta aquisição até então Não existe nos arquivos e documentos da empresa a informação referente à composição dos alimentos e às técnicas de rastreabilidade da cadeia de suprimentos Além disso existe uma grande dificuldade de se obter as informações referentes aos testes e certificações necessários pois são restritas aos supervisores da fábrica Como você pode observar pela situação atual da empresa há um exaustivo trabalho inicial a ser realizado de forma a alinhar muito bem os requisitos do projeto Como gestor você deve aplicar técnicas de gestão de projetos para levantar as informações iniciais que são fundamentais para o sucesso deste projeto Por onde começaria este trabalho Quais as principais dificuldades que você irá enfrentar Esta unidade foi dividida em três seções estruturadas de uma maneira que facilitará o seu entendimento e irá capacitálo para desenvolver um projeto de automação A primeira seção abordará os conceitos básicos necessários para desenvolver projetos de automação Você será orientado a respeito de como deve proceder para refletir sobre possíveis fatores que possam restringir o seu projeto e quais são os aspectos importantes a respeito do conceito da gestão de projetos para que você obtenha êxito na execução A segunda seção tem como objetivo capacitar no modelo ISA International Society of Automation Sociedade Internacional de Automação que estabelece as fases do ciclo de vida de um projeto de automação Para isto serão apresentadas as principais características que identificam cada uma delas ou seja as principais noções a respeito das fases de iniciação planejamento realização controle e encerramento Para finalizar a unidade serão apresentados os principais conceitos associados ao processo de gestão de projetos de automação baseados nas áreas de conhecimento do Project Management Body Of Knowledge PMBOK de forma que você saiba como diferenciar as definições de objetivo e escopo até a definição de uma proposta de programação custos e orçamento previstos para a execução do projeto Esperamos que ao final desta unidade você esteja dominando todos os conceitos necessários para o seu avanço em termos de capacitação técnica para o desenvolvimento de projetos de automação Para isso sugerimos que você estude os pontos com atenção e realize todas as atividades propostas nesta unidade Bom trabalho U1 Ciclo de desenvolvimento de Projetos de Automação Industrial PAI 10 A automação tornouse um requisito essencial que deve estar presente em sistemas produtivos que atuam oferecendo produtos e soluções para o mercado Onde quer que atuemos profissionalmente nos depararemos com um mercado exigente em busca de produtos e soluções atraentes e de elevada qualidade a baixo custo para atender às expectativas Por sua vez se você é exigente agora é o momento de ser um daqueles profissionais responsáveis por oferecer soluções para este perfil de mercado Como deverá se comportar para atender a elevados níveis de exigência A palavrachave é projetar Qualquer coisa que você almeja construir não há como atingir o seu objetivo se não for por meio da elaboração de um projeto que procure organizar todos os passos a serem dados para que o alvo desejado seja alcançado Dessa forma vamos retomar a situação em que você será o profissional responsável por gerenciar o projeto de automatização da produção de um novo produto de uma empresa do setor alimentício Como gestor você deve aplicar técnicas de gestão de projetos para levantar as informações iniciais fundamentais para o sucesso do projeto Para isto é essencial que você aplique um procedimento que dê suporte ao seu cliente e que possa orientálo sobre como se deve agir estrategicamente Inicialmente você observou a situação geral e atual da empresa e percebeu uma certa dificuldade de realizar reuniões e obter as informações necessárias para definir os requisitos do projeto Entretanto você deve dar o suporte necessário para seu cliente solucionar o primeiro nível conceitual do problema Desta forma existe a necessidade de fazer uma análise qualitativa dos aspectos relevantes que podem prejudicar o projeto como um todo Como se deve proceder para levantar os fatores que podem dificultar a realização do projeto Seção 11 Diálogo aberto Projetos para Automação de Sistemas U1 Ciclo de desenvolvimento de Projetos de Automação Industrial PAI 11 Para a solução deste problema você verá nesta seção os conceitos básicos associados ao desenvolvimento de projetos de automação e aprenderá em detalhes que existem fatores que restringem um projeto Além disso você perceberá quais são os desafios e benefícios obtidos quando se aplica o conceito de gestão de projetos Bom trabalho Não pode faltar Conceitos básicos associados ao desenvolvimento de projetos de automação Quando o objetivo é desenvolver projetos de automação industrial a primeira definição fundamental é a respeito do conceito de automação De acordo com Prudente 2011 é possível identificar um sistema como sendo automatizado quando ele é capaz de realizar as suas funções sem que haja a necessidade de intervenção humana Por sua vez em Lamb 2015 o conceito de automação está vinculado a duas características fundamentais mecanização e lógica programável A mecanização seria uma questão de manipulação de objetos no mundo físico sem a interação humana por meio de dispositivos que geralmente não são de grande complexidade Naturalmente com o avanço dos recursos computacionais você pode observar uma constante evolução de dispositivos e controladores programáveis que podem ser utilizados em sistemas produtivos Estes elementos são capazes de intervenções cada vez mais complexas e de incorporar recursos de Inteligência Artificial e aprendizagem autônoma que fazem com que estes sistemas possam ser vistos como artificiais capazes de tomar decisões que anteriormente dependiam do ser humano Neste cenário os autores citam diversas vantagens associadas ao emprego da automação tais como a preservação do operador em situações de desgaste físico e em casos de risco de morte o uso racional dos recursos que apontam para modelos voltados para sustentabilidade e aprimoramento contínuo da qualidade permitindo elevados níveis de repetibilidade que devem estar presentes em sistemas que asseguram um determinado padrão de qualidade convergindo para o fato de a automação ser um U1 Ciclo de desenvolvimento de Projetos de Automação Industrial PAI 12 agente que pode promover a melhoria da qualidade de vida de uma sociedade Por estes motivos é muito importante você entender alguns conceitos que serão o alicerce para desenvolver um projeto de automação Inicialmente é interessante você saber o que é projeto Baseado em Gido e Clements 2014 podemos definir projeto como um conjunto de ações que devem ser realizadas para que se possa atingir um determinado objetivo e estas ações envolvem o uso de um determinado conjunto de recursos durante certo período de tempo Portanto projeto está associado a três elementos fundamentais produto resultado obtido por meio da execução das ações previstas recursos humanos e materiais e tempo Neste contexto um projeto possui uma série de atributos Atributos de um projeto 1 Objetivo é a definição clara e precisa de qual resultado vai ser obtido a partir da aplicação de um determinado conjunto de recursos em um certo horizonte de tempo Por exemplo você pode ter que desenvolver o projeto de um veículo autônomo para transporte de passageiros com capacidade para 50 pessoas em dois anos com um orçamento de R 5 milhões Muitas vezes o cliente deseja ver também uma justificativa para o desenvolvimento do projeto ou seja um descritivo dos resultados positivos que serão alcançados 2 Processo descrição de um modelo conceitual da sequência a respeito de como as tarefas fundamentais devem ser realizadas 3 Recursos representam os recursos humanos as instalações os materiais as máquinas e os dispositivos de controle e comunicação necessários para viabilizar a execução do processo 4 Período corresponde ao intervalo de tempo disponível incluindo a especificação de datas para determinar sua conclusão 5 Cliente é aquele que representa quem irá investir para fornecer os recursos financeiros para viabilizar os recursos para execução do processo que faz parte do projeto 6 Grau de incerteza para que você possa desenvolver um projeto terá que estimar como as coisas vão acontecer ou seja você assumirá determinadas hipóteses sobre disponibilidade dos recursos em determinadas datas por exemplo É muito importante documentar Assimile U1 Ciclo de desenvolvimento de Projetos de Automação Industrial PAI 13 Fatores que restringem um projeto Existem vários fatores que podem interferir no sucesso de um projeto A forma como esses fatores causam algum impacto negativo sobre os atributos do projeto pode ser observada na sequência 1 Escopo O escopo de um projeto reúne as informações sobre quais as tarefas que devem ser executadas para gerar as entregas de produtos ou serviços a fim de cumprir os objetivos do projeto em um determinado prazo e de acordo com um orçamento definido para satisfação do cliente Imagine quantos problemas podem acontecer capazes de afetar o escopo de um projeto Escopo mal definido significa que algum atributo do projeto não foi especificado de forma adequada e a consequência impacta diretamente na satisfação do cliente 2 Qualidade Os padrões de qualidade precisam ficar claramente estabelecidos pois vão definir o aceite ou não dos resultados gerados durante o desenvolvimento do projeto Em automação há uma série de normas que devem ser atendidas conforme a classe de sistemas que estiver sendo automatizada Por exemplo sistemas críticos como usinas nucleares podem provocar desastres e danos irreparáveis à vida humana e ao ambiente Por este motivo existem normas específicas que precisam ser obedecidas e isso envolve o planejamento de inspeções e testes exaustivos para verificação e validação das soluções durante o desenvolvimento desses projetos Outra forma de verificar a qualidade é por meio da realização de auditorias durante a execução do projeto todas as hipóteses e estimativas que você fizer para que possa avaliar frequentemente a incerteza de conclusão do objetivo estabelecido para o projeto conforme o tempo for avançando e as hipóteses forem substituídas pela realidade vivenciada Uma vez esclarecidos os principais atributos de um projeto você já será capaz de definir um por meio da descrição de seus atributos especificar o objetivo do projeto e os demais atributos associados ao seu desenvolvimento U1 Ciclo de desenvolvimento de Projetos de Automação Industrial PAI 14 3 Planejamento A partir da definição do objetivo de um projeto fixase um término para finalização de seu escopo Isto significa que uma série de datas são estipuladas como marcos que devem ser cumpridos Eventos inesperados podem provocar atrasos que causam danos ao escopo do projeto 4 Orçamento O orçamento representa o montante que os clientes decidiram investigar para obter o cumprimento do objetivo do projeto De uma forma geral envolve o planejamento detalhado de desembolsos que devem estar sincronizados às entregas previamente programadas Custos e despesas mal definidas causam uma restrição severa que pode comprometer a continuidade de um projeto 5 Recursos Um conjunto de recursos é fundamental para o desenvolvimento de projetos Estão presentes recursos humanos constituídos por profissionais que precisam ter competência e maturidade adequadas para atuarem em diferentes fases do projeto além de recursos materiais e dispositivos para a execução das tarefas a fim de gerar as entregas previstas no escopo do projeto Tudo isso suportado por uma infraestrutura adequada para que todos os recursos possam operar conforme planejado Qualquer falha na previsão dos recursos principalmente recursos humanos pode comprometer o escopo do projeto 6 Riscos Os riscos precisam ser analisados de forma criteriosa uma vez que a ocorrência deles pode afetar diretamente o êxito do projeto Neste contexto é necessário identificar os riscos em potencial a probabilidade com que podem ocorrer e o impacto que podem provocar 7 Satisfação do cliente Gido e Clements 2014 colocam de forma clara e objetiva que para se conquistar a satisfação de um cliente é necessário ir além do simples atendimento ao escopo U1 Ciclo de desenvolvimento de Projetos de Automação Industrial PAI 15 de um projeto O cliente estará satisfeito quando for construída uma relação de trabalho com ele durante o desenvolvimento do projeto Desta forma será gerada uma relação de confiança em que qualquer ajuste que for necessário realizar para o cumprimento do escopo do projeto será viável de ser feito trazendo para o cliente uma realidade de participação ativa Neste cenário de fatores que podem afetar o bom desenvolvimento de um projeto observase que um grande desafio para o projetista é manter o equilíbrio entre estes fatores que pode ser visualizado de uma forma mais intuitiva na Figura 11 Figura 11 Equilíbrio entre os fatores que restringem o êxito de um projeto Fonte Gido e Clements 2014 p 7 U1 Ciclo de desenvolvimento de Projetos de Automação Industrial PAI 16 Reflita Você viu que um dos fatores que restringem o sucesso de um projeto é a satisfação do cliente De acordo com Kerzner 2017 as grandes empresas estão migrando de um simples modelo de gestão de projetos com foco em orçamento cronograma escopo e qualidade para um modelo baseado no conceito de benefício ou seja no valor real que um determinado projeto agrega a seu cliente Neste contexto a preocupação está em avaliar se a solução desenvolvida atendeu de fato às necessidades do cliente Que tipo de proposta você teria para melhorar o modelo de gestão de uma empresa para que seus clientes experimentassem outro nível de satisfação Em tempo de competitividade acirrada esta questão é fundamental para que uma empresa possa ser reconhecida pela qualidade dos produtos que entrega Desafios para a gestão de projetos e seus benefícios Em termos de desafios para o desenvolvimento de um projeto em Lima 2009 destacamse fatores que podem resultar no fracasso Neste contexto o autor destacou os seguintes fatores Comunicação ineficaz Problemas de definição de escopo com falhas O suporte dos clientes que investem no projeto não ocorre conforme planejado Requisitos associados ao produto a ser entregue são definidos de forma incompleta Planejamento inadequado dos recursos Falhas no processo de desenvolvimento do projeto que podem ocorrer principalmente na etapa de planejamento ou no controle de sua execução Equipe não capacitada para o projeto Definição inadequada de critérios de qualidade Controle inadequado de mudança de requisitos durante o desenvolvimento do projeto Controle inadequado para avaliação da satisfação do cliente Plano de riscos mal definido U1 Ciclo de desenvolvimento de Projetos de Automação Industrial PAI 17 Gerenciamento ineficaz das situações de conflito É importante você saber que esta lista não é exaustiva apenas exemplifica o que há de ocorrências mais comuns Portanto se para a execução de um projeto existe um processo associado entenda por processo a maneira como algo é feito LIMA 2009 então é fundamental que uma organização estabeleça uma cultura de procedimentos operacionais que deva ser praticada Quanto maior a maturidade de uma organização no sentido de padronizar seus processos mais estes processos serão capazes de se tornar ferramentas de gerenciamento de novos projetos que venham a ser desenvolvidos O resultado obtido com este tipo de cultura organizacional é que os processos se tornam repetitivos e a contratação de novos projetos passam a ter um elevado nível de previsibilidade em termos das saídas esperadas LIMA 2009 É a partir desta conduta que surge a necessidade de se fazer gestão de projetos para que as tarefas sejam executadas de acordo com um determinado modelo De acordo com Lima 2009 a partir de um conjunto bem definido de procedimentos de gestão de projetos surge uma metodologia Neste sentido o Project Management Institute PMI é uma entidade internacional que reúne profissionais que atuam na área de gestão de projetos buscando definir boas práticas para as organizações A teoria de gestão proposta pelo PMI foi documentada no Project Management Body Of Knowledge PMBOK e se baseia no ciclo de vida para o desenvolvimento de um projeto em que basicamente devem estar presentes as fases de iniciação planejamento execução controlemonitoramento e encerramento A Figura 12 ajudará a visualizar um pouco melhor o conceito de processo para o desenvolvimento de um projeto que envolve fases para sua realização U1 Ciclo de desenvolvimento de Projetos de Automação Industrial PAI 18 Figura 12 O foco do PMBOK Fonte Lima 2009 p 7 A gestão de projetos tornouse algo tão importante que hoje é reconhecida como mandatória para a sobrevivência de uma empresa Leia em Kerzner 2017 como evoluiu e quais foram as melhores práticas em gestão de projetos em diferentes períodos i de 1945 a 1960 ii de 1960 a 1985 e iii de 1985 a 2014 Este conteúdo está disponível nas páginas de 3 a 12 KERZNER H R Gestão de Projetos as melhores práticas 3 ed Porto Alegre Bookman 2017 Assimile Na área de automação há uma tendência muito forte exatamente no sentido de buscar uma forma de gerenciar projetos que simplifique os procedimentos a serem aplicados Estes processos devem ser generalizados o suficiente para que se tornem universais dentro de uma empresa No quadro exemplificando veja como esta preocupação é real para o caso da Rockweel Automation que percebeu a importância de padronizar seus processos para melhorar a previsibilidade de execução de projetos novos que a empresa se propõe a desenvolver U1 Ciclo de desenvolvimento de Projetos de Automação Industrial PAI 19 De acordo com Kerzner 2017 a Rockwell Automation é um exemplo de empresa de automação que se preocupou em buscar um novo processo comum que fosse seu grande diferencial para o desenvolvimento de produtos Por se tratar de uma empresa mundialmente reconhecida na área de automação é importante você entender um pouco melhor a complexidade dessa busca A Rockwell Automation oferece uma grande diversidade de produtos para automação 1 Controle de processo avançado 2 Monitoração da condição e ES 3 Software de projetos e operações 4 Sistemas digitais de controle distribuído 5 Sistemas de acionamento 6 Inversores 7 Interface de operação e programação 8 Produtos de controle industrial 9 Produtos de rede industrial 10 Sensores industriais 11 Sistema de execução de manufatura 12 Controle de movimento 13 Centros de controle de motores 14 Controladores programáveis 15 Componentes de segurança 16 Sistemas com instrumentos de segurança e 17 Treinamento Como resultado ela desenvolveu um procedimento baseado em seis fases e ao final de cada uma é feita uma verificação para validar antes de evoluir para próxima São elas 1 Consideração análise do negócio para ver se o investimento é viável 2 Iniciação 3 Viabilidade para gerar os requisitos dos produtos funcionais e cronograma 4 Execução 5 Liberação finalizar os testes para montar e validar a produção piloto e 6 Encerramento O maior objetivo era disciplinar os processos e decidir de forma objetiva quais projetos deveriam ou não ser financiados pois muitos deles eram realizados sem que os critérios mínimos de análise fossem feitos para garantir seu sucesso comercial Exemplificando Sem medo de errar Você tem uma excelente oportunidade de desenvolver um projeto de automação para uma empresa de produtos alimentícios com o objetivo de automatizar uma nova linha para fabricação de alimentos processados de origem animal Cabe a você aplicar técnicas de gestão de projetos iniciando com um bom levantamento das informações crucias para o sucesso Uma especificação inicial mal formulada pode causar desvios no projeto que são impossíveis de corrigir mais à frente U1 Ciclo de desenvolvimento de Projetos de Automação Industrial PAI 20 Para isto é essencial que você possa desenvolver um trabalho em parceria com o cliente no sentido de orientálo no levantamento das efetivas necessidades e da realidade em que hoje ele atua para o desenvolvimento do projeto em questão Primeiramente você deve dar o suporte necessário para o cliente solucionar seu primeiro nível conceitual do problema levantando os fatores que podem prejudicar a realização do projeto Retomando o conteúdo desta seção você aprendeu que existem sete fatores fundamentais associados ao sucesso de um projeto Em cada um destes contextos eventos indesejáveis e imprevisíveis podem acontecer e com isto podem causar o comprometimento quanto ao alcance do objetivo planejado Portanto reflita sobre como elaborar uma análise qualitativa que descreva como ele deve proceder para levantar os fatores que podem prejudicar a realização do projeto Baseado nos atributos de um projeto e na situação atual da empresa que você identificou vamos delinear uma análise básica dos fatores e levantar os possíveis eventos que poderiam ocorrer em cada contexto 1 Possibilidades de afetar o escopo Equipe não fez as reuniões que seriam suficientes para discutir o escopo 2 Possibilidades de afetar a qualidade Houve uma mudança de escopo causada por um processo adicional que o alimento deve sofrer antes de ser embalado para melhorar a sua consistência quando for consumido Se não houverem ajustes na programação e no orçamento pode ser que a qualidade fique comprometida 3 Possibilidades de afetar a programação Atraso de um dos fornecedores responsável pelas embalagens 4 Possibilidades de afetar o orçamento Com a inclusão de uma nova estação para controlar a consistência do alimento devese avaliar a necessidade de revisão do orçamento U1 Ciclo de desenvolvimento de Projetos de Automação Industrial PAI 21 5 Possibilidades de afetar os recursos Com a crise no mercado alguns profissionais experientes foram desligados e a empresa carece de pessoas com maturidade para atuar neste projeto 6 Possibilidades que podem afetar a satisfação do cliente Observase a ocorrência de falhas na comunicação em virtude das constantes remarcações de reuniões Para cada atributo do projeto que você estiver analisando é importante que esteja reunido com uma equipe multidisciplinar que irá te ajudar a definir os conteúdos a serem trabalhados e que somente as pessoas diretamente envolvidas poderão responder de forma concreta Em cada um desses itens as reflexões devem convergir para as seguintes respostas Prevenir quais ações devem ser tomadas para evitar a ocorrência de um evento indesejado Antecipar quais indicadores devem ser utilizados para identificar a evolução do processo que vai culminar no evento indesejado Superar como resolver o problema caso ocorra o evento indesejado Atenção estas informações serão necessárias para outras etapas do projeto Avançando na prática Embalagens para alimentos processados Descrição da situaçãoproblema Imagine uma nova empresa de produtos alimentícios cujo processo de fabricação de alimentos processados envolve uma série de etapas que precisam ser realizadas em ambiente controlado Esta necessidade decorre dos cuidados para não haver contaminação do produto que pode causar graves consequências para a saúde do consumidor Um dos pontos cruciais é a etapa de envasamento Para a embalagem de produtos alimentícios processados será necessário analisar quais fatores podem restringir o projeto em termos de escopo prazo orçamento e qualidade Você trabalha como um profissional de gerenciamento de projetos de automação U1 Ciclo de desenvolvimento de Projetos de Automação Industrial PAI 22 e foi solicitado que elabore um modelo de questionário que pode servir para levantar os fatores que poderiam comprometer o projeto Como você realizaria esta tarefa Resolução da situaçãoproblema A embalagem de um alimento processado é projetada para atender aos requisitos do produto que está sendo embalado durante sua vida útil ou seja durante seu prazo de validade Portanto faz parte do escopo do projeto Decidir a melhor proteção para o alimento Qual o impacto da embalagem se for frágil Decidir a melhor conservação para o alimento Qual o impacto da embalagem se não garantir a consistência das propriedades do produto e poder afetar a saúde do consumidor Decidir a embalagem mais acessível para o consumidor manusear Qual o impacto se o consumidor tiver dificuldades para manusear a embalagem Decidir a melhor forma de organização da informação para que o distribuidor e o consumidor tenham a devida orientação para não afetar a qualidade do produto Qual o impacto sobre a questão de não esclarecer de forma adequada as informações de conservação do produto antes e após a abertura da embalagem Qual o impacto de não esclarecer devidamente como a embalagem deve ser estocada no distribuidor Aplicando a regra do Prevenir Antecipar e Superar você poderá concluir sobre como proceder Por exemplo se a embalagem for frágil você vai identificar junto ao distribuidor e junto ao SAC da empresa como deve melhorar e criar uma nova embalagem para resolver o problema Entretanto se a embalagem comprometer as propriedades do produto deverá ser retirado todo o lote e a empresa correrá um sério risco de deixar de existir no mercado Portanto será conveniente sacrificar as três variáveis dependendo do caso U1 Ciclo de desenvolvimento de Projetos de Automação Industrial PAI 23 Faça valer a pena Figura 11 Equilíbrio entre os fatores que restringem o êxito de um projeto 1 Fonte Gido e Clements 2014 p 7 De acordo com a figura acima sobre os fatores que restringem um projeto avalie a seguinte síntese proposta I Um grande desafio para o projetista é manter o equilíbrio entre estes fatores II Se para a execução de um projeto existe um processo associado então é necessário estabelecer uma cultura de procedimentos operacionais que devem ser realizados de forma padrão III Se você aprende uma forma de elaborar os processos de diversos projetos em que você atuou isto não significa que você poderá utilizála como modelo a ser seguido em futuros projetos Assinale a alternativa que associa Verdadeiro ou Falso corretamente de acordo com as afirmações acima a VVF b FVV c VFV d FFV e VVV U1 Ciclo de desenvolvimento de Projetos de Automação Industrial PAI 24 2 Com relação aos atributos de um projeto analise as seguintes afirmações I O processo descreve um modelo conceitual da sequência de tarefas que devem ser realizadas II O cliente não representa o investidor III O objetivo deve descrever o resultado que vai ser obtido a partir da aplicação de um determinado conjunto de recursos em um certo horizonte de tempo Assinale a alternativa que corresponde a uma análise correta das afirmações a Somente a afirmativa I é verdadeira b Somente a afirmativa II é verdadeira c Somente a afirmativa III é verdadeira d Somente as afirmativas I e III são verdadeiras e Somente as afirmativas II e III são verdadeiras 3 Na área de automação há uma tendência muito forte exatamente no sentido de buscar uma forma de gerenciar projetos que os procedimentos a serem aplicados e que possam ser o suficiente para se tornarem dentro de uma empresa Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do texto acima a detalhe específicos otimizados b simplifique específicos universais c simplifique generalizados otimizados d simplifique generalizados universais e simplifique específicos otimizados U1 Ciclo de desenvolvimento de Projetos de Automação Industrial PAI 25 Você é um técnico que está desenvolvendo um projeto de automação para uma empresa de produtos alimentícios Esta é uma empresa de ponta no setor reconhecida no mercado por atender o consumidor com produtos de elevada qualidade Seu primeiro desafio foi organizar o levantamento de fatores que poderiam prejudicar a realização do projeto Outro desafio que você precisa enfrentar é dar suporte ao cliente para que não haja falhas na iniciação do projeto Neste contexto como o cliente deve sistematizar a especificação de suas necessidades que justificam o desenvolvimento do projeto que ele pretende executar Como o seu cliente já tem experiência em desenvolver outros projetos de automação de produtos alimentícios e conhece as normas da ANVISA ele sabe que para manter a qualidade de produção é fundamental controlar os lotes de matériaprima de todos os fornecedores envolvidos na fabricação de seu produto Também é necessário controlar todo o processo de fabricação quanto à contaminação e ao uso de conservantes e demais produtos químicos para composição do produto final que será embalado para manter sua integridade até a data de vencimento Como parte de suas tarefas neste projeto você precisa fazer um relatório técnico que esclareça como o cliente deve relacionar as necessidades com a visão estratégica da organização Se necessário mostre como a automação pode eliminar possíveis tradeoffs o fato de se atender a alguma necessidade poderia comprometer o atendimento a outra Por exemplo se o produto for de boa qualidade será que pode ser de custo menor Para avançar nesta etapa você aprenderá nesta seção quais são as fases do ciclo de vida de um projeto Além disso saberá como realizar a iniciação desenvolver o planejamento conduzir a execução e controlar os prazos para que o cronograma seja cumprido Por Seção 12 Diálogo aberto Ciclo de vida de um projeto U1 Ciclo de desenvolvimento de Projetos de Automação Industrial PAI 26 fim você verá como deve ser o encerramento de um projeto tudo isto baseado no modelo proposto pela ISA International Society of Automation Bom trabalho Não pode faltar Fases do ciclo de vida de um projeto modelo ISA Você técnico da área de automação deve ser capaz de realizar projetos em diferentes áreas de atuação como plantas industriais de processos químicos fábricas de autopeças montadoras de veículos fábricas de produtos alimentícios laboratórios farmacêuticos fabricantes de máquinas fabricantes de computadores automação hospitalar domótica automação predial entre outros Para cada situação existe uma especificidade Inicialmente você conhecerá um modelo de fases de desenvolvimento de um projeto que pode ser aplicado de forma conceitual a uma diversidade de situações De acordo com Gido 2014 para que um projeto seja desenvolvido com êxito é importante considerar um modelo conceitual básico para descrever o seu processo de desenvolvimento denominado ciclo de vida de um projeto Este ciclo de vida deve apresentar claramente no mínimo quatro fases Iniciação Planejamento Realização Encerramento Para ilustrar como estas fases são executadas ao longo do tempo observe a Figura 13 Atente para o fato de que o esforço inicial é mínimo quando comparado ao que você deverá se dedicar na fase de realização do projeto A primeira pergunta a ser feita é a seguinte Quais tarefas devem ser executadas em cada fase U1 Ciclo de desenvolvimento de Projetos de Automação Industrial PAI 27 Vamos começar entendendo a fase de Iniciação quando o projetista deve ficar atento para entender a necessidade que justifica o desenvolvimento do projeto Esta necessidade pode ser interpretada como um problema que precisa ser resolvido podendo ser por exemplo melhoria da produtividade da qualidade do produto diminuição do número de operadores em um determinado posto de trabalho melhoria da segurança do processo etc Uma vez que a necessidade estiver formalmente definida será o agente motivador para que exista quem queira investir neste projeto ou seja precisa estar de acordo com a visão estratégica da empresa Portanto esta fase é crítica pois será o norte para o desenvolvimento do projeto Se você determinar de forma equivocada as necessidades de seu cliente certamente definirá um projeto que não atenderá às necessidades dele Uma sistemática para você definir as necessidades de uma organização consiste em descrever A visão estratégica da empresa A descrição das necessidades de acordo com a visão estratégica As justificativas para o desenvolvimento da solução do problema proposto na descrição das necessidades Por causa desta importância é que o levantamento das necessidades é considerado um ponto estratégico para o crescimento de uma organização Acertar o alvo das suas reais necessidades significa que o projeto vai agregar um valor importante para a empresa se manter competitiva O desenvolvimento de um projeto é autorizado através da emissão de um documento conhecido por Termo de Abertura do Projeto que apresenta as informações fundamentais referentes ao gerente do projeto justificativas objetivos e metas de acordo com as necessidades a serem contempladas além de restrições de tal forma que seja um documento a ser seguido durante todo o ciclo de vida do projeto Maiores detalhes e exemplos serão vistos nas próximas seções U1 Ciclo de desenvolvimento de Projetos de Automação Industrial PAI 28 Figura 13 Ciclo de vida de um projeto Fonte Gido 2014 p 8 A próxima fase demandará um esforço maior e corresponde ao Planejamento Imagine que você começou a atuar em uma empresa de produção de açúcar e em uma visita à planta industrial você foi questionado sobre o prazo para desenvolver um sistema supervisório do controle das centrífugas cujo objetivo é diagnosticar problemas de superaquecimento devido à excentricidade no eixo principal decorrente do uso das centrífugas Se você não tem a cultura de se planejar terá dificuldades em responder Entretanto o conceito de planejamento é inerente ao ser humano Planejamento corresponde ao desenvolvimento de um plano de ações que deve contemplar as seguintes questões GIDO 2014 1 O que será feito A resposta está associada ao escopo do projeto faça uma reflexão sobre este item 2 Como será executado Como será feito está associado à descrição do processo U1 Ciclo de desenvolvimento de Projetos de Automação Industrial PAI 29 que envolve a sequência de atividades que estabelece uma relação causaefeito entre elas 3 Quais recursos utilizar Está associado aos recursos que foram previstos para o projeto Isto envolve tanto a parte material quanto os recursos humanos com as devidas competências e experiências necessárias 4 Quando deverá ser feito É necessário projetar uma estimativa de tempo de duração de cada atividade e o sincronismo que possa existir entre elas 5 Quanto vai custar Está relacionado ao orçamento que foi previsto para a execução das atividades 6 Qual o risco É fundamental que seja elaborado um plano de gerenciamento de riscos para o caso de eventos indesejáveis ocorrerem e medidas de correção possam ser tomadas para minimizar o impacto destes eventos Desta forma será obtido o Planobase que direcionará a execução do projeto dentro do prazo e dos recursos previstos Portanto Planobase é algo que contém uma descrição de como deve se proceder para executar o projeto respeitando o que foi estipulado no TAP de tal forma que será mais um documento a ser utilizado como referência para o controle da realização do projeto GIDO 2014 Vamos esboçar as etapas de planejamento a fim de desenvolver um sistema de controle automático para dar partida em motores trifásicos para você treinar um pouco o seu raciocínio 1 O que será feito Acionamento automático de motores trifásicos 2 Como será executado Definição das funções de controle de acionamento e parada Exemplificando U1 Ciclo de desenvolvimento de Projetos de Automação Industrial PAI 30 A próxima fase do ciclo de vida de um projeto é a Realização Isso significa que o Planobase elaborado na fase anterior deve ser executado É nesta fase que o maior esforço é exigido A execução desta etapa resulta no produto que foi definido no objetivo do projeto Portanto ao se concluir esta fase você deve apresentar como resultado algo que atende ao escopo do projeto de tal forma que as metas tenham sido atingidas conforme programado e dentro do orçamento previsto Para executar a etapa de realização é necessário estabelecer mecanismos capazes de controlar o prazo prescrito para execução Programação utilizando linguagens previstas na norma IEC International Electrotechnical Commission 611313 Comissionamento Testes Entrega 3 Quais recursos utilizar Controlador programável Painel de controle com botoeira de comando e leds de monitoração para informar o estado do motor Dispositivos de atuação do tipo chaves contatoras Programador de CLP Controlador Lógico Programável e eletricista 4 Quando deverá ser feito Quinze dias para aquisição do material Quinze dias para realização do projeto 5 Quanto vai custar Cotação dos recursos materiais mais a computação do tempo de trabalho dos profissionais 6 Qual o risco Formação de arco voltaico durante chaveamento do acionamento estrelatriângulo Uma vez levantadas todas estas informações em detalhes distribuindo as tarefas no tempo e cotando o custo de todos os recursos você terá a descrição do Planobase para acionamento automático de motores trifásicos U1 Ciclo de desenvolvimento de Projetos de Automação Industrial PAI 31 das atividades inerentes a essa fase e avaliar se os recursos estão sendo utilizados conforme a previsão Portanto é necessário estabelecer um processo de monitoração entre o previsto e o realizado para que alarmes sejam disparados quando desvios ocorrerem Uma vez detectado um problema ele precisa ser diagnosticado corretamente para que ações regulatórias possam ser tomadas É importante você entender que antes de disparar ações desta natureza é necessário fazer simulações para verificar se são ações eficazes e se vão trazer o projeto de volta para o estado desejado Se não for feito este estudo de previsibilidade você pode correr o risco de determinadas mudanças desestabilizarem a etapa de realização a tal ponto que poderá sacrificar algum aspecto isto é o cronograma pode não ser cumprido o orçamento pode ser extrapolado ou então resultados pretendidos podem não ser mais atingidos A chave para o êxito está em detectar o problema o mais rápido possível Quanto mais tarde maior a quantidade de esforço que será necessário para trazer o projeto para uma situação controlável novamente As alterações que ocorrerem durante esta fase devem ser resolvidas mediante o estabelecimento de um sistema de controle de mudanças Para realizar este procedimento deve haver um sistema de comunicação efetivo entre as partes envolvidas ou seja cliente gestor e equipe executora O gestor deve ser o agente integrador e catalisador do processo de mudanças O resultado deve ser a atualização do Planobase que deve evoluir para futuras versões até o ponto em que se atinja um plano viável e aceitável Reflita Considere a situação em que você é o gestor de um projeto de automação cuja fase de Iniciação foi cuidadosamente elaborada para levantamento das necessidades Um Planejamento detalhado foi realizado e serviu como base para se obter êxito na fase de Realização entretanto você se depara com mudanças bem no meio dessa etapa Qual a sua reação Resistir a qualquer menção de apoio a este tipo de atitude Ou você entende que faz parte do processo e resolve correr o risco e U1 Ciclo de desenvolvimento de Projetos de Automação Industrial PAI 32 Por fim temos a fase de Encerramento reconhecida como o momento em que será testada a organização do gestor do projeto e o quanto ele é metódico para desempenhar seu trabalho Junto a esta etapa esperase que sejam gerados os seguintes produtos básicos GIDO 2014 Arquivamento de todos os documentos fundamentais para manutenção do sistema Reflexão com a equipe a respeito das experiências adquiridas e realização de um estudo com a avaliação dos pontos fortes e fracos bem como dos fatores que foram favoráveis e os que representaram situações de perigo para execução do projeto Avaliação do nível de satisfação do cliente e pontos que podem e devem ser aprimorados Uma vez entendido este contexto de ciclo de vida de um projeto você deve se perguntar será que existe um modelo mais específico em que estes conceitos podem ser aplicados para gerar o projeto de automação de uma forma mais adequada A resposta é sim Quem cuida disso é a Sociedade Internacional de Automação International Society of Automation ISA Vamos conhecer detalhes desta abordagem na sequência Uma questão muito importante que você deve considerar na sua prática profissional é a ética Esse contexto deve ser aplicado em todas as áreas de sua vida que envolve em primeiro lugar a sua família e na sequência o seu trabalho considerando a forma como você gerência a execução de projetos e as pessoas que estão vinculadas aos mesmos O Project Management Institute PMI é um instituto reconhecido mundialmente e que constitui uma associação que oferece suporte a mais de 700 mil profissionais para desenvolverem as suas atividades com elevados padrões de qualidade e desempenho Uma das questões fundamentais que o PMI considera é a prática da Pesquise mais ver o que acontece sem planos bem definidos a partir deste momento Reflita sobre esta situação e esboce o que deveria ser uma atitude de um gestor experiente U1 Ciclo de desenvolvimento de Projetos de Automação Industrial PAI 33 O modelo ISA para automação de sistemas Agora que você já conhece de forma concreta o ciclo de vida básico de um projeto vamos refinálo um pouco mais baseado na proposta da ISA Neste caso teremos seis fases CARVALHO 2010 1 Estudo de viabilidade Consiste no delineamento do escopo inicial do projeto Estudo de Viabilidade é crítico Você precisa ser metódico para realizar o estudo de viabilidade de um projeto O projeto só será autorizado se for viável Se assim for considerado então o que foi definido nesta fase terá que ser cumprido nas demais Portanto esta é a etapa que estabelece uma visão geral das diretrizes para o desenvolvimento do projeto e prevê a sua viabilidade Passo 1 Descreva a real necessidade para a existência do projeto Qual problema ou necessidade será atendidoa Passo 2 Estabeleça um escopo inicial para atingir o resultado desejado Para isso você precisa definir Qual o investimento necessário Enumere os recursos necessários para a sua realização Defina uma projeção orçamentária compatível Estabeleça uma métrica para medir o ganho que será obtido com o desenvolvimento do projeto Faça uma análise em termos de custobenefício para que seja mensurada a viabilidade financeira do projeto Um estudo criterioso poderá efetivar o desenvolvimento de um projeto e estabelecer um referencial para nortear o seu ciclo de vida Assimile ética para gerenciar projetos Acesse estas informações no site do PMI através do link a seguir PMI Project Management Institute O que é o PMI São Paulo 2018 Disponível em httpsbrasilpmiorgbrazilAboutUSWhatisPMI aspx Acesso em 21 maio 2018 Neste site você poderá acessar o Código de Ética do PMI Reflita a respeito U1 Ciclo de desenvolvimento de Projetos de Automação Industrial PAI 34 2 Definição do projeto Detalhamento do escopo Detalhamento de aspectos operacionais para definir o processo de realização do projeto envolvendo a escolha dos recursos de maneira favorável conforme sua disponibilidade 3 Projeto detalhado Desenvolvimento de um plano de gerenciamento de riscos Definição de diretrizes baseadas em normas vigentes e boas práticas de acordo com a natureza do projeto Documentação das especificações dos recursos equipamentos e instrumentos de suporte a serem utilizados incluindo a programação de ordens de compra desses equipamentos em tempo hábil Descrição das funções que serão executadas utilizando modelos baseados em grafos orientados para especificação da lógica sequencial para realização dos processos e para as regras de monitoramento do sistema utilizando alarmes e interfaces homemmáquina IHMs Definição das redes de comunicação Definição do plano de comissionamento para definir as rotinas de testes para verificação e validação do sistema 4 Programação do sistema de controle Uma vez que o sistema de controle para automação envolve dispositivos de comando monitoração atuação e sensoriamento conectados aos controladores você deve neste contexto Programar a lógica de controle utilizando linguagens reconhecidas pelas normas IEC Programar os sistemas do tipo IHM Prever um repositório de dados Prever os testes de validação dos programas Preparar para startup 5 Implantação Realização do plano de comissionamento incluindo os U1 Ciclo de desenvolvimento de Projetos de Automação Industrial PAI 35 dispositivos presentes na planta e envolvendo três níveis de testes i teste local dos dispositivos de comando monitoração atuação e sensoriamento ii teste de comunicação entre os dispositivos e controladores e iii testes de segurança 6 Suporte e operação assistida Uma vez realizado o startup a próxima etapa é a entrega do projeto de automação para a equipe operacional do cliente Portanto é necessário dar um suporte a esta equipe que implica em oferecer treinamento adequado inspeções periódicas e suporte para manutenção do sistema Desta forma