resumo da revista "robótica" 77

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PUBLICAÇÃO PERIÓDICA: Registo n.º 113164

ISBN: 152701/00

ISSN: 0874-9019

TIRAGEM: 5000 exemplares

Os trabalhos assinados são da

exclusiva responsabilidade dos seus autores

SUMÁRIO

2 EDITORIAL Passo-a-passo. Sem atalhos 4 ARTIGOS TÉCNICOS [4] Visual Homing of Robot Heads without Absolute Sensors [10] Room Acoustics Simulator for Ultrasonic Robot Location [16] Mobile Robot Electronic system with a Network and Micro-Controller based Interface

24 COLUNA: EMPREENDER E INOVAR EM PORTUGAL Inovar(mos)

26 ESPAÇO QUALIDADE A Importância da Resposta (1ª parte)

28 ACTUALIDADE Notícias da Indústria

36 DOSSIER Automação Industrial

48 INFORMAÇÃO TÉCNICO-COMERCIAL [48] BRESIMAR: Uma escolha racional: H Series – gama de consolas de operação económicas para aplicações simplificadas [50] Consolas de Diálogo Homem-Máquina – SIEMENS SIMATIC HMI [54] M&M ENGENHARIA: Encurtar tempos ao processar PLCs [56] ABB lança robô de pequenas dimensões [58] PROSISTAV: Pequeno, inteligente, SLIO® – O novo sistema de I/Os descentralizados da VIPA [60] Produtos BlueGiga e Sierra Wireless na LUSOMATRIX [62] RUTRONIK: Amplificador para termopares, preciso e digitalmente configurável [67] IGUS: Acessórios para robôs – Muitas novidades no fornecimento de energia e dados [68] MOTOFIL: Células de fabrico flexíveis ao serviço da indústria de painéis fotovoltaicos [70] Cabos para robô PROFINET/AIDA da WEIDMüLLER [71] SEW-EURODRIVE PORTUGAL: Ficha Prática 72 REPORTAGEM [72] 20 Anos a Inovar com a “robótica” [75] Produtividade, Liderança e Competitividade em Aveiro [76] Instrumentação e Controlo em foco na 1.ª Conferência da ISA Portugal [78] Soluções de Manutenção Industrial na SEW-EURODRIVE PORTUGAL

82 TABELA COMPARATIVA Módulo I/O

86 BIBLIOGRAFIA

88 PRODUTOS E TECNOLOGIAS Novidades da Indústria

110 FEIRAS E CONFERÊNCIAS Calendário

111 FEIRAS Eventos e Formação

112 LINKS Substitutos? Naaah!

APOIO À CAPA

Cabos para robô PROFINET/AIDA da Weidmüller

Na feira SPS/IPC/Drives de 2009, a Weidmüller apresentou pela primeira vez um sistema de

instalação contínua para a transmissão de energia, sinal e dados em engenharia de automação

de acordo com os requisitos da AIDA. Toda a informação no artigo da página 70.

wEIDMüLLER – SISTEMAS DE INTERFACE, S.A.

Tel.: +351 214 459 190 . Fax: +351 214 455 871

[email protected] . www.weidmuller.pt

[ FICHA TÉCNICA ]

D A M E S A D O D I R E C T O R

2[ ] ��robótica

J. Norberto Pires Prof. da Universidade de CoimbraCEO do Coimbra Inovação Parque

Passo-a-passo. Sem atalhos

Dizia recentemente um grande industrial europeu aos seus vários colaboradores, na reunião anual da empresa, depois de ter instalado várias unidades na China e países de leste: “Foi um erro. Temos de voltar a aprender a fazer o que sabíamos fazer. Com qualidade. Liderando a inovação técnica. E fazer aqui na nossa casa. Na Europa.”. Deslocalizar a produção para reduzir custos não é sustentável e funciona contra o modelo europeu.

Portugal tem desmerecido uma estratégia que coloca o foco nas pessoas e na sua capacidade de reinventar o seu futuro. Uma estratégia clara de desenvolvimento teria tornado evidente a necessidade de reforço da capacidade científica e técnica, a necessidade de cuidar a educação como recurso nacional precioso, bem como a imperiosa necessidade de incentivar a criatividade e capacidade empreendedora. Como muitas empresas europeias, Portugal preferiu meter-se por atalhos esquecendo que o futuro se constrói passo-a-passo.

Precisamos essencialmente daqueles que investem em Portugal para utilizar a qualidade dos nos-sos recursos humanos, para quem constituímos uma vantagem competitiva porque identificam os nossos sucessos na transformação de conhecimento em ideias de negócio e em empresas, que reconhecem a nossa capacidade criativa. Não precisamos do investimento que tem como único objectivo salários baixos ou incentivos financeiros à instalação. São atalhos. E quem se mete por atalhos... mete-se em trabalhos.

Nessa perspectiva é muito importante reconhecer o papel do consórcio INOV-C, liderado pela Uni-versidade de Coimbra, nessa nova atitude do Centro de Portugal. Na verdade, o consórcio permite um conjunto de sinergias alargadas num conceito de parque de ciência e tecnologia multipolar alargado à região, e no qual se inclui, entre outros, o iParque, o Biocant e o IPN. As vantagens são as da integração, da coordenação próxima, da eficácia e da não duplicação de meios e infra-estruturas. A candidatura foi aprovada pela Comissão Directiva do Programa Operacional Regional do Centro em Dezembro. Ao todo foram atribuídos cerca de 23, 5 milhões de euros de FEDER ao projecto conjunto. O iParque candidatou as suas duas fases de construção - que incluem os terrenos, as infra-estruturas, o Business Center, o edifício Nicola Tesla (acelerador de empresas), o sistema de mobilidade do parque e as infra-estruturas de comunicação – num total de 24.390.000 euros. Esta aprovação atribui ao iParque 11.045.040 euros de FEDER.

