CURSO DE ENGENHARIA DE CONTROLE E...

UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS ESCOLA DE ENGENHARIA

CURSO DE ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO

XVII SEMINÁRIO DE

ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO

23 a 30 de Novembro de 2011

Belo Horizonte – Minas Gerais

XVII SEMINÁRIO DE ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO DA UFMG

Apresentação

Estes Anais do XVI Seminário de Engenharia de Controle e Automação da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) apresentam os resumos dos Projetos de Final de Curso (PFC) dos alunos de graduação, realizados como um dos requisitos para a obtenção do grau de Engenheiro(a) de Controle e Automação da UFMG, e defendidos no final do segundo semestre de 2011. As defesas desses projetos se dão ao longo do Seminário, na presença de bancas examinadoras compostas, cada uma, pelo professor orientador, pelo supervisor e por um membro externo ao projeto.

Cada PFC é executado durante dois semestres letivos e representa a elaboração de um projeto completo de engenharia: o estudo de um problema de controle e automação, a concepção da metodologia, simulação, implementação de uma solução e a documentação sob a forma de uma Monografia.

Esta Comissão deseja agradecer aos professores orientadores da Escola de Engenharia, pelo acompanhamento acadêmico dos alunos, e aos supervisores das empresas e dos departamentos (da Escola) que os acolheram, viabilizando a realização de seus Projetos de Final de Curso, ajudando a mantê-los em alto nível e completando a formação desses futuros engenheiros para o nosso país.

Neste semestre, 9 anos após a formatura da primeira turma de Engenharia de Controle e Automação da UFMG e ano do Centenário da Escola de Engenharia, será defendida no dia 23 de novembro a nossa 500a. Monografia. Assim, nossos agradecimentos se estendem para todos os professores e funcionários da UFMG, funcionários das diversas empresas e centros de pesquisa parceiros, bem como aos ex-alunos que participaram da construção dessa bonita trajetória, a qual recebe hoje o expressivo marco de mais de 500 engenheiros de controle e automação formados pela UFMG.

Seguindo rumo à 1000a. Monografia,

Belo Horizonte, Novembro de 2011

Comissão Organizadora do XVII Seminário

de Engenharia de Controle e Automação

Prof. Walmir Matos Caminhas, DELT-UFMG - Coordenador

Prof. Bruno Otávio Soares Teixeira, DELT-UFMG - Sub-Coordenador


SUMÁRIO

DESENVOLVIMENTO DE FERRAMENTA COMPUTACIONAL PARA SIMULAÇÃO E ANÁLISE DA CARACTERÍSTICA DE OPERAÇÃO DE RELÉS DE PROTEÇÃO DE DISTÂNCIA ADAPTATIVOS

Aluno: Ariny Henrique Guedes Cerqueira

01

ANÁLISE COMPUTACIONAL DO DESEMPENHO DE RELÉS DE PROTEÇÃO EM LINHAS DE TRANSMISSÃO A PARTIR DE TESTES COM SIMULADOR DIGITAL EM TEMPO REAL

Aluno: Bruno Barcelos Bazzoni

02

MODELAGEM E PREDIÇÃO DE SÉRIES TEMPORAIS DE AFLUÊNCIA UTILIZANDO O PREDITOR LINEAR LOCAL

Aluno: Bruno Villani de Carvalho Castro

03

IMPLANTAÇÃO EFICIENTE DE ALGORITMOS DE COBERTURA UTILIZANDO GPU’S

Aluno: Caio Filipe Gonzaga Ferreira

04

PLATAFORMA DE TESTES DAS SUBESTAÇÕES DE ENERGIA DA REFINARIA ABREU E LIMA

Aluno: César Henrique Silva Rodrigues

05

MODELAGEM E OTIMIZAÇÃO DO SISTEMA DE CONTROLE DE TEMPERATURA DO FORNO DE TRATAMENTO TÉRMICO N°2 DA LAMINAÇÃO DE CHAPAS GROSSAS DA USIMINAS

Aluno: Claret Laurente Sabioni

06


CLASSIFICAÇÃO DE SENSOR DE VAZÃO PARA USO RESIDENCIAL

Aluno: Fábio Souza Meira

07

SISTEMA DE DETECÇÃO AUTOMÁTICA DE DESCONTINUIDADES NA INSPEÇÃO POR PARTÍCULAS MAGNÉTICAS FLUORESCENTES

Aluno: Fabrício Araújo Torres

08

SISTEMA DE MEDIÇÃO PARA CARACTERIZAÇÃO DE SENSORES DE POSIÇÃO PARA APLICAÇÕES ESPACIAIS

Aluno: Guilherme Esteves Mendes Campos

09

DESENVOLVIMENTO DE UMA INTERFACE DE SIMULAÇÃO HARDWARE IN THE LOOP PARA DIAGNÓSTICO DE INTERFACE VEICULAR EM CAMINHÕES

Aluno: Hiram Reis Neto

10

DESENVOLVIMENTO DE FERRAMENTA DE AUXILIO À DEPURAÇÃO PARA O SISTEMA EMS (ENERGY MANAGEMENT SYSTEM, SISTEMA DE GERENCIAMENTO DE ENERGIA), CEMIG DISTRIBUIÇÃO

Aluno: Hugo Vinícius Saint’Clair

11

DESENVOLVILMENTO DE UM SISTEMA DE CONTROLE DE PATRIMÔNIO UTILIZANDO QR-CODES

Aluno: Lucas Alves Martins

12

IMPLEMENTAÇÃO DO SISTEMA DE CONTROLE DE UMA PLATAFORMA PARA TESTES DE VIBRAÇÃO DE CORPO INTEIRO (VCI)

