desenvolvimento - tcc correto
TRANSCRIPT
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
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
PÉRICLES PIRES DE OLIVEIRATAYLLA CARDOSO VITOR
MELHORIA – MUDANÇA DO CONTROLE DA PONTE ROLANTE DE BOTOEIRA PENDENTE PARA COMUNICAÇÃO VIA RÁDIO FREQUÊNCIA
COMISSÃO EXAMINADORA
CATALÃO2012
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.
“Que nenhum de nós se esqueça da força que possui. Que não nos falte fé e amor.”
Caio F. Abreu
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.
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
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
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,
9
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
10
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.
11
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.
12
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
13
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:
14
• 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
15
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”.
16
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
17
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
18
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.
19
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.
20
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.
21
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
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.
23
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.
24
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
25
1.71 50 k 5100 pF 100 k 50 k 0.02 F 200 k 0.1 F
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.
26
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
27
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.
28
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
29
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.
30
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.
31
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.
32
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.
33
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.
34
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.
35