O objectivo é ser uma das 100 regiões mais inovadoras da Europa e por isso atractivos para inicia-tivas empresariais que signifiquem um considerável investimento estrangeiro diferenciador, que é necessariamente o investimento na nossa capacidade de sermos criativos e empreendedores. Esse é que é o investimento relevante e sustentável.

J. Norberto Pires

(também publicado no Jornal de Notícias de 16 de Dezembro de 2009)

A R T I G O T É C N I C O

[ ]4 ��robótica

Visual Homing of Robot Heads witHout absolute sensoRs

Bartosz Tworek1, Alexandre Bernardino2 and José Santos-Victor2

1 Faculty of Electrical Eng., Automatics, Computer Sc. and Electronics, AGH University of Technology and Science, Krakow, Poland

[email protected] Institute for Systems and Robotics,

Instituto Superior Técnico, Lisboa, Portugal{alex,jasv}@isr.ist.utl.pt

abstRactWith the increasing miniaturization of robotic devices, many actuators lack absolute position sensing. In these cases the initial position of the joints is unknown at startup. In this paper we present a vision based method for the automatic homing of serial kinematic structures composed of rotational joints, and having a perspective camera on the end-effector. Examples of such systems are pan-tilt surveillance cameras and most kinds of humanoid robot heads. The method is based on producing motions with known amplitude in one of the joints of the kinematic chain to induce image motion in the camera. The analysis of the induced homography allows the computation of the unknown angle of the other joint. The method can be iterated on more axes to calibrate longer serial chains. It requires calibrated cameras, static objects while homing and short links in the kinematics structure (or, equivalently, far away objects). We have implemented and validated the method in a small humanoid robot head.

1. intRoductionMany off-the-shelf DC motors are equipped with incremental encoders as the main feedback sensor, lacking absolute position sensing. These types of motors are often used in the construction of robots and other automated devices. In these systems it is not possible to know the initial position of the joints at startup and a procedure is necessary to set the robot to a known state, denoted as home or zero position.

To address this problem, it is usual to equip the robot with limit switches, or homing switches, that detect when the axes are in particular angular positions. However, due to miniaturization constrains, it may not be pos-sible to install such sensors in the robot. Another possibility is to drive the axes to a mechanical stop and monitor the motor current. When the cur-rent exceeds a certain value, then the motor has reached the mechanical limit, whose angle can be known a priori. However, this procedure adds a source of physical stress in the system and may damage the mechanical components in the long term.

Even when the above strategies are feasible, they require the careful placement of limit and home switches, and a precise measurement of mechanical limits. Additionally, when attaching the cameras to the end-effector, there are always some misalignments that may degrade the initial calibration procedure.

In this paper we propose a solution to this problem for certain types of kinematics structures having cameras at the last joint of the chain. We present a self-homing procedure for system start-up that does not require absolute sensors, neither home/limit switches, nor the need to drive the system to mechanical hard stops. Instead, it performs small prospective motions in the robot joints and observes the image motion induced in the camera. It is assumed that the scene is static and that axes almost intersect (or, equivalently, objects are distant enough from the camera with respect to the length of the kinematics links). In these circumstances the induced image motion only depends on the given motion and the angle between the camera’s optical axis and the rotation axis. By iterating this procedure in the several robot axes, it is therefore possible to automatically determine the wake-up state of the system.

There are very few works addressing the problem of visual based homing. Sometimes visual homing denotes the process of driving a system to some known position in the environment (see for instance [9]). In our case we drive the robot to a known kinematic configuration rather that a known position in space. To the best of our knowledge, the only work related to ours is [10] where the home configuration of a robot arm is achieved using images taken from outside cameras. In our case the cameras are “inside” the robotic system being calibrated.

The types of kinematic structures we consider are very common both in surveillance cameras and in robot heads. We implement the method and present results in a small humanoid robot head, calibrating its eyes and neck. Notwithstanding, the principle can be easily extended for other serial kinematics structures.

This paper is organized as follows. In Section 2 we formulate the problem in terms of the system kinematics and a homography estimation procedure. Then, in Section 3 we present a methodology to estimate the particular homographies arising in this problem. Section 4 is devoted to the presenta-tion of experimental results of the application of the proposed method to the automatic homing of a small robot head. Finally, Section 5 presents the conclusion of the work and directions for future developments.

2. PRoblem foRmulationIn this section we formulate our problem in terms of a homography estima-tion problem. A homography is a transformation that is able to explain the relationship between the points observed in an image before and after a rotation of the camera. From the homography it is often possible to recover the rotation angles. Therefore, we are going to analyze the homography arising from the prospective motions applied to the robot, as a function of the initial, unknown, joint angles.

Let us consider initially the tilt-pan kinematics structure presented in Fig. 1. A camera is attached first to a pan unit, and then the pan unit is attached to a tilt unit. A similar analysis can be made for other kinemat-ics structures.


[ ]5��robótica

Figure 1 . Left: the kinematics structure of the pan-tilt system considered in this paper. Right:

the adopted orientation for all the involved coordinate frames.

Considering identical reference coordinate frames for all joints in the canonical state, as shown in Fig. 1, the rotation matrix representing the camera’s orientation with respect to the world reference frame depends on the pan and tilt angular displacements:

with and

Fixed points in the world, at coordinates (X, Y, Z) can be expressed in the camera frame by:

The perspective projections of these points in the image plane have the following normalized coordinates:

Let us consider that, at start-up, the system has initial angles qt0 and q

p0.