você é capaz de perceber como a ISA contribuiu para a definição de um conjunto básico de atividades que devem ser realizadas para o projeto de automação de um sistema industrial Para um melhor entendimento observe o Quadro 11 relacionando as fases do ciclo tradicional de projeto e o modelo proposto pela ISA Quadro 11 Relação entre as fases dos modelos de ciclo de vida de projeto Modelo tradicional Modelo ISA 1 Iniciação 1 Estudo de viabilidade 2 Planejamento 2 Definição do projeto 3 Projeto detalhado 3 Realização 4 Programação do sistema de controle 5 Implantação 4 Encerramento 6 Suporte e operação assistida Fonte elaborado pelo autor Sem medo de errar Agora que você já estudou os conceitos básicos podemos retomar a tarefa que você precisa desempenhar como responsável pelo projeto de automação para a empresa de produtos alimentícios Você já venceu o primeiro desafio que foi levantar os fatores que poderiam prejudicar a realização do projeto Outro desafio que precisa enfrentar é dar suporte U1 Ciclo de desenvolvimento de Projetos de Automação Industrial PAI 36 ao cliente para que não haja falhas na iniciação do projeto quanto ao aspecto de definição das necessidades Portanto como o cliente deve sistematizar a especificação de suas necessidades que justificam o desenvolvimento do projeto que ele pretende executar Elabore um relatório técnico que esclareça como o cliente deve estar relacionando as necessidades com o planejamento estratégico da organização Esboço do Relatório Técnico Para que as necessidades sejam especificadas de forma adequada este relatório está organizado em três partes Descrição da visão estratégica da empresa Descrição das necessidades de acordo com a visão estratégica da empresa Justificativas para o desenvolvimento da solução do problema proposto I Visão estratégica da Empresa No início desta Unidade foi visto que o planejamento estratégico da Empresa de Produtos Alimentícios é desenvolver um projeto de automação para produzir um novo produto em sua linha relacionado à fabricação de alimentos processados de origem animal com níveis de excelência em termos de qualidade e ao mesmo tempo quer ser competitiva ou seja o custo tem que ser o menor possível aliado à elevada qualidade II Descrição das necessidades de acordo com a visão estratégica da empresa Especificar a necessidade de um projeto significa identificar o problema que a empresa precisa resolver de acordo com sua visão estratégica Neste contexto o problema é fabricar alimentos processados de origem animal que contemple Aplicação da automação para realizar o processo Os produtos fabricados devem ser de elevada qualidade e menor custo U1 Ciclo de desenvolvimento de Projetos de Automação Industrial PAI 37 III As justificativas para o desenvolvimento da solução do problema proposto Inicialmente é importante justificar o porquê de se aplicar automação no processo de fabricação A visão estratégica da Empresa de Produtos Alimentícios é propor uma nova solução em sua linha de produção elevado controle de qualidade associado a custo acessível A automação Industrial é justificada por três aspectos fundamentais já vistos Permite elevados padrões de controle de processos químicos e de manufatura que garantem repetibilidade na fabricação dos lotes de produção e que devem estar presentes em sistemas que asseguram um determinado padrão de qualidade Viabiliza o uso racional dos recursos previstos para o projeto que apontam para modelos voltados à sustentabilidade Isto significa que sistematicamente o custo de produção passa a ser otimizado por reduzir o desperdício tanto de matéria prima quanto de energia para fabricação do produto Permite a preservação do operador em situações de desgaste físico e em casos de risco de morte Diminuindo acidentes reduz o gasto com sinistros e indenizações que refletem no custo dos produtos Além disso com os recursos de automação na empresa será possível cumprir com maior eficiência as normas previstas pela ANVISA citadas no início da seção A procedência da matériaprima utilizada na fabricação de cada lote de produtos pode ser registrada automaticamente usando recursos de automação para registro de informação em Banco de Dados utilizando código de barras por exemplo ou outras técnicas de identificação Utilizando dispositivos avançados para controle e sensoriamento da dosagem de substâncias durante a fabricação do produto é possível estabelecer um rígido controle de qualidade dentro de padrões aceitáveis aprovados por organizações internacionais de saúde É possível realizar um controle de registro em Banco de Dados de falhas nas embalagens de acordo com os lotes produzidos U1 Ciclo de desenvolvimento de Projetos de Automação Industrial PAI 38 Desta forma justificase porque na solução a ser desenvolvida é importante utilizar a automação para manter padrões de qualidade no processo de fabricação e também de uso racional dos recursos que aumentam a produtividade com menor desperdício A partir deste relatório é possível identificar a visão estratégica da empresa como as necessidades estão em sintonia com esta visão e como se justifica investir em uma solução baseada nestas necessidades Avançando na prática Revisão dos processos de soldagem em fábrica de autopeças Descrição da situaçãoproblema Uma fábrica de autopeças produz um determinado produto para o qual em sua linha de montagem é necessário realizar um processo de soldagem executado manualmente A empresa tem como meta aumentar 50 de sua produtividade em um ano Entretanto ela vem apresentando problemas de acidentes com funcionários que atuam neste setor e está com problemas em se manter na cadeia produtiva de uma grande montadora que exige um padrão de qualidade elevado com baixa rejeição de peças por lote de fabricação pois problemas de ruptura em pontos de solda estão ocorrendo Este fabricante contratou você para fazer gestão de tecnologia na empresa e propor um novo projeto de automação que vai melhorar a competitividade dela Para a fase de Iniciação deste projeto faça um esboço de relatório técnico que apresente de forma sistemática uma descrição da necessidade de se desenvolver este projeto Resolução da situaçãoproblema Esboço do relatório Para sistematizar a definição das necessidades é necessário apresentar a visão estratégica da empresa a descrição da necessidade da empresa de acordo com a visão e a justificativa para desenvolver uma solução para esta necessidade U1 Ciclo de desenvolvimento de Projetos de Automação Industrial PAI 39 Visão estratégica da empresa A visão da empresa é aumentar a sua produtividade anual em 50 e melhorar a sua competitividade no mercado A necessidade da empresa De acordo com a visão o projeto de automação a ser desenvolvido tem que contemplar as seguintes necessidades Aumentar produtividade Melhorar qualidade no processo de soldagem Diminuir acidentes na linha de produção Justificativa para desenvolver uma solução para esta necessidade Utilizando recursos de automação é possível usar células de soldagem robotizadas que poderão Aumentar a produtividade a questão passa a ser o dimensionamento e a programação do tempo de operação das células de soldagem em turnos de acordo com a produtividade desejada Melhorar a qualidade esta é uma das vantagens de se utilizar robôs em operações repetitivas garantem lotes de peças soldadas padronizadas que podem atender a rigorosos padrões de qualidade Diminuir acidentes o robô afasta o operador humano dessas operações de soldagem de alto risco diminuindo os acidentes Desta forma ficou estabelecida de maneira criteriosa a especificação das necessidades que correspondem à etapa crucial do ciclo de vida de um projeto a fase de Iniciação U1 Ciclo de desenvolvimento de Projetos de Automação Industrial PAI 40 Faça valer a pena 1 Planejamento corresponde ao desenvolvimento de um plano de ações que deve contemplar uma série de questões As questões enumeradas de I a III possuem descrições dos conteúdos associados às respostas descritas nos itens de A a C I Como será executado II Quanto vai custar III Qual o risco A Está associado à descrição do processo que envolve a sequência de atividades B Está relacionado aos eventos indesejáveis e às medidas de correção que possam ser tomadas para minimizar o impacto destes eventos C Está relacionado ao orçamento Marque a alternativa que faz a associação correta entre as questões e a descrição dos conteúdos associados a cada resposta a I B II C III A b I B II A III C c I C II A III B d I A II B III C e I A II C III B 2 As alterações que ocorrerem durante a fase de Realização de um projeto de automação devem ser resolvidas mediante o estabelecimento de um sistema de controle de Para realizar este procedimento deve haver um sistema de efetivo entre as partes envolvidas ou seja cliente e equipe executora O gestor deve ser o agente integrador e catalisador do processo de mudanças Escolha a alternativa que preenche corretamente as lacunas acima a processo comunicação gestor b mudanças controle gestor c mudanças comunicação gestor d mudanças comunicação investidor e processo controle investidor U1 Ciclo de desenvolvimento de Projetos de Automação Industrial PAI 41 3 Ao considerar o modelo ISA para definir o ciclo de vida de um projeto de automação industrial você afirmaria que I O ciclo é constituído por cinco fases e a terceira corresponde ao desenvolvimento do projeto detalhado II A segunda corresponde à etapa de definição do projeto III Durante a fase de estudo de viabilidade não se realiza o delineamento do escopo inicial do projeto Avaliando as três afirmações acima assinale a alternativa correta a Somente a afirmativa I é verdadeira b Somente a afirmativa II é verdadeira c Somente a afirmativa III é verdadeira d Somente as afirmativas I e II são verdadeiras e Todas as afirmativas são verdadeiras U1 Ciclo de desenvolvimento de Projetos de Automação Industrial PAI 42 O sucesso de um projeto depende do conhecimento que o profissional responsável possui a respeito de gestão de projetos A maior dificuldade do projetista é compreender que não basta conhecer as fases de um projeto é necessário também entender que existem vários conhecimentos inseridos nestas fases que precisam ser trabalhados para se obter sucesso em cada uma Sendo assim vamos retomar a situação em que você é o gestor do projeto para automatização da produção de um produto em uma empresa do ramo alimentício Nesta fase do projeto você já auxiliou o cliente na identificação dos fatores que poderiam restringir o bom andamento do projeto através de uma análise qualitativa da situação atual da empresa Em seguida você ajudou seu cliente na sistematização e na especificação das necessidades que justificam o desenvolvimento do projeto de automatização da produção Para concluir esta etapa um dos pontos chave é definir de forma clara e precisa o objetivo do projeto Todo gestor deve ficar atento e alerta a respeito desta questão pois se trata de um requisito que norteia as decisões durante todo o ciclo de vida do projeto Desta forma você gestor precisa esclarecer o seguinte aspecto para o seu cliente ele está confuso e não sabe a diferença entre definir o objetivo e escopo do projeto Como você poderia orientálo Para realizar esta tarefa e solucionar a dúvida do seu cliente imagine que seu superior solicitou que você fizesse uma apresentação descrevendo as principais características presentes na descrição do escopo e dos objetivos de um projeto de automação Além disso solicitou também que você ilustrasse nesta apresentação a diferenciação entre objetivo e escopo presente no projeto que se deseja desenvolver Para te auxiliar nesta atividade abordaremos aqui a questão de como se desenvolve um processo de Gestão de Projetos de Seção 13 Diálogo aberto Processo de gestão de um projeto de automação U1 Ciclo de desenvolvimento de Projetos de Automação Industrial PAI 43 Automação considerando a técnica do Project Management Body Of Knowledge PMBOK Você terá uma visão global das dez áreas de conhecimento que precisam ser consideradas para que o desenvolvimento das fases de um Projeto de Automação Industrial seja executado com êxito Bom trabalho Não pode faltar Várias técnicas podem te auxiliar na gestão de projetos de automação para que as necessidades de um cliente sejam atendidas de forma adequada O ponto de partida é você compreender o significado do termo Gestão de projetos De acordo com Gido 2014 realizar o procedimento de gestão está relacionado a você desenvolver um processo que envolve duas atividades fundamentais Planejar significa que você deve traçar um plano para conquistar um determinado objetivo que vai ser atingido com a solução de automação que pretende desenvolver Executar uma vez que existe um plano ele deve ser cumprido para que o objetivo pretendido se torne realidade Portanto o foco de um processo de gestão é fazer com que aquilo que foi planejado seja executado Uma vez que já se sabe as principais fases do ciclo de vida de um projeto de automação as ferramentas de gestão de projetos servem para nos auxiliar a desenvolver estas etapas de tal maneira que minimize a possibilidade de ocorrência de eventos indesejáveis que possam prejudicar o andamento do projeto Visão geral do PMBOK O desenvolvimento de projetos de automação envolve um conjunto de áreas de conhecimento que precisam ser gerenciadas para que o ciclo de vida do projeto tenha êxito Existem diferentes propostas de modelos de gestão de projetos Por exemplo Gido 2014 apresenta os principais aspectos que devem ser tratados envolvendo o planejamento e a execução Assimile U1 Ciclo de desenvolvimento de Projetos de Automação Industrial PAI 44 Uma vez que assimilada a visão geral associada à técnica baseada no PMBOK o próximo passo é discutir os principais aspectos ligados às áreas de conhecimento presentes nos projetos de automação industrial LIMA 2009 Integração esta área de conhecimento está sendo citada primeiro por causa de sua importância Neste contexto se detém o conhecimento para estabelecer a direção para todo o projeto até o seu encerramento Permite conduzir a execução e o controle de seu acompanhamento em todas as fases e se necessário considerase de forma integrada a necessidade de implantação de mudanças e suas reflexões até o encerramento do projeto Os agentes ou stakeholders no jargão de gestão de projetos que mais atuam nessa área e que são responsáveis para que tudo seja conduzido dentro do escopo do projeto são o gerente de projeto responsável Para o caso específico do desenvolvimento de projetos de automação vamos considerar o PMBOK Project Management Body of Knowledge pelo seu reconhecimento de vasta aplicação nesta área técnica de projetos MORAES CASTRUCCI 2010 Neste contexto de acordo com Lima 2009 o PMBOK considera que estão envolvidas dez áreas de conhecimento na concepção de projetos Portanto quando se pretende gerenciar um projeto é necessário administrar estas dez áreas para obter um bom resultado As áreas contempladas são Integração Escopo Tempo Custos Qualidade Pessoas Comunicação Riscos Compras e Envolvidos LIMA 2009 VENTURELLI 2015 Se forem aplicados estes aspectos de gerenciamento do conhecimento que envolve as três fases iniciais do ciclo de vida de um projeto de automação Estudo de viabilidade Definição do Projeto e Projeto Detalhado temse como resultado um Planobase Gerenciando estes conhecimentos nas fases da Programação do Sistema de Controle da Implantação e do Suporte e Operação Assistida é possível administrar os seguintes aspectos fundamentais Realização do Trabalho Monitoração e controle do progresso Controle de mudanças Esta será a técnica utilizada e que deve ser vista como diretriz para a realização da gestão de projetos de automação industrial U1 Ciclo de desenvolvimento de Projetos de Automação Industrial PAI 45 por manter a integração das diversas áreas e o financiador de projeto Nesta área acontece a elaboração do TAP Termo de Abertura do Projeto que deve ter no máximo duas páginas e conter as informações do exemplo da Figura 14 Escopo esta área envolve a definição do escopo do projeto que representa as tarefas que devem ser executadas para que a equipe possa cumprir as entregas dos produtos e ou serviços estipulados satisfazendo o cliente A Figura 15 ilustra a sequência de atividades que devem ser realizadas na definição do escopo Inicialmente são definidas as regras a respeito de como o escopo será gerenciado durante o ciclo de vida do projeto depois se elabora o escopo preliminar Por existirem muitas variáveis que podem atuar no ciclo de um projeto manter o processo sob controle pode apresentar um grau de complexidade Para resolver esta questão adota se a técnica de decomposição do problema em problemas menores que é a base para construção da EAP Estrutura Analítica do Projeto Tratase de um organograma em que as caixinhas representam o projeto de forma estruturada e hierárquica seu ciclo de vida e as atividades em cada contexto Para descrever de forma objetiva a EAP utiliza o conceito de dicionário para padronizar a descrição de cada caixinha Feito isso devese apresentar ao patrocinador do projeto o resultado obtido para que ele aprove o escopo elaborado Por fim após a aprovação surge a necessidade de controlar o escopo Caso seja preciso implantar mudanças elas devem ser gerenciadas respeitando a área de integração ou seja devese verificar os possíveis efeitos em todas as áreas envolvidas na gestão do projeto U1 Ciclo de desenvolvimento de Projetos de Automação Industrial PAI 46 Figura 14 Modelo de TAP Termo de Abertura do Projeto Código TAP Título do Projeto Área Responsável Gerente Designado Nível de Autoridade Descrição do Projeto Justificativa Objetivos Metas Premissas Restrições Principais eventos Dataalvo Aprovado por Assinatura Data Fonte Lima 2009 p 23 Figura 15 Definição do escopo de um projeto de automação Fonte Lima 2009 p 34 Custo esta área de conhecimento é fundamental para organizar o orçamento do projeto É necessário ficar atento para o fato de que é nesta área que ocorre a maioria dos problemas de gestão Nesta etapa o escopo precisa estar definido para direcionar a estimativa de recursos necessários envolvendo materiais equipamentos e pessoas Para a estimativa de custos é importante a disponibilidade de dados associados aos projetos realizados no passado e também a existência de um banco de dados de fornecedores no mercado A partir das estimativas associase a quantidade necessária de cada recurso para cumprir o escopo desejado Para que se Declaração de escopo Estrutura analítica do projeto Planejar o gerenciamento de escopo Dicionário da EAP Aprovação do escopo Controle do escopo U1 Ciclo de desenvolvimento de Projetos de Automação Industrial PAI 47 tenha sucesso no orçamento realizado é fundamental que haja comprometimento da equipe monitoração e controle contínuo dos custos e sempre que necessário ações de correção devem ser tomadas de forma rápida e segura Reflita Um dos grandes desafios durante a fase de Definição do Projeto e Projeto Detalhado é a questão de definição do escopo e seu controle Existe uma grande tendência de ocorrerem falhas nesta etapa em virtude da complexidade de agentes que interagem para a definição da abrangência correta que o escopo de um projeto de automação deve possuir Se o escopo for simplificado não atenderá às expectativas do cliente Por sua vez se for além do necessário vai gerar um custo adicional na execução do projeto que pode inviabilizar a sua aprovação Se for contratado um novo profissional na área técnica de uma empresa que possui uma visão aquém da desejada sobre definição de escopo ele pode tentar resolver este problema por tentativa e erro Como você orientaria este profissional Argumente explicando como seria uma abordagem baseada no PMBOK Programação do tempo a programação do tempo é uma das áreas de conhecimento que traz mais fragilidade para executar o que se planeja O problema é manter a previsibilidade de todos os eventos que foram considerados durante a fase de planejamento de tal forma que haja um perfeito sincronismo entre o que foi previsto e que é feito Quanto mais metódica for a estimativa de prazos para a realização das atividades inerentes à execução do projeto menor a possibilidade de grandes desvios Um fato é que todo atraso gera um custo adicional associado às fontes de custo fixo existentes no projeto Dois aspectos fundamentais estão associados a esta área de conhecimento Encargo que os agentes envolvidos no projeto devem ter pelo cumprimento do escopo do projeto Isso inclui o gerente o patrocinador e os membros da equipe Se não houver um forte compromisso de cada uma das partes para o êxito da programação planejada será muito difícil cumprir os prazos U1 Ciclo de desenvolvimento de Projetos de Automação Industrial PAI 48 Necessidade de aplicar técnicas para a elaboração de cronogramas de atividades detalhados A equipe deve analisar de forma criteriosa o que pode ser desenvolvido de forma paralela e o que precisa ser realizado de forma sequencial Além disso deve estabelecer os marcos que definem o progresso do cumprimento do objetivo associado ao escopo do projeto Comunicação a equipe envolvida precisa se comunicar para controlar o cumprimento do escopo do prazo e do orçamento durante o ciclo de vida do projeto de automação industrial Devem ser planejadas reuniões e apresentações durante o andamento do projeto para que seja possível avaliar seu progresso Além disso é necessário existir a previsão de entrega de relatórios periódicos técnicos detalhando os avanços dos marcos conquistados no período em termos de resultados técnicos e gerenciais para o controle do cronograma custos e avaliação de necessidade de mudanças em virtude de eventos indesejáveis que possam ter ocorrido É importante ressaltar que as atividades associadas a esta área de conhecimento implicam no empenho de tempo e de recursos que podem afetar o projeto se não forem previstos na etapa de planejamento É fundamental elaborar duas coisas Uma lista dos participantes contendo minimamente o nome cargo função área de atuação no projeto e dados para contato Um organograma contendo a hierarquia das pessoas que atuam no projeto para que fique claro como devem ocorrer os processos de tomada de decisão Pessoas e Partes Interessadas uma das áreas mais complexas é a de lidar com as pessoas para formação das equipes do projeto principalmente quando o objetivo é que a equipe vença De acordo com Lima 2009 para gerenciar pessoas é preciso definir o perfil de cada uma necessária no projeto selecionar todas com os perfis adequados e montar a equipe Uma vez definida a equipe precisa ser capacitada o que for necessário a fim de desenvolver as atividades previstas no escopo do projeto É importante também estabelecer critérios para a premiação das pessoas em função do desempenho U1 Ciclo de desenvolvimento de Projetos de Automação Industrial PAI 49 para incentivar alta produtividade na equipe Por fim é importante organizar uma forma de gerenciamento da equipe considerando a avaliação periódica de cada pessoa pelos superiores para que haja uma oportunidade de aprimoramento e valorização contínua do profissionalismo praticado Neste contexto de motivação dos recursos humanos é importante que você saiba a importância de estender a necessidade de comprometimento a todas as pessoas envolvidas no projeto pois isto é uma condição necessária para obter êxito Qualidade geralmente envolve dois contextos que se complementam i associada às características dos produtos fabricados no novo sistema projetado ou seja se está dentro dos padrões esperados ii relacionada com a forma como o projeto é administrado para atingir os objetivos desejados ou seja se o projeto está sendo conduzido de forma controlada respeitando o escopo Neste contexto diferentes conhecimentos que pertencem à área de gestão de projetos vão ser utilizados para estabelecer as diretrizes a respeito de como devem ser realizadas as atividades para manter o controle de execução do projeto Por exemplo em termos de comunicação deve ser controlada a confecção dos relatórios gerenciais e técnicos previstos sendo necessário estabelecer um marco para a elaboração deles caso contrário há um risco enorme de não cumprir o prazo de entrega deste documento o que pode abalar a confiança dos interessados no projeto De acordo com o PMBOK há três dimensões que precisam ser tratadas para administrar a qualidade Lima 2009 Planejamento estabelece um plano capaz de manter a qualidade do projeto definindo padrões que devem ser seguidos por causa da cultura organizacional da empresa e dos seus objetivos estratégicos ou baseados em boas práticas trazidas do exercício da engenharia e da gestão de projetos Como resultado obtémse o Plano de Gerenciamento da Qualidade que impõe os padrões a serem seguidos e como atingilos Garantia estabelece auditorias que devem ser realizadas para identificar e reforçar as boas práticas que estão surtindo bons e ótimos efeitos no projeto e também identificar as que não estão correspondendo como deveriam para se refletir a respeito de continuar exercitando ou não U1 Ciclo de desenvolvimento de Projetos de Automação Industrial PAI 50 Controle cuida da emissão de pareceres com recomendações que podem envolver um plano de conduta de ações preventivas ou até corretivas em função do acompanhamento dos resultados das auditorias realizadas para se verificar se estão dentro dos padrões esperados Devese estipular uma pessoa responsável para responder a estes pareceres e um prazo para a resposta Auditorias na prática A realização de auditorias dentro de uma organização precisa ser praticada sem que haja uma visão negativa de fiscalização para punição A questão é a melhoria contínua na qualidade dos resultados Portanto as auditorias são instrumentos para garantir a qualidade e para isto podem abranger diferentes contextos que precisam ser exemplificados para você poder ter uma ideia de como praticálas em uma organização Veja os principais exemplos que podem ser praticados Auditoria de questões técnicas grupos internos que se reúnem com especialistas para melhorar seus resultados Auditorias voltadas para o gerenciamento das atividades envolvem as equipes que cuidam do cumprimento dos prazos estipulados conforme cronograma planejado Auditoria interna sobre os relatórios de acompanhamento trata da avaliação da prestação de contas periódica que deve ser dada para a empresa em que o projeto está sendo desenvolvido As informações prestadas precisam estar de acordo com as expectativas Auditoria externa neste caso uma empresa de assessoria externa é contratada para realizar os serviços de auditoria do projeto que está sendo desenvolvido Exemplificando Compras envolve todas as aquisições de recursos que o projeto demanda que podem incluir equipamentos materiais e prestadoras de serviços A questão fundamental é envolver prestadoras de serviços para a aquisição de recursos que conheçam os protocolos a serem cumpridos para que executem estas tarefas Outro ponto fundamental é que as solicitações de compras devem seguir rigorosamente U1 Ciclo de desenvolvimento de Projetos de Automação Industrial PAI 51 o cronograma do projeto caso contrário os atrasos serão inevitáveis Por exemplo se você depender de recursos humanos não se esqueça que pode ser necessário capacitar pessoas principalmente se forem utilizar recursos internos da própria organização Uma ferramenta essencial nesta fase é a EAP A Figura 16 mostra um modelo de acompanhamento de compras Figura 16 Modelo de acompanhamento de compras Fonte Lima 2009 p 76 É muito importante você adquirir uma visão geral a respeito de como podem ser utilizadas as várias técnicas de gestão de projetos para o desenvolvimento de um projeto de automação Em Venturelli 2015 você pode ler uma síntese sobre este assunto e assistir a um vídeo do minuto 0013 ao 0021 que trata da questão de desenvolvimento de projetos de automação industrial focando mais na fase de implantação VENTURELLI M Gerenciamento de Projetos de Automação Industrial Automação Industrial 2015 Disponível em httpswww automacaoindustrialinfogerenciamentodeprojetosdeautomacao industrial Acesso em 12 jun 2018 Pesquise mais Concluindo esta seção destacase o fato de que ao longo desta disciplina você será capacitado passo a passo para lidar com estas áreas de conhecimento para a realização de um projeto de automação industrial U1 Ciclo de desenvolvimento de Projetos de Automação Industrial PAI 52 Para concluir esta fase inicial do projeto é fundamental definir de forma clara e precisa o objetivo Os gestores precisam prestar muita atenção pois se trata de um requisito que é base para a tomada de decisões durante todo o ciclo de vida do projeto Sendo assim vamos retomar a situação apresentada em que você como gestor responsável pela implantação de um projeto de automação em uma empresa de produtos alimentícios precisa auxiliar seu cliente quanto ao fato de ele estar confuso e não saber a diferença entre o objetivo e escopo do projeto Este tipo de problema acontece em virtude de várias experiências desgastantes que este empresário já teve com projetos de automação que ele executou no passado Para realizar esta tarefa e solucionar a dúvida do seu cliente seu superior solicitou que você faça uma apresentação contendo as principais características para descrição do escopo e dos objetivos de um projeto de automação e ilustre a diferença entre objetivo e escopo presente no projeto de automação em questão Esboço dos pontos importantes a serem abordados na apresentação I Objetivo é um dos atributos de um projeto que se caracteriza por a Existir um resultado bem definido a ser alcançado b Existir um conjunto de recursos necessários para atingilo c Existir um determinado período de tempo para sua execução d Fazer parte da área de gerenciamento da Integração e Estabelecer o direcionamento para todo o projeto f Fazer parte do Termo de Abertura do Projeto TAP No caso do projeto em questão o objetivo é a fabricação de alimentos processados de origem animal de alta qualidade a um custo competitivo Para isto será implementada uma linha de produção automatizada capaz de atender a esses requisitos II Escopo é um dos fatores vinculados ao êxito de um projeto que se caracteriza por a Representar as tarefas a serem executadas para que a equipe possa cumprir as entregas dos produtos eou Sem medo de errar U1 Ciclo de desenvolvimento de Projetos de Automação Industrial PAI 53 serviços estipulados satisfazendo o cliente b Fazer parte da área de gerenciamento de escopo c Definir as regras a respeito de como o escopo será gerenciado durante o ciclo de vida do projeto d Construir a Estrutura Analítica do Projeto EAP e Necessitar de aprovação junto ao patrocinador f Necessitar de gerenciamento do controle de execução caso haja necessidade de mudanças devem ser submetidas à área de gerenciamento de Integração O escopo consiste no trabalho que deve ser feito para que o objetivo seja atingido Portanto no caso do projeto em questão as principais tarefas que compõem seu escopo são i verificação da infraestrutura para adequações para a instalação da nova linha ii aquisição de recursos em termos de equipamentos softwares e prestadores de serviço para implementação da linha automatizada com estações robotizadas e célula de envasamento iii orçamento de investimento previsto para realização das diversas fases iv cronograma para execução v plano de gerenciamento de riscos e vi definição dos produtos que serão entregues a cada marco Todas estas tarefas devem ser fundamentadas nas exigências que o cliente estabeleceu para este projeto que foram o processo de fabricação deve atender às normas da ANVISA e assegurar altos padrões de qualidade garantindo a certificação do produto Além disso o processo de automação deve garantir elevada produtividade e grande disponibilidade da planta para minimizar o custo do produto III Diferenças fundamentais entre os dois conceitos a O objetivo é um atributo do projeto enquanto o escopo é um fator vinculado ao processo de execução b O objetivo é uma decisão estratégica documentada no Termo de Abertura do Projeto serve como diretriz e não deve estar sujeito a mudanças Por sua vez o escopo fica em uma posição hierárquica inferior está associado ao conjunto de atividades que devem ser realizadas para cumprir as entregas programadas e pode sofrer alterações impactando em possíveis mudanças em diferentes fases do projeto Portanto o escopo pode sofrer mudanças e está associado à Estrutura Analítica do Projeto U1 Ciclo de desenvolvimento de Projetos de Automação Industrial PAI 54 Desse modo o cliente deve saber que o objetivo é uma decisão estratégica que estabelece as diretrizes para definir o escopo do projeto a fim de que o referido objetivo se cumpra Avançando na prática Automação de processos químicos Descrição da situaçãoproblema Imagine uma pequena fábrica de produtos de limpeza em que uma etapa de um de seus processos seja uma mistura para diluir um concentrado A operação do misturador é manual ou seja uma pessoa abre a válvula para o enchimento do tanque com soluto e outra para o enchimento com solvente definindo ele próprio a proporção desejada para obter a diluição necessária O operador controla o acionamento do misturador no instante desejado e é responsável por controlar o tempo necessário para a mistura ficar homogênea Para padronizar o processo de diluição foi desenvolvido um projeto de automação adotandose a lógica de enchimento do tanque com solvente e com soluto por acionamento temporizado das válvulas de entrada de cada produto A mistura também passou a ser temporizada Colocado em operação o sistema automatizado gerou o resultado esperado mas depois começaram a ocorrer pequenos desvios na concentração Identificouse que a vazão não era suficientemente constante e o problema acentuouse no terceiro mês Como era o período previsto para a limpeza dos dutos realizouse esta operação e a concentração passou a variar dentro de limites aceitáveis Acompanhando a qualidade do produto definiuse um programa de manutenção para limpeza mensal dos dutos o que causou uma paralisação importante no sistema para manutenção impactando na produção Analise o cenário e identifique o problema que ocorreu Resolução da situaçãoproblema Uma vez que a área de conhecimento envolvida é a qualidade observase que a qualidade do produto não foi garantida As boas práticas da engenharia estabelecem que U1 Ciclo de desenvolvimento de Projetos de Automação Industrial PAI 55 Utilizar uma lógica totalmente baseada no tempo fundamenta se no uso de controle de malha aberta Este tipo de solução pode causar erros na composição da mistura pois não compensa variações na vazão Em vez de um sistema de controle temporizado seria mais conveniente utilizar um sistema de controle de malha fechada usando sensores de nível Quanto ao acionamento do misturador geralmente as boas práticas da engenharia indicam que pode ser temporizado ou seja deve ser aplicado o controle de malha aberta Portanto houve um grande equívoco na fase de planejamento da solução de automação que não considerou a gestão da qualidade como deveria Faça valer a pena 1 Leia atentamente o texto com lacunas Para o caso específico do desenvolvimento de projetos de automação considerando o reconhecimento do na área técnica de desenvolvimento de projetos de automação considerase que estão envolvidas dez áreas de conhecimento na concepção de projetos Portanto quando se pretende gerenciar um projeto é necessário gerenciálas para obter um bom resultado As áreas contempladas que precisam ser gerenciadas são Escopo Tempo Custos Pessoas Comunicação Riscos e Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do texto a PMBOK Project Management Body of Knowledge Integração Qualidade Compras Envolvidos b IEE Institution of Electrical Engineers Integridade Qualidade Compras Envolvidos c PMBOK Project Management Body of Knowledge Integração Qualidade Compras Prestadores de serviço d PMBOK Project Management Body of Knowledge Integridade Qualidade Vendas Prestadores de serviço e IEE Institution of Electrical Engineers Integração Qualidade Compras Prestadores de serviço U1 Ciclo de desenvolvimento de Projetos de Automação Industrial PAI 56 2 Com relação ao Gerenciamento da Qualidade faça uma análise das seguintes afirmações I As auditorias têm como foco identificar irregularidades na gestão dos projetos para punir os culpados II A auditoria externa é solicitada quando for quebrada a confiança interna na equipe que desenvolve o projeto III Os relatórios internos técnicos e gerenciais são ferramentas úteis para uma auditoria pois já é uma forma de prestação de contas Assinale a alternativa que contém uma análise correta das afirmações a Somente a afirmativa I é verdadeira b Somente a afirmativa II é verdadeira c Somente a afirmativa III é verdadeira d Somente as afirmativas I e II são verdadeiras e Somente as afirmativas II e III são verdadeiras 3 Figura 15 Definição do Escopo de um projeto de automação Fonte Lima 2009 p 34 Observando a Figura acima sobre a definição do escopo de um projeto de automação avalie a análise proposta I Planejar o gerenciamento do escopo de um projeto é um ponto estratégico que estabelece as diretrizes definidas no Termo de Abertura do Projeto TAP II A Estrutura Analítica do Projeto é o ponto chave que deve ser utilizado para lidar com a complexidade do projeto III O controle do escopo deve ser hierárquico e não precisa se submeter a instâncias superiores uma vez que já passou por uma instância de aprovação Assinale a alternativa que associa Verdadeiro ou Falso corretamente de acordo com as afirmações acima a VVF b FVV c FFV d VFF e FVF Declaração de escopo Estrutura analítica do projeto Planejar o gerenciamento de escopo Dicionário da EAP Aprovação do escopo Controle do escopo GIDO J P CLEMENTS J Gestão de projetos Tradução da 5ª edição norte americana São Paulo Cengage Learning Editores 2014 CARVALHO F B Estimativa de Ganhos Financeiros em Projetos de Automação e Controle Uma Proposta Metodológica e Estudos de Caso Dissertação Mestrado em Engenharia Escola de Engenharia UFMG Minas Gerais 2010 Globo Play AutoEsporte Carros autônomos e inteligentes Salão de Frankfurt dá pistas sobre o futuro da mobilidade Frankfurt 2017 Disponível em https globoplayglobocomv6186907 Acesso em 21 maio 2018 KERZNER H R Gestão de Projetos as melhores práticas 3 ed Porto Alegre Bookman 2017 LIMA G P Série Gestão Estratégica Gestão de Projetos São Paulo LTC 2009 MORAES C C CASTRUCCI P L Engenharia de Automação Industrial 2 ed Rio de Janeiro LTC 2010 PMI Project Management Institute O que é o PMI São Paulo 2018 Disponível em httpsbrasilpmiorgbrazilAboutUSWhatisPMIaspx Acesso em 21 maio 2018 PRUDENTE F Automação Industrial PLC Teoria e Aplicações Curso Básico 2 ed São Paulo LTC 2011 VENTURELLI M Gerenciamento de Projetos de Automação Industrial Automação Industrial 2015 Disponível em httpswwwautomacaoindustrialinfo gerenciamentodeprojetosdeautomacaoindustrial Acesso em 13 jun 2018 Referências Unidade 2 Para que você seja um excelente gestor de projetos de automação industrial é necessário que você consiga analisar a viabilidade de um projeto avaliar os riscos e elaborar o cronograma físicofinanceiro de forma que o escopo do projeto seja cumprido Até o momento você foi capaz de levantar os aspectos que restringem o bom andamento do projeto de automação da fabricação de um produto alimentício processado de origem animal Na sequência você documentou a visão estratégica da empresa e as necessidades associadas a essa visão justificando o desenvolvimento da solução do problema de automação proposto e finalizou definindo o objetivo e o escopo do projeto A partir destas informações seu cliente conseguiu aprovar o planejamento do negócio atendendo às exigências da Anvisa referente ao controle da dosagem de substâncias para a fabricação do produto e à garantia de uma embalagem segura Desta forma o cliente optou pelo seguinte processo de fabricação da carne processada I A recepção desossa e limpeza da matériaprima II O processo de cura da carne com a injeção de compostos químicos III O processo de massagem IV Foi acrescida uma etapa de embalar automaticamente os produtos semiacabados para cozimento Convite ao estudo Análise de viabilidade gerência de riscos e desenvolvimento de cronograma físicofinanceiro de PAI V Após o resfriamento o produto deve ser embalado novamente para venda ao consumidor devendo ser resfriado O problema atual que seu cliente enfrenta é a respeito de como ele deve proceder para decidir sobre o quanto de automação ele deve inserir em seu projeto Ele quer avançar na fase de planejamento e concluir o estudo de viabilidade que envolve o detalhamento de questões técnicas financeiras e de gerenciamento de risco Para isto você terá que preparar relatórios técnicos de suporte para a solução das seguintes questões Como deve ser o esboço do plano de estudo da viabilidade técnica deste projeto Qual é a sistemática para se elaborar o estudo de viabilidade financeira levandose em conta os direcionadores de negócios identificados um budget previsto de 2000 UM Unidades Monetárias e o fato de o cliente não aceitar um período de retorno do investimento superior a 30 meses Uma vez que o processo será automatizado como você desenvolveria uma matriz de riscos para que não haja comprometimento da qualidade do produto final a ser produzido Para responder a estas perguntas na primeira seção desta unidade você verá como deve ser realizada uma análise de viabilidade técnica de um projeto de automação levando em consideração a metodologia FEL FrontEnd Loading e todas as diretrizes para sua viabilidade Na seção seguinte você verá como sistematizar a análise de viabilidade financeira de projetos estimando os custos e as categorias de investimentos que podem estar presentes e na última seção você será capacitado a desenvolver um plano de gerenciamento de riscos e verá como estimar prazos e ferramentas de acompanhamento para execução do projeto Vamos avançar para um novo patamar de competências em gestão de projetos Bom trabalho U2 Análise de viabilidade gerência de riscos e desenvolvimento de cronograma físicofi nanceiro de PAI 61 Um dos aspectos fundamentais que você deve considerar quando estiver na fase de iniciação de um projeto de automação industrial está associado ao estudo de viabilidade técnica Se o seu cliente lhe apresentar um determinado problema e você não verificar se existe uma solução que seja possível implementar tecnicamente então não adianta prosseguir com o projeto Portanto é fundamental que você seja capacitado para elaborar um bom estudo de viabilidade técnica que seja capaz de impactar no sucesso do projeto O objetivo do cliente agora é concluir o planejamento de seu projeto de automação para fabricação de carne processada O primeiro passo para que isto aconteça é fazer o estudo de viabilidade técnica do projeto Isto implica em que você retome o objetivo do projeto fabricação de alimentos processados de origem animal de alta qualidade a um custo competitivo Para isto será implementada uma linha de produção automatizada capaz de atender a esses requisitos O cliente disponibilizou uma informação fundamental que é a descrição sequencial do processo de fabricação da carne processada Outro problema fundamental que o seu cliente precisa resolver é sobre o atendimento às exigências da Anvisa quanto à necessidade de utilização de dispositivos avançados para controle e sensoriamento da dosagem de substâncias durante a fabricação do produto e garantia de uma embalagem segura para evitar que o produto seja contaminado antes de ser utilizado pelo consumidor final Como gestor deste projeto você deve elaborar um estudo de viabilidade técnica deste projeto de tal forma que utilize o objetivo do projeto como diretriz para associar os direcionadores corretos Para tanto descreva uma sistemática para especificação dos recursos necessários e atendimento às normas vigentes para a fabricação do produto desejado Nesta seção serão abordados inicialmente os aspectos que norteiam a viabilidade de um projeto e seu impacto na definição Seção 21 Diálogo aberto Estudo de viabilidade técnica U2 Análise de viabilidade gerência de riscos e desenvolvimento de cronograma físicofi nanceiro de PAI 62 e no detalhamento deste projeto fazendo reflexões a respeito do momento em que um projeto pode falhar Na sequência você verá em detalhes a metodologia FEL FrontEnd Loading e como ela pode mudar sua visão a respeito de estabelecer as diretrizes para o estudo da viabilidade técnica de um projeto de automação industrial Bom trabalho Até o momento você foi instruído sobre uma visão geral a respeito do ciclo de vida para o desenvolvimento