TCC - DISPOSITIVO PARA TESTE DE SISTEMA VENTILAÇÃO TIPO BLOWER
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1 Gerson Roberto da Silva DISPOSITIVO PARA TESTE DE SISTEMA VENTILAÇÃO TIPO BLOWER Trabalho de conclusão de curso apresentado a UNICEP, como parte dos requisitos para obtenção do título de bacharel em Engenharia Elétrica, sob a orientação do Professor Rodrigo Juliano São Carlos
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1
Gerson Roberto da Silva
DISPOSITIVO PARA TESTE DE
SISTEMA VENTILAÇÃO TIPO BLOWER
Trabalho de conclusão de curso apresentado a UNICEP, como parte dos requisitos para
obtenção do título de bacharel em Engenharia Elétrica, sob a orientação do Professor Rodrigo
Juliano
São Carlos
2
10 de Maio de 2014
Agradeço primeiro a Deus, aos meus pais, pelo carinho e formação do meu caráter.
A minha esposa pela total compreensão e afeto nos momentos difíceis.
E a todos de minha família, por sempre acreditarem em mim.
Que Deus abençoe a todos.
3
AGRADECIMENTOS
À UNICEP por nos proporcionar a oportunidade de cursar a graduação em períodos
convenientes.
À empresa ELECTROLUX DO BRASL SA, por ser a fonte deste trabalho de conclusão de
curso.
4
Lembre-se que as pessoas podem tirar tudo de você, menos o seu conhecimento.
É o seu bem mais precioso. Explore; Viaje; Descubra; Conheça”.
Albert Einstein
(1879-1955)
Físico.
SUMARIO
5
LISTA DE ABREVIATURAS E, SIGLAS E SIMBOLOS...................................................7
LISTA DE FIGURAS...............................................................................................................8
LISTA DE TABELAS..............................................................................................................9
RESUMO.................................................................................................................................10
1. INTRODUÇÃO...................................................................................................................11
2. REVISÃO BIBLIOGRAFICA..........................................................................................15
2.1 – Aplicação.............................................................................................................15
2.2 – Testes realizados.................................................................................................18
2.3 – Técnicas aplicadas..............................................................................................30
2.3.0 – Referencias de aplicação.....................................................................30
2.3.1 – NR-10....................................................................................................38
2.3.2 – NR-12....................................................................................................40
2.3.3 – NBR-5410.............................................................................................42
2.3.4 – Protocolo TCP/IP.................................................................................43
2.3.5 – Comunicação Serial.............................................................................44
2.3.6 – Modo Síncrono x Assincrono..............................................................44
2.3.7 – Padrão RS485.......................................................................................45
2.3.8 – MODIBUS............................................................................................45
2.3.9 – Processos físicos...................................................................................47
2.3.10 – PLC (Programable Logic Controller) ............................................49
2.3.11 – AutoCAD............................................................................................51
3. MÉTODOLOGIA...............................................................................................................53
6
4. DICUSSÃO DOS RESULTADOS.....................................................................................70
5. CONCLUSÃO.....................................................................................................................80
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS..............................................................................82
7
LISTA DE ABREVIATURAS, SIGLAS E SÍMBOLOS
TCC – Trabalho de Conclusão de Curso
UNICEP – Universidade Central Paulista
ISO - International Standard Organization
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas.
IHM – Interface Homem Máquina.
CLP – Controlador Logico Programável.
I/O – Entradas e Saídas de um CLP (Input/Output).
NR-10 – Norma Regulamentadora 10
NR-12 – Norma Regulamentadora 12
NR-17 – Norma Regulamentadora 17
NBR-60601-1 – Norma Brasileira Regulamentadora 60601-1
NBR-5410 – Norma Brasileira Regulamentadora 5410
IEC 60617 – Norma Internacional para símbolos elétricos.
8
LISTA DE FIGURAS
Figura 1- Vista frontal do dispositivo HypotULTRA III...........................................................19
Figura 2 - Modelo de Transformador de corrente usado no projeto, fabricado pela
SIEMMENS AG.......................................................................................................................20
Figura 3 - Modulo de entradas analógicas (Fonte www.siemmens.com).................................21
Figura 4 - Dispositivo de medição de fluxo de ar TESTO 6443...............................................22
Figura 5 - Dispositivo de conexão TSK....................................................................................23
Figura 6 - Imagem interna do painel elétrico............................................................................24
Figura 7 - Imagem interna do painel elétrico, ponto de curto – circuito ocorrido....................25
Figura 8 - Imagem interna do painel elétrico, visualização de ponto aterramento...................26
Figura 9 - Imagem da IHM utilizada........................................................................................27
Figura 10 - Imagem de operação da bancada de teste...............................................................28
Figura 11 - Imagem do painel de acionamento dos testes........................................................29
Figura 12 - Imagem de cabos expostos na máquina.................................................................29
Figura 13 - Imagem de ponto de chegada de ar industrial........................................................30
Figura 14 - Modelo de diagrama de Ishikawa ..........................................................................31
Figura 15 - Modelo de diagrama de Ishikawa encontrado pela equipe....................................33
Figura 16 – Modelo Ciclo de vida de um sistema de controle. (Miyagi 2001).......................35
Figura 17 - Modelo de comunicação serial RS 485..................................................................45
Figura 18 - Modelo de PLC utilizado em nosso projeto (fonte www.siemmens.com).............50
Figura 19 - Modelo de instruções de programação para PLC...................................................51
Figura 20 - Imagem de desenho elétrico realizado com AutoCad Electrical (imagem particular
do autor)....................................................................................................................................52
Figura 21 - Tela inicial do TIA Portal® v.12.............................................................................62
Figura 22 - Tela de escolha de CLP do TIA Portal® v.12.........................................................63
Figura 23 - Tela de programação do TIA Portal® v.12.............................................................64
9
LISTA DE TABELAS E GRAFICOS
Gráfico 1 – Gráfico 1 número de lavadoras que retornam para retrabalho por falhas..............56
Gráfico 2 – Gráfico 2, Numero de ordens de serviço abertas em 30 dias de produção............56
Tabela 1 – Principais itens a serem utilizados no novo projeto................................................57
Tabela 2 – Lista enviada ao setor de compras..........................................................................61
10
RESUMO
Ao observar e atuar na identificação de problemas existentes em um dispositivo que executa
testes de funcionamento em um kit de ventilação tipo “BLOWER” (que em inglês significa
Ventilador) de uma lavadora de roupas tipo Top-Load, de uma grande empresa montadora de
eletrodomésticos, que por motivos de direitos autorais chamaremos de “EB”, constatamos
diversos pontos de falhas, sejam eles ocasionados por: software, hardware, a falta de
requisitos de segurança exigidos pelas normas de segurança NR-10 e NR-12 ou pela não
repetitividade de testes executados.
O dispositivo de estudo deste trabalho executa e verifica diversos testes, rigidez elétrica,
continuidade elétrica, fluxo mínimo de ventilação, resistência mínima e máxima, tais teste são
necessários pois são a forma de se identificar kits de ventilação que não estejam dentro dos
padrões pré-definidos pelo setor de qualidade da empresa EB.
Este projeto tem por objetivo, analisar, viabilizar e implementar um controle efetivo sobre
todos as fase do processo de testes, através do retrofit do equipamento já existente, neste
sentido este trabalho visa a automação de todas as fases de testes com intuito da redução de
erros e falhas. Para atingir os objetivos traçados este trabalho foi estruturado na metodologia
proposta por Ishikawa (1943), onde os problemas são classificados em seis tipos diferentes:
método, matéria-prima, mão-de-obra, máquinas, medição e meio ambiente. Esse sistema
permite estruturar hierarquicamente as causas potenciais de um determinado problema ou
também uma oportunidade de melhoria, assim como seus efeitos sobre a qualidade dos
produtos, orientando desta forma o melhor método a ser aplicado na resolução dos problemas.
É com base nos dados obtidos que conseguimos propor e concretizar o projeto de reforma do
equipamento com o reaproveitamento de alguns itens já existentes e a instalação de outros
novos com intuito de adequar as normas de segurança, adequar ao padrões da empresa,
reduzir o tempo de parada de máquina, agilidade nos testes, confiabilidade, diminuição no
número de produtos finais com retorno por falhas no dispositivo de ventilação e
consequentemente redução nos custos finais do produto.
Palavras – chaves: Automação, Retrofit, Qualidade.
11
1 - INTRODUÇÃO
Nos dias atuais a disputa por uma posição de destaque no mercado globalizado é cada vez
maior. Nesse universo, aquela empresa que conseguir ter uma melhor gestão de custo, tempo
e pessoal terá grande vantagem sobre as demais.
Na indústria, um dos principais indicadores de desempenho é a eficiência da produção, a qual
avalia a quantidade de produtos que são fabricados em um intervalo de tempo determinado.
Uma maior eficiência garante um menor custo de produção, sem precisar descuidar da
qualidade intrínseca e visual do produto para garantir seu fornecimento.
No início da civilização humana, os processos industriais eram totalmente manuais,
dependendo a todo o instante da atuação dos operadores .Os primeiros sistemas de controle de
processos implantados eram pneumáticos e instalados próximos ao ponto a ser controlado,
desde então os controles de processo e a automação industrial vêm evoluindo
gradativamente, passando por inovações que geram vantagens e desvantagens em suas
aplicações, porém nos últimos anos a eletrônica e a micro eletrônica possibilitaram um grande
salto na evolução de novas tecnologias para automação e controle de processo.
A evolução das tecnologias, equipamentos e sistemas de controle de processos e automação
industrial, sempre objetivam a eliminação ou minimização de algum problema gerado pela
implantação anterior. Sempre que se desenvolve uma nova solução busca-se a obtenção de
maiores vantagens, como controle em tempo real a longas distâncias, redução de tempo de
manutenção e consequentemente maior produtividade. A definição pela utilização ou não da
nova solução é sempre baseada em um fator de custo/benefício, visto que nenhum sistema de
controle atende perfeitamente todas as necessidades do mercado industrial.
Com a padronização dos produtos industriais, o surgimento de sistemas de garantia de
qualidade (ISO) e a exigência cada vez maior do mercado globalizado, se deu à necessidade
de controles de processos e automação mais precisos e eficientes.
Com a tendência global de automação das manufaturas, surgiram os padrões de qualidade e de
valores agregados ao produto, o que obrigou as empresas a manterem um alto nível de
12
qualidade e confiabilidade dos processos, proporcionando cada vez mais o emprego de
sistemas de automação e novas tecnologias.
Nos dias de hoje, o retrofitting é amplamente utilizado em máquinas e/ou processos onde a
demanda de produção é cada vez maior, seja em termos quantitativos quanto qualitativos, por
isso será apresentada algumas das novas tecnologias que são empregadas nesse serviço,
visando atingir os objetivos impostos pelos processos de produção.
A automação, como o próprio nome sugere, é a automatização e a integração de sistemas
mecânicos, hidráulicos, elétricos, eletrônicos das máquinas e equipamentos com o
computador, para operar e controlar um sistema de produção. É sugerida para substituir o
trabalho humano de forma rápida e econômica nas situações em que o processo de automação
muitas vezes visa o fator segurança das pessoas envolvidas no processo, da qualidade do
produto final, da rapidez do processo de fabricação, entre outros trabalhos, que na lógica,
melhoram o produto final (MORAES e CASTRUCCI, 2001).
Sendo assim o objetivo deste trabalho é identificar e ordenar as principais falhas hoje
existentes no dispositivo já existente consideradas importantes pelas empresa usuária e
fornecer uma solução viável no âmbito da qualidade, produtividade, segurança e adequação
aos padrões já encontrados na empresa.
Pretende-se ainda com base nas evidências identificadas, propor uma lista de principais falhas
para a correta implantação das novas tecnologias no dispositivo de execução de teste; o
escopo dessa lista é poupar a empresa de possíveis erros no processo de automatização e
facilitar a forma como será feito o processo.
A concepção de um novo produto ou de uma nova marca sempre se segue de uma série de
exigências e necessidades que incluem desde, anos de planejamento, a criação de itens de
hardware e software que nos auxiliarão na montagem e desenvolvimento do produto. Porem
nem sempre suprimos todas as necessidades, e em muitos dos casos à necessidade de se
ajustar, reavaliar e readequar alguns periféricos envolvidos nos processos de produção.
13
É nesta abordagem que se enquadra o dispositivo de teste em questão, uma vez que a
concepção inicial da máquina era de um sistema que seria responsável por testar, diagnosticar
e indicar, quais peças seriam qualificadas como, conforme ou não conformes, e assim
seguindo ou não para a próxima etapa de montagem. A ideia proposta pelo setor de
engenharia responsável pela criação desta nova lavadora, era de que uma empresa terceira
ficaria responsável pelo desenvolvimento de um dispositivo de testes, que realizaria uma série
de procedimentos pré-determinados. A sequência de testes a serem realizados e os motivos
pelos quais a reforma deste equipamento foi proposta se segue abaixo:
- O primeiro e com certeza mais importante dos testes, é o teste realizado por um dispositivo
chamado HypotULTRA III da empresa Associated Research, este equipamento realiza o teste
conforme exigências da NBR 60601-1, os ensaios de rotina exigidos são: ensaio de
resistência de aterramento, ensaio de corrente de fuga e ensaio de rigidez dielétrica.
No caso desses testes, a máquina montada falha na comunicação com o dispositivo
HypotULTRA uma vez que o dispositivo se comunica via ModBus RS232 com o CLP que é
responsável por informar o diagnostico obtido, gerando assim uma interpretação não
confiável do teste.
- O segundo teste se trata da coleta dos valores de corrente e potência da resistência elétrica,
tais dados são obtidos com a ajuda de um transformador de corrente 30/5 e enviados a placa
de expansão analógica do CLP, e após efetuados os cálculos obtém-se os valores de corrente
e potência, que devem estar dentro de valores previamente determinados.