These angles are unknown when the system is turned on. Then, a pro-spective motion of the tilt unit is performed: the tilt angle is changed by q

t. This process is illustrated in Fig. 2.

Figure 2 . The geometry of the system before (a) and after (b) the prospective motion.

For the sake of simplicity, and without loss of generality, we can consider a null initial tilt angle, q

t0 = 0. This corresponds to set the world reference

frame aligned with the initial robot’s tilt frame. In the above conditions, points observed by the camera at system start-up are at coordinates:

(1)

(2)

After the tilt’s prospective motion, these points are observed in new im-age coordinates:

(3)

(4)

Let us recall that we are willing to estimate qp0

, the unknown pan angle at start-up. q

t is a known, actuated angle. The image coordinates x

0, y

0,

x1 and y

1 can be measured from the images by suitable image feature

detectors and trackers, and X, Y and Z are unknown 3D coordinates of world points. Our objective now is to eliminate these coordinates in the previous equations.

From equations (1) and (2) we can write the following constraints:

(5)

(6)

Now, dividing both the numerator and denominator of Eqs. (3) and (4) by X, and introducing the constraints in Eqs. (5) and (6), we obtain:

(7)

(8)

These equations can be rewritten in the homography form:

(9)

A close inspection to the homography matrix shows that it has some repeated entries and only 6 of them are different. It has the form:

(10)

In the following section we will describe a method to estimate the entries of this matrix from the visual data. Once the homography is estimated, we can compute the unknown angle q

p0 by, e.g.:



Room Acoustics simulAtoR foR ultRAsonic Robot locAtion

Daniel Albuquerque, José Vieira and Carlos BastosDepartment of Electronics, Telecommunications and Informatics

University of Aveiro, [email protected], [email protected], [email protected]

AbstRActIn this paper we present a room acoustics simulator based on an hybrid method. This method considers all the wave reflections as specular which is a good approximation to the way the sound waves propagate in a closed space, when the wave length is much smaller than the obstacles. Although other acoustic simulators are available, they are difficult to modify. Building this simulator from the beginning, will allow complete control and understanding of its behaviour. It has a modular structure, to facilitate future expansion of the physical model. The model was implemented in Matlab code, so that it can be easily modified. This simulator was developed in order to have a controlled environment to test the performance of ultrasonic location systems. The present version of the simulator is simple and includes wall reflections, sound attenuation and the transducer beam characteristics.

i. intRoDuctionLocation systems is an active research area with many applications. The Global Positioning System (GPS) is presently, the most successful location system and it is widely used in civilian and military applications. However,the performance of the GPS degrades inside buildings and the accuracy is not enough for indoor location. Ultrasonic based location systems can be a viable low cost solution for most applications. In certain environments, such as hospitals, ultrasonic location systems present several advantages and have become successful commercial products. However, ultrasound propagation in closed spaces, presents problems similar to those encoun-tered in electromagnetic waves propagation, such as multipath, fading, etc. A good model of the acoustic channel is needed to allow the test and comparison of ultrasonic indoor location systems. It is very hard and ex-pensive to make all the tests in real environments, even a simple simulator of the acoustic channel can be a great help to reduce the development time of an ultrasonic system. The system needs to pass all the tests in the simulator before being implemented and tested with real hardware.

In this paper we present an acoustic simulator that uses an hybrid method. For a certain configuration of the transducers, the simulator evaluates the impulse response of the room acoustics. This way, it is possible to test the influence of the room acoustics on a ultrasonic location system. This paper is organised as follows, in the next section we present a brief description of a previously developed location system using ultrasounds. Then, we describe of the acoustic channel simulator and the characteristics included in the model. Finally, we present, in section IV, the results of the model validation tests.

ii. locAtion sYstEmsThe GPS system allows the mobile receiver units to determine their position by measuring time-of-arrival of the radio signals transmitted by a satellite constellation. The GPS performs well outdoor, but for indoor applications,due to strong multipath and signal attenuation, the GPS does not work properly most of the time or when it works, it is not accurate enough. To solve this problem a number of dedicated indoor location systems have

been developed [1]. These systems usually use static references (beacons)to compute their location. Some of them use infrared transmitters [2] with coded pulses with one beacon per room. The receivers detect the light code to determine in which room they are. There are, location systems that useradio signals [3] to compute the location. They use wireless networks and signal strength measurements to compute the location. These systems require a training phase and have an accuracy worst than the ultrasonic systems. Ultrasonic location systems can be a viable alternative [1]. Thesesystems have proved to have good accuracy, and they are very simple and cheap.

A. Location System Using UltrasoundsThere are many location systems based on ultrasounds with a lot of different configurations. Almost all these systems use an auxiliary radio channel as a reference trigger to measure the time of flight of the ultrasound signal. The Bat system [4] uses an ultrasound transmitter on the mobile station. The ultrasonic transmitter sends an ultrasonic pulse immediately after receiving a radiotrigger signal. A network of ultrasonic receivers on the ceiling detects the ultrasound pulse and sends the time information to a central controller. This controller computes the location by the time-of-flight with an average accuracy of 3 cm. The Cricket system [5] uses beacons distributed through a room. Each beacon sends two signals simultane-ously, an ultrasonic signal and a radio signal. To minimize signal collisions the beacons send the signals randomly in time. When the mobile device receives the radio signal from the transmitter, it waits for the ultrasonic signal and calculates the distance to the beacon by the time difference between the radio signal and the ultrasonic signal. The first implementation of this system could only be operated using a high density of beacons and presented an accuracy of 5 to 25 cm.

B. Locus Location SystemWe have developed an ultrasonic bi-dimensional location system, called Locus [6], that uses ultrasonic beacons and an auxiliary RF channel. When


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Figure 2 . The simplest model for propagation of an ultrasonic wave made by one source.