de um projeto e viu que existe um modelo tradicional e o modelo sugerido pela ISA International Society of Automation Sociedade Internacional de Automação para tratar de projetos de automação industrial Foi observado a cada fase do projeto o que deve ser entregue para que as atividades possam ser realizadas de forma adequada e que resulte no produto desejado para cada uma das referidas etapas Outro aspecto importante que foi abordado se refere ao controle do ciclo de vida Você aprendeu que existem ferramentas de gestão de projetos que se baseiam nas áreas de conhecimento que estão envolvidas com cada uma das fases e utilizando estes conhecimentos é possível acompanhar e supervisionar o escopo do projeto para que o planejado seja cumprido Entretanto de acordo com Motta et al 2012 o fato de um projeto atender ao que foi estabelecido em seu escopo sem extrapolar os custos e dentro do prazo não garante que houve sucesso Isto se justifica pela questão de que um projeto pode não atender de fato às expectativas do cliente Por outro lado destacase a situação em que houve alguma falha no atendimento dos requisitos básicos de escopo ou então falha de programação ou de estimativa financeira mas depois que o projeto foi finalizado percebemse ao longo do tempo resultados que superam as expectativas iniciais A causa destas distorções está vinculada ao fato de gerentes de projeto poderem dar grande importância para as fases de planejamento e as subsequentes mas correrem o risco de não atentarem à definição do projeto e seu detalhamento ou seja o gerenciamento cuidadoso da fase de iniciação em que a viabilidade do projeto é avaliada Foi baseado neste contexto que a metodologia FEL ou mais conhecida por metodologia dos portões foi proposta pela IPA Não pode faltar U2 Análise de viabilidade gerência de riscos e desenvolvimento de cronograma físicofinanceiro de PAI 63 Independent Project Analysis É um procedimento proposto para definir em detalhes o que deve ser realizado antes que se inicie a fase de execução Na sequência vamos verificar como esta metodologia pode auxiliar na definição de forma criteriosa da viabilidade técnica de um projeto de automação industrial mas antes será destacado um aspecto importante associado à possibilidade de um projeto ser descontinuado Quando um projeto pode fracassar De acordo com o modelo de ciclo de vida da ISA a fase de Estudo de Viabilidade corresponde à fase de iniciação do modelo tradicional Por sua vez o ponto de partida para o estudo de viabilidade de um projeto deve ser a viabilidade técnica Somente depois que for avaliada a viabilidade técnica é que se deve dar prosseguimento para a análise financeira Perceba então que há muitas situações em que um projeto pode ser descontinuado e quanto mais ele evolui em seu ciclo de vida maiores serão os recursos investidos e portanto maiores serão os prejuízos acumulados A Figura 21 ilustra como as fases de um projeto devem ser executadas sequencialmente e o nível de atividade que deve ser aplicado para a realização de cada fase Fonte Cavalcanti 2016 p 4 Figura 21 Nível de atividade requerida em cada fase do ciclo de vida de um projeto U2 Análise de viabilidade gerência de riscos e desenvolvimento de cronograma físicofinanceiro de PAI 64 Desta forma se houver a necessidade de abortar um projeto é melhor que a possibilidade de ele fracassar seja identificada no início É por este motivo que a viabilidade de um projeto deve ser estudada em sua fase de iniciação Foi visto na Seção 12 como o modelo sugerido pela ISA para o ciclo de vida de um projeto é adequado quando se considera o contexto de desenvolvimento de soluções de automação Por sua vez a metodologia FEL é mais ampla podendo ser aplicada a uma vasta gama de projetos De acordo com Barbosa et al 2013 o uso da metodologia FEL permite otimizar o ciclo de desenvolvimento de um projeto em suas fases que antecedem a fase de realização Portanto tratase de uma ferramenta estratégica que pode tratar a respeito da possibilidade de fracasso de um projeto O alvo é disponibilizar um meio sistemático de se criar modelos que simulam a realidade daquilo que será obtido ao final do projeto de tal forma que três alvos principais sejam atingidos i devese atender às necessidades relacionadas à solução do problema de automação considerando também as exigências legais que possam existir e as oportunidades que fazem parte do cenário ii analisar as alternativas técnicas existentes e iii deve ser contemplado o detalhamento da solução que for escolhida para que se tenha o planejamento ótimo que deve ser utilizado para nortear a fase de realização ou execução do projeto propriamente dito Para contemplar estes objetivos a metodologia FEL está organizada em três etapas denominadas FEL 1 2 e 3 conforme ilustrado na Figura 22 FEL 1 corresponde à etapa em que será avaliada a questão de quanto é proveitoso investir em um determinado projeto dependendo de quanto for aderente ao plano de negócios da empresa e devem ser listadas alternativas para serem analisadas Fonte Ramos 2015 p 55 Figura 22 Ciclo de vida de um projeto considerando as etapas da metodologia FEL Planejamento do Negócio FEL1 Planejamento das Instalações FEL2 Planejamento do Projeto FEL3 Implementação do Projeto Partida da Unidade Operar Manter Melhorar Execução Operação FrontEnd Loading U2 Análise de viabilidade gerência de riscos e desenvolvimento de cronograma físicofinanceiro de PAI 65 na próxima etapa Desta forma estão previstas as seguintes ações BARBOSA et al 2013 RAMOS 2015 Descrição dos objetivos do projeto considerando como referencial o negócio da empresa Definição do escopo inicial com estimação de valores associados ao total de investimento custos devem ter uma faixa de tolerância entre 25 e 40 Análise da consonância do projeto com a realidade de mercado Na etapa FEL 2 iniciase a definição do projeto e se forma a equipe para conduzir as atividades O foco está em analisar as alternativas formuladas na etapa anterior e realizar uma avaliação econômico financeira das opções listadas anteriormente para que seja encaminhada a melhor solução para o próximo portão Nesta etapa é necessário realizar um estudo das instalações licenças ambientais e demais requisitos associados ao estudo da viabilidade técnica do projeto conforme será discutido em detalhes mais à frente A etapa FEL 3 está voltada para aprovação do projeto e apresentação de um plano para a fase de realização A precisão das estimativas é melhorada com uma tolerância na faixa entre 10 e 10 Os principais resultados desta etapa são escopo detalhado as requisições de compras e equipamentos análises de riscos e de cronograma concluídas Incluise ainda a análise de requisitos de segurança saúde dos trabalhadores e ambiental A cada etapa da metodologia FEL o projeto é testado podendo ser aprovado ou não Em caso afirmativo evoluirá para a próxima etapa caso contrário terá que retornar para refinamento ou então será definitivamente cancelado A Figura 23 ilustra como é a dinâmica desta transição de etapas e quantifica a taxa de reprovação em cada portão A partir do entendimento desta lógica observamse vários pontos positivos presentes nesta metodologia Inicialmente evita o desperdício de recursos em projetos que não agregam valor para o negócio da empresa Sistematicamente os projetos serão viáveis somente se estiverem em concordância com o plano de negócios da organização Como consequência há uma redução nas mudanças que podem ocorrer na fase de execução do projeto U2 Análise de viabilidade gerência de riscos e desenvolvimento de cronograma físicofi nanceiro de PAI 66 Fonte Barbosa et al 2013 p 9 Figura 23 Processo de passagem entre portões Reflita Um dos grandes desafios em gestão de projetos de automação está em realizar o estudo de viabilidade do projeto Imagine que um gestor de projetos teve um primeiro contato com a metodologia FEL e ele afirma para você que não se identificou com esta técnica porque ela estabelece uma lógica de testes eliminatórios que não admite revisão dos conceitos durante a fase de iniciação Diante deste posicionamento qual é a sua reação Você concordaria com a visão dele a respeito do processo de passagem entre portões A principal vantagem da utilização da metodologia FEL é que por ela podese visualizar plenamente os resultados que serão obtidos antes da fase de realização BARBOSA et al 2013 Os benefícios obtidos são vários destacandose a questão de potencializar as ações de controle da execução do projeto uma vez que riscos já foram previstos e os cronogramas de execução planejados tiveram a oportunidade de serem sucessivamente refinados ao passar pelos portões Reflita A Figura 24 ilustra uma pesquisa realizada pelo IPA a respeito do impacto causado sobre o índice de custo de um projeto à medida que o índice U2 Análise de viabilidade gerência de riscos e desenvolvimento de cronograma físicofi nanceiro de PAI 67 Baseado em Moraes e Castrucci 2010 Carvalho 2010 e Barbosa et al 2013 é possível vincular diretrizes básicas que devem ser contempladas para avaliar a viabilidade técnica de um projeto de automação industrial Neste sentido podem ser consideradas as diretrizes que abrangem as seguintes questões Contemplar os objetivos do cliente considerando direcionadores de negócios voltados para a automação Contemplar as normas vigentes relacionadas à automação dos processos Contemplar critérios para a avaliação cuidadosa da infraestrutura disponível na planta a ser automatizada Considerar critérios para o dimensionamento de recursos de hardware e de software para implantação da automação Contemplar estratégias para recrutamento de recursos humanos capacitados e aderentes à realidade da organização Fonte Barbosa et al 2013 p 13 Figura 24 Pesquisa IPA sobre a performance da metodologia FEL de cronograma de execução varia Se os prazos vão sendo extrapolados há um reflexo direto no custo do projeto que se torna crescente U2 Análise de viabilidade gerência de riscos e desenvolvimento de cronograma físicofinanceiro de PAI 68 Neste contexto vamos descrever em detalhes as seis diretrizes para elaboração do estudo de viabilidade técnica de um projeto de automação 1 Critérios para identificar os objetivos do cliente Consiste em levantar o objetivo do projeto de automação que será considerado É importante envolver os direcionadores de negócios que comumente fazem parte de projetos de automação industrial Direcionadores de negócios em automação De acordo com Carvalho 2010 existem direcionadores que costumam estar presentes em projetos de automação ou seja são direcionadores de negócios que podem estar vinculados com os alvos e as metas da empresa Neste contexto podemos ter como foco Atender a um determinado volume de produção Atingir um determinado índice de produtividade por período de tempo Diminuir o custo operacional da planta e controlar o consumo energético específico associado à fabricação de um determinado volume de produto Melhorar o tempo de disponibilidade da planta para a fabricação de seus produtos Melhorar a qualidade dos produtos que estão sendo fabricados considerando as diversas etapas de fabricação existentes na planta Medir o impacto causado no meio ambiente em virtude da operação da planta para a fabricação de seus produtos e a medida da ocorrência de eventos que afetam a segurança e a saúde dos operadores humanos que interagem com os processos produtivos que ocorrem na planta Concluindo o problema de automação deve estar claro e ao mesmo tempo deve ser declarado formalmente qual é o direcionador que está sendo contemplado para a sua solução Assimile U2 Análise de viabilidade gerência de riscos e desenvolvimento de cronograma físicofinanceiro de PAI 69 2 Critérios para atendimento às normas vigentes De acordo com a natureza do projeto é necessário fazer um levantamento das normas técnicas que regulam os processos vinculados ao projeto para que os produtos gerados sejam aprovados por auditoria e fiscalização externas 3 Critérios para dimensionar os recursos associados à infraestrutura necessária Para que a planta possa executar os processos utilizando automação é necessário fazer visitas de campo para verificar a disponibilidade e adequação das instalações físicas existentes considerando minimamente as partes elétrica hidráulica e pneumática 4 Critérios para dimensionar os recursos de hardware Os processos automatizados dependem de equipamentos que podem necessitar de redimensionamento para a solução do problema proposto além de novos dispositivos para atuação e sensoriamento de sistemas de controle que sejam adequados à complexidade operacional que se deseja para a planta considerandose também as interfaces de comunicação com operadores e as redes de comunicação necessárias para integração 5 Critérios para dimensionar os elementos de software Para que a planta funcione com o nível de automação desejado é necessário dimensionar os sistemas de software que precisam ser desenvolvidos para programação dos sistemas de controle presentes Para isso as funções de controle devem ser definidas para que sejam programadas nos respectivos controladores conforme os processos de fabricação e sistemas de controle e supervisão dos recursos envolvidos 6 Critérios para dimensionar os recursos humanos Devese ter em mente quais são os diferentes perfis de profissionais para atuarem nas diversas fases do ciclo de vida do projeto Por exemplo são necessários profissionais competentes para atuarem nas fases de identificação das oportunidades engenharia e operacional Além disso de acordo com Moraes e Castrucci 2010 é fundamental realizar um estudo sobre o impacto causado na vida social U2 Análise de viabilidade gerência de riscos e desenvolvimento de cronograma físicofi nanceiro de PAI 70 dos funcionários que atuam na empresa para que não haja o fomento de um sentimento de ameaça aos seus empregados em virtude do projeto de automação que está sendo planejado Seguindo estas diretrizes você será capaz de realizar a viabilidade técnica de um projeto de automação Para complementar a viabilidade técnica deve ser realizada a viabilidade econômico financeira do projeto que será estudado em breve Na fase atual do projeto de automação para fabricação de carne processada está sendo realizado o estudo de viabilidade e o ponto de partida é fazer o estudo de viabilidade técnica do projeto É fundamental que você retome o objetivo do projeto fabricação de alimentos processados de origem animal de alta qualidade a um custo competitivo Para isto será implementada uma linha de produção automatizada capaz de atender a esses requisitos Além disso o cliente detalhou o processo de fabricação para que os recursos de automação possam ser implantados de forma adequada Considerando estas especificações temse a seguinte sequência de procedimentos i a recepção desossa e limpeza da matéria prima ii o processo de cura da carne com a injeção de compostos Para a aplicação da metodologia FEL existem alguns fatores que são críticos para que os resultados esperados possam ser alcançados É importante que você saiba quais seriam estes fatores para que você possa ter maior discernimento dos principais aspectos que devem despertar a sua atenção e pratique a gestão de projetos de automação industrial com sucesso Pesquise em BARBOSA P T et al Metodologia FEL sua importância na avaliação de riscos e redução de impactos em escopo tempo e custo de projetos complexos de engenharia In XXXIII Encontro Nacional de Engenharia de Produção 33 2013 Salvador Anais Salvador Enegep 2013 p117 Leia a seção que fala de fatores de sucesso nas páginas 10 e 11 Pesquise mais Sem medo de errar U2 Análise de viabilidade gerência de riscos e desenvolvimento de cronograma físicofinanceiro de PAI 71 químicos iii o processo de massageamento iv foi acrescida uma etapa de embalar automaticamente os produtos semiacabados para cozimento v após o resfriamento o produto deve ser embalado novamente para venda ao consumidor devendo ser resfriado Associado a isto seu cliente precisa resolver o problema de atender às exigências da Anvisa quanto à necessidade de utilização de dispositivos avançados para controle e sensoriamento da dosagem de substâncias durante a fabricação do produto e garantia de uma embalagem segura a fim de evitar que o produto seja contaminado antes de ser utilizado pelo consumidor final Desta forma foi solicitado um relatório técnico sobre o estudo de viabilidade técnica deste projeto de tal forma que se baseie no objetivo do projeto para definir os direcionadores corretos e descreva uma sistemática para especificação dos recursos necessários e atendimento às normas vigentes para a fabricação do produto desejado Esboço do relatório Para que o estudo de viabilidade técnica seja realizado com êxito devem ser verificados 1 Objetivos do cliente Uma vez que o problema é automatizar uma nova linha de produção e que o cliente enfatiza que precisa manter elevada qualidade do produto e custo competitivo os direcionadores que precisam ser considerados são A garantia da qualidade dos produtos que estão sendo fabricados considerando as diversas etapas de fabricação existentes na planta B diminuição do custo operacional da planta 2 Atendimento às normas vigentes Contemplar as normas vigentes relacionadas à automação dos processos principalmente junto à Anvisa Desta forma para garantir confiabilidade quanto ao cumprimento das normas é necessário A automação do processo de dosagem de substâncias químicas que ocorre na etapa ii de cura da carne Portanto devese optar por injetores automáticos B automação do processo de embalagem do produto final que ocorre na etapa v para garantir a conservação do produto até que seja utilizado pelo consumidor final U2 Análise de viabilidade gerência de riscos e desenvolvimento de cronograma físicofinanceiro de PAI 72 3 Recursos associados à infraestrutura necessária De acordo com a especificação do processo de fabricação que foi disponibilizado pelo cliente é necessário obter cinco estações de trabalho sendo uma para cada etapa do processo Será necessário realizar visitas técnicas para levantamento das condições das instalações elétricas hidráulicas e pneumáticas e cabeamento para instalação das redes de comunicação necessárias para integração dos dispositivos e sistemas de controle 4 Os recursos de hardware e software Considerando as cinco estações de trabalho têmse etapa i a recepção desossa e limpeza da matériaprima pode ser manual ou automática Se for automática existe maquinário apropriado para isso que realiza evisceração desossa e corte etapa ii o processo de cura da carne poderá ser realizado de forma automática por meio de injetoras apropriadas para garantir qualidade etapa iii o processo de massagem poderá ser realizado de forma manual ou automática Se for automática existe maquinário apropriado para isso que realiza massagem tombamento e maturação etapa iv foi acrescida uma etapa de embalar automaticamente os produtos semiacabados para cozimento Se for automática existe maquinário apropriado para isso que embala e enforma para o cozimento etapa v após o resfriamento o produto deve ser embalado novamente para venda ao consumidor existindo maquinário adequado para embalar etiquetar e paletizar de forma automática É necessário ser automático para manter o padrão de qualidade Para as etapas i iii e iv o investimento em automação depende da relação custobenefício em termos de ganho em produtividade As estações de trabalho vão necessitar de CLPs Controladores Lógicos Programáveis para serem controladas e estes controladores devem ser conectados em rede para que possam ser gerenciados por um sistema de controle supervisório 5 Os recursos humanos Uma vez que já é conhecido o ciclo de vida do projeto para cada fase deve ser estipulado um perfil de equipe de colaboradores para atuarem no projeto engenharia conceitual para desenvolvimento das especificações iniciais depois U2 Análise de viabilidade gerência de riscos e desenvolvimento de cronograma físicofi nanceiro de PAI 73 engenharia básica para o projeto detalhado e depois equipe técnica operacional para startup da planta e manutenção Com esta descrição temse o esboço do estudo de viabilidade técnica que detalha os recursos de automação viáveis que podem estar associados a cada etapa do processo A partir destas definições existem diferentes configurações de processos de automação que podem ser implementados e caberá uma análise de viabilidade financeira para decidir a respeito da melhor alternativa Avançando na prática Revisão dos processos para aumentar competitividade Descrição da situaçãoproblema Uma empresa está passando por uma revisão de seus processos de fabricação para ser mais competitiva porque o custo de seu produto está elevado com relação aos seus concorrentes Em visita à sua planta industrial você verificou que utilizam CLPs para o controle das linhas de produção e que há diversas áreas que são utilizadas para estoque intermediário dos itens semiacabados que estão sendo processados Quando você questionou o cliente sobre isso ele lhe respondeu que os estoques existiam para não comprometer a produção e não deixar de cumprir prazos de entrega Diante deste cenário seu cliente confessa que apesar de seus produtos serem de ótima qualidade e atender às necessidades técnicas do mercado o custo para aquisição de seu produto é mais elevado e está cada vez mais difícil atrair interessados Explique como você iria proceder para atender aos objetivos de seu cliente Resolução da situaçãoproblema Considerando a situação presente para contemplar os objetivos do cliente devem ser considerados os direcionadores do negócio da empresa Portanto o foco está em diminuir o custo operacional da planta Por que está sendo considerado este direcionador U2 Análise de viabilidade gerência de riscos e desenvolvimento de cronograma físicofi nanceiro de PAI 74 Em virtude da existência de muitos estoques intermediários Este cenário precisa ser investigado pelos seguintes motivos Material semiacabado armazenado tem um custo de depreciação associado por estar parado e ocupando um espaço físico que poderia ser utilizado como arranjo físico de novas máquinas e equipamentos A possibilidade de existência de um desbalanceamento entre os centros de custo que acabam produzindo seus itens em excesso para não causarem paradas na linha de produção global da fábrica O balanceamento precisa ser revisto o que pode acarretar um maior índice de produtividade que seria outro direcionador que poderia ser contemplado Portanto os aspectos levantados podem melhorar a produtividade e causar um melhor uso dos espaços físicos resultando em diminuição do custo do produto final 1 Em termos de diretrizes básicas que devem ser contempladas para avaliar a viabilidade técnica de um projeto de automação industrial você diria que faz parte deste contexto I Contemplar as normas vigentes relacionadas à automação dos processos II Considerar critérios para o dimensionamento de recursos de hardware sem a necessidade de incluir requisitos de software III Contemplar estratégias para recrutamento de recursos humanos capacitados Marque a alternativa correta É são verdadeiras a Somente a afirmação I b Somente a afirmação II c Somente a afirmação III d Somente as afirmações I e III e Somente as afirmações II e III 2 Faça valer a pena cerca de 30 dos problemas que ocorrem nos projetos são decorrentes de um projeto mal desenvolvido tanto U2 Análise de viabilidade gerência de riscos e desenvolvimento de cronograma físicofi nanceiro de PAI 75 3 Hoje você lidera uma equipe que consegue atender os prazos e custos para cumprir o escopo na entrega de projetos a seus clientes Entretanto você observa que os resultados em médio prazo não são os esperados por esses clientes Para convencer a sua equipe a respeito do uso da metodologia FEL para obter melhores resultados no desenvolvimento de projetos de automação você apresentou um gráfico baseado na pesquisa realizada pelo IPA de acordo coma Figura 24 a seguir Se você é gestor de projetos em uma empresa que faz parte dos 30 citados no texto e decide aplicar a metodologia FEL para mudar o cenário de projetos mal desenvolvidos então você afirmaria que I Passará pelo portão 1 para obter um detalhamento da solução adotada II Na etapa FEL 2 você vai utilizar ferramentas para selecionar a melhor das alternativas presentes III Na etapa FEL 3 você vai gerar o termo de aceitação do projeto Assinale a alternativa que associa V de verdadeiro ou F de falso corretamente a respeito da aplicação da metodologia FEL a VVV b FVF c VFV d VVF e FVV Figura 24 Pesquisa IPA sobre a performance da metodologia FEL no sentido de planejamento quanto na concepção de instalações e equipamentos sobretudo na sua fase de concepção onde seus reflexos irão aparecer durante a execução do empreendimento BARBOSA et al 2013 sp U2 Análise de viabilidade gerência de riscos e desenvolvimento de cronograma físicofinanceiro de PAI 76 Fonte Barbosa et al 2013 p 13 Um de seus engenheiros observa os gráficos e afirma Nós já cumprimos o escopo dos nossos projetos dentro dos prazos e custo estipulados portanto esta metodologia não vai agregar nada Qual é a alternativa que apresenta a avaliação correta que você deve fazer diante desta visão de sua equipe a Os gráficos revelam aquilo que a equipe manifestou b Estes gráficos não possuem a informação que incentiva o uso da metodologia c Os gráficos estão corretos mas não são eficazes para mostrar o potencial da metodologia d O problema de insatisfação dos clientes não está relacionado com a qualidade do trabalho da equipe e Devese recomendar para a equipe uma reflexão a respeito de como o estudo de viabilidade dos processos considera o negócio da empresa U2 Análise de viabilidade gerência de riscos e desenvolvimento de cronograma físicofi nanceiro de PAI 77 Para que uma empresa seja competitiva no mercado é necessário desenvolver projetos em que as tecnologias para aprimoramento da qualidade e da produção estejam presentes Entretanto estar em concordância com o plano de negócios da organização é uma condição essencial de competitividade Não basta que um projeto seja tecnicamente excelente é necessário que ele seja viável dentro do contexto de negócio da empresa Dando continuidade ao nosso trabalho você é o responsável técnico que está envolvido em um projeto cujo cliente necessita automatizar o processo de fabricação de carne processada Na primeira etapa você desenvolveu o estudo da viabilidade técnica O segundo passo é realizar o estudo de viabilidade financeira do projeto Lembrese de que o objetivo do projeto é a fabricação de alimentos processados de origem animal de alta qualidade a um custo competitivo Para isto pretendese implementar uma linha de produção automatizada capaz de atender a esses requisitos Um fato novo que você tem é o resultado do estudo de viabilidade técnica que já configurou os procedimentos de fabricação da carne processada da seguinte forma i a recepção a desossa e a limpeza da matériaprima podem ser feitas manualmente ou de forma automática ii o processo de cura da carne poderá ser realizado de forma automática por meio de injetoras apropriadas iii o processo de massagem poderá ser realizado de forma automática ou manual iv foi acrescida uma etapa de embalar de forma automática ou manual os produtos semiacabados para cozimento v após o resfriamento o produto deve ser embalado novamente de forma automática para venda ao consumidor devendo ser resfriado Seu superior delegou a você a tarefa de dar suporte para que seu cliente faça um estudo criterioso da viabilidade financeira do projeto e solicitou um relatório técnico que direcione este estudo considerando os seguintes fatores restritivos o orçamento inicial é Seção 22 Diálogo aberto Ciclo de vida de um projeto U2 Análise de viabilidade gerência de riscos e desenvolvimento de cronograma físicofi nanceiro de PAI 78 Não pode faltar de 2 mil UM Unidades Monetárias e o tempo de retorno máximo de investimento é de 30 meses Como você pode orientálo para que essas atividades sejam realizadas com sucesso Para isto você verá nesta seção como sistematizar o uso de direcionadores de negócios para se obter uma descrição das categorias de investimento necessárias Feito isto você verá como fazer uma análise financeira quantitativa da viabilidade de um projeto considerando a aplicação de técnicas amplamente utilizadas para esta finalidade Este estudo será complementado com os esclarecimentos sobre como calcular custos diretos e indiretos envolvidos nos processos produtivos que fazem parte do escopo do projeto Bom trabalho em mais esta etapa Determinação dos custos do projeto direcionadores de negócios Já foram apresentados os direcionadores de negócios que podem estar presentes em soluções de automação De acordo com Carvalho 2010 e considerando as questões de gestão de projetos de automação em Moraes e Castrucci 2010 é importante formular uma lógica que defina um procedimento para que você possa como gestor de projetos de automação observar de forma sistemática os direcionadores e investimentos necessários para que o plano de negócios da empresa seja contemplado Neste contexto é proposto o seguinte procedimento 1 Selecionar os direcionadores que estão diretamente ligados ao plano de negócios da empresa com base nos direcionadores selecionados durante a viabilidade técnica e verificar as possibilidades de interação entre indicadores considerando o viés de impacto nos resultados financeiros 2 Considerar as atividades técnicas que foram estudadas durante a viabilidade técnica do projeto e as soluções de automação vinculadas a estas atividades e que afetam os direcionadores Se houver mais de uma alternativa técnica optar pela que for mais viável financeiramente 3 Organizar as categorias de investimentos envolvidas para viabilizar o cálculo sistemático dos custos U2 Análise de viabilidade gerência de riscos e desenvolvimento de cronograma físicofinanceiro de PAI 79 Neste contexto está prevista a interação entre direcionadores Esta análise é positiva porque pode justificar os resultados da viabilidade técnica que foi executada anteriormente mostrando como uma solução técnica pode resultar em vários benefícios financeiros envolvendo outros direcionadores Para que seja possível analisar esta interação será importante aprofundar o seu conhecimento sobre este assunto e analisar em detalhes os diferentes direcionadores CARVALHO 2010 Volume de produção a partir do levantamento da demanda de um determinado produto devese estabelecer um volume de produção necessário Este parâmetro referese à quantidade de itens que devem ser produzidos em um horizonte de tempo que tem como referencial o mercado e não a linha de produção da planta industrial Produtividade o índice de produtividade está relacionado com a capacidade de produção da planta ou seja agora sim temos a linha de produção como referencial Neste sentido deve ser analisado se a produtividade vigente é capaz de atender ao volume de produção desejado Para melhorar o índice devese rever o grau de automação presente nos processos produtivos em questão Disponibilidade mede a taxa percentual de tempo relativa em que a planta operou normalmente sem que ocorressem falhas ou manutenção Quanto menor o número de paradas na planta maior será esta taxa Custo operacional corresponde à somatória dos seguintes custos associados insumos e matérias primas mão de obra manutenção e serviços energia elétrica e demais fontes de energia e descartes e perdas por causa de parada na produção Qualidade os produtos fabricados passam por uma série de processos de transformação até chegarem ao estado de produto final A cada etapa de transformação é necessário verificar se os padrões de qualidade estão em conformidade com as exigências impostas pelo mercado consumidor Caso contrário os produtos não aceitos representam um custo que não gera receita Segurança e saúde considera o risco que as atividades profissionais podem causar à saúde do ser humano envolvido U2 Análise de viabilidade gerência de riscos e desenvolvimento de cronograma físicofi nanceiro de PAI 80 no processo tanto por causa da sua forma de trabalhar quanto pela questão de ocorrência de acidentes Consumo energético específico é a razão entre a quantidade de energia utilizada diferentes fontes envolvidas e o volume produzido obtendose uma taxa de energia consumida por unidade de volume de produto gerado Meio ambiente mede o impacto que a fabricação de uma empresa causa no meio ambiente envolvendo o conceito de uso racional das fontes de energia e da matériaprima principalmente Considerase também a geração de poluentes decorrente da execução dos processos de fabricação Portanto conhecendo em maiores detalhes os direcionadores você será capaz de relacionar um subconjunto deles que melhor atenda às necessidades do plano de negócios de cada organização e terá maior flexibilidade de análise financeira da proposta técnica Aplicando direcionadores para fabricação de medicamentos Considere uma situação em que um novo laboratório deseja entrar no mercado de fabricação de produtos farmacêuticos Após fazer uma análise estratégica de seu plano de negócios o corpo diretivo responsável pela criação do novo laboratório decide que o foco de produção será a linha de medicamentos genéricos de alta demanda Para dar prosseguimento ao projeto é necessário definir quais são os direcionadores que devem ser aplicados para nortearem as decisões que devem ser tomadas a fim de decidir qual é a melhor solução tecnológica que se ajusta ao plano de negócios estratégico que foi definido Em primeiro lugar considerase a qualidade O laboratório precisa se adequar às normas da Anvisa para a produção dos medicamentos Este é um aspecto primordial e mandatório Em segundo lugar deve atentar ao volume de produção demandado para os medicamentos que pretende fabricar Com isto terá uma noção do investimento que precisa ser feito para atender ao mercado e não perder a confiabilidade de ser um fornecedor que cumpre prazos de entrega Por fim tem a questão do indicador associado ao custo operacional Este mercado é extremamente competitivo e precisa minimizar os custos de forma intensa Automaticamente o direcionador produtividade deve estar presente para atender a um determinado volume Exemplificando U2 Análise de viabilidade gerência de riscos e desenvolvimento de cronograma físicofi nanceiro de PAI 81 Na sequência vamos analisar a questão das categorias de investimentos para contemplar de forma adequada a análise de custo de um projeto de automação industrial Categorias de investimentos De acordo com Carvalho 2010 e Moraes e Castrucci 2010 em um projeto de automação industrial é importante que o gestor entenda como é composto o custo associado ao desenvolvimento destes projetos Em termos conceituais estes custos abrangem três segmentos de recursos que podem ser organizados em um contexto de equipamentos ver Figura 25 outro de softwares ver Figura 26 e outro de serviços ver Figura 27 Fonte Carvalho 2010 p 35 Figura 25 Composição do investimento focado em equipamentos de produção e para garantir um bom uso dos recursos que impactará em minimização do custo operacional Portanto para a fabricação dos produtos farmacêuticos conforme planejado possíveis indicadores seriam i qualidade ii volume de produção e iii custo operacional U2 Análise de viabilidade gerência de riscos e desenvolvimento de cronograma físicofinanceiro de PAI 82 Fonte Carvalho 2010 p 36 Fonte Carvalho 2010 p 35 Figura 26 Composição do investimento focado em softwares Figura 27 Composição do investimento focado em serviços Por meio do modelo de integração previsto na pirâmide da automação estes recursos são integrados na organização da seguinte forma o sistema ERP Enterprise Resource Planning Sistema Integrado de Gestão de planejamento da produção comunicase com a camada MES Manufacturing Execution Systems Sistemas de Controle da Produção de execução da produção que se comunica com os sistemas SCADA Supervisory Control and Data Acquisition Controle Supervisório e Aquisição de Dados por meio de IHM Interface HomemMáquina para aturem nos sistemas de controle locais Figura 28 U2 Análise de viabilidade gerência de riscos e desenvolvimento de cronograma físicofi nanceiro de PAI 83 Fonte Santos 2014 p 29 Figura 28 Pirâmide da automação integrando as classes de recursos Estas informações corretamente organizadas são fundamentais para estimativa dos custos inerentes ao projeto a fim de que seja possível analisar sua viabilidade e sintonia com o planejamento estratégico da empresa Vamos discutir alguns detalhes importantes associados às três classes de investimentos presentes em um projeto de automação industrial Primeiramente os custos associados aos equipamentos envolvem as partes de acionamentos elétricos que podem estar acoplados a pneumáticos e hidráulicos dispositivos de controle instrumentação e sistemas de comunicação Uma vez que estes equipamentos sempre possuem alguma interface de programação então é fundamental prever os custos associados aos recursos de software para programação dos sistemas supervisórios e de controle além dos softwares necessários para garantir a comunicação e os softwares de apoio presentes nas organizações para a gestão de todo o negócio da empresa conforme previstos na pirâmide da automação Além disso temos os custos associados à realização dos serviços que precisam ser executados envolvendo o HH homens por hora de engenheiros e de técnicos para serviços de instalação e montagem Complementa se este contexto de prestação de serviços com logística e transporte Assimile U2 Análise de viabilidade gerência de riscos e desenvolvimento de cronograma físicofi nanceiro de PAI 84 Análise financeira Existem diversas técnicas que podem ser utilizadas para analisar a viabilidade financeira de um projeto CARVALHO 2010 Para que você tenha uma visão fundamental sobre este estudo serão apresentadas três técnicas que são bem conhecidas a Valor presente VP a partir de um valor projetado VF para o futuro calculase o valor correspondente no presente VP de acordo com a equação VP VF i n 1 em que i é a taxa de desconto n é o número de períodos de tempo b Valor presente líquido VPL é obtido descontando se o investimento inicial que é feito no presente do VP calculado Portanto se um VPL for positivo então o projeto é economicamente viável c Período de retorno de investimento PPb permite o cálculo do tempo necessário para se obter o retorno do investimento que foi realizado Para o cálculo têmse PPb CI Rpp em que CI é o custo total do investimento envolvendo a soma dos custos diretos e indiretos Rpp é a receita esperada por período O valor deste índice deve ser comparado com o plano de negócios da empresa para saber se atende ou não às expectativas dela Portanto para se analisar a viabilidade de um projeto é essencial realizar uma análise quantitativa de dois parâmetros Primeiro parâmetro cálculo do valor presente líquido do resultado que se espera obter no futuro após a implantação do projeto para se verificar se o retorno é maior que o investimento Segundo parâmetro cálculo do período de retorno de investimento payback para saber se está de acordo com o plano de negócios da empresa Estes dois parâmetros são essenciais para sinalizar a respeito da viabilidade de um determinado projeto de automação industrial e programação de despesas como viagem alimentação e hospedagem dos profissionais que atuarem nos projetos U2 Análise de viabilidade gerência de riscos e desenvolvimento de cronograma físicofinanceiro de PAI 85 Estimativo dos custos diretos e indiretos Para o cálculo do período de retorno de investimento payback que foi comentado anteriormente é necessário somar os custos diretos e os custos indiretos para se obter o custo total CI utilizado na análise financeira De acordo com Alves e Fiorio 2014 temse que Os custos diretos são aqueles que envolvem tudo o que está ligado diretamente ao produto não sendo necessário fazer rateio O custo indireto está associado a algo que não está vinculado diretamente ao produto como os gastos com seguros segurança impostos etc Neste caso estes custos devem ser rateados Exemplos de custo direto e indireto estão ilustrados na Figura 29 Reflita Uma empresa deseja realizar um projeto de automação para atender a uma necessidade de aumento de 50 de demanda em seus produtos e para isto seu corpo diretivo estabeleceu como direcionador básico produtividade Um gestor de tecnologias para automação propôs uma solução que implicava em um investimento que exigia um período de retorno de quatro anos Para esta estimativa ele considerou a média de receita obtida pela produção da empresa em um determinado período do passado Prontamente a empresa abortou o projeto justificando que este período era da ordem de grandeza do ciclo de vida útil do produto que estaria sendo fabricado Diante desta situação a empresa solicitou a você um parecer sobre esta proposta Existe algum ponto equivocado que merece uma revisão Qual é o seu parecer a respeito da forma como foi estimada a receita por período U2 Análise de viabilidade gerência de riscos e desenvolvimento de cronograma físicofi nanceiro de PAI 86 Fonte Alves e Fiorio 2014 p 3 Figura 29 Exemplos de custos direto e indireto em uma fábrica Para o rateio podem ser utilizados diferentes critérios ALVES FIORIO 2014 Veja três exemplos importantes de critérios para se efetuar o rateio de custos indiretos A quantidade de unidades produzidas em cada setor HH utilizados para a produção dos itens em cada setor Valor agregado aos itens que são processados em cada setor Desta forma você conclui esta seção complementando o estudo de viabilidade de um projeto de automação industrial considerando a questão de viabilidade financeira atrelada à viabilidade técnica O próximo passo será fazer uma análise de risco do projeto O gestor digital A questão da evolução tecnológica altera os processos produtivos constantemente e as formas de gestão Com isso as empresas passam a ter um novo conceito de direcionador da transformação digital Pesquise este assunto lendo a respeito do uso de tecnologias que causam mudanças nos modelos de negócios em Pesquise mais U2 Análise de viabilidade gerência de riscos e desenvolvimento de cronograma físicofi nanceiro de PAI 87 O seu cliente deseja concluir o estudo de viabilidade do projeto de automação para fabricação de carne processada Para isto você deve executar o segundo passo que é fazer o estudo de viabilidade financeira do projeto Agora você tem o seguinte resultado do estudo de viabilidade técnica do projeto i a recepção a desossa e a limpeza da matériaprima podem ser manuais ou automáticas ii o processo de cura da carne poderá ser automático por meio de injetoras apropriadas iii o processo de massagem poderá ser automático ou manual iv foi acrescida uma etapa de embalar os produtos semiacabados de forma automática ou manual para cozimento v após o resfriamento o produto deve ser embalado novamente de forma automática para venda ao consumidor Diante deste cenário seu superior delegou a você a tarefa de dar suporte para que seu cliente faça um estudo criterioso da viabilidade financeira do projeto e solicitou um relatório descrevendo uma proposta de sistemática que considere como aplicar direcionadores de negócios para se analisar as categorias de investimentos necessárias para a realização de um projeto de automação Lembre se de que seu cliente estipulou que o orçamento máximo para investir é de 2 mil UM Unidades Monetárias e o tempo de retorno de investimento máximo aceitável é de 30 meses Esboço do relatório Uma vez realizada a viabilidade técnica do projeto o próximo passo é realizar a viabilidade financeira Para isto são propostos quatro passos 1 Selecionar os direcionadores que estão diretamente ligados ao plano de negócios da empresa verificando as possibilidades de interação entre eles Tendo como base os direcionadores selecionados durante o estudo de viabilidade técnica temos qualidade Sem medo de errar BARBOSA M A 11 tecnologias que impactam os negócios Revista Mundo Corporativo n 59 p18 janmar 2017 Disponível em httpwwwmundocorporativodeloittecombr11direcionadores deimpacto Acesso em 23 jul 2018 U2 Análise de viabilidade gerência de riscos e desenvolvimento de cronograma físicofinanceiro de PAI 88 e custo operacional Para atender aos padrões de qualidade os processos serão enquadrados nas normas vigentes Com relação ao custo foram adotadas soluções voltadas para automação do processo reduzindo as operações manuais que gastam mais tempo e podem impactar negativamente na qualidade O impacto direto será no direcionador produtividade que por sua vez deve melhorar a disponibilidade pois os índices de repetitividade