Nesta fase do teste já foi possível observar o dispositivo aprovar itens com valores
completamente fora dos padrões, e também reprovar itens dentro dos valores aceitáveis.
- O terceiro teste corresponde a verificação de continuidade dos 2 trompares encontrados no
sistema de ventilação, um deles responsável por informar a temperatura ao sistema de
controle e o outro por fazer a segurança contra acidentes de superaquecimento que possam
acontecer.
Este teste deve ser feito da forma mais rigorosa possível, uma vez que o mal funcionamento
dos dispositivos de controle e segurança de temperatura, podem causar sérios danos ao
equipamento e também ao usuário.
14
- O quarto teste mede a eficácia do motor responsável pela ventilação do ar quente para o
interior da lavadora, tal dado é obtido com a ajuda de um medidor de fluxo de ar, que
informa analogicamente os valores ao CLP que por sua vez os compara com os valores
padrão.
A verificação do fluxo de ar é de suma importância por dois motivos, o primeiro trata-se da
correta circulação de ar quente, que necessita de um fluxo pré-determinado para funcionar de
forma eficaz, já o segundo motivo seria para proteção da resistência que caso funcione sem a
troca de calor gerada pela passagem do ar, chegaria facilmente a valores não toleráveis para
seu invólucro.
- O quinto teste faz a checagem de duas travas de segurança, verificação de três termopares
de controle de temperatura e a continuidade de uma série de cabos e conectores.
Como em todo os demais testes qualquer verificação errônea, gera atrasos na produção pois
caso os defeitos sejam encontrados com a máquina ainda no processo de montagem, o item
deve ser levado ao retrabalho, executando desta forma a eliminação de todas as não
conformidades. Porem caso o defeito venha a surgir já com o consumidor final, haverá
maiores custos relacionados com o envio a assistência técnica, e uma péssima avaliação da
marca por parte destes clientes.
Somando-se a estes problemas existem ainda, a falta de uma normalização de esquemas
elétricos e mecânicos e a baixa qualidade dos componentes empregados na construção do
dispositivo.
Fica evidente que após a análise geral do equipamento e sabendo da sua importância no
processo de produção, decidiu-se propor o “retrofitting” deste equipamento dentro das
necessidades da equipe de engenharia de qualidade e a produção.
15
2 - REVISÃO BIBLIOGRAFICA
2.1 – Aplicação
Na Inglaterra, no início do século XVIII, a mecanização dos sistemas de produção foi
responsável pela Revolução Industrial. Este é considerado o ponto inicial do desenvolvimento
da automação industrial, além de outras tecnologias. Segundo Capelli (2006), a máquina a
vapor, por exemplo, criada nesse período, acelerou e aumentou a produção, tendo como
consequência o decréscimo do preço das mercadorias. Entretanto, essa mecanização que se
ampliou e se aprimorou ao passar do tempo, necessitou de um sistema de produção com
poucas paradas e que atendesse a crescente demanda pelas mercadorias (CAPELLI, 2006).
As técnicas desenvolvidas por Henry Ford, no século XX, e a produção em série tomaram
conta dos cenários fabris, principalmente das indústrias automobilísticas. Neste contexto, de
acordo com Silveira e Santos (1998), o controle lógico das linhas de produção era feito
através de dispositivos eletromecânicos, os relés, que eram interconectados por meio de uma
lógica. Apesar desse sistema de controle representar um grande progresso, continha alguns
problemas de ordem prática. Além de ocupar um enorme espaço e de trabalhar com poucas
variáveis, quando ocorria algum defeito, este comprometia horas ou até dias de trabalho para
a correção da falha (SILVEIRA; SANTOS, 1998).
Na década de 50, o aperfeiçoamento da eletrônica e o desenvolvimento dos processadores
fizeram com que os computadores fossem integrados nas indústrias e, deste modo, as
tecnologias para automação industrial ganharam espaço. Já, no final da década de 60, a
indústria automobilística General Motors foi a pioneira a te star um controlador lógico que
permitia a programação através de software que possibilitava operações diversas. Este
dispositivo desenvolvido pela Bedford Associates recebeu o nome de MODICON 084, sigla
de Modular Digital Controller e representou o primeiro controlador lógico programável
(CAPELLI, 2006).
Durante a década de 70 ocorreram diversos progressos no desenvolvimento do PLC.
Computadores robustos com processadores precários foram substituídos por
microprocessadores. Nessa década também foi desenvolvido um sistema que
16
intercomunicava, através de redes, os PLCs, possibilitando assim o controle remoto de
máquinas. Além disso, foram criadas interface e programação que permitiriam configurações
exclusivas de acordo com a necessidade do usuário (SILVEIRA e SANTOS, 1998).
Atualmente os ambientes de produção industrial vêm se aprimorando cada vez mais, através
de máquinas mais velozes, componentes mais compactos, processos que necessitam de maior
controle, melhor gerenciamento de falhas e uma redução no tempo de parada, o que
aumenta a eficiência na produção. As novas tecnologias utilizadas nesses processos de
automação industrial englobam o emprego da Interface Homem-Máquina, comumente
chamada de IHM, que está presente em boa parte dos equipamentos e sistemas
automatizados de forma a desempenhar um papel importante em diversas funções, tais
como a verificação de status de produção, cumprimento de ordens do controlador, avisos de
alarme, entre outras (VIEIRA, 2004).
Assim, este trabalho acompanha a tendência mundial no cenário da indústria da automação
em supervisionar um equipamento de uma fábrica através de um PLC e IHM. Os sistemas de
IHM atuais devem oferecer a interface ao operador, controle supervisionado e aquisição de
dados, além de proporcionar alarmes e informações para o sistema de planejamento
corporativo. O setor industrial que será estudado para a realização deste trabalho envolve a
fabricação de eletrodomésticos da linha branca, especialmente lavadoras de roupas. Para a
fabricação deste tipo de produto são empregados diversos tipos de equipamentos de uso
especifico que auxiliam em diversos pontos onde o produto é montado
Esse projeto é de fundamental importância para a agregação de novos conhecimentos aos
envolvidos e ao mesmo tempo garante uma solução que reduzirá custo para a empresa,
melhorar as condições de funcionamento do equipamento de testes, visando aumentar assim
sua confiabilidade e produtividade, reduzindo custos operacionais, através da realização de
estudos contemplando diversas áreas do conhecimento relacionado à engenharia e
levantamento de dados e conclusões teóricas que possam auxiliar a sua implementação. O
desenvolvimento do projeto segue as seguintes etapas que podem ser consideradas metas
intermediarias indispensáveis para a conclusão dos trabalhos e para chegarmos nos resultados
finais:
1. Estudo em campo com o acompanhamento do operador, com a finalidade de aumentar os
conhecimentos operacionais do equipamento.
17
2. Pesquisa com técnicos eletricistas que realizam a manutenção programada no equipamento
para garantir o perfeito entendimento do esquema elétrico atual e do funcionamento lógico do
acionamento.
3. Estudo em literatura existente sobre os componentes que podem ser utilizados, para ser
definido o esquema elétrico que deverá ser implementado.
4. Melhoria no controle de e analise de todos os sinais usados na confirmação dos teste.
5. Consultas a lojas especializadas, fornecedores e fabricantes dos equipamentos principais
para especificar as peças necessárias e seus custos envolvidos.
6. Adequação dos equipamentos à norma de segurança vigente (NR10), (NR12) e
(NBR5410), pois tais padrões estão desatualizados.
7. Estudo da viabilidade econômica da implantação desse sistema e da real necessidade de
sua utilização, através de cálculos que englobam tópicos como perdas de receita atual
(produtividade) devido a falha, eficiência energética, modificação da vida útil dos
equipamentos.
8. Elaboração de um novo esquema elétrico do equipamento e a documentação necessária
para garantir a perfeita implementação.
A máquina de teste fonte de estudo deste trabalho possui duas aplicações básicas, “verificar e
validar” um conjunto de peças que formam o sistema de ventilação da lavadora de roupas,
seguimos desta forma os seguintes critérios:
Validação:
Confirmar por testes e com provas objetivas que requisitos particulares para um determinado
uso foram cumpridos.
Busca provar que o software implementa cada um dos requisitos corretamente e
completamente ou seja, tenta responder à pergunta:
O produto correto foi construído?
18
Verificação:
Confirmar por testes e com provas objetivas que requisitos especificados foram cumpridos.
Visa garantir que os produtos de uma dada fase implementam em sua totalidade as entradas
para aquela fase, ou seja, tenta responder à pergunta:
O produto foi construído corretamente?
Segundo Montgomery apud Garvin (2004), é possível definir oito dimensões para qualidade,
são elas:
• Desempenho;
• Confiabilidade;
• Durabilidade;
• Assistência Técnica;
• Estética;
• Características;
• Qualidade percebida;
• Conformidade com especificações.
No entanto, a definição mais moderna para a palavra qualidade é, segundo Montgomery,
qualidade é inversamente proporcional à variabilidade. Diante disso, diversas ferramentas e
técnicas estatísticas são usadas para controlar um processo e, assim, manter alto o nível de
qualidade.
2.2 – Testes realizados
O equipamento de teste do BLOWER realiza uma série de testes que são descritos abaixo,
assim como as principais falhas encontradas no dispositivo.
- O primeiro e com certeza mais importante dos testes, é o realizado por um dispositivo
chamado HypotULTRA III que podemos ver na Figura 1, da empresa Associated Research,
este equipamento realiza o teste conforme exigências da NBR 60601-1, os ensaios de rotina
exigidos são: ensaio de resistência de aterramento, ensaio de corrente de fuga e ensaio de
rigidez dielétrica.
No caso desses testes, a máquina montada falha na comunicação com o dispositivo
HypotULTRA uma vez que o dispositivo se comunica via ModBus RS232 com o CLP que é
19
responsável por informar o diagnostico obtido, gerando assim uma interpretação não
confiável do teste.
Figura 1 Vista frontal do dispositivo HypotULTRA III (foto retirada do dispositivo).
- O segundo teste se trata da coleta dos valores de corrente e potência da resistência elétrica,
tais dados são obtidos com a ajuda de um transformador de corrente 30/5 Figura 2 e enviados
a placa de expansão analógica do CLP, e após efetuados os cálculos obtém-se os valores de
corrente e potência, que devem estar dentro de valores previamente determinados.
Nesta fase do teste já foi possível observar o dispositivo aprovar itens com valores
completamente fora dos padrões, e também reprovar itens dentro dos valores aceitáveis.
20
Figura 2 Modelo de Transformador de corrente usado no projeto (fonte http://www.industry.siemens.com.br)
- O terceiro teste corresponde a verificação de continuidade dos 2 termopares encontrados no
sistema de ventilação, um deles responsável por informar a temperatura ao sistema de
controle e o outro por fazer a segurança contra acidentes de superaquecimento que possam
acontecer, o teste de continuidade é efetuado pelo cartão de entrada analógica do CLP Figura
3.
Este teste deve ser feito da forma mais rigorosa possível, uma vez que o mal funcionamento
dos dispositivos de controle e segurança de temperatura, podem causar sérios danos ao
equipamento e também ao usuário.
21
Figura 3 Modulo de entradas analógicas (Fonte www.siemmens.com)
- O quarto teste mede a eficácia do motor responsável pela ventilação do ar quente para o
interior da lavadora, tal dado é obtido com a ajuda de um medidor de fluxo de ar TESTO 6443
Figura 4, que informa analogicamente os valores ao CLP que por sua vez os compara com os
valores padrão.
A verificação do fluxo de ar é de suma importância por dois motivos, o primeiro trata-se da
correta circulação de ar quente, que necessita de um fluxo pré-determinado para funcionar de
forma eficaz, já o segundo motivo seria para proteção da resistência que caso funcione sem a
troca de calor gerada pela passagem do ar, chegaria facilmente a valores não toleráveis para
seu invólucro.
22
Figura 4 Dispositivo de medição de fluxo de ar TESTO 6443 (foto retirada do dispositivo)
- O quinto teste faz a checagem de duas travas de segurança, verificação de três termopares de
controle de temperatura e a continuidade de uma série de cabos e conectores, todos estes
dispositivos são conectados em uma placa conhecida como “placa de teste TSK” como pode
ser observado na Figura 5.
Como em todo os demais testes qualquer verificação errônea, gera atrasos na produção pois
caso os defeitos sejam encontrados com a máquina ainda no processo de montagem, o item
deve ser levado ao retrabalho, executando desta forma a eliminação de todas as não
conformidades. Porem caso o defeito venha a surgir já com o consumidor final, haverá
maiores custos relacionados com o envio a assistência técnica, e uma péssima avaliação da
marca por parte destes clientes.
23
Figura 5 imagem retirada do dispositivo de conexão TSK (foto retirada do dispositivo).
A falta de uma normalização de esquemas elétricos e mecânicos e a baixa qualidade dos
componentes empregados na construção do dispositivo, também é uma das principais
preocupações deste trabalho, uma vez que a inexistência de alguns requisitos básicos de
projeto, demandam horas de trabalho de manutenção, como pode ser observado nas Figuras 6,
Figura 7 e Figura 8.
24
Figura 6 Imagem interna do painel elétrico de comando do dispositivo de testes (foto retirada do dispositivo)
Na Figura 6 é possível observar que o critérios como organização, otimização e qualidade na
montagem o painel elétrico não foram levados em consideração na montagem original do
dispositivo.
25
Figura 7 Imagem de um ponto de curto circuito ocorrido dentro do painel elétrico (foto retirada do dispositivo).
Na Figura 7 fica evidente que a falta de padrões pode ocasionar acidentes gravíssimos,
podemos observar um ponto onde, ocorreu um curto circuito dentro do painel e que por sorte,
não veio a se tornar um princípio de incêndio ou até ferir algum colaborador.