Aluno: Magno Célio Batista Filho

13


SISTEMA DE RECONHECIMENTO DE PLACAS DE VEÍCULOS EM MOVIMENTO

Aluno: Marcos Paulo Coelho

14

DESENVOLVIMENTO DE UMA INTERFACE WEB PARA GESTÃO E OTIMIZAÇÃO DE UMA REDE DE TRANSPORTES

Aluno: Pedro Galvão Barros

15

PROTEÇÃO DE BANCO DE CAPACITORES EM SUBESTAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA

Aluno: Pedro Tofani Motta

16

SISTEMA DE CONTROLE E AQUISIÇÃO DE DADOS DE UMA BANCADA DE TESTES HIDRODINÂNICOS DE PRÓTESES DE VÁLVULAS CARDÍACAS

Aluno: Rafael Gomes Nogueira

17

AUTOMATIZAÇÃO DA MODELAGEM FINANCEIRA DA FERROUS RESOURCES DO BRASIL

Aluno: Rafael Massami Taira

18

IMPLEMENTAÇÃO DE UM SISTEMA DE CONTROLE DISTRIBUÍDO EM UMA PLANTA MULTIVARIÁVEL REAL UTILIZANDO REDE CAN

Aluno: Rodrigo de Abreu

19

SISTEMA AUTOMÁTICO DE MEDIÇÃO DE RUÍDO MAGNÉTICO BARKHAUSEN

Aluno: Roger Ferreira da Silva

20


CONTROLE DOS CONVERSORES C.C.-C.C., VISANDO A REJEIÇÃO À PERTURBAÇÕES DE CARGA E DA TENSÃO DE ENTRADA

Aluno: Rogério Dias Junqueira

21

PROJETO DE ENGENHARIA BÁSICA PARA IMPLANTAÇÃO DO SISTEMA DE DETECÇÃO, ALARME E COMBATE A INCÊNDIO DE UMA ADUTORA

Aluno: Rubens Simões Chaves

22

TECNOLOGIA ASSISTIVA PARA DESENVOLVIMENTO DA ESCRITA

Aluno: Talita Fernanda de Souza Costa

23

DESENVOLVIMENTO DE SISTEMA AVANÇADO PARA OTIMIZAÇÃO E CONTROLE EM MODO MANUAL DA OPERAÇÃO DE SEPARAÇÃO MAGNÉTICA

Aluno: Thiago de Carvalho Melo Maia

24

DESENVOLVIMENTO DE SISTEMA SENSORIAL ARTIFICIAL PARA TESTES EM RATOS WISTAR

Aluno: Thiago Lima Louback

25

CONTROLE DE POTÊNCIA ATIVA E REATIVA EM UM CONVERSOR PWM COM ÊNFASE À REJEIÇÃO AO DISTÚRBIO

Aluno: Victor Antônio Gomes Brandão

26

OTIMIZAÇÃO NO SEQUENCIAMENTO DE CAMINHÕES EM UM CENTRO CROSS DOCKING

Aluno: Yule Souza Andrade

27


1

DESENVOLVIMENTO DE FERRAMENTA COMPUTACIONAL PARA SIMULAÇÃO E ANÁLISE DA CARACTERÍSTICA DE OPERAÇÃO DE

RELÉS DE PROTEÇÃO DE DISTÂNCIA ADAPTATIVOS

Aluno: Ariny Henrique Guedes Cerqueira Orientador: Prof. Clever Sebastião Pereira Filho (DEE/UFMG) Supervisor: Prof. Paulo Fernando Monteiro Palmeira (DEE/UFMG)

O sistema elétrico de potência está sujeito a diversas falhas e umas da mais recorrente são os curtos-circuitos em linhas de transmissão. A análise detalhada destes sinistros é de fundamental importância para compreender a dinâmica do processo e realizar ajustes nos dispositivos de proteção. Os relés de proteção de distância são um dos componentes mais importantes no sistema de proteção da rede, sendo responsáveis diretos pela detecção da falta. Para a análise precisa-se dos dados provenientes destes eventos os quais são registrados pelos RDPs e armazenados segundo a Norma COMTRADE. A proposta é então desenvolver um software capaz de simular a operação de um relé de proteção de distância baseado nos dados reais registrados. A característica de operação utilizada é a MHO Polarizada umas das mais recorrentes em relés de proteção contemporâneos. O programa tem característica didático-profissionalizante que dispõem de ferramentas que auxiliam na análise e simulação de eventos reais ocorridos em linhas de transmissão, para que possibilite um melhor compreendimento dos mecanismos de proteção tanto do ponto de vista sistêmico como filosófico.


2

ANÁLISE COMPUTACIONAL DO DESEMPENHO DE RELÉS DE PROTEÇÃO EM LINHAS DE TRANSMISSÃO A PARTIR DE TESTES

COM SIMULADOR DIGITAL EM TEMPO REAL Aluno: Bruno Barcelos Bazzoni Orientador: Prof. Clever Sebastião Pereira Filho (DEE/UFMG) Supervisor: Prof. Paulo Fernando Monteiro Palmeira (DEE/UFMG)

A energia elétrica constitui um fator de fundamental importância para o desenvolvimento global. Uma das principais preocupações para as concessionárias de energia elétrica é que a energia produzida nas estações geradoras chegue até os consumidores e que o transporte da mesma se dê em segurança. Falhas na rede elétrica são extremamente indesejadas sob diversos aspectos, principalmente o da segurança e o financeiro, e é preciso detectá-las e tratá-las rapidamente, de modo a evitar que elas se alastrem pela rede, minimizando seus indesejáveis efeitos. É dentro deste contexto que se encaixa a área de proteção elétrica.

Os relés de proteção são os principais equipamentos dentro do contexto da proteção elétrica. Cabe a eles identificar eventuais faltas que ocorram na rede elétrica e acionar disjuntores para isolar a área de ocorrência das mesmas, de modo a tratá-las. Os relés podem atuar em diversos equipamentos de uma rede elétrica. Por isso, há diversos tipos deles (desde equipamentos mais rudimentares até processadores de alta tecnologia), variando de acordo com a probabilidade e necessidade de proteção do local onde são aplicados. No caso das linhas de transmissão, que estão extremamente expostas às intempéries da natureza e percorrem áreas de difícil acesso, a ocorrência de faltas é bastante considerável. Por isso, nelas há a necessidade de relés bastante robustos e que atendam a critérios rigorosos de desempenho.

Este trabalho, desenvolvido em parceria entre o ProtLab (Laboratório de Proteção Elétrica) da UFMG e a CEMIG, visa otimizar o processo de testes de relés, antes que estes sejam colocados em funcionamento nas linhas de transmissão. A partir de testes com o simulador digital em tempo real RTDS (Real Time Digital Simulator), são obtidos diversos dados relativos ao desempenho do relé testado. Através deste trabalho, torna-se possível analisar computacionalmente estes dados, a partir de critérios estabelecidos previamente ao desenvolvimento do aplicativo ou critérios estabelecidos em tempo de execução por um usuário do mesmo, gerando relatórios referentes aos resultados obtidos. Garante-se uma boa avaliação do relé testado e o bom funcionamento e desempenho do mesmo, caso venha a ser utilizado na rede elétrica.


3

MODELAGEM E PREDIÇÃO DE SÉRIES TEMPORAIS DE AFLUÊNCIA UTILIZANDO O PREDITOR LINEAR LOCAL

Aluno: Bruno Villani de Carvalho Castro Orientador: Prof. Eduardo M. A. M. Mendes (DELT/UFMG) Supervisor: Alberto Assis dos Reis (CEMIG)

De acordo com a ANEEL (Agência Nacional de Energia Elétrica), 74% da elétrica ofertada no Brasil em 2008 foi produzida por Usinas Hidrelétricas (UHEs) e Pequenas Centrais Hidrelétricas (PCHs). Tal fato alude à profunda dependência que o país possui em relação ao seu parque hidroenergético. Sustentar a oferta e atender a demanda são ações críticas para manter o estado de desenvolvimento econômico e tecnológico do país, além da qualidade de vida da população. Para tanto, empreende-se, por parte do governo e das concessionárias de energia elétrica, um grande investimento na gestão e uso dos reservatórios, o planejamento energético, evitando “apagões” em períodos de seca e também enchentes em períodos de grande precipitação. Modelos de previsão de vazões afluentes em bacias hidrográficas têm sido requisitados visando um planejamento antecipado. O problema de previsão não é simples. A descrição analítica envolve dezenas de parâmetros de difícil ajuste de acordo com as características de cada rio e sua região. O Preditor Linear Local (PLL) é um método simples e eficiente de ajuste local de modelos, capaz de ajustar facilmente para diversas séries temporais de vazão. Apesar de muito conhecido em estudos de dinâmica não-linear, tem sido pouco utilizado no processamento de sinais não-lineares. Este trabalho avalia a aplicabilidade e a funcionalidade do PLL na previsão de vazão em um horizonte de 10 dias, para modelos com entrada de precipitação, vazão de afluentes e sem entrada. As relações entre as várias variáveis e sua importância na predição foram estabelecidas. O método foi validado por índices de desempenho usuais. A eficiência de modelagem das séries foi comparada com outras modelagens existentes na predição de dados em bacias hidrográficas, como Redes Neurais Artificiais (RNA). A simplicidade e adaptabilidade do método frente a diversos modelos possíveis geram maior interesse em sua utilização. O método de aproximação linear foi desenvolvido por Farmer e Sidorowich (Farmer e Sidorowich 1987), no contexto da modelagem das séries de afluência das bacias do Rio Grande e de Três Marias.