In [14] the ultrasonic intensity is given as a function of the peak pres-sure P by

(4)

where c is the speed of the wave and r is the medium density. Combining equations (3) and (4) the peak of pressure amplitude is

(5)

As can be seen in (5) the peak of the pressure amplitude decreases with 1⁄r. Usually, the manufacturers do not give the power of the source, but they give the peak of pressure amplitude (P

0) at a known distance (r

0)

from the source. Therefore we can rewrite (5) in function of the peak of pressure amplitude at a known distance of the source:

(6)

(7)

the factor (r0=r) can be seen as an attenuation (A

d), so (7) becomes

(8)

The main causes of energy absorption in the air are the thermal conductiv-ity, the viscosity and the molecular relaxation [15]. For a given propagation medium, the attenuation due to the energy absorption can be representedby the relaxation absorption coefficient a in dB=m, and the equation

(9)

The value of a for the air can be calculated using the ISO norm 9613-1 [16]. In terms of the peak of pressure amplitude, equation (9) becomes

(10)

(11)

(12)

Combining equations (8) and (12) the received peak of pressure amplitude we get a formula that combines the two attenuations:

(13)

B. Multiple Reflections ModelThere are two classical geometric methods [17] to simulate the reflection in large rooms: the Ray Tracing Method and the Image Source Method. The Ray Tracing Method [17] considers the ultrasonic wave as a large number of particles, which are emitted in all directions from the source. The path of each particle is calculated and when these paths intersect a surface a reflection occurs, the particle takes a new direction and the wave is at-tenuated by the reflection coefficient of the surface. In order to know what particle is received by the receiver, it is necessary to define an intersec-tion volume around the receiver to obtain the receiver particles. With this method it is difficult and costly to obtain a good accuracy.

The Image Source Method [17], [11], is based on the principle that all the reflections are specular. So, if the reflection is specular the image of the source can be obtained by mirroring the source on the surface, and the reflected wave has the same behaviour if we consider the image as a real source. This image can have another image in another surface to get the second order reflection and so on. Figure 3 presents an example of a second order reflection. Source F has F

11 as image because of the presence

of surface S1 , and the image F

11 has the image F

12 because of the presence

of surface S2. This method is very accurate, but in a complex room the

number of images can increase rapidly with the order of the reflection [11].The image sources have the same beam shape that the original source but the direction of the beam is mirrored on the surface [11].

Figure 3 . The path of a second order reflection.

The original Image Source Method does not take into account that some reflections cannot exist because there may be an obstructing surface on the path of the ray [11]. To solve this problem we used a Hybrid Method [11]. This method combines the best feature of both methods, Ray Tracing and Image Source. We used the Image Source Method to find all existent virtual sources then we validated each of them using the Ray Tracing Method with only the rays that are created by the virtual sources. If there is an obstructing surface on the path of the ray, the virtual source is invalid. This is called the visibility test [11] and can be done by tracing the ray back from receiver to the real source. This reduces the receive waves, turning the received waves more realist.

The surfaces are modelled by a set of quadrilaterals, because almost all the surfaces in a common room have a quadrilateral form. Figure 4 shows all the virtual sources in a cubic room (up to the fourth reflection) with verticesin (0,0,0), (3,0,0), (3,3,0), (0,3,0), (0,0,3), (3,0,3), (3,3,3) and (0,3,3). The source is at position (1,1,1) and has the direction (1,1,0).

C. Transducers ModelA model of the ultrasonic traducers was included in the simulator for this

Source

r0

r

r

Fig. 2. The simplest model for propagation of an ultrasonic wave madeby one source.

With this model, the intensity of sound at any point ata fixed distance r from the source is the same and can begiven by:

I(r) =W

4πr2(3)

In [14] the ultrasonic intensity is given as a function of thepeak pressure P by

I =P 2

2ρc(4)

where c is the speed of the wave and ρ is the mediumdensity. Combining equations (3) and (4) the peak ofpressure amplitude is

P (r) =1

r×

√2ρcW

4π(5)

As can be seen in (5) the peak of the pressure amplitudedecreases with 1/r. Usually, the manufacturers do not givethe power of the source, but they give the peak of pressureamplitude (P0) at a known distance (r0) from the source.Therefore we can rewrite (5) in function of the peak ofpressure amplitude at a known distance of the source:

P1(r) =r0rP (r0) (6)

=r0rP0 (7)

the factor (r0/r) can be seen as an attenuation (Ad), so(7) becomes

P1(r) = Ad(r)P0 (8)

The main causes of energy absorption in the air arethe thermal conductivity, the viscosity and the molecularrelaxation [15]. For a given propagation medium, theattenuation due to the energy absorption can be representedby the relaxation absorption coefficient α in dB/m, andthe equation

I(r, α) = I(r0)× 10−α10 r. (9)

The value of α for the air can be calculated using theISO norm 9613-1 [16]. In terms of the peak of pressureamplitude, equation (9) becomes

P2(r, α) = P0 × 10−α20∆r (10)

= P0 × 10−α20 (r−r0) (11)

= Aα(r, α)P0. (12)

Combining equations (8) and (12) the received peak ofpressure amplitude we get a formula that combines the twoattenuations:

P (r, α) = P0Aα(r, α)Ar(r) (13)

B. Multiple Reflections Model

There are two classical geometric methods [17] tosimulate the reflection in large rooms: the Ray TracingMethod and the Image Source Method. The Ray TracingMethod [17] considers the ultrasonic wave as a largenumber of particles, which are emitted in all directionsfrom the source. The path of each particle is calculated andwhen these paths intersect a surface a reflection occurs, theparticle takes a new direction and the wave is attenuated bythe reflection coefficient of the surface. In order to knowwhat particle is received by the receiver, it is necessary todefine an intersection volume around the receiver to obtainthe receiver particles. With this method it is difficult andcostly to obtain a good accuracy.