para execução dos processos são garantidos pela precisão das máquinas envolvendo apenas a programação adequada de manutenções em função do desgaste natural das máquinas sem envolver operadores humanos 2 Considerar as atividades técnicas que foram estudadas durante a viabilidade técnica do projeto e as soluções de automação vinculadas a estas atividades e que afetam os direcionadores O processo de fabricação foi organizado em cinco etapas de i a v sendo que as etapas ii de cura e v de embalar o produto final devem ser automatizadas por questões de qualidade e atendimento à Anvisa conforme estudo de viabilidade técnica realizado anteriormente 3 Organizar as categorias de investimentos envolvidas para viabilizar Uma vez elencados os recursos eles devem ser classificados para que viabilize o cálculo sistemático dos custos diretos e indiretos Portanto as possibilidades de investimento em automação que devem ser estudas são A automação de todas as etapas B automação somente da etapa i de recepção desossa e limpeza da matériaprima C automação somente da etapa iii de massagem D automação somente da etapa iv de embalagem dos produtos semiacabados para cozimento E automação das etapas i e iii F automação das etapas i e iv e G automação das etapas iii e iv Para avaliação das propostas considere que foi realizada uma pesquisa tecnológica obtendose os dados da Tabela 21 sobre os valores orçados para cada proposta de investimento de automação listada e uma estimativa de receita esperada em um período de um ano para cada um dos cenários U2 Análise de viabilidade gerência de riscos e desenvolvimento de cronograma físicofi nanceiro de PAI 89 Fonte elaborada pelo autor Tabela 21 Estima de custo e receita para cenários de investimento em automação 4 Uma vez estabelecido o conjunto de investimentos necessários os custos podem ser dimensionados e assim podem ser aplicadas as técnicas de análise financeira o próximo passo será calcular o PPb que foi limitado pelo cliente em 30 meses Considerando a Tabela 21 com os diferentes cenários calculouse uma estimativa doPPbpara cada cenário o que gerou a Tabela 22 Fonte elaborada pelo autor Tabela 22 Estima de custo PPb para os cenários de investimento em automação Cenário de investimento A B C D E F G Custo UM 2610 1375 1320 1430 1950 1920 1980 Receita UM 870 500 510 520 730 770 850 PPb meses 36 33 31 33 32 30 28 Cenário de investimento A B C D E F G Custo UM 2610 1375 1320 1430 1950 1920 1980 Receita UM 870 500 510 520 730 770 850 A partir dos dados levantados é possível realizar uma avaliação financeira e concluir que O cenário A é inviável porque excede o budget em cerca de 30 Os cenários B C D e E excedem o período máximo de retorno de investimento e portanto são desqualificados Os cenários F e G são viáveis aprovados financeiramente Portanto estas são as propostas que devem avançar para que sejam analisadas na próxima etapa de gerenciamento de riscos U2 Análise de viabilidade gerência de riscos e desenvolvimento de cronograma físicofi nanceiro de PAI 90 Avançando na prática Direcionadores de negócios para projeto de automação para atender demanda de mercado Descrição da situaçãoproblema Um fabricante de pastilhas de freio para automóveis foi convidado para entrar em uma cadeia produtiva de uma determinada montadora e terá a partir de agora que atender a uma determinada demanda que é 15 maior do que a praticada atualmente Por isso ele precisa formular os direcionadores de negócios que devem ser adotados para que o plano de negócios da empresa seja contemplado Atualmente a empresa convive com problemas que causam uma taxa de disponibilidade da planta de 68 As informações obtidas através dos direcionadores precisam ser consistentes para que os investimentos possam ser planejados adequadamente e evitar prejuízos Resolução da situaçãoproblema Inicialmente é importante orientar o cliente que ele deve antes de tudo realizar análise da viabilidade técnica Após isso será possível aplicar a seguinte sistemática Passo 1 selecionar os direcionadores que estão aderentes ao plano de negócios da empresa Neste caso o primeiro direcionador que deve ter sido considerado durante a análise da viabilidade técnica é o volume de produção que deve subir 15 Neste caso para se aumentar o volume de produção primeiramente foi considerada a taxa de disponibilidade da planta Havendo problemas de manutenção que causam paradas excessivas devemse melhorar estas atividades Isto causará um impacto em outro direcionador que é produtividade Se o índice de produtividade aumentar o volume de produção também sofrerá acréscimo O resultado irá convergir para o atendimento do plano de negócios da empresa Passo 2 considerar as atividades técnicas que foram estudadas durante a viabilidade técnica do projeto e as soluções de automação vinculadas Neste caso o foco pode ser as atividades U2 Análise de viabilidade gerência de riscos e desenvolvimento de cronograma físicofi nanceiro de PAI 91 de manutenção que devem ser melhoradas a fim de incrementar a taxa de disponibilidade impactando em melhoria do índice de produtividade para se atingir 15 de ganho no volume de produção Dependendo da situação verificar o que deve ser feito para melhorar o processo de acordo com os recursos que a tecnologia de automação pode oferecer Por exemplo pode ser que atividades de manipulação baseadas em operadores humanos provoquem interrupções por causa de estoques intermediários que são gerados Passo 3 organizar as categorias de investimentos envolvidas Durante a fase de estudo de viabilidade os recursos são levantados o que facilita a organização dos investimentos necessários para que os custos diretos e indiretos sejam calculados Desta forma o cliente terá lucidez para definir de forma sistemática os direcionadores de negócios que podem solucionar o seu problema 1 Para realizar a análise financeira de um projeto é fundamental apresentar algumas técnicas que são fundamentais Neste contexto considere as seguintes afirmações I O valor presente projeta os investimentos para o futuro II Se o valor presente for positivo então o projeto é viável III O período de retorno de investimento payback tem a limitação de não levar em conta a receita por período Assinale a alternativa que associa corretamente V ou F às afirmações obedecendo a sequência a V V V b V V F c V F F d F F F e F V V 2 Para se desenvolver um projeto de automação é necessário organizar os investimentos em três categorias conforme descrito na Tabela 23 Faça valer a pena U2 Análise de viabilidade gerência de riscos e desenvolvimento de cronograma físicofinanceiro de PAI 92 EQ Equipamentos SO Software SE Serviços I HH de engenharia conceitual II Interfaces de comunicação proprietárias III Sistemas operacionais IV Termostatos Tabela 23 Categorias de investimentos Tabela 24 Investimentos previstos A seguir na Tabela 24 estão listados os principais investimentos que serão utilizados Assinale a alternativa que organiza corretamente os investimentos de acordo com as categorias existentes a I SE II SE III SO IV EQ V EQ b I SE II SO III SO IV EQ V EQ c I SE II SO III EQ IV EQ V EQ d I SE II SO III SO IV EQ V SO e I SE II SO III SO IV EQ V EQ 3 Um fabricante de produtos de limpeza está passando por um processo de reestruturação em sua empresa em função de um aumento de demanda em torno de 25 resultando em uma demanda de 150 mil unidades mensais É política da empresa não investir em projetos que tenham um tempo de retorno de investimento maior que 2 anos Para atingir este objetivo foi feito um levantamento de dados conforme apresentado na Tabela 1 U2 Análise de viabilidade gerência de riscos e desenvolvimento de cronograma físicofinanceiro de PAI 93 Índice ou taxa Valor Disponibilidade 65 Produtividade 4 mil unidades diárias 30 dias por mês Valor presente R 23 milhões Tabela 25 Informações levantadas para orientar a reestruturação Baseados nestes dados são sugeridas algumas conclusões na forma de afirmações listadas a seguir I Com certeza a única alternativa para se atender à demanda é melhorar a produtividade por meio de ações de automação dos processos II A taxa de disponibilidade indica que o sistema tem problemas de paradas que devem ser resolvidos para depois se considerar a necessidade de intensificação da automação dos processos III Os dados são insuficientes para se avaliar se o projeto está de acordo com as políticas estratégicas da empresa Faça um diagnóstico das afirmações sugeridas e neste contexto assinale a alternativa correta a Todas as afirmações são verdadeiras b Somente as afirmações I e II são verdadeiras c Somente as afirmações II e III são verdadeiras d Somente as afirmações I e III são verdadeiras e Somente a afirmação III é verdadeira U2 Análise de viabilidade gerência de riscos e desenvolvimento de cronograma físicofi nanceiro de PAI 94 O sucesso de um projeto depende do cuidado com que a gestão de riscos é realizada Este estudo permite que o gerente de projetos defina estratégias de como reagir diante da ocorrência de eventos indesejáveis Além disso outro fator fundamental se refere à elaboração de um cronograma de execução das atividades e do planejamento de como será realizado o controle de acompanhamento do projeto para que o previsto seja comparado com o realizado de forma adequada Neste contexto vamos continuar o nosso projeto de automação do processo de fabricação de carne processada Sendo o responsável técnico você já realizou as etapas de análise de viabilidade técnica e financeira do projeto Entretanto existe uma questão pendente que preocupa seu cliente como estipular uma forma de analisar os riscos que podem afetar o projeto uma vez que o processo será automatizado Este aspecto da automação do processo exige uma definição objetiva de quais são os riscos que podem degradar a qualidade de seu produto Devese utilizar como base de conhecimento o levantamento que você já realizou a respeito dos fatores que podem comprometer o sucesso do projeto assim como os pontos críticos que foram levantados em relação ao controle de dosagem de substâncias químicas no processo de cura da carne e também a questão da robustez da embalagem para não prejudicar o produto até que chegue ao alcance do consumidor final Portanto uma vez que o processo será automatizado você precisará desenvolver uma matriz de riscos para que não haja comprometimento da qualidade do produto final que o cliente deseja produzir Você sabe como realizar esta tarefa Adicionalmente é necessário elaborar um relatório contendo a descrição de uma matriz de riscos para que não haja comprometimento da qualidade do produto final que Seção 23 Diálogo aberto Análise de riscos e elaboração do cronograma U2 Análise de viabilidade gerência de riscos e desenvolvimento de cronograma físicofi nanceiro de PAI 95 estará sendo fabricado citando alguns exemplos de risco que possam existir Você saberia montar uma matriz de riscos para este projeto Nesta seção você verá como lidar com a questão de gestão de riscos envolvendo a questão de identificação avaliação e respostas aos riscos de tal forma que você será capaz de elaborar uma matriz de avaliação de riscos Na sequência você verá como deve ser sistematizada a descrição das atividades que precisam ser desenvolvidas em um projeto de automação para que possa ser estimado um cronograma de execução do projeto Por fim você verá como poderá utilizar ferramentas computacionais para o controle e acompanhamento do projeto aplicando o conceito de linha de base Para o sucesso de suas atividades é necessário que você se dedique atentamente ao conteúdo desta seção realizando todas as atividades proposta Bom trabalho Um gestor jamais pode ignorar que todo projeto pode ser afetado por riscos Um risco está associado à ocorrência de um evento inesperado que pode causar algum efeito positivo ou negativo em um projeto e a habilidade de gerenciar riscos é um diferencial presente em gestores que possuem uma visão mais atual sobre a dinâmica que envolve o ciclo de vida de um projeto LIMA 2009 Neste contexto o conceito de risco reúne três aspectos fundamentais ocorre na forma de evento que possui uma probabilidade de ocorrência e que provoca um impacto Esta visão é importante pois estas três dimensões direcionam a execução da gestão de riscos Além disso se os riscos são inevitáveis estar preparado para eles aumenta a chance de sucesso de um projeto Por isso é importante uma gestão de riscos que avalie como o escopo os custos e o cronograma podem ser afetados na ocorrência dos eventos O nosso objetivo será construir uma matriz de avaliação de riscos que tem como formato a Figura 210 onde as letras B M e A correspondem a níveis baixo médio e alto respectivamente Não pode faltar U2 Análise de viabilidade gerência de riscos e desenvolvimento de cronograma físicofi nanceiro de PAI 96 Fonte Clements e Gido 2014 p 279 Figura 210 Modelo de matriz de avaliação de riscos O ponto de partida será entender como se identifica um risco A situação mais favorável para se identificar riscos seria a consulta aos dados registrados em experiências anteriores Em especial no caso de automação de sistemas industriais o registro de dados passados é insuficiente Entretanto com o avanço dos recursos computacionais e para manipulação de dados esta realidade está mudando Se não existirem dados armazenados o suficiente uma das práticas mais utilizadas para se identificar riscos é a partir de reflexões em equipe em que profissionais experientes estejam reunidos Estas reuniões são chamadas de brainstorming Este termo costuma ser traduzido como tempestade ou explosão de ideias Durante estes encontros devese valorizar a criatividade e não inibir as manifestações dos participantes para se ter bons resultados DUARTE 2015 Existem outras técnicas também como a de Delphi em que não é necessário que os participantes estejam presentes e nem que se identifiquem Neste caso dados dos projetos são enviados aos participantes juntamente com um questionário a ser respondido por eles O levantamento dos riscos é feito em um relatório baseado nas sugestões recebidas dos vários participantes U2 Análise de viabilidade gerência de riscos e desenvolvimento de cronograma físicofinanceiro de PAI 97 Após a identificação dos riscos temos como saída uma lista que deve ser avaliada Para que seja possível avaliar o risco é necessário dispor de duas informações da probabilidade de ocorrência e do impacto causado caso o evento venha a ocorrer CLEMENTS GIDO 2014 Por exemplo em termos de probabilidades de ocorrência podemos estabelecer os níveis muito alto MA alto A médio M baixo B e muito baixo MB e quantificar estes níveis conforme descrito na Figura 211 Quanto ao impacto pode ser classificado também como muito alto MA alto A médio M baixo B e muito baixo MB e quantificado conforme indicado na mesma matriz O resultado de avaliação de cada risco será a multiplicação dos valores da probabilidade pelo impacto correspondente resultando nos dados da matriz ilustrada na Figura 211 Posteriormente podemse classificar os riscos como alto médio ou baixo conforme também mostrado na figura Esta matriz foi elaborada baseada em Lima 2009 e apresenta cinco níveis de probabilidade e cinco dimensões de impactos diferentes Existem várias técnicas que podem ser utilizadas para identificar riscos Como gestor de projetos é importante você conhecer mais detalhes a respeito de como conduzir um brainstorming por exemplo e outras técnicas como o brainwritting e o uso dos diagramas de Ishikawa No artigo a seguir há mais informações a respeito deste assunto DUARTE J Planejamento e identificação de riscos no gerenciamento de projetos GP4US 8 set 2015 Disponível em httpswwwgp4us combridentificacaoderiscos Acesso em 24 jul 2018 Pesquise mais Fonte adaptada de Lima 2009 p 66 Figura 211 Matriz de avaliação do produto entre probabilidade e impacto U2 Análise de viabilidade gerência de riscos e desenvolvimento de cronograma físicofi nanceiro de PAI 98 Desta forma fica mais simples de se estabelecer um grau de prioridade para se tratar cada um dos riscos Existe ainda a possibilidade de você considerar de forma estratégica se um risco deve prevalecer sobre os demais e desta forma devido a um grau de subjetivismo requerido devese cuidar para que a regra de negócio da empresa não seja desrespeitada O próximo passo será definir as respostas que devem ser associadas aos possíveis riscos De acordo com Clements e Gido 2014 a resposta que pode ser dada diante da ocorrência de um risco é Evitar o risco neste caso o risco é evitado de tal forma que se decide mudar a ação que iria ser executada que poderia provocar um evento de risco Mitigar o risco na situação em que o risco ocorrer devese diminuir ao máximo possível o impacto causado Aceitar o risco significa que não haverá a preocupação de evitar o risco ou de reduzir o impacto que poderá ser causado Portanto o tipo de resposta deve levar em conta o nível de criticidade de um risco Além disso é fundamental que o gestor compreenda que todo risco tem um evento iniciador que pode ser chamado de disparador da ação Por exemplo se um determinado projeto de automação que está em andamento depende de importação de equipamentos uma greve de até trinta dias no sistema alfandegário pode causar um atraso no projeto Uma vez definidos os critérios de atribuição de respostas à ocorrência de riscos o próximo passo é definir como será a monitoração e o controle de riscos no projeto Monitoração dos riscos Uma questão importante que você gestor de projetos precisa ter ciência é a respeito do fato de os riscos serem dinâmicos ou seja conforme o projeto evolui com o tempo pode ser que novos riscos passem a existir uma vez que a realidade mudou Por outro lado pode ser que riscos que eram relevantes para a antiga realidade não sejam mais viáveis porque a probabilidade de ocorrência tornouse mínima Assimile U2 Análise de viabilidade gerência de riscos e desenvolvimento de cronograma físicofi nanceiro de PAI 99 Para finalizar este assunto não se esqueça de manter um histórico de ocorrência de riscos para que sirva como fonte de conhecimento para novos projetos Agora você já está preparado para preencher a Matriz de Avaliação de Riscos de um projeto de automação industrial Definição das tarefas ou atividades Considere que você já definiu um escopo para o projeto Agora você deve avançar na fase de planejamento das tarefas e na definição dos prazos para execução de forma a definir o cronograma com a devida alocação dos recursos e custos A primeira ação necessária é no sentido de gerar a estrutura analítica de projeto EAP Enquanto o escopo define o que deve ser feito a EAP define como deverá ser feito Desta forma uma EAP organiza todas as tarefas que devem ser feitas de tal forma que as entregas sejam realizadas A EAP é um diagrama estruturado que é dividido em níveis com as tarefas a serem executadas para o desenvolvimento do projeto Ela auxilia diretamente no controle das entregas que devem ser efetuadas Devese dividir o trabalho total do projeto em partes para garantir que o resultado final seja atingido As partes de um nível mais baixo subordinado a um nível superior são os pacotes de trabalho CLEMENTS GIDO 2014 Por sua vez estes pacotes devem conter todas as atividades que devem ser realizadas para que a entrega ocorra De acordo com Costa 2017a existem três abordagens clássicas para elaboração da EAP Atenção Os projetos de automação costumam ser complexos e para elaborar uma EAP é necessário envolver diferentes áreas que atuam diretamente no projeto Portanto o gerente de projeto deve formar uma equipe multidisciplinar para elaborar a EAP Portanto é fundamental manter uma disciplina de atualização dos riscos por meio de reuniões de gestão de riscos incluindo como item de pauta uma reflexão sobre fatos novos que impactariam o projeto U2 Análise de viabilidade gerência de riscos e desenvolvimento de cronograma físicofinanceiro de PAI 100 A Orientada por fases Neste caso a EAP descreve um processo associado ao ciclo de vida do projeto enumerando as fases para o seu desenvolvimento A vantagem é que mostra naturalmente a evolução do projeto com o tempo facilitando seu entendimento e gerenciamento A desvantagem é que não destaca os recursos necessários para as fases podendo ocultar algum aspecto importante Além disso podem ser incluídas tarefas de gestão do projeto que são atividades de caráter administrativo A Figura 212 ilustra um exemplo de EAP deste tipo B Orientada por entregas Descreve as entregas que deverão ser efetuadas Figura 213 A vantagem é que evidencia as partes do projeto e facilita as reflexões sobre riscos e novas soluções quando for necessário O problema é que se perde a visão dos acontecimentos em função do tempo Figura 212 EAP por fases Fonte Costa 2017a p 3 U2 Análise de viabilidade gerência de riscos e desenvolvimento de cronograma físicofinanceiro de PAI 101 C Orientada por equipes As atividades são agrupadas por equipes envolvidas em sua execução Figura 214 É um modelo importante para o caso de projetos que envolvem equipes com compromissos muito distintos Entretanto perdese na representação da evolução no tempo e das entregas Figura 213 EAP por entregas Fonte Costa 2017a p 3 Figura 214 EAP por equipes Fonte adaptada de Costa 2017a p 3 U2 Análise de viabilidade gerência de riscos e desenvolvimento de cronograma físicofi nanceiro de PAI 102 Um hospital deseja utilizar o sistema de código de barras Data Matrix código de barras 2D utilizado na indústria para identificação de seus medicamentos que são ministrados aos pacientes de forma a garantir a segurança evitando erros de medicação e realizando o controle eficaz de estoque dos medicamentos nas farmácias hospitalares Este projeto de automação implica em providenciar impressoras para gerar os códigos scanners para leitura padronização dos rótulos para as diferentes embalagens e treinamento para capacitação de uso da nova tecnologia Uma EAP para o desenvolvimento deste projeto pode ser vista na Figura 215 Exemplificando Figura 215 EAP para o projeto de automação utilizando Data Matrix Fonte elaborada pelo autor Reflita Para o projeto de automação de um processo de secagem de peças utilizando fornos elétricos é necessário desenvolver um processo de automação utilizando esteiras transportadoras Como se trata da utilização de fornos com mais de 5000 m de comprimento é necessário que a temperatura seja controlada durante o percurso das peças exigindo um sistema de controle de parâmetros distribuídos U2 Análise de viabilidade gerência de riscos e desenvolvimento de cronograma físicofi nanceiro de PAI 103 Figura 216 Lógicas de execução das atividades Uma vez obtida a descrição das atividades na EAP o próximo passo é modelar o seu sequenciamento Conforme Clements e Gido 2014 para modelar a lógica de sequenciamento utilizase o diagrama de redes baseado em PERT CPM Program Evaluation and Review Technique Critical Path Method ou Técnica de Avaliação e Revisão Método do Caminho Crítico Nessas redes as atividades podem ser conectadas da seguinte forma LIMA 2009 Término Início TI início da próxima depende do término da atual sequência Início Início II início de paralelismo de atividades simultâneas Término Término TT término de paralelismo de atividades simultâneas Início Término IT término da atual depende do início da próxima sequência com atraso ao desligar Esta relação é pouco utilizada na prática A Figura 216 ilustra três arranjos básicos possíveis em que as atividades são executadas de forma sequencial uma após o término da outra ou de forma simultânea são executadas em paralelo ou de forma escalonada os recursos 1 2 ou 3 podem ser escalados assim que terminarem suas tarefas O próximo passo para se obter o cronograma desejado consiste em estimar o tempo de duração das atividades e estimar os recursos Fonte elaborada pelo autor Como o investimento é elevado devese elaborar a EAP de forma detalhada durante a fase de planejamento Na sua opinião qual seria a melhor abordagem para orientar a elaboração desta EAP U2 Análise de viabilidade gerência de riscos e desenvolvimento de cronograma físicofi nanceiro de PAI 104 necessários para a realização delas Existem várias ferramentas computacionais no mercado que auxiliam no controle e na gestão de projetos Como exemplo temse o Project Libre Tratase de uma ferramenta para gestão de projetos de código aberto que possui uma série de recursos para se acompanhar a evolução do projeto sendo capaz de gerar a linha de base baseline que representa o plano acordado para o desenvolvimento de um projeto COSTA 2017b A linha de base representa a trajetória que um projeto deve percorrer e se torna a referência para saber se o projeto está se desviando do previsto As linhas de base devem ser determinadas antes de o projeto entrar na fase de execução e como exemplo podem referenciar Escopo baseada nas entregas previstas e nos critérios de aceite adotados Tempo baseada nas datas que foram estipuladas para as tarefas serem executadas Custo baseada no orçamento que prevê os investimentos que podem ser realizados Qualidade baseada em métricas de qualidade para avaliação dos produtos gerados Sempre que ocorrer alguma mudança no projeto a linha de base deve ser atualizada desde que a referida mudança tenha sido aprovada Devese ter cautela em atualizar a linha de base sem que haja uma avaliação criteriosa dos impactos sobre o orçamento tempo e escopo Com o uso de ferramentas computacionais o gerente de projeto pode manter um controle efetivo sobre a execução do projeto e gerenciar mudanças quando necessário Uma questão que preocupa seu cliente é sobre como estipular uma forma de analisar os riscos que podem afetar o projeto Em virtude da automação do processo devese ter cautela com a Dica O Project Libre pode ser obtido gratuitamente Disponível em www projectlibrecom Acesso em 24 jul 2018 Sem medo de errar U2 Análise de viabilidade gerência de riscos e desenvolvimento de cronograma físicofinanceiro de PAI 105 definição objetiva de quais são os riscos que podem degradar a qualidade do produto Devese usar como base de conhecimento o levantamento que já foi realizado a respeito dos fatores que podem comprometer o sucesso do projeto juntamente com os pontos críticos que foram levantados em relação ao controle de dosagem de substâncias químicas no processo de cura da carne e também a questão da robustez da embalagem para não prejudicar o produto até que chegue ao alcance do consumidor final Para se construir uma matriz de avaliação de riscos devem ser seguidos os seguintes passos Passo 1 identificar os riscos Para o caso da empresa em foco foram realizadas reuniões com o cliente que serviram para se levantar as seguintes situações R1 há dificuldade em organizar as reuniões entre as equipes envolvidas Neste caso é possível aplicar a técnica Delphi para os casos em que os encontros poderiam fracassar R2 há o ponto crítico em relação ao controle de dosagem de substâncias químicas no processo de cura da carne Neste caso é importante não efetuar o processo manualmente e utilizar dispositivos automáticos para esta operação Se ocorrer o produto daquele lote deve ser retirado do mercado R3 há a questão da robustez da embalagem para não prejudicar o produto até que chegue ao alcance do consumidor final Neste caso é importante testar diferentes propostas de embalagens e organizar um serviço do tipo SAC para o registro de eventuais ocorrências Passo 2 avaliação dos riscos Para isto é necessário obter as probabilidades de ocorrência de cada risco e o impacto causado se ele ocorrer Utilizando a métrica de acordo com a matriz da Figura 211 e considerando a realidade do cliente é possível quantificar da seguinte forma R1 segundo o cliente costuma acontecer o problema de desmarcar as reuniões com uma frequência mediana Portanto a probabilidade de R1 é M Quanto ao impacto causado por uma reunião desmarcada pode ser grande se for por exemplo para avaliar o impacto de uma mudança U2 Análise de viabilidade gerência de riscos e desenvolvimento de cronograma físicofinanceiro de PAI 106 Entretanto se for uma reunião rotineira o impacto será baixo Portanto em média podemos dizer que o impacto de R1 será M Teremos PI R P R I R 1 1 1 0 5 0 2 0 01 Portanto definimos risco baixo R2 como este risco pode causar um dano de comprometer a qualidade do produto será adotada a automação do processo minimizando a probabilidade de ocorrência para MB Por sua vez o impacto é elevado ou seja MA Teremos PI R P R I R 2 2 2 0 1 0 8 0 08 Portanto definimos risco médio R3 este risco compromete a confiabilidade do produto perante o consumidor Considerando que os testes serão rigorosos para escolha de uma embalagem adequada teremos probabilidade MB O impacto pode ser considerado mediano M Teremos PI R P R I R 3 3 3 0 1 0 2 0 02 Portanto definimos risco baixo Passo 3 Respostas aos riscos R1 neste caso teremos Disparador da ação verificação de que as equipes não têm a oportunidade de se reunir Plano de resposta evitar o risco Aplicar a técnica Delphi para discutir a pauta da reunião R2 neste caso teremos Disparador da ação verificação de que a carne não atende ao padrão via testes internos Plano de resposta mitigar o risco e recolher o produto do mercado caso já tenha sido distribuído R3 neste caso teremos Disparador da ação verificação de que as embalagens estão com problemas via SAC Plano de resposta mitigar o risco resolvendo o problema com o processo de embalar o produto Com estas informações é possível implementar a matriz de análise de risco descrita a seguir U2 Análise de viabilidade gerência de riscos e desenvolvimento de cronograma físicofinanceiro de PAI 107 Quadro 21 Matriz de riscos do projeto de automação Fonte elaborada pelo autor É importante acrescentar que a monitoração dos riscos é fundamental checando a disponibilidade das equipes antecipadamente para as reuniões fazendo testes de dosagem de substâncias na carne e mantendo o SAC em operação e utilizando as informações para o controle de qualidade do produto Risco Impacto Probabilidade de ocorrên cia grau de im pacto avaliação de risco Disparador da ação Plano de res posta Há dificul dade em organizar as reuniões en tre as equipes envolvidas Pode ser grande se for uma reunião para avaliar mudanças no projeto M M risco baixo Verificação de que as equipes não têm a oportu nidade de se reunir Evitar o risco Neste caso é possível aplicar a técnica Delphi para os casos em que os encontros poderiam fra cassar Descontrole de dosagem de substân cias químicas no processo de cura da carne Pode causar um dano de comprometer a qualidade do produto MB MA risco médio Verificação de que a carne não atende ao padrão via testes internos Mitigar o risco e recolher o produto do mercado caso já tenha sido distribuído Falta de robustez da embalagem que pode prejudicar o produto até que chegue ao alcance do consumidor final Compromete a confiabilida de do produ to perante o consumidor MB M risco baixo Verificação de que as embalagens estão com problemas via SAC Mitigar o risco resolvendo o problema com o processo de embalar o produto U2 Análise de viabilidade gerência de riscos e desenvolvimento de cronograma físicofi nanceiro de PAI 108 Avançando na prática Frequência de atualização na linha de base Descrição da situaçãoproblema Um gestor de tecnologia trabalha em uma indústria de autopeças e está convivendo com uma situação de modernização do processo de fabricação de alguns itens em virtude da mudança do padrão de qualidade exigido por seus clientes Para isto foi necessário robotizar diversas operações de soldagem e também de estampagem Para este projeto de modernização do sistema produtivo está sendo desenvolvido um projeto de automação de alto investimento e que já implicou em cinco mudanças estratégicas envolvendo orçamento e escopo em virtude da necessidade de equipamentos importados que precisaram ser substituídos A cada mudança este gestor responsável fazia imediatamente uma atualização nas linhas de base para acompanhar o previsto e o realizado e verificar se o andamento do projeto está de acordo Entretanto surgiu uma sexta ocorrência em que não foi possível adequar as linhas de base deixando o gestor preocupado Qual é a atitude necessária neste tipo de situação Resolução da situaçãoproblema Um dos grandes desafios que um gestor de tecnologia enfrenta para gerenciar as mudanças de um projeto é com relação à frequência com que deve alterar sua linha de base Assim que houver uma ocorrência devese aguardar um estudo detalhado do impacto desta ocorrência para se dimensionar o quanto vai afetar o custo o tempo e o escopo do projeto Estas três variáveis são os pilares de sustentação e não se pode ir alterando as linhas de base de forma automática pois chega um momento em que não há mais como compensar os impactos que se somam Sendo assim a cada mudança avaliase o impacto e se verifica se o projeto pode absorver ou não Em caso afirmativo atualize a linha de base em caso negativo mantenha a linha de base e busque outras alternativas Desta forma é possível manter o gerenciamento do projeto sob controle U2 Análise de viabilidade gerência de riscos e desenvolvimento de cronograma físicofi nanceiro de PAI 109 1 Um gestor jamais pode ignorar o fato de que todo projeto pode ser afetado por eventos não previstos Um risco está associado à ocorrência de um evento inesperado que pode causar algum efeito positivo ou negativo em um projeto e o fato de se gerenciar riscos é um diferencial presente em gestores que possuem uma visão mais atual sobre a dinâmica que envolve o ciclo de vida de um projeto Assinale a alternativa correta a respeito de gestão de riscos a O escopo é definido na fase inicial de um projeto e não pode ser afetado por riscos b A matriz de avaliação de riscos não precisa computar a probabilidade de ocorrência de um risco c Aceitar o risco não é uma resposta cabível diante da ocorrência de um risco d A situação mais favorável para se identificar riscos seria a consulta a dados vivenciados em experiências anteriores e Mitigar o risco implica em prevenir que um risco possa ocorrer 2 Para fazer a aplicação do conceito de diagramas de rede para elaboração de estimativas de cronogramas de execução de um projeto de automação você afirmaria que I A partir do diagrama de rede será possível gerar a EAP Estrutura Analítica de Projeto de forma sistemática II Das formas de conexão entre atividades devese evitar o uso da conexão Término Início TI por causar atrasos na execução do projeto III A conexão Início Término IT é frequente para representar atividades simultâneas sem o risco de atrasos Assinale a alternativa que atribui Verdadeiro ou Falso corretamente às afirmações de acordo com a ordem em que foram descritas a FVV b FFV c FFF d VFF e VVF Faça valer a pena U2 Análise de viabilidade gerência de riscos e desenvolvimento de cronograma físicofinanceiro de PAI 110 3 Um dos aspectos que precisa ser avaliado com cuidado é a atualização de uma linha de base em um projeto de automação Considerando que tempo orçamento e escopo são três dimensões que devem sempre ser respeitadas como restrições fundamentais durante a fase de execução de um projeto avalie as afirmações a seguir I Não tem sentido considerar outras linhas de base que não sejam escopo tempo e custo para controlar o desenvolvimento de um projeto II Assim que ocorrem mudanças em uma das três restrições automaticamente deve ser atualizada a linha de base III Podem acontecer mudanças em um projeto que inviabilizam uma nova linha de base obrigando o gestor a buscar alternativas para restabelecer o equilíbrio do projeto sem mudar a linha de base Avaliando as afirmações e o contexto apresentado assinale a alternativa correta a Somente as afirmações I e II estão corretas b Somente a afirmação I está correta c Somente a afirmação II está correta d Somente a afirmação III está correta e Somente as afirmações I e III estão corretas ALVES F FIORIO V O que são custos diretos e indiretos de produção Indústria Hoje nov 2014 Disponível em httpswwwindustriahojecombroquesao custosdiretoseindiretosdeproducao Acesso em 24 jul 2018 BARBOSA M A 11 tecnologias que impactam os negócios Revista Mundo Corporativo n 59 p 18 janmar 2017 Disponível em httpwwwmundocorporativodeloitte combr11direcionadoresdeimpacto Acesso em 24 jul 2018 BARBOSA P T et al Metodologia FEL sua importância na avaliação de riscos e redução de impactos em escopo tempo e custo de projetos complexos de engenharia In XXXIII Encontro Nacional de Engenharia de Produção 33 2013 Salvador Anais Salvador Enegep 2013 p117 CARVALHO F B Estimação de ganhos financeiros em projetos de automação e controle uma proposta metodológica e estudos de caso 2010 Dissertação Mestrado em Engenharia Elétrica Escola de Engenharia Universidade Federal de Minas Gerais Minas Gerais 2010 CAVALCANTE R C Proposta de implementação de um programa de gestão da qualidade utilizando a metodologia FEL estudo de caso no setor público In XIII Simpósio de Excelência em Gestão e Tecnologia 13 2016 Anais Resende Seget 2016 Disponível em httpswwwaedbbrsegetarquivosartigos161152486pdf Acesso em 24 jul 2018 CLEMENTS J P GIDO J Gestão de projetos 2 ed Tradução da 5ª ed norte americana São Paulo Cengage Learning Editores 2014 Minha Biblioteca COSTA F Como fazer uma WBSEAP Projetos e TI 13 nov 2017a Disponível em httpsprojetoseticombrcomofazerumawbseap Acesso em 24 jul 2018 Entenda o que é uma baseline e sua importância nos projetos Projetos e TI 29 jun 2017b Disponível em httpsprojetoseticombrentendaoqueeuma baselineesuaimportancianosprojetos Acesso em 10 jun 2018 DUARTE J Planejamento e identificação de riscos no gerenciamento de projetos GP4US 8 set 2015 Disponível em httpswwwgp4uscombridentificacaode riscos Acesso em 24 jul 2018 LIMA G P Gestão de projetos como estruturar logicamente as ações futuras Rio de Janeiro LTC 2009 Série Gestão Estratégica Minha Biblioteca MORAES C C CASTRUCCI P L Engenharia de automaç ã o industrial 2 ed Rio de Janeiro LTC 2010 MOTTA O M et al Alinhando os objetivos técnicos do projeto às estratégias de negócio contribuição da metodologia FEL no préplanejamento de grandes empreendimentos Revista Gestão Industrial v 7 n 4 p 99117 12 jan 2012 DOI 103895s180804482011000400005 Disponível em httpsperiodicosutfpredu brrevistagiarticleviewFile827761 Acesso em 23 jul 2018 Referências RAMOS W J Aplicação de VIPs em projetos de capital teoria e prática Revista Mundo PM n 63 p 5462 junjul 2015 SANTOS M M D Supervisão de sistemas funcionalidades e aplicações 1 ed São Paulo Érica 2014 Unidade 3 Para que um projeto de automação industrial tenha êxito é crucial que um gestor de tecnologia saiba como conduzir as atividades relacionadas à etapa que precede o planejamento ou seja a etapa de realização que envolve o maior gasto de energia previsto em seu ciclo de desenvolvimento Por este motivo não basta apenas realizar um excelente planejamento das técnicas que vão orientar a realização efetiva das diversas fases Você teve uma postura positiva até o momento e finalizou a etapa de planejamento de um projeto de automação Com isto encerrou suas atividades com aquele cliente com problemas na questão de aprovação das embalagens de seus produtos alimentícios junto à ANVISA Como isto envolve um período de tempo indeterminado você será envolvido a partir de agora em um novo projeto e seu alvo é atender às necessidades de seu novo cliente que planejou realizar a automação de uma planta industrial responsável por fabricar detergente industrial Este processo envolve as seguintes atividades i Mistura de um soluto baseado em soda cáustica com solvente em um tanque de mistura A ii Mistura de um desengraxante com solvente em um tanque B Convite ao estudo Dimensionamento dos elementos e desenvolvimento do software de controle de PAI iii Medição de um volume fixo de neutralizador em um tanque de medição N que deve ser previamente aquecido iv Mistura do conteúdo dos três tanques em um tanque aerador P para obtenção do produto final Seu desafio é atender o cliente que precisa de um dimensionamento dos principais elementos que devem estar presentes neste sistema para a realização do processo de fabricação do detergente conforme planejado Quais seriam os principais dispositivos utilizados neste sistema de produção Os tanques sensores e atuadores locais poderiam ser interligados por uma rede de comunicação Como seria o desenvolvimento do software de controle para programação dos controladores para que a produção de detergente ocorra conforme planejado Para que você seja capacitado para esta nova fase estudará como sistematizar a descrição técnica dos dispositivos que devem compor o objeto de controle e os demais equipamentos e dispositivos de um sistema de automação industrial Verá também como utilizar as redes industriais para integrar o fluxo de informações de controle e uma sistemática para programar os controladores para executar os processos na planta industrial automatizada Com isto você será competente para dimensionar os elementos de um sistema de controle e desenvolver o software de programação para um sistema de automação industrial Um excelente trabalho nesta nova unidade U3 Dimensionamento dos elementos e desenvolvimento do software de controle de PAI 115 Para que um profissional possa implantar um sistema de automação industrial ele necessariamente terá que modelar a estrutura deste sistema que é essencial para obter o comportamento dinâmico que se espera Você já passou pela fase de planejamento de um projeto de automação industrial e agora seu desafio é realizar uma descrição técnica de todos os elementos físicos que devem estar presentes em um sistema de automação industrial para que aquilo que foi planejado seja executado Seu alvo agora é atender às necessidades de seu cliente que planejou realizar a automação de uma planta industrial responsável por fabricar detergente industrial Este processo consiste em Misturar um soluto baseado em soda cáustica com solvente em um tanque de mistura A Misturar um desengraxante com solvente em um tanque B Medir um volume fixo de neutralizador em um tanque de medição N que deve ser previamente aquecido Misturar o conteúdo dos três tanques em um tanque aerador P para obter o produto final Seu cliente precisa de um dimensionamento dos principais elementos que devem estar presentes neste sistema automatizado Para isto é necessário que você organize na forma de um relatório técnico os procedimentos que precisam ser adotados para realizar esta tarefa de forma sistemática a fim de responder os seguintes questionamentos Seção 31 Diálogo aberto Dimensionamento dos elementos do sistema U3 Dimensionamento dos elementos e desenvolvimento do software de controle de PAI 116 Como se deve organizar estes elementosdispositivos em um diagrama esquemático Como elaborar uma listagem de todos os dispositivos que interagem com o objeto de controle incluindo uma classificação destes elementos de acordo com sua funcionalidade Com exceção do tanque de medição os demais tanques possuem misturadores com sensores de nível indicando vazio nível de soluto desejado e tanque cheio Para ser possível elaborar este relatório você verá como deve ser definido um modelo estrutural padrão para sistemas de automação industrial verá como realizar uma descrição técnica para documentar os dispositivos que interagem com o objeto de controle e questões associadas à definição dos sinais de entrada e saída presentes nestes sistemas Assim você se tornará apto a desenvolver descrições técnicas de dispositivos necessários para a implementação de sistemas de automação industrial Bons estudos Não pode faltar Uma vez aprovado o planejamento de um projeto de automação industrial a próxima fase é a de realização dele que começa com a especificação técnica de acordo com as aplicações que foram planejadas Baseado nestas especificações teremos o projeto dos painéis de controle a determinação e configuração das redes de comunicação a arquitetura física de controladores que serão necessários e a arquitetura lógica da distribuição dos programas de controle Especificação técnica dos equipamentos modelo estrutural padrão Os equipamentos presentes em um sistema de automação industrial englobam as seguintes funções U3 Dimensionamento dos elementos e desenvolvimento do software de controle de PAI 117 Dispositivos responsáveis pela realização das estratégias de controle Neste caso temos o controlador lógico programável CLP bastante difundido em aplicações industriais Os CLPs são os dispositivos utilizados para realizar o controle Dispositivos que desempenham a função de identificar o estado em que a planta se encontra a partir do sensoriamento do processo São dispositivos distribuídos na planta denominados transdutores