4

IMPLANTAÇÃO EFICIENTE DE ALGORITMOS DE COBERTURA UTILIZANDO GPU’S

Aluno: Caio Filipe Gonzaga Ferreira Orientador: Prof. Renato Cardoso Mesquita (DEE/UFMG) Supervisor: Prof. Luciano Cunha de Araújo Pimenta (DELT/UFMG)

Problemas de Cobertura de Ambiente podem ser aplicados em diversas áreas do conhecimento. Distribuição de Servidores Cache em uma rede de internet, otimização da distribuição de unidades hospitalares em uma cidade, operações de busca e recuperação realizadas por robôs, monitoramento de ambientes para detecção de poluição e vigilância são apenas alguns exemplos. Nesses problemas se procura implementar uma rede de sensores em uma configuração que maximize o sensoriamento de um ambiente satisfazendo também uma ou mais restrições que possam existir.

Entretanto, a solução de alguns destes problemas geralmente demanda cálculos complexos e em grande quantidade. Nesse contexto é que se encaixa a implantação de algoritmos através de GPU’s. GPU’s são unidades de processamento gráfico, com alto poder computacional proporcionado pelo elevado número de núcleos processadores funcionando em paralelo. Sua utilização se encontra em grande expansão. Através de sua utilização é possível obter uma melhora significativa em termos de desempenho para diversos algoritmos.

Este trabalho avalia a solução de problemas de cobertura de ambientes através da utilização do Algoritmo de Lloyd. A implantação é realizada tanto em GPU, utilizando diferentes recursos proporcionados pelo hardware, como também em CPU. Desta forma é possível comparar o desempenho na resolução do problema em cada caso e verificar a implementação mais eficiente.


5

PLATAFORMA DE TESTES DAS SUBESTAÇÕES DE ENERGIA DA REFINARIA ABREU E LIMA

Aluno: César Henrique Silva Rodrigues Orientador: Prof. Seleme Isaac Seleme Jr. (DELT/UFMG) Supervisor: Fernando Almeida Carvalho (Orteng)

A necessidade de garantir a qualidade do fornecimento da energia elétrica fez com que diversas tecnologias fossem desenvolvidas. A partir daí, pouco a pouco, os equipamentos eletromecânicos responsáveis pela proteção das subestações de energia foram substituídos por equipamentos digitais totalmente programáveis, com um alto poder de processamento. Esses equipamentos, conhecidos como Intelligent Electronic Device’s (IED), permitiram a total automação das subestações de energia através de funcionalidades de controle, supervisão e atuação, possuindo ainda a capacidade de comunicação através das redes industriais.

A Refinaria Abreu e Lima é um projeto da PETROBRAS que tem como premissa a utilização das tecnologias mais avançadas em todos seus setores, incluindo o sistema de distribuição e proteção de energia elétrica, o qual será baseado na utilização de IED’s em conjunto com a norma IEC-61850, desenvolvida recentemente com o objetivo de padronizar a comunicação entre tais equipamentos e garantir sua confiabilidade.

O presente trabalho trata do projeto de uma plataforma de testes constituída por todos os equipamentos digitais previstos para as subestações de energia da Refinaria Abreu e Lima. Tal plataforma possui a capacidade de simular as diversas manobras de intertravamento que possam ser realizadas nas subestações, incluindo ainda a simulação de todo tipo de falha que possa ocorrer. Para permitir essas simulações, foram utilizados um Controlador Lógico Programável (CLP), o qual reproduzia o funcionamento dos disjuntores virtualmente, e uma maleta de testes para a injeção de tensão e corrente trifásica nos IED’s. Através da plataforma são avaliadas as lógicas de controle e proteção desenvolvidas para os IED’s e o desempenho dos equipamentos e da rede de comunicação baseada na norma IEC-61850 em situações críticas. É testada ainda a comunicação dos IED’s com um sistema supervisório utilizando-se um servidor OPC.

Nos testes de desempenho dos equipamentos, observou-se o correto funcionamento de todas as funcionalidades, sejam elas de proteção, supervisão ou controle, bem como uma perfeita sincronização entre diferentes tipos de hardware. Nos testes de desempenho da rede, foi possível constatar a robustez da norma IEC-61850 mesmo em caso de carregamento de tráfego, aonde as mensagens de alta prioridade definidas pela norma (mensagens GOOSE) apresentaram um tempo de entrega na ordem de 400µs. Para o caso da comunicação com o sistema supervisório, também em situação de carregamento, observou-se um tempo de troca de mensagens na ordem de 500ms, o que representa um valor bastante satisfatório.


6

MODELAGEM E OTIMIZAÇÃO DO SISTEMA DE CONTROLE DE TEMPERATURA DO FORNO DE TRATAMENTO TÉRMICO N°2 DA

LAMINAÇÃO DE CHAPAS GROSSAS DA USIMINAS Aluno: Claret Laurente Sabioni Orientador: Prof. Fábio Gonçalves Jota (DELT/UFMG) Supervisor: Eng. Gilson Domingos (USIMINAS)

Nos últimos anos as empresas siderúrgicas brasileiras têm enfrentado uma crescente concorrência estrangeira. Com o propósito de se manterem fortes no mercado, elas buscam no aumento da competitividade o grande diferencial. Para tal, faz-se necessário aumentar a produtividade e a eficiência de seus ativos, seja por meio da melhoria de seus processos, seja por meio da melhoria de seus sistemas de controle. Neste mesmo contexto a redução de custos é fundamental.

Os processos siderúrgicos, em sua grande maioria, são regidos por sistemas automáticos de controle, que impactam diretamente na eficácia e eficiência do processo. O projeto e a sintonia destes sistemas constituem-se, então, em uma tarefa de suma importância e, por isso, devem ser feitos de forma adequada ao processo.

Este trabalho propõe uma metodologia para análise e melhoria do sistema de controle do Forno de Tratamento Térmico N° 2 da Laminação de Chapas Grossas da USIMINAS em Ipatinga, com o objetivo de utilizar seus recursos de forma mais eficiente. Primeiramente é feito um estudo do forno e de seu sistema de controle (CS1000 da Yokogawa), para conhecimento da planta, suas peculiaridades e limitações. Em seguida modelos de 1ª ordem são obtidos para as malhas de vazão de combustível e de ar, com os quais são gerados planos de manutenção de válvulas e propostas de ressintonia dos controladores de ação proporcional e integral (PI). Por fim, as malhas de controle de temperatura, que se baseiam na estratégia do duplo limite cruzado, são analisadas.

Dentre as várias propostas de melhorias apresentadas, algumas foram implementadas e testadas em campo, a fim de validar a metodologia proposta e revelar as melhorias obtidas, das quais se destacam: a redução do consumo de combustível, o prolongamento da vida útil das válvulas, a diminuição da variabilidade do processo com a consequente melhoria da qualidade das chapas grossas tratadas.


