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Reviso #5 Pgina 1 de 13 Por Eng. MARCELO Ribeiro da Silva Alta Tecnologia em Instrumentao Industrial

MANUAL

DE

INSTALAO, OPERAO E CALIBRAO

CONVERSOR SONORO

AS-SD04-001

REVISO 5

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NDICE 1. INTRODUO ................................................................................................................... 32. CARACTERSTICAS DO EQUIPAMENTO ............................................................................. 42.1 SENSOR DE RUDO AS-SD04-MIC ................................................................................... 42.1.1 DESCRIO ................................................................................................................. 42.1.2 POSICIONAMENTO ...................................................................................................... 52.1.3 REDUZINDO A INTERFERNCIA ................................................................................... 62.1.4 CONEXES ELTRICAS ................................................................................................ 62.1.5 MONTAGEM ................................................................................................................. 62.2 UNIDADE ELETRNICA ................................................................................................... 72.2.1 MDULO AS-SD04-ADF ............................................................................................... 72.2.1.1 Fonte de Alimentao ............................................................................................... 72.2.1.2 Amplificador, Detector e Filtro ................................................................................. 72.2.2 AJUSTES ...................................................................................................................... 72.2.2.1. Nvel de Entrada ...................................................................................................... 72.2.2.2 Sensibilidade ............................................................................................................ 72.2.2.3. Taxa de Variao ..................................................................................................... 72.2.2.4 . Frequncia de Operao ......................................................................................... 72.2.2 MDULO DE SADA DE CORRENTE AS-SD04-121 ......................................................... 82.2.2.1 AJUSTES ................................................................................................................... 83. INSTALAO .................................................................................................................. 103.1 SENSOR DE RUDO ....................................................................................................... 103.2 UNIDADE ELETRNICA ................................................................................................. 104. OPERAO E AJUSTES .................................................................................................... 114.1 MDULO AS-SD04-ADF ................................................................................................ 114.1.1 FONTE DE ALIMENTAO .......................................................................................... 114.1.2 AMPLIFICADOR, DETECTOR E FILTRO ....................................................................... 114.2 MDULO AS-SD04-121 ................................................................................................. 114.2.1 AJUSTE DE ZERO ....................................................................................................... 114.2.2 AJUSTE DA CORRENTE DE SADA EM 4-20mA ........................................................... 114.2.3 AMORTECIMENTO ...................................................................................................... 114.3 OBSERVAES ............................................................................................................. 115. MANUTENO ................................................................................................................ 125.1 SENSOR DE RUDO AS-SD04-MIC ................................................................................. 125.2 UNIDADE ELETRNICA ................................................................................................. 12ANOTAES GERAIS .......................................................................................................... 13

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1. INTRODUO O Conversor Sonoro AS-SD04-001 converte o rudo proveniente de um moinho de barras ou de bolas em um sinal analgico padro de 4-20 mA na sada, inversamente proporcional intensidade do rudo na entrada. Este sinal analgico pode ser usado para fins de registro, indicao e/ou controle dos processos de moagem, normalmente controlando a alimentao do moinho para mant-lo no carregamento timo, isto , o carregamento que dar a melhor eficincia de moagem. A intensidade e o espectro de freqncias do rudo proveniente de um moinho de barras ou de bolas variam em funo da quantidade de material de processo no seu interior. A intensidade do rudo tanto maior quanto menos material existir em seu interior, devido s barras ou bolas ficarem mais livres para se chocarem entre si e com as paredes do prprio moinho. O sinal de entrada do conversor o sinal gerado pelo Sensor de Rudo AS-SD04-MIC, montado junto s paredes do moinho. Este sinal levado ao Mdulo Amplificador, Detector e Filtro, com seleo de faixa de frequncia de trabalho, AS-SD04-ADF. Este amplificador possui na sua entrada um filtro que ir permitir somente a amplificao de uma faixa de frequncia de sinais previamente escolhidos, que numa fase posterior, sero invertidos e novamente amplificados, obtendo-se uma sada de 0 a 6VCC, inversamente proporcional intensidade do rudo gerado pelo moinho. Este sinal de 0-6VCC ento levado ao Mdulo Gerador de Corrente AS-SD04-121 onde sero realizadas as converses necessrias para os diversos tipos de registradores, indicadores e/ou controladores de processos. O Diagrama de Blocos do sistema do Conversor Sonoro mostrado na Figura 1.1 .

