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UNIDADE INTEGRADA SESI SENAI CATALÃO CURSO TÉCNICO EM ELETROTÉCNICA MELHORIA – MUDANÇA DO CONTROLE DA PONTE ROLANTE DE BOTOEIRA PENDENTE PARA COMUNICAÇÃO VIA RÁDIO FREQUÊNCIA PÉRICLES PIRES DE OLIVEIRA TAYLLA CARDOSO VITOR

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UNIDADE INTEGRADA SESI SENAI CATALÃOCURSO TÉCNICO EM ELETROTÉCNICA

MELHORIA – MUDANÇA DO CONTROLE DA PONTE ROLANTE DE BOTOEIRA PENDENTE PARA COMUNICAÇÃO VIA RÁDIO FREQUÊNCIA

PÉRICLES PIRES DE OLIVEIRATAYLLA CARDOSO VITOR

CATALÃO2012

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PÉRICLES PIRES DE OLIVEIRATAYLLA CARDOSO VITOR

MELHORIA – MUDANÇA DO CONTROLE DA PONTE ROLANTE DE BOTOEIRA PENDENTE PARA COMUNICAÇÃO VIA RÁDIO FREQUÊNCIA

Projeto de conclusão de curso apresentado ao curso Técnico em Eletrotécnica como parte dos requisitos necessários à obtenção do título Técnico em Eletrotécnicasob orientação do Professor Márcio Florisbelo.

CATALÃO2012

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PÉRICLES PIRES DE OLIVEIRATAYLLA CARDOSO VITOR

MELHORIA – MUDANÇA DO CONTROLE DA PONTE ROLANTE DE BOTOEIRA PENDENTE PARA COMUNICAÇÃO VIA RÁDIO FREQUÊNCIA

COMISSÃO EXAMINADORA

CATALÃO2012

Page 4: desenvolvimento - TCC correto

Acima de tudo a Deus, pai misericordioso que sempre esta ao nosso lado e por nos privilegiar de exercer uma profissão magnífica. Exaltamos-O pela tua sabedoria ao dirigir nossos passos e por ter nos dado forças, até o presente momento. Queremos agradecer nossos familiares que sempre acreditaram muito no nosso trabalho e nos ajudaram no que foi preciso. Aos nossos colegas de trabalho e supervisores que muito empenharam para nos ajudar em nossas conquistas. À todos os nossos professores, futuros colegas e acima de tudo por terem se tornado grandes amigos, fizeram com que nos continuássemos e chegássemos até onde chegamos. Agradecemos a todos os nossos amigos e colegas de trabalho que de alguma maneira ajudaram para esta realização. E por fim, agradecer nossos docentes pela insistência e confiança que tiveram conosco a fim de nos levar ao término de mais um curso.

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“Que nenhum de nós se esqueça da força que possui. Que não nos falte fé e amor.”

Caio F. Abreu

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RESUMO

As pontes rolantes são hoje uma forma inteligente de transporte interno, basicamente composta de viga, carro e talha, trabalham com agilidade e rapidez sem ocupar espaços internos do pátio/ou pavilhão de trabalho. Independente de seu tamanho, porte e uso, utilizam o Controle dos Comandos com Cabo até a botoeira, para realizar seus movimentos longitudinais (frente e ré), elevação e descida ou de movimento transversal, que é o movimento de um lado para o outro. Quando uma Ponte Rolante é instalada, muitas vezes não são verificados a quantidade de pessoas que trabalham neste local ou o layout dos equipamentos que são colocados ao longo dos anos. Estes fatores podem vir a atrapalhar a movimentação da Ponte Rolante e a segurança do operador devido ao movimento do cabo do controle. Por sua vez, com o avanço da tecnologia, a automatização dos equipamentos hoje se torna quase uma obrigação. Pensando nisso, este projeto mostra o desenvolvimento de um circuito para comando por rádio freqüência para ser adaptado em uma ponte rolante, eliminando a necessidade de cabos para a botoeira de comando e também levando em consideração uma forma prática e segura de operar o equipamento.

Palavras-chave:

Controle Remoto, Emissor / Receptor, Ponte Rolante, Segurança de Operação.

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LISTA DE FIGURAS, TABELAS E GRÁFICOS

Figura 01: Efeito multpath......................................................................................................14

Figura 02: Ponte rolante..........................................................................................................15

Figura 03: Ponte rolante..........................................................................................................16

Figura 04: Talha da ponte rolante...........................................................................................16

Fluxograma 01: Fluxograma de um sistema de uma ponte rolante operada por

radiofreqüência........................................................................................................................19

Figura 05: RT4 (transmissor) e RR3 (receptor)......................................................................22

Figura 06: Transmissão de dados entre MC145026/RT4 e RR3/MC145027.........................23

Tabela 01: Medidas dos componentes escolhidos..................................................................24

Tabela 02: Medias convertidas dos componente escolhidos..................................................25

Figura 07: Receptor................................................................................................................25

Figura 08: Transmissor...........................................................................................................26

Tabela 03: Check-List diário de uma ponte rolante...............................................................30

Tabela 04: Preços e Peças ......................................................................................................31

Page 8: desenvolvimento - TCC correto

SUMÀRIO

1. INTRODUÇÃO.................................................................................................................................9

2. OBJETIVOS....................................................................................................................................11

2.1 Objetivos gerais..........................................................................................................................11

2.2 Objetivos específicos..................................................................................................................11

3. DESENVOLVIMENTO...................................................................................................................11

3.1 Telemetria..................................................................................................................................12

3.2 Rádio Freqüência........................................................................................................................12

3.2.1 Modulação de Sinal.............................................................................................................13

3.2.2 Atenuação............................................................................................................................13

3.2.3 Distorção por Múltiplos Trajetos.........................................................................................13

3.3 Pontes Rolantes..........................................................................................................................14

3.4 O projeto.....................................................................................................................................18

3.4.1 Funcionamento....................................................................................................................19

3.4.2 Características Técnicas Principais......................................................................................21