7

CLASSIFICAÇÃO DE SENSOR DE VAZÃO PARA USO RESIDENCIAL Aluno: Fábio Souza Meira Orientador: Profa. Carmela Maria Polito Braga (DELT/UFMG) Supervisor: Eng. Gabriel Peixoto Ubirajara e Silva (Neocontrol)

A grande preocupação atual com a economia de recursos gerou no mundo um movimento de combate ao desperdício, o que motivou a Neocontrol a desenvolver um medidor de consumo de água para monitoramento por ponto. O objetivo é ajudar as pessoas a conhecerem o próprio consumo, saber onde está o desperdício e combatê-lo. O objetivo desta monografia é o teste deste sensor e a proposição de melhorias visando a produção e a comercialização. O sensor é do tipo turbina e usa um LED infravermelho para fazer a leitura dos giros das hélices. Para testar o sensor foi desenvolvida uma bancada de testes que permite saber qual pressão atua sobre o sensor e controlar a vazão através dele. Além disso, a bancada recircula a água utilizada para evitar desperdício. Contudo, os testes mostraram que a leitura do sensor não é, ainda, satisfatória. O foco do trabalho tornou-se o aprimoramento desse sensor, para o qual foram propostas modificações, algumas já implementadas, como o anel metálico para evitar o descolamento das partes do sensor quando do encaixe no tubo. Resultados dos testes são discutidos, bem como sugestões de continuidade do trabalho.


8

SISTEMA DE DETECÇÃO AUTOMÁTICA DE DESCONTINUIDADES NA INSPEÇÃO POR PARTÍCULAS MAGNÉTICAS FLUORESCENTES

Aluno: Fabrício Araújo Torres Orientador: Prof. Felipe Campelo (DEE/UFMG) Supervisor: Edson José Eufrásio (V&M do Brasil)

Os ensaios não destrutivos são amplamente utilizados na indústria para verificação de qualidade, controle de processo, e acompanhamento de materiais aos longo de sua vida útil. Um dos métodos mais importantes é o de partículas magnéticas, capaz de detectar descontinuidades superficiais e sub-superficiais em materiais ferromagnéticos. Uma das desvantagens deste método é a ausência de soluções comercializadas para que a inspeção deseja realizada de forma automática, o que poderia aumentar a produtividades e torná-lo mais confiável. O objetivo principal deste trabalho foi o desenvolvimento de um sistema capaz de classificar automaticamente as imagens obtidas durante o processo de inspeção por partículas magnéticas fluorescentes em tubos laminados na V&M do Brasil. Para isso, foi elaborado um algoritmo de processamento de imagens capaz de tratar a imagem obtida a partir de uma câmera comercial com o auxílio de filtros, e após um processamento digital extrair dela informações que permitem classificação como possuindo ou não descontinuidades. O sistema desenvolvido apresentou resultado satisfatório para as imagens obtidas, com alto índice de acerto na classificação das descontinuidades e baixo número de falsos positivos. Os resultados são promissores para a aplicação desta ferramenta em sistemas de detecção de defeitos, pois comprovam a viabilidade do uso de sistemas de visão computacional aliados a classificadores adaptativos em aplicações de inspeção automática, podendo ser estendido sem grandes dificuldades para outros tipos de produtos como barras, chapas ou soldas.


9

SISTEMA DE MEDIÇÃO PARA CARACTERIZAÇÃO DE SENSORES DE POSIÇÃO PARA APLICAÇÕES ESPACIAIS

Aluno: Guilherme Esteves Mendes Campos Orientador: Prof. Ricardo de Oliveira Duarte (DELT/UFMG) Supervisor: Prof. Davies William de Lima Monteiro (DEE/UFMG)

Neste trabalho foi desenvolvido um sistema de medição da determinação da posição de um corpo em relação a uma fonte de luz, baseado em sensor óptico de posição do tipo PSD (Position-Sensitive Device). O objetivo desse sistema de medição é a caracterização de sensores PSD possíveis de serem usados em sistemas de determinação de atitude de satélites artificiais de baixa órbita.

O sistema de medição desenvolvido é composto por um sensor PSD, uma placa de circuito impresso com um circuito de conversão das correntes geradas pelo sensor em valores de tensão, uma placa de aquisição de dados da National Instruments, uma placa com um microcontrolador PIC18F4550 e dois programas, um feito no software Labview e outro em um firmware desenvolvido em linguagem C e gravado no microcontrolador PIC18F4550. Ambos os softwares realizam operações aritméticas para o cálculo da posição do feixe de luz incidente resultante do processo de aquisição de dados da placa com o microcontrolador e da placa da National Instruments.

A montagem óptica (setup) em que os testes foram realizados consiste do sistema de medição descrito acima, uma fonte de laser, um filtro óptico e uma placa com orifício colocados entre o laser e o sensor e equipamentos optomecânicos e eletrônicos auxiliares, para concentrar o feixe de luz e se obter maior precisão nas medidas.

O intuito dos testes realizados foi comparar a precisão da leitura do sistema placa de aquisição combinada com o programa desenvolvido no Labview, com o sistema da placa de aquisição com o firmware gravado no microcontrolador PIC. E ainda verificar a precisão das medidas em função da variação da distância entre a placa com o orifício e o sensor PSD na determinação, por meio de cálculos e relações geométricas, do ângulo da posição real do feixe do laser em relação ao sensor.


10

DESENVOLVIMENTO DE UMA INTERFACE DE SIMULAÇÃO HARDWARE IN THE LOOP PARA DIAGNÓSTICO DE INTERFACE

VEICULAR EM CAMINHÕES Aluno: Hiram Reis Neto Orientador: Profa. Carmela Maria Polito Braga (DELT/UFMG) Supervisor: Eng. Getúlio Vargas Fantini (FPT)

Apresenta-se um estudo das variações de arquiteturas elétricas presentes normalmente em veículos comerciais e caminhões, além de uma descrição detalhada de todos os componentes da interface veicular, com seus respectivos sinais elétricos. Também são detalhadas partes da estratégia de funcionamento da central de injeção. O objetivo é prover uma interface de simulação de veículo microcontrolada, de forma que seja possível realizar atividades de diagnóstico e validação em bancada da interface veicular de caminhões que utilizem a arquitetura veicular não multiplexada. Esta abordagem de simulação é conhecida pelo nome Hardware in the Loop, ou HIL. Neste trabalho foi adotada a concepção de simulação HIL híbrida, na qual são utilizados componentes reais e simulados conectados à central de injeção. A interface de simulação é projetada de forma a suprir a central de injeção com todos os sinais dos sensores, necessários para simular a operação do veículo em bancada. Como resultado, obteve-se o projeto completo, tanto de hardware quanto de software, para esta interface de simulação. Foram desenvolvidos parte do hardware e software de forma a validar o funcionamento de componentes chave desta interface de simulação.


11

DESENVOLVIMENTO DE FERRAMENTA DE AUXILIO À DEPURAÇÃO PARA O SISTEMA EMS (ENERGY MANAGEMENT SYSTEM, SISTEMA

DE GERENCIAMENTO DE ENERGIA), CEMIG DISTRIBUIÇÃO Aluno: Hugo Vinícius Saint’Clair Orientador: Prof. Peterson de Resende (DELT/UFMG) Supervisor: Drª Bernadete M. Mendonça Neta (CEMIG)

O processo de implantação do Sistema EMS (Energy Management System) na CEMIG Distribuição (Companhia Energética de Minas Gerais, área de Distribuição) necessita de um banco de dados relacional de grandes proporções que contenha todas as informações topológicas e elétricas da malha da empresa. A depuração e adequação deste banco de dados ao formato necessário é um processo muito trabalhoso e que demanda um tempo muito elevado.

Com o intuito de reduzir o tempo e a dificuldade deste processo de depuração, este trabalho analisa o banco de dados que alimenta o sistema EMS da CEMIG, quais os problemas mais comumente encontrados e como eles podem ser tratados automaticamente (através de uma ferramenta de auxilio à depuração).

As funções que compõem a ferramenta devem ser capazes de identificar automaticamente, nos registros do sistema, os erros presentes no banco de dados. Os erros identificados devem ter a mensagem de erro tratada para que passe a ter uma forma facilmente interpretada pelo usuário (reduzindo o tempo e a dificuldade de análise durante o processo). Quando possível, a ferramenta ainda exibe para o usuário a forma mais provável de correção dos erros no banco de dados.


12

DESENVOLVILMENTO DE UM SISTEMA DE CONTROLE DE PATRIMÔNIO UTILIZANDO QR-CODES

Aluno: Lucas Alves Martins Orientador: Profa. Mirella M. Moro (DCC/UFMG) Supervisor: Profa. Carmela Maria Polito Braga (DELT/UFMG)

Preservar o patrimônio de uma instituição pública requer um sistema de controle eficaz e robusto. Eficaz porque o setor patrimonial, tanto de organizações públicas quanto privadas, lida com valores bastante altos, como é o caso da UFMG, que contabilizou cerca de R$ 93,5 milhões nas contas de bens permanentes em 2006, de acordo com seu Departamento de Serviços Gerais. E robusto pelo fato de o Governo Federal exercer fiscalização rígida por meio de órgãos externos, como o Tribunal de Contas da União e a Controladoria Geral da União.

Dentre as atividades cruciais para a administração de um acervo, está a de registro de todos os bens, sua identificação por meio de uma plaqueta e a realização de revisões patrimoniais periódicas, a fim de contabilizar o saldo físico e levantar a situação dos materiais em uso. No entanto, a tarefa de ler o número da plaqueta de um material para conferir suas informações tem algumas limitações, seja quando feita de modo manual, por demandar tempo, seja quando realizada por um leitor de código de barras convencional, que exige um coletor de dados para tanto.

Este trabalho propõe um sistema de controle de patrimônio no qual cada material é identificado por um QR-Code, tipo de código de barras bidimensional que se caracteriza pela rápida velocidade de leitura e capacidade de armazenamento até centenas de vezes maior do que a de um código comum. No QR-Code é então codificado o endereço de uma página Web na qual são disponibilizadas todas as informações sobre o bem. Como o QR-Code pode ser lido de qualquer celular com câmera digital e acesso à internet, facilita-se a conferência dos materiais da instituição pelos seus servidores, na medida em que tal verificação torna-se mais rápida e direta.


13

IMPLEMENTAÇÃO DO SISTEMA DE CONTROLE DE UMA PLATAFORMA PARA TESTES

DE VIBRAÇÃO DE CORPO INTEIRO (VCI)

Aluno: Magno Célio Batista Filho Orientador: Prof. José Carlos Rodrigues de Oliveira (DELT/UFMG) Supervisor: Prof. Lázaro Valentim Donadon (DEMEC/UFMG)

O estudo da Vibração de Corpo Inteiro (VCI) consiste em verificar-se a influência das vibrações no corpo humano, em toda a sua extensão, com o objetivo de detectarem-se possíveis danos à saúde. Dada a dificuldade de se medirem níveis de frequência e amplitude de vibrações em locais comuns do nosso cotidiano (local de trabalho, casa, ônibus entre outros), esse estudo é realizado em laboratório, onde voluntários são submetidos a testes de vibrações em uma plataforma montada para esse fim. Os valores de frequência e amplitude da vibração que podem ser impostas a esses indivíduos, bem como a metodologia para a realização desses testes, são regulamentados por normas internacionais [ISO 2631/1, 1997/2010 e ISO 13090/1, 1998]. Um grande problema no estudo de VCI é que cada indivíduo possui uma resposta diferente aos mesmos níveis de vibração (fato conhecido como variabilidade intra-subjetiva). Portanto, os dados devem ser tratados como médias, obtidas através da utilização de um “júri”, isto é, vários indivíduos de diferentes estaturas, pesos e sexo são utilizados para formar um padrão de respostas. Assim, percebe-se a necessidade da realização de vários testes para a aferição das influências da vibração nos seres humanos. Além disso, fica clara a necessidade da padronização dos mesmos, para que os resultados obtidos sejam consistentes e confiáveis.

O objetivo deste Projeto de Final de Curso foi, então, criar um sistema de controle automático para garantir que a frequência e a amplitude da vibração imposta aos voluntários se mantenham constantes durante todo o tempo de realização dos testes. Para o desenvolvimento do mesmo utilizou-se a seguinte metodologia: definição dos equipamentos; modelagem matemática da plataforma de testes; proposição de um controlador; programação da placa controladora utilizada e geração de uma interface gráfica; e testes de validação do sistema.

Como resultado, obteve-se um sistema estável e relativamente robusto. A modelagem da planta foi feita através do valor RMS da aceleração da vibração, ao invés do seu valor instantâneo. O controlador proposto é do tipo PI2D. A programação do software na placa controladora apresentou alguns problemas, devidos a limitações do hardware disponível, mas resultou em um programa simples e eficaz. Por fim, os testes de validação foram realizados com objetos rígidos de massa conhecida.


14

SISTEMA DE RECONHECIMENTO DE PLACAS DE VEÍCULOS EM MOVIMENTO

Aluno: Marcos Paulo Coelho Orientador: Professor Walmir Matos Caminhas (DELT/UFMG) Supervisor: Engenheiro Vinícius Matos Paiva (DTI Sistemas)

Em diversas situações vivenciadas no tráfego das grandes cidades, há a necessidade de se identificar as placas dos automóveis. Essa tarefa, mesmo nos grandes centros urbanos brasileiros, é realizada por mão de obra humana e não ocorre em tempo real. O presente trabalho descreve o projeto de um sistema de visão computacional capaz de reconhecer os caracteres da placa de carros em movimento a partir de imagens de vídeo captadas em uma via. São apresentadas técnicas de processamento digital de imagens e de reconhecimento óptico de caracteres. Ao final, são apresentados os resultados de testes que comprovam o funcionamento do sistema.


15

DESENVOLVIMENTO DE UMA INTERFACE WEB PARA GESTÃO E OTIMIZAÇÃO DE UMA REDE DE TRANSPORTES

Aluno: Pedro Galvão Barros Orientador: Prof. Felipe Campelo (DELT/UFMG) Supervisor: Prof. Rodney Rezende Saldanha (DELT/UFMG)

Segundo a economia, o ser humano é um agente econômico que sempre busca pela saciedade de seus desejos e necessidades. Partindo dessa premissa, as empresas sempre terão como foco o suprimento desta demanda gerada pela população. Ou seja, um ciclo é formado de maneira que produtores e consumidores se interagem através dos mercados, que está em constante evolução. Apesar de todas as novas formas de transações e meios de pagamentos, sempre será necessário o transporte físico de bens, isto é, sempre que alguma negociação for concretizada, uma operação de logística de deslocamento de mercadoria deve ser iniciada.

Do ponto de vista gerencial, a gestão de fretes está longe de ser um problema trivial. Diversas são as variáveis que compõem uma rede de transportes representada por grafos, cujos nós determinam pontos de coleta e entrega, com possíveis pontos intermediários. Por fim, estes nós são interligados por arestas que representam o fluxo de entregas aos quais é atribuído um custo fixo.

Neste trabalho foi desenvolvida uma interface web com o objetivo de gerir e controlar a cadeia de fretes rotineiros da empresa. Algumas funções gerenciais foram incorporadas ao sistema, de modo que se possa emitir relatórios de movimentações de veículos em dado período. Além disso, o sistema apresenta outra vantagem de acessibilidade, pois pode ser acessado por diversas plataformas como computadores, smartphones e tablets a fim de facilitar o acompanhamento do frete pelos interessados.

A segunda parte deste trabalho envolveu a aplicação de um algoritmo de designação de veículos para certas tarefas. A alocação final deve originar em menor custo ao se atribuir os veículos mais baratos para cada frete.


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PROTEÇÃO DE BANCO DE CAPACITORES EM SUBESTAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA

Aluno: Pedro Tofani Motta Orientador: Prof. Wallace do Couto Boaventura (DEE/UFMG) Supervisor: Prof. José Osvaldo Saldanha Paulino (DEE/UFMG)

Em subestações de energia elétrica são utilizados bancos de capacitores, constituídos de diversos capacitores conectados em série e em paralelo, para fornecer potência reativa à rede. Eventualmente podem ocorrer queimas ou falhas de capacitores, resultando em um aumento de tensão nas unidades restantes. À medida que as falhas ocorrem, maior se torna a sobretensão nas demais unidades e mais provável se torna a ocorrência de novas falhas. Dessa forma é interessante a detecção de um determinado nível de falhas de capacitores em um banco para que se possa desligá-lo a fim de evitar demais perdas de capacitores.

Cada uma das fases do sistema trifásico conectado em estrela aterrado possui um banco de capacitores. Supondo-se que as fases estejam equilibradas, assim como os bancos de capacitores, espera-se uma corrente nula no neutro. Dessa forma medindo-se a corrente do neutro podem-se identificar desequilíbrios nos bancos de capacitores. Assim sendo, a implementação de um sistema que pudesse medir a corrente de neutro, medir a tensão de cada fase, e através dessas medidas constatar se há ou não desequilíbrio dentro do aceitável nos bancos de capacitores auxilia a tomada de decisão para atuar ou não no desligamento do banco de capacitores. Entretanto, em sistemas reais há presença de componentes harmônicas devido à poluição na rede, além de desequilíbrio de tensões entre fases que podem gerar uma atuação indevida da proteção do banco.

Esse trabalho descreve a implementação do método de proteção de banco de capacitores baseado na medição de corrente de neutro, com compensação de desequilíbrios de tensão e eliminação de harmônicos, em um PDS (processador digital de sinais) de baixo custo e apresenta os resultados de medição de testes realizados em modelo reduzido, discutindo a eficiência do método e a viabilidade da implementação na plataforma PDS.


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SISTEMA DE CONTROLE E AQUISIÇÃO DE DADOS DE UMA BANCADA DE TESTES HIDRODINÂNICOS DE PRÓTESES DE

VÁLVULAS CARDÍACAS Aluno: Rafael Gomes Nogueira Orientador: Prof. Braz de Jesus Cardoso Filho (DELE/UFMG) Supervisor: Prof. Rudolf Huebner (DEMEC/UFMG)

As próteses de válvulas cardíacas têm todos os seus processos de produção, controle de

qualidade e testes in vivo e in vitro orientados pela norma ISO 5840. Qualquer fabricante

competente desses tipos de próteses, sejam elas classificadas como mecânicas ou

biológicas, precisa conformar seus processos produtivos de acordo com o que está

especificado nessa norma. O Laboratório de Bioengenharia da UFMG decidiu desenvolver

uma bancada de testes buscando estabelecer parcerias com fabricantes de próteses

cardíacas que estejam interessados nas possíveis aplicações da mesma.

O objetivo principal desse projeto é desenvolver uma bancada de testes in vitro de próteses

cardíacas que seja capaz de executar testes em fluxo contínuo direto (foward flow) e em fluxo

contínuo reverso (backflow) de acordo com o que está descrito no Anexo L da norma ISO

5840:2005. Além disso, a bancada será dotada de um módulo de testes qualitativos em fluxo

pulsátil.

O trabalho apresentado nessa monografia é parte desse projeto e trata do desenvolvimento

de todo o sistema de controle de vazão e/ou de pressão - também chamado de perda de

carga - em malha fechada do fluido que atravessa a prótese em teste na bancada, além de

um módulo de aquisição de dados e cálculo de valores como média aritmética e desvio-

padrão das variáveis medidas em cada teste. O trabalho passa pelas etapas de modelagem e

validação dos modelos por meio de técnicas do tipo caixa-preta como o Método de

Sudaresan, projeto de controladores do tipo PID por síntese direta, implementação dos

mesmos de forma discretizada em um computador e testes em malha fechada cobrindo as

faixas de valores especificadas na norma para as variáveis controladas.


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AUTOMATIZAÇÃO DA MODELAGEM FINANCEIRA DA FERROUS RESOURCES DO BRASIL

Aluno: Rafael Massami Taira Orientador: Prof. Paulo Fernando Monteiro Palmeiras (DEE/UFMG) Supervisor: Eng. Caio Pereira e Maia (FERROUS)

Uma análise financeira é o estudo da viabilidade, estabilidade e lucratividade de um projeto ou negócio. Essa definição engloba um conjunto de métodos e instrumentos que permitem realizar diagnósticos sobre a situação financeira de uma empresa, assim como prognósticos sobre seu desempenho futuro.

Um modelo econômico é uma ferramenta necessária para fazer a análise financeira, dessa forma, dados importantes como receita e despesas são inseridas nesse modelo. É gerada então uma planilha que através de informações de diversas áreas assim como dados de indicadores econômicos, preço do dólar, preço do minério de ferro são utilizados para calcular, por exemplo, o fluxo de caixa da empresa. Essas informações básicas são inseridas em quatro planilhas intituladas “Assumptions”. Esses Assumptions servem de base de dados para que outras planilhas, através de cálculos financeiros, gerem uma informação particular, como por exemplo, a recuperação de impostos que a empresa pode obter.

A proposta do software é gerenciar o processo de inserção e atualização dos dados no modelo econômico garantindo robustez, confiabilidade e agilidade. O software deve gerar dois tipos de outputs, uma planilha do Excel que será da mesma formatação do modelo original e uma página da internet com os dados de interesse do usuário.

Para isso, foi implementado um software que através de bibliotecas COM (componente object model) faz a integração entre Formulários InfoPath XML, banco de dados SQL Server, Microsoft Excel e Web Page.