26
Figura 8 Imagem do ponto de aterramento utilizado no painel (foto retirada do dispositivo)
A Figura número 8 nos mostra outro ponto de falha gravíssima na montagem deste
dispositivo, onde é possível ver um ponto central de aterramento onde foram utilizadas peças
completamente fora dos padrões industriais, a barra de aterramento utilizada na imagem é
para ser utilizada em pontos de aterramento no solo.
O ponto de aterramento central de uma máquina ou dispositivo é de suma importância não
apenas para o funcionamento da mesma, mas também, para a proteção de todos aqueles
envolvidos em qualquer tipo de contato com a máquina.
Existe uma tela de Interface Homem Maquina (IHM) Figura 9, que é responsável por
controlar, indicar, criar ou editar receitas dos testes realizados, que está localizada de forma
pouco ergonômica, onde a sua leitura e utilização estão comprometidas, além do fato de se
tratar um dispositivo de baixa qualidade e já descontinuado pelo fabricante.
27
Figura 9 imagem da IHM utilizada nos testes (foto retirada do dispositivo).
Existem também problemas ergonômico relacionados a utilização do dispositivo, na Figura 10
é possível observar que dois colaboradores tem de dividir o espaço na máquina, que oferece
baixa visualização dos periféricos que informam o estado dos teste. Dificultando assim o
diagnostico para solução de falhas encontrados durante os testes.
28
Figura 10 imagem do espaço de trabalho reduzido no equipamento (foto retirada do dispositivo).
As Figuras 11, 12 e 13 tem a finalidade de mostrar pontos de falhas sejam elas de montagem
ou de utilização que serão eliminadas no novo projeto a ser executado.
A Figura 11 nos mostra os botões de acionamento da máquina que serão substituídos ou
simplesmente eliminados durante o processo de readequação na forma de execução dos testes
e sua programação.
A Figura 12 nos mostra pontos onde fios e cabos ficam expostos próximos a pontos de
contato com o colaboradores durante o trabalho, que serão realojados corretamente no novo
projeto.
A Figura 13 nos mostra um exemplo de pontos onde serão necessários trabalhos mecânico
para melhora no posicionamento de alguns componentes pneumáticos.
29
Figura 11 imagem dos botões de acionamento dos teste (foto retirada do dispositivo)
Figura 12 imagem de pontos onde existem cabos de energia expostos (foto retirada do dispositivo).
30
Figura 13 imagem de ponto de chegada de ar (foto retirada do dispositivo).
Após a análise de todos os pontos de falhas ou aqueles que necessitem de algum tipo de
correção, sejam de pequena ou grande relevância, é que decidimos propor a reforma do
dispositivo de teste do sistema de ventilação. Uma vez que a solução de todas as falhas
encontradas resultará em um ganho relevante de produção e na redução considerável de
dispositivos enviados para retrabalho, necessariamente reduzindo assim os custos de
produção.
2.3 – Técnicas aplicadas
2.3.0 – Referencias de aplicação
A forma como as empresas se comportam no mercado global tem se alterado constantemente
nas últimas décadas, devido ao dinamismo, incerteza e desconhecimento, esses fatores
vêm forçando as indústrias a demandar produtos diversificados e cada vez mais complexos,
abolindo os padrões fordista-taylorista utilizados por décadas pelas empresas com objetivo de
maximizar a produção em série e reduzir os custos de fabricação com a baixa diversificação
dos produtos (FLEURY, 1990 e GOUVÊA DA COSTA, 2003).
Com a finalidade de adquirir conhecimento sobre os principais problemas, foi proposta uma
pesquisa multidisciplinar inicial para levantar as recomendações de procedimentos para
implantação do novo modelo de dispositivo. Essa abordagem foi estendida para setores
31
como; qualidade, processo, manutenção, coordenação de produção e gerencia esta última é
responsável por aceitar ou não a reforma do dispositivo. Para a correta execução do
levantamento de todos os pontos necessários de mudanças urgentes, decidimos fazer uso do
diagrama de causa e efeito, também conhecido como diagrama de Ishikawa ou espinha de
peixe, que é uma ferramenta utilizada para a análise de dispersões no processo. O nome
Ishikawa tem origem no seu criador, Kaoru Ishikawa que desenvolveu a ferramenta através de
uma ideia básica: Fazer as pessoas pensarem sobre causas e razões possíveis que fazem com
que um problema ocorra.
Para montarmos o diagrama de Ishikawa, reunimos as pessoas em times para realizar um
braimstorming (tempestade de ideias) de forma a levantar as causas raízes que dão origem aos
principais problemas. Em virtude desta função, o diagrama de Ishikawa também pode ser
denominado como diagrama de causa e efeito. O diagrama, quando elaborado, assemelha-se a
uma espinha-de-peixe, motivo pelo qual ele também é conhecido por este nome.
O diagrama espinha-de-peixe é uma das 7 ferramenta da qualidade utilizada para o
gerenciamento do controle de qualidade e sua composição leva em consideração de que as
causas do problemas podem ser classificadas em 6 tipos diferentes de causas principais que
afetam os processos (Método, Máquina, Medida, Meio Ambiente, Mão-de-Obra, Material).
Justamente pelo motivo da denominação das 6 causas principais iniciarem com a letra M,
também pode ser chamado de 6M’s. Podemos visualizar isto na Figura 14 abaixo:
Figura 14 Modelo para diagrama de Ishikawa
32
De acordo com Ishikawa (1993), qualidade é a rápida percepção e satisfação das necessidades
do mercado, adequação ao uso e homogeneidade dos resultados do processo. Com a qualidade
é possível desenvolver, projetar, produzir e comercializar um produto mais econômico, mais
uteis e satisfatórios para o consumidor.
Vejamos então o significado de cada M:
Método – É método utilizado para executar o trabalho ou um procedimento.
Matéria-prima – A matéria prima utilizada no trabalho que pode ser a causa de problemas.
Mão de Obra – A pressa, imprudência ou mesmo a falta de qualificação da mão de obra
podem ser a causa de muitos problemas.
Máquinas – Muito problemas são derivados falhas de máquinas. Isto pode ser causado por
falta de manutenção regular ou mesmo se for operacionalizada de forma inadequada.
Medida – Qualquer decisão tomada anteriormente pode alterar o processo e ser a causa do
problema.
Meio Ambiente – O ambiente pode favorecer a ocorrências de problemas, está relacionada
neste contexto a poluição, poeira, calor, falta de espaço, etc.
A ideia de tentar “encaixar” todos os M’s foi de permitir à equipe pensar em todas as
possibilidades e visualizar todos os fatores que podem impactar no problema, evitando desta
forma que a equipe fique focada em apenas um problema.
O Diagrama de causa e efeito nos apresentou visualmente e graficamente as causas potenciais
dos problemas ocorridos e seus efeitos que impactam diretamente na qualidade do
equipamento de testes, esta praticidade na leitura facilita o entendimento do processo do
ponto de vista do trabalhador da empresa. Além disto, o diagrama de causa e efeito foi uma
ferramenta que contribui para o aperfeiçoamento do processo, uma vez conseguimos reunir
uma diversificada equipe e promovemos uma bateria de discussões em torno dela, uma
ferramenta que nos ajudou à elevar o nível de compreensão das pessoas responsáveis em
propor soluções para os problemas encontrados, visto que através dele foi possível detalhar as
causas das causas dos problemas até chegar numa causa raiz.
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Podemos citar que as principais vantagens da utilização do método:
Obtenção de diferentes opiniões a partir de um time de trabalho.
Fácil de aplicar.
Pouco esforço na prática.
Melhor entendimento das causas e efeitos.
O diagrama de Ishikawa que a equipe envolvida no processo encontrou pode ser visto na
Figura 15, onde nela podemos citar as principais razão para indicarmos a gerencia que o
“retrofit” do equipamento era uma proposta totalmente viável.
Figura 15 Diagrama de Ishikawa montado pela equipe.
Das principais causas encontradas as que foram colocados em nosso diagrama podem ser
correlacionadas da seguinte forma.
Baixa qualidade no material utilizado – é o item em que foram constatados falhas durante a
utilização da máquina devido à baixa qualidade em alguns componentes utilizados na
montagem do painel elétrico, ou até mesmo em alguns periféricos, ocasionando falhas nos
RETROFIT SISTEMA
VENTILAÇÃO
BLOWER
BAIXA QUALIDADE
MATERIAL UTILIZADO
TESTE LENTO,
IMPRECISO,
COMPLEXO
POUCO ESPAÇO,
CALOR, ERGONOMIA
TREINAR OPERADOR
REDUZIR FALHAS
OPERACIONAIS
FALHA DURANTE OS
TESTES
NÃO GARANTIA NA
REPETIÇÃO DOS
TESTES
CAUSAS EFEITOS
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testes, paradas por quebra. Podemos citar como exemplo CLP e IHM descontinuados,
contadores, botões e bancada de testes de qualidade indesejável.
Teste lento, impreciso e complexo – foram constatadas falhas devido a imprecisão dos testes
realizados, como a aprovação de um item fora dos padrões de conformidade, alta
complexidade nos processos de execução das tarefas, ocasionando um baixo volume de
produção.
Pouco espaço, calor e ergonomia – foi possível observar que os dispositivo de teste encontra-
se em uma área de pouco espaço, onde ao longo do dia as temperaturas em dias mais quentes
são mais elevadas e a falta de uma posição correta de trabalho, são fatores que influenciam
diretamente na qualidade de trabalho e consequentemente no processo de testes.
Treinar colaboradores, reduzir falhas operacionais – treinar, informar o colaborador que
trabalha com um equipamento seja ele de qualquer tipo, é com certeza, ponto decisivo para
uma correta execução de tarefas, colaborador que entende o que está fazendo enxerga desvios
de processo informa os responsáveis, e em muitos casos o corrige.
Falhas durante os testes – devido ao conjunto de problemas citados acima é comum ocorrer
falhas durante a execução dos testes, o equipamento em muitos casos para de funcionar sem
exibir nenhum tipo de aviso e como não existe documentação técnica sobre a sua construção
todas a intervenções executadas sempre exigem demasiado tempo de reparo.
Não garantia da repetição dos testes – se o equipamento não tem uma qualidade assegurada,
seus componentes são de baixo custo é de se esperar que qualquer valor medido em muitos
casos não seja confiável e não repetível.
Após a análise do diagrama de Ishikawa encontrado foi possível listar quais as principais
necessidades do equipamento e qual seriam as melhores aplicações de novos equipamentos e
ou as mudanças em métodos de funcionamento do equipamento já existente.
Como forma de tecer os argumentos necessários para sustentar os objetivos propostos neste
trabalho e sustentar a solução dos problemas encontrados com o auxílio do Diagrama de
Ishikawa, é de fundamental importância a estruturação deste trabalho com base numa
metodologia de projeto de sistema de controle. Este processo será fundamentado na
metodologia de projeto de sistemas de controle descrita por Miyagi (2001), a fim de realizar
35
um eficiente procedimento de sistematização e gerenciamento da reforma do dispositivo de
testes delimitado por esse projeto de pesquisa.
Quando se estuda a aplicação de um sistema de controle de sistemas e eventos discretos
(SED), é comum defini-lo a partir de um “ciclo de vida” padrão de modo a demarcar o projeto
em si e seu desenvolvimento. Segundo Miyagi (2001), deverá conter nesse processo uma clara
definição das tarefas delimitando cada etapa do desenvolvimento, bem como a especificação
de parâmetros de avaliação de qualidade de cada parte de forma a abranger uma visão geral
do sistema de controle. Além disso, deverá ser considerada a padronização de recursos e a
otimização das ferramentas utilizadas para uma avaliação mais precisa dentro dos padrões
econômicos esperados.
A partir das orientações de Miyagi (2001), o fluxograma do ciclo de vida de um sistema de
controle a seguir, conforme a Figura 16, demonstra as etapas fundamentais de uma
metodologia de pesquisa a ser adotada por meio de uma cronologia de procedimentos.
Figura 16 – Ciclo de vida de um sistema de controle. (Miyagi 2001)
36
Da mesma forma, faz-se necessária uma análise não somente das etapas do ciclo de vida de
um sistema de controle como delimitado acima, mas também é de fundamental importância
um estudo minucioso em cima do conteúdo dos procedimentos de controle envoltos
nesse sistema. Segundo Miyagi (2001), o conteúdo desses processos engloba as seguintes
atividades:
- Identificação do objetivo final do sistema;
- Compreensão do objeto de controle, instalações e equipamentos;
- Organização dos conhecimentos sobre o sistema de controle (dispositivo
de controle e equipamentos periféricos);
- Abstração e análise das funções de controle (modos de operação e monitoração das
instalações e equipamentos);
- Definição das funções de controle;
- Definição do fluxo das funções de controle;
- Divisão das funções e definição das interfaces;
- Definição e alocação dos sinais de entrada e saída;
- Definição da estrutura do sistema de controle;
- Projeto da reutilização;
- Projeto do programa;
- Projeto de programas não padronizados;
- Desenvolvimento do programa e seu carregamento nas máquinas;
- Teste por unidade;
- Teste do sistema
A devida associação entre o ciclo de vida e o conteúdo dos procedimentos do sistema de
controle acima detalhados, determinarão uma análise mais organizada do projeto de
pesquisa em questão, minimizando erros de processos e, por consequência, diminuindo custos
durante todo o ciclo de vida do sistema de controle.