Figura 1.1 Diagrama de Blocos Conversor Sonoro

DIAGRAMA DE BLOCOS

123

AMPLIFICADORDETETORE FILTRO

FONTE DEALIMENTAO

GERADORDE

TENSO

22

4

4 3 2 1

14

4

(FORN. ESPECIAL)

34 12

22

4

GERADOR

CORRENTEDE

4

21

AS-SD04-121

AS-SD04-112

23

1

5

4

AS-SD04-ADF

SADA DE

6

7

10 9

ALIMENTAO127/220V-50/60Hz

SENSOR DE RUIDO

AS-SD04-200

UNIDADE ELETRNICA AS-SD04-100

CONVERSOR SONORO

TENSO

SADA DECORRENTE (4-20 mA)

(0-6 Vcc)

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2. CARACTERSTICAS DO EQUIPAMENTO 2.1 SENSOR DE RUDO AS-SD04-MIC 2.1.1 DESCRIO

O Sensor de Rudo consiste de uma corneta, com elemento captador de bobina mvel e im permanente, associada a um transformador de udio adaptador de impedncia. A Figura 2.1 mostra as diversas vistas com as dimenses principais do Sensor de Rudo.

VISTA FRONTAL VISTA LATERAL

VISTA TRASEIRA

Figura 2.1 Sensor de Rudo Dimenses principais

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2.1.2 POSICIONAMENTO O posicionamento do Sensor de Rudo em relao ao moinho de grande importncia. A sua

posio tima para uma instalao especfica determinada por um processo de tentativas at se obter um sinal gerado pelo Sensor de Rudo que seja uma real indicao das condies de moagem e de carga do moinho. Cada instalao possui caractersticas diferentes. Assim, deve-se utilizar as recomendaes abaixo como um guia geral para se obter o posicionamento timo do sensor: 1. O Sensor de Rudo deve ser montado o mais prximo possvel da superfcie externa do moinho, com a parte frontal livre de quaisquer obstculos. A distncia mxima, em cabo, entre o Sensor de Rudo e a Unidade Eletrnica de 10 (dez) metros; 2. A posio do Sensor de Rudo dever ser prxima ao ponto de impacto da carga do moinho. Este ponto geralmente ocorre na posio 5 horas nos moinhos de bolas ou barras (aproximadamente 150 a partir do pice do eixo transversal, no sentido horrio), conforme mostrado na Figura 2.2 ;

ROTAO

MOINHO

POSIO "5 HORAS"

SUGESTO DE SUPORTE(PELO CLIENTE)

Figura 2.2 Instalao do Sensor de Rudo com refletor

3. A posio do Sensor de Rudo em relao ao eixo longitudinal do moinho depende do nmero de sensores utilizados e do tipo de construo do moinho:

a. Para um moinho com compartimento nico, do tipo seco, a melhor posio do Sensor de Rudo usualmente a 1/3 do comprimento do moinho, contando-se a partir da extremidade de alimentao, ao longo do eixo longitudinal;

b. Para um moinho de compartimento nico, do tipo mido, a melhor posio usualmente a 1/3 do comprimento do moinho, contando-se a partir da extremidade de descarga, ao longo do eixo longitudinal;

c. Para um moinho de 2 (dois) compartimentos, utiliza-se 2 (dois) Sensores de Rudo: o primeiro deve ser instalado em uma posio correspondente metade do comprimento do primeiro compartimento, a partir do extremo de alimentao do moinho; o segundo dever ser instalado em uma posio correspondente a 1/3 do comprimento do segundo compartimento, a partir do extremo de descarga do moinho conforme a Figura 2.3.