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IMPLEMENTAÇÃO DE UM SISTEMA DE CONTROLE DISTRIBUÍDO EM UMA PLANTA MULTIVARIÁVEL REAL UTILIZANDO REDE CAN

Aluno: Rodrigo de Abreu Orientador: Prof. Fábio Gonçalves Jota (DELT/UFMG) Supervisor: Prof.ª Ana Paula Batista (CEFET/MG)

Neste trabalho é implementada uma estrutura de controle distribuído via redes para o controle de uma planta multivariável real. A arquitetura distribuída foi implementada utilizando módulos microcontrolados desenvolvidos no projeto denominado Centro de Monitoramento de Usos Finais (CMUF®). Estes módulos comunicam entre si por meio de um barramento CAN (Controller Area Network). O sistema de controle distribuído foi implementado em uma planta de tanques denominada Sistemas de Tanques Interativos, STI, do Laboratório de Controle de Processos Industriais da Universidade Federal de Minas Gerais. O problema de controle nesta planta consiste em controlar o nível, a vazão e a temperatura em pontos específicos da planta. As principais dificuldades para o controle deste processo são decorrentes das características da planta que variam com as condições operacionais e das interações entre as variáveis. O STI já possuía uma estrutura centralizada de controle a qual foi preservada com a implementação da estrutura de controle distribuído proposta. Foram desenvolvidos alguns circuitos para permitir que a planta pudesse ser operada tanto por meio da arquitetura centralizada quanto distribuída. As malhas de vazão, temperatura e nível foram modeladas na arquitetura distribuída implementada. Foram utilizadas funções de transferência de primeira ordem com e sem atraso puro de tempo para representar o comportamento dominante das malhas. Com base nos modelos, foram obtidos os parâmetros dos controladores PI e PID utilizando o método da Síntese Direta. Foram realizados ensaios em malha fechada no sistema de tanques utilizando a arquitetura distribuída e os resultados obtidos experimentalmente foram comparados com os resultados simulados. Esses resultados comprovaram a validade dos procedimentos de modelagem e projeto do sistema de controle propostos.


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SISTEMA AUTOMÁTICO DE MEDIÇÃO DE RUÍDO MAGNÉTICO BARKHAUSEN

Aluno: Roger Ferreira da Silva Orientador: Prof. Renato Cardoso Mesquita (DEE/UFMG) Supervisor: Dr. Silvério Ferreira da Silva Jr. (CDTN)

Os Ensaios Não Destrutivos são métodos de ensaio utilizados na inspeção de materiais e equipamentos, sendo executados nas etapas de fabricação, construção, montagem e manutenção. Constituem uma das principais ferramentas do controle da qualidade de materiais e produtos, sendo largamente utilizados nos setores nuclear, petroquímico, químico, aeronáutico, aeroespacial, siderúrgico, naval, eletromecânico, entre outros.

O método de ensaio baseado na análise do ruído magnético Barkhausen possibilita a obtenção de informações a respeito da microestrutura do material examinado e do estado de tensões presente no mesmo. Características do material como tamanho de grão, dureza, quantidade de precipitados, danos por fadiga e a presença de tensões residuais podem ser avaliadas. Devido às características do método, as medições devem ser realizadas mantendo-se constante a geometria entre a sonda e o objeto examinado, de forma a assegurar a confiabilidade das mesmas. Quando realizado manualmente, o processo de medição é demorado e sujeito a erros de posicionamento da sonda. Em trabalhos realizados em laboratório, onde todos os parâmetros envolvidos no processo devem ser controlados, esses erros podem resultar em interpretações incorretas, devendo ser reduzidos ao mínimo possível.

Visando à redução do tempo de execução das medições e de processamento e a eliminação de possíveis erros de posicionamento da sonda de inspeção, este trabalho propõe a automação do processo de medição de ruído magnético Barkhausen em corpos de prova do tipo chapa. Consiste de um dispositivo de movimentação XYZ acionado por motores de passo e do software “Plate Barkhausen” para controle da movimentação e da medição, além do processamento dos dados. O “Plate Barkhausen”, ainda, apresenta uma interface amigável para o usuário. O equipamento de medição utilizado é o Rollscan 300 da Stresstech.


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CONTROLE DOS CONVERSORES C.C.-C.C., VISANDO A REJEIÇÃO À PERTURBAÇÕES DE CARGA E DA TENSÃO DE ENTRADA

Aluno: Rogério Dias Junqueira Orientador: Prof. Seleme Isaac Seleme Jr. (DELT/UFMG) Supervisor: Prof. Lenin Martins Ferreira Morais (DELT/UFMG)

A utilização de pequenas fontes de energia associadas a conversores de potência continua em franca expansão no mundo inteiro. Mais crescente ainda é a preocupação com a qualidade da energia através destes equipamentos. Alguns parâmetros geralmente são tomados como referência pelos fabricantes, órgãos reguladores e companhias de energia, como forma de definir e discutir a qualidade dos equipamentos produzidos e da energia processada. Os parâmetros de qualidade mais utilizados que influenciam na decisão da utilização de um ou outro conversor são: fator de potência (PF); rendimento (!); distorção harmônica total (THD), fator de utilização (UF), equilíbrio de fases, tolerância ou regulação de tensão, bem como, a forma da onda (geralmente senoidal) entregue ao consumidor. O custo e a confiabilidade também são fatores a serem considerados ainda que não afetem a qualidade.

Com a evolução dos sistemas elétricos, os padrões de qualidade da energia elétrica estão a cada dia mais rigorosos e, aliado a isso, o aumento da demanda e dos crescentes custos de produção e transporte da energia, vislumbram um campo de pesquisa que tem como objetivo a melhoria da qualidade da energia fornecida, a maior utilização dos equipamentos e a minimização de perdas nos circuitos elétricos. Com isso, pode-se aumentar o faturamento das empresas do ramo, levar energia a um número maior de consumidores e baixar o custo final da energia para os mesmos.

Como sabemos um conversor c.c./c.c. (ou DC/DC) é um circuito eletrônico que converte uma tensão ou corrente contínua não controlada, em tensão ou corrente contínua controlada. Existem vários formas de conversão de energia. No presente trabalho utilizaremos conversores chaveados ou estáticos e desenvolveremos as malhas de controle. Existem alguns problemas e desvantagens na utilização de conversores chaveados, como a geração de harmônicos de altas freqüências, que muitas vezes precisam ser filtrados. No entanto as vantagens em termos de resposta dinâmica e de controle sobrepujam largamente as desvantagens, então com a ajuda do Simulink, simularemos os conversores cc-cc, através de modelagem em Espaço de Estados e controle destes choppers, visando a rejeição de perturbações.


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PROJETO DE ENGENHARIA BÁSICA PARA IMPLANTAÇÃO DO SISTEMA DE DETECÇÃO, ALARME E COMBATE A INCÊNDIO DE

UMA ADUTORA Aluno: Rubens Simões Chaves Orientador: Prof.ª Carmela Maria Polito Braga (DELT/UFMG) Supervisor: Hélio Chaves (STA Engenharia)

Um projeto de engenharia deve seguir uma metodologia de desenvolvimento e respeitar um ciclo de vida objetivando previsibilidade, transparência e competitividade ao empreendimento. Apresenta-se um estudo das etapas de um projeto segundo a metodologia FEL, que determina ao gerente do projeto as atividades a serem desenvolvidas em cada etapa e a série de documentos que devem ser gerados ao fim destas etapas. A engenharia básica faz parte do estágio de desenvolvimento do projeto e tem por objetivo a especificação dos principais equipamentos de acordo com a necessidade do projeto e sua aplicação. O trabalho desenvolve um projeto de engenharia básica para um sistema de detecção, alarme e combate a incêndio de uma adutora. Os equipamentos deste sistema devem ser implantados em cada sala elétrica da planta e ser capazes de detectar um incêndio em sua fase inicial, combatê-lo automaticamente e informar ao operador os alarmes e estados do sistema. O resultado do projeto é apresentado no diagrama de configuração, na especificação técnica, na requisição técnica e na folha de dados.