The Image Source Method [17], [11], is based on theprinciple that all the reflections are specular. So, if thereflection is specular the image of the source can beobtained by mirroring the source on the surface, and thereflected wave has the same behaviour if we consider theimage as a real source. This image can have another imagein another surface to get the second order reflection andso on. Figure 3 presents an example of a second orderreflection. Source F has F1

1 as image because of thepresence of surface S1, and the image F1

1 has the imageF1

2 because of the presence of surface S2. This method isvery accurate, but in a complex room the number of imagescan increase rapidly with the order of the reflection [11].The image sources have the same beam shape that theoriginal source but the direction of the beam is mirroredon the surface [11].

R

F

F11S1

P1

P2

S2

F12

Fig. 3. The path of a second order reflection.

The original Image Source Method does not take intoaccount that some reflections cannot exist because theremay be an obstructing surface on the path of the ray[11]. To solve this problem we used a Hybrid Method[11]. This method combines the best feature of bothmethods, Ray Tracing and Image Source. We used theImage Source Method to find all existent virtual sourcesthen we validated each of them using the Ray TracingMethod with only the rays that are created by the virtualsources. If there is an obstructing surface on the path ofthe ray, the virtual source is invalid. This is called thevisibility test [11] and can be done by tracing the ray back

Source

r0

r

r



I(r) =W

4πr2(3)


I =P 2

2ρc(4)


P (r) =1

r×

√2ρcW

4π(5)


P1(r) =r0rP (r0) (6)

=r0rP0 (7)


P1(r) = Ad(r)P0 (8)


I(r, α) = I(r0)× 10−α10 r. (9)


P2(r, α) = P0 × 10−α20∆r (10)

= P0 × 10−α20 (r−r0) (11)

= Aα(r, α)P0. (12)


P (r, α) = P0Aα(r, α)Ar(r) (13)





1 has the imageF1


R

F

F11S1

P1

P2

S2

F12



Source

r0

r

r



I(r) =W

4πr2(3)


I =P 2

2ρc(4)


P (r) =1

r×√

2ρcW

4π(5)


P1(r) =r0rP (r0) (6)

=r0rP0 (7)


P1(r) = Ad(r)P0 (8)


I(r, α) = I(r0)× 10−α10 r. (9)


P2(r, α) = P0 × 10−α20∆r (10)

= P0 × 10−α20 (r−r0) (11)

= Aα(r, α)P0. (12)


P (r, α) = P0Aα(r, α)Ar(r) (13)





1 has the imageF1


R

F

F11S1

P1

P2

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Source

r0

r

r



I(r) =W

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I =P 2

2ρc(4)


P (r) =1

r×

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4π(5)


P1(r) =r0rP (r0) (6)

=r0rP0 (7)


P1(r) = Ad(r)P0 (8)


I(r, α) = I(r0)× 10−α10 r. (9)


P2(r, α) = P0 × 10−α20∆r (10)

= P0 × 10−α20 (r−r0) (11)

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P (r, α) = P0Aα(r, α)Ar(r) (13)





1 has the imageF1


R

F

F11S1

P1

P2

S2

F12



Source

r0

r

r



I(r) =W

4πr2(3)


I =P 2

2ρc(4)


P (r) =1

r×

√2ρcW

4π(5)


P1(r) =r0rP (r0) (6)

=r0rP0 (7)


P1(r) = Ad(r)P0 (8)


I(r, α) = I(r0)× 10−α10 r. (9)


P2(r, α) = P0 × 10−α20∆r (10)

= P0 × 10−α20 (r−r0) (11)

= Aα(r, α)P0. (12)


P (r, α) = P0Aα(r, α)Ar(r) (13)





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R

F

F11S1

P1

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Source

r0

r

r



I(r) =W

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I =P 2

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P (r) =1

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√2ρcW

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Mobile robot electronic systeM with a network and Micro-controller based interface

Filipe Campos Meira Castro, António Fernando Macedo Ribeiro, Univ. do Minho, Departamento de Electrónica Industrial,

Guimarães, Portugal [11]

[email protected], [email protected] Günther Starke, Christoph Dreyer

APS – European Center for Mechatronics, Aachen, Germany [12]

{starke, dreyer}@aps-mechatronik.de

abstractThis paper describes the electronic system used to a mobile tank-robot and the network and micro-controlled based interface proceeding to drive it. key words: Tank Robot, Client/Server, Qt, Atmega16, Encoder, MD03 Driver, I2C (Inter Integrated Circuit)

i. introdUctionThe key objective was to design and develop an embedded system able to control a mobile platform. I2C communications drives and encoders reading were developed using ATMega microcontroller technology and Client/Server protocol carried out using Qt libraries.

Fig. 1 shows the multi-terrain tank style robot and the two chosen motor drivers, a DC converter, the microcontroller display and the batteries that provide power to the microcontroller system as well as to the motors and encoders.

Figure 1 . Autonomous Driving competition environment.

The system is multiprocessor based, it is composed by two computers (one Client and one Server), a microcontroller and drivers, encoders and a display.

Client and Server based architecture of this robot inherits a wireless network interconnection to entitle the robot control without any wire-link to the exterior.

Tasks that are likely to be critical to performance and safety are imple-mented in a micro-controller. Increased system robustness is achieved when comparing to other robot systems based on one computer only [1].

Atmega16 microcontroller is the robot hardware center: the display gives feedback from the microcontroller states and has an important duty about

diagnose, repair and maintenance of the robot. For example, if the connec-tion between the motor drivers and the I2C bus is lost, a message saying “Motor Left: Error, Motor Right: Error” shows up.

