AUTOMAO DE UMA RETIFICA TRAPEZOIDAL

Luiz Vagner Pereira (1)

; Rogerio Ottoboni(2)

(1) Estudante; Tecnologia em Automao Industrial; Centro Universitrio de Itajub FEPI;

mev.vagner@yahoo.com.br; (2) Professor; Engenharia Eltrica; Centro Universitrio de Itajub FEPI; rottoboni@gmail.com

RESUMO As empresas buscam reduzir tempo de manuteno, com maior preciso e qualidade dos processos com o objetivo de aumentar sua produo. Para isto todos os setores produtivos precisam ser estudados e avaliados por equipes capacitadas a fim de formularem projetos de melhoria e otimizao. Tendo como base esses conceitos, foi elaborado um estudo de uma mquina operatriz chamada de retifica trapezoidal, que devido a diversas paradas para manuteno, sistema de controle obsoleto e ineficiente apresentava baixa produtividade. Esse trabalho prope um projeto de modernizao do sistema eltrico dessa mquina para torn-la mais flexvel, rpida e precisa, deixando o equipamento mais adequado e capacitado a operao de seus usurios. Para isso houve a troca dos controles realizados por lgicas de rels por controladores lgicos programveis. No desenvolvimento deste trabalho foi realizadas pesquisas do projeto antigo e de atualizao, para identificar as melhores solues para que o resultado seja de acordo com a necessidade da linha de produo. Palavras-chave: Controlador Lgico Programvel. Retifica trapezoidal. Lgica de rels.

INTRODUO

Nos ltimos anos, a automao vem sofrendo modificaes na medida em que problemas mais complexos vo surgindo. Todos os sistemas de automao se evoluem constantemente com o decorrer dos anos, desde os primeiros sistemas baseados em controle automtico, mecanizado (como as primeiras linhas de montagem do sculo XX) at os sistemas baseados nas tecnologias atuais como a microeletrnica.

Com o grande aumento da produtividade e cada vez mais cobranas de um produto com alta qualidade, as empresas se sentem na necessidade de adaptar e investir cada vez mais em equipamentos sofisticados que possam atender a toda essa exigncia, e assim poder continuar na competio do mercado industrial.

Com toda esta necessidade, em um setor especifico, na produo de anis trapezoidais, especificamente no processo de usinagem em ngulo, foi constatado e necessidade de uma renovao e/ou adequao na maquina responsvel pela operao desta usinagem, para um melhor resultado final do processo em si. Assim este trabalho mostra quais as modificaes realizadas neste equipamento, e qual as vantagens e resultados adquiridos com a atualizao da retifica trapezoidal.

MTODOS E MATERIAIS

No desenvolvimento da atualizao removeu-se o painel original da mquina com sistema de controle com contatores por um Controlador Lgico Programvel. Com isso a lgica de funcionamento tornou-se mais flexveis e de fcil adaptao e operao, pois podem ser alteradas quando necessrio, sem mudar nada fisicamente. Outro ponto foi questo de organizao do painel, o mesmo ficou mais compacto e mais espaoso.

Figura 01 Foto CLP e mdulos de expanso

A linguagem de programao utilizada para a lgica de funcionamento foi a lista de instrues (STL), que apesar de ser uma linguagem de baixo nvel, ou seja, mais prximo do que a mquina entende e mais longe do programador, ela linguagem adotada pela empresa, uma vez que todos os equipamentos reformados e desenvolvidos pela empresa feito neste linguagem. Na programao do CLP foi utilizado uma maleta de programao (computador prprio para programador) desenvolvida pela Siemens para facilitar a programao e a comunicao entre o computador e hardware industrial, uma vez que neste equipamento j vem integrado vrios tipos de protocolo e portas de comunicao.

Para a identificao de posicionamento, foram especificados sensores indutivos, com fator de proteo IP 65, pois trabalham constantemente molhados por causa da refrigerao da usinagem do anel. O sensor do tipo indutivo foi adotado justamente por trabalhar sem contato com o seu acionador, aumentando assim a sua expectativa de durao evitando mal acionamento e mal contato. Para uma melhor visualizao de funcionamento e identificao do sensor foram utilizados cabos com conector de led, sinalizando energizao com o led verde e acionamento com o led amarelo.