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TECNOLOGIA ASSISTIVA PARA DESENVOLVIMENTO DA ESCRITA Aluno: Talita Fernanda de Souza Costa Orientador: Prof. Júlio Cezar David de Melo (DELT/UFMG) Supervisor: Prof. Lênin Martins Ferreira Morais (DELT/UFMG)

O analfabetismo é uma realidade no Brasil e uma das causas para tal disfuncionalidade social é a falta de recursos que auxiliem crianças e adultos com dificuldades a iniciarem o aprendizado da escrita. O trabalho em questão se propõe, então, a ser um recurso para ajudar esse grupo da sociedade a aprender a escrever e possibilitar que crianças com dificuldades de aprendizado devido a alguma doença não se tornem adultos analfabetos e adultos analfabetos socialmente excluídos na sociedade possam ser reincluídos.O aprendizado da escrita se inicia com o desenho passo a passo de cada letra do alfabeto e exatamente isso que o presente trabalho se propõe a fazer. Foi desenvolvido um sistema embutido que a partir de alguns parâmetros de entrada associados ao desenho de cada letra, gera uma matriz de pontos a serem plotados que são enviados a uma tela de LCD. O sistema pode desenhar todas as letras do alfabeto e esse desenho é feito lentamente para que o usuário possa acompanhar o passo a passo, para tal são utilizadas interrupções de sistema geradas pelo temporizador. No desenvolvimento do projeto foi usado o microcontrolador LPC 1114 com processador ARM Cortex-M0 que oferece alto desempenho, baixo consumo de energia, instruções simples e endereçamento de memória com um código reduzido se comparado com outras arquiteturas, a tela de LCD utilizada é a ITM-12864 LCM, que é uma matriz gráfica de pontos de um módulo LCD e tem capacidade para mostrar 128 por 64 pontos usando um mapa de bits do mesmo tamanho. No presente trabalho são apresentados todos os métodos utilizados para desenho das letras e programação do microcontrolador. E no final são apresentados os testes realizados já com o sistema em funcionamento.


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DESENVOLVIMENTO DE SISTEMA AVANÇADO PARA OTIMIZAÇÃO E CONTROLE EM MODO MANUAL DA OPERAÇÃO DE SEPARAÇÃO

MAGNÉTICA Aluno: Thiago de Carvalho Melo Maia Orientador: Prof. Felipe Campelo França Pinto (DEE/UFMG) Supervisor: Eng. Alexis P. Yovanovic (MOPE)

O processo de separação magnética se baseia na diferença de comportamento das partículas minerais quando submetidas a um campo magnético. Bastante utilizado nas usinas de beneficiamento mineral, possui diversos tipos de equipamentos separadores, dentre os quais destaca-se o separador do tipo Jones, muito comum nas usinas da região do Quadrilátero Ferrífero em Minas Gerais.

O objetivo deste trabalho é desenvolver uma ferramenta computacional para controle do processo de separação magnética em equipamentos do tipo Jones. Dentre suas principais funcionalidades, destacam-se o monitoramento em tempo real, através de comunicação com um servidor OPC, e a indicação de ações de controle a serem tomadas pelo operador. Além destas funcionalidades, o sistema desenvolvido permite um acompanhamento do histórico do processo e gera alarmes de forma a mantê-lo mais estável e próximo do desejado. Como resultado, o sistema apresenta uma maior robustez frente a perturbações em seus parâmetros de entrada, e espera-se que a implantação deste sistema em uma usina apresentará bons ganhos na produção.


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DESENVOLVIMENTO DE SISTEMA SENSORIAL ARTIFICIAL PARA TESTES EM RATOS WISTAR

Aluno: Thiago Lima Louback Orientador: Prof. Eduardo M. A. M. Mendes (DELT/UFMG) Supervisor: Prof. Márcio Flávio Dutra Moraes (NNC/UFMG)

Na realização de diversos estudos e pesquisas com animais que envolvem estimulação intra-encefálica é necessário haver um sistema de hardware capaz de processar e tratar os sinais enviados e recebidos do animal, possibilitando o estudo desses sinais. O objetivo central deste trabalho foi o desenvolvimento de um sistema integrado de hardware e software para processamento de sinais elétricos, além de gerar e controlar estímulos elétricos pré-condicionados. Através da estimulação elétrica intra-encefálica visou-se criar um sistema sensorial artificial, composto de um sensor de infravermelho e um sistema de processamento do sinal coletado dos substratos neurais de ratos Wistar. O hardware desenvolvido permitiu o controle dos sinais e o software permitiu a configuração do sistema. Com o sistema em funcionamento, foi possível realizar testes com os animais adquirindo facilmente os sinais de interesse.


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CONTROLE DE POTÊNCIA ATIVA E REATIVA EM UM CONVERSOR PWM COM ÊNFASE À REJEIÇÃO AO DISTÚRBIO

Aluno: Victor Antônio Gomes Brandão Orientador: Prof. Selênio Rocha Silva (DEE/UFMG) Supervisor: Prof. Clodualdo Venicio de Sousa (UNIFEI)

A demanda crescente de recursos energéticos e a busca por fontes limpas de energia ditam grandes desafios à engenharia moderna. Nesse contexto, turbinas eólicas são estudadas paulatinamente visando melhoria de desempenho e viabilidade econômica. O trabalho consisti em simular o controle do conversor de frequências do aero gerador projetado pela Universidade Federal de Minas Gerais. Para o sistema de controle as especificações de projeto visam melhorias no comportamento dinâmico do sistema frente à distúrbios da rede elétrica. Para atingir os requisitos de projeto foram analisadas diferentes abordagens técnicas e utilizadas estruturas de controle clássico ajustadas com metodologias Módulo Ótimo, Ótimo Simétrico e Alocação de Pólos. O projeto tangenciou as metas propostas e comprovou a eficácia da solução proposta para a resolução do problema.


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OTIMIZAÇÃO NO SEQUENCIAMENTO DE CAMINHÕES EM UM CENTRO CROSS DOCKING

Aluno: Yule Souza Andrade Orientador: Martín Gómez Ravetti (DEP/UFMG) Supervisor: Maurício Cardoso de Souza (DEP/UFMG)

Esta monografia estuda o problema de seqüenciamento de caminhões em terminais de cross docking visando à minimização ponderada dos tempos de conclusão das atividades de descarregamento e carregamento de todos os caminhões. Para tanto, é feita uma analogia do problema original com o problema de máquinas paralelas idênticas com restrições de precedência, de forma a garantir que os jobs de recebimento finalizem antes dos jobs de despacho, as chamadas de restrições de cross docking.

Para resolver esse problema, em forma exata, são propostos três modelos matemáticos. O objetivo é comparar o desempenho dos modelos e determinar aqueles que obtêm a solução mais rapidamente quando comparados seus tempos de processamento.

Após a realização de testes distintos, junto às análises dos resultados através de gráficos elaborados e da concatenação das informações em quadros, foi possível identificar empiricamente os modelos que possuem melhores desempenhos para cada configuração proposta.

Não se tem conhecimento de nenhum trabalho que relaciona os problemas de cross docking com problemas de máquinas paralelas. As conclusões aqui inferidas delimitam uma plataforma de alavancagem para estudos de cross docking, principalmente para aqueles que forem tratar de métodos com solução ótima, uma vez que, os problemas de máquinas paralelas já possuem uma literatura extensiva contribuindo para o bom desempenho da metodologia desse e de outros estudos.

CURSO DE ENGENHARIA DE CONTROLE E...

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