BLOQUEIO DE MOVIMENTO INDEVIDO PARA PTM’S

Charles Lindemberg Barbosa de Souza (01) Marcos André da Silva Ferreira (02)

Resumo O presente trabalho evidencia a aplicação de um sistema de proteção contra movimentos involuntários de translação de equipamentos denominados pontes rolantes (ptm’s). A metodologia aplicada é a utilização de portas lógicas para monitoramento do sistema de translação das pontes rolantes, fazendo uso de um micro plc para executar o desligamento da ponte sempre que houver falha do equipamento, relé colado, contator colado, travamento do sistema, etc... A solução adotada garante o desligamento da ponte antes que ocorram danos sérios, tanto ao equipamento quanto às pessoas e poderá ser aplicada em outros equipamentos similares, garantindo a maior confiabilidade e disponibilidade dos equipamentos e reduzindo os riscos com acidentes graves. 1. Introdução As pontes rolantes da fabrica da Albras-Alumínio Brasileiro S.A, situada em Barcarena, estado do Pará, projetadas para execução de tarefas em linhas de cubas eletrolíticas, possuem um sistema de translação realizado por motores de indução trifásicos cuja velocidade dos mesmos é variada por meio de bancos de resistência (aceleração), todo o comando desses motores é executado por meio de relés e contatores de potência.

Imagem I – Ponte Rolante (PTM).

É sabido que, para a execução dos movimentos de translação das pontes, necessários comandos executáveis pelos “operados de ponte rolante”. Esses equipamentos foram projetados para executar tarefas de acordo com a demanda da época (1985), hoje com a empresa buscando aumento de produção, a demanda aumentou demais e os equipamentos passarbem mais exigidos e os movimentos de translação tornaramfrequentes exigindo acionamentos repetitivos em demasia danificando componentes prematuramente e levandocontatos, mantendo o movimento de travontade dos operadores, levando as pontes a sofrerem colisões com os fornos ou com outros equipamentos em seu percurso.

Imagem II – Colisão ocorrida em 201

Imagem III – Queda de conjunCom esse acidente a ponte ficou parada por 120hs (5dias)

A conscientização operacional quanto ao uso das pontes rolantes é de suma importância para o processo essas falhas ocorram mais precocemente e que na ocorrência os mesmos saibam como agir, porémtoma conta do operador e ele deixa de fazer o que é certo para tentar evipior e acaba causando um maior dano ao equipamento.

para a execução dos movimentos de translação das pontes, comandos executáveis pelos “operados de ponte rolante”.

Esses equipamentos foram projetados para executar tarefas de acordo com a nda da época (1985), hoje com a empresa buscando aumento de

produção, a demanda aumentou demais e os equipamentos passarbem mais exigidos e os movimentos de translação tornaram-se cada vez mais

ntes exigindo acionamentos repetitivos em demasia danificando componentes prematuramente e levando-os, às vezes, a colarem seus contatos, mantendo o movimento de translação das pontes mesmo sem a vontade dos operadores, levando as pontes a sofrerem colisões com os fornos ou com outros equipamentos em seu percurso.

Colisão ocorrida em 2011 em uma linha de fornos.

Queda de conjunto de ptm devido batida contra forno Com esse acidente a ponte ficou parada por 120hs (5dias) – Ocasionando

elevada perda de produção.

A conscientização operacional quanto ao uso das pontes rolantes é de suma importância para o processo de modo geral, evitando que com o mau uso essas falhas ocorram mais precocemente e que na ocorrência os mesmos

agir, porém, nem sempre isso ocorre, pois às vezes o pânico toma conta do operador e ele deixa de fazer o que é certo para tentar evipior e acaba causando um maior dano ao equipamento.

para a execução dos movimentos de translação das pontes, são comandos executáveis pelos “operados de ponte rolante”.

Esses equipamentos foram projetados para executar tarefas de acordo com a nda da época (1985), hoje com a empresa buscando aumento de

produção, a demanda aumentou demais e os equipamentos passaram a serem se cada vez mais

ntes exigindo acionamentos repetitivos em demasia danificando vezes, a colarem seus

nslação das pontes mesmo sem a vontade dos operadores, levando as pontes a sofrerem colisões com os fornos

em uma linha de fornos.

to de ptm devido batida contra forno - 2012. Ocasionando

A conscientização operacional quanto ao uso das pontes rolantes é de suma de modo geral, evitando que com o mau uso

essas falhas ocorram mais precocemente e que na ocorrência os mesmos vezes o pânico

toma conta do operador e ele deixa de fazer o que é certo para tentar evitar o

2. Breve histórico A utilização das pontes rolantes era restrita a operadores mais capacitados e experientes em seu manuseio, naquele momento, de demanda compatível com o projeto das pontes, algumas atividades eram executadas com o auxílio das pontes, ex: atividades de troca de anodo, corrida de metal, levantamento de viga etc. e não exigiam demais das pontes. Com o aumento da demanda e a inclusão de novas atividades com utilização das pontes, percebeu-se um aumento elevado nos acionamentos de translação das pontes e isso passou a trazer sérios riscos ao equipamento, uma vez que esse aumento de demanda na produção também trouxe um agravante, as manutenções preventivas não ocorriam de maneira sistemática no equipamento, fazendo com que houvesse períodos mais longos entre manutenções preventivas, desgastando ainda mais os componentes do sistema. Isso passou a ser percebido no aumento de acidentes nesses equipamentos, diversas colisões foram identificadas ao longo desses anos (2010-2013). A tabela abaixo traz alguns acidentes desse tipo envolvendo as pontes.

Tab. I Ano Tipo Causa Provável

2010 a 2011 3 Batidas contra forno Contator de força colado (tentativas de reversão)

2012 Queda do conjunto da ptm

Falha operacional (tentativa de reversão

com relé colado) 3. As pontes rolantes (PTM’s) As pontes rolantes são equipamentos que servem para executar tarefas onde o homem não é capaz, são equipamentos robustos, possuem cerca de 100 ton e auxiliam no transporte e movimentação de elevadas cargas em galpões e salas de processo. Existem, na fábrica da Albras, em Barcarena, somente na área de Redução, 40 ptm’s distribuídas em 4 Reduções, sendo 15 na Redução I, 8 na Redução II, 9 na Redução III e 8 na Redução IV.

Imagem IV – Pontes rolantes (PTM), na Albrás.

4. O micro plc O micro plc é um pequeno controlador lógico programável que é capaz de executar diversos comandos baseados em uma lógica inserida no mesmo, essa lógica pode ser em formato de DIAGRAMA DE BLOCOS ou formato LADDER(contatos). Os blocos em questão são as portas lógicas, blocos de mensagens, etc...

Fig. I – Diagramas de Blocos.

Fig. II – Diagrama LADDER.

5. O projeto O projeto consiste na realização de leituras das condições de funcionamento normal da translação da ponte, essa leitura é realizada levando-se em consideração a operação correta da mesma. A translação da ponte só deve ocorrer nas condições mínimas exigidas abaixo: - Através de comandos realizados de dentro da cabine - Através de controle remoto selecionável no interior da cabine, através de chave seletora cabine/controle remoto. Através da cabine o operador deve estar dentro da mesma e deverá, sempre que for acionar a translação, estar sempre pisando em um pedal (este chamado de condição geral de funcionamento da ponte) que liberará o movimento da ponte através de um contator geral. É necessário que o operador também acione uma “manete” (chave seletora tipo alavanca) para direcionar a ponte para o sentido escolhido (a translação pode ocorrer nos dois sentidos). O pedal citado acima serve para, na ocorrência de falha do equipamento, o operador, ao retirar o pé desse pedal, parar o movimento da ponte através do contator geral. Ver figuras abaixo.

Fig. III – Diagrama geral de força da translação da ponte.

Fig. IV – Diagrama de comando simplificado para translação da ponte.

Do mesmo modo que pela cabine, também existe a condição geral pelo controle remoto que é um botão que deverá estar sempre acionado (ligado) quando da operação da ponte (chamado botão “homem morto”), esse botão ao ser desacionado, por qualquer motivo, também deve desligar o contator geral de translação da ponte.

Porém, o grande problema é que ao ”colar” (travar) um relé ou contator de direção, a ponte inicia um movimento involuntário e o operador, na ânsia de parar o movimento, ou por já haver outro problema na ponte, ao invés de retirar o pé do pedal (cabine) ou soltar o botão homem morto (controle remoto), ou até mesmo acionar o botão de emergência, o mesmo tenta efetuar reversão a fim de parar o movimento involuntário da ponte, e por conseqüência a ponte continua o movimento na direção em que iniciou, acelerando e causando os danos observados anteriormente (figuras II e III), causando grandes prejuízos aos equipamentos e riscos gravíssimos de acidente pessoal. Então, foi elaborado um sistema que pudesse desligar o disjuntor geral da ponte pelo simples fato de uma das condições necessárias para a ocorrência do movimento de translação não estiver conforme, independente de atuação errônea ou não do operador. Abaixo (Fig. V) se tem o diagrama de interligação dos sinais necessários ao monitoramento do sistema, que são: - Pedal da cabine, - Botão homem morto do controle remoto (pto), - Sinais de tensão nas bobinas dos contatores de direção, e - Sinais de retorno de status dos contatores de direção - Botão de reset para, após a correção da falha, realizar o reset do sistema pelo técnico responsável pela correção.

Fig. V

De posse dos sinais digitais necessários, criou-se a lógica, utilizando portas lógicas[1], para o monitoramento do sistema. A lógica foi realizada com a utilização de blocos lógicos AND, OR, TEMPORIZADORES, BLOCOS DE MENSAGENS e saída física para atuação na bobina de trip do disjuntor principal da ponte, presentes no micro plc. A figura VI, abaixo, representa a lógica para um movimento, acompanhada da respectiva tabela verdade.

Fig. VI - Lógica básica para um movimento.

Também houve a inclusão de blocos de mensagens que facilitam ao técnico da manutenção identificar qual falha ocorreu e em qual circuito, através de display alfa numérico frontal no micro plc. Então a concepção final da lógica está representada abaixo na figura VII.

Fig. VII – Lógica final para movimento de translação das pontes rolantes.

6. Funcionamento do sistema O sistema funciona sempre monitorando os sinais principais para movimento da ponte, esses sinais estão conectados em entradas digitais do plc (I1, I2, I3, I4, I5, I6) o que significa que na falha de um desses sinais, inicia-se uma contagem de tempo de 0,75s para então o plc enviar um sinal, também digital através de uma saída física Q1, para a bobina de trip do disjuntor principal da ponte, desligando-o e atuando a frenagem mecânica da ponte, isso tudo antes da ponte iniciar o movimento de aceleração, evitando assim a colisão grave do equipamento. Se, na ocorrência de uma falha que faça o movimento da ponte acontecer involuntariamente, o operador tentar efetuar a reversão ou outro movimento qualquer, o sistema irá enxergar esse erro e atuará, também desligando a ponte. Sempre que ocorra falha, o sistema atuará, desligando o disjuntor e uma mensagem de falha aparecerá no display do plc e indicará qual caminho o técnico deverá seguir a fim de corrigir a falha, somente após a correção da falha o sistema poderá ser “resetado”, caso contrário o sistema não obedecerá ao “reset”. 7. Análise dos resultados Acompanhamento realizado em relatório de turno, onde os técnicos da manutenção que atendem aos chamados para correção de falhas nas pontes

rolantes, tem relatado com relação às falhas no sistema de translação, demonstram a efetividade do sistema de proteção nos movimentos de translação das pontes. Fig. VIII – Relatório de turno para acompanhamento de falhas em ptm’s – Três

falhas que poderiam levar a ponte a movimentar-se sozinha e que foram impedidas pela atuação da proteção.

8. Conclusão O sistema instalado nas pontes rolantes(ptm’s) trouxe um enorme ganho para a operação e manutenção das pontes rolantes, pois fatos como os relatados no decorrer do trabalho(acidentes) não mais ocorreram e garantiram mais segurança na operacionalização das pontes, mais tranquilidade aos operadores e maior disponibilidade e confiabilidade das mesmas. Os resultados observados em relatório de turno mostraram a efetividade do sistema e comprovaram sua eficácia fazendo exatamente aquilo que se esperava, evitar um acidente grave com os equipamentos e pessoas. 9. Refeências Bibliográficas [1] PUCRS – De Castro, FCC; Faculdade de Engenharia Elétrica – Departamente de Engenharia Elétrica; Eletrônica digital; - Site: http://www.feng.pucrs.br/~decastro/pdf/ED_C1.pdf.

1. Engenheiro Eletricista, Instituto Evandro Chagas – MS, Analista de pesquisa e investigação biomédica.

2. Técnico de Manutenção, Albras – Alumínio Brasileiro S.A, Manutenção das Reduções.