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NOTAS1 . A ESTRUTURA SUPORTE DO SENSOR DE RUIDO DEVER SER RGIDA E LIVRE DE VIBRAES.2 . MONTE A UNIDADE SENSORA O MAIS PRXIMO POSSVEL DO MOINHO.3 . SE APENAS UMA UNIDADE SENSORA FOR USADA, MONTE-A NA POSIO A.

EXTREMO DEALIMENTAO

EXTREMO DEDESCARGA

ROTAO

A SER DETERMINADO DURANTE AINSTALAO (APROXIMADAMENTE 30)

A B

Figura 2.3 Posicionamento do Sensor de Rudo

Recomenda-se que durante as fases de montagem e testes, o(s) Sensor(es) de Rudo seja(m)

montado(s) em estrutura(s) temporria(s), at que o tcnico da ENGELETRO determine a(s) melhor(es) posio(es). 2.1.3 REDUZINDO A INTERFERNCIA

Caso o Sensor de Rudo esteja sujeito a interferncias de outras fontes sonoras, dever ser feita uma blindagem acstica para o mesmo. 2.1.4 CONEXES ELTRICAS

A ligao eltrica entre o Sensor de Rudo AS-SD04-MIC e a unidade eletrnica dever ser feita atravs de um cabo blindado com 2 (dois) condutores 2x18AWG + T com malha tranada.

A blindagem deste cabo somente ser ligada na extremidade da unidade eletrnica. No h polaridade na ligao visto que o sinal alternado. Este cabo deve ser instalado em eletroduto metlico exclusivo, no podendo

compartilhar com outros cabos. 2.1.5 MONTAGEM

A estrutura suporte (de responsabilidade do cliente) do Sensor de Rudo deve ser rgida e isenta de vibraes. A base de sustentao do Sensor de Rudo permite uma varredura vertical de 90 e uma varredura horizontal de 360.

A boca do Sensor de Rudo coberta com uma folha plstica, com espessura mxima de 0,025mm, para evitar o acmulo de poeira e/ou gua no interior do mesmo. Esta cobertura plstica colocada de forma a evitar a criao de resistncia acstica.

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2.2 UNIDADE ELETRNICA 2.2.1 MDULO AS-SD04-ADF 2.2.1.1 Fonte de Alimentao

A fonte de alimentao alimentada em 127/220V 60Hz e possui 3 (trs) tenses de sada: -24VCC, +15VCC e 15VCC. No requer ajustes.

2.2.1.2 Amplificador, Detector e Filtro O sinal proveniente do Sensor de Rudo AS-SD04-MIC amplificado seletivamente, atravs de

um estgio ressonante, para eliminar freqncias indesejveis. A faixa de freqncias de operao deste estgio ressonante determinada pelo tipo de moinho a ser monitorado, conforme a Tabela 2.1.

O sinal amplificado seletivamente aplicado ao circuito retificador e dobrador de tenso para ento ser novamente amplificado, agora em corrente contnua e invertido. Esta inverso necessria porque se deseja um sinal de sada inversamente proporcional ao rudo gerado pelo moinho.

O sinal de corrente contnua invertido levado ao circuito detector de valor mdio, que aciona o transistor de sada do Mdulo AS-SD04-ADF, que alimenta o Mdulo AS-SD04-121. Resumindo, o amplificador, detector e filtro AS-SD04-ADF converte o sinal recebido do Sensor de Rudo AS-SD04-MIC em um sinal analgico em CC, para ser utilizado no controle e/ou monitorao das condies de carga do moinho.

O Sinal de Sada ser de 0-6VCC, que alimenta os Mdulos de Sada de Corrente ou de Tenso , inversamente proporcional tenso de entrada. 2.2.2 AJUSTES

Este mdulo possui 4 (quatro) ajustes (Figura 2.4):

Figura 2.4 Mdulo AS-SD04-ADF Diagrama de Blocos

2.2.2.1. Nvel de Entrada O nvel de entrada ajustado pelo trimpot P3 para que fique dentro dos limites permissveis

do sinal de entrada do amplificador, detector e filtro que de uma excurso mxima de 0-250mVCA. 2.2.2.2 Sensibilidade

A sensibilidade ajustada atravs do trimpot P1 para qualquer nvel desejado. Com o moinho operando com carga normal, isto , nas condies ideais de operao, P1 deve ser ajustado para se obter uma sada entre 2,5 a 3VCC. Girando o potencimetro no sentido horrio a tenso de sada aumentar. 2.2.2.3. Taxa de Variao

A taxa de variao do sinal de entrada ajustada atravs do trimpot P2, fazendo com que a tenso de sada seja a derivada da tenso de entrada. Com o trimpot P2 no seu valor mximo, a tenso de sada copia a tenso de entrada. A introduo desta funo (derivada), far com que a sada indique a taxa de variao do sinal de entrada, provocando um amortecimento no sistema. Em condies normais, o trimpot P2 deve ser ajustado para o seu valor mximo, fazendo com que a sada seja exatamente a mesma da entrada, fazendo com que o amortecimento seja zero. 2.2.2.4 . Frequncia de Operao

A faixa de freqncias tpica de operao do sistema funo do tipo de moinho utilizado. A escolha da faixa de freqncias para a aplicao especfica feita atravs das dip switches S1 a S6, conforme a Tabela 2.1 abaixo:

P 1(S E N S IB IL ID A D E )

A M P L IF IC A D O RC .A . R E T IF IC A D O R

P 2(TA X A D E V A R IA O )

E IN V E R S O RA M P L IF IC A D O R

C .C .A M P L IF IC A D O R

F IL TR O"P A S S A F A IX A "

S A D AE N TR A D A

P 3(N V E L D EE N TR A D A )

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APLICAO FAIXA DE FREQNCIAS

(Hz) DIP SWITCH

S1 S2 S3 S4 S5 S6

MOINHO DE BARRAS (moagem seca)

300-450 0 1 1 0 1 0

MOINHO DE PEBBLE

500-900 0 1 0 0 0 0

MOINHO DE BOLAS (moagem seca)

Cimento mido (inicial) 800-1.200 0 1 0 0 0 1

MOINHO DE BOLAS (moagem mida)

1.500-2.000 1 0 1 0 0 1

Moinho de cimento (final)

2.400-3.000 0 0 1 1 0 1

MOINHO DE BOLAS (moagem seca)

Cimento (moagem final) 3.000-3.500 0 0 0 1 0 1

Tabela 2.1 2.2.2 MDULO DE SADA DE CORRENTE AS-SD04-121

O Mdulo de Sada de Corrente AS-SD04-121 um gerador de corrente, operado a partir de sinais analgicos de tenso, provenientes do Mdulo AS-SD04-ADF, para registro, indicao remota e/ou controles.

O mdulo recebe o sinal analgico do Mdulo AS-SD04-ADF, variando de 0-6VCC convertendo-o em sinal de corrente nos padres conforme Tabela 2.2 abaixo:

TIPO FAIXA

(mA CC) Carga mxima

() OBSERVAES 1 1-5 3.000 especial 2 4-20 750 padro 3 0-20 750 padro 4 10-50 300 especial

Tabela 2.2 A linearidade deste mdulo de 1%, podendo operar em temperaturas de 0-60C, com preciso de 1%. 2.2.2.1 AJUSTES

O Mdulo de Sada de Corrente AS-SD04-121 possui os seguintes ajustes (Figura 2.5) abaixo.