3.4.3 Segurança na Utilização de Pontes Rolantes........................................................................28

3.4.4 Maior Produtividade............................................................................................................28

3.4.5 Ergonomia (NR 17).............................................................................................................29

3.4.6 Menor Custo de Manutenção e Operação............................................................................29

4. GERAL............................................................................................................................................31

4.1 Check-List Diário.......................................................................................................................31

5. LISTAS DE COMPONENTES – PREÇOS....................................................................................31

5. LISTAS DE COMPONENTES – PREÇOS....................................................................................32

6. CONCLUSÃO................................................................................................................................34

7. REFERÊNCIAS..............................................................................................................................35

7.1 Sites Pesquisados........................................................................................................................35

Page 9: desenvolvimento - TCC correto

1. INTRODUÇÃO

Iniciada no século XVIII, na Inglaterra, a Revolução Industrial traduziu-se, em

"sentido lato", num processo de modificações estruturais profundas na economia, na

sociedade e na mentalidade do mundo ocidental ao longo do século XIX.

Em "sentido estrito", as transformações tecnológicas e econômicas foram, porém, a

imagem de marca da revolução industrial. Grandes descobertas técnicas, amparadas em novas

fontes de energia, motivaram a passagem da manufatura à maquinofatura. A palavra

"indústria" passou a ser utilizada para designar o fabrico, em grande escala, oriundo do

maquinismo e um país industrializado definiu-se pela porcentagem de mão-de-obra e pela

riqueza obtidas através do setor secundário de atividades.

Obviamente, a Revolução Industrial não constou de uma única operação, tal como os

diferentes países foram afetados em épocas e a ritmos também diferentes. Assim, de 1780 a

1840-50, distinguimos uma primeira revolução industrial, liderada pela Inglaterra: foi a

revolução do carvão, do ferro, do algodão e da máquina a vapor, que determinou o

desenvolvimento do Capitalismo Industrial. Por volta de meados do século XIX, a revolução

industrial está em expansão. É a segunda revolução industrial, do aço, do petróleo, do motor

de explosão e da eletricidade, que se espalha pela Europa e atinge a América e o Japão, entre

1850 e 1914.

A agricultura, em conjunto com outros elementos tais como água, energia, saúde e

biodiversidade, tem uma função de grande relevância na conquista do Desenvolvimento

Sustentável. A indústria de fertilizantes por sua vez, tem desempenhado, por mais de 150

anos, um papel fundamental no desenvolvimento da agricultura e no atendimento das

necessidades nutricionais de uma população continuamente crescente. De fato, basta

mencionar que em geral os fertilizantes são responsáveis por cerca de um terço da produção

agrícola, sendo que em alguns países os fertilizantes chegam a ser responsáveis por até

cinqüenta por cento das respectivas produções nacionais.

Os fertilizantes promovem o aumento de produtividade agrícola, protegendo e

preservando milhares de hectares de florestas e matas nativas, assim como a fauna e a flora.

Sendo assim, o uso adequado de fertilizantes se tornou ferramenta indispensável na luta

mundial de combate à fome e subnutrição. O Brasil é um dos poucos países do mundo com

enorme potencial para aumentar a sua produção agrícola, seja pelo aumento de produtividade,

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seja pela expansão da área plantada. Com isto estará contribuindo não somente para uma

maior oferta de alimentos no contexto mundial, mas também para atender a crescente

demanda interna de sua população.

Se há sucessivas instalações agrícolas num solo, há também uma tendência para que o

mesmo venha a diminuir sua fertilidade, uma vez que as maiores partes dos elementos que as

plantas absorvem não voltam ao solo, isto é, são exportados para fora dos locais de onde

foram retirados. A progressiva intensificação cultural vem, no entanto a exigir também a

utilização de produtos capazes de atuar mais rapidamente e com maior eficácia na

alimentação das plantas.

Visando a supressão dessa demanda de fertilizantes no mercado, a Copebrás tem se

preocupado muito com a eficiência de sua produção. E para que isso aconteça, é necessário o

aprimoramento de técnicas para melhorar a qualidade, a rapidez e a seleção do seu produto,

para que o mesmo satisfaça a procura que o agricultor tem.

Por sua vez, para que possa manter uma empresa em seu estado de funcionamento

adequado, necessitamos de manter ou recolocar um equipamento ou instalação em um estado

no qual possa desempenhar uma função requerida, é aí que entra o papel da manutenção.

Manter o chão de fabrica.

Foi visando isso que levantamos essa questão a ser resolvida e melhorada, pois a

manutenção tem também como uma de suas principais funções, o método de incluir uma

modificação de um item ou equipamento.

A mudança na parte elétrica foi então, uma maneira de otimizar o processo de

movimentação de cargas da empresa Copebrás - Unidade Catalão do grupo Anglo American.

Sabe-se que no momento encontra-se no local, Terminal da Copebrás, cujo painel de

acionamento causa falta de segurança do operador e também dificuldades na movimentação

de peças, equipamentos e cargas em geral.

Atualmente existe um grande número de máquinas e equipamentos nas indústrias que

estão sendo automatizados e o objetivo da proposta é de apresentar a melhoria que a

automação traz com a utilização da rádio freqüência no controle de pontes rolantes para ser

adaptado em equipamentos com o controle a cabo, formados por um conjunto de vários fios

chamados de “vias de controle”. Quando a ponte rolante passa a operar com controle remoto

sem fio por rádio-freqüência, usando um receptor e um emissor de sinal para realizar as

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funções de operação, o tempo de manutenção diminui, a produção tem rendimento maior e a

segurança do operador aumenta, podendo ficar distante do equipamento em movimento.

2. OBJETIVOS

2.1 Objetivos gerais

O objetivo deste trabalho consiste a permissão de que a ponte seja controlada por um

controle remoto via rádio freqüência. Por sua vez ele permite que o operador se posicione de

maneira adequada em relação à carga, ou seja, há mais segurança na operação. Levando em

conta também a diminuição da manutenção da mesma.

2.2 Objetivos específicos

Permitir que haja mais segurança do operador em relação ao equipamento e seus

movimentos;

Permitir que a ponte seja controla via radiofreqüência, sendo assim otimizando o

processo;

Permitir a redução de custos e também redução do tempo da manutenção e da

empresa;

Permitir o aumento da eficácia no manuseio da ponte rolante;

3. DESENVOLVIMENTO

Ter o controle de uma Ponte Rolante via rádio freqüência, contribui não só para a

segurança quanto também para o operador da área, trazendo melhorias em todas as formas de

controle da mesma. Portanto, muitos não sabem o processo no qual se dá esse controle. Nosso

projeto consiste em implantar uma melhoria desta maneira. Abordaremos então, o modo que

foi construída a nossa idéia.

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Page 12: desenvolvimento - TCC correto

3.1 Telemetria

O conceito de telemetria já é bastante difundido mundialmente, sendo utilizado

principalmente pelo mundo corporativo. Pode ser aplicada em diversas situações, pois se

baseia na idéia de transmitir e receber dados através de tecnologias de comunicação sem fio.

Ou seja, um equipamento que esteja gerando dados em um determinado local, poderá ter suas

informações enviadas para outro equipamento utilizando a comunicação sem fio.

A telemetria ficou mais conhecida pelo público em geral a partir de seu extenso uso

nas corridas automobilísticas, como no campeonato de Fórmula 1, no qual dados sobre o carro

são coletados para serem estudados pelos especialistas buscando melhores performances e,

conseqüentemente, melhores resultados nas corridas.

Mas a utilização da telemetria extrapola as pistas de corridas, e está presente em

diversos cenários como na agricultura, medicina, varejo, manufatura, empresas em geral e

entre muitos outros casos. Dentre as aplicações de grande valor para a sociedade temos o

acompanhamento do consumo de água, gás e energia elétrica.

3.2 Rádio Freqüência

As ondas de rádio são conhecidas por ondas de radiofreqüências ou, simplesmente,

radiofreqüência. Essas ondas são campos eletromagnéticos utilizados nas comunicações sem

fio. Como essas ondas levam energia de um ponto ao outro, isso permite a comunicação sem a

necessidade de fios, como nas transmissões de televisão, rádio e celulares.

Radiofreqüência são sinais que se propagam por um condutor cabeado, normalmente

cobre, e são irradiados no ar através de uma antena. Uma antena converte um sinal do meio

cabeado em um sinal wireless (sem fio) e vice-versa. Os sinais irradiados no ar livre, em

forma de ondas eletromagnéticas, propagam-se em linha reta e em todas as direções. No

projeto trabalharemos com:

• Ondas Eletromagnéticas - Não requerem meio material. Podem se propagar no vácuo,

ar, água e alguns sólidos. Propagam-se pela sucessão alternada de campos elétricos e

magnéticos mutuamente perpendiculares.

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Page 13: desenvolvimento - TCC correto

3.2.1 Modulação de Sinal

Modulação é o processo o qual voz, música, e outro sinal "inteligível" é adicionado às

ondas de rádio produzidas por um transmissor.

Um sinal de rádio não modulado é conhecido como portadora. Quando se escuta uma

lacuna entre músicas ou anúncios em uma estação de rádio, na realidade, o que se "escuta" é a

portadora. Enquanto a portadora não contém nenhuma mensagem, pode-se dizer que está

sendo transmitida porque anula o ruído de fundo no seu rádio.

A portadora é um sinal analógico em forma de onda, tipicamente senoidal, que será

modulado, ou seja, é alterado para representar a informação a ser transmitida. A portadora é,

geralmente, de freqüência inferior à do sinal que contém a informação (modulador). Podemos

resumir: a modulação é necessária para "casar" o sinal com o meio de transmissão.

3.2.2 Atenuação

Atenuação ou perda de transmissão ocorre com qualquer tipo de sinal, seja digital ou

analógico, transmitido com ou sem fios. Isso ocorre quando há diminuição do sinal à medida

que a distância é percorrida, quanto maior for a distância, maior é a atenuação, até o ponto

que o sinal torna-se fraco e não pode mais ser entendido pelo destinatário. De uma forma

geral, os sinais analógicos podem ser transmitidos a distâncias maiores que os digitais,

enquanto os sinais digitais trabalham apenas com dois sinais distintos (os bits 1 e 0,

representados por diferentes e pequenas tensões elétricas).

3.2.3 Distorção por Múltiplos Trajetos

Quando o sinal RF é refletido em um objeto, múltiplas frentes de onda são criadas, na

verdade, uma para cada ponto de reflexão. Essas múltiplas frentes de onda mover-se-ão em

várias direções, podendo, ainda, chegar ao receptor. Esse comportamento é conhecido como

multipath. Logo, multipath pode ser definido como o sinal original mais as frentes de onda

duplicadas causadas pelas reflexões. Em objetos situados entre o transmissor e o receptor, a

onda original e as frentes de onda duplicadas podem não chegar ao mesmo instante no

receptor, pois normalmente existe um atraso entre elas. No entanto, no projeto não teremos

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Page 14: desenvolvimento - TCC correto

essa possibilidade de distorções, pois não há objetos próximos à Ponte Rolante, onde

pretendemos aplicar a melhoria.

Figura 01:Efeito Multpath

Fonte: Site de Artigos de Redes Wireless

3.3 Pontes Rolantes

As Pontes Rolantes utilizadas nas indústrias para transporte de cargas pesadas,

independente de seu tamanho, porte e uso, utilizam o Controle dos Comandos com Cabo até a

botoeira, para realizar seus movimentos longitudinais (frente e ré), elevação e descida ou de

movimento transversal, que é o movimento de um lado para o outro. Geralmente, a ponte

rolante é fabricada seguindo a norma NBR 8400. Quando uma Ponte Rolante é instalada,

muitas vezes não são verificados a quantidade de pessoas que trabalham neste local ou o

layout dos equipamentos que são colocados ao longo dos anos. Estes fatores podem vir a

atrapalhar a movimentação da Ponte Rolante e a segurança do operador devido ao movimento

do cabo do controle. Este projeto mostra o desenvolvimento de um circuito para comando por

radiofreqüência para ser adaptado em uma ponte rolante, eliminando a necessidade de cabos

para a botoeira de comando. A mesma que está localizada no Terminal da Copebrás tem as

seguintes referências:

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Page 15: desenvolvimento - TCC correto

• Tipo de ponte: motorizada

• Carga: 15 TON. principal

• Ambiente: fechado

• Energia elétrica: alternada, trifásica, 380 Volts

• Sistema de comando: do piso, controle por cabos.

Figura 02:Ponte Rolante

Fonte: Site Crane sets Demang Cranes & Components

1. Guindaste ou talha rolante com acionamento

2. Viga da ponte rolante

3. Placa de extremidade da viga da ponte rolante

4. Cabeceira

5. Acionamento

6. Controle pendente ou radiocontrole remoto

7. Viga da ponte rolante

8. Equipamento elétrico da talha

- com chave fim de curso de elevação

- com detector de carga

9. Amortecedor com grampo

10. Conjunto de trilho C

11. Cabos

12. Abastecimento da Talha

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Page 16: desenvolvimento - TCC correto

Figura 03:Ponte Rolante

Fonte: Produção Própria.

Figura 04:Talha da Ponte Rolante

Fonte: Produção Própria

Norma Regulamentadora - NR 11 – Transporte, Movimentação, Armazenagem e

Manuseio de Materiais

A Norma Regulamentadora NR 11 do Ministério do Trabalho e Emprego estabelece

de acordo com seu artigo 11.1 "Normas de segurança para operação de elevadores,

guindastes, transportadores industriais e máquinas transportadoras”.

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Page 17: desenvolvimento - TCC correto

Dentro do grupo de máquinas transportadoras pode-se encontrar a ponte rolante, a

talha e o pórtico. Estes equipamentos são bastante utilizados nas indústrias metalúrgica,

metal-mecânica, cimento e de pré-moldados, centros de distribuição de aço, entre outras

empresas e segmentos.

O objetivo deste artigo é auxiliar os usuários de ponte rolante, talha ou pórtico para a

aplicação da NR 11 em seus equipamentos, assegurando assim condições mínimas de

segurança na utilização desses equipamentos.

A ponte rolante está no primeiro artigo da Norma Regulamentadora 11 - NR 11 do

Ministério do Trabalho e emprego estabelece a própria função da norma: Normas de

segurança para operação de elevadores, guindastes, transportadores industriais e máquinas

transportadoras.

Os equipamentos utilizados na movimentação de materiais, tais como ascensores

elevadores de carga, guindastes, monta-carga, pontes-rolantes, talhas, empilhadeiras,

guinchos, esteiras-rolantes, transportadores de diferentes tipos, serão calculados e construídos

de maneira que ofereçam as necessárias garantias de resistência e segurança e conservados em

perfeitas condições de trabalho.

A única forma de assegurar que a ponte rolante, talha ou pórtico seja calculada e

construída de maneira a oferecer as necessárias garantias de resistência e segurança é adquirir

estes equipamentos de fornecedores que possuam pessoal técnico qualificado, registrado e que

forneçam a ART Anotação de Responsabilidade Técnica junto ao CREA do Estado onde o

equipamento será instalado.

Para garantir que a ponte rolante, talha ou pórtico sejam conservados em perfeitas

condições de trabalho é necessário que o usuário encontre empresas prestadoras de serviço

qualificadas, experientes e equipadas para atuar neste tipo de equipamento.

3.4 O projeto

As Pontes Rolantes são utilizadas para transportar cargas e percorrer uma determinada

distância no interior de grandes pavilhões ou hangares. Geralmente estas pontes possuem um

controle de comandos a cabo, que fica na mão do operador. Este cabo de comando pode vir a

se enroscar durante o seu trajeto ocasionando falhas devido a ruptura de um ou mais de seus

fios, resultando num tempo de manutenção alto. Além disso, a existência do cabo de comando

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Page 18: desenvolvimento - TCC correto

pode também representar um risco à segurança do operador, uma vez que este tem que

caminhar junto da ponte rolante com a peça suspensa. Se um cabo de sustentação partir ou a

peça simplesmente escapar, pode atingir o operador.

Atualmente existe um grande número de máquinas e equipamentos nas indústrias que

estão sendo automatizados e o objetivo da proposta é de apresentar a melhoria que a

automação traz com a utilização da rádio freqüência no controle de pontes rolantes para ser

adaptado em equipamentos com o controle a cabo, formados por um conjunto de vários fios

chamados de “vias de controle”. Quando a ponte rolante passa a operar com controle remoto

sem fio por rádio-freqüência, usando um receptor e um emissor de sinal para realizar as

funções de operação, o tempo de manutenção diminui, e a segurança do operador aumenta,

podendo ficar distante do equipamento em movimento.

Resumindo, podemos dizer que com o projeto teremos inúmeras vantagens:

Fazer certo as coisas → vantagem em qualidade

Fazer as coisas com rapidez → vantagem em rapidez

Fazer as coisas em tempo → vantagem em confiabilidade

Mudar o que você faz → vantagem em flexibilidade e segurança

Fazer coisas mais baratas → vantagem em custo

Diante das informações chegamos a nos perguntar o porquê devemos trocar a botoeira

da ponte rolante por um controle remoto?

Essa é uma pergunta que ainda assola muitos engenheiros das áreas de projeto e de

manutenção em empresas de todo o país, apesar de estarmos no século XXI. Devo ou não

trocar a botoeira da ponte por um controle remoto sem fio? Uma das dúvidas levantadas pelo

pessoal técnico da velha guarda é a credibilidade: controle remoto realmente funciona? Sim,

funciona! Funciona tão bem que hoje em dia estamos cercados de sistemas que funcionam

sem fio, seja dentro das nossas casas ou dentro de nossas empresas. Á grande diferença é que

um controle remoto industrial é fabricado para atender as mais rígidas normas de segurança,

de forma que possa ser operado num ambiente fabril com total segurança, sem riscos para os

operadores. Além disso, para um controle ser fabricado e/ou vendido no Brasil, ele precisa da

certificação Anatel. Se possui certificação, é porque atende os requisitos mínimos exigidos

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Page 19: desenvolvimento - TCC correto

CONTROLE EMERGÊNCIA

EMISSÃO DE SINAL

RECEPTOR

SINAL NORMAL

REPETIÇÃO DAS FUNÇÕES

EMERGÊNCIA

MULTIPLICADOR

BLOQUEIO

INVERSOR DE SINAL DE FREQUÊNCIA

S D DIR ESQ F T

NÃO

SIM

SIM

NÃO

SIM

NÃO

pela norma. Com o controle remoto temos: Maior Produtividade, maior segurança, menor

custo de manutenção.

3.4.1 Funcionamento

Para melhor entendimento do funcionamento da ponte rolante operada por rádio

freqüência, veremos a seguir um fluxograma contendo as informações básicas do mesmo.

Fluxograma 01:Fluxograma de um sistema de uma ponte rolante operada por rádio-freqüência.

Fonte: Produção Própria.

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Page 20: desenvolvimento - TCC correto

Transmissor1 – composto por um gerador de oscilações, que converte a corrente

elétrica em oscilações de uma determinada frequência de rádio; um transdutor que converte a

informação a ser transmitida em impulsos elétricos equivalentes a cada valor e um modulador,

que controla as variações na intensidade de oscilação ou na frequência da onda portadora,

sendo efetuada em níveis baixo ou alto. Quando a amplitude da onda portadora varia segundo

as variações da frequência e da intensidade de um sinal sonoro, denomina-se modulação AM.

Já quando a frequência da onda portadora varia dentro de um nível estabelecido a um ritmo

igual à frequência de um sinal sonoro, denomina-se modulação FM;

Receptor2 – Tem como componentes principais: a antena para captar as ondas

eletromagnéticas e convertê-las em oscilações elétricas; amplificadores que aumentam a

intensidade dessas oscilações; equipamentos para desmodulação; um alto-falante para

converter os impulsos em ondas sonoras e na maior parte dos receptores osciladores para

gerar ondas de radiofrequência que possam se misturar com as ondas recebidas.

Analisando o Fluxograma da página anterior, tem-se:

O transmissor do sistema faz com que ao ser pressionada uma tecla, um sinal seja

emitido em direção ao receptor acoplado à ponte rolante que ativa um relé ligado ao

comutador dos motores que se deseja operar.

O primeiro bloco (cor verde) apresenta o controle manual, que possui controle de

funções e acionamento de emergência. Sendo que através dele é realizada a emissão de sinais.

Os botões podem ser acionados com um simples toque para ajustes de posicionamento

e pressionamento contínuo para deslocamentos maiores. Já o botão de emergência, com um

simples toque, bloqueia todas as demais funções.

O segundo bloco do fluxograma (cor azul) nos mostra o receptor que transfere os

sinais do controlador e inverte os sinais de freqüência em funções e as envia para os

atuadores. Caso haja uma perda de sinal, emite-se um comando imediato do bloqueio das

funções, semelhante ao obtido através do acionamento do botão de emergência.

A função do multiplicador está relacionada ao movimento contínuo dos atuadores, ou

função de repetição, utilizada para o deslocamento da ponte em distâncias maiores.

1 Funcionamento e componentes de um transmissor.2 Funcionamento e componentes de um receptor.

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Page 21: desenvolvimento - TCC correto

O terceiro bloco (cor lilás) refere-se aos atuadores que executam os comandos do

controlador diretamente sobre os comutadores da ponte.

3.4.2 Características Técnicas Principais

Mostra-se aqui neste projeto temos as informações e experiências utilizando os

módulos transmissor RT4 e receptor RR3, que no caso, utilizaremos os mesmos que são

fabricados pela empresa Italiana Telecontrolli. Os módulos produzidos pela Telecontrolli já

são um padrão de mercado, são utilizados como componentes básicos para a construção de

dispositivos como: sistema de alarme para carros, sistema de segurança residencial, controle

remoto para abertura e fechamento de portões, controles para ligar e desligar luzes,

dispositivos sensores, aquisição de dados, robótica e controle em geral. Enfim, um prato cheio

para a construção de dispositivos domésticos e robóticos.

Os módulos RT4 e RR3 têm alcance de até 100m sem obstáculos, desde que a antena e

a fonte de alimentação do transmissor sigam as recomendações técnicas do fabricante. Esses

módulos já saem de fábrica regulados através de tecnologia à laser, dispensando qualquer tipo

de regulagem por parte do desenvolvedor.

Os módulos RT4 e RR3 trabalham nas faixas de freqüências de: 315MHz, 418MHz e

433,92MHz. Os módulos utilizados para criar nosso projeto trabalham na freqüência de

433,92MHz. Você pode escolher usar outros módulos com uma das freqüências citadas

acima, mas o par (RT4 e RR3) deve ter freqüências idênticas para que possa haver uma

comunicação entre o transmissor e receptor.

A largura de banda (para a transferência dos dados) do módulo RT4 é de 4KHz, já a

do módulo RR3 é de 2KHz. Portanto, para que o módulo receptor RR3 consiga receber os

dados corretamente, o transmissor RT4 deverá se limitar a transmitir os dados numa taxa

inferior ou igual a 2KHz.

Para que possa ocorrer a transmissão dos dados de forma digital e seguindo um

determinado padrão através da portadora dos módulos RF RT4 e RR3, utilizamos os famosos

e úteis CIs MC145026 (Encoder) e MC145027 (Decoder), fabricados pela Motorola.

Este projeto, divulga um controle remoto sem fio conectado a Porta Paralela

controlado por um programa, onde poderemos ligar e desligar até 8 dispositivos in.

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Page 22: desenvolvimento - TCC correto

Figura 05:RT4 (transmissor) e RR3 (receptor).

Fonte: Site Telecontrolli RT4 RR3.

Na figura 05, tem-se as fotos dos módulos transmissor RT4, e receptor RR3, ambos

devem operar no mesmo espectro de freqüência. Opta-se em usar os módulos com freqüência

de 433,92MHz por serem encontrados com mais facilidade no mercado nacional dependente

um do outro.

Cálculo da antena de 1/4 de onda

O comprimento preciso da antena é muito importante para que se possa obter um bom

alcance, entre o módulo transmissor e o receptor. Para um módulo que trabalha na freqüência

de 433,92MHz, pode ser usado um fio rígido de cobre (26AWG) como antena, de

comprimento igual a 17,5 cm.

- Comprimento da antena em centímetros:

Comprimento = 7500 / Freqüência em MHz.

Comprimento = 7500 / 433,92.

Comprimento = 17,5 cm.

- Comprimento da antena em polegadas:

Comprimento = 2952 / Freqüência em MHz.

Comprimento = 2952 / 433,92.

Comprimento = 6,8 in.

22

Page 23: desenvolvimento - TCC correto

O CI MC145026 pode combinar até 19.683 endereços no modo trinário (0, 1 e

aberto), usando os pinos (A1,A2,A3,A4,A5,D6,D7,D8 e D9), e 512 endereços no modo

binário (0 e 1).Se forem usados somente os pinos A1,A2,A3,A4 e A5, é possível combinar até

243 endereços no modo trinário e, 32 endereços no modo binário. Dessa forma, os pinos

D6,D7,D8 e D9 são utilizados para transmissão de dados, sendo possível combinar 16 valores

diferentes e enviá-los para o decoder MC145027.

Há também um outro decoder da Motorola, o MC145028 que usa os 9 pinos

(A1,A2,A3,A4,A5,A6,A7,A8 e A9) todos para endereçamento tanto no modo binário como

no modo trinário, esse decoder é mais utilizado para chavear endereços de controle remoto,

possibilitando no máximo 19.683 endereços diferentes.

Tensão de trabalho dos decoders e encoder

O CI encoder MC145026 pode trabalhar numa faixa de tensão de 2,5 a 18V. Já os

decoders MC145027 e MC145028 trabalham entre 4,5 a 18V.

Tensão de trabalho dos módulos RT4 e RR3

O módulo receptor RR3 pode trabalhar numa faixa de tensão que vai de 4,5 a 5.5V. Já

o módulo transmissor RT4 trabalha entre 2,0 a 14,0V.

Figura 06:Transmissão de dados entre MC145026/RT4 e RR3/MC145027.

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Page 24: desenvolvimento - TCC correto

Fonte: Site Módulos RR3 e RT4

A figura anterior mostra a transmissão dos dados digitais entre os pares

MC145026/RT4 e RR3/MC145027. Veja que o encoder MC145026 envia os bits de

endereço/dados serialmente para o módulo transmissor assim que o pino TE tenha sido levado

a nível baixo (0v). Por sua vez, o módulo RT4 transmite os bits modulados através da

portadora de Rádio Freqüência. O módulo RR3 captura os dados e repassa-os para o decoder

MC145027 que faz uma comparação nos bits do endereço recebido com os bits do endereço

de sua própria configuração. Se os endereços forem iguais, os bits de dados ficam disponíveis

nos pinos (D6,D7,D8 e D9) e o pino VT é levado a nível alto (1). O pino VT só permanece

ativo por um instante informando que um dado foi reconhecido e está disponível. Já os pinos

dos dados retém a última informação. Isso é possível porque estes pinos estão ligados a um

latch (um tipo de memória volátil elementar). Esses dados permanecem no latch até que um

novo dado seja enviado e aceito, ou a alimentação da fonte seja interrompida.

Tabela 01:Medidas dos componentes escolhidos.

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Page 25: desenvolvimento - TCC correto

fosc (kHz) RTC CTC' Rs R1 C1 R2 C2

362 10 k 120 pF 20 k 10 k 470 pF 100 k 910 pF

181 10 k 240 pF 20 k 10 k 910 pF 100 k 1800 pF

88.7 10 k 490 pF 20 k 10 k 2000 pF 100 k 3900 pF

42.6 10 k 1020 pF 20 k 10 k 3900 pF 100 k 7500 pF

21.5 10 k 2020 pF 20 k 10 k 8200 pF 100 k 0.015 F

8.53 10 k 5100 pF 20 k 10 k 0.02 F 200 k 0.02 F

1.71 50 k 5100 pF 100 k 50 k 0.02 F 200 k 0.1 F

Fonte: Produção Própria.

Para que os CIs MC145026/27 trabalhem conforme o esperado é importante

escolhermos os valores dos capacitores e resistores mostrados na tabela acima, elaborada pelo

fabricante. Observem a primeira coluna da tabela, lá se encontram as freqüências, e nas

demais colunas, os valores dos componentes (resistores e capacitores) necessários para

produzi-las.

Aquino nosso projeto, escolhemos a freqüência de 1.71KHz (última linha da tabela).

Não escolhemos por à caso essa freqüência, mas porque é a única freqüência da tabela que

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1.71 50 k 5100 pF 100 k 50 k 0.02 F 200 k 0.1 F

Page 26: desenvolvimento - TCC correto

não excede o limite da banda passante do módulo receptor RR3, que é de 2KHz.

Para facilitar a aquisição dos componentes no mercado, o resistor de 50K ohm pode

ser substituído por um de 51K ohm, o capacitor de 5100pF pode ser substituído por um de

5,6nF(poliéster). Para ficar mais legível, as medidas dos capacitores C1 e C2 formam

convertidas de micro para nano, conforme mostra a tabela abaixo.

Tabela 02:Medidas convertidas dos componentes escolhidos.

1.71 51 k 5,6 nF 100 k 51 k 22 nF 200 k 100 nF Fonte: Produção Própria.

Figura 07:Receptor

Fonte: Produção Própria (Proteus).

O circuito acima utiliza dois decoders MC145027 para poder disponibilizar 8 bits de

saída. Se desejar controlar somente 4 saídas, elimine o arranjo de componentes MC145027.

Os LEDs no caso serão substituídos por oito relés que controlarão os comandos.

De acordo com o uso que desejado, o sinal emitido pode ligar ou parar o relé por um simples

toque, ou então ele pode se colocar em funcionamento quando pressionamos o botão e parar

logo que retiramos o dedo.

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Page 27: desenvolvimento - TCC correto

Figura 08:Transmissor

Fonte: Produção Própria (Proteus)

Utilizando-se de parâmetros padrão para operações de ponte rolante as funções serão

executadas nas seguintes velocidades:

Para elevação e descida:

- 0,4 metros por minuto

- 0,6 metros por minuto

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Page 28: desenvolvimento - TCC correto

Para movimento transversal:

-1,5 metros por minuto

- 6,0 metros por minuto

Para movimento longitudinal:

- 10 metros por minuto

- 40 metros por minuto

3.4.3 Segurança na Utilização de Pontes Rolantes

A botoeira pendente mantém o operador sempre perto demais da carga, pois ela na

maioria das vezes é afixada na talha. Isso coloca o operador em risco a cada movimentação de

carga. Usando o controle remoto industrial o operador se mantém sempre a uma distância

segura da carga, longe de trabalho em altura, afastado dos riscos de tempestades, diminuindo

assim os riscos.

Outro aspecto para que tudo possa correr bem, é a autorização para a manutenção em

pontes rolantes. A pessoa deve ser autorizada e habilitada para exercer a função do

desligamento, desernegização e sinalização do equipamento.

Normas de Segurança para Operadores de Ponte Rolante foram preparadas para

orientar os operadores, estabelecendo procedimentos necessários no desenvolvimento de um

trabalho correto e seguro, pois propicia ao operador ficar ao nível do piso, junto da carga,

mantendo um nível maior de segurança, policiando para que ninguém passe por onde estiver

com movimento de cargas.

Botoeiras de pontes antigas muitas vezes possuem tensão de operação de 220V. Se o

operador está utilizando o equipamento a céu aberto e ocorrer um curto na botoeira, o choque

pode atingir o operador. A situação se complica quando há chuva ou chão molhado.

Com esse projeto estaremos eliminando a movimentação dos cabos e tendo uma

visualização de toda a área de trabalho.

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Page 29: desenvolvimento - TCC correto

3.4.4 Maior Produtividade

Com o controle remoto instalado na ponte, você precisará apenas de uma pessoa para

movimentar uma carga. No caso da ponte rolante com botoeira, o fato da botoeira estar presa

a um cabo é um grande limitador de movimentos e de posicionamento para o operador, que na

maioria das vezes necessita de uma outra pessoa para manipular a carga. Com o controle

remoto, o operador sozinho faz todo esse trabalho, sem a necessidade de um ajudante.

3.4.5 Ergonomia (NR 17)

Um dos grandes causadores de processos trabalhistas é o LER adquirido na operação

repetitiva de equipamentos. Uma botoeira, devido ao seu grande porte, com tamanhos

descomunais e de difícil acionamento, costumeiramente causa problemas de LER. Com o

controle remoto esse risco é praticamente eliminado, pois os controles são ergonômicos,

pequenos e de fácil acionamento, até uma criança consegue pressionar os botões. Aliado a

isso, uma cinta de ombro pode ser utilizada, permitindo que o operador manuseie o controle

sem necessidade de segurá-lo com as mãos.

Norma Regulamentadora 17 - NR 17 - Ergonomia

17.1.2. Esta Norma Regulamentadora visa a estabelecer parâmetros que permitam a adaptação

das condições de trabalho às características psicofisiológicas dos trabalhadores, de modo a

proporcionar um máximo de conforto, segurança e desempenho eficiente.

3.4.6 Menor Custo de Manutenção e Operação

Esse é um dos pontos polêmicos quando se fala em tirar uma interface simples

(botoeira) para colocar uma interface de equipamento (controle remoto). Quando se tem uma

botoeira, cujo investimento de instalação é bastante baixo, há um excesso de quebras da

botoeira pois, pelo fato de ficar dependurada, muitas vezes quando o operador solta a botoeira

após terminar a operação, ela balança (efeito cipó) e bate na carga, danificando a carcaça

muitas vezes ou prejudicando algum botão. Da mesma forma, quando necessita subir na carga

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Page 30: desenvolvimento - TCC correto

para passar o gancho, por exemplo, o operador atira a botoeira para cima da carga, ela bate na

carga e quebra. Essas situações são normais do dia a dia, como inúmeras outras que

acontecem a todo instante.

Botoeira quebrada, ponte parada. Se tiver material para troca e houver disponibilidade

de tempo da manutenção, o equipamento volta a operar. Se não tiver, horas preciosas são

perdidas até que alguém tome uma atitude e conserte. Esse tipo de situação é corriqueira e

acontece a todo momento. Somando-se o custo de todas essas paradas de máquina (e de

produção), mais o custo da manutenção e das peças chega-se a um valor bastante expressivo.

Quando se tem um controle remoto, cujo investimento hoje em dia já não é tão alto

como já foi, o custo de hora de máquina parada é bem menor, por vários motivos: 1) O

equipamento fica dentro de uma capa de couro, pendurado no ombro do operador e portanto

não quebrará facilmente. 2) Se o equipamento cair no chão, ele está protegido pela capa de

couro, que amortecerá a queda e evitará o dano. 3) Mesmo sem capa, os controles remotos

suportam quedas normais se forem derrubados de uma altura de até 1,5m, pois são feitos de

ABS de alto impacto.

Se mesmo assim o operador conseguir quebrar o equipamento, como a Seyconel vende

o seus controles remotos industriais em sistema Combo, com dois transmissores, é só retirar o

equipamento quebrado da produção, e enviar para manutenção, e substituí-lo pelo

equipamento reserva (combo), colocando a ponte rolante para funcionar praticamente de

imediato, sem perdas de produção. E, ainda assim, se o transmissor reserva, por exemplo,

estiver “sem pilhas”, pode-se desamarrar a botoeira (que estaria presa na ponte, como backup

reserva) e continuar a operar a ponte, sem perdas de produção, até se colocar o controle

reserva em operação. Ou seja, sua interface de comando da ponte deixaria de ser única

(botoeira) para ser múltipla (transmissor principal, transmissor reserva e botoeira). Sua ponte

não ficará parada por falta de comando.

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Page 31: desenvolvimento - TCC correto

4. GERAL

Vantagens:

- Melhor segurança do Operador;

- Melhor movimentação de cargas;

- Menores custos;

- Maior eficiência e eficácia;

- Redução do tempo e facilidades de manutenção, preditiva, corretiva e preventiva;

Desvantagens:

- Custo elevado em um primeiro momento, mas posterior ganho relacionado a

segurança.

4.1 Check-List Diário

Tabela 03:Check-List diário de uma Ponte Rolante

Fonte: Produção Própria.

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Page 32: desenvolvimento - TCC correto

5. LISTAS DE COMPONENTES – PREÇOS

Tabela 04:Preços e Peças

Quant. Peça Valor

01 Conjunto Emissor RT4 e Receptor RR3 R$ 19,90

01 CI MC 145026 R$ 5,52

01 CI MC 145027 R$ 9,05

02 Resistência – 51kΩ R$ 0,20

01 Resistência – 100kΩ R$ 0,10

08 Resistência – 300kΩ R$ 1,60

01 Resistência – 320 kΩ R$ 0,20

01 Resistência – 200kΩ R$ 0,20

01 Capacitor - 50µf R$ 0,57

01 Capacitor - 22µf R$ 0,15

01 Capacitor - 100µf R$ 0,35

02 Antena R$ 33,70

01 Bateria – 5v R$ 29,90

02 Placa Virgem - R$ 11,80

00 Mão de Obra R$ 0,00

06 Botoeiras – 5v R$ 19,29

08 Conj. 8 Relés – (5v-250v) R$ 79,90

01 Painel Elétrico - R$ 81,90

01 Botoeira de Emergência R$ 35,00

Total R$ 329,13

Controle Reserva R$ 658,26

Fonte: Produção Própria.

Para maior segurança e maior agilidade, nosso projeto possui um vasto estoque, sendo

assim, se caso o controle der problema teríamos um reserva, juntamente com peças. Isso

explica o preço dobrado na tabela acima.

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Page 33: desenvolvimento - TCC correto

Além de trazer benefícios na área de segurança do operador, custo de manutenção,

melhoria na movimentação de cargas, melhoria na movimentação do operador, entre outras.

Temos também uma visão ampla para o resultado em preços menores.

Tendo por base em pesquisas feitas durante o desenvolvimento do projeto, o custo de

uma implantação de controle remoto em ponte rolante, ficaria na faixa de R$ 1800,00 à R$

2000,00, sem faixa de instalação, que no caso pode ser instalada pelos próprios funcionários

da empresa - Copebrás-Catalão.

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Page 34: desenvolvimento - TCC correto

6. CONCLUSÃO

Através da obtenção de dados, verificações e observações percebe-se a grande

dificuldade do manuseio de equipamentos que são operados pela ponte rolante localizada na

empresa, Copebrás-Catalão. Desde então surge à visão ampla de que necessitando de uma

melhoria, o seu funcionamento se tornaria melhor e mais eficaz.

Com base nos estudos, surge o projeto. Desde então, não é difícil perceber o quanto

mudaria pra melhor se obtivesse o conceito de uso da implantação da radio freqüência. Que

por sua vez faria com que a inovação, que hoje, sem duvidas vem avançando cada vez mais

no nosso meio de trabalho, meio particular, entre outros.

Com a instalação deste projeto de operação por rádio freqüência, temos um menor

investimento financeiro do que a troca por um equipamento novo. Apresenta menor prazo de

instalação, eficiência, confiabilidade e segurança de operação. A operação dele permitirá uma

melhora significativa na produção, com a agilidade na movimentação de materiais,

diminuição na manutenção, e uso de peças para reposição, diminuindo possíveis riscos de

acidentes aos operadores.

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Page 35: desenvolvimento - TCC correto

7. REFERÊNCIAS

ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas - NR 11 - TRANSPORTE, MOVIMENTAÇÃO, ARMAZENAGEM E MANUSEIO DE MATERIAIS: Portaria GM n.º 3.214 - NR 11- DOU06/07/78.: 08 de junho de 1978________NR 17 - ERGONOMIA: Portaria GM n.º 3.214 - NR 17- DOU06/07/78.: 08 de junho de 1978

7.1 Sites Pesquisados

Seyconel Automação Industrial. Disponível em: www.seyconel.com.br. Acessado em outubro de 2012.

O papel da Manutenção nas empresas. Disponível em: www.diagnerg.com.br. Acessado em novembro de 2012.

Check-List Ponte Rolante. Disponível em: pt.scribd.com. Acessado em novembro de 2012.

Tecnologias Conscientes. Disponível em: www.ecoconsciente.com.br. Acessado em dezembro de 2012.

Mercado Livre. Disponível em: www.eletronicos.mercadolivre.com.br. Acessado em novembro/dezembro de 2012.

Módulos RT4 e RR3. Disponível em: www.telecontrolli.com. Acessa em novembro/dezembro de 2012.

Artigos de Redes Wireless. Disponível em: www.juliobattisti.com.br/. Acessado em novembro/dezembro de 2012.

Crane sets Demang Cranes & Components. Disponível em: www.demagcranes.com.br/Products/. Acessado em novembro de 2012.

Telecontrolli RT4 RR3. Disponível em: www.telecontrolli.com. Acessado em dezembro de 2012.

Módulos RR3 e RT4. Disponível em: www.vivasemfio.com/blog/. Acessado em dezembro de 2012.

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