que têm a capacidade de traduzir o estado da planta em sinais elétricos enviados para o controlador CLP São os dispositivos de sensoriamento Dispositivos capazes de receber sinais de um CLP para gerarem como saída o processamento físico ou químico que resultará na fabricação do produto desejado São os dispositivos de atuação Dispositivos capazes de monitorar o que está acontecendo com a planta e que podem interpretar estes sinais e decodificar os dados em uma informação que gera uma interpretação capaz de mostrar o estado da planta a fim de que o operador exerça a função de supervisor e possa interagir com o sistema de controle São os dispositivos de monitoração Dispositivos de interface com o usuário que permitem que ele comande a planta a partir do acionamento de determinadas chaves ou botoeiras ou até mesmo teclados de estações de trabalho para poder ativar procedimentos de intervenção na operação da planta industrial São os dispositivos de comando Conforme ilustrado na Figura 31 estes dispositivos encontram se integrados de tal maneira que os CLPs são o núcleo do sistema de controle que interage diretamente com a planta Uma vez que esta representação elenca apenas os elementos do sistema de automação sem se preocupar com o comportamento do processo de fabricação que será executado tratase de um modelo estrutural É importante compreender que esta classificação dos dispositivos nestes cinco grupos de acordo com sua funcionalidade U3 Dimensionamento dos elementos e desenvolvimento do software de controle de PAI 118 controle sensoriamento atuação monitoração e comando sistematiza a forma como você poderá elaborar estes modelos Em vez de ter que se preocupar em como será o modelo que deve ser adotado para cada sistema de automação você está sendo capacitado para dominar um método de modelagem estrutural de um sistema de automação Fonte Franchi e Camargo 2008 p 25 Figura 31 Modelo padrão de um sistema de controle de um sistema de automação industrial Portanto ao analisar um sistema de automação industrial o primeiro passo em termos de modelagem de sua estrutura é classificar os elementos do sistema em cinco contextos diferentes Do ponto de vista de realização do controle CLPs e outros dispositivos de controle Do lado da planta Dispositivos de sensoriamento Dispositivos de atuação Do lado do operador SensoresTransdutores Atuadores Planta CLP Saídas Entradas Parâmetros Estados U3 Dimensionamento dos elementos e desenvolvimento do software de controle de PAI 119 Dispositivos de comando Dispositivos de monitoração Documentação dos dispositivos De acordo com Miyagi 2007 para o estudo do objeto de controle seus equipamentos e instalações é possível aplicar uma sistemática que se baseia no seguinte procedimento 1 Elaboração de um diagrama estrutural esquemático que representa os elementos do objeto de controle e demais dispositivos atuadores sensores comando monitoração e controle 2 Listagem dos dispositivos classificandoos de acordo com a sua função atuadores sensores comando monitoração e controle 3 Descrição técnica das classes de dispositivos que foram listadas e que interagem com o objeto de controle Segundo Miyagi 2007 podemos denominar objeto de controle o conjunto de elementos que constituem uma planta com o objetivo de realizar um determinado processo de fabricação Para controlar estes elementos são inseridos controladores que se comunicam com o operador e com a planta Para o controlador atuar sobre a planta são inseridos dispositivos de atuação e sensoriamento no objeto de controle Por sua vez para o controlador se comunicar com o operador são inseridos dispositivos de comando e monitoração no mesmo objeto de controle Portanto o projeto de automação de uma planta industrial prevê a inserção destas cinco classes de dispositivos para que o objeto de controle possa ser efetivamente controlado Assimile Portanto para o estudo do objeto de controle é necessário descrever um diagrama esquemático estrutural que mostre a relação entre todos os elementos do objeto de controle U3 Dimensionamento dos elementos e desenvolvimento do software de controle de PAI 120 Além disso para a documentação da descrição técnica dos dispositivos podem ser utilizadas planilhas na forma de tabelas que agrupam os dispositivos de acordo com a sua classe e também considerando semelhanças tecnológicas em suas características de especificação técnica Por exemplo na classe de atuadores podem ser criadas uma planilha para motores outra para válvulas etc conforme for mais adequado Vamos considerar o exemplo de uma prensa estampadeira de chapas plásticas SILVEIRA SANTOS 1998 O primeiro passo é elaborar um diagrama esquemático representado na Figura 32 Os elementos presentes neste dispositivo são Um magazine vertical que alimenta as peças por gravidade Um atuador pneumático alimentador S1 que empurra a peça posicionando na base do estampador que é acionado pela válvula solenóide EV1 O sensor S1 detecta que o atuador pneumático alimentador atingiu sua máxima excursão Um atuador pneumático estampador S2 que prensa a chapa na forma que é acionado pela válvula solenóide EV2 O sensor S2 detecta que o atuador pneumático estampador atingiu sua máxima excursão Um atuador pneumático extrator S3 que retira a chapa que foi prensada da forma e que é acionado pela válvula solenóide EV3 O sensor S3 detecta que o atuador pneumático extrator atingiu sua máxima excursão Um bico de ar para insuflar a peça após ter sido prensada que injeta um sopro de ar controlado pela válvula solenóide EV4 Há um sensor FS que detecta a passagem de uma chapa prensada após o sopro Uma botoeira PDT para acionar o sistema Exemplificando U3 Dimensionamento dos elementos e desenvolvimento do software de controle de PAI 121 Figura 32 Diagrama esquemático de um processo de estampagem Fonte Silveira e Santos 1998 p 148 Uma vez que já temos uma descrição do diagrama esquemático do sistema de estampagem para prosseguir o estudo do objeto de controle e demais dispositivos é necessário organizar a descrição técnica dos vários elementos existentes neste sistema de estampagem Portanto o próximo passo é organizar uma listagem dos dispositivos de acordo com as suas funções Função de comando botoeira PDT Função de monitoração não há dispositivos Função de controle deve ser utilizado um CLP que não está representado no esquema Função de atuação válvulas solenóide EV1 EV2 e EV3 e respectivos cilindros pneumáticos mais a válvula solenóide EV4 que aciona o assoprador Função de sensoriamento sensores S1 S2 e S3 de fim de curso dos cilindros mais sensor FS de passagem de peça estampada Após a elaboração desta listagem já é possível construir as planilhas com as descrições técnicas dos dispositivos Para U3 Dimensionamento dos elementos e desenvolvimento do software de controle de PAI 122 se fazer estas tabelas é necessário coletar as especificações contidas nos manuais dos fabricantes dos dispositivos Veja um exemplo na Tabela 31 em que se documenta os atuadores do tipo válvula solenóide presentes no sistema Tabela 31 Atuadores válvula solenóide presentes no sistema da Figura 32 N Cod Tensão V Potência DC W Potência AC W Pressão Min Kgf cm2 Pressão Máx Kgf cm2 Orifício mm 1 EV1 110VAC 362 20 034 9 25 2 EV2 110VAC 362 20 034 9 25 3 EV3 110VAC 362 20 034 9 25 4 EV4 110VAC 362 20 034 17 19 Fonte elaborada pelo autor Estes dados são hipotéticos pois não foi definido o fabricante nem o modelo da válvula pelo autor do diagrama esquemático Entretanto quando você for o técnico responsável por este levantamento já saberá como proceder Controladores e sistemas embarcados e alocação dos sinais de entrada e saída físicas Com a evolução dos sistemas de automação industrial o conceito de controladores lógicos programáveis evoluiu para dispositivos mais abrangentes denominados controladores programáveis Isto ocorreu em virtude de esses controladores serem utilizados não só para a realização de estratégias de controle lógico mas também para a especificação de estratégias de controle envolvendo sistemas contínuos FRANK 2015 Outro aspecto importante que precisa ser destacado é que as máquinas e os equipamentos vêm se tornando cada vez mais autônomos Isto só pode ser conseguido se forem inseridos controladores programáveis como parte desses equipamentos Daí é que vem o conceito de sistemas de controle embarcados que são desenvolvidos para a execução de funções de controle específicas que exigem um elevado processamento de informações a ser efetuado em tempo real LAMB 2015 U3 Dimensionamento dos elementos e desenvolvimento do software de controle de PAI 123 Desta forma o que tem se tornado comum com a evolução tecnológica desses dispositivos é o oferecimento de arquiteturas de controladores programáveis modulares Neste caso diferentes módulos podem ser acrescentados ao sistema de controle na medida em que seja necessário implementar diferentes estratégias de controle dependendo da natureza e da complexidade do sistema de automação industrial que estiver sendo projetado FRANK 2015 A Figura 33 mostra um exemplo de arquitetura de controlador programável modular Figura 33 Arquitetura de um controlador modular Fonte Franchi e Camargo 2008 p 43 Um exemplo clássico é o uso desses controladores para a navegação de robôs móveis em ambientes industriais Uma vez que foram definidas as arquiteturas de controladores programáveis o próximo passo deve ser a definição de diferentes entradas e saídas que esses controladores manipulam Em termos de entradas podemos ter os seguintes tipos FRANCHI CAMARGO 2008 Entradas digitais neste caso as entradas são aquelas que assumem apenas os valores lógicos 0 ou 1 verdadeiro ou falso ligado ou desligado São entradas que representam a ocorrência de eventos Entradas analógicas representam as entradas contínuas que recebem sinais que a variam continuamente no tempo Por U3 Dimensionamento dos elementos e desenvolvimento do software de controle de PAI 124 exemplo medida de temperatura vazão corrente elétrica torque etc Neste contexto os controladores programáveis possuem módulos específicos compatíveis com cada um destes tipos de entradas e isto deve ser cuidadosamente especificado no projeto ou seja na descrição do dispositivo de realização do controle Vale lembrar que as entradas de um controlador são originadas pelos sensores que enviam sinais da planta e também pelos dispositivos de comando que são acionados pelo operador Por sua vez as saídas geradas pelo controlador podem ser enviadas para a planta com a intenção de acionar os atuadores ou com o objetivo de enviar sinais de monitoração para o operador interpretar o estado em que a planta industrial se encontra Portanto é necessário fazer um mapeamento de todas as entradas e saídas associadas aos dispositivos que foram descritos tecnicamente Reflita Para o desenvolvimento de uma descrição técnica de todos os dispositivos que atuam em um sistema de automação industrial é necessário estabelecer um modelo estrutural para que haja consistência na representação da interação entre todos os elementos que teoricamente fazem parte do sistema Considerando que um sistema desta natureza pode possuir mais de 1000 entradas e saídas como você poderia resolver este desafio de manter a consistência da solução de automação e ter certeza de que nenhum elemento foi desconsiderado durante o desenvolvimento do projeto de automação Um assunto importante no qual um gestor de projetos de automação deve aprofundar é sobre as interfaces que existem hoje para que o operador interaja com sistemas de automação Consulte o livro p 74 até 79 LAMB F Automação industrial na prática 1 ed Porto Alegre AMGH 2015 Disponível em httpbitly2Mwhp4k Acesso em 23 ago 2018 Pesquise mais U3 Dimensionamento dos elementos e desenvolvimento do software de controle de PAI 125 Sem medo de errar Você foi capacitado a documentar a especificação técnica dos elementos que compõem o objeto de controle e dos demais equipamentos e dispositivos e aprendeu uma sistemática para fazer esta especificação que integra o diagrama esquemático com as descrições técnicas das diferentes classes de dispositivos obtendo como resultado final um modelo estrutural consistente em que as entradas e saídas de todos os dispositivos são vinculadas aos respectivos controladores Você teve uma postura positiva até o momento e finalizou a etapa de planejamento de um projeto de automação Com isto encerrou suas atividades com aquele cliente com problemas na questão de aprovação das embalagens de seus produtos alimentícios junto à ANVISA Como isto pode exigir um período de tempo indeterminado você será envolvido a partir de agora em um novo projeto e seu alvo será atender às necessidades de seu novo cliente que planejou realizar a automação de uma planta industrial responsável por fabricar detergente industrial Este processo consiste em Misturar um soluto baseado em soda cáustica com solvente em um tanque de mistura A Misturar um desengraxante com solvente em um tanque B Medir um volume fixo de neutralizador em um tanque de medição N que deve ser previamente aquecido Misturar o conteúdo dos três tanques em um tanque aerador P para obtenção do produto final Com exceção do tanque de medição os demais tanques possuem misturadores com sensores de nível indicando vazio nível de soluto desejado e tanque cheio Seu cliente precisa de um dimensionamento dos principais elementos que devem estar presentes neste sistema automatizado U3 Dimensionamento dos elementos e desenvolvimento do software de controle de PAI 126 Para isto é necessário que você organize na forma de um relatório técnico os procedimentos que devem ser adotados para realizar esta tarefa de forma sistemática a fim de organizar os elementos dispositivos em um diagrama esquemático e de elaborar uma listagem de todos os dispositivos que interagem com o objeto de controle incluindo uma classificação destes elementos de acordo com sua funcionalidade Para o estudo do objeto de controle seus equipamentos e instalações é possível aplicar uma sistemática que se baseia no seguinte procedimento Elaboração de um diagrama estrutural esquemático que representa os elementos do objeto de controle e os demais dispositivos Listagem dos dispositivos classificandoos de acordo com a sua função atuadores sensores comando monitoração e controle Descrição técnica das classes de dispositivos que foram listadas O cliente necessita dos dois primeiros itens Baseado nas informações que o cliente relatou a respeito da fase de planejamento observase que o sistema contém Tanque de mistura A com misturador e com entrada para soluto e solvente Tanque de mistura B com misturador e com entrada para soluto e solvente Tanque de medição N acoplado a aquecedor Tanque aerador P com misturador e com entrada para os três tanques anteriores A partir destas informações é possível esboçar um diagrama esquemático conforme descrito na Figura 34 U3 Dimensionamento dos elementos e desenvolvimento do software de controle de PAI 127 Figura 34 Diagrama esquemático proposto para o sistema de fabricação de detergente Fonte elaborada pelo autor Quanto à listagem dos dispositivos de acordo com a funcionalidade temos Dispositivos de comando minimamente deve existir um botão para dar partida no processo Dispositivos de monitoração minimamente pode existir um LED que fica ativo quando o sistema está disponível para ser usado Caso contrário está em operação Dispositivos de atuação temos Aquecedor aerador e misturadores AM BM e PM Válvulas solenóide AV0 AV1 AV2 BV0 BV1 BV2 NV0 NV1 e PV0 Dispositivos de sensoriamento temos ALV0 ALV1 ALV2 BLV0 BLV1 BLV2 NLV0 NLV1 PLV0 e PLV1 Dispositivo de controle podem ser utilizados controladores programáveis U3 Dimensionamento dos elementos e desenvolvimento do software de controle de PAI 128 Com isto se obtém os modelos adequados e as listagens de dispositivos necessários para se realizar a descrição técnica destes elementos Com estas informações o seu relatório pode ser confeccionado e sua atividade será concluída com êxito Avançando na prática Automação do processo de mistura de ingredientes para fabricação de ração para cães Descrição da situaçãoproblema Um cliente fabricante de ração para cães pretende melhorar a qualidade de produto então resolveu automatizar o processo de mistura dos ingredientes para fabricação da ração Antes esta dosagem era feita manualmente por operadores que acionavam válvulas por botoeiras controlando a quantidade de cada ingrediente pelo tempo de abertura das válvulas Foi planejado um novo sistema de mistura em que quatro ingredientes são adicionados sequencialmente e misturados por um período de tempo para homogeneizar o produto O cliente está na dúvida pois foi informado de que haveria melhora na precisão do sistema porque não seria mais controlado pelo tempo de abertura das válvulas e sim por eventos Por este motivo o cliente precisa de um breve entendimento a respeito dos dispositivos que serão utilizados para controlar a dosagem dos ingredientes para a mistura que compõe a ração que ele fabrica a fim de esclarecer os seguintes questionamentos quais dispositivos de atuação serão necessários Quais dispositivos de sensoriamento resolverão o problema Como será a nova estratégia de controle É necessário elaborar um relatório técnico propondo uma listagem mínima de elementos finais para controlar a dosagem dos ingredientes para a mistura Resolução da situaçãoproblema Para a descrição dos novos elementos finais vamos considerar que existem cinco classes fundamentais de dispositivos U3 Dimensionamento dos elementos e desenvolvimento do software de controle de PAI 129 Dispositivo de comando para acionar o sistema é necessário ter uma botoeira do tipo ligadesliga Dispositivo de monitoração para que o operador saiba em que estado está o sistema podem ser usados cinco LEDs em um painel de controle junto com a botoeira i Led0 quando acionado indica que o misturador está disponível para ser usado ii Led1 Led2 Led3 e Led4 indicam que os ingredientes I1 I2 I3 e I4 já foram realizados respectivamente Dispositivo de sensoriamento são sensores de nível que podem ser colocados no misturador indicando quando o ingrediente atingiu a dosagem planejada Por exemplo os sensores S1 S2 S3 e S4 vão medir a dosagem dos ingredientes I1 I2 I3 e I4 respectivamente Dispositivo de atuação a cada ingrediente associase uma válvula V1 V2 V3 e V4 para entrada do ingrediente no tanque Com estes novos dispositivos pode ser utilizado um CLP para controlar o carregamento do misturador Após completar o tanque com os ingredientes o controlador pode automaticamente agitar a mistura e descarregar a ração pronta Como os sensores vão identificar automaticamente o nível dos ingredientes o respectivo sensor gera um evento quando atingido o nível desejado resolvendo o problema de imprecisão que um controle temporizado poderia causar Desta forma obtevese uma nova solução de automação para a produção da ração Faça valer a pena 1 Podemos denominar objeto de controle como sendo o conjunto de elementos que constituem uma planta com o objetivo de realizar um determinado processo de fabricação Neste contexto verifique como completar as lacunas no texto a seguir Para controlar estes elementos que formam o objeto de controle são inseridos que se comunicam com o operador e com a planta Para o controlador atuar sobre a planta são inseridos dispositivos de e de sensoriamento no objeto de controle Por sua vez para o U3 Dimensionamento dos elementos e desenvolvimento do software de controle de PAI 130 controlador se comunicar com o operador são inseridos dispositivos de comando e de no mesmo objeto de controle Assinale a alternativa que preenche as lacunas corretamente a controladores monitoração atuação b transdutores atuação monitoração c sensores atuação monitoração d controladores atuação monitoração e transdutores monitoração atuação 2 Em um sistema de automação industrial cada dispositivo possui a sua funcionalidade e este é um aspecto decisivo que permite a organização destes elementos em classes de dispositivos Considere os quadros 1 e 2 descritos a seguir Quadro 1 Lista de dispositivos 3 Para a alocação de sinais de entrada e saída em um controlador programável existem vários aspectos que podem ser observados na Figura 33 a seguir em que diferentes sinais da planta são enviados para o controlador e uma série de sinais é enviada para a planta a partir do controlador em questão Quadro 2 Classes de dispositivos Código Dispositivos I LED II Válvula solenóide III Transdutores Código Classe A Monitoração B Atuação C Sensoriamento Analisando os quadros 1 e 2 apresentados assinale a alternativa que faz a associação correta a IIIA IIB IC b IIA IB IIIC c IA IIB IIIC d IA IIIB IIC e IIA IIIB IC U3 Dimensionamento dos elementos e desenvolvimento do software de controle de PAI 131 Figura 33 Arquitetura de um controlador modular Fonte Franchi e Camargo 2008 p 43 Analise a Figura 33 de acordo com o contexto apresentado e assinale a alternativa correta a As entradas digitais não admitem mais que dois valores lógicos em suas variáveis b As entradas digitais podem ser utilizadas para sinais discretos no tempo c As entradas analógicas podem receber sinais digitais d As válvulas solenóides do tipo abrefecha devem ser alimentadas por saídas analógicas por causa da potência que é consumida e As entradas digitais admitem até dez valores lógicos em suas variáveis U3 Dimensionamento dos elementos e desenvolvimento do software de controle de PAI 132 Há uma tendência nos sistemas de produção atuais que aponta para o uso de recursos cada vez mais inteligentes e autônomos Isto é justificado pelo fato de terem como alvo a fabricação de produtos baseandose no conceito de automação que avança continuamente Você já teve experiência em desenvolver o planejamento de um projeto de automação industrial e realizar a descrição técnica dos elementos físicos que devem estar presentes em um sistema de automação industrial cuja função é misturar um soluto baseado em soda cáustica com solvente em um tanque de mistura A misturar um desengraxante com solvente em um tanque B realizar a medição de um volume fixo de neutralizador em um tanque de medição N que deve ser previamente aquecido e misturar o conteúdo dos três tanques em um tanque aerador P para obtenção do produto final Agora você está envolvido em especificar os protocolos das redes industriais que podem ser utilizados no processo de fabricação de detergente industrial Este sistema deve possuir os seguintes elementos i Uma botoeira de comando para acionar o sistema e um LED para monitorar sua disponibilidade para iniciar um novo processo de mistura ii Um aquecedor e um aerador mais três misturadores AM BM e PM distribuídos nos três tanques de mistura iii Nove válvulas solenóide para o controle de fluidos nos tanques AV0 AV1 AV2 BV0 BV1 BV2 NV0 NV1 e PV0 Seção 32 Diálogo aberto Especificação das redes de comunicação U3 Dimensionamento dos elementos e desenvolvimento do software de controle de PAI 133 iv Dez sensores de nível nos tanques ALV0 ALV1 ALV2 BLV0 BLV1 BLV2 NLV0 NLV1 PLV0 e PLV1 Além disso seu cliente deseja implementar uma arquitetura de controle distribuída com um sistema supervisório que monitora um CLP conectado aos elementos do sistema Seu cliente precisa de uma especificação técnica da rede industrial que será necessária para compor a documentação técnica do projeto e você ficou responsável por esta parte do trabalho Como iniciaria esta especificação Quais são os pontos importantes a serem incluídos Elabore um relatório técnico para esclarecer como iniciaria esta especificação e quais os pontos importantes a serem incluídos no procedimento que você for adotar Para vencer este desafio você verá inicialmente como as redes de comunicação industrial estão organizadas na Pirâmide da Automação e estudará como os controladores são organizados para compor sistemas de controle distribuídos Na sequência você será orientado a respeito de como especificar uma rede de comunicação industrial e conhecerá detalhes a respeito da topologia física das redes baseado na planta do sistema de automação industrial Com este estudo você será capacitado para desenvolver a especificação dessas redes para compor os projetos de automação industrial Bons estudos Não pode faltar Layout das redes de acordo com a pirâmide da automação Um sistema de controle de um sistema de automação industrial é capaz de orquestrar toda a comunicação necessária para manter o controle de fabricação de seus produtos U3 Dimensionamento dos elementos e desenvolvimento do software de controle de PAI 134 Basicamente esses sistemas de controle executam duas malhas de comunicação de um lado comunicamse com o operador que supervisiona a execução dos processos e de outro lado controlam o fluxo das informações para manter a planta em operação A Figura 35 ilustra estas duas malhas Como o controle é realizado em chão de fábrica este sistema de controle é denominado sistema de controle local Figura 35 Malhas de controle em sistema de automação industrial Fonte elaborada pelo autor Esta é uma visão apenas do fluxo de informações que acontece no contexto de chão de fábrica ou seja a informação pode estar distribuída mas apenas neste contexto Por sua vez esta parte do sistema de produção pode estar integrada a outros sistemas de uma organização conforme ilustrado pela pirâmide da automação na Figura 36 De acordo com Roure 2018 o objetivo da Pirâmide é mostrar os diferentes serviços que compõem o ambiente de automação industrial organizado em níveis hierárquicos e para que ocorra a integração entre os elementos de um mesmo nível e entre níveis diferentes é necessária a existência de redes de comunicação U3 Dimensionamento dos elementos e desenvolvimento do software de controle de PAI 135 Figura 36 Pirâmide da automação industrial Fonte Roure 2018 p 1 Para especificar as redes de comunicação necessárias para integrar os diversos níveis da pirâmide da automação é necessário conhecer o conjunto de elementos e atividades que são realizadas em cada nível Desta forma é possível saber quais tipos informação fluem em cada contexto para que as redes de comunicação sejam dimensionadas de forma coerente Portanto têmse No nível 1 estão os elementos finais de controle que correspondem aos sensores e atuadores que trabalham diretamente na planta No nível 2 estão os controladores locais que são os CLPs Controladores Lógicos Programáveis e os SDCDs Sistemas Digitais de Controle Distribuído No nível 3 estão dispostas as IHM Interface Homem Máquina e os sistemas supervisórios SCADA Sistema de Controle Assimile 5 Gerenciamento de planta Workstation Ethernet TCPIPOCP DDE DCOM Ethernet TCPIPOCP DDE DCOM ControlNet EthernetIP OCP Modbus Profibus FMS DP ProfilNet Fieldbus H1 CAN Profilbus DP PA HART ASiv Supervisão Workstation PC IHM Controle CLP PC CNC SDCD Dispostivos de campo sensores e atuadores 4 3 2 1 Gerenciamento Corporativo Mainframe Administração de Recursos Softwares de gestão de vendas e financeiro Gestão de Planta Programação planejamento controle agenda e logística Supervisão e Otimização Banco de dados do processo Controle de Atividade da Planta Dispositivos de controle automático Dispositivos de Campo Sensores e atuadores U3 Dimensionamento dos elementos e desenvolvimento do software de controle de PAI 136 e Aquisição de Dados para o controle da qualidade e da produtividade envolvendo o acesso a bancos de dados e também a expedição de relatórios e estatísticas No nível 4 estão dispostos os sistemas que cuidam da organização dos recursos necessários para manter a produção na planta a partir da atuação de sistemas MES Sistemas de Execução da Manufatura No nível 5 estão sendo realizadas as regras de negócios da empresa e envolve a aplicação de sistemas ERP Gestão de Planejamento Corporativo Portanto para o projeto das redes de comunicação que complementam o desenvolvimento de um projeto de automação industrial é necessário fazer um levantamento inicial de como funciona o fluxo de informações segundo o paradigma da pirâmide da automação suportada pela norma ISA95 MORAES CASTRUCCI 2010 A partir deste referencial devese estabelecer o nível de integração que se deseja implantar no projeto de automação uma vez que existe a possibilidade de introduzir soluções tecnológicas que viabilizam o fluxo de dados de forma automática desde a planta industrial até o sistema de gestão corporativo Arquitetura do sistema de controle distribuído De acordo com Santos 2014 uma das arquiteturas mais praticadas contém duas redes uma de informações gerenciais e uma especificamente voltada para o controle conforme indicado na Figura 37 Figura 37 Arquitetura de uma rede de comunicação para sistema distribuído U3 Dimensionamento dos elementos e desenvolvimento do software de controle de PAI 137 Fonte Santos 2014 p 60 Neste modelo simplificado existe um servidor ERP responsável pelas informações de planejamento que são enviadas para a camada inferior responsável pela execução daquilo que foi planejado tendo que realizar as estratégias de controle Portanto neste nível encontramse os recursos utilizados para realização dos processos produtivos envolvendo as diferentes máquinas e também os dispositivos de atuação e sensoriamento necessários Observando a Figura 37 percebese que as estações clientes obtêm dados do servidor ERP por meio da rede de informação Por sua vez as estações servidoras comunicamse com os recursos de chão de fábrica através da rede de controle Neste tipo de solução tecnológica é comum a utilização de redes Ethernet Visando a separação lógica entre as redes utilizase como elementochave switches que são comutadores para implementar uma rede determinística Especificação de uma rede de comunicação industrial Para que um projetista possa especificar uma rede industrial adequada às necessidades de um sistema de automação industrial é necessário verificar um conjunto de aspectos SANTOS 2014 U3 Dimensionamento dos elementos e desenvolvimento do software de controle de PAI 138 Observação do arranjo físico é necessário fazer um levantamento das áreas que possuem os recursos para produção a fim de verificar a distância entre elas e os sistemas de controle existentes Configuração dos dispositivos levantamento das características como tempo de transmissão frequência de transmissão e volume de dados Outro ponto chave é verificar a compatibilidade entre os produtos a serem integrados pela rede e também o suporte nacional que é oferecido a necessidade de adequação a normas internacionais e a possibilidade de uso de redes proprietárias Projeção para expansão avaliar a possibilidade de expansão de uso para os próximos anos Interferências e agressividade do ambiente é necessário avaliar a questão de interferências que possam ocorrer via ondas eletromagnéticas e também a questão de agressão química por meio de agentes oxidantes e corrosivos Salas de controle de operação o tipo de produção pode ser centralizado com uma central de controle envolvendo painéis com grande quantidade de sinais de monitoração ou podem ser sistemas distribuídos que operam células de produção por exemplo Conexão com unidades fora das áreas de produção interligação com redes ou cadeias produtivas envolvendo distribuição por exemplo escritórios centrais etc Política de segurança planejar a questão de manutenção de cópia de dados de produção Política de capacitação dos operadores todos os envolvidos devem ser reciclados quando novas tecnologias envolvendo redes de comunicação e dispositivos inteligentes autônomos estejam presentes nesta rede Desta forma há um conjunto de características presente nos níveis de automação que devem ser consideradas para o projeto das redes de comunicação presentes conforme destacado na Figura 36 U3 Dimensionamento dos elementos e desenvolvimento do software de controle de PAI 139 Entre os níveis 1 e 2 Utilizamse por exemplo as redes Fiedbus H1 CAN Profibus DP Profibus PA HART e ASi Frequência de transmissão 1 KHz Tempo de transmissão 1 a 10 ms Complexidade dos dados bits Entre os níveis 2 e 3 Utilizamse por exemplo as redes ControlNet EthernetIP Modbus Profibus DP Profibus FMS e Profinet Frequência de transmissão 10 a 100 Hz Tempo de transmissão 100 us a 100 ms Complexidade dos dados byte Entre os níveis 3 e 4 Utilizamse por exemplo as redes Ethernet TCPIP OCP DDE e DCOM Frequência de transmissão período de minutos até horas Tempo de transmissão segundos Complexidade dos dados Kbytes Entre os níveis 4 e 5 Utilizamse também as redes Ethernet TCPIP OCP DDE e DCOM Frequência de transmissão período de turnos até dias Tempo de transmissão de minutos até horas Complexidade dos dados Mbytes Considerando estes aspectos é possível associar a cada nível o protocolo mais adequado de rede de comunicação U3 Dimensionamento dos elementos e desenvolvimento do software de controle de PAI 140 Um dos grandes desafios de um projetista de redes é ter uma noção dos tempos de resposta oferecidos em cada nível de hierarquia presente na organização que está integrada desde o planejamento ERP até o controle de chão de fábrica Considere o caso de uma indústria de manufatura fabricação de móveis de escritório em que não há processos contínuos Esta empresa está passando por um processo de modernização e o objetivo é implantar um sistema de operação remota para distribuição das demandas de fabricação para as suas três filiais em SP MG e SC Para isto o gestor de tecnologia responsável pelo projeto de modernização pretende utilizar redes Ethernet Contudo é preciso saber se existe o risco de a comunicação entre as três filiais ser ineficaz e perder o controle e assim não cumprir o planejamento efetuado o que causaria um colapso no cumprimento dos prazos de entrega Uma vez que o problema é de planejamento de redes industriais esperase que o gestor aplique um procedimento para que não haja fracassos em seu projeto O ponto de partida deve ser verificar o arranjo físico No presente caso tratase de três filiais de uma empresa que estão geograficamente distantes Como a questão é distribuir as ordens de produção baseado no planejamento então estamos atuando no nível corporativo da pirâmide da automação Com isto a necessidade é de uma rede que atue nos níveis 45 As especificações para este contexto são Frequência de transmissão período de turnos até dias Tempo de transmissão de minutos até horas Complexidade dos dados Mbytes Portanto o gestor responsável pela modernização deve atentar para o fato de que o tempo de transmissão pode até chegar a ser de minutos ou horas sem prejudicar a manutenção do controle daquilo que é planejado pelo sistema corporativo da empresa Exemplificando Topologia física da rede considerando a planta industrial De acordo com Azevedo e Souza 2017 existem diferentes topologias que podem ser utilizadas conforme ilustrado na Figura 38 U3 Dimensionamento dos elementos e desenvolvimento do software de controle de PAI 141 Figura 38 Topologias de redes industrias possíveis 1 Barramento 2 Anel 3 Estrela e 4 Árvore Fonte adaptada de Azevedo e Souza 2017 p 2 Segundo Lugli e Santos 2012 a de maior aplicação é a de barramento porque é versátil para a conexão de dispositivos de diferentes fabricantes atinge distâncias maiores que as outras topologias causa menos gasto com cabeamento e tem grande facilidade de operação e instalação Destacamse também os protocolos para redes industriais sem fio mas o projetista deve ficar atento se o protocolo escolhido atende aos requisitos de controle envolvendo tempos de transmissão conforme discutido anteriormente e mostrado na Figura 39 Figura 39 Redes industriais sem fio Fonte adaptada de Lugli e Santos 2012 p 4 Por fim a Figura 310 mostra o cenário atual de comunicação de uma rede industrial conectada à internet É importante destacar que neste caso dependendo da distância física entre as partes que se comunicam o tempo de propagação do sinal pode chegar a dezenas de segundos Por exemplo os sistemas U3 Dimensionamento dos elementos e desenvolvimento do software de controle de PAI 142 PIMS Sistema de Gerenciamento das Informações da Planta têm a capacidade de coletar dados dos processos que ocorrem na planta para armazenar em um banco de dados e utilizando o acesso à internet disponibiliza esses dados de diferentes formas para gerar conhecimento para aprimorar os negócios de uma organização Com o crescente aumento do volume desses dados a tendência é utilizar computação em nuvem para novos desafios Portanto dependendo do objetivo a conexão em tempo real precisa ser em milissegundos quando em contato com o chão de fábrica ou pode envolver segundos quando o fluxo é de informações gerenciais e de negócios Considerando o avanço tecnológico dos meios de comunicação e a tendência das empresas de organizarem sua produção envolvendo a parceria com outros fornecedores tornase vital a competência dela em realizar o planejamento de sua produção utilizando a internet como rede de comunicação Com isto formamse entre fabricantes cadeias produtivas fortemente conectadas que precisam planejar e executar a sua produção com excelência Se o acesso à internet é vital como você se posiciona com relação ao seu uso É confiável para realizar o controle da produção por meio do uso dela Figura 310 Rede industrial conectada à internet Fonte adaptada de Lugli e Santos 2012 p 4 Internet Intranet Reflita U3 Dimensionamento dos elementos e desenvolvimento do software de controle de PAI 143 Um dos assuntos ligados à automação industrial é a Indústria 40 e seu impacto na questão das redes de comunicação Uma vez que a rede PROFINET baseiase em Ethernet Industrial tornase interessante para ser utilizada no contexto de Indústria 40 que requer elevados níveis de conectividade Pesquise maiores detalhes sobre este tema em ROURE M Pirâmide da Automação Industrial Entenda de uma vez por todas Instrumentação e Controle publicado em 26 fev 2018 e atualizado em 11 jun 2018 Disponível em httpbitly2wnvWo7 Acesso em 24 ago 2018 Pesquise mais Sem medo de errar Você é o gestor técnico envolvido em especificar os protocolos das redes industriais que podem ser utilizados no processo de fabricação de detergente industrial que possui os seguintes elementos i Uma botoeira de comando para acionar o sistema e um LED para monitorar a disponibilidade do mesmo para iniciar um novo processo de mistura ii Um aquecedor e um aerador mais três misturadores AM BM e PM distribuídos nos três tanques de mistura iii Nove válvulas solenóide para o controle de fluidos nos tanques AV0 AV1 AV2 BV0 BV1 BV2 NV0 NV1 e PV0 iv Dez sensores de nível nos tanques ALV0 ALV1 ALV2 BLV0 BLV1 BLV2 NLV0 NLV1 PLV0 e PLV1 Além disso seu cliente pretende implantar uma arquitetura de controle distribuída contendo um sistema de controle supervisório que atue sobre o CLP que realiza o controle local do sistema Seu cliente precisa de uma especificação da rede industrial que será necessária para compor a documentação técnica do projeto e você ficou responsável por esta parte do trabalho Para isto é necessário elaborar um relatório técnico para esclarecer como iniciaria esta especificação e quais os pontos importantes a serem incluídos U3 Dimensionamento dos elementos e desenvolvimento do software de controle de PAI 144 Esboço do relatório Para iniciar o procedimento de especificação da rede é necessário retomar o diagrama esquemático do sistema de fabricação de detergente Figura 311 a e aplicar o procedimento para especificar a rede industrial conforme visto anteriormente Observação do arranjo físico os tanques A B e N são de 500 L e possuem diâmetro de 080 m e altura de 135 m O tanque PL possui diâmetro de 130 m e altura de 210 m A área total estimada é de 35 m2 com espaço entre tanques de 100 m Em termos de controladores a previsão é utilizar um CLP para controle local e um computador industrial para o controle supervisório SCADA Configuração dos dispositivos tratase de um conjunto de 10 sensores de nível e de 9 válvulas solenóide que se distribuem na planta para conexão com CLP local Compatível com os níveis 12 da pirâmide da automação com os seguintes requisitos Frequência de transmissão 1 KHz Tempo de transmissão 1 a 10 ms Complexidade dos dados bits Neste caso pode ser utilizada uma rede ASi por exemplo Além disso será necessário conectar o CLP ao sistema supervisório É compatível com os níveis 23 da pirâmide da automação com os seguintes requisitos Frequência de transmissão 10 a 100 Hz Tempo de transmissão 100 us a 100 ms Complexidade dos dados byte Neste caso pode ser utilizada uma rede Modbus por exemplo para conectar o CLP ao PC Industrial Projeção para expansão pode existir a previsão de expansão da produção multiplicando estas células de mistura U3 Dimensionamento dos elementos e desenvolvimento do software de controle de PAI 145 Interferências e agressividade do ambiente como se trata da fabricação de detergente industrial pode haver agentes químicos Salas de controle de operação uma vez que o cliente pretende implantar um sistema de controle supervisório o PC Industrial deve ficar em uma sala de controle isolada do restante do sistema de produção Conexão com unidades fora das áreas de produção não há previsão Política de segurança o sistema supervisório SCADA pode realizar a emissão de relatórios e realizar a cópia de dados de produção Política de capacitação dos operadores uma vez que não havia sistema supervisório o controle era efetuado por operadores de painéis de controle locais junto à planta Portanto será necessário reciclar os operadores para que dominem a tecnologia de sistemas SCADA Desta forma obtémse uma proposta de redes industriais para o sistema em estudo conforme apresentado na Figura 311 b Figura 311 a Diagrama esquemático do sistema de fabricação de detergente e b redes industriais propostas Fonte elaborada pelo autor U3 Dimensionamento dos elementos e desenvolvimento do software de controle de PAI 146 Para o desenvolvimento de um projeto de automação é fundamental que você gestor de tecnologia domine também procedimentos específicos para o projeto das redes de comunicação a fim de atender às necessidades do projeto de automação de forma adequada Avançando na prática Cabeamento eficiente Descrição da situaçãoproblema Você foi contratado como gestor de tecnologia para atuar em uma empresa que precisa fazer manutenção no cabeamento da rede industrial local de um de seus centros de custo em que há um processo de fabricação de produtos de manufatura A solução implantada atualmente consiste em uma rede industrial do tipo estrela Seu cliente quer economizar com cabeamento e deseja saber se deve mudar o protocolo Hart para o controle de chão de fábrica dos dispositivos que é utilizado atualmente Qual é sua posição a esse respeito Qual é a solução mais adequada para economia de cabo e ao mesmo tempo atender às necessidades das malhas de controle locais em chão de fábrica Que procedimento você aplicaria para fazer esta análise Elabore um relatório técnico sobre a sua proposta de manutenção que diminua o gasto com cabeamento Resolução da situaçãoproblema Para a solução deste problema é fundamental que seja aplicado um procedimento de projeto de redes Neste contexto o ponto de partida precisa ser a investigação do arranjo físico Se foi utilizada uma topologia em estrela para a rede de comunicação atual então é necessário rever esta posição O problema deste tipo de topologia relacionase à questão de que os cabos não são compartilhados para comunicação entre diferentes pares do tipo clienteservidor U3 Dimensionamento dos elementos e desenvolvimento do software de controle de PAI 147 Portanto para cada novo dispositivo que se comunica com o sistema de controle é necessário instalar um novo cabo Então tratase de uma estrutura ineficiente e a situação se agrava à medida que o número de entradas e saídas aumenta por alguma atualização tecnológica na planta Como alternativa temse a topologia em barramento muito conhecida e indicada por causa de sua eficiência Uma das justificativas para o uso desta topologia é que ela traz uma grande economia de cabeamento sem perder a robustez da topologia em estrela ou seja ainda que um determinado elemento da rede falhe isto não afetará a conexão dos outros elementos O outro aspecto que precisa ser analisado diz respeito à questão de uso de protocolo de redes Voltando a aplicar o procedimento para projeto de redes o escopo a ser analisado está associado à configuração dos dispositivos que precisam ser inseridos na rede industrial Como se trata de uma rede local então deve estar conectado aos elementos de produção presentes em chão de fábrica que determinam as seguintes especificações pertinentes ao nível 12 da pirâmide da automação Frequência de transmissão 1 KHz Tempo de transmissão 1 a 10 ms Complexidade dos dados bits Observase que um protocolo interessante pode ser o Hart não necessitando mudar o protocolo Desta forma foi possível analisar o problema de manutenção de forma sistemática Faça valer a pena 1 A arquitetura de sistemas de controle distribuído é predominante em sistema de automação industrial Preencha as lacunas no texto a seguir Um exemplo básico de arquitetura de controle distribuído apresenta um sistema de controle que desempenha a função de servidor outro que representa um sistema de controle supervisório e outro que representa um sistema de controle local via U3 Dimensionamento dos elementos e desenvolvimento do software de controle de PAI 148 2 Para o projeto de redes industriais é importante aplicar um procedimento Com relação a isto você diria que A observação do arranjo físico é facultativa É importante avaliar a projeção para expansão Cuidar da questão de agressão e interferências do ambiente faz parte do processo Assinale a alternativa que atribui corretamente Verdadeiro ou Falso a cada uma das afirmações a VVV b VFV c FVV d FVV e FFV 3 Atualmente um ponto de destaque é a utilização de redes industriais sem fio Considerando este cenário você afirmaria que I As redes sem fio não possuem problemas de interferência eletromagnética em chão de fábrica II Existe uma grande variedade de elementos finais de controle que possuem esta tecnologia embarcada III Não é necessário preocuparse quanto a atender requisitos de tempo real para o controle Assinale a alternativa correta com relação às afirmações propostas a Somente a afirmação I é verdadeira b Somente a afirmação II é verdadeira c Somente a afirmação III é verdadeira d Somente as afirmações I e II são verdadeiras e Somente as afirmações I e III são verdadeiras Assinale a alternativa que preenche as lacunas corretamente a SCADA ERP CLP b CLP SCADA ERP c ERP SCADA CLP d ERP CLP SCADA e CLP SCADA CLP U3 Dimensionamento dos elementos e desenvolvimento do software de controle de PAI 149 Para o desenvolvimento dos programas de controle em um sistema de automação industrial é fundamental que exista um método para o seu desenvolvimento pois isso agiliza o processo de realização e otimiza os resultados esperados para essa fase Você está responsável por realizar o projeto de um sistema que tem a função de misturar um soluto baseado em soda cáustica com solvente em um Tanque de mistura A misturar um desengraxante com solvente em um Tanque B realizar a medição de um volume fixo de neutralizador em um Tanque de Medição N que deve ser previamente aquecido e misturar o conteúdo dos três tanques em um Tanque aerador P para obtenção do produto final Você já teve a experiência de desenvolver o planejamento de um projeto de automação industrial e de realizar a descrição técnica dos seus elementos físicos Depois foi capacitado para especificar a rede de comunicação para integrar esse sistema Agora você está comprometido com o desafio de definir a programação dos controladores locais para o processo de fabricação desse detergente industrial Para que o processo seja realizado de forma automática existe a necessidade de se desenvolver o programa de controle de modo a evitar a realização de operações manuais que possam comprometer a precisão da dosagem das misturas ocorridas nos tanques Seu cliente precisa de uma especificação técnica que contemple respostas para as seguintes questões Como pode ser estruturado o programa de controle baseado nas atividades que serão executadas para a fabricação do produto Seção 33 Diálogo aberto Desenvolvimento do software de controle U3 Dimensionamento dos elementos e desenvolvimento do software de controle de PAI 150 Como obter uma especificação que sirva como documentação para manutenção ou reutilização caso seja necessário projetar novas linhas de produtos semelhantes para o mercado Diante dessa situação seu superior designouo como responsável por elaborar um relatório técnico que descreva a programação do processo de fabricação Dessa forma seu cliente espera que esse modelo seja suficiente para servir como base para a programação dos controladores locais de forma sistemática Para ajudálo com essa tarefa nesta seção conheceremos uma metodologia para desenvolver os programas de CLPs Controladores Lógicos Programáveis para realização de processos industriais Na sequência veremos como especificar sistemas supervisórios SCADA IHMs Interfaces Homem Máquina e a manutenção de bancos de dados e emissão de relatórios sobre a produção Assim você será capaz de desenvolver modelos para orientar o processo de programação sistemática de controladores e sistemas supervisórios para sistemas de automação industrial Bom trabalho Não pode faltar Programação dos módulos da lógica de controle Para programar os módulos envolvendo a lógica de controle pode ser aplicado um princípio para programação baseado em SFC Sequential Function Chart ou Grafcet como era conhecido antes de ser reconhecido como padrão internacional Silveira e Santos 1998 propõem uma metodologia para programação de CLPs em linguagem Ladder diagrama de relés a partir de modelos SFC U3 Dimensionamento dos elementos e desenvolvimento do software de controle de PAI 151 Metodologia para geração de diagramas Ladder O procedimento proposto por Silveira e Santos 1998 baseiase nos seguintes passos 1 Obter o diagrama esquemático do sistema de automação industrial 2 Obter a descrição textual de seu comportamento dinâmico para a realização do processo 3 Modelar o processo em SFC 4 Para cada uma das transições representar uma linha do diagrama Ladder tal que a saída seja a transição em questão e os contatos representem a condição para sua ativação envolvendo etapas e receptividades do modelo SFC 5 Para cada uma das etapas representar uma linha do diagrama Ladder de modo que a saída seja um set ou reset da respectiva etapa e os contatos sejam as transições que causam a ativação set ou desativação reset das etapas É importante considerar que se o sistema não tiver concluído a sequência de atividades para voltar naturalmente ao seu estado inicial a outra condição viável é que o sistema esteja no estado inicial etapa inicial ativa somente quando todas as etapas estiverem inativas Portanto essa deve ser uma das condições para ativar a etapa inicial do modelo SFC e essa linha deve fazer parte do diagrama Ladder 6 Por fim para cada ação prevista no modelo SFC representar uma linha do diagrama Ladder de modo que a saída seja a respectiva saída e o contato seja a etapa que causa essa ação Seguindo esses passos é possível obter um digrama Ladder interpretado e estruturado de acordo com o modelo SFC de origem Assimile U3 Dimensionamento dos elementos e desenvolvimento do software de controle de PAI 152 A Figura 312 representa o esboço de um diagrama Ladder obtido a partir de um modelo SFC Figura 312 Estrutura básica de um diagrama Ladder a partir de um modelo SFC Fonte Silveira e Santos 1998 p 166 Observase que existem vários CLPs que apresentam o recurso de programação direta em SFC ou seja esses programas podem ser implementados diretamente por meio de interface gráfica Por sua vez existem CLPs que não têm essa facilidade e existem fabricantes desses controladores que mantêm os recursos de programação centrados em diagramas Ladder em virtude da intensa utilização dessa linguagem para programação de CLPs em soluções de automação Portanto quando forem utilizados esses controladores no projeto de automação a presente metodologia será fundamental para que os diagramas possam ser interpretados Isso gera uma documentação técnica para o projeto que é capaz de permitir a manutenção e reutilização desses programas algo que seria inviável sem a estruturação do diagrama provocada pelo uso dos modelos SFC Nesse contexto a grande vantagem da metodologia citada consiste em permitir a interpretação do código Ladder desenvolvido para que seja viável realizar manutenção ou possível reutilização quando necessário U3 Dimensionamento dos elementos e desenvolvimento do software de controle de PAI 153 Exemplificando Considere um robô atuando em uma estação de trabalho realizando a operação de carga e descarga antes e após processamento Inicialmente assim que o transportador traz o item para ser processado o controlador recebe o sinal TROK Na EtapaCarga o robô é acionado pelo sinal ROBO enviado pelo controlador para que ele carregue a peça a ser processada na estação 1 Quando a carga é realizada o controlador recebe o sinal PCOK Na sequência a máquina 1 é ativada para processar a peça por meio do sinal de atuação M1 enviado pelo controlador Assim que o processamento termina o controlador recebe o sinal M1Ok O programa de controle evolui para a próxima etapa e envia um sinal ROBO para que o robô realize a descarga Quando o robô termina a tarefa ele envia para o controlador o sinal ROOk Nesse instante o controlador volta para o estado inicial O modelo SFC está representado na Figura 313 em que os sensores enviam os sinais TRANSPOK Figura 313 Modelo SFC da operação da célula de manufatura Figura 313 Modelo SFC da operação da célula de manufatura Fonte elaborada pelo autor Inicial Inicial T1 TROK T2 PCOK T3 M1Ok T4 ROOk EtapaCarga N N N ROBO ROBO M1 Etapa1 EtapaDesc U3 Dimensionamento dos elementos e desenvolvimento do software de controle de PAI 154 Para obterse o diagrama Ladder equivalente vamos aplicar a metodologia proposta 1 Ativação das transições em cada transição deve ser observada a receptividade sinais externos que são enviados para o controlador e as etapas de entrada que são précondições para ativála Nesse contexto para as transições T1 T2 T3 e T4 temos o diagrama Ladder da Figura 314 Figura 314 Diagrama Ladder para ativação das transições Fonte elaborada pelo autor 2 Ativação das etapas devese observar quais são as transições que ativam set e quais as transições que desativam reset cada uma das etapas Para as etapas Inicial EtapaCarga Etapa1 e EtapaDesc temos o diagrama Ladder da Figura 315 Na etapa Inicial se nenhuma etapa estiver ativa deve se avaliar se o sistema de controle necessita ser conduzido para o estado inicial Figura 315 Diagrama Ladder para ativação das etapas U3 Dimensionamento dos elementos e desenvolvimento do software de controle de PAI 155 Fonte elaborada pelo autor 3 Ativação das ações para ativar as saídas basta considerar a etapa que estiver diretamente ligada a cada uma delas e colocar como condição de disparo o fato de a referida etapa estar ativa Portanto para as saídas Robo e M1 temos o diagrama Ladder da Figura 316 Figura 316 Diagrama Ladder para ativação das saídas Fonte elaborada pelo autor U3 Dimensionamento dos elementos e desenvolvimento do software de controle de PAI 156 Com isso obtémse o diagrama Ladder para controle do sistema de automação em estudo Programação do sistema de controle supervisório SCADA Uma das primeiras questões a serem consideradas no projeto de sistemas de controle supervisório SCADA está relacionada à padronização De acordo com Santos 2014 há duas padronizações importantes que devem ser consideradas O uso da norma IEC 611313 a qual estabelece as linguagens de programação que devem ser utilizadas para programação de controladores O uso do padrão OPC Open Platform Communications ou Comunicação Aberta entre Plataformas Por que existe essa preocupação com a padronização Ela é fundamental para representar os requisitos que devem ser contemplados quando forem desenvolvidos os aplicativos para controlar o sistema de automação industrial Essa preocupação já pode ser percebida no item anterior quanto à metodologia utilizada para se programar em linguagens prescritas pela norma IEC 611313 De acordo com Santos 2014 e Moraes e Castrucci 2010 para se projetar o desenvolvimento de um sistema supervisório é necessário verificar os seguintes aspectos principais Descrição do processo e identificação de suas variáveis Planejamento da dinâmica de navegação entre as telas e definição do formato destas Especificação dos alarmes Descrição do gráfico de tendências Desenvolvimento da base de dados Definição do sistema de segurança U3 Dimensionamento dos elementos e desenvolvimento do software de controle de PAI 157 Para compreender o processo e suas variáveis é preciso estabelecer quais funções o sistema SCADA poderá desempenhar Para isso é necessário especificar os Tagnames os quais representam as variáveis físicas de sensoriamento presentes no processo Elas podem ser definidas como variáveis contínuas caso de força velocidade rotação por exemplo ou como variáveis discretas associadas ao estado lógico ligado ou desligado aberto ou fechado por exemplo Definidas essas varáveis você poderá realizar a monitoração dos processos remotamente Isso implica projetar as telas apropriadas para representar um modelo de como o sistema está realizando suas funções para que o operador possa interpretar o estado em que o sistema de automação industrial se encontra a cada instante Além disso poderá também realizar o comando dos processos por meio de telas de comando para que o operador possa intervir no controle dos CLPs que atuam no nível de controle local Definição das interfaces IHM A IHM é o meio de comunicação do operador com o sistema produtivo Ela precisa ser projetada de tal forma que apresente o mínimo de informações necessárias e suficientes para o operador poder manter o controle da planta sem cometer erros Por isso é preciso ter cuidado com o excesso de informação ou com a falta dela pois em ambos os casos estressará o operador que poderá ficar confuso com o excesso de informação ou inseguro pela falta dela De acordo com Santos 2014 devese Evitar estado de monotonia e fadiga causados por sinóticos muito simplificados e sem animações Evitar cansaço do operador por meio de sinais que piscam de forma exaustiva ou emissão de sinais sonoros estridentes Manter uma quantidade de elementos na tela compatível com a capacidade humana de monitorála A sequência para acionamento de dispositivos ou realização de procedimentos deve ser o mais simples e lógica possível envolvendo interação com mouse U3 Dimensionamento dos elementos e desenvolvimento do software de controle de PAI 158 Santos 2014 faz algumas recomendações sobre o desenho das telas Inicialmente devese manter a consistência nos padrões de cores e símbolos utilizados nas telas e também nos botões e seus nomes para que o usuário se acostume quando mudar de tela Também recomendase utilizar a nomenclatura estabelecida pela ISA International Society of Automation para padronizar os comandos Por sua vez há ainda dois aspectos críticos que devem ser considerados no projeto de uma IHM o planejamento de alarmes e dos gráficos de tendências Os alarmes devem ser analisados com muito critério pois podem indicar situações normais que foram finalizadas ou situações anormais que requerem uma intervenção no sistema Portanto há duas questões que devem ser avaliadas a descrição do contexto de cada alarme e a definição da forma como o operador poderá intervir na operação do alarme A descrição do contexto referese ao objetivo dos alarmes deve ser o de formar um grupo de indicadores que seja capaz de representar o estado do sistema que se deseja identificar Portanto Santos 2014 propõe um questionamento para que isso seja verificado Em primeiro lugar devem ser selecionadas as configurações de alarmes capazes de direcionar o operador a um grupo de indicadores para interpretarem o estado desejado Uma vez determinado esse conjunto o próximo passo será verificar como cada alarme deverá ser acionado de modo que o operador seja conduzido ao referido estado Por fim deverá ser avaliado qual o conjunto de indicadores que levam o operador a interpretar o estado real do sistema Aplicandose esse método é possível definir estratégias para antecipar ações de controle que possam restaurar o sistema que estiver se desviando de seu comportamento desejado Quanto à questão de modos de intervenção do operador sobre a operação dos alarmes esse profissional pode suprimir quando reconhecer a sua ocorrência ou pode aceitar indicando que tomou ciência mas não teve atitude alguma ou pode não reconhecer Dependendo do contexto devese permitir um nível de interação entre operador e alarme que seja condizente U3 Dimensionamento dos elementos e desenvolvimento do software de controle de PAI 159 A respeito dos gráficos de tendências é importante saber que os dados utilizados nos gráficos não precisam necessariamente ser coletados em tempo real ou seja a partir dos CLPs que atuam em chão de fábrica Pode ser feita uma consulta aos bancos de dados para se obter um histórico de evolução dos dados A Figura 317 ilustra um exemplo de IHM para operação remota de um equipamento via mouse Figura 317 Operação remota de um equipamento via IHM de um sistema supervisório Fonte Moraes e Castrucci 2010 p 83 Reflita A partir das discussões apresentadas sobre as funções de uma IHM para que o operador possa supervisionar um sistema de automação industrial perceba que existe uma variedade de informações que precisam ser tratadas com segurança uma vez que podem ser alteradas e modificar o comportamento do sistema e o cumprimento de seus objetivos e padrões de qualidade que foram considerados Diante dessa realidade como você planejaria um sistema de segurança de acesso aos dados Desenvolvimento da base de dados e relatórios Sempre que uma massa de dados for manipulada para a obtenção de informações históricas sobre o sistema existe a possibilidade de utilização do sistema PIMS Sistema de Gerenciamento das Informações da Planta U3 Dimensionamento dos elementos e desenvolvimento do software de controle de PAI 160 Esse tipo de sistema tem a capacidade de controlar o armazenamento de informações da planta e utiliza métodos de compressão de dados para manter históricos de até cinco anos Ele permite que você planeje o uso dos seguintes recursos Reconfiguração dos sinóticos usando o conceito de tag browser permite carregar Tagnames do dicionário de dados e inserir no sinótico Customização de gráficos de tendências de acordo com as necessidades do operador Sinóticos com acesso à Internet para análise de especialistas A partir da manipulação de dados é possível obter uma infinidade de relatórios com diferentes propósitos como acompanhar a produção o consumo de energia e de material tempo de operação das máquinas etc Dependendo de cada contexto de colaboradores da organização um tipo de relatório poderá ser gerado Por fim selecionados os atributos que devem fazer parte do relatório bastará definir o período e o instante em que está sendo impresso Dessa forma você encerra mais uma unidade de estudos Nela você foi capacitado a especificar os elementos do sistema de controle e desenvolvimento do software de programação para um projeto de automação industrial Um assunto interessante para ser pesquisado em termos de desenvolvimento de sistemas supervisório é o planejamento de IHMs Pesquise sobre o assunto no material indicado a seguir SANTOS M M D Supervisã o de sistemas funcionalidades e aplicaç õ es 1 ed Sã o Paulo É rica 2014 p 97107 Minha Biblioteca Disponível em httpsgoogl97L3kr Acesso em 9 jul 2018 Pesquise mais Sem medo de errar Agora você está comprometido com o desafio de definir a programação dos controladores locais para o processo U3 Dimensionamento dos elementos e desenvolvimento do software de controle de PAI 161 de fabricação de um detergente industrial o qual deverá ser constituído pela mistura de um soluto baseado em soda cáustica com solvente em um Tanque de mistura A mais a mistura de um desengraxante com solvente em um Tanque B mais um volume fixo de neutralizador em um Tanque de Medição N que deve ser previamente aquecido e misturado ao conteúdo dos três tanques em um Tanque aerador P para obtenção do produto final Para que o processo seja realizado de forma automática existe a necessidade de se desenvolver o programa de controle de tal forma que evite a realização de operações manuais as quais podem comprometer a precisão da dosagem das misturas que ocorrem nos tanques Seu cliente precisa de uma especificação técnica que contemple uma estruturação do programa de controle baseado nas atividades que serão executadas para a fabricação do produto Além disso é necessário obter uma especificação que sirva como documentação para manutenção ou reutilização caso seja necessário projetar novas linhas de produtos semelhantes para o mercado Diante dessa realidade seu superior designouo como responsável por elaborar um relatório técnico que contenha uma descrição da programação do processo de fabricação Esboço do relatório Para que o modelo a ser desenvolvido sirva como base para programação do controlador local é necessário utilizar modelos SFC Vamos dividir o modelo SFC do processo em três partes Parte 1 partida do sistema Figura 318 Parte 2 controle da misturaenchimento em cada tanque Tanque A Tanque N e Tanque B Figura 319 Parte 3 mistura do produto final no tanque P Figura 320 A Figura 318 mostra a sequência de partida a partir do acionamento do botão de comando LIGA que imediatamente retira o sistema do estado inicial desativando o LED o qual U3 Dimensionamento dos elementos e desenvolvimento do software de controle de PAI 162 Figura 318 Partida do sistema Fonte elaborada pelo autor A Figura 319 ilustra o controle da mistura nos Tanque A e B e o controle de medição de volume no Tanque N Os processos são executados em paralelo para se tornar mais eficiente No Tanque A o controlador envia sinal para abrir a válvula AV1 até que o sensor indique ALV1 Daí aciona o misturador AM operação de set S evolui para a próxima etapa step 6 em que o controlador envia sinal para abrir a válvula AV2 Assim que o nível do tanque ALV2 é atingido o misturador é resetado pelo sinal AM Desta forma o sistema de controle fica aguardando os demais tanques terminarem os seus processos O processo no Tanque B é análogo ao do Tanque A A operação do tanque de medição é muito simples o controlador envia sinal para abrir a válvula NV1 até que atinja o nível NLV1 Feito isto o sistema de controle fica aguardando todos terminarem seus processos ou seja as etapas step8 step9 e step10 estarem ativas Quando isto acontecer a transição T11 dispara indica sistema disponível O sistema verifica se todos os tanques estão vazios por meio dos sensores ALV0 NLV0 BLV0 e PLV0 Estando todos vazios ativa a transição T10 para iniciar o enchimento dos tanques Inicial N Step5 LIGA ALV0 NLV0 BLV0 PLV0 T10 T10 LED U3 Dimensionamento dos elementos e desenvolvimento do software de controle de PAI 163 A Figura 320 ilustra o controle da mistura no Tanque P que resulta no detergente e volta para o estado inicial Primeiramente o controlador aciona o misturador enviando o sinal PM Em seguida aciona o aerador enviando o sinal Aerador O carregamento do conteúdo dos três tanques é transferido em paralelo por meio da abertura das válvulas AV0 NV0 e BV0 até que os níveis ALV0 NLV0 e BLV0 sejam atingidos respectivamente Terminado o paralelismo o sinal Aerador é resetado desligando o aerador Na sequência resetase o sinal PM que acionava o misturador Assim o sistema estará pronto para voltar ao estado inicial Fonte elaborada pelo autor Figura 319 Diagrama de controles a controle da mistura no Tanque A b controle de medição de volume no Tanque N c controle da mistura no Tanque B Mistura em Paralelo T10 ALV1 NLV1 BLV1 T20 T22 ALV2 BLV2 T21 T23 T11 a b c Step2 Step4 Step3 Step8 N N N S S N N R R AV1 NV1 BV1 AM BM AV2 BV2 AM BM Step12 Step14 Step6 Step9 Step13 Step15 Step7 Step10 Figura 320 Controle da mistura no Tanque P T11 T12 Step11 S S PM Aerador Step16 U3 Dimensionamento dos elementos e desenvolvimento do software de controle de PAI 164 Dessa forma seu cliente obterá o modelo que é suficiente para servir como base para a programação sistemática dos controladores locais Além disso terá toda a descrição necessária para manutenção e reutilização da lógica de controle Avançando na prática Projeto de sistemas SCADA Descrição da situaçãoproblema Uma fábrica de manufatura está passando por um processo de modernização de sua planta com o uso de robôs industriais para manipulação de seus itens fabricados O seu sistema de controle está sendo reestruturado e será desenvolvido um sistema do tipo SCADA para supervisionar os CLPs locais que controlam as células de manufatura No total a fábrica tem doze células para a fabricação de seus produtos Uma das dificuldades encontradas é o desenvolvimento das telas de seu projeto de sistema supervisório Fonte elaborada pelo autor T13 ALV0 NLV0 T14 T15 T16 Step17 Step19 Step20 Step21 Step23 Step24 Inicial N R R AV0 Aerador PM BLV0 Step18 Step22 N N NV0 BV0 U3 Dimensionamento dos elementos e desenvolvimento do software de controle de PAI 165 para melhorar a produtividade nas células de manufatura focando a questão de utilização dos robôs para manipulação de carga e descarga das estações de trabalho nas diversas células O objetivo é melhorar a produtividade e diminuir as paradas de manutenção corretiva dos equipamentos Para isso a empresa tem pesquisado com seus concorrentes que utilizam o cálculo do índice de disponibilidade de seus equipamentos dividindo o tempo de produção efetivamente gasto pela máquina pelo tempo planejado para aquele período Nesse contexto você está responsável por definir os recursos do sistema SCADA que podem dar suporte a esse sistema produtivo Seu cliente deseja saber como o sistema supervisório poderia ajudar a resolver o problema de gerar esse índice por turno envolvendo os vários equipamentos em cada célula Resolução da situaçãoproblema Para a obtenção dos índices de disponibilidade dos equipamentos em cada célula é possível utilizar os bancos de dados aos quais esses sistemas têm acesso Portanto a solução pode ser obtida por meio da geração de relatórios gerenciais organizados por células e em cada célula é implementada uma planilha com os dados de cada equipamento contendo Período de análise dos dados especificar data e hora de início do turno desejado Especificar as células desejadas Para cada célula detalhar por equipamento os seguintes atributos Número de ocorrências de manutenção Tempo máximo de manutenção Tempo mínimo de manutenção Tempo total de manutenção U3 Dimensionamento dos elementos e desenvolvimento do software de controle de PAI 166 Índice de disponibilidade Com esses dados serão formuladas planilhas com todas as informações desejadas de disponibilidade de cada equipamento incluindo os tempos máximos de parada por equipamento o que pode indicar problemas no programa de manutenção adotado e possibilitar a sua melhora para aumentar a produtividade Faça valer a pena 1 A IHM é o meio de comunicação do operador com o sistema produtivo em sistemas SCADA A partir desse contexto preencha as lacunas do texto a seguir Uma IHM precisa ser projetada de tal forma que apresente o de informações necessárias e suficientes para que o operador possa manter o controle da planta sem cometer erros Por isso é preciso cuidado com o excesso de informação ou a falta dela pois ambas as situações o operador que poderá ficar confuso com o excesso de informação ou inseguro pela dela Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do texto a mínimo estressarão falta b máximo estressarão falta c mínimo estressarão inconsistência d máximo orientarão falta e máximo orientarão inconsistência 2 Para o desenvolvimento de programas para Controladores Programáveis CLPs um dos grandes desafios é documentálos de tal forma que permita a manutenção ou reutilização principalmente quando se utilizam linguagens como diagramas Ladder Considerando esse contexto de programação de controladores programáveis assinale a alternativa correta a Os diagramas Ladder são de fácil interpretação para manutenção b A modelagem em SFC não gera interpretação para os diagramas Ladder c Os diagramas Ladder podem ser usados de forma sistemática para gerar modelos SFC d O uso de diagramas Ladder facilita a reutilização de código U3 Dimensionamento dos elementos e desenvolvimento do software de controle de PAI 167 e A ativação das transições de um modelo SFC gera de forma sistemática o primeiro bloco de instruções no programa equivalente em diagramas Ladder 3 Para se projetar o desenvolvimento de um sistema supervisório é necessário verificar uma série de aspectos A fim de desenvolver a etapa de descrição do processo e identificação de suas variáveis para a implementação de um sistema SCADA com o objetivo de solucionar um determinado problema você afirmaria que I É necessário definir as funções que o sistema SCADA deve realizar II Tagname é a forma para se conseguir representar as variáveis do sistema III Tagnames devem ser sempre associados somente a variáveis contínuas A partir de uma avaliação das afirmações sobre o projeto de um sistema SCADA assinale a alternativa correta a Somente a afirmativa I é verdadeira b Somente a afirmativa II é verdadeira c Somente a afirmativa III é verdadeira d Somente as afirmativas I e II são verdadeiras e Somente as afirmativas I e III são verdadeiras AZEVEDO J A P SOUZA A B Comparativo entre redes de automação industrial e suas características 2014 8 f Trabalho de Conclusão de Curso Pósgraduação em Engenharia de Sistemas Eletroeletrônicos Automação e Controle Industrial Instituto Nacional de Telecomunicações Santa Rita do Sapucaí 2014 Disponível em httpsgooglLy1q8x Acesso em 27 ago 2018 FRANCHI C M CAMARGO V L A Controladores Lógicos Programáveis sistemas discretos 1 ed São Paulo Érica 2008 LAMB F Automaç ã o industrial na prá tica 1 ed Porto Alegre AMGH 2015 Minha Biblioteca LUGLI A B SANTOS M M D Redes industriais evolução motivação e funcionamento América do Sul InTech São Paulo n 137 p 3236 nov 2012 Disponível em httpsgooglMvQHy3 Acesso em 27 ago 2018 MIYAGI P E Controle programável fundamentos do controle de sistemas a eventos discretos 2 ed São Paulo Edgard Blucher 2007 MORAES C C CASTRUCCI P L Engenharia de automaç ã o industrial 2 ed Rio de Janeiro LTC 2010 Minha Biblioteca ROURE M Pirâmide da Automação Industrial entenda de uma vez por todas 2018 Disponível em httpsgooglo5D2vp Acesso em 27 ago 2018 SANTOS M M D Supervisã o de sistemas funcionalidades e aplicaç õ es1 ed Sã o Paulo É rica 2014 Minha Biblioteca SILVEIRA P R SANTOS E W Automação e controle discreto 9 ed São Paulo Érica 1998 Referências Unidade 4 Após a etapa de planejamento de um projeto de automação você estudou a fase de realização partindo da definição do modelo estrutural do sistema e passando pela especificação de seus dispositivos incluindo os controladores Como estes elementos precisam se comunicar é necessário especificar uma rede de comunicação industrial adequada Por sua vez os controladores devem ser programados o que exige o desenvolvimento de softwares de controle para os diferentes módulos de controle que devem ser implementados Agora você passará pela etapa final de desenvolvimento de um projeto de automação industrial em que são realizadas as atividades fundamentais para garantir o seu sucesso Ainda que tenha sido desenvolvida de forma criteriosa toda a parte técnica de dimensionamento dos elementos do sistema de controle industrial não podemos desviar o foco pois ainda existem etapas que precisam ser cumpridas e que são cruciais Assim vamos lembrar a situação em que você está envolvido em um novo projeto de automação de uma planta para fabricar detergente industrial Seu objetivo agora é realizar o comissionamento deste sistema O processo de fabricação do detergente envolve as seguintes atividades i Mistura de um soluto baseado em soda cáustica com solvente em um tanque de mistura A Convite ao estudo Plano de comissionamento operação assistida e encerramento de PAI ii Mistura de um desengraxante com solvente em um tanque B iii Medição de um volume fixo de neutralizador em um tanque de medição N que deve ser previamente aquecido iv Mistura do conteúdo dos três tanques em um tanque aerador P para obtenção do produto final Sua atuação profissional até o momento foi muito boa e você conseguiu dar suporte ao seu cliente para o dimensionamento dos principais elementos que devem estar presentes neste sistema de acordo com o planejado Agora você deve orientar o seu cliente na fase final do projeto com relação a algumas dúvidas levantadas por ele quais devem ser os procedimentos para verificar e testar os intertravamentos de partida e de funcionamento do sistema automatizado para que não haja paradas repentinas Como seria uma apresentação do conteúdo a ser tratado no plano de treinamento para operação do sistema automatizado Quais foram as experiências adquiridas com o desenvolvimento do projeto de automação O processo de aprendizagem desta unidade permitirá que você seja capacitado a conhecer o processo de comissionamento a ser aplicado para a conclusão de um projeto de automação industrial Na sequência estudará quais procedimentos devem ser adotados para realizar a partida ou startup da planta seguida da operação de forma assistida Concluindo você verá como realizar o processo de transição em que a equipe de desenvolvedores entrega toda a documentação atualizada necessária para que a equipe de operadores de seu cliente possa conduzir suas atividades em novo cenário de automação Desta forma você será competente para desenvolver o plano de comissionamento da operação assistida e do termo de encerramento de um projeto de automação industrial Um excelente trabalho nesta nova unidade U4 Plano de comissionamento operação assistida e encerramento de PAI 171 Para que um sistema de automação industrial opere de forma adequada é necessário definir procedimentos para verificar se o comportamento quando em operação será conforme o planejado Você está iniciando uma nova fase no projeto de automação para fabricação de detergente industrial que é o comissionamento do sistema Recordando sobre o processo de fabricação você sabe que é necessário inicialmente misturar um soluto baseado em soda cáustica com solvente em um tanque de mistura A misturar um desengraxante com solvente em um tanque B realizar a medição de um volume fixo de neutralizador em um tanque de medição N que deve ser previamente aquecido e misturar o conteúdo dos três tanques em um tanque aerador P para obtenção do produto final Seu cliente precisa que seja feita uma verificação de todas as partes do sistema automatizado de fabricação de detergente para que ele tenha segurança em iniciar a operação nesta nova plataforma Seu superior solicitou que você assumisse a responsabilidade por organizar um relatório técnico para responder os seguintes questionamentos Será que não há risco de o sistema partir de um estado em que os tanques não estejam em seu estado inicial Como estar certo de que algum dispositivo atue fora das condições normais de operação e prejudique o sistema em um contexto geral Para que esteja preparado para elaborar este relatório você verá como deve ser definido um processo de comissionamento envolvendo desde a fase de planejamento completação mecânica e précomissionamento até a fase de comissionamento propriamente dita Além disso verá também como elaborar checklists adequadas Seção 41 Diálogo aberto Implantação U4 Plano de comissionamento operação assistida e encerramento de PAI 172 para cada fase do processo Desta forma você dominará as técnicas necessárias para realizar uma implantação segura e eficiente Com este estudo você se tornará apto a elaborar planos de comissionamento para garantir o bom funcionamento dos sistemas de automação industrial Um ótimo trabalho para você Não pode faltar Requerimentos de testes para validação dos requisitos de automação dos processos Já foram debatidas as questões a respeito do dimensionamento dos elementos presentes no sistema de controle e automação de um sistema produtivo Para isto inicialmente foram discutidos os aspectos que envolvem os dispositivos de comando e monitoração para operação do dispositivo de realização do controle que atua sobre o sistema produtivo Além disso foram abordados os dispositivos de atuação e sensoriamento para que o dispositivo de realização do controle pudesse ter a interface adequada com o objeto de controle presente no sistema produtivo e executar os processos que foram planejados Na sequência foi estudada a especificação de uma rede de comunicação industrial adequada para a integração dos diversos dispositivos presentes no sistema Após ser resolvida a questão relativa aos dispositivos de hardware a tarefa de programação dos dispositivos de realização do controle foi realizada Agora abordaremos a fase de implantação do projeto de automação industrial e para que haja um controle de qualidade sobre o que estiver sendo implantado é necessário definir um procedimento para garantir a validação dos requisitos de automação estabelecidos na fase de planejamento Isto está diretamente relacionado com o contexto de comissionamento Vamos iniciar este assunto discutindo a definição deste termo De acordo com Ney 2016 o conceito de comissionamento depende da natureza do sistema de automação que é objeto de estudo Por exemplo na área de óleo e gás empresas como a Petrobrás definem procedimentos específicos em virtude da criticidade de seus U4 Plano de comissionamento operação assistida e encerramento de PAI 173 processos De uma forma geral o comissionamento está relacionado a um conjunto de práticas que são realizadas para que um sistema produtivo possa funcionar de forma adequada correspondendo ao que foi estipulado na fase de planejamento quando o projeto foi aprovado O segundo ponto a ser discutido diz respeito a como o comissionamento é feito Sua realização compreende a execução de testes aferições calibrações e certificação dos equipamentos que estiverem envolvidos na execução dos processos de fabricação em um sistema produtivo Por este motivo o comissionamento envolve a participação de equipes de profissionais especializados e experientes BUZZETI 2015 NEY 2016 Neste contexto para se averiguar de forma consistente a evolução de um projeto de automação em sua fase de implantação definese o conceito de processo de comissionamento Este processo envolve um conjunto de cinco etapas que englobam o planejamento a completação mecânica o précomissionamento o comissionamento e a operação assistida Nesta seção vamos estudar as quatro primeiras etapas A Figura 41 ilustra a curva de planejamento acompanhamento e controle durante a fase de implementação Após o estudo de viabilidade técnica e econômica é a vez de a engenharia cuidar do detalhamento técnico envolvendo construção fabricação montagem e comissionamento Na sequência são considerados os suprimentos necessários para execução dos processos de fabricação e sua aquisição Para concluir a fase de construção envolve as montagens necessárias A fase de destaque é a de préoperação e testes que exigirá uma forte dedicação da equipe de comissionamento Figura 41 Fases de um projeto de automação industrial Fonte Buzzeti 2015 sp Trabalho VTE Viabilidade Técnicoeconômica E Engenharia S Suprimentos C Construção PO Préoperação e testes D Desmantelamento Tempo Implementação Utilização Curva de planejamento acompanhamento e controle VTE E S C PO AS D U4 Plano de comissionamento operação assistida e encerramento de PAI 174 Anteriormente estudamos o modelo ISA para automação de sistemas e o ciclo de vida básico de um projeto de automação industrial Foi visto que na fase de projeto detalhado era necessário estabelecer o plano de comissionamento para definir as rotinas de testes para verificação e validação do sistema Ficou estabelecido também que na fase de implantação deveria ser realizado o plano de comissionamento relacionado aos dispositivos presentes na planta envolvendo três níveis de testes i Teste local dos dispositivos de comando monitoração atuação e sensoriamento ii Teste de comunicação entre os dispositivos e controladores iii Testes de segurança A Figura 42 apresenta os estágios do comissionamento associados ao comportamento funcional da planta Figura 42 Os estágios do comissionamento Fonte adaptada de Buzzeti 2015 sp Funcionalidade Total da Planta Fase de Pós Aceite Manual de Sistemas Finais Reunião de Lições Aprendidas Fase de Aceitação Teste de Desempenho Funcional Treinamento do Proprietário contratante nos Sistemas de Operação Fase de Construção Reuniões da Equipe de Comissionamento Inspeções no LocalOnsiteRevisões Fase de Engenharia Verificação da Engenharia Especificação do Comissionamento Fase Planejamento do Empreendimento Documentação da EngenhariaComissionamento Plano Inicial de Comissionamento U4 Plano de comissionamento operação assistida e encerramento de PAI 175 Portanto na fase de planejamento deve ser desenvolvido o plano de comissionamento que deve contemplar BUZZETI 2015 NEY 2016 Recebimento atividades de inspeção que devem ser realizadas para checar a entrega técnica dos equipamentos ou seja se estão de acordo com as especificações técnicas contidas nos documentos de aquisição referentes à compra Preservação procedimentos para manter a integridade dos equipamentos Equipes de comissionamento definição do perfil dos responsáveis técnicos para realização das atividades de comissionamento envolvendo a parte de complementação mecânica e construção précomissionamento e comissionamento Sistemas para comissionamento estabelecer um detalhamento por pacotes ver o item Assimile Cronograma deve ser estabelecido um cronograma de comissionamento de acordo com os pacotes planejados Checklist devem ser elaboradas para as fases de completação mecânica précomissionamento e comissionamento Mais adiante serão apresentados detalhes sobre este assunto Organização do comissionamento em pacotes Utilizamse documentos de marcação mark up colorida em que os elementos associados a uma mesma cor formam um pacote para ser comissionado Por exemplo um equipamento possui um item tagueado para ser comissionado de uma determinada cor O conjunto de itens neste equipamento que são de uma mesma cor representa o pacote de comissionamento O ponto crítico é definir os pacotes de forma lógica ou seja de tal maneira que seja possível fazer os testes dinâmicos necessários para o devido comissionamento Assimile U4 Plano de comissionamento operação assistida e encerramento de PAI 176 Por sua vez reunindo os pacotes teremos os subsistemas para serem comissionados Na sequência os subsistemas fazem parte de um sistema e estes também podem ser reunidos em áreas Desta forma estruturase a organização das unidades a serem comissionadas Checklist dos requisitos do projeto de automação Conforme mencionado é necessário planejar a checklist de três fases fundamentais do processo de comissionamento A completação mecânica B précomissionamento e C comissionamento I Completação mecânica após o planejamento a fase de completação mecânica é a primeira a ser realizada no processo de comissionamento Nela ocorrem as montagens das instalações e equipamentos de tal forma que sejam liberados para os primeiros testes de précomissionamento Equipes de especialistas devem fazer as verificações orientadas por uma checklist específica A Figura 42 ilustra uma visão geral do processo de comissionamento considerando os seus vários estágios Para esta fase é necessário elaborar uma checklist que contemple os seguintes aspectos Verificar se cada equipamento está sendo instalado em conformidade com o que foi estipulado no projeto Verificar se cada equipamento está com as partes mecânicas em funcionamento Verificar se as partes de comando e interface integradas em cada equipamento funcionam Verificar se as partes de controle de cada equipamento funcionam De acordo com Santos e Ferreira 2010 ao se ter a fase de completação mecânica aprovada significa que a montagem foi efetuada com sucesso e os diagramas e documentações estão em conformidade com a implantação executada U4 Plano de comissionamento operação assistida e encerramento de PAI 177 II Précomissionamento uma vez que as instalações e montagens estejam aprovadas o próximo passo consiste em verificar o funcionamento dos equipamentos individualmente Os testes são feitos sem carga ou seja a frio É necessário formar uma equipe de especialistas que deve fazer as verificações orientadas por uma checklist específica que deve englobar Delimitação dos pacotes de comissionamento Elaboração de uma folha de verificação de item FVI para preencher 9 Identificação do item 9 Especificação técnica do item por meio de dados do fabricante 9 Registro do recebimento 9 Dados de inspeção para verificar montagem e o resultado da inspeção aprovada ou reprovada 9 Dados de inspeção funcional e o resultado da inspeção aprovada ou reprovada 9 Orientações para preservação Elaboração das folhas de verificação de malhas FVM 9 Dependendo da necessidade do projeto é possível representar diagramas esquemáticos contendo os elementos como tubulação e instrumentação por meio de diagramas de fluxo de processo PFDs e diagrama de instrumentos e tubulação PID Piping Instrument Diagram MORAES CASTRUCCI 2010 9 A parte elétrica pode ser representada por meio de um diagrama funcional mais simples Caso seja necessário pode ser utilizado um diagrama multifilar representando as fases do circuito ou diagramas trifilares para circuitos de comando MORAES CASTRUCCI 2010 U4 Plano de comissionamento operação assistida e encerramento de PAI 178 III Comissionamento uma vez que houve aprovação na fase de précomissionamento o próximo passo é avaliar a interação do conjunto de equipamentos operando com os sistemas e com a instalação aprovadas O objetivo agora é validar o sistema para poder operar conforme planejado Neste contexto a checklist deve ser elaborada da seguinte forma Verificação de que os intertravamentos de partida funcionamento processo e desligamento foram satisfeitos Garantia de que os testes planejados foram realizados e aprovados em sua totalidade Documentação das correções que foram necessárias de realizar para adequar ao planejado Verificação dos equipamentos e procedimentos de segurança de acordo com as normas vigentes e conforme a especificação do sistema produtivo Na sequência você verá maiores detalhes sobre as fases de comissionamento e précomissionamento Reflita Quando se utiliza o termo comissionamento a primeira ideia que surge é a respeito da realização de testes Entretanto o conceito de comissionamento parece ser um tanto diferente Existe realmente uma diferença em termos conceituais a respeito do que vem a ser teste e comissionamento de um equipamento Précomissionamento dos dispositivos presentes no sistema de controle e automação Uma das tarefas fundamentais realizada na etapa de pré comissionamento é a divisão do sistema em subsistemas e em pacotes de comissionamento O referencial para se realizar esta organização pode ser baseado em Disciplina de instrumentação avalia as malhas de instrumentação presentes na planta industrial Estas malhas U4 Plano de comissionamento operação assistida e encerramento de PAI 179 envolvem essencialmente as redes de sensores utilizadas para trazer informações sobre o estado do objeto de controle para o controlador Disciplina de elétrica avalia as malhas de acionamento dos atuadores diretamente conectados no objeto de controle e são ativados por sinais elétricos enviados pelo controlador Incluise também aqui a questão dos sinais de comando que são enviados para acionamento de dispositivos elétricos e que não passam diretamente pelo controlador podendo estar presentes em painéis locais de acionamento Disciplina de mecânica envolve a verificação dos dispositivos mecânicos que podem fazer parte do sistema principalmente os que atuam por ação da gravidade por exemplo Disciplina de tubulação envolve o teste dos tubos ou dutos que fazem parte do objeto de controle Esta verificação envolve a preparação como lavagem e testes de pressão envolvendo gás e líquido como fluidos além de teste de estanqueidade Por exemplo o uso de válvulas de passagem pode segmentar os dutos para que sejam organizados de acordo com a classificação dos pacotes de comissionamento Disciplina de automação envolve o teste das malhas de controle para efetuar a lógica de intertravamentos para acionamento dos equipamentos É importante ficarem claros os seguintes aspectos BUZZETI 2015 Esta etapa exige o envolvimento de especialistas experientes O acesso aos equipamentos que estiverem sendo testados precisa ser restrito para evitar que haja qualquer prejuízo às rotinas de testes Os equipamentos devem ser testados individualmente respeitando as especificações do fabricante e as normas vigentes Os resultados desta etapa devem ser registrados de acordo com a checklist e organizados por disciplinas U4 Plano de comissionamento operação assistida e encerramento de PAI 180 Considere o caso de uma usina de produção de açúcar que utiliza centrífugas para o processamento de melaço Para o acionamento dessas centrífugas é necessário utilizar motores trifásicos e durante a partida a ligação deve ser estrela e após a partida deve ser triângulo Cada centrífuga possui válvulas de entrada e saída do produto antes e depois da centrifugação e sensores de nível para indicar cheio e vazio Vamos definir como realizar a verificação e o teste da malha de instrumentação durante a fase de précomissionamento Para isto devemos Esboçar um modelo do diagrama de fluxo do processo Considerar o objeto de controle centrífuga mais tubulações Considerar os elementos de instrumentação sensores de nível presentes Realizar os testes na malha Forçar o acionamento do sensor de nível cheio Forçar o acionamento do sensor de nível vazio Estes testes precisam ser feitos individualmente para cada centrífuga O diagrama desenvolvido está ilustrado na Figura 43 contendo os elementos citados Exemplificando Figura 43 Esboço do diagrama de fluxo do processo da centrífuga Fonte elaborada pelo autor U4 Plano de comissionamento operação assistida e encerramento de PAI 181 Comissionamento dos dispositivos presentes no sistema de controle de automação Esta atividade tem início somente depois que o pré comissionamento foi concluído Com isto todos os equipamentos e instalações estão disponíveis para serem testados Enquanto no précomissionamento o objetivo é fazer testes em um pacote de comissionamento vinculado a uma única disciplina na fase de comissionamento o objetivo é envolver vários pacotes que vão formar subsistemas que se organizam para constituir sistemas que se reúnem em áreas de processos industriais Nesta etapa do processo de comissionamento os testes são feitos com carga para poder avaliar o comportamento dinâmico que o sistema vai apresentar Esperase obter como resultado a garantia de que o startup ocorrerá de forma eficiente ou seja que toda instalação foi validada e todos os testes aferições e ajustes sobre as partes elétrica mecânica instrumentação tubulação e automação foram realizados com êxito Além disso esperase que toda e qualquer deficiência no comportamento dinâmico do sistema tenha sido corrigida i Esta etapa envolve a verificação dos intertravamentos de controle programados Basicamente devem ser testados ii Intertravamento de partida para acionamento do sistema iii Intertravamento de funcionamento para garantir que o sistema não opere em situações anormais iv Intertravamento de processo para verificar se a lógica de acionamento das entradas e saídas está correta v Intertravamento de desligamento para desativação do sistema Para a representação de plantas industriais existem diferentes diagramas tradicionais Pesquise mais sobre este assunto páginas 183 até 187 Pesquise mais U4 Plano de comissionamento operação assistida e encerramento de PAI 182 Sem medo de errar MORAES C C CASTRUCCI P L Engenharia de Automaç ã o Industrial 2 ed Rio de Janeiro LTC 2010 Disponível em https integradaminhabibliotecacombrbooks9788521619765 Acesso em 20 jul 2018 Você está iniciando uma nova fase no projeto de automação para fabricação de detergente industrial cujo objetivo é realizar o comissionamento do sistema Este processo consiste em misturar um soluto baseado em soda cáustica com solvente em um tanque de mistura A misturar um desengraxante com solvente em um tanque B realizar a medição de um volume fixo de neutralizador em um tanque de medição N previamente aquecido e misturar o conteúdo dos três tanques em um tanque aerador P para obtenção do produto final Seu cliente precisa que seja feita uma verificação de todas as partes do sistema automatizado de fabricação de detergente para que ele tenha segurança em iniciar a operação nesta nova plataforma Em particular há dois questionamentos que você precisa responder Se há o risco de o sistema partir de um estado em que os tanques não estejam em seu estado inicial Se está sendo considerada a possibilidade de que um dispositivo venha a atuar fora das condições normais de operação e acabe prejudicando o sistema de fabricação de detergente Estas questões só podem ser avaliadas na fase de comissionamento em que serão checados os intertravamentos Para verificar se o sistema pode ter problemas em partir de algum estado diferente do que foi previsto é necessário avaliarmos o intertravamento de partida para o qual foi programado Observando o modelo esquemático do sistema na Figura 44 temos que realizar a seguinte checklist U4 Plano de comissionamento operação assistida e encerramento de PAI 183 Forçar ALV0 0 e verificar se o sistema é acionado pelo sinal de comando de partida LIGA que o operador deve acionar Forçar NLV0 0 e verificar se o sistema é acionado pelo sinal de comando de partida LIGA que o operador deve acionar Forçar BLV0 0 e verificar se o sistema é acionado pelo sinal de comando de partida LIGA que o operador deve acionar Forçar PLV0 0 e verificar se o sistema é acionado pelo sinal de comando de partida LIGA que o operador deve acionar Figura 44 Diagrama esquemático proposto para o sistema de fabricação de detergente Fonte elaborada pelo autor Analogamente devem ser testados os estados de todas as válvulas da seguinte forma Force a condição válvula aberta para cada uma delas de cada vez e verifique se o sistema consegue evoluir de estado quando o comando LIGA for acionado Se isto acontecer esta válvula com o valor negado deve ser acrescida à expressão AND citada anteriormente U4 Plano de comissionamento operação assistida e encerramento de PAI 184 O outro problema referese ao fato de o sistema funcionar fora das condições normais Para isto deve ser implementado o intertravamento de funcionamento que precisa observar continuamente se acontece o seguinte Para cada um dos tanques verificar se quando a válvula de saída está aberta alguma válvula de entrada está também aberta de forma simultânea Em caso afirmativo a operação do sistema deve ser abortada e a válvula que tiver disparado deve ser consertada imediatamente Pode ser implementado um alarme de monitoração para que o operador identifique esta ocorrência A lógica de acionamento do alarme pode ser da seguinte forma 2 1 0 2 1 0 1 0 0 0 0 0 A AV AV AV BV BV BV NV NV AV NV BV PV Desta forma pode ser observado como um sistema produtivo pode ser comissionado para que não ocorram acidentes durante sua operação São necessários testes para identificar os problemas e devem ser propostas soluções para corrigir as distorções Avançando na prática Acionamento de partida de centrífugas Descrição da situaçãoproblema Considere o caso da usina que produz açúcar a partir do melaço e tem um problema pendente Quando foi realizada a fase de pré comissionamento mais especificamente a análise da malha elétrica percebeuse que havia um consumo muito alto de corrente para o acionamento dela Quando se comissionou o diagrama elétrico funcional constava o chaveamento triângulo estrela para evitar esta sobrecorrente na partida Figura 45 O que pode ter ocorrido com esta malha Seu cliente está muito preocupado porque há uma quantidade significativa de centrífugas que podem partir simultaneamente podendo provocar danos no quadro geral da U4 Plano de comissionamento operação assistida e encerramento de PAI 185 instalação elétrica Faça um relatório técnico orientando uma solução para este problema Figura 45 Diagrama elétrico funcional para partida da centrífuga R S T CT1 CT2 Motor Centrífuga CT3 Fonte elaborada pelo autor Resolução da situaçãoproblema Uma vez que a fase de précomissionamento é para resolver problemas e não só realizar testes se existem problemas com a corrente que está sendo consumida na partida é porque deve ter ocorrido um erro no digrama elétrico de comando Precisa ser utilizado um temporizador que seja acionado a partir de CT1 para manter a configuração estrela por um tempo caso contrário o chaveamento ocorre muito rápido para triângulo e o sistema não terá o comportamento desejado Sendo assim deve ser comissionado o diagrama de comando elétrico e revisto o tempo de chaveamento para que haja retardo suficiente na comutação de triângulo para estrela de forma eficaz Faça valer a pena 1 O conceito de comissionamento depende da natureza do sistema de automação que é objeto de estudo Portanto verifique como completar as lacunas no texto a seguir U4 Plano de comissionamento operação assistida e encerramento de PAI 186 De uma forma geral o comissionamento está relacionado a um conjunto de que são realizadas para que um sistema produtivo possa funcionar de forma adequada correspondendo ao que foi estipulado na fase de quando o projeto foi Assinale a alternativa que preenche as lacunas corretamente a fórmulas planejamento aprovado b práticas execução reavaliado c fórmulas execução aprovado d práticas planejamento reavaliado e práticas planejamento aprovado 2 Para se averiguar de forma consistente a evolução de um projeto de automação em sua fase de implantação definese o conceito de processo de comissionamento Este processo envolve um conjunto de cinco etapas que são as seguintes planejamento completação mecânica pré comissionamento comissionamento e operação assistida Considerando este cenário assinale a alternativa correta a O plano de comissionamento deve ser definido antes de se iniciar o planejamento dele b Na fase de completação mecânica ocorrem as montagens das instalações e equipamentos c As folhas de verificação de itens devem ser preenchidas na fase de comissionamento d As folhas de verificação de malhas são preenchidas na etapa de completação mecânica e Na fase de précomissionamento são verificados os intertravamentos 3 Uma das tarefas fundamentais realizada na etapa de pré comissionamento é a divisão do sistema em subsistemas e em pacotes de comissionamento O referencial para esta organização pode ser baseado nas disciplinas Neste contexto analise as afirmações a seguir I Na disciplina de instrumentação incluemse os sinais de comando e monitoração II Na disciplina de tubulações incluise a questão de análise de estanqueidade III Na disciplina de automação estão contidas todas as outras disciplinas U4 Plano de comissionamento operação assistida e encerramento de PAI 187 Avalie as afirmações descritas anteriormente e assinale a alternativa correta a Somente a afirmativa I é verdadeira b Somente as afirmativas I e II são verdadeiras c Somente a afirmativa II é verdadeira d Somente as afirmativas I e III são verdadeiras e Somente a afirmativa III é verdadeira U4 Plano de comissionamento operação assistida e encerramento de PAI 188 O processo de comissionamento de uma planta industrial deve ser realizado de forma que o comportamento do sistema final esteja de acordo com as especificações acordadas no início do projeto Sendo assim para contextualizar esta seção vamos continuar imaginando que você está envolvido no projeto de automação de uma planta industrial para fabricar detergente industrial e já concluiu a etapa de comissionamento do sistema em que foram verificados os intertravamentos de partida e de funcionamento para que o sistema possa ser certificado e não haja risco de operação fora das condições planejadas Seu objetivo agora é realizar o processo de transferência do sistema para o cliente focando no treinamento dos operadores O processo que foi automatizado faz a mistura de um soluto baseado em soda cáustica com solvente em um tanque de mistura A mistura um desengraxante com solvente em um tanque B realiza a medição de um volume fixo de neutralizador em um tanque de medição N que deve ser previamente aquecido e mistura o conteúdo dos três tanques em um tanque aerador P para obtenção do produto final Sua atuação profissional até o momento foi excelente e você conseguiu dar suporte ao seu cliente para que realizasse o comissionamento deste sistema de forma bemsucedida Agora seu cliente necessita de informações a respeito de como será a capacitação de seus funcionários para operarem o novo sistema Então ele formulou algumas indagações a esse respeito Como será tratada a questão de treinamento operacional do sistema Eles receberão orientação quanto à configuração do sistema de automação Quais as orientações a respeito da manutenção do sistema como um todo Seção 42 Diálogo aberto Partida e operação assistida U4 Plano de comissionamento operação assistida e encerramento de PAI 189 Seu supervisor solicitou a você preparar uma apresentação do conteúdo a ser tratado no plano de treinamento para operação do sistema automatizado de tal forma que contemple as respostas para o cliente Por onde você iniciaria esta tarefa Qual é a importância do treinamento aos operadores do sistema Para conseguir elaborar esta apresentação você verá detalhes a respeito das etapas para a partida do sistema da verificação do desempenho do sistema conforme planejado e a respeito da elaboração de manuais de operação e manutenção e treinamento Com este estudo você será capaz de verificar as condições da planta como um todo de forma a emitir o certificado provisório e definitivo de aceitação das condições de operação de um sistema de automação industrial assim como elaborar os manuais e programas de treinamento Um excelente trabalho para você Não pode faltar Etapas do processo de partida O conceito de partida não deve ser interpretado como um simples evento A Figura 46 apresenta uma síntese do processo de comissionamento até a operação assistida Figura 46 Completação mecânica précomissionamento comissionamento e aprovação final Fonte Buzzeti 2015 sp CONSTRUÇÃO Estágio 1 Précomissionamento Teste de equipamento Comissionamento e quente e StartUp Teste de Desempenho Operação Comissionamento a Frio Teste de equipamentos e Sistemas Sequenciamentos e Intertravamentos Equipamento único Única disciplina Vários Equipamentos Vários Disciplinas Processo Indivídual Sistemas Áreas Múltiplos Processos Sistemas Áreas Toda a Planta HeatUp StartUp RampUp Teste de Desempenho para toda a Planta Operação Produção Otimizada de Toda a Planta Estágio 2 Estágio 3 Estágio 4 Estágio 5 COMISSIONAMENTO Completação Mecânica e HandOver para comissionamento Pronto para Comissionamento a Quente e StartUp Pronto para Teste de Desempenho Aceitação dos Testes de Desempenho OPERAÇÃO U4 Plano de comissionamento operação assistida e encerramento de PAI 190 É possível identificar três fases principais na etapa de partida Heat up a quente logo após a realização dos testes a frio que ocorrem em vazio uma vez obtida a aprovação o próximo passo corresponde ao teste em que o sistema receberá carga para que as simulações e testes sejam realizados Durante esta fase todas as checklists devem ser rigorosamente verificadas para que o sistema possa evoluir para a próxima fase Start up partida uma vez que houve uma aprovação dos testes a quente e a completação mecânica também já foi concluída entendese que o sistema pode partir para o estágio 4 em que será observado seu desempenho a fim de verificar se está de acordo com o que foi especificado como meta de produtividade Rampup rampa de produção corresponde ao teste de longa duração em que a confiabilidade sobre a operação do sistema produtivo automatizado pode ser verificada Nesta fase percebe se claramente uma evolução da produtividade até que atinja o regime esperado Observe que tudo se inicia ao final do estágio 2 do processo Figura 46 em que se inicia a etapa de comissionamento a quente e em que a carga é colocada no sistema Assimile Portanto quando se fala a respeito da partida de um sistema de automação industrial devese observar que existem várias fases conforme exemplificado A seguir você verá detalhes importantes sobre o que ocorre durante a operação assistida do sistema Verificação da operação do sistema Assim que o sistema é posto em funcionamento o primeiro aspecto durante a sua operação é verificar se o sistema é capaz de operar segundo a taxa nominal de produção conforme especificação que foi determinada na fase de planejamento U4 Plano de comissionamento operação assistida e encerramento de PAI 191 Para este roteiro de simulação do sistema produtivo devem ser observados os seguintes aspectos fundamentais SANTOS FERREIRA 2010 Seguir as condições específicas de operação conforme estabelecido em contrato O calendário de testes programados deve ser estabelecido com antecedência para que as equipes de engenharia e operação estejam preparadas para interagir quando necessário Para a realização dos testes é necessário definir uma série de parâmetros como SANTOS FERREIRA 2010 Período de duração de cada atividade que precisa ser avaliada para que haja tempo suficiente para ultrapassar o intervalo de transitórios que possam existir e que afetam o resultado final A instrumentação que será utilizada para realizar as medições necessárias para fazer as análises quantitativas Associada a esta questão existem dois aspectos importantes que precisam ser acordados o método de análise que será aplicado para que as informações sejam obtidas a partir dos dados levantados e a tolerância e precisão que serão adotadas Os estoques que devem existir de matériaprima e também os estoques gerados a partir da produção do sistema em testes Um aspecto importante que deve ser planejado é a coleta de amostras Portanto para avaliar o desempenho de uma planta industrial automaticamente estão sendo consideradas características diretamente relacionadas à capacidade de produção inerente ao arranjo físico da fábrica ao consumo de matérias utilizados no processo de fabricação de seus produtos e aos fatores que influenciam a qualidade destes produtos oferecidos no mercado Durante este processo de verificação da operação assistida de um sistema produtivo há duas fases que implicam na emissão de documentos de certificação Estes termos são denominados Termo U4 Plano de comissionamento operação assistida e encerramento de PAI 193 Após resolver as situações pendentes o sistema avança para um novo teste de longa duração e volta a ser testado ao final A Figura 47 representa um fluxograma que contém esta lógica para emissão dos certificados provisório e definitivo Figura 47 Fluxograma de transferência de sistemas Transferência de Sistemas Início S S N N N N S S Teste de Aceitação de Performance Pendências impeditivas Pendências não impeditivas Emissão TTAS provisório TTAS Termo de Transferência e Aceitação do Sistema Sanar Pendências Pendências sanadas Teste de Longa Duração Atende às especificações de projeto Emissão TTAS definitivo Fim Sanar Pendências Fonte Santos e Ferreira 2010 p 50 Considere uma estação de banho para desengraxe de acordo com a Figura 48 que foi projetada e está passando pelos testes finais para transferência de sistemas A botoeira pc inicia o processo e a botoeira fd o finaliza Considerando que o tempo de banho seja de 30s e que está estimado um desempenho de banho de 50 peças por hora uma vez que em 1h temos 3600s então teremos em média 3600 72 50 s tempo médio de banho de uma peça Inicialmente houve um impeditivo o sensor de posição alta estava com uma imprecisão elevada dificultando a subida automática em C2 Exemplificando U4 Plano de comissionamento operação assistida e encerramento de PAI 194 Este problema precisou ser resolvido pois o tempo de banho com esta imprecisão durava em média 80s Sanada esta pendência foram realizadas 30 medições e o tempo médio foi de 705s para banho de cada peça Entretanto verificou se que as botoeiras poderiam ter uma ergonomia melhorada Desta forma foi registrada uma pendência não impeditiva Por este motivo foi emitido um TTAS provisório Figura 48 Estação de banho desengraxante Figura 48 Estação de banho desengraxante C1 pcfd A sensor posição Alta B sensor posição Baixa receptor DESCARGA DESENGRAXE CARGA C2 C3 Fonte Silveira e Santos 1998 p 178 Manuais de operação e manutenção O manual de operação e de manutenção são documentações técnicas que devem ser elaboradas com base nas normas regulamentadoras vigentes Todas as máquinas projetadas para automação ou importadas para este fim devem adequar se à norma NR12 Segurança no Trabalho em Máquinas e Equipamentos NR12 2016 cujo grande objetivo é assegurar a saúde e a integridade física dos usuários destes dispositivos Para a elaboração dos manuais que envolvem máquinas e equipamentos industriais projetados para automação a NR12 é um bom exemplo de norma que precisa ser observada U4 Plano de comissionamento operação assistida e encerramento de PAI 195 Com o avanço dos recursos computacionais é possível utilizar realidade virtual para a elaboração de vídeos e materiais eletrônicos para orientar os processos de operação e manutenção Neste contexto existem empresas especializadas neste tipo de serviço Por fim não se esqueça que os manuais de manutenção devem conter um cronograma das atividades de manutenção preventiva que precisam ser realizadas Reflita Existe uma necessidade muito grande de planejar a manutenção em equipamentos industriais porém com o avanço tecnológico constante há uma dificuldade em capacitar os profissionais de maneira adequada de tal forma que minimize a ocorrência de erros Como recursos computacionais poderiam ser utilizados para melhorar este panorama Treinamento para operação do sistema automatizado Um dos grandes desafios para o mercado manterse competitivo é a velocidade com que ocorre a evolução tecnológica O primeiro elemento impactado por esta realidade é o fator humano Neste aspecto há tanto necessidade de treinamento de profissionais desenvolvedores de soluções de automação que atuam na engenharia quanto os profissionais que são clientes e que cuidam da operação e da manutenção dos sistemas de automação industrial implantados nas indústrias 1 Treinamento da equipe de Engenharia De acordo com Moraes e Castrucci 2010 cabe à equipe de engenheiros de projetos de automação industrial cuidar das atividades de capacitação para o uso de novas tecnologias implantadas com a automação Isso envolve três contextos básicos a Análise do comportamento dinâmico da planta industrial Para a representação do comportamento dinâmico dos sistemas de automação industrial é fundamental dominar técnicas capazes de representar o fluxo dos processos e a ocorrência de eventos que causam a transição de estados Desta forma U4 Plano de comissionamento operação assistida e encerramento de PAI 196 é importante capacitar os profissionais a entenderem modelos em redes de Petri por exemplo em virtude da facilidade de entendimento para representação dos estados locais e globais do sistema de acordo com sua marcação por exemplo Estes assuntos já foram estudados anteriormente e é muito importante um profissional que atua na área de automação dominar estas técnicas de modelagem b Programação dos controladores Devese estar atento à questão das linguagens permitidas pela norma IEC 611313 para a codificação de programas de controle para CLPs e também focar no uso de linguagens de programação para sistemas do tipo SCADA conforme visto anteriormente com o intuito de programação de sinóticos e interfaces IHM c Configuração das redes de comunicação e bancos de dados O profissional precisa dominar os diferentes protocolos de redes de comunicação e as vantagens e desvantagens de cada um deles Além disso devese esclarecer a localização do repositório de dados para manutenção do histórico de ocorrências no sistema 2 Treinamento do usuário Os treinamentos podem acontecer em diferentes contextos por exemplo para operar ou configurar o sistema principalmente quando envolver IHMs e sistemas supervisórios SCADA e também para realizar manutenção a Treinamento operacional Os fornecedores de soluções devem estabelecer treinamentos de acordo com os turnos de operação da fábrica para que todos os operadores tenham acesso ao programa Para isto é importante fornecer manuais de operação conforme vistos anteriormente e organizar módulos de treinamento baseados neste material que expliquem as funcionalidades associadas à partida operação normal e monitoração do sistema incluindo as ocorrências de alarmes U4 Plano de comissionamento operação assistida e encerramento de PAI 197 b Configuração do sistema Para a configuração do sistema é importante envolver a equipe técnica responsável para que não haja equívocos que possam provocar um comportamento ou desempenho indesejado para o sistema Para estas atividades é fundamental disponibilizar para a equipe técnica do cliente um contato direto com os fornecedores da solução a fim de que possam resolver rapidamente qualquer dificuldade técnica que possa surgir durante o processo de reconfiguração do sistema Basicamente será necessário envolver as equipes de suporte de TI para configuração das redes de comunicação e integração com as estações de trabalho Além disso há a necessidade de configuração dos sistemas de controle supervisório e CLPs existentes c Manutenção As atividades de manutenção devem ser supervisionadas para que não haja nenhum problema com o cumprimento do programa de manutenção preventiva estabelecido no manual de manutenção Além disso para o caso de manutenção preditiva e corretiva devemse cumprir procedimentos de inspeção Para isto é fundamental cumprir com a frequência estipulada a realização de checklist de inspeção da planta industrial para que seja possível executar duas ações básicas Manutenção corretiva imediata para o caso em que o responsável pela inspeção diagnosticar determinada falha que ele tem competência para corrigir o procedimento deve ser realizado de forma imediata seguindo o protocolo estabelecido pela equipe de manutenção Manutenção corretiva programada para o caso de necessidade de um reparo mais abrangente que o profissional de inspeção não é capaz de realizar devese enviar seu relatório de inspeção para diagnóstico para a equipe de manutenção assumir o controle para a solução do problema que foi identificado Em Moraes e Castrucci 2010 são destacados ainda alguns aspectos importantes sobre como obter a capacitação tecnológica U4 Plano de comissionamento operação assistida e encerramento de PAI 198 Em primeiro lugar é fundamental que as empresas viabilizem meios de desenvolvimento de recursos humanos podendo envolver parcerias com Universidades Em segundo lugar devem acompanhar as tendências de evolução do mercado e por fim contratar tecnologias externas sempre que o autodesenvolvimento não for viável As técnicas de comissionamento virtual estão sendo cada vez mais aplicadas porque agilizam o processo de comissionamento nas indústrias Leia o artigo CRUZ F Comissionamento virtual ferramenta de validação de programas de sequências automatizadas de manufatura In III Congresso Internacional de Ciência Tecnologia e Desenvolvimento Taubaté out 2014 Disponível em httpwww unitaubrfilesarquivoscategory154MCE10681427379618pdf Acesso em 18 set 2018 Pesquise mais Sem medo de errar Foram vistos detalhes a respeito das etapas para a partida de um sistema para realização do processo de comissionamento incluindo a questão de verificação do desempenho do sistema além de como conduzir a elaboração de manuais de operação e manutenção e o treinamento da equipe de operação para quem será transferido o sistema de automação industrial projetado Vamos agora retomar a situação em que você está envolvido no projeto de automação de uma planta industrial para fabricar detergente industrial Você já concluiu a etapa de comissionamento do sistema em que foram verificados os intertravamentos de partida e de funcionamento de forma que o sistema possa ser certificado e não haja risco de operação fora das condições planejadas Seu objetivo agora é realizar o processo de transferência do sistema para o cliente focando na questão de treinamento Este processo consiste em misturar um soluto baseado em soda cáustica com solvente em um tanque de mistura A misturar um desengraxante com solvente em um tanque B realizar a medição de um volume fixo de neutralizador em um tanque de medição N que deve ser U4 Plano de comissionamento operação assistida e encerramento de PAI 199 previamente aquecido e misturar o conteúdo dos três tanques em um tanque aerador P para obtenção do produto final Seu cliente necessita de informações a respeito de como será a capacitação de seus funcionários para operarem o novo sistema Neste sentido o seu supervisor solicitou que você formulasse uma apresentação capaz de elucidar o plano de treinamento para a operação do sistema automatizado contemplando os seguintes aspectos A questão de treinamento operacional do sistema Orientação quanto à configuração do sistema de automação Diretrizes para a manutenção do sistema como um todo Esboço da apresentação Inicialmente vamos recordar os elementos estruturais presentes no sistema Dispositivos de comando um botão LIGA para dar partida no processo Dispositivos de monitoração um dispositivo de monitoração LED que estará ativo quando o sistema estiver disponível para ser usado Um alarme A que será ativado quando 2 1 0 2 1 0 1 0 0 0 0 0 A AV AV AV BV BV BV NV NV AV NV BV PV Dispositivos de atuação temos Aquecedor aerador e misturadores AM BM e PM Válvulas solenóide AV0 AV1 AV2 BV0 BV1 BV2 NV0 NV1 e PV0 Dispositivos de sensoriamento temos ALV0 ALV1 ALV2 BLV0 BLV1 BLV2 NLV0 NLV1 PLV0 e PLV1 Dispositivo de controle um CLP integrado a um sistema SCADA U4 Plano de comissionamento operação assistida e encerramento de PAI 200 Redes de comunicação ModBus e ASi para integração dos dispositivos O diagrama esquemático para treinamento está representado na Figura 49 Figura 49 Modelo estrutural do sistema Fonte elaborada pelo autor Para organizar o treinamento do usuário é necessário organizar três módulos 1 Treinamento operacional Nesta fase devem ser abordadas as seguintes questões Partida da planta o sistema estará no estado inicial somente quando o sinal LED estiver ativo no sistema SCADA que deve representar também todos os tanques vazios Neste estado o sinal de comando LIGA poderá ser ativado Monitoração da planta o usuário deve entender que O sinal LED desativado significa que o sistema está indisponível para iniciar um novo processo Se disparar o alarme A então o sistema será abortado e as possíveis causas são U4 Plano de comissionamento operação assistida e encerramento de PAI 202 Avançando na prática Treinamento para estação de banho desengraxante Descrição da situaçãoproblema A estação de banho desengraxante faz parte de um projeto de automação e seu diagrama esquemático já foi apresentado na Figura 48 Considere que este projeto passou pela fase de transferência de sistemas ou seja já foi emitido o Termo de Transferência de Aceitação do Sistema definitivo O cliente deseja implantar 300 unidades desta estação em vários centros de custo de suas empresas e para isto quer treinar a sua equipe de engenharia para análise do comportamento das plantas industriais de tal forma que possam representar o estado de complexas plantas com vários dispositivos A sua equipe de engenharia está acostumada a gerar programas em diagramas Ladder diretamente sem se preocupar com modelos mais complexos O cliente percebe que isso não auxilia seus funcionários a visualizarem como o conjunto de máquinas está operando e se é possível melhorar o controle de integração entre elas Ele requer uma solução para treinar a sua equipe de engenharia para mudar a visão em termos de análise de plantas industriais Resolução da situaçãoproblema Para o treinamento de equipes de engenharia de forma que possam analisar o comportamento dinâmico de plantas industriais a diretriz é utilizar técnicas de modelagem e uma delas que atende às necessidades deste cliente é a rede de Petri Para a estação desengraxante em questão pode ser construído um modelo utilizando estas redes conforme a Figura 410 seguindo o seguinte método 1 Modele a sequência do processo 2 Represente o compartilhamento de recursos 3 Associe os sinais externos U4 Plano de comissionamento operação assistida e encerramento de PAI 203 Figura 410 Modelo em redes de Petri da estação de banho desengraxante Processo Inicia Processo Baixa Ok Alta Ok C2 Ok Baixa Ok Baixa Ok T30s Ok Alta Ok Alta Ok C3 Ok C1 Ok Recurso Estação disponível em C1 no alto Descendo em C1 até sensor de posição Baixa detectar e engatar peça Sobe até sensor posição Alta detectar Move até C2 Descendo em C2 até sensor de posição Baixa detectar Aguardar 30s Sobe até sensor posição Alta detectar Move até C3 Descendo em C3 até sensor de posição Baixa detectar e desengatar peça Sobe até sensor posição Alta detectar Move até C1 Sinais Eternos Fonte elaborada pelo autor Desta forma a equipe de engenharia será capacitada a modelar sistemas complexos de automação industrial Faça valer a pena 1 Existem aspectos fundamentais para a capacitação tecnológica dos recursos humanos de uma organização Neste contexto preencha as lacunas do texto a seguir Primeiramente é importante que as empresas viabilizem meios de desenvolvimento de seus recursos humanos o que pode envolver parcerias com Em segundo lugar ficarem atentas em acompanhar as tendências de evolução do mercado e por fim contratarem tecnologias sempre que o não for viável Assinale a alternativa que preenche as lacunas corretamente a concorrentes externas investimento b universidades externas autodesenvolvimento c universidade internas investimento d concorrentes internas autodesenvolvimento e universidades externas investimento U4 Plano de comissionamento operação assistida e encerramento de PAI 204 2 Considerando a questão de fases para a partida de uma planta industrial você afirmaria que I A fase de rampup rampa de produção acontece logo após o teste a frio ser aprovado II O start up partida pode ocorrer em paralelo com a completação mecânica III O heat up teste a quente deve ser realizado somente após a aprovação do teste a frio Considerando as afirmações propostas assinale a alternativa correta a Somente as afirmações I e III estão corretas b Somente as afirmações I e II estão corretas c Somente a afirmação I está correta d Somente a afirmação II está correta e Somente a afirmação III está correta 3 Durante a fase de verificação da operação de um sistema é necessário definir uma série de parâmetros tais como I Período de duração de cada atividade II Instrumentação que será utilizada para realizar as medições III Os estoques que devem existir de matériaprima mas independe da verificação dos estoques gerados a partir da produção Assinale a alternativa que associa V verdadeiro ou F falso corretamente a respeito dos parâmetros para verificação da operação de um sistema a FFV b VFF c VVV d VVF e FVF U4 Plano de comissionamento operação assistida e encerramento de PAI 205 O processo de encerramento de um projeto de automação industrial é estratégico pois dependendo da forma como é realizado irá influenciar diretamente na satisfação do cliente e também no crescimento e avanço profissional da equipe que se envolveu com o projeto Como gestor de projetos de automação você está envolvido no projeto de uma fábrica de detergente industrial e já realizou a etapa de comissionamento do sistema em que foram verificados os intertravamentos de partida e de funcionamento para assegurar confiabilidade durante a operação do sistema Na sequência você abordou o processo de transferência do sistema para o cliente focando a questão de treinamento operacional e manutenção Seu alvo agora é realizar o encerramento do projeto e refletir sobre as experiências que foram adquiridas com o desenvolvimento do projeto de automação Esse processo baseiase em misturar um soluto baseado em soda cáustica com solvente em um Tanque de mistura A misturar um desengraxante com solvente em um Tanque B realizar a medição de um volume fixo de neutralizador em um Tanque de Medição N que deve ser previamente aquecido e misturar o conteúdo dos três tanques em um Tanque aerador P para obtenção do produto final Seu cliente está satisfeito com o projeto de automação que foi desenvolvido e sua equipe de colaboradores aprendeu várias coisas durante a interação com a equipe de desenvolvimento do projeto Entretanto com o impacto causado pelo novo sistema durante a reunião que houve para avaliar o pósprojeto foi verificado que a equipe adquiriu a experiência de possuir uma visão da lógica de processo para automatizar Baseado nisso seu cliente levantou algumas preocupações a respeito de como Seção 43 Diálogo aberto Suporte e homologação U4 Plano de comissionamento operação assistida e encerramento de PAI 206 as experiências adquiridas podem de fato mudar a realidade de sua empresa Como seria possível desenvolver uma forma de atuação dos colaboradores para avaliarem melhorias na lógica que foi automatizada Existem modelos mais simples que redes de Petri para que a equipe de colaboradores que atuam na planta possa aprender a refletir sobre novas soluções de automação Diante disso seu supervisor solicitou que organizasse uma apresentação a respeito de representar a automação dos tanques de tal forma que a equipe do cliente possa aplicar a experiência adquirida com o desenvolvimento do projeto de automação Para isso você verá como é o processo e homologação do relatório de comissionamento revendo o processo de comissionamento passo a passo Na sequência você verá como é uma sistemática para avaliação final do projeto incluindo a visão e participação do cliente bem como uma reflexão sobre as experiências aprendidas durante o projeto Por fim serão vistos detalhes a respeito de como deve ser o processo de entrega de documentação para a finalização do projeto A expectativa é que ao final desta seção você possa planejar e executar um processo de comissionamento obter detalhes de como deve ser realizada a etapa de operação assistida e a documentação que está associada ao encerramento de um projeto de automação industrial Sucesso em seus estudos Não pode faltar Homologação do relatório de comissionamento Uma visão geral do processo de comissionamento que foi estudado em detalhes até o momento pode ser observado na Figura 411 Em uma primeira instância podese associar o conceito de homologar o relatório de comissionamento como o cumprimento da efetivação de todas as entregas previstas ou seja aquilo que foi entregue foi aceito U4 Plano de comissionamento operação assistida e encerramento de PAI 207 Figura 411 Fluxo do processo de comissionamento Processo de Comissionamento Manual de Comissionamento Certificado de Completação Mecânica Termos de Transferência e Aceitação Relatório de Inspeção de Recebimento PréComissionamento Campo Teste de Certificação Manutenção Transferência de Sistemas Teste de Funcionamento PréOperação Partida Executivo Transporte Planejamento Operação Operação Assistida Preservação Fonte Santos e Ferreira 2010 p 51 De acordo com Santos e Ferreira 2010 os principais marcos dessa homologação são Certificação de Completação Mecânica significa que o sistema automatizado está com as instalações planejadas em condições de testes para a préoperação Certificação para préoperação e partida significa que o sistema automatizado foi aprovado na etapa de testes de précomissionamento Certificação para iniciar operação ocorre quando todos os subsistemas estão preparados para os testes de transferência de sistemas o sistema automatizado projetado é transferido para o cliente Certificação para operação assistida quando todo o protocolo de transferência de sistemas em que o sistema automatizado projetado é transferido para o cliente ocorre com sucesso sendo concedidos os Termos de Transferência e aceitação definitivos Além de se ter inspecionado o funcionamento do sistema e avaliado a transferência por meio de aprovação de teste de U4 Plano de comissionamento operação assistida e encerramento de PAI 208 aceitação de desempenho e teste de longa duração Termos de Transferência e Aceitação é importante observar que a entrega de programas de treinamento e de manuais de operação e manutenção pode fazer parte da proposta Nesse contexto pode ainda ser negociada a entrega de vídeos modelos gráficos e diagramas além de softwares que podem ter sido desenvolvidos para tratamento de dados GIDO 2014 Na sequência vamos verificar em detalhes como conduzir a avaliação final do projeto de automação industrial Avaliação final do funcionamento do sistema automatizado Uma vez que já se avaliou mediante o processo de comissionamento todo o comportamento dinâmico desejado para o sistema automatizado incluindo a questão de desempenho a próxima etapa para o encerramento do projeto é a avaliação final do sistema considerando a integração que houve da equipe para garantir o funcionamento desejado Esse tipo de abordagem sistêmica é muito interessante pois converge com o fato de se utilizar o termo Transferência de Sistemas que confirma o aspecto da equipe estar fortemente engajada em um processo de automação a tal ponto de não fazer sentido pensar no funcionamento do sistema sem a equipe É função do gerente responsável pelo projeto realizar o processo de avaliação que pode ser organizado em três etapas Etapa 1 Agendar uma reunião individual com cada membro da equipe Como essas informações serão muito importantes para uma análise de risco futura ou seja quando novos projetos forem contratados uma possível ferramenta que pode ser utilizada é a análise de SWOT CARVALHO e JUNIOR 2015 que está associada às expressões em inglês Strength Pontos fortes Weakness Pontos fracos Opportunities Oportunidades eThreats Ameaças A análise de SWOT ou análise dos pontos fortes e fracos e das ameaças e oportunidades deve ser utilizada como base para coletar informações a respeito de U4 Plano de comissionamento operação assistida e encerramento de PAI 209 Impressões pessoais sobre as atividades que foram desenvolvidas Visão pessoal a respeito da questão de relacionamento entre os colaboradores e nível de comprometimento da equipe Dificuldades encontradas Pontos de destaque do projeto Informações que devem ser tratadas de forma sigilosa Etapa 2 Fazer uma análise de todo material levantado nas reuniões individuais e verificar em primeiro lugar quais foram as principais ameaças e os pontos fracos detectados Além disso verificar também os pontos fortes e as oportunidades que foram destacadas pelos membros da equipe Etapa 3 Agendar uma reunião coletiva com todos os membros presentes Em GIDO 2014 há uma proposta de pauta para essa reunião que está ilustrada na Figura 412 Figura 412 Proposta de pauta de reunião para avaliação pósprojeto Fonte Gido 2014 p 292 AVALIAÇÃO PÓSPROJETO Reunião da equipe Pauta 1 Desempenho técnico Escopo do trabalho Qualidade Administrando mudanças 2 Desempenho do orçamento 3 Desempenho do cronograma 4 Planejamento e controle do projeto 5 Gestão de riscos 6 Relacionamento com clientes 7 Relacionamentos de equipes 8 Comunicações 9 Identificação e resolução de problemas 10 Lições aprendidas 11 Recomendações para projetos futuros U4 Plano de comissionamento operação assistida e encerramento de PAI 210 Reflita Um dos grandes desafios para os gestores de projetos de automação industrial é fazer com que profissionais de diferentes áreas de conhecimento se sintam motivados a gerar resultados eficientes durante todo o ciclo de vida do projeto Frente a isso como o encerramento do projeto pode ser um momento oportuno para se avaliar essa questão Sobre a reunião de equipe GIDO 2014 O desempenho técnico do projeto deve ser avaliado comparando se o escopo desejado com o escopo realizado Neste aspecto é necessário avaliar se o desempenho do orçamento e do cronograma foram adequados ou seja se houve algum problema de extrapolar o que foi planejado e se há um fator que interferiu intensamente nesses quesitos A grande questão é avaliar se o orçamento e o cronograma foram realistas Para se obter esses bons desempenhos é necessário que o planejamento e o controle do projeto caminhem juntos durante as diferentes fases para que os processos de tomada de decisão sejam adequados e ocorram no momento certo Se essa estrutura funcionar bem a identificação e a resolução de problemas acontecerão de forma controlada sem envolver improvisações e fluxo de informações durante as comunicações para a equipe de projeto saber em que estado o sistema se encontra a cada instante Conforme o projeto for evoluindo a equipe deverá verificar a gestão de riscos ou seja avaliar se houve a identificação de riscos de alta probabilidade que poderiam ocorrer e se houve algum risco que não foi contemplado no projeto Por fim é fundamental avaliar a qualidade do relacionamento com clientes e membros da equipe O cliente precisa ser consultado e ouvido com frequência pois ele é quem sabe se suas expectativas estão sendo atendidas Além disso ele precisa ser completamente integrado na equipe de projeto para que participe da solução de problemas que possam ocorrer durante a fase de realização do projeto por exemplo Por sua vez a equipe precisa interagir para que haja convergência de foco Concluindo devese levantar recomendações para uma melhoria contínua de desempenho em novos projetos destacando a importância de se refletir sobre as lições aprendidas que se referem às experiências adquiridas com o projeto Assimile U4 Plano de comissionamento operação assistida e encerramento de PAI 211 Concluindo este tópico é fundamental ressaltar que existem muitos casos em que a resposta de satisfação do cliente pode levar meses ou anos pois está atrelada a metas que só podem ser contempladas em longo prazo Por esse motivo esperase que essas reuniões possam ser uma incubadora de novos projetos à medida que reconhece em detalhes as expectativas do cliente e é capaz de visualizar melhorias ou novas propostas baseadas no sistema de automação que foi concluído Experiências adquiridas com o desenvolvimento do projeto de automação Atualmente com os recursos de informática que estão disponíveis é possível armazenar uma quantidade de dados enorme a respeito dos projetos que são desenvolvidos Com isso há uma forma de sistematizar os dados em bancos de dados apropriados para que seja possível resgatar informações importantes para que futuros projetos possam ser aprimorados a partir das experiências adquiridas Dessa forma é importante desenvolver uma cultura na equipe a respeito da importância de coleta de dados para que pratiquem durante todo o ciclo de vida do projeto Assim a análise de risco de cada projeto será cada vez mais apurada potencializando os resultados positivos em novos projetos e melhorando a competitividade das empresas Nesse contexto é necessário fazer reuniões pósprojeto com o cliente para diagnosticar seu grau de satisfação suas necessidades incluindo o desenvolvimento de trabalhos futuros De acordo com Lima 2009 e Gido 2014 pode ser elaborada uma dinâmica ou um formulário para se obter um retorno do cliente que pode contemplar os tópicos a seguir a exemplo das reflexões que já foram realizadas internamente com a equipe de desenvolvimento do projeto Sobre a integração verificar a visão do cliente sobre o termo de abertura do projeto e se ele entende que foi utilizado na prática como elemento integrador Sobre o escopo verificar se o cliente entende que a Estrutura Analítica do Projeto EAP foi utilizada como base para se U4 Plano de comissionamento operação assistida e encerramento de PAI 212 controlar o escopo do projeto e se estavam declarados todos os entregáveis de forma adequada Sobre o tempo verificar se a meta de prazo pode ser cumprida se o controle macro ficou por conta do cliente e o controle micro ficou por conta da equipe de projeto e como as partes interagiram nesse processo Sobre os custos verificar se para o cliente os custos do projeto ficaram dentro do orçamento aprovado e avaliar se o cliente acha que as causas de possíveis desvios foram justificadas Sobre a qualidade verificar como o cliente pontua tanto a qualidade do produto que foi entregue quanto do trabalho que foi realizado para entregar o produto Sobre os recursos humanos verificar como o cliente avalia o resultado da equipe de desenvolvimento que foi montada e o gerenciamento dela Sobre a comunicação verificar a visão do cliente sobre a eficiência do processo de comunicação entre as partes Além disso este é o momento de saber como foi armazenada a informação resultante de reuniões relatórios de acompanhamento e formação de equipes Sobre os riscos verificar como seu cliente avalia a gestão de riscos no sentido de as equipes serem capazes de agir antes que os efeitos de risco ocorram O TAP e a EAP precisam ser sempre usados para o controle do escopo Por sua vez o cronograma e o orçamento precisam ser sempre vigiados e a equipe de projeto é o elo mais importante que pode colocar o projeto em risco Veja qual a visão do cliente sobre esse contexto Sobre as aquisições verificar se para seu cliente os recursos necessários correspondentes a pessoas equipamentos e materiais foram adquiridos no momento certo de acordo com a EAP Todas as informações obtidas pelas avaliações internas envolvendo o cliente devem ser organizadas para enriquecer a formação da equipe bem como reverter em reciclagens que U4 Plano de comissionamento operação assistida e encerramento de PAI 213 podem ser oferecidas para os colaboradores do cliente que estejam atuando diretamente no projeto Documentação de encerramento do projeto de automação De acordo com Santos e Ferreira 2010 há um processo de entrega de documentação que pode ser representado pela Figura 413 Figura 413 Principais etapas da entrega da documentação Certificado de Completação mecânica por disciplina para um subsistema particular Entregue da Construção para o Comissionamento Entregue do Comissionamento para o Operação Elétrica Certificado de Completação Mecânica TTAS Termo de Transferência e Aceitação Lista de Pendências Mecânica Tubulação Estrutural Check List Agora os sistemas estão prontos para o comissionamento Dossiê do Comissionamento Uma vez comissionados os sistemas podem ser entregues a Operação como uma entidade operável Instrumentação Fonte Santos e Ferreira 2010 p 55 De acordo com as etapas de evolução do projeto percebese que são documentos essenciais 1 Documentação pertinente aos certificados de completação mecânica envolvendo cada disciplina em particular e de forma específica 2 Certificado de Completação Mecânica CCM da instalação com a liberação para os testes de précomissionamento e lista de pendências não impeditivas quando for o caso 3 Documentação pertinente aos Termos de Transferência e Aceitação definitivos que libera o sistema para operação assistida Além disso de acordo com Santos e Ferreira 2010 precisam estar presentes nas documentações de encerramento U4 Plano de comissionamento operação assistida e encerramento de PAI 214 4 Fluxograma da lógica dos processos em que podem ser utilizados modelos em redes de Petri por exemplo Outra técnica bastante utilizada é a matriz causaefeito em que cada linha representa as causas e as colunas são os efeitos possíveis Além dessas técnicas há também os diagramas lógicos utilizando blocos E e OU 5 Modelos esquemáticos As Built como construído com as dimensões e características fidedignas das edificações e instalações elétrica pneumática e hidráulica 6 Procedimentos das etapas de comissionamento aprovadas devidamente assinados 7 Conformidade com a regulamentação de acordo com as normas vigentes dependendo das características do sistema de automação industrial 8 Registros com os procedimentos de preservação adequados às peculiaridades do sistema C1 pcfd A sensor posição Alta B sensor posição Baixa receptor DESCARGA DESENGRAXE CARGA C2 C3 Considere novamente o exemplo da estação de banho para desengraxe de acordo coma Figura 414 que foi projetada e já passou pelos testes finais para transferência de sistemas Vamos fazer o diagrama lógico desse modelo para compor a documentação final do projeto correspondente ao controle de fazer o produto subir da posição inferior em B para a posição superior em A Exemplificando Figura 414 Estação de banho desengraxante Fonte Silveira e Santos 1998 p 178 U4 Plano de comissionamento operação assistida e encerramento de PAI 215 pc fd B E OU E T30 S R S R MOVE C1 C2 C A Nesse caso assim que pc for acionado esse sinal realiza um set em um registrador Se o produto estiver na posição inferior B1 em C1 ou C2 após 30s temporizador T30s o produto deverá subir verticalmente até alcançar a posição A Portanto o diagrama correspondente está apresentado na Figura 415 Figura 415 Diagrama lógico de acionamento da subida de peças Fonte elaborada pelo autor Dessa forma concluímos esta unidade com a certeza de que você foi capacitado a elaborar um plano de comissionamento considerando passo a passo como esse processo ocorre até atingir a fase de operação assistida e o termo de encerramento de um projeto de automação industrial Sem medo de errar Para a edição de diferentes organogramas existem diversos softwares que podem te auxiliar nessa tarefa Leia diferentes alternativas de softwares livres em 5 ferramentas para criar organogramas CANALTECH 5 ferramentas para criar organogramas sd Disponível em httpscanaltechcombrutilitarios5ferramentasparacriar organogramas Acesso em 01 ago 2018 Pesquise mais Você está finalizando o projeto de automação para fabricação de detergente industrial e já realizou a etapa de comissionamento U4 Plano de comissionamento operação assistida e encerramento de PAI 216 do sistema em que foram verificados os intertravamentos de partida e de funcionamento para assegurar confiabilidade durante a operação do sistema Na sequência você abordou o processo de transferência do sistema para o cliente focando a questão de treinamento operacional e manutenção Seu alvo agora é realizar o encerramento do projeto e refletir sobre as experiências que foram adquiridas com o desenvolvimento do projeto de automação Esse processo consiste em misturar um soluto baseado em soda cáustica com solvente em um Tanque de mistura A misturar um desengraxante com solvente em um Tanque B e realizar a medição de um volume fixo de neutralizador em um Tanque de Medição N que deve ser previamente aquecido e misturar o conteúdo dos três tanques em um Tanque aerador P para obtenção do produto final Após reunião pósprojeto com seu cliente houve uma reflexão sobre as experiências aprendidas e você verificou que ele está satisfeito com o projeto de automação que foi desenvolvido e a equipe de colaboradores dele aprendeu várias coisas durante a interação com a equipe de desenvolvimento do projeto Como resultado dessa reflexão levantouse a necessidade de desenvolver uma forma de atuação dos colaboradores para avaliarem melhorias na lógica que foi automatizada e uma forma de modelagem que pode ser utilizada para que os colaboradores que atuam na planta possam aprender a refletir sobre novas soluções de automação Diante disso seu supervisor solicitou que organizasse uma apresentação a respeito de como representar a automação dos tanques de tal forma que a equipe do cliente possa aplicar a experiência adquirida no projeto de automação desenvolvido Esboço da apresentação A partir da reunião de pósprojeto com o cliente e os membros de sua equipe aspectos importantes foram identificados O cliente ficou satisfeito com o projeto desenvolvido U4 Plano de comissionamento operação assistida e encerramento de PAI 217 Houve uma mudança de mentalidade da equipe de colaboradores que agora possuem raciocínio lógico para automação de processos Há uma visão de utilizar modelos para estudar melhorias no processo e desenvolver uma nova versão de automação do sistema Considerando a necessidade de testes individuais na lógica de controle de cada tanque e também na necessidade de se utilizar técnicas de modelagem de baixa complexidade uma solução é adotar diagramas lógicos para representar o controle de cada tanque Dessa forma os colaboradores poderão observar localmente como cada parte da mistura está sendo processada e realizar melhorias contínuas no processo Portanto o objetivo é desenvolver os diagramas associados a cada um dos tanques Para ilustrar vamos esboçar os diagramas lógicos para os tanques A B e de medição N Inicialmente vamos retomar o digrama esquemático do sistema automatizado Figura 416 Figura 416 Diagrama esquemático do sistema de fabricação de detergente Fonte elaborada pelo autor U4 Plano de comissionamento operação assistida e encerramento de PAI 218 Para o tanque A temos o diagrama da Figura 418 em que o sinal LIGA é prérequisito para ativar todas as saídas Observe que o misturador é acionado assim que começa a ser inserido o segundo elemento para a mistura ou seja quando ALV1 é 1 Figura 417 Diagrama lógico do Tanque A Fonte elaborada pelo autor Analogamente temos o diagrama para o Tanque B bastando trocar as entradas e saídas do Tanque A pelas equivalentes do Tanque B Figura 418 Figura 418 Diagrama lógico do Tanque B Fonte elaborada pelo autor U4 Plano de comissionamento operação assistida e encerramento de PAI 219 Para o Tanque de medição N temos o digrama da Figura 419 Figura 419 Diagrama lógico do Tanque de medição N Fonte elaborada pelo autor Observe que esses diagramas são acionados em paralelo ou seja a partir do acionamento do botão de comando LIGA Por sua vez as misturas estão sincronizadas com a entrada do segundo elemento para mistura e cessam assim que a segunda mistura completa o respectivo tanque Essas estratégias podem ser revistas e alteradas Por exemplo após o enchimento do tanque a mistura pode ser prolongada durante um certo período de tempo que pode ser programado introduzindo um temporizador Dessa forma a equipe irá dispor de ferramentas para pôr em prática o novo conhecimento que adquiriu de representar a lógica de automação de sistemas Avançando na prática Diagramas de instalação elétrica de centrífugas Descrição da situaçãoproblema Vamos retomar o caso da usina que produz açúcar a partir do melaço Durante o comissionamento verificouse alguns problemas no processo de partida do motor trifásico que foram resolvidos adotandose um novo diagrama comando Como o cliente está na fase de encerramento desse projeto de automação ele necessita U4 Plano de comissionamento operação assistida e encerramento de PAI 220 da documentação final de entrega Ele está preocupado com a questão da atualização da documentação de instalação elétrica da centrífuga uma vez que ele só recebeu até o momento o diagrama funcional sem detalhes de como é o comando elétrico temporizado que resolveu o problema Resolução da situaçãoproblema Para compor a documentação final uma das exigências é a apresentação das instalações elétricas No caso está faltando o diagrama de comando conforme a Figura 420 Figura 420 Diagrama elétrico completo para partida da centrífuga R S T CT1 Motor Centrífuga Diagrama de Potência Funcional CT2 CT3 Rede D L CT1 TEMP TEMP CP1 CP2 Neutro CP3 TEMP CT2 NF NF CT2 Diagrama de Comando Fonte elaborada pelo autor Ele contém o contato CT1 para atuar como selo assim que o contato L for acionado O contato TEMP NF tem a função de abrir o contator CT3 quando terminar de contar o tempo interrompendo a ligação estrela O contato CT3 NF em série com contator CT2 U4 Plano de comissionamento operação assistida e encerramento de PAI 221 impede que os contatores CT2 e CT3 fiquem fechados ao mesmo tempo O mesmo acontece para o caso do contato CT2 NFO contato CT2 é usado para selar o contator CT2 Faça valer a pena 1 Considerando o contexto de avaliação das experiências adquiridas durante o desenvolvimento de um projeto de automação industrial as lacunas do texto a seguir É importante desenvolver uma cultura na equipe a respeito da importância de para que pratiquem durante todo o ciclo de vida do projeto Dessa forma a de cada projeto será cada vez mais apurada potencializando os resultados positivos em novos projetos e melhorando a das empresas Assinale a alternativa que completa as lacunas de forma correta a coleta de dados análise de risco competitividade b falhas análise de risco competitividade c coleta de dados análise de defeitos contabilidade d falhas análise de risco competitividade e falhas análise de defeitos contabilidade 2 A Tabela 41 descreve três certificações importantes que fazem parte do processo de homologação de um processo de comissionamento de uma planta industrial que está sendo automatizada Por sua vez a Tabela 42 faz uma descrição do significado de cada uma dessas certificações Tabela 41 Certificações para homologação de um relatório de comissionamento Tabela 42 Significado das certificações A Certificação de Completação Mecânica B Certificação para préoperação e partida C Certificação para iniciar operação I Significa que o sistema automatizado está com as instalações planejadas em condições de testes para a préoperação II Significa que todos os subsistemas estão preparados para os testes de transferência de sistemas o sistema automatizado projetado é transferido para o cliente III Significa que o sistema automatizado foi aprovado na etapa de testes de précomissionamento U4 Plano de comissionamento operação assistida e encerramento de PAI 222 Marque a alternativa que contém a associação correta das certificações com seus significados a AI BII CIII b AII BI CIII c AI BIII CII d AIII BII CI e AII BIII CI 3 De acordo com as etapas de evolução do projeto percebese que existem documentos que são essenciais Nesse contexto você afirmaria que I A documentação pertinente aos certificados de completação mecânica envolvem cada disciplina em particular e de forma específica II Documentação pertinente aos Termos de Transferência e Aceitação definitivos com a liberação para os testes de précomissionamento e lista de pendências não impeditivas quando for o caso III Registros com os procedimentos de preservação que libera o sistema para operação assistida Assinale a alternativa correta a Somente a afirmava I é verdadeira b Somente as afirmativas I e II são verdadeiras c Somente a afirmava II é verdadeira d Somente as afirmativas I e III são verdadeiras e Somente a afirmava III é verdadeira BUZZETI R P Comissionamento o que é para que serve e quem faz PMKB Sl 29 dez 2013 Disponível em httpspmkbcombrartigoscomissionamentooquee paraqueserveequemfaz Acesso em 18 set 2018 CARVALHO M M e JUNIOR R R Fundamentos em Gestão de Projetos Construindo Competências para Gerenciar Projetos 4 ed São Paulo Atlas 2015 Disponível em httpsintegradaminhabibliotecacombrbooks9788522498895 Acesso em 20 set 2018 GIDO J P Clements J Gestão de projetos Tradução da 5ª edição norte americana Cengage Learning Editores 2014 LIMA G P Gestão de Projetos como estruturar logicamente as ações futuras 1 ed Rio de Janeiro LTC 2009 MORAES C C CASTRUCCI P L Engenharia de Automação Industrial 2 ed Rio de Janeiro LTC 2010 Disponível em httpsintegradaminhabibliotecacombr books9788521619765 Acesso em 20 jul 2018 NASCIMENTO W C Processo de comissionamento para projetos industriais Monografia Trabalho de Conclusão de Curso de graduação Curso de Gerenciamento de Projetos Faculdade Internacional Signorelli Belo Horizonte 43 p 2014 Disponível em httppmkbcombruploads18435processode comissionamentoparaprojetosindustriaispdf Acesso em 18 set 2018 NEY G M A Processo integrado de comissionamento em unidades industriais estudo de caso para gaseificador Dissertação Mestrado Profissional em Montagem Industrial Escola de Engenharia e Instituto de Computação Universidade Federal Fluminense Niterói 105 p 2016 Disponível em httpswwwresearchgatenet publication312578515PROCESSOINTEGRADODECOMISSIONAMENTOEM UNIDADESINDUSTRIAISESTUDODECASOPARAGASEIFICADOR Acesso em 18 set 2018 SANTOS F A e FERREIRA T M Metodologia de Comissionamento 2010 Monografia PósGraduação em Engenharia de Condicionamento e Comissionamento Departamento de Engenharia Mecânica Universidade Federal do Espírito Santo Vitória 2010 Disponível em httpmecanicaufesbrsitesengenhariamecanica ufesbrfilesfieldanexofrancisaraujodossantosethiagomachadoferreira pdf Acesso em 20 jul 2018 Referências 1 Efetue os cálculos com frações e simplifique a fração quando possível a 2 3 22 3 b 4 5 2 5 c 22 12 5 7 d 21 3 11 2 e 5 7 19 8 f 13 3 5 9 g 7 3 3 2 h 32 41 21 19 i 20 30 22 23 j 2 3 𝑥 22 3 k 4 5 𝑥 2 5 l 22 12 𝑥 5 7 m 21 3 𝑥 11 2 n 5 7 𝑥 19 8 o 13 3 5 9 p 7 3 3 2 q 32 41 21 19 r 20 30 22 23 2 Converta as frações mistas para frações impróprias e simplifique a fração quando possível a 3 1 7 b 1 3 6 c 6 2 9 d 7 2 11 e 2 3 5 f 9 9 11 g 2 10 21 h 6 2 7 i 7 6 7 3 Converta as frações impróprias para frações mistas e simplifique a fração quando possível a 10 7 b 30 8 c 20 9 d 20 17 e 19 7 f 17 9 g 16 11 h 29 13 i 50 64 4 Efetue os cálculos das equações com frações a 𝑥 5 3 13 4 2 3 b 𝑥 6 3 8 1 2 5 2 𝑥 2 3 c 2 𝑥 3 𝑥 2 5 4 d 2𝑥 3 3 2 5 6 7𝑥 3 12 5 e 2𝑥3 2 4𝑥1 2 2𝑥1 4 23𝑥1 6 f 3 3 7 𝑥 5 5 6 g 2 7 8 𝑥 3 2 64 4 9 32 5 Uma barra de aço tem comprimento inicial de 10m a uma temperatura de 20C Se a barra é aquecida para uma temperatura de 80C e o coeficiente de dilatação térmica linear do aço é de 12𝑥106 𝐶1 qual será o novo comprimento da barra Em dilatações lineares devese utilizar a fórmula ΔLLαΔT Onde ΔL é a variação no comprimento L é o comprimento inicial α é o coeficiente de dilatação térmica linear e ΔT é a variação na temperatura 6 Uma barra de alumínio tem um comprimento inicial de 25m a uma temperatura de 25C Se a barra é aquecida para uma temperatura de 100C e o coeficiente de dilatação térmica linear do alumínio é de 23𝑥106 𝐶1 qual a dilatação da barra de alumínio 7 Converta as unidades volumétricas de medida a 72m³ em cm³ b 2m³ em mm³ c 02dm³ em L d 5m³ em mm³ e 10cm³ em L f 25dam³ em dm³ g 32dam³ em mm³ h 7³m em L i 327m³ em hm³ 8 O volume interno de um tanque de combustível de um automóvel é de 006m³ Atualmente o veículo está com ¾ de sua capacidade total quantos litros faltam para completar o tanque de combustível do automóvel 9 Calcule o valor numérico de 9𝑥3 𝑥2 1 3 quando 𝑥 1 3 10 Represente os números a seguir com base 10 de expoente negativo a 000012 x10 b 000773 x10 c 0085 x10 d 0000 000 002 x10 e 0000 25 x10 f 003201 x10 g 0000 003 2 x10 h 0000 25 x10 i 0000 001 9 x10 11 Represente os números a seguir com base 10 de expoente negativo a 202 0000 x10 b 2 530 0000 x10 c 3 500 0000 x10 d 95 000 000 x10 e 71 0000 x10 f 6100 x10 g 320 000 000 0000 x10 h 720 000 0000 x10 i 888 0000 x10 12 Calcule o volume em metros cúbicos do cubo a seguir as medidas fornecidas estão em cm 13 Encontre o valor numérico da expressão 3 4 2𝑎 𝑏 3𝑐 para a9 b12 e c7 14 Encontre o valor da hipotenusa no triângulo a seguir 15 Efetue os cálculos com exponenciais a 12𝑥1012 5𝑥102 b 7𝑥102 03𝑥104 c 055𝑥109 3𝑥106 d 17𝑥103 03𝑥103 e 17𝑥105 92𝑥104 f 12𝑥1012 𝑥 791𝑥102 g 2𝑥103 𝑥 97𝑥102 h 913𝑥109 𝑥 81𝑥104 i 21𝑥103 91𝑥103 j 29𝑥106 13𝑥106 Segunda Via Segunda Via Segunda Via DANF3E DOCUMENTO AUXILIAR DA NOTA FISCAL ELETRÔNICA DE ENERGIA ELÉTRICA Copel Distribuição SA R Jose Izidoro Biazetto 158 Bloco C Mossungue CEP 81200240 Curitiba PR CNPJ 04368898000106 INSC ESTADUAL 9023307399 B1 Residencial Residencial Monofasico 50A 22052025 22062025 31 21072025 85732435 062025 13072025 R22011 Nome JOAO OSOSKI Endereço R Pres Epitacio Pessoa Dist Nossa Sra da Penha CEP 85420000 Cidade Corbelia Estado PR CPF 1987 NOTA FISCAL No 174280898 SÉRIE 3 DATA DE EMISSÃO 22062025 Consulte Chave de Acesso em httpsnf3efazendaprgovbrnf3eNF3eConsultawsdl Chave de Acesso 4125 0604 3688 9800 0106 6600 3174 2808 9810 6270 4408 Protocolo de Autorização 1412500031410843 22062025 às 032603AmericaSaoPaulo ENERGIA ELET CONSUMO ENERGIA ELET USO SISTEMA ENERGIA CONS BAMARELA ENERGIA CONS BVERMELHA CONT ILUMIN PUBLICA MUNICIPIO kWh kWh kWh kWh UN 217 217 6300 15400 0378894 0443687 0024444 0058182 31110000 8222 9628 154 896 3111 363 425 007 039 1562 1829 029 170 0290190 0339820 0018850 0044630 ICMS COFINS PIS 18900 15307 15307 19 44694 09690 3590 685 149 HISTÓRICO DE CONSUMO kWh CONSUMO FATURADO Nº DIAS FAT JUN25 MAI25 ABR25 MAR25 FEV25 JAN25 DEZ24 NOV24 OUT24 SET24 AGO24 JUL24 JUN24 217 242 261 275 306 295 229 264 283 286 259 267 254 31 29 29 31 32 32 28 30 31 32 30 32 30 0045101886 0251802838 CONSUMO kWh CONSUMO ENERGIA TP TP 0 29070 120 29167 1 1 120 97 Grupo de Tensao Modalidade Tarifaria B CONVENCIONAL RESÍDUO DE CONSUMO MEDIDOR ANTERIOR A qualquer tempo pode ser solicitado o cancelamento de valores não relacionados à prestação do serviço de energia elétrica como convênios e doações Periodos BandTarif Amarela23053105 Vermelha P101062206 85732435 062025 13072025 R22011 Nùmero da fatura FAT012025961627044079 836600000027 201101110009 001010202594 616270440798 NÃO RECEBER FATURA ARRECADADA PERÍODO FISCAL 22062025 2F6A39424C9CAF78498123580D78E1B3 Responsável pela Iluminação Pública Municipio 4532421128 TOTAL 22011 834 3590 PIX Página 1 1 DANF3EA4B V102 TERMO DE ADESÃO N 40870 Pelo presente instrumento de um lado a doravante DELTA TELECOMUNICAÇÕES LTDA inscrita no CNPJ 09595510000123 JC BARTZEN TELECOMUNICAÇÕES EIRELI inscrita no CNPJ 15121752000188 DELTA TELECOMUNICAÇÕES LTDA inscrita no CNPJ 09595510000395 e FAST SERVICOS LTDA inscrita no CNPJ 53249224000106 denominadas PRESTADORAS e de outro lado o ASSINANTE conforme identificado abaixo 1 DADOS DO ASSINANTE Nome Completo Nome Empresarial LUCIANO ALVES OSOSKI Email lucianoalvesososkigmailcom CPFCNPJ 11989652905 RGInscrição Estadual 144354109 Celular 45 988447278 Telefone Endereço RIO BRANCO 112 Bairro JARDIM PROGRESSO II CidadeEstado Cafelândia PR CEP 85415000 2 ADESÃO Pelo presente instrumento o ASSINANTE adere aos termos e condições dos seguintes contratos Contrato de Prestação de Serviço de Comunicação Multimídia SCM Registro nº 4252 no Livro B088 em 09012024 no Cartório de Registro de Títulos e Documentos da cidade de Nova AuroraPR Contrato de Prestação de Serviço de Valor Adicionado SVA Registro nº 29005 no Livro B143 em 10012024 no Cartório de Registro de Títulos e Documentos da cidade de CorbéliaPR Contrato de Comodato Registro nº 4253 no Livro B088 e m 09012024 no Cartório de Registro de Títulos e Documentos da cidade de Nova AuroraPR Contrato de Assistência Técnica Premium Registro nº 4251 no Livro B088 em 09012024 no Cartório de Registro de Títulos e Documentos da cidade de Nova AuroraPR Contrato Compra e Venda de Livros Digitais Registro nº 24384 em 16012024 no Cartório de Registro de Títulos e Documentos da cidade de UbiratãPR 21 Os referidos contratos encontramse também disponíveis no endereço virtual eletrônico httpwwwdeltatelecombr 3 DESCRIÇÃO DOS SERVIÇOS E VALORES PLANO CONTRATADO DELTA FOR YOU 2024 Valor mensalidade R 10900 Dia de Vencimento Mensalidade 10 Forma de Cobrança Boleto Bancário 31 SCM SERVIÇO DE COMUNICAÇÃO MULTIMÍDIA Serviço fixo de telecomunicações de interesse coletivo prestado em âmbito nacional e internacional no regime privado que possibilita a oferta de capacidade de transmissão emissão e recepção de informações multimídia permitindo inclusive o provimento de conexão à internet utilizando quaisquer meios as assinantes dentro de uma área de Prestação de Serviço TAXA DE TRANSMISSÃO INSTANTÂNEA TAXA DE TRANSMISSÃO MÉDIA GARANTIA DE BANDA 40 da Velocidade Contratada 80 da Velocidade Contratada VELOCIDADE 512000 Kbps Download 512000 Kbps Upload VALOR SCM R4640 32 SVAs Os seguintes serviços também compõem o plano escolhido conforme os planos escolhidos e valores detalhados abaixo SERVIÇO CONTRATADO QUANTIDADE Valor DEEZER 01 R 1690 LIVROS 01 R 1990 SUPORTE PREMIUM 01 R 1790 EDUCA NUBBI 01 R 790 321 O prazo de atendimento para as visitas técnicas será de até 48 quarenta e oito horas contados da data do contato para agendamento 322 Será disponibilizado ao ASSINANTE um livro digital mensalmente designado pela plataforma no mês contudo poderá fazer a troca por outro titulo disponível em catalogo conforme regras da plataforma O consumo será realizado via aplicativo para celular ou tablete bem como via site Podendo inclusive ser lido de forma offline 323 Os serviços contratados estão sendo comercializados em formato de COMBO e não poderão ser comercializados individualmente por estes valores sendo a mensalidade dos serviços deste termo de adesão cobradas em boleto único Parágrafo Segundo Ficará a exclusivo critério da PRESTADORA a substituição dos fornecedores dos serviços de valor adicionado indicados acima por qualquer outro Serviço de Valor adicionado com valor de mercado semelhante a qualquer momento a seu exclusivo critério mediante comunicação ao ASSINANTE por escrito email ou mensagem de texto Clicksign ba43c254969c4ecea1215f3613812fc5 4 INSTALAÇÃO o prazo para instalação dos serviços contratados é de até 15 Quinze dias úteis contados da data da ciência da PRESTADORA da assinatura do presente TERMO DE ADESÃO pelo ASSINANTE Será observada previamente pela viabilidade técnica e as condições climáticas e físicas para a instalação do serviço no endereço indicado O ASSINANTE deve assegurar que na data agendada haja uma pessoa responsável maior de 18 anos portando documento que autorize a entrada de técnicos credenciados da PRESTADORA no local onde os equipamentos serão instalados 41 A Taxa de AtivaçãoInstalação será cobrada via boleto bancário Os valores de Taxa de AtivaçãoInstalação serão previamente informados pela PRESTADORA ao ASSINANTE e constaram no ProtocoloOrdem de Serviço 5 COMODATO Para tornar viável a prestação do serviço a PRESTADORA poderá ceder a título de COMODATO os direitos de uso e gozo dos equipamentos descritos abaixo caso o assinante aceite devendo estes serem utilizados única e exclusivamente para a execução dos serviços ora contratados ficando o ASSINANTE responsável e na posse do equipamento pelo tempo em que vigorar o Contrato de Prestação de Serviços Em caso de rescisão do contrato a PRESTADORA fica desde já autorizada a realizar a retirada dos equipamentos conforme estipulado em contrato Equipamento em comodato x SIM NAO 51 Os equipamentos alocados a título de comodato serão identificados em nota fiscal eou ordem de serviço 52 O CONTRATANTE deverá restituir entregardevolver todos os equipamentos caso haja rescisão por quaisquer motivos do Contrato de Prestação de Serviços no prazo máximo de até 10 dez dias estando autorizado à CONTRATADA a proceder com a devida retirada dos equipamentos Caso não ocorra a restituição o CONTRATANTE autoriza desde já a emissão de fatura de cobrança boleto calculada sobre o valor atualizado total dos bens no mercado podendo ainda a CONTRATADA utilizarem de meios extrajudiciais e judiciais para resolução inclusive o protesto e o cadastro do CONTRATANTE em órgãos de negativação ao crédito sendo todas as despesas decorrentes suportadas pelo CONTRATANTE 53 Em se tratando das hipóteses de dano depreciação por mau uso perdaextravio dos referidos equipamentos em comodato o CONTRATANTE também deverá restituir à CONTRATADA pelas perdas ou danos no valor total dos bens à época do fato observando o valor de mercado que será cobrado na mesma forma do item acima 6 BENEFÍCIOS E FIDELIDADE caso sejam ofertados benefícios a PRESTADORA poderá fidelizar o cliente pelo período e condições que serão estipulados no CONTRATO DE PERMANÊNCIA 7 ASSISTÊNCIA TÉCNICA os valores e viabilidade referentes a Assistência Técnica Mudança de endereço Manutenção eou nova instalação devem ser consultados com a Prestadora previamente a solicitação de serviço 8 O ASSINANTE autoriza que o documento de cobrança notificações correspondências e informações sejam enviadas por quaisquer meios eletrônicos portal do cliente emails SMS Whatsapp dentre outros bem como autoriza o envio de mensagem publicitaria 9 O ASSINANTE declara que seus dados cadastrais são verdadeiros e compromete a atualizalos periodicamente sob as penas da lei 10 O ASSINANTE declara por meio da assinatura deste TERMO DE ADESÃO que foi informado quanto ao tratamento de dados que será realizado pela PRESTADORA nos termos da Lei n 137092018 Declara também ser manifestação livre informada e inequívoca a autorização do tratamento de seus dados pessoais conforme o detalhamento contido no contrato O ASSINANTE declara ciência de que todos os dados coletados pela PRESTADORA são necessários para a prestação dos serviços contratados em especial com empresas parceiras na prestação de serviço consultoria cobrança cobilling e escritórios de advocacia para proteção dos direitos da PRESTADORA incluindo casos de demandas judiciais administrativas e arbitrais 11 O presente TERMO DE ADESÃO poderá ser modificado no todo ou em parte através de termo aditivo As partes declaram e concordam que o presente instrumento incluindo todas as páginas e eventuais anexos poderá ser firmado através de assinatura eletrônicadigital via plataforma ou certificado digital O presente instrumento será enviado de forma digital A assinatura digitaleletrônica do presente termo declara de forma inequívoca a sua concordância bem como o reconhecimento e aceite do presente documento E por estar de acordo o ASSINANTE adere ao presente documento assinando de forma física ou digitaleletrônica por sua livre vontade declarando ainda não estar assinando eou aceitando o presente sob premente coação estado de necessidade ou outra forma de vício de consentimento tendo conhecimento de todo direito e obrigação que assume nesta data Ainda declara que todas as informações constantes neste Termo de Adesão e no contrato foram lidas entendidas e estão corretas concordando com todas as cláusulas deste Termo de Adesão e do Contrato de Prestação de Serviços Corbélia 15 de Janeiro de 2025 LUCIANO ALVES OSOSKI 11989652905 Clicksign ba43c254969c4ecea1215f3613812fc5 contrato40870contratospfj2lucianoalvesososkipdf Documento número ba43c254969c4ecea1215f3613812fc5 Hash do documento original SHA256 445ff77ade43a75cc47de57c59eeceba7d0e05d58bff6f3ddeeebb9f83cc0661 Assinaturas LUCIANO ALVES OSOSKI LUCIANO ALVES OSOSKI CPF 11989652905 Assinou em 15 jan 2025 às 145746 Log 15 jan 2025 145340 Operador com email suporte1deltatelecombr na Conta 9e1cd816b911405db6ce 0a14a1ae9b17 criou este documento número ba43c254969c4ecea1215f3613812fc5 Data limite para assinatura do documento 14 de fevereiro de 2025 1453 Finalização automática após a última assinatura habilitada Idioma Português brasileiro 15 jan 2025 145341 Operador com email suporte1deltatelecombr na Conta 9e1cd816b911405db6ce 0a14a1ae9b17 adicionou à Lista de Assinatura lucianoalvesososkigmailcom para assinar via Email Pontos de autenticação Token via Email Nome Completo CPF endereço de IP Foto de face documento Assinatura manuscrita Dados informados pelo Operador para validação do signatário nome completo LUCIANO ALVES OSOSKI e CPF 11989652905 15 jan 2025 145747 LUCIANO ALVES OSOSKI assinou Pontos de autenticação Token via Email lucianoalvesososkigmailcom CPF informado 11989652905 Foto de face documento com hash SHA256 prefixo a541d0 vide anexo 15 jan 2025 145746jpeg Assinatura manuscrita com hash SHA256 prefixo c3f063 vide anexo 15 jan 2025 145746png IP 13859156140 Localização compartilhada pelo dispositivo eletrônico latitude 2471962560088303 e longitude 5325057640572448 URL para abrir a localização no mapa httpsappclicksigncomlocation Componente de assinatura versão 110960 disponibilizado em httpsappclicksigncom 15 jan 2025 145748 Processo de assinatura finalizado automaticamente Motivo finalização automática após a última assinatura habilitada Processo de assinatura concluído para o documento número ba43c254969c4ecea1215f3613812fc5 Documento assinado com validade jurídica Para conferir a validade acesse httpswwwclicksigncomvalidador e utilize a senha gerada pelos signatários ou envie este arquivo em PDF As assinaturas digitais e eletrônicas têm validade jurídica prevista na Medida Provisória nº 22002 2001 Datas e horários em GMT 0300 Brasilia Log gerado em 15 de janeiro de 2025 Versão v1420 ba43c254969c4ecea1215f3613812fc5 Página 1 de 3 do Log Este Log é exclusivo e deve ser considerado parte do documento nº ba43c254969c4ecea1215f3613812fc5 com os efeitos prescritos nos Termos de Uso da Clicksign 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MMC de 3 e 2 é 6 63 21 6 62 11 6 2 21 6 3 11 6 426 336 756 Simplificando por 3 252 e 57 198 MMC de 7 e 8 é 56 567 5 56 568 19 56 8 5 56 7 19 56 4056 13356 17356 f 133 59 MMC de 3 e 9 é 9 93 13 9 59 3 13 9 59 399 59 349 g 72 23 MMC de 2 e 3 é 6 62 7 6 63 2 6 3 7 6 2 2 6 216 46 176 h 3241 2119 MMC de 41 e 19 é 41 19 779 77941 32 779 77919 21 779 19 32 779 41 21 779 608779 861779 1469779 i 2030 2223 Primeiramente simplificase 2030 para 23 23 2223 MMC de 3 e 23 é 69 693 2 69 6923 22 69 23 2 69 3 22 69 4669 6669 11269 j 23 x 223 2 22 3 3 449 k 45 x 25 4 2 5 5 825 l 2212 x 57 Simplificase 2212 para 116 116 x 57 11 5 6 7 5542 m 213 x 112 Simplificase 213 para 7 7 x 112 772 n 57 x 198 5 19 7 8 9556 o 133 59 133 x 95 13 9 3 5 11715 p Simplificando por 3 395 q 72 23 72 x 32 7 3 2 2 214 r 3241 2119 3241 x 1921 32 19 41 21 608861 s 2030 2223 t Simplificase 2030 para 23 23 x 2322 2 23 3 22 4666 Simplificando por 2 2333 2 Converta as frações mistas para frações impróprias a 3 17 3 7 1 7 227 b 1 36 1 6 3 6 96 32 c 6 29 6 9 2 9 569 d 7 211 7 11 2 11 7911 e 2 25 2 5 2 5 125 f 9 1011 9 11 10 11 10911 g 2 1021 2 21 10 21 5221 h 6 27 6 7 2 7 447 i 7 57 7 7 5 7 547 3 Converta as frações impróprias para frações mistas a 107 10 7 1 com resto 3 Resultado 1 37 b 208 Simplifica para 52 5 2 2 com resto 1 Resultado 2 ½ c 209 20 9 2 com resto 2 Resultado 2 29 d 2017 20 17 1 com resto 3 Resultado 1 317 e 197 19 7 2 com resto 5 Resultado 2 57 f 179 17 9 1 com resto 8 Resultado 1 89 g 1611 16 11 1 com resto 5 Resultado 1 511 h 2913 29 13 2 com resto 3 Resultado 2 313 i 5064 Esta é uma fração própria numerador menor que o denominador Ela pode ser simplificada dividindo ambos por 2 2532 Não pode ser convertida para fração mista Equações com Frações 4 Efetue os cálculos das equações com frações a x 52 134 23 MMC2 4 3 12 x 6 512 3 1312 4 212 x 3012 3912 812 x 30 39 8 12 6112 b x6 38 12 52 23 Resolvemse os parênteses 52 23 156 46 116 x6 38 12 116 x6 38 1112 MMC8 12 24 x6 924 2224 x6 1324 x 6 1324 7824 Simplificando por 6 x 134 c 2 x3 x2 54 Agrupamse os termos com x de um lado e constantes do outro x3 x2 54 2 2x 3x6 5 84 x6 34 x 34 6 184 Simplificando por 2 x 92 d 2x33 52 7x6 125 MMC3 2 6 5 30 Multiplicase toda a equação por 30 102x3 155 57x 612 20x 30 75 35x 72 20x 105 35x 72 105 72 35x 20x 177 15x x 17715 Simplificando por 3 x 595 e 2x32 4x12 2x14 23x16 Simplificamse os dois lados Lado esquerdo 2x3 4x12 2x 3 4x 12 2x22 x1 Lado direito 3x13 A equação fica x1 2x14 3x13 MMC4 3 12 Multiplicamse ambos os lados por 12 12x1 32x1 43x1 12x 12 6x 3 12x 4 12x 12 18x 1 12 1 18x 12x 13 30x x 1330 f 3 79 x 5 56 Convertese para frações impróprias 349 x 356 x 349 356 MMC9 6 18 x 2 3418 3 3518 x 6818 10518 3718 g 2 58 x 3 964 4 932 Convertese para frações impróprias 218 x 20164 13732 x 218 20164 13732 MMC8 64 32 64 x 8 2164 20164 2 13764 x 16864 20164 27464 x 168 201 27464 9564 Dilatação Térmica e Conversão de Unidades 5 Dilatação de uma barra de aço Dados L₀ 10 m Tᵢ 20C T 80C α 12x10⁶ C¹ Variação de Temperatura ΔT ΔT T Tᵢ 80 20 60C Cálculo da Dilatação ΔL ΔL L₀ α ΔT ΔL 10 12x10⁶ 60 7200x10⁶ m 00072 m Novo Comprimento L L L₀ ΔL L 10 00072 100072 m 6 Dilatação de uma barra de alumínio Dados L₀ 25 m Tᵢ 25C T 100C α 23x10⁶ C¹ Variação de Temperatura ΔT ΔT T Tᵢ 100 25 75C Cálculo da Dilatação ΔL ΔL L₀ α ΔT ΔL 25 23x10⁶ 75 43125x10⁶ m 0043125 m ou 43125 cm 7 Converta as unidades volumétricas a 72 m³ em cm³ 72 100³ 72 1000000 72000000 cm³ b 2 m³ em mm³ 2 1000³ 2 1000000000 2000000000 mm³ c 02 dm³ em L 1 dm³ 1 L então 02 L d 5 m³ em mm³ 5 1000³ 5000000000 mm³ e 10 cm³ em L 1 L 1000 cm³ então 10 1000 001 L f 25 dam³ em dm³ 1 dam 100 dm então 25 100³ 25000000 dm³ g 32 dam³ em mm³ 1 dam 10000 mm então 32 10000³ 32 10¹² 32000000000000 mm³ h 7m³ em L 1 m³ 1000 L então 7000 L i 327 m³ em hm³ 1 hm 100 m então 1 hm³ 1000000 m³ 327 1000000 00000327 hm³ Problemas e Notação Científica 8 Tanque de combustível Volume total do tanque 006 m³ Convertendo para litros 006 1000 60 Litros Capacidade ocupada 14 do total Volume a completar 34 do total Cálculo 34 60 45 Litros 9 Valor numérico da expressão 9x³ x² 13 para x 13 Substituindo x 913³ 13² 13 Calculando as potências 9127 19 13 Calculando os termos 927 19 13 Simplificando 13 19 13 Resultado 13 13 19 0 19 19 10 Represente os números com base 10 de expoente negativo a 000012 12 x 10⁴ b 000773 773 x 10³ c 0085 85 x 10² d 0000 000 002 2 x 10⁹ e 0000 25 25 x 10⁴ f 003201 3201 x 10² g 0000 003 2 32 x 10⁶ h 0000 25 25 x 10⁴ i 0000 001 9 19 x 10⁶ 11 Represente os números em notação científica a 202 0000 202 x 10⁵ b 2 530 0000 253 x 10⁶ c 3 500 0000 35 x 10⁶ d 95 000 000 95 x 10⁷ e 71 0000 71 x 10⁴ f 6100 61 x 10² g 320 000 000 0000 32 x 10¹¹ h 720 000 0000 72 x 10⁸ i 888 0000 888 x 10⁵ Geometria e Cálculos com Exponenciais 12 Volume do cubo paralelepípedo Medidas 16 cm 12 cm 26 cm Volume em cm³ V 16 12 26 4992 cm³ Convertendo para m³ 1 m³ 1000000 cm³ Volume em m³ V 4992 1000000 0004992 m³ 13 Valor numérico da expressão 34 2a b 3c para a9 b12 c7 34 29 12 37 34 18 12 21 34 30 21 34 9 274 ou 675 14 Encontre o valor da hipotenusa x Teorema de Pitágoras a² b² c² 6² 8² x² 36 64 x² 100 x² x 100 x 10 15 Efetue os cálculos com exponenciais a 12x10¹² 5x10² 125 x 10¹²² 024 x 10¹⁴ 24 x 10¹³ b 7x10² 03x10⁴ 703 x 10²⁴ 2333 x 10² 233 x 10³ c 055x10⁹ 3x10⁶ 0553 x 10⁹⁶ 01833 x 10¹⁵ 183 x 10¹⁴ d 17x10³ 03x10³ 1703 x 10³³ 5667 x 10⁶ 567 x 10⁷ e 17x10⁵ 92x10⁴ 1792 x 10⁵⁴ 1848 x 10¹ 01848 f 12x10¹² x 791x10² 12 791 x 10¹²² 9492 x 10¹⁴ 9492 x 10¹⁵ g 2x10³ x 97x10² 2 97 x 10³² 194 x 10⁵ 194 x 10⁶ h 913x10⁹ x 81x10⁴ 913 81 x 10⁹⁴ 73953 x 10¹³ 73953 x 10¹⁵ i 21x10³ 91x10³ 21 91 x 10³ 112 x 10³ 112 x 10⁴ j 29x10⁶ 13x10⁶ 29 13 x 10⁶ 16 x 10⁶