Status monitoring of the system parameters during an operation cycle can be also seen on the display.

The Server connects to the Atmega16 microcontroller over RS232 protocol.Atmega16 microcontroller code was written in C language but C++ language is used to Server and Client computer code.

Fig. 2 shows the block diagram for the proposed solution.

Figure 2 . Block Diagram.

ii. the driVerMD03 motor driver was chosen due to its I2C capabilities matching the project intention of a modular system design and it has the power capa-bilities the system requires.

Up to eight MD03 modules can be connected to a system (Switch selectable addresses) [3] and these robot specific connections can be seen on Fig..3


[ ]17��robótica

iii. encodersThis robot has two quadrature incremental encoders that are used to precise how much is each motor running and also to provide the speed of each motor after some computation.

A connection between channels A of each encoder was connected to an external interrupt of atmega16 which is programmed to catch rising edges and make the digital count of the pulses.

To sense the rotation direction of each motor, each encoder was coupled to a D type flip-flop with channel A as flip-flop clock input (clk) signal and channel B as the input data (D) signal (see Fig. 3). It is possible, using the combination of these two signals (A and B), to obtain the output of the flip-flop (Q) representing the direction of rotation. Output (Q) is connected to an input pin of atmega16 so that the microcontroller can know when-ever pulses are to be increased (Output of the flip-flop is 0) or decreased (Output of the flip-flop is 1).

Figure 3 . Encoder Signals & Encoder Flip-Flop D.

iV. the reGUlatorA regulator was needed to convert 24V from the batteries to a regulated 5V used to feed the microcontroller, encoders and the other components.

The regulator component is a LT1076 which is rated at 2A, it is a monolithic bipolar switching regulator and requires only a few external parts for normal operation. It has built-in power switch, oscillator, control circuitry, and all current limit components.

The classic positive “buck” configuration was adopted and the switch output is specified to swing 40V below ground which is perfect to the robot’s 24V, because it is in the middle of the rated range.

Schematic and the regulator board can be seen on Fig. 4.

Figure 4 . Regulator Board & Regulator Schematic [LT1074 datasheet].

V. I2C interfaceI2C (Inter Integrated Circuit) also known as TWI (Two Wire Interface) is the communication protocol chosen because it can easily link multiple devices together with only two wires each [4], the two I2C signals are Serial Data (SDA) and Serial Clock (SCL). This interface is an optimum solution to one

of the most common problems on robot development which is the ever increasing number of sensors and the amount of cabling required.

Philips originally developed I2C for communication and due patent concerns Atmel uses the name TWI (Two Wire Interface) instead of I2C. [4]

Several I2C-compatible devices are manufactured by different companies and can be found in embedded systems. Some examples are EEPROMS, thermal sensors, video and audio decoders, encoders, displays, motor drivers, etc.

Fig. 5 shows the specific interconnections of the drivers with the I2C bus: the microcontroller is the master of the I2C bus and both drivers are I2C slave devices; the two resistors are called “pull-up resistors”, they need to be present on the clock line (SCL) and on the data line (SDA); they are used to do the interface between different types of logic devices and they ensure that the circuit assumes the default value when no other component forces the line input state.

Since the chips are designed often open-collector, the chip can only pull the lines low and they float to VDD otherwise; this way, the master can sense if a simultaneously transmissions is happening, letting the pin float and sensing the line, if the line is still at VDD, probably no transmission is being carried out from other device [5].

I2C matches the Master/Slave topology and supports multiple masters and multiple slaves.

I2C Master is the device that can start and stop communications and has usually the duty of controlling the clock.

I2C Slave is a device that is addressed by the master. When the master asks a slave for data, the slave has the possibility to hold off the master in the middle of a transaction using “clock stretching” [5] (the slave keeps SCL pulled low until it is ready to continue). This makes synchronism of slow slave devices possible but most I2C slave devices don’t use this feature.

It is duty of every I2C slave to monitor the bus and to respond only to its own address.

The transmitting protocol inherits the data sending of each byte, start with the MSB (most significant byte). Fig. 6 shows a typical communica-tion between a master issuing the start condition (S) followed by a 7-bit slave device address to start a communication with a Slave. The eighth bit after the start (read/not-write) is used to signal the slave when the master sends more instructions (Slave will receive more data) or when the master is ready to receive data (Slave can transmit data).

Figure 5 . Robot I2C interconnection system.


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C O L U N A E M P R E E N D E R E I N O V A R E M P O R T U G A L

Inovar(mos)

Trabalhar numa universidade pública no estímu-lo às transferências de tecnologia em Portugal é como ser carrilhonista, músico que se especiali-zou em tocar carrilhões, entenda-se. Nada a ver com política, portanto. Somos, tal como estes corajosos e esforçados especialistas musicais (se tiverem oportunidade de observar um carrilho-nista a tocar o seu instrumento irão certamente compreender a adjectivação escolhida), somos, dizia, poucos e conhecemos bem o trabalho uns dos outros. Posso pois afirmar, com segurança, que os resultados de sucesso que têm sido obtidos pela maioria dos gabinetes de transfe-rência de tecnologia e apoio à inovação que se foram criando ao longo dos últimos anos um pouco por todas as universidades nacionais no nosso país foram uma aposta ganha. Uns com maior protagonismo na área do estímulo ao empreendedorismo, outros por conseguirem afirmar-se pela quantidade e qualidade de varia-dos projectos em colaboração do SCTN (Sistema Científico e Tecnológico Nacional) e o tecido empresarial, outros ainda pela eficaz gestão de um portfólio de patentes e seu licenciamento, é um facto que estas questões de colaboração com as empresas e estímulo à inovação e ao desenvolvimento económico do nosso tecido empresarial sofreu uma mudança – diria até uma abordagem disruptiva -, na última década. Como em tudo na vida que se faz com paixão, os resultados têm sido obtidos com muito esforço.