A fase de projeto dentro da esquematização do ciclo de vida do sistema de controle é o
principal processo para garantir o sucesso do projeto de pesquisa como um todo, justamente
por averiguar, em teoria, todo e qualquer tipo de possíveis falhas que possam acarretar ao
sistema quando se processar a fase de implementação. Essa fase de projeto, que envolve
37
inúmeras etapas como mostrado na Figura 16, deve ser relacionada com as atividades
apresentadas pelos procedimentos de controle, assim definindo o que será realizado em cada
etapa. Para Miyagi (2001), essa associação pode ser efetuada da seguinte maneira:
ANÁLISE DAS NECESSIDADES:
1) Identificação do objetivo final do sistema;
2) Compreensão do objeto de controle, instalações e equipamentos;
3) Organização dos conhecimentos sobre o sistema de controle;
4) Abstração e análise das funções de controle.
DEFINIÇÃO DAS NECESSIDADES:
5) Definição das funções de controle;
6) Definição do fluxo das funções de controle.
PROJETO DO SISTEMA DE CONTROLE:
7) Divisão das funções e definição das interfaces;
8) Definição e alocação dos sinais de entrada e saída;
9) Definição da estrutura do sistema de controle.
PROJETO DO SOFTWARE DE CONTROLE:
10) Projeto da reutilização;
11) Projeto do programa;
12) Projeto de programas não padronizados.
DESENVOLVIMENTO (PRODUÇÃO) DO SOFTWARE:
13) Desenvolvimento do programa e seu carregamento nas máquinas.
TESTES:
14) Teste por unidade;
15) Teste do sistema.
Com o retrofit é de se esperar que haja uma diminuição no retrabalho e no desperdício de
matéria-prima e mão de obra, consequentemente levando a um aumento na produção. Este
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aumento da capacidade ocasiona uma maior lucratividade para empresa. Para verificação
deste lucro, será feito um e studo comparativo entre o sistema atual e o que se pretende
implementar.
O inicio do processo de retrofit começa no conhecimento de normas tecnicas envolvidas na
montagem de dispositivos eletricos em geral são elas:
2.3.1 - NR - 10
Segurança em Instalações e Serviços em Eletricidade.
Esta NR fixa as condições mínimas exigidas para garantir a segurança e a saúde dos
empregados que trabalham em instalações elétricas, nas fases de geração, transmissão,
distribuição e consumo, incluindo as etapas de projeto, construção, montagem, operação,
manutenção das instalações elétricas e quaisquer trabalhos realizados nas suas proximidades.
Os serviços em instalações elétricas devem:
a) ser planejados e realizados em conformidade com procedimentos de trabalho específicos,
padronizados, com descrição detalhada de cada tarefa, passo a passo;
b) ser precedidos de medidas preventivas de controle do risco elétrico e de outros riscos
adicionais, mediante técnicas de análise de risco, de forma a garantir a segurança e a saúde no
trabalho;
c) prever e adotar, medidas de proteção coletiva: desenergização elétrica (prioritariamente),
tensão de segurança, isolação das partes vivas, obstáculos, barreiras, sinalização, sistema de
seccionamento automático de alimentação, bloqueio do religamento automático;
d) ser precedidos de ordens de serviço especificas;
e) ser suspensos quando verificada situação ou condição de risco não prevista, cuja
eliminação ou neutralização imediata não seja possível;
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f) ser realizados por profissionais com treinamento de segurança específico para suas
atividades. Devendo ser realizada reciclagem bienal e sempre que ocorrer uma das situações:
troca de função ou mudança de empresa; retorno de afastamento ao trabalho ou inatividade,
por período superior a três meses; modificações significativas nas instalações elétricas ou
troca de métodos, processos e organização do trabalho.
Todas as empresas que possuem estabelecimentos com carga instalada superior a 75 kW; as
que operam em instalações ou equipamentos integrantes do Sistema Elétrico de Potência; ou,
as que realizam trabalhos em proximidade do Sistema Elétrico de Potência devem constituir e
manter o Prontuário de Instalações Elétricas. Esse documento deve ser organizado e mantido
atualizado pelo empregador ou pessoa normalmente designada pela empresa.
Com relação aos projetos de instalações elétricas, os mesmos devem:
a) especificar os dispositivos de desligamento de circuitos que possuam recursos para
impedimento de reenergização;
b) na medida do possível, prever a instalação de dispositivo de seccionamento de ação
simultânea, que permita a aplicação de impedimento de reenergização do circuito;
c) considerar o espaço seguro, quanto ao dimensionamento e a localização de seus
componentes e as influências externas, quando da operação e da realização de serviços de
construção e manutenção;
d) definir a configuração do esquema de aterramento, a obrigatoriedade ou não da interligação
entre o condutor neutro e o de proteção e a conexão à terra das partes condutoras não
destinadas à condução da eletricidade;
e) prever condições para a adoção de aterramento temporário;
f) ficar à disposição dos trabalhadores autorizados, das autoridades competentes e de outras
pessoas autorizadas pela empresa e deve ser mantido atualizado;
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g) atender ao que dispõem as Normas Regulamentadoras de Saúde e Segurança no Trabalho,
as regulamentações técnicas oficiais estabelecidas, e ser assinado por profissional legalmente
habilitado;
h) assegurar que as instalações proporcionem aos trabalhadores iluminação adequada e uma
posição de trabalho segura, de acordo com a NR 17 – Ergonomia.
2.3.2 - NR - 12
Esta norma estabelece requisitos para adoção de medidas de proteção para garantir a saúde e a
integridade física dos trabalhados e requisitos mínimos para a prevenção de acidentes e
doenças do trabalho.
Lembrando que, toda lei e norma possui em si requisitos mínimos de cumprimento, ou seja, o
que for adotado conforme a lei ou norma é o mínimo que se deve fazer, é importante que seja
adotado uma política de segurança eficaz com parâmetros nas normas e incremento de outras
técnicas e procedimentos cabíveis para os trabalhadores.
Essa norma abrange todos os processos que rege máquinas e equipamentos, do seu início – a
construção – até sua fase final – desmonte. Aplica-se a máquinas e equipamentos novos e
usados.
O empregador deve adotar medidas de proteção para todos os funcionários e inclusive para
portadores de necessidades especiais que são inseridos nesse contexto, para garantir a saúde e
a integridade física, mental, social e intelectual de todos os trabalhadores.
As medidas de proteção adotadas devem seguir uma ordem de prioridade que é adoção de
equipamentos de proteção coletiva, em primeiro lugar implanta proteção no local de trabalho
de modo a não sobrecarregar o fator humano, se não for suficiente adotar medidas
administrativas intervendo em mudança de layout, mudança de função, intercalar, entre outras
e por fim e em última instância a implantação do uso de equipamentos de proteção individual.
Ter um ambiente em que há instalado diversas máquinas e equipamentos deve possuir um
arranjo físico e instalação apropriados para suportar toda a aparelhagem e garantir um local
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salubre. Deve atender a normas técnicas oficiais e ter sua circulação suficiente, sinalizada e
adequada às máquinas e aos trabalhadores sem obstrução de passagem.
Bem como a circulação, o piso também deve ser adequado mantendo limpo, desobstruído,
sem desnível e resistente a cargas a que estão sujeitos.
Máquinas que possuam dispositivos elétricos devem seguir parâmetros conforme a NR 10,
pois podem se sobrecarregar, superaquecer e provocar um incêndio, é necessário um trabalho
de prevenção e segurança para evitar tais riscos.
As máquinas devem possuir um dispositivo que ao serem energizadas não entrem em
funcionamento, isto rege a partida, o acionamento e a parada, pois deve ser totalmente
comandada por um fator humano, mesmo que seja bi manual os comandos acionados devem
estar em harmonia para evitar qualquer tipo de acidente.
Máquinas e equipamentos devem possuir sistemas de segurança que contenham proteções
fixas, móveis e dispositivos de segurança interligados, que garantam proteção à saúde e à
integridade física dos trabalhadores. Esses sistemas devem considerar as características
técnicas de cada máquina e equipamento para ser eficaz.
As máquinas devem possuir um ou mais dispositivos de parada de emergência, por meio dos
quais possam ser evitadas situações de perigo, este dispositivo nunca deve ser usado para dar
partida ou acionamento, devem ser posicionados em locais de fácil acesso e visualização
pelos operadores em seus postos de trabalho e por outras pessoas, e mantidos
permanentemente desobstruídos.
Além de todos os riscos já mencionados anteriormente, vale ressalta o item 12.106 da norma
que ilustra riscos adicionais no manuseio da máquina, seus componentes e matérias primas e
para cada risco identificado uma medida de controle deve ser adotada.
O empregador deve manter um inventário de cada máquina, os operários devem receber
treinamentos específicos, a segurança deve ser eficiente e eficaz e o trabalho desenvolvido em
harmonia com produtividade e segurança.
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2.3.3 – NBR – 5410
Esta Norma estabelece as condições a que devem satisfazer as instalações elétricas de baixa
tensão, a fim de garantir a segurança de pessoas e animais, o funcionamento adequado da
instalação e a conservação dos bens.
1.2 Esta Norma aplica-se principalmente às instalações elétricas de edificações, qualquer que
seja seu uso (residencial, comercial, público, industrial, de serviços, agropecuário,
hortigranjeiro, etc.), incluindo as pré-fabricadas.
1.2.1 Esta Norma aplica-se também às instalações elétricas:
a) em áreas descobertas das propriedades, externas às edificações;
b) de reboques de acampamento (trailers), locais de acampamento (campings), marinas e
instalações análogas; e
c) de canteiros de obra, feiras, exposições e outras instalações temporárias.
1.2.2 Esta Norma aplica-se:
a) aos circuitos elétricos alimentados sob tensão nominal igual ou inferior a 1 000 V em
corrente alternada, com frequências inferiores a 400 Hz, ou a 1 500 V em corrente contínua;
b) aos circuitos elétricos, que não os internos aos equipamentos, funcionando sob uma tensão
superior a 1 000 V e alimentados através de uma instalação de tensão igual ou inferior a 1 000
V em corrente alternada (por exemplo, circuitos de lâmpadas a descarga, precipitadores
eletrostáticos etc.);
c) a toda fiação e a toda linha elétrica que não sejam cobertas pelas normas relativas aos
equipamentos de utilização; e
d) às linhas elétricas fixas de sinal (com exceção dos circuitos internos dos equipamentos).
1.2.3 Esta Norma aplica-se às instalações novas e a reformas em instalações existentes.
NOTA Modificações destinadas a, por exemplo, acomodar novos equipamentos elétricos,
inclusive de sinal, ou substituir equipamentos existentes, não caracterizam necessariamente
uma reforma geral da instalação.
1.3 Esta Norma não se aplica a:
a) instalações de tração elétrica;
b) instalações elétricas de veículos automotores;
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c) instalações elétricas de embarcações e aeronaves;
d) equipamentos para supressão de perturbações radioelétricas, na medida que não
comprometam a segurança das instalações;
e) instalações de iluminação pública;
f) redes públicas de distribuição de energia elétrica;
g) instalações de proteção contra quedas diretas de raios. No entanto, esta Norma considera as
consequências dos fenômenos atmosféricos sobre as instalações (por exemplo, seleção dos
dispositivos de proteção contra sobretensões);
h) instalações em minas;
2.3.4 - Protocolo TCP/IP
Um dos protocolos mais utilizados nas redes locais é o protocolo TCP/IP
(Transmission Control Protocol/Internet Protocol) que aconteceu devido a popularização
da internet, meio em que ele foi criado para ser usado. Suas grandes qualidades são:
capacidade de roteamento, podendo ser usado em grandes redes e de longas distâncias, onde
os dados podem seguir vários caminhos até atingirem o computador receptor, e possuir uma
arquitetura aberta, onde pode ser moldado por qualquer fabricante, criando uma nova versão
em seusistema, sem necessidade de pagar por direitos autorais. Tornou-se, então, um
protocolo universal, de fácil acesso entre todos os sistemas.
O TCP/IP possui uma arquitetura com quatro camadas que é caracterizada pela união
das camadas 5, 6 e 7 do modelo OSI em uma só, a camada de Aplicação. É ela a
responsável pela comunicação entre os aplicativos e o protocolo de transmissão. Dentro desta
camada do TCP/IP há muitos protocolos conhecidos como, por exemplo, o HTTP (Hypertext
Transfer Protocol) responsável pelo encaminhamento do navegador à camada de aplicação do
TCP/IP quando é acessado um endereço www, e o protocolo DSN (Domain Name System)
que é responsável por dar nomes aos endereços de IP para melhor memorização dos
mesmo. Assim não é necessário decorar o número de IP toda vida que for entrar em um site, e
sim, apenas seu “apelido” (ROSÁRIO, 2005).
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2.3.5 - Comunicação Serial
Segundo ALBUQUERQUE (2007), para a comunicação entre sinais as formas mais
utilizadas são a comunicação em paralelo e a comunicação em série. A primeira tem
como característica principal a velocidade de transmissão, visto que vários bits podem
ser transmitidos ao mesmo tempo, mas quando se fala em comunicação a distância essa
opção torna-se inviável devido ao grande número de vias que é preciso para sua realização
(em torno de10 vias). Este autor destaque que com a necessidade de se comunicar com
equipamentos a distância foi que surgiu a comunicação em série. Nela apenas um kit é
enviado por vez onde todos os caracteres serão transmitidos de formas equencial. E quando é
comparada a comunicação em paralela, a em série possui ainda a vantagem de ter maior
imunidade a ruídos e ser bem menos complexa.
2.3.6 - Modo síncrono x assíncrono
Ainda com o mesmo autor pode-se ver que na comunicação serial existem dois modos de
transmissão: o síncrono e o assíncrono. O modo síncrono usa um sinal de clock para criar um
sincronismo entre os dois sistemas em comunicação e intervalo de tempo entre dois caracteres
subsequentes é fixo. Essa comunicação é eficiente devido não utilizar nenhum outro tipo de
sinal (partida ou parada) tornando-se pouco sensível a distorções podendo, então, ser utilizada
em velocidades mais altas.
Já o modo assíncrono não possui o clock como sinal de sincronismo, assim o tempo entre dois
bits torna-se menos importante e o tempo entre dois byt estorna-se crítico. Para que isso
ocorra os dois sistemas devem ter geradores de clock interno com a mesma taxa de
transmissão, denominada “baud rate”. A transmissão é realizada caractere a caractere e é
sempre antecedida de um sinal de start e procedida de um sinal de stop. Ele é mais utilizado
que o modo síncrono devido necessitar de menos vias para seu funcionamento e possuir um
hardware mais simples de ser implantado.
45
2.3.7 - Padrão RS-485
Na interface serial há vários padrões existentes para especificar características elétricas,
mecânicas e funcionais do circuito, entre eles: RS-232, RS-422, V.35 e RS-485. Este
último, RS-485, é utilizado no laboratório a ser trabalhado e por isso será mais bem
apresentado.
Ele possui apenas um par de fios transado para transmissão e recepção que deve ser
compartilhado. A grande vantagem disto é que vários equipamentos podem ser interligados
simultaneamente ao mesmo cabo ao contrário dos outros que só pode haver um dispositivo
em cada extremidade do cabo. Com um alto alcance, o RS-485 está sendo cada vez mais
utilizado em ambientes industriais onde há sistemas automatizados interligados a rede. Na
Figura 14 é apresentado o driver do padrão de comunicação RS-485 (ALBUQUERQUE,
2007).
Figra 17 modelo de comunicação serial RS 485
2.3.8 - MODIBUS
O MODIBUS é um protocolo criado pela MODICON, empresa de automação, criado para
fins próprios, ou seja, protocolo proprietário cujo uso era exclusivo da empresa. Com
o passar do tempo, o MODIBUS começou a ser adotado por um grande número de
fabricantes e tornou-se um protocolo aberto.
46
Ele é baseado no modelo mestre/escravo onde os escravos não se comunicam entre si e todos
os tipos de comunicação devem passar pelo mestre. Assim o mestre pode comunicar-se
diretamente com um escravo através do modo requisição/resposta, onde irá enviar
informações e aguardar respostas, ou com todos os escravos ao mesmo tempo pelo modo
difusão (ALBUQUERQUE, 2007). No modo requisição/resposta todos os escravos irão
receber as questões do mestre, porém, somente o escravo designado poderá responder, uma
vez que todos os escravos devem possuir endereços únicos para que possam ser
encontrados dentro da rede, que é bidirecional do tipo barramento (ALBUQUERQUE, 2007).
Ainda com o mesmo autor vê-se que as principais funções do mestre serão:
- Assegurar as trocas de informações, o diálogo com ooperador do sistema e com outros
mestres ou com computador para uma gestão centralizada e, garantir a passagem de
parâmetros para os escravos.
As mensagens são padronizadas e tanto as perguntas como as respostas possuem o seu
próprio formato. A pergunta é da seguinte forma: um byte para o endereço do escravo
designado, um bytepara o código da função que será utilizada, dois bytespara o endereço
dentro do escravo (primeiro mais significativo e depois o menos significativo), dois bytes
designados ao número de dados a serem transmitidos, os dados, dois bytespara a
checagem de erros. Já a resposta possui um byte para o número do escravo, outro para a
função realizada, outro para a quantidade de bytesda resposta, dados solicitados e dois
bytespara a checagem de erros (ALBUQUERQUE, 2007).
As principais funções do protocolo MODBUS para troca de mensagens são leitura de
dados, escrita de dados e difusão de dados. E tem-se ainda que este protocolo possui
dois formatos de pacotes de comunicação: ASCII e RTU. O modelo ASCII é mais legível
por pessoas, porém consome mais recursos da rede. O que não acontece com o modelo
RTU (formato binário d oito bits) que deixa o pacote mais compacto.
Outros Protocolos
Outro modelo muito importante e mundialmente conhecido é o PROFIBUS que é muito
utilizado na Europa e é muito valorizado pela sua interoperabilidade com outros
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protocolos. Outros protocolos conhecidos são: FOUNDATION, AS-i, CAN,
LONWOKS, Ethernet Industrial, HART, INTERBUS entre outros.
2.3.9 - Processos Físicos
Os processos físicos são os objetivos da automação, sendo monitorados e
supervisionados o tempo todo. No desenvolver de um sistema de automação é
necessário saber as variáveis que irão entrar no processo e posteriormente monitorá-las
e até mesmo modificá-las (ALBUQUERQUE, 2005). Os principais elementos dentro do
ambiente industrial que realizam essa tarefa são os sensores e os atuadores Eles verificam e
interferem no sistemaagindo como os principais meios de comunicação entre os controladores
do sistema, que receberão ordens vindas do supervisor, e o processo físico propriamente dito
(Souza, 2005).
Sensores
Os sensores são dispositivos que irão capturar as informações relativas ao estado do
processo físico industrial e as transmitirem ao controlador do processo (SOUZA, 2005).
Para isso, esses dispositivos devem ser sensíveis a alguma forma de energia do ambiente
como: luminosa, térmica, cinética entre outras. Assim, algumas grandezas poderão ser
medidas como: temperatura, pressão, velocidade, corrente, aceleração, posição, entre outros
(ALBUQUERQUE, 2005). Outras devem passar por algum tipo de interface para serem
manipulados e posteriormente lidos pelos seus controladores, uma vez que não possuam
características elétricas necessárias para serem utilizados diretamente pelo sistema de
controle. Os sensores podem ser divididos em dois grupos: analógicos e digitais.
Os analógicos podem assumir qualquer valor de sinal de saída ao longo do tempo,
desde que esteja dentro de sua faixa de operação. São eles: temperatura, pressão, velocidade,
umidade, vazão etc. Já os sensores digitais só podem assumir dois valores: zero ou
um. Sabe-se que não existem grandezas que assumam esses valores, mas, quando
convertidos pelo circuito eletrônico do transdutor, eles são mostrados ao sistema de
controle e são utilizados, normalmente, como detecção de passagem de objetos, encoders na
detecção de velocidade e distancia entre outros (ALBUQUERQUE, 2005).
48
Ainda com o mesmo autor, têm-se outras características importantes encontradas nos
sensores:
- Sensibilidade: razão entre o sinal de saída e o de entrada. O sensor é dito muito sensível
quando uma grande variação de sua saída é ocasionada por uma pequena variação em sua
entrada.
- Exatidão: “aptidão de um instrumento de medição para dar respostas próximas a um valor
verdadeiro”, caracterizando o erro da medida realizada pelo transdutor emrelação com um
medidor padrão.
- Precisão: é a repetibilidade do valor medido, tratando-se do erro relativo que o
sensor poderá apresentar.
- Alcance (range): toda faixa de valores que o sensor poderá receber em sua entrada.
- Velocidade de resposta: como o nome já diz, é a velocidade com a qual a medida fornecida
pelo sensor alcança o valor real do processo. Ela vai interferir diretamente na eficiência do
processo, uma vez que uma velocidade lenta possa prejudicar e até mesmo impedir o
funcionamento do sistema.
Atuadores
Os atuadores são dispositivos capazes de modificar a variável controlada. São eles que irão
agir sobre o sistema controlado após receber um comando de seu controlador
(ALBUQUERQUE, 2005). Os principais tipos de atuadores são:
- Válvulas e cilindros (pneumáticos, hidráulicos),
- Relés (estáticos, eletromecânicos),
- Motores (step-motor, syncro, servomotor),
- Solenóides,
- Entre outros.
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2.3.10 - PLC (Programable Logic Controller)
Algumas décadas atrás, os controles lógicos de processos eram realizados, em sua grande
maioria, por dispositivos eletromecânicos, principalmente os relés. Eles eram necessários
sempre que se exigiam grandes complexidades nos processos produtivos como em
industriais automobilísticas. O seu grande problema era que a complexidade do processo
requeria painéis com centenas de relés e, conseqüentemente, inúmeras interconexões entre
eles. Além disso, como os relés possuem dimensão física elevada, os painéis ficavam
muito robustos e de difícil manutenção, o que fazia com que se perdessem horas na
pesquisa do elemento faltoso. E por último, outro fator que comprometiaas instalações com
relés era a dificuldade em alterações na programação lógica do processo, uma vez que
as interconexões elétricas deles eram fixas e caso fosse necessário a sua alteração
teriam que parar o processo produtivo, que não é muito bem vindo na produção
industrial (SILVEIRA, 2002).
Com o avanço da tecnologia, surge o CLP para tentarresolver os problemas citados
anteriormente além de inúmeras outras melhorias trazidas por eles. Ele é capaz de
tornar qualquer sistema automático (inteligente) e capaz de controlar uma grande quantidade
de variáveis, substituindo os relés com mais precisão e rapidez (NATALE, 2008). O CLP da
Figura 7 é o modelo S7-200 da Siemens utilizado nas bancadas do laboratório utilizado.
50
Figura 18 modelo de PLC utilizado em nosso projeto (fonte www.siemmens.com)
O desenvolvimento do PLC trouxe para o controle de processos um dispositivo que permite
fácil diagnostico de funcionamento; cabines reduzidas; menores preocupações com
segurança, já que não geram faíscas; facilidade de reprogramação, evitando a interrupção
do processo produtivo; criação de um banco de dados; baixo consumo de energia; baixa
equipe de manutenção; maior confiabilidade, uma vez que foi reduzido o número de
defeitos; menores níveis de ruído; flexibilidade de expansão de entradas e saídas e
muitos outros benefícios (SILVEIRA, 2002).
O princípio de funcionamento de um PLC é baseado na execução de um programa que
foi gerado e carregado dentro do mesmo, o qual se realiza uma série de leitura das variáveis
do processo por meio de suas entradas e, através da lógica do programa armazenado, faz ou
não intervenções nas variáveis de saída pelo módulo de saída do PLC.
Eles possuem uma arquitetura com quatro partes importantes (ROSÁRIO,2005):
- CPU (Unidade Central de Processamento): aqui está o processador, o sistema de
memória, RAM E ROM, e os circuitos internos.
51
- Fonte de Alimentação: local de fornecimento de tensão da rede externa aos
circuitos/módulos de entrada e saída do PLC.
- Entradas e Saídas: local de envio de recebimento de dados podendo ser analógicos
ou digitais.
- Base: proporciona a conexão entre a CPU, os módulos de entrada e saída e a fonte de
alimentação.
A programação de PLC exige uma linguagem. As mais comuns utilizadas por fabricantes
hoje são: Diagrama de Contatos (LADDER), Lista de Diagrama em blocos de Funções,
texto estruturado, linguagem seqüencial (grafcet), IL do inglês Instruction List, entre
outros (NATALE, 2002). A Figura 16 mostra algumas dessas linguagens.
Figura 19 modelo de instruções de programação para PLC.
2.3.11 - AutoCAD
É um software do tipo CAD - computer aided design ou desenho auxiliado por computador -
criado e comercializado pela Autodesk, Inc. desde 1982. É utilizado principalmente para a
elaboração de peças de desenho técnico em duas dimensões (2D) e para criação de modelos
tridimensionais (3D). Além dos desenhos técnicos, o software vem disponibilizando, em suas
versões mais recentes, vários recursos para visualização em diversos formatos. É amplamente
utilizado em arquitetura, design de interiores, engenharia mecânica, engenharia geográfica e
52
em vários outros ramos da indústria. O AutoCAD é atualmente disponibilizado apenas em
versões para o sistema operacional Microsoft Windows, embora já tenham sido
comercializadas versões para UNIX e Mac OS.
A partir da versão R14 (publicada em 1997) potencializa a expansão de sua funcionalidade
por meio da adição de módulos específicos para desenho arquitetônico, SIG, controle de
materiais, etc. Outra característica marcante do AutoCAD é o uso de uma linguagem
consolidada de scripts, conhecida como AutoLISP (derivado da linguagem LISP) ou uma
variação do Visual Basic.
O AutoCAD® Electrical é o software AutoCAD® para projetistas de circuitos de comando e
potência, concebido especificamente para criar e modificar sistemas de controlo eléctrico. A
automatização de tarefas e uma extensa biblioteca de símbolos ajudam a aumentar a
produtividade, eliminando erros e fornecendo informação precisa para a fabricação. O
AutoCAD Electrical fornece as ferramentas necessárias para projetar sistemas de controlo de
forma rápida e precisa com significativa poupança de custos, podemos na Figura 17 ver um
modelo de desenho realizado com este software.
Figura 20 modelo de desenho elétrico realizado com AutoCad Electrical (imagem particular do autor).
53
3 - Metodologia
A concepção deste projeto teve início na necessidade de se obter um teste confiável e eficaz
para o dispositivo de ventilação, por se tratar de uma importante parte da montagem do
produto final, e por se tratar de um dispositivo de teste tivemos que unir diversas tecnologias
citadas acima. A execução do projeto pode ser separada em etapas dispostas sequencialmente
seguindo as necessidades e possibilidades da empresa.
Primeiramente foi elaborado para ser executado em um prazo médio de 6 meses (24 semanas),
podendo variar conforme necessário, cabe lembrar que o prazo foi determinado pela gerencia
direta do setor de qualidade, visto o grande volume de produção deste modelo de lavadora.
As principais etapas do projeto podem ser observadas abaixo:
1 - Levantamento das necessidades do setor;
2 – Apresentação do projeto a Gerencia direta (liberação para execução do Projeto);
3 – Discussão técnica entre a equipe, responsável por definir novas modificações a serem
executadas;
4 – Elaboração de esquemas técnicos conforme normas de segurança, execução e
elaboração de projetos elétricos e mecânicos;
5 – Compra de todos os novos materiais necessários para o novo projeto;
6 – Criação do novo programa de controle da bancada para à execução dos testes,
segundo necessidades do setor de qualidade;
7 – Montagem elétrica e mecânica do novo dispositivo;
8 – Integração máquina – software;
9 – Realização das modificações técnicas que forem necessárias;
10 – Realização de testes de validação;
11 - Entrega do dispositivo a produção
12 - Discussão dos resultados.
A descrição detalhada de cada etapa pode ser lida nas próximas páginas:
54
1 - Levantamento das necessidades do setor.
(Tempo de execução 4 semanas)
A utilização deste dispositivo de testes é feito pelo setor de montagem de produtos conhecido
como LINHA DE MONTAGEM 1 que entre as diversas etapas de produção encontra-se os
periféricos de testes que são responsáveis por assegurar a correta montagem e funcionamento
do dispositivo, seja de forma completa (teste funcional do produto), ou de forma segmentada
que é onde se enquadra o dispositivo de estudo deste projeto.
A grande demanda de pedidos de reparo junto ao setor de Manutenção, fez com que
surgissem as dúvidas, “Por que tantos de pedidos de manutenção, por que tanto problemas na
realização dos testes, qual a razão de tantos retornos de maquinas com defeitos no sistema de
ventilação”. É sobre esta abordagem que nos do setor de manutenção juntamente com a
coordenação de qualidade e produção, decidimos propor a reforma do dispositivo de testes.
O primeiro passo foi determinar quais são as principais razões dos defeitos ou falhas
encontradas, o método escolhido foi, realizarmos uma reunião com membros de todas as áreas
envolvidas no processo, sendo assim, tivemos a participação da qualidade, manutenção,
produção e colaboradores ligados diretamente a utilização do equipamento. Com a realização
do nosso BrainStorming, foi possível levantar uma série de problemas que após filtrarmos
aqueles de maior relevância, aplicamos os pontos encontrados em um diagrama de causa
efeito (Diagrama de Yshikawa – 1994) e assim chegamos as decisões que em princípio
poderiam ser tomadas com intuito de reduzir drasticamente as falhas encontradas no
dispositivo.
Foram também realizados estudos estatísticos sobre o número de conjuntos de ventilação que
falharam por motivos ligados diretamente a máquina de testes, tais dados foram utilizados em
nossa próxima etapa do projeto em que expusemos a gerencia direta a real necessidade da
reforma do equipamento e com um feedback positivo daríamos continuidade na realização do
projeto.
Tal estudo teve uma duração de 2 semanas entre a reunião da equipe e a pré-conclusão de
quais seriam as melhores iniciativas a serem tomadas, cabe ressaltar que as reuniões
multidisciplinares foram de grande aprendizagem, uma vez que, os diferentes conhecimentos
e experiências nos possibilitou ver o dispositivo em diferentes abordagens.
55
2 – Apresentação do projeto a Gerencia direta (liberação para execução do Projeto);
(Tempo de execução 2 semanas)
A etapa seguinte do nosso projeto foi com certeza ponto fundamental, pois sem a aprovação
da gerencia direta não existe projeto. Para a gerencia apresentamos todos os dados obtidos em
nossa reuniões, juntamente com todos os dados reais colhidos estatisticamente do número de
dispositivos que falharam por causa diretas ao sistema de ventilação, vejamos abaixo alguns
dados apresentados a gerencia:
A. - O primeiro e mais relevante dado que foi apresentado a gerencia foi o Gráfico 1,
onde é apresentado o número de lavadoras prontas que retornam para retrabalho por
falhas encontradas no seu dispositivo de ventilação, este dado nos foi fornecido pelo
setor de qualidade com relação a um dia de produção de 2 ordens de montagem, sendo
que cada ordem produz em média um total de 220 (duzentos e vinte) produtos por
hora, ou seja, das 440 lavadoras produzidas, 37 delas apresentaram algum tipo de falha
e que dessas 60,8%, 22,5 produtos retornam por falhas em seu dispositivo de
ventilação. Se considerarmos que a linha de montagem possui mais de 250 metros de
comprimentos e diversos outros dispositivos de montagem e teste, mais da metade das
falhas são provenientes de um único local.
B. – O segundo dado apresentado foi o número de ordens de serviço que nos da
manutenção abrimos todas as vezes que atendemos um pedido de auxílio técnico. Tais
dados nos foi fornecido pela área administrativa da manutenção que é responsável por
criar planos de ação com os dados colhidos em ordens de serviço aberta. Os dados
podem ser observados no Gráfico 2, nele é possível observar que, das 208 ordens de
serviço abertas em um período de 30 dias de trabalho nas LINHAS 1 e 2, 40 delas
foram provenientes do dispositivo de testes de ventilação.
C. – O terceiro importante dado fornecido com intuito de conseguir à aprovação do
projeto, foram algumas fotos apresentadas do atual estado em que a máquina se
encontra em relação a organização, falta de espaço, inexistência de requisitos
obrigatórios de segurança, falta de ergonomia, utilização de dispositivos obsoletos,
entre outros. Tais dados podem ser observados nas Figuras de 4 a 13 disponíveis no
item REVISÃO BIBLIOGRÁFICA a partir da página 21.
56
0
5
10
15
20
25
30
35
40
Produtos não conforme em um total de 37 pçs.
Motor Ventilação.
Resistência
Termopar
Bloco-porta
Cabos e conectores.
Outras falhas
Gráfico 1 número de lavadoras que retornam para retrabalho por falhas.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Ordens de Serviço abertas em um total de 208
Outros Chamados
Teste do BLOWER
Teste Trasmissão
ELLION
Tombador
Esteiras diversas
Enchimento
Teste Elétrico
Embaladoras
Girador
Elevador P.Acabado
Gráfico 2, Numero de ordens de serviço abertas em 30 dias de produção
57
D. – O quarto dado apresentado foi uma tabela com os itens que seriam substituídos
assim como a sua criticidade para a realização do teste, e um valor aproximado de
gastos referente a compra de cada um dos itens, como pode ser visto na Tabela 1. É
importante ressaltar que dos itens levantados com alta importância no dispositivo
podem ser substituídos por peças já padronizadas, assim como a mão de obra utilizada
será interna, tendo apenas que ser disponibilizado tempo para dedicar a execução da
tarefa de montagem e programação do novo dispositivo.
E. O quinto tópico apresentado foi o prazo de execução do projeto, primeiramente
estipulado em 6 meses ou 24 semana, podendo variar segundo as necessidades do
setor e a disponibilidade da mão de obra em se dedicar exclusivamente a montagem do
novo sistema.
Item Descrição Criticidade Valor
(R$)
Prazo de
Entrega (dias)
Quantidade Disponível na
Fabrica
1 CLP Alta 1800,00 30 1 Sim
2 Expansão Entradas
Analógica
Alta 1600,00 30 1 Sim
3 Expansão Entradas
Digitais
Alta 1200,00 30 1 Sim
4 Expansão Saídas
Digitais
Alta 1200,00 30 1 Sim
5 IHM Media 1000,00 30 1
6 Relê de Segurança Media 400,00 15 1 Sim
7 Botões diversos Baixa 400,00 15 1 Sim
8 Conectores e cabos Baixa 300,00 7 1 Sim
9 Equipamentos
Pneumáticos
Média 2000,00 7 1 Não
10 Material montagens
mecânicas
Media 2500,00 3 1 Não
11 Mão de obra técnica
Elétrica
Alta 3000,00 1 1 Sim
12 Mão de obra técnica
Mecânica
Alta 3000,00 1 1 Sim
Total 18400,00
Tabela 1- Principais itens a serem utilizados no novo projeto
58
F. – O último critério apresentado foram os resultados esperados com a construção de um
novo dispositivo de teste, são eles:
Tornar 0 (zero) ou mais próximo possível de tal valor o número de dispositivos que
falham por testes mal realizados no sistema de ventilação.
Reduzir o número de horas de máquina parada por manutenção.
Fornecer testes de confiança e repetitividade.
Aumentar a produção.
Construir um equipamento dentro das normas vigentes de segurança e qualidade.
Estas foram as principais argumentações apresentadas a gerencia direta, que após 2
semanas de negociações e com base em todo o estudo realizado “aprovou” com
algumas exigências a execução do projeto de reforma proposto.
3 – Discussão técnica entre a equipe, responsável por definir novas modificações a serem
executadas;
(Tempo de execução 3 semanas)
Com a liberação do projeto junto a gerencia direta pudemos dar continuidade as etapas
seguintes do trabalho, onde foi necessário realizarmos o levantamento de como serão e quais
serão as modificações que serão realizadas, com base nas principais dificuldades já levantadas
pela equipe.
Sendo assim o primeiro item a ser modificado seria o CLP, dispositivo que é responsável por
receber os dados dos testes, processá-los e aprovar ou não o item testado. Ficou definido que
o novo dispositivo seria um modelo S7 – 1200 – 1214 DC/DC/DC da empresa SIEMMENS,
uma vez que, este dispositivo é modelo de uso padrão da empresa para pequenas automações,
também serão comprados 2 módulos digitais modelo SM 1223 DI16/DQ16 x 24VDC e um
modulo de comunicação RS-232/485 modelo 6ES7241-1CH30-0XB0 9PIN, ambos da
empresa SIEMMENS, com intuito de suprir o número de sinais a serem analisados assim
como efetuar a comunicação com todos os periféricos.
59
Para o dispositivo de Interface Homem Maquina foi decidido que usaríamos o modelo MT
8070iE da fabricante WEINTEK, dispositivo que pelo seu tamanho e tela colorida sensível ao
toque oferece diversificada gama de possibilidades de programações.
Com intuito de se preservar a integridade física do operador e atender as normas vigentes de
segurança no trabalho, será instalado um sistema de parada de segurança, utilizando botões de
emergência tipo soco posicionados em pontos estratégicos, com sistema de controle
redundante, para isso será utilizado um rele de emergência conforme exigência da normas
regulamentadora NR-10 e NR-12, o modelo escolhido foi o MSI-SR4 da fabricante alemã
Leuze.
Para realização da nova montagem do painel de instalação de todos os componentes elétricos
será utilizado um painel elétrico industrial com as seguintes dimensões, 1200x600x250 mm
da fabricante CEMAR as dimensões escolhidas para este novo painel elétrico nos fornece
25% de espaço caso exista a necessidade de expansão, e todos os cabos de comando e
potência serão estipulados segundo a NBR 5410, que diz o seguinte para instalação de força
motriz a seção mínima do condutor é de 2.5 mm2 , e para os cabos de comando onde a tensão
máxima de utilização será de 24 volts teremos a seção mínima de 1mm2.
Todos os materiais pneumáticos envolvido na nova montagem, como válvulas solenoides,
mangueiras e conexões serão da fabricante FESTO. As novas montagens mecânicas a serem
realizadas serão feitas em Aço carbono 1024, e após efetuadas todas as soldas, serão pintadas
com tinta à base de Epóxi industrial garantindo assim grande durabilidade contra corrosão.
A realização de montagens elétricas, mecânicas, desenhos e esquemas técnicos e a
programação dos dispositivos serão realizadas por membros do corpo técnico da manutenção
da empresa, desta forma reduzindo consideravelmente custos com mão de obra.
Todas as modificações aqui levantadas foram decididas em conjunto com todas as áreas
envolvidas com intuito de facilitar e agilizar todo trabalho de produção que este dispositivo
realiza.
60
4 – Elaboração de esquemas técnicos conforme normas de segurança, execução e
elaboração de projetos elétricos e mecânicos;
(Tempo de execução 4 semanas)
A documentação do projeto através de esquemas elétricos e mecânicos é de grande
importância para a realização das a tarefas sendo que desta forma é possível que o trabalho
seja compreendido e executados por outros profissionais que não tenham participado da
elaboração do projeto e garanta uma fácil compreensão de possíveis falhas que venham a
ocorrer com o dispositivo.
Sendo assim foi decidido por nível de conhecimento que dos diversos softwares disponíveis
no mercado, o que a equipe utilizaria seria o AUTOCAD®. ELECTRICAL 2015 para
desenhos e esquemas elétricos e AUTOCAD®. 2015 para desenhos mecânicos, ambos da
empresa AUTODESK®, como pode ser visto no APENDICE A.
A elaboração de todos os esquemas elétricos foi montado conforme as exigências da NBR-
5410, NR-10 e NR-12, e toda simbologia utilizada foi segundo a norma IEC 60617. O
desenho elétrico final ficou com a seguinte disposição:
1 – Capa, apresentação do projeto
2 – Folha com dados do projeto, normas seguidas, potência instalada, tensões de utilizadas,
corrente máxima;
3 – Folha de legenda de componentes;
4 – Folha com esquemas de tensão de entrada e proteção;
5 – Folha de sistemas de proteção (disjuntores);
6 – Folha de transformadores de tensão e fonte de corrente continua;
7 – Folhas de sistemas de segurança e redundância;
8 – Folhas com desenhos do CLP (CPU, entradas e saídas digitais e analógicas);
9 – Folha de comunicação RS232;
10 – Folha de comunicação com a IHM;
11 – Acionamento de reles, contatores e lâmpadas;
12 – Folhas com esquemas dos pontos de ligação do dispositivo a ser testado;
61
Para elaboração de esquemas de estruturas mecânicas a maior preocupação foi a de
mantermos os requisitos ergonômicos exigidos pela NR – 17.
5 – Compra de todos os novos materiais necessários para o novo projeto;
(Tempo de execução 4 semanas)
Após realizarmos todos os desenhos mecânicos e elétricos conseguimos definir o número de
componentes de cada área que teriam de ser comprados, ou retirados do estoque da empresa,
uma vez que mesmo que alguns dos itens sejam produtos de estoque da empresa todos os
itens devem ser repostos no sistema de estoque da empresa. A Tabela 2 que se segue é uma
previa dos materiais que serão utilizados na montagem do dispositivo, e servem de base para
que o setor de compras possa repor os itens que forem necessários.
Item Descrição Quantidade Unidade Fabricante
1 CLP S7-1200 1214 dc/dc/dc 1 pç Siemmens
2 Expansão I/0 1223 dc/dc/dc 2 pç Siemmens
3 Modulo RS232/485 1 pç Siemmens
4 Modulo Entrada Analógica
6ES7 232-0HD22-0XA0
1 pç Siemmens
6 Relê de segurança MSI – SR4 1 pç Leuze
7 Botão de emergência 1 pç Schneider
8 IHM MT 8070eI 1 pç Weintek
9 Painel 1200x600x250 1 pç Cemar
10 Cabo 2,5 mm2 preto 200 mts Prysmian
11 Cabo 2,5 mm2 azul 50 mts Prysmian
12 Cabo 1,00 mm2 azul escuro 200 mts Prysmian
13 Cabo 1,00 mm2 azul claro 100 mts Prysmian
14 Válvula 5x3x2 3 pç Festo
15 Mangueiras 6mm 20 mts Festo
16 Conexão 1/8 6 pçs Festo
17 Reles 24 Vcc 30 pçs Conexel
18 Viga I ¾ x 1’’ 10 mts -
19 Metalão ½ x 1” 10 mts -
Tabela 2 Lista enviada ao setor de compras
62
6 – Criação do novo programa de controle da bancada para à execução dos testes,
segundo necessidades do setor de qualidade;
(Tempo de execução 3 semanas)
A criação do novo programa de controle da bancada de teste seguiu a especificação do setor
de qualidade, onde eles nos informarão quais eram os itens a serem testados e quais eram os
valores de referência para que um item fosse considerado “BOM” para seguir adiante com o
próximo teste.
Sendo assim a criação do novo programa foi efetuado com auxílio do software de utilização
dos CLPs da SIEMENS, TIA Portal® v.12, ferramenta de fácil e intuitiva utilização, como é
possível ver nas FIGURAS 21, 22 e 23
FIGURA 21 Tela inicial do TIA Portal® v.12.
A inicialização do programa é fase onde criamos o nome do programa e escolhemos onde o
mesmo será salvo.
63
FIGURA 22 Tela de escolha de CLP do TIA Portal® v.12.
Após a criação do nome do programa a fase seguinte FIGURA 22, é a escolha dos itens de
hardware utilizados no trabalho que no nosso caso trata-se do CLP S7-1200, as 2 expansões e
o cartão de comunicação analógico.
A etapa seguinte Figura 23, já trata especificamente da criação do programa em si, com todas
as logicas envolvidas no processo, como entrada de valores lido por periféricos externos e a
saída de sinais para acionamento de reles, válvulas ou a comunicação com IHM e o
HYPOTUltra®.
64
FIGURA 23 Tela de programação do TIA Portal® v.12.
A criação do programa de acionamento desta bancada de teste consistiu em basicamente 3
etapas:
1ª Etapa foi o início dos testes com o CLP iniciando o testes das resistências com auxílio do
dispositivo HYPOTUltra®, onde os valores de potência e corrente, devem ficar dentro dos
especificado para resistências de 220Vac e 110Vac, todas as etapas vão poder ser
acompanhadas com auxílio da IHM que sempre irá fornecer um feedback do atual estado do
teste.
2ª Etapa após a realização dos testes com as resistências a próxima etapa é a realização dos
testes de continuidade de cabos e termostatos de segurança, onde um sinal de 24 Vcc é
aplicado nos terminais dos cabos em um circuito fechado e caso todos os sinais retornem ao
CLP é aprovada a etapa.
65
3ª Etapa trata-se do acolhimento de dados de fluxo de ar gerado por uma ventoinha e captados
pelo medidor de vazão da TESTO®, tais dados são gerados de 4 a 20 mA e são captados pelas
entradas analógicas do CLP onde são comparados com os dados de referência.
Além das etapas de testes realizados é de grande importância ressaltar que temos diversos
sinais que devem ser lidos e interpretados, ou a geração de sinais de advertência, aprovação
ou reprovação de uma etapa do teste, como os sinais de botões de emergência, inicio de teste,
interrompe teste, libera ar comprimido, liga sinais luminosos entre outros.
A disposição da programação no TIA Portal® foi feita em blocos da seguinte forma, como
pode ser visto no APENDICE B:
1 – Sinais de segurança (Botões de emergência e rele de segurança);
2 – Sinais de entradas digitais (Liga, desliga, aprovado, reprovado);
3 – Sinais analógicos (Medição de fluxo de ar);
4 – Sinais de saídas digitais (Liga lâmpadas, ar, contatores, relês, válvulas);
5 – Funcionamento Manual (Aciona as saídas de forma independente conforme necessidade);
6 – Funcionamento Automático (Aciona os testes de forma controlada, avança após retorno
positivo do teste realizado);
7 – Comunicação com IHM e HYPoT (envia ou recebe dados aos aparelhos em rede);
7 – Montagem elétrica e mecânica do novo dispositivo;
(Tempo de execução 4 semanas)
A montagem elétrica e mecânica do novo dispositivo foi executada em 4 etapas conforme
descrito abaixo:
1 – Montagem do novo painel elétrico onde foram acomodados todos os itens de
acionamentos elétricos, dispostos de forma a otimizar a dissipação de calor e o acesso a
bornes e terminais. O painel foi montado com uma chave geral lateral com intertravamento e
portas com fechaduras com chave, com intuito de reduzir riscos e o acesso de pessoas não
autorizadas ao interior do painel.
66
2 – Todos os cabos externos a máquina tem dupla isolação e protegidos por canaletas, o
operador em momento algum fica exposto a uma tensão maior que 24vcc.
3 – Todas as montagens mecânicas foram feitas de forma a privilegiar a norma NR-17 que
visa a ergonomia nos ambientes de trabalho. A disposição dos botões, IHM e posicionamento
do item a ser testado foram remodelados para atender as exigências da norma, ocorreram
também modificações em relação a altura total da máquina.
4 – Também foram realizadas modificações com relação aos pontos de tomada de ar industrial
e quanto ao ponto de alimentação elétrica da máquina.
8 – Integração máquina – software;
(Tempo de execução 1 semana)
A integração novo dispositivo e software ocorreu com uma série de testes com relação ao que
foi “programado na máquina x necessidade de produção”. Podemos destacar como principal
ponto de mudança a necessidade da criação de uma tela na IHM onde através de acesso
Usuário e Senha temos acesso aos valores de referência para dos testes realizados, onde desta
forma é possível modificar e criar diferentes receitas, uma vez que, segundo o setor de
qualidade existem projetos a serem implementados de outros diferentes tipos de lavadoras que
utilizarão o sistema de ventilação com algumas diferenças construtivas.
Outra modificação foi quanto ao número de botões instalados na máquina que foram
reduzidos e implementados na IHM, como forma de aumentar a área útil da máquina e
facilitar o trabalho de encaixe de produtos no teste. Acrescentamos também um sistema de
contagem do número de itens aprovados e reprovados como forma de controle estatístico.
O quesito velocidade também foi citado pela qualidade, uma vez que por se tratar de um CLP
com maior capacidade de trabalho e pela otimização do processo nos foi questionado se, “...
Mas estamos mesmo realizando todos os testes...”. Tal questionamento foi respondido com a
criação de uma tela na IHM onde é possível observar quais valores lidos nos 3 (três) últimos
testes realizados com o equipamento.
67
As demais alterações ocorreram de forma sucinta as necessidade de utilização e não exigiram
grandes alterações no programa.
9 – Realização das modificações técnicas que forem necessárias;
(Etapa ocorreu em paralelo com a integração da nova programação)
Das modificações que ocorreram nesta etapa podemos ressaltar a retirada de alguns botões de
acionamento e integrados a IHM. A modificação do método de encaixe do sistema a ser
testado com intuito de agilizar o processo de testes.
A implementação de uma melhor fixação da IHM também foi realizada com intuito de
beneficiar operadores de menor estatura física.
10 – Realização de testes de validação;
(Tempo de execução 1 semana)
A validação do dispositivo ocorreu mediante a realização de diversos testes envolvendo os
diferentes produtos que são utilizados, da seguinte forma:
1 – Realização de testes com 50 dispositivos 110 Vca, em perfeito funcionamento. Onde
obtivemos 100% de aproveitamento dos testes.
2 – Realização de testes com 50 dispositivos 220 Vca, em perfeito funcionamento. Onde
obtivemos 100% de aproveitamento dos testes.
3 – Realização de testes com 50 dispositivos 110 Vca, com falhas conhecidas e geradas por
membros da qualidade. Onde obtivemos 97% de aproveitamento dos testes.
2 – Realização de testes com 50 dispositivos 220 Vca, com falhas conhecidas e geradas por
membros da qualidade. Onde obtivemos 99% de aproveitamento dos testes.
3 – Realização de testes com 50 dispositivos, 110 e 220 Vca, que tiveram cabos
desconectados durante a realização dos testes. Onde obtivemos 100% de aproveitamento.
Os testes realizados com o setor de qualidade foi possível observar quais as reações do que foi
programado junto as necessidades diárias da máquina, e com base no resultados podemos
propor novas alterações antes da entrega do dispositivo a produção.
68
11 - Entrega do dispositivo a produção
(Tempo de execução 1 semana)
A entrega do dispositivo a produção ocorreu de forma gradativa uma vez que, seguindo as
exigências da qualidade, caso ocorressem problemas durante os testes, deveria ocorrer a
mudança para o equipamento antigo, que por sua vez foi deixado intacto ao lado do novo
teste. Onde caso necessário poderíamos transferir os componentes que foram reaproveitados
no novo teste de volta a máquina antiga, os dispositivos reaproveitados foram:
1 – HYPOTUltra;
2 – Medidor de Fluxo de ar TEXTO;
3 – Fonte 24 Vcc 5A Siemmens;
E após uma semana de produção, e de a realização de diversos testes aprovados, fomos
autorizados a realizar a entrega do novo dispositivo a manutenção e realizar o descarte do
equipamento antigo.
12 - Discussão dos resultados.
(Tempo de execução 1 semana)
Com certeza o primeiro item a ser tratado nas discussões de resultado com a equipe envolvida
foi a diferença de 3 semanas a mais no cronograma, quais os motivos de quase 1 mês de
atraso.
Pois bem as justificativas apresentadas para o atraso foram:
- Demora na compra das peças requisitadas ao setor de compra;
- Demora na execução das montagens mecânicas e elétricas;
- Demora na liberação na realização de testes de validação;
- Falta de disponibilidade de tempo dos técnicos envolvidos;
69
- Realização de outras tarefas em paralelo;
- Incorreta elaboração do cronograma;
É possível levantar inúmeras dificuldades que não foram observadas na elaboração do projeto,
porem a de maior relevância é o fato de que os profissionais envolvidos, são funcionários do
setor de manutenção onde sua principal obrigação é garantir o funcionamento de uma linha de
produção, ou seja, falta da disponibilidade na dedicação da montagem do dispositivo foi com
certeza ponto decisivo no atraso do cronograma.
Porem com todos os intemperes, obtivemos 99% de aproveitamento na execução de teste
realizados pelo dispositivo, resolvemos o problema de um setor de produção quanto a
qualidade de seus trabalhos, iniciamos um trabalho em conjunto com diferentes áreas de
forma sucinta, expusemos a qualidade técnicas das áreas envolvidas.
Sobretudo fomos capazes de comprovar que a realização de projetos dessa magnitude são
totalmente possíveis de serem realizados apenas com a mão de obra interna da empresa,
reduzindo gastos, construindo equipamentos mais específicos as necessidades de cada setor.
70
4. RESULTADOS
Dentre as diversas razoes para se efetuara a reforma do dispositivo de testes com
certeza, a de maior importância foi a necessidade de se obter uma maior confiabilidade
no trabalho que a máquina realiza, porem todas as demais modificações que foram
efetuadas e que obtiveram ou contribuirão para o bom desempenho do equipamento
formam o indicador do resultado final deste projeto. Todos os itens sejam ele novos ou
reutilizados na nova montagem da máquina contribuem para funcionamento do
equipamento de forma que se um deles falha todas as etapas seguintes são
comprometidas e tudo o que foi feito em uma etapa anterior tem seu trabalho
descartado.
Sendo assim ao longo da execução deste projeto foi possível observar que mesmo
realizadas todas as reuniões com intuito de realizarmos o projeto mais próximo
possível das necessidades do setor, em diversos momentos nos deparamos com novas
necessidades. Podemos citar a necessidade de que futuramente venham a existir outros
modelos de dispositivos de ventilação com diferentes formas e necessidades, sendo
assim é de se esperar que a máquina montada hoje, por não se tratar de um dispositivo
flexível onde poderíamos facilmente nos enquadrar a outras necessidades, tenha que
vir a passar por novas modificações.
O requisito flexibilidade é um termo utilizado para expressar a capacidade de o
sistema produtivo responder à variação da demanda e da variedade de produção de
seus produtos com o menor tempo possível. Trata-se da capacidade de adaptação
dos sistemas e equipamentos que se requer um cenário produtivo de alta variabilidade
de produtos e demandas (SEILONEN et al. 2008).
Quando este projeto foi apresentado a Gerencia da empresa, antes de aprova-lo a
mesma nos fez algumas ressalvas que deveriam ser seguidas como parte integrante
deste projeto. Tais exigência foram rigorosamente seguidas porem, seus efeitos
puderam ser sentidos ao longo da execução do projeto.
Uma das exigências da nossa gestão era de que em momento algum a linha de
montagem deveria ficar sem a máquina de testes, ou seja, a construção do novo
dispositivo de testes deveria ser feito dentro dos prazos exigidos pela produção e em
71
nenhum momento deveria atrapalhar o cronograma de montagem do modelo de
lavadora de roupas que usa o dispositivo de ventilação.
A segunda exigência feita era também de que a dedicação dos profissionais envolvidos
na montagem da nova máquina, estaria sempre em segundo plano, uma vez que a
obrigação dos profissionais de manutenção de manter o funcionamento da linha de
produção, sempre está em primeiro lugar. Sendo assim qualquer prazo estipulado
anteriormente poderia e foi afetado pelas necessidades das Linhas de Produção onde
vimos que o prazo original de 6 meses para o termino dos trabalhos se estendeu para 7
meses.
As reuniões multidisciplinares realizadas para a elaboração de quais seriam as novas
modificações nos proporcionou uma visualização macroscópica do projeto, foi
possível nos anteciparmos a possíveis falhas e corrigir outras já presentes na máquina
existente. Pudemos por exemplo corrigir problemas ergonômicos como a falta de
espaço e o posicionamento do operador, foi possível modificar alguns dos testes
realizados com intuito de se reduzir o tempo total do processo e consequentemente
aumentar à produção.
A elaboração de esquemas técnicos conforme as normas vigentes de segurança como
NBR-5410, NR-10, NR-12 e NR-35 formam um importante resultado positivo para o
novo equipamento uma vez que com isso foi possível obter o esquema elétrico da
máquina como pode ser viso no apêndice A, obtemos um dispositivo que se enquadra
dentro de todas as normas de segurança vigente, fato que irá com certeza contribuir
para futuras intervenções que o setor de manutenção venha a realizar.
A criação de um novo programa de controle dos testes utilizando o software TIA
Portal da Siemens® foi elaborado de forma a atender todas as necessidades declaradas
pelo setor de qualidade, sendo este programa feito da forma mais simples e com maior
número de comentários possíveis dentro do programa Apêndice B, desta forma foi
possível se criar um programa onde sem muitas dificuldades outros profissionais
possam interagir com a máquina consigam entender a forma como o mesmo foi
elaborado, modificando ou encontrado falhas de forma simples e clara.
Com a montagem de um novo painel elétrico de comando e dos novos acionamentos
mecânicos foi possível obter um equipamento de fácil acesso, com maior segurança e
72
agilidade nos processos de reparo, o novo painel atendeu as normas NBR-5410 e NR-
12 que ressaltam a proteção do operador contra riscos de choques elétricos, podemos
ver nas Figuras 24, 25, 26 e 27 como ficaram o novo painel elétrico, os acionamentos
mecânicos e a nova disposição dos instrumentos de teste respectivamente
Por meio de uma correta interpretação do diagrama operacional do sistema,
considerando a ordem de funcionamento de todos os teste, foi possível avaliar cada
etapa do processo de forma sequencial e ordenada. A partir desta análise, um
fluxograma que apresenta cada passo do sistema é gerado, destacando todas as partes
envolvidas no processo de fabricação de panelas, desde a ativação do PLC e IHM até o
seu desligamento.
73
Figura 24 novo Painel Elétrico
74
Figura 25 parte da programação em Lader para controle dos testes.
Figura 25 disposição dos novos acionamentos pneumáticos.
75
Figura 26 Modelo da nova disposição da bancada de testes.
A montagem do novo painel elétrico e mecânico assim como a bancada de teste
priorizarão a organização e a segurança do operador.
Durante a integração maquina software foi possível reavaliar diferentes aspectos
construtivos e operacionais, pudemos modificar alguns itens tentando chegar sempre
melhor utilização da máquina, principais mudanças executadas estão descritas abaixo:
- Readequação dos botões de início de teste, por pedido dos operadores foi possível
realocarmos os botões de acionamento e emergência melhorando assim o acesso aos
mesmos.
- Readequação da posição da IHM, uma vez que a mesma não se encontrava em uma
boa posição de observação.
- Diminuição no tempo de testes de continuidade dos cabos do mecanismo, por
observação do setor de qualidade diminuímos o tempo de execução deste teste uma
76
vez os cabos já chegam com certificação de funcionalidade fornecido pelo fabricante,
conseguimos desta forma diminuir tempo de teste total.
- Criação de uma tela na IHM onde é possível efetuar partes do teste individualmente,
ou seja uma tela de operação manual com intuito de refazer o teste que tenha falhado
ou que tenha gerado alguma dúvida.
- Modificação na altura da bancada de testes, observamos que para operados de menor
estatura o acesso ao equipamento não ocorria de forma natural.
- Modificamos alguns tipos de conexão de cabos com intuito de facilitar a colocação
dos cabos para teste, o método anterior oferecia uma certa resistência no encaixe de
alguns cabos de maior bitola do condutor.
- Por pedido do setor de qualidade criamos uma tela de efetua a contagem de peças
testadas, onde são descritas o número de aprovadas e reprovadas, o horário do teste
como forma de se obter dados estatísticos do funcionamento da máquina e controle de
produção.
A validação do dispositivo ocorreu mediante a realização de diversos testes envolvendo os
diferentes produtos que são utilizados, da seguinte forma:
1 – Realização de testes com 50 dispositivos 110 Vca, em perfeito funcionamento. Onde
obtivemos 100% de aproveitamento dos testes.
2 – Realização de testes com 50 dispositivos 220 Vca, em perfeito funcionamento. Onde
obtivemos 100% de aproveitamento dos testes.
3 – Realização de testes com 50 dispositivos 110 Vca, com falhas conhecidas e geradas por
membros da qualidade. Onde obtivemos 97% de aproveitamento dos testes.
2 – Realização de testes com 50 dispositivos 220 Vca, com falhas conhecidas e geradas por
membros da qualidade. Onde obtivemos 99% de aproveitamento dos testes.
3 – Realização de testes com 50 dispositivos, 110 e 220 Vca, que tiveram cabos
desconectados durante a realização dos testes. Onde obtivemos 100% de aproveitamento.
Abaixo é possível observar o Gráfico 3 que contém dados referentes ao comparativo
do número de testes realizados para liberação do equipamento.
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15
17
19
21
23
25
27
29
31
33
35
37
39
1 Hora 2 Horas 3 Horas 4 Horas
Maqu. Antiga
Maqu. Nova
Gráfico 3 nos mostra um comparativo entre o número de peças produzidas pelas duas maquinas
Ao observarmos o gráfico 3 fica evidente a melhor capacidade de produção obtida
pelo novo dispositivo de testes.
Outro dado importante foi de que de todas as peças produzidas durante o período de
teste de validação não obtivemos nenhuma peça sendo entregue a linha de produção
que apresenta-se qualquer tipo de falha ou seja obtivemos 100% de aproveitamento
nos testes realizados pelo novo dispositivo.
Alguns métodos matemáticos são utilizados pelas empresas nas decisões para
implementação de novos projetos. Geralmente, através de cálculos financeiros, a
viabilidade técnico-econômica é analisada. Este trabalho utilizará dois desses métodos
financeiros para análise da viabilidade técnico-econômica do trabalho executado. Em
ambos os métodos, o fluxo de caixa é utilizado como uma de suas variáveis. Abaixo, a
Figura 27 ilustra o fluxo de caixa de uma empresa e investimento do projeto.
78
Figura 27 Ilustra o fluxo de caixa de uma empresa.
A partir da Figura 27 é de se esperar que em alguns anos o valor gasto com a novo
dispositivo seja compensado pelo aumento na produção, pela garantia da correta
execução dos trabalhos.
Ao observarmos o novo dispositivo em funcionamento foi proposto para um trabalho
futuro algumas importantes modificações que se aplicadas agregaria maior valor a
reforma efetuada, podemos citar entre elas:
- A implantação de um sistema de controle de operação onde cada teste seria feito após
o operador responsável efetuar um login com seus dados, criando assim uma forma de
casamento entre operador e objeto testado.
- Paralelo ao sistema de controle de produção seria implementado o uso de uma
impressora industrial que faria a impressão dos dados de teste aprovado e os dados do
funcionário, hora e dia do teste.
- Existe uma proposta de efetuar a Supervisão dos dados, com envio automático ao
setor de qualidade com intuito de ter informações em tempo real de todo processo
produtivo desta máquina.
79
O requisito Supervisão dos dados pode ser considerado como o responsável por manter
o sistema produtivo em ordem, ou melhor, em pleno funcionamento. Um processo de
automação sem levar em consideração ou sem um sistema de supervisão de dados
seria uma produção “cega”, em outras palavras, uma produção sem um controle
efetivo do que está acontecendo em tempo real no sistema produtivo. No entanto,
algumas empresas de grande porte, não teriam capacidade de produção e não
conseguiriam atuar sem um sistema supervisório eficiente (MORAES E CASTRUCCI,
2001; FAVARETTO, 2001).
80
5 – CONCLUSÕES FINAIS
A proposta deste trabalho teve, em muitas ocasiões, de ser reestudada e rediscutida
a fim de se direcionar com clareza os rumos do projeto. Isto porque observou-se
muitos possíveis problemas, ignorados no momento da idealização do mesmo. A
execução do projeto consistiu-se basicamente de duas etapas; a primeira de estudos
sobre as necessidades da linha de produção sobre os produtos já existentes, a segunda
sobre as especificações técnicas gerais do projeto. Posteriormente estudou-se em
detalhes dos CLP a ser utilizado, junto dos softwares de desenvolvimento.
Paralelamente a isto se deu início às atividades práticas como os novos layouts
esquemas elétrico e mecânico. Durante as montagens foi preciso realizar testes
funcionais sobre a viabilidade da forma como estava sendo desenvolvido o no
programa da máquina, entre outras singularidades, objetivando resolver passo a passo
problemas de hardware limitantes e algumas vezes até rever partes do projeto por
conta disto.
Como etapa final, situações diversas previstas para uma aplicação comum foram
simuladas com os módulos protótipos. Nesta etapa foi possível avaliar
qualitativamente todos os recursos oferecidos pelo sistema, e, apesar do desempenho
satisfatório, foram criticados alguns pontos frágeis e pequenas debilidades,
enquadradas para futuras melhorias. Algumas delas como aprimoramentos do software
de interface com o usuário, maior robustez nas comunicações entre módulos e
considerações prevendo uso incorreto ou mau uso valem atenção para aperfeiçoar a
segurança e confiabilidade do sistema. O intento dos integrantes deste trabalho foi de
mostrar na prática os assuntos estudados durante o curso de graduação.
Dentro da ideia proposta e tempo disponível foram atingidos os objetivos esperados
e obtiveram-se resultados com indicativos promissores. Os experimentos práticos
criaram expectativas otimistas para a continuidade do projeto, com margem para
muitos aprimoramentos, não cabíveis no escopo deste trabalho, mas perfeitamente
factíveis.
A análise dos resultados conseguiu alinhar o conhecimento prático de processo de
fabricação e projeto de desenvolvimento de maquinas elétricas com os dados e valores
fornecidos. Com isso temos certeza de que máquina está funcionando e que sua
81
utilidade (pelo menos didática) está garantida. A análise também explica como a
mudança de parâmetros afeta os resultados.
5.1 - SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS
Como sugestão para trabalhos futuros, torna-se interessante que sejam explorados
assuntos que não estão no escopo deste projeto, mas têm este assunto como ponto de
partida. Em vista disso, proponho que sejam estudados assuntos que não foram
abordados nesse trabalho.
a) Como já foi mencionado, este trabalho preocupa-se com o desenvolvimento
de uma máquina de teste específicos, desenvolvida através de softwares
específicos ou seja, esse estudo não propõe a analisar maquinas já
existentes. Seria interessante, portanto analisar o estudo de uma forma mais
ampla que componha a verificação dos modelos existentes no mercado por
exemplo.
b) Recomenda-se utilizar esse estudo como base para outros trabalhos que
apresentem o mesmo foco. Sugere-se então, que seja verificada a
possibilidade de incluir técnicas que ainda não foram aplicadas neste
projeto, como por exemplo, sistemas de supervisão, redes industriais. Com o
intuito de aprimorar e readequar os automatismos utilizados neste projeto.
c) Este trabalho preocupa-se com a viabilidade econômica de sua projeção,
portanto salienta-se que em prol de reduzir ainda mais o custo de fabricação
do mecanismo, sugere-se utilizar componentes existentes no estoque da
fábrica.
d) A técnica proposta neste trabalho compõe-se basicamente de simulações
computacionais dos processos necessários para que seu funcionamento seja
eficaz, porém sugere-se que para projetos futuros seja construído
fisicamente o protótipo em prol de comprovar a teoria com a prática de
forma mais palpável.
e) Sugere-se que os projetos futuros de mesmo foco, deste trabalho,
apresentem um estudo de caso na área ergonômica do posto de trabalho do
82
colaborador para que assim possa demonstrar melhor os resultados positivos
que o mecanismo automatizado garante ao colaborador e também para que
possa demonstrar os riscos que o processo repetitivo causa ao mesmo.
f) A implantação de uma impressora industrial seria de grande ajuda uma vez
que, com isso conseguiríamos ter um melhor rastreamento do equipamento
que foi testado. Poderíamos colocar em etiquetas referencias como operador
que realizou os testes, hora e data.
Agradeço mais uma vez a oportunidade de poder agregar mais um conhecimento a
minha vida, creio que levarei para toda vida o que aqui aprendi.
83
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS
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Norma técnica ABNT NBR IEC 60601-1:2010 Versão Corrigida:2013
http://www.abntcatalogo.com.br/norma.aspx?ID=307126.
Catalogo de cartões de entradas analógicas para CLP S7-1200
http://www.automation.siemens.com/mcms/programmable-logic-controller/en/simatic-s7-
controller/s7-1200/signal-modules/analog-modules/pages/default.aspx.
Catalogo de transformadores de corrente SIEMMENS
http://www.siemens.com.br/upfiles/878.pdf
Associação Brasileira de Normas Técnicas
http://www.abnt.org.br/