Figura 02 Foto sensor indutivo

Para o controle do avano da mesa e outros movimentos como rotao do rebolo e da placa magntica, ao invs do antigo motor DC e uma placa de controle foi implantado motor de induo trifsica, pois alm de ser mais utilizado atualmente este tipo de motor tem um custo mais baixo em relao ao outro, mais fcil de encontrar no mercado, alm de dar menos manuteno no seu tempo de vida. Para

o controle de velocidade foi utilizado um inversor de frequncia da marca, por ser um equipamento com varias funes e de fcil programao atravs de parmetros definidos. Com o utilizao do inversor foi possvel implantar aviso de falha atravs de sua sada rel, valor da velocidade real na IHM do operador atravs de sua sada analgica, e o prprio controle de velocidade pela IHM utilizando a sada analgica do CLP e entrada analgica do inversor. Assim com todas estas funes a operao e o diagnostico de funcionamento tanto do operador quanto para a manuteno ficaram mais fceis e visveis. Na alimentao da bobina da placa magntica foi implantado no lugar do antigo sistema de escovas, um novo tipo de contato, que conhecido com contato rotativo de mercrio. Este equipamento e construdo por rolamentos de esfera blindado em uma das extremidades, um invlucro de metal isolado, por dentro cavidades que contem mercrio responsvel pela conduo do sinal (o numero de cavidades depende do nmero de contatos do dispositivo), na extremidade de fora conectores ligado s cavidades de mercrio. Para o seu funcionamento a parte que contem o rolamento fica fixa e o outro lado mvel, assim fazendo com que a alimentao do sinal que esta conectada no lado fixo e a bobina que esta conectada no lado mvel esteja em contato girando ou parada. Com essa substituio teve-se maior confiabilidade na transmisso do sinal, menos rudos, e principalmente este equipamento livre de manuteno. O antigo painel operacional e os potencimetros dos reles temporizadores foram substitudos por uma IHM VT155W da ESA e poucos botes em relao ao antigo. Para a programao deste equipamento foi utilizado o software VTWIN, prprio para este fabricante. Esta programao uma programao grfica, onde voc cria o importa figura para sua interface de programao, e atribui endereos para cada componente. Estes endereos so padronizados, e quando a IHM estiver conectada com o CLP atravs do MPI e os parmetros de comunicao do dois dispositivos estiverem corretos o CLP pode ler ou escrever dados na IHM ou visse e versa Com a IHM tudo ficou mais fcil, pois ela comunica diretamente com o CLP, ento todos os ajustes de tempo, quantidades de ciclos, controle de velocidades, monitorao de entradas e sadas do CLP, alm de ajuda e indicao dos alarmes ocorridos durante operao foram programados nela para que se tivesse acesso, assim os botes utilizados foram os mnimos possveis como emergncia, liga ciclo automtico, liga bomba hidrulica, e alguns acionamentos manuais como placa magntica, rebolo, porta anis, movimento do carro e do descarregador.

RESULTADOS E DISCUSSO

Com o projeto em operao foi feito um estudo para analisar se os resultados foram satisfatrios. Para isto foram levantadas as paradas de quatro mquinas durante um ano de operao com o projeto original, e comparado com outras quatro no mesmo perodo com o sistema atualizado. A anlise comprovou a eficincia da realizao do projeto uma vez que os resultados foram significativos, pois a diferena entre as duas verses foram de 73 paradas a mais para o projeto original em relao ao atual, na qual os nmeros so mostrados no grfico abaixo.

Figura 1 Grfico comparativo das paradas.

No se teve acesso a resultados financeiros da realizao do projeto, mas levando em consideraes que mais mquinas esto sendo atualizadas, pode-se dizer que o retorno aconteceu significativamente. Alm desses resultados que foram retirados do histrico de mquinas da manuteno e, portanto podem ser comprovados, outros resultados foram mensurados pelo autor como:

Reduo no tempo de setup;

Melhor qualidade no processo;

Maior conforto operacional.

CONCLUSO

Aps o encerramento e acompanhamento do trabalho, concluiu-se que realmente vivel e necessrio o investimento e implantao de novas tecnologias pelas indstrias, para que possam competir em alto nvel perante o mercado industrial, seja na questo de qualidade ou produtividade.

REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS

GUIMARES, H. C. F. Norma IEC 61131-3 para programao de controladores programveis: Estudo de aplicao. 2005. 86f. Monografia (Trabalho de concluso de curso de Engenharia Eltrica ) Centro Tecnolgico, Universidade Federal do Esprito Santo, Vitria, 2005. Disponvel em: http://www2.ele.ufes.br/~projgrad/documentos/PG2005_1/hugocasatiferreiraguimaraes.pdf. Acesso em 04 de Agosto de 2014.

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THOMAZINI, D; ALBUQUERQUE, P. U. Braga de. Sensores industriais: fundamentos e aplicaes. So Paulo: rica, 2005.