Para existir inovação através de uma maior colaboração e proximidade entre a academia e a realidade económica e empresarial, têm que existir forçosamente pelo menos duas partes, duas vontades e dois interesses que se conjugam. Os resultados a que assistimos (e que, claro, promovemos e catalisamos) são o sinal que existe uma mudança em curso da parte dos vários stakeholders (partes interessa-das) no processo de inovação. É uma mudança necessária, pois claro. É uma mudança lenta, de grande fôlego, geracional talvez. A bem da competitividade nacional fico motivado por testemunhar já tímidos sinais dessa mudança que são hoje visíveis.

Mas nestes sensíveis domínios da inovação, se há algo com que temos que ter cuidado é com os adjectivos que utilizamos. O que a nível macro acabei de adjectivar de timidez, sofre como que uma metamorfose na análise micro. De facto,

Jorge Figueira

Coordenador Executivo GATS.UC

[email protected]

vários projectos imateriais e todos aprendem. Alinham-se estratégicas, tomam-se decisões conjuntas, traçam-se rotas complementares. Desafio o caro leitor a uma tarefa difícil: encon-trar uma autarquia do nosso país que há 10 anos atrás estava disponível para partilhar o risco com uma qualquer universidade Portuguesa na ten-tativa de explorar comercialmente um resultado de investigação. Escusa de procurar muito. Eram ainda mais raras que os honrados carrilhonistas. Hoje é cada vez mais uma realidade.

Associações empresariais, incubadoras, par-ques tecnológicos, governos regionais, outras instituições, poderia continuar a dar exemplos de coragem que se estão a traduzir nos sinais de mudança que mencionei. Contudo, julgo que os exemplos atrás espelham com alguma clareza o que pretendia comunicar: a inovação cada vez menos se conjuga na primeira pessoa do singular e os vários agentes da inovação estão a interiorizar este princípio. É uma tarefa plural, aberta, que exige sintonia de expectati-vas e harmonia focada em resultados. Poderia desafiar-vos a vir a Coimbra para, como S. Tomé, constatarem essa mudança. Estaremos a aguardar-vos de braços abertos se assim o pretenderem. Mas se preferirem, num qualquer Sábado solarengo, sugiro uma visita guiada ao carrilhão do Convento de Mafra com o privilégio de assistir in loco, a um concerto pelo carrilho-nista de serviço. Vão igualmente perceber da mesma atitude de coragem que estou a falar.

olhando para os sinais de mudança no trabalho diário, tenho mesmo que pedir desculpa por ter usado levianamente tal adjectivo, retirá-lo e substituí-lo pela coragem:

- É necessária coragem para um investigador informar-nos dos excelentes resultados de in-vestigação que alcançou com a sua equipa nos últimos 10 anos, a nós, que não somos especia-listas da sua área científica, que não somos seus pares ou a brokers ou empresários, que viram e reviram o que antes foi um trabalho científico, em busca do seu valor comercial. Trata-se de uma outra forma de dissecar um projecto a que os investigadores não estão habituados, em busca da vantagem competitiva sustentável, do oceano azul ou de TIRs, VALs, ROI’s e outras judiárias. O que é certo é que essa coragem, essa abertura ao diálogo, essa consciência que o trabalho científico que realizaram poderá ter igualmente um valor comercial que pode contri-buir para a melhoria da sociedade, tem gerado muitas parcerias em que a Universidade sai ganhadora, o parceiro empresarial sai ganhador e, mais importante que tudo, o investigador sai ganhador. E por isso voltam a contactar-nos e nós a eles.

- É igualmente necessária coragem para uma empresa, seja PME ou multinacional, partilhar com colaboradores de gabinetes similares ao que coordeno, o que gostariam de desenvolver no futuro em termos de negócio. O que é facto é que as empresas reconhecem que o modelo de inovação feita dentro de portas é um modelo inviável numa economia cada vez mais aberta, global e competitiva. A realidade é que outros reconhecem (sentem?) a necessidade de inovar e muitos têm tido a coragem de nos dizer o que gostariam de fazer e de procura, junto das uni-versidades e das academias como a de Coimbra, quem os possa ajudar a fazê-lo.

- Muito corajosos são também os nossos autar-cas que, satisfeitas as necessidades básicas dos seus municípios, construídas as infra-estruturas cruciais para os seus cidadãos, em conjunto com as universidades, estão de facto a procurar in-vestir na mudança de comportamentos, atitudes do município, apostando em áreas como a com-petitividade, inovação e empreendedorismo. Despem-se de preconceitos os municípios e as universidades e colaboram neste desiderato em


E S PA Ç O Q U A L I D A D E

A Importância da Resposta (1ª parte)

Quase em vésperas de Natal, acho interessante abordar um assunto em que poucos reparam, ou doutra forma, só os que vestem determinados papéis é que o conhecem.

Talvez porque o espírito de Natal, apele às emoções e sentimentos, e palavras como respeito pelo pró-ximo, consideração, dignidade, compaixão sejam mais audíveis!

Todas estas palavras deveriam ser treinadas e assi-miladas durante os 365 dias do ano, mas, como nem sempre é possível, resta-nos a consolação de serem pelos menos lembradas na época Natalícia!

Os gestores de recursos humanos, os gerentes e administradores de empresas, algumas pessoas com funções de chefia, assumem a árdua tarefa de recrutar pessoas, digo árdua, porque entendo ser complicado, numa breve entrevista ter a melhor percepção sobre o candidato/a ideal.