Figura 2.5 Mdulo AS-SD04-121 Diagrama Esquemtico

+

-22

R110K

R2110K

R21K

2

3

4 XP3 +C122uF-25VTNTALO

1

XP1

100KR3

R4100K

12 +

13 -14

100KR5

VU1 ALM358H

LM324VU2 D

10KR6

1KR7

M1

M2

SEL. GANHOBAIXO/ALTO

10

9

100KR5

LM324VU2 C

-

+8

R91K

VU1 BLM358H

+6

5

-7

R1110K

R1010K

-15VCC

1N4148VD1

470KR12

XP4

-

3LM324VU2 A+

21

C20,1uF-250V

4K7R13

R144K7

100KR15

VQ1BD 136

20

21

-15VCC

3

+15VCC

+ C3100uF-25V

+

100uF-25VC4

-15VCC

2

1

100uF-40V+ C5

-15VCC

5

6

LM324VU2 B

-

+7 XP2

R1710K

R182,49K

VD21N825

1N825VD3

+15VCC

-15VCC

1KR19

1KR20

ENTRADADE

SINAL

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1. Zero realizado atravs do potencimetro R16, com o moinho operando a vazio. O valor da corrente de sada correspondente ao zero ser de acordo com a tabela 2.2 acima. 2. "Span" realizado atravs do potencimetro R8, com o moinho operando a plena carga. Este potencimetro ajusta o ganho do circuito para que o sinal de sada possa variar em uma faixa de acordo com a tabela acima. 3. Limite de Corrente de Sada realizado atravs do potencimetro R10. Este potencimetro ajusta o valor mximo da corrente de sada, normalmente de 23mA. este ajuste feito em fbrica e no deve ser alterado. 4. Amortecimento

realizado pelo potencimetro R2. Este potencimetro ajusta o tempo de resposta do sinal de sada de corrente em funo do sinal de entrada, em uma faixa de 0,2 a 20 segundos.

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3. INSTALAO 3.1 SENSOR DE RUDO

A instalao do Sensor de Rudo dever seguir as instrues dadas no item 3. A interligao entre o Sensor de Rudo e a Unidade Eletrnica deve ser feita com cabo blindado 2x18AWG + T, malha tranada, conforme a Figura 3.1 . 3.2 UNIDADE ELETRNICA

A caixa da Unidade Eletrnica fornecida com 4 (quatro) presilhas de fixao. Ela deve ser fixada em uma superfcie vertical em local abrigado, livre de vibraes, conforme Figura 5.1.

A unidade pode ser ajustada para ser alimentada em 127 ou 220V 60Hz. Para tal, selecionar a tenso desejada atravs da chave seletora localizada na parte interna da caixa de proteo. Observe o valor do fusvel indicado para a tenso de alimentao escolhida, conforme Tabela 3.1 abaixo :

Tenso de

Alimentao Capacidade do Fusvel

Tamanho do Fusvel

127V 60Hz 300mA 20AG 220V 60Hz 200mA 20AG

Tabela 3.1 A Unidade Eletrnica possui ainda uma chave Liga-Desliga, localizada ao lado da chave

seletora de tenso de alimentao. Na posio Liga haver uma indicao luminosa pelo sinaleiro de cor vermelha, situado na tampa da caixa da unidade.

O Conversor Sonoro SD04 foi projetado para um regime de trabalho permanente. Portanto, dever ser mantido energizado continuamente e somente desenergiz-lo em ocasies especiais.

Depois de instalado, ajustado e calibrado o Conversor SD04 funcionar continuamente.

123

CONVERSORSONORO

12345678

INSTRUMENTOE / OU

SIST. CONTROLE

AS-SD04-001

910

FASE

NEUTRO

SADA DECORRENTE

CABO

CABO

CABO (2x1,5mm + BLINDAGEM)

NC

SENSOR DERUIDO

AS-SD04-MIC

NCNC

(2x1,5mm + BLINDAGEM)

(2x1,5mm + BLINDAGEM)

ENERGIZADO

ALIMENTAO127/220 V - 60 Hz

4 - 20 mA

(AJUSTAR A UNIDADE DE ACORDO)

Figura 3.1

Conversor Sonoro Diagrama de Interligaes

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4. OPERAO E AJUSTES 4.1 MDULO AS-SD04-ADF 4.1.1 FONTE DE ALIMENTAO

A Fonte de Alimentao utiliza circuitos integrados reguladores de tenso e no necessita de ajustes. 4.1.2 AMPLIFICADOR, DETECTOR E FILTRO

a. Ajuste o trimpot P3 at obter uma excurso mxima do sinal de entrada, proveniente do Sensor de Rudo, de 0-250mVCA.

Pontos de leitura: M1 e M2. b. Ajuste o trimpot P1 at obter uma sada de 2,5 a 3,0V, com o Sensor de Rudo enviando

um sinal proveniente do moinho operando em condies normais. Pontos de leitura: M4 e 0VCC. c. O trimpot P2 da Taxa de Variao dever ficar em seu valor mximo. d. O ajuste da faixa de frequncia, atravs das dip switches S1 a S6 dever ser feito para o tipo de aplicao, de acordo com a Tabela 2.1. 4.2 MDULO AS-SD04-121 Para os ajustes descritos abaixo, as tenses devem ser medidas em relao ao ponto XP3 (terminal negativo do voltmetro). A medio de corrente de sada deve ser medida entre os terminais 6 (+) e 7 (-) da rgua de bornes geral. 4.2.1 AJUSTE DE ZERO

Com o moinho girando a vazio, ajuste R16 at obter 0,00VCC em XP4. Anote a leitura da tenso em XP1. 4.2.2 AJUSTE DA CORRENTE DE SADA EM 4-20mA Com o moinho operando com a sua carga mxima: a. Ajuste R8 at obter 20mA na sada. Anote o valor da tenso em XP1. b. Ajuste R16 at obter 20 mA na sada.

Os valores anotados acima devero ser guardados como referncias nas futuras calibraes, quanto a repetibilidade. 4.2.3 AMORTECIMENTO

Este ajuste no influi na calibrao, influindo apenas na velocidade de resposta ao sinal de entrada. Dever ser ajustado atravs do trimpot R2, para um valor de acordo com a necessidade. 4.3 OBSERVAES Ocorrendo variaes na carga de bolas ou barras do moinho, poder ser necessria uma nova calibrao, dependendo da performance requerida.

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5. MANUTENO O Conversor Sonoro SD04 foi projetado para ser um equipamento de alta confiabilidade com o mximo de simplicidade no projeto dos circuitos eletrnicos. A confiabilidade e a simplicidade refletem-se diretamente na baixa manuteno requerida e na facilidade de sua manuteno, quando necessria. 5.1 SENSOR DE RUDO AS-SD04-MIC A manuteno do sensor consiste em uma inspeo regular para verificao da cobertura plstica. Se necessrio, desmonte-a e limpe cuidadosamente o interior do mesmo. Nunca utilize jato de ar comprimido para a limpeza. 5.2 UNIDADE ELETRNICA A unidade eletrnica deve ser mantida sempre com a porta trancada e com os prensa cabos apertados para evitar a entrada de poeira e umidade. Se for disponvel e desejado, a unidade poder ser pressurizada com ar comprimido de instrumentao (seco e filtrado). Pela alta qualidade dos componentes utilizados e dimensionamento dos circuitos, a manuteno corretiva ser muito rara. No entanto, se surgirem problemas, uma inspeo visual dever ser feita a fim de detectar o mau funcionamento de componentes e circuitos devido ao superaquecimento e/ou danos fsicos. No sendo detectado nenhum problema nesta inspeo visual, passe a verificar a presena ou ausncia de tenses de entrada e sada em cada circuito. Verifique os transistores de sada, os transistores amplificadores, os diodos zener e os diodos comuns. Quando houver dificuldades de ajustes, verifique tambm o funcionamento dos trimpots. Aps qualquer manuteno corretiva ser necessria uma nova calibrao.

Figura 5.1 Unidade Eletrnica Dimenses Externas

10

74 74

200

400

326

436

400

90

SINALEIRO"ENERGIZADO"

TRINCOC/ CHAVE

ENERGIZADO

1 . CAIXA EM CHAPA DE AO BITOLA 16.

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NOTAS

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ANOTAES GERAIS

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