Levar a cabo um processo de recrutamento e selec-ção implica (preferencialmente) conhecimentos e técnicas de gestão de recursos humanos, já que a análise curricular, os não verbais e seus significados, a postura, a colocação do candidato/a, o seu percurso profissional, a aferição das competências efectiva-mente adquiridas, a sua imagem, a forma como se expressa e verbaliza a sua opinião e demonstra os seus conhecimentos, são elementos reveladores so-bre a possibilidade de termos conhecido alguém que possa aportar para a organização que representamos.Para além de todas estas questões, que podemos aprofundar se forem uma mais-valia para alguém, importa salientar que nos últimos tempos existem milhares de pessoas que procuram um emprego.

Uso a palavra emprego e não “trabalho” porque é disso mesmo que se trata!

Os números são de fácil acesso a qualquer um, na Internet, nos jornais, nos media, mas, o que pretendo reflectir é algo que não é visível através destes números.

Estou a falar de “atitude”! ATITUDE PRECISA-SE... Não só aos candidatos/as, mas também aos recrutadores.

E é sobre estes últimos que gostaria de falar. Quem precisa de pessoas para trabalhar, esquece-se frequentemente das regras da boa educação e da ética profissional, quando simplesmente não emite qualquer feedback.

Nem quando os candidatos/as vão a uma en-trevista e não são seleccionados, muito menos quando se recebe uma candidatura espontânea.A pergunta que coloco é a seguinte: Quem têm a responsabilidade de recrutar, agendar entrevistas, decidir e reportar os outputs de um processo de R&S, não deveria ter também a mesma resposnsabilidade para responder em caso de rejeição ou de não aceitação?

Porque é que não se diz “a quem está do outro lado”, obrigado pela disponibilidade ou pela candidatura, mas neste momento não preci-samos de recrutar ninguém com o seu perfil? Custa assim tanto?

E quando alguém vai a uma entrevista e o recru-tador não define qual é o prazo para a conclusão do recrutamento?

Dignifica e muito quem o faz, e principalmente credibiliza os profissionais de recursos humanos e transporta para o exterior uma imagem da empresa muito interessante.

Assumir um “Não Obrigado”, é tão ou mais importante como dizer “Sim”.

Existe um provérbio antigo que nenhum de nós deveria esquecer: “Não faças aos outros o que não gostarias que te fizessem a ti!”...

Em algum momento das nossas vidas, somos nós recrutadores que assumimos o papel de candidatos/as!...

por Maria Manuel Costa– Directora de Recursos Humanos

e [email protected]


dossierautomaçãoindustrial

A Automação Industrial, na sua definição, e a aplicação de técnicas, softwares e/ou equipa-mentos específicos numa determinada máquina ou processo industrial, com o objectivo de au-mentar a sua eficiência, maximizar a produção com o menor consumo de energia e melhores condições de segurança, seja material, humana ou das informações referentes a esse processo, ou ainda, de reduzir o esforço ou a interferência humana sobre esse processo ou máquina.

Com a Automação Industrial, os operadores humanos são providos de maquinaria para auxiliá-los nos seus trabalhos.

Entre os dispositivos de aplicação da automação industrial podem ser aplicados os computado-res ou outros dispositivos capazes de efectuar operações lógicas, como controladores lógicos programáveis, microcontroladores, entre outros. Estes equipamentos, em alguns casos, substi-tuem tarefas humanas ou realizam outras que o ser humano não consegue realizar.

Esta é largamente aplicada às mais variadas áreas de produção industrial, desde a indústria automóvel, indústria do papel e celulose, entre outras, bem como a embalagem em todas estas indústrias (Lacrado, Etiquetado, Ensacado).

A parte mais visível da automação, actual-mente, está ligada à robótica, mas também é utilizada nas indústrias química, petroquímicas e farmacêuticas, com o uso de transmissores de pressão, temperatura e outras variáveis necessárias para um SDCD (Sistema Digital de Controlo Distribuido) ou CLP (Controlador Lógico Programável).

A Automação Industrial visa, principalmente, a produtividade, qualidade e segurança num pro-cesso. Num exemplo prático, toda a informação dos sensores é concentrada num controlador programável o qual de acordo com o programa memorizado define o estado dos actuadores. Actualmente, com a instrumentação de campo inteligente, funções executadas no controlador

programável tem uma tendência de serem migradas para estes instrumentos de campo. A Automação Industrial possui vários barramentos de campo (mais de 10, incluindo vários proto-colos como: CAN OPEN, FIELDBUS FOUNDATION, entre outros) específicos para a área industrial, mas controlando equipamentos de campo como válvulas, actuadores electromecânicos, indica-dores, e enviando estes sinais a uma central de controlo conforme descritos acima. A partir destes barramentos que interliga com o sistema central de controlo eles podem também interli-gar com o sistema administrativo da empresa.

Uma contribuição adicional importante dos sistemas de Automação Industrial é a co-nexão do sistema de supervisão e controle com sistemas corporativos de administração das empresas. Esta conectividade permite o compartilhamento de dados importantes da operação diária dos processos, contribuindo para uma maior agilidade do processo deci-sório e maior confiabilidade dos dados que suportam as decisões dentro da empresa para assim melhorar a produtividade.

Todas estas especificações e exemplos podem ser devidamente analisados no Dossier que se segue sobre a Automação Industrial.

[38] AUTOMAÇÃO DE MÁQUINAS E PROCESSOS INDUSTRIAIS Luís Cristóvão (Instalcontrol, Lda.), Weidmüller – Sistemas de Interface, S.A.

[40] SENSORES DE VISÃO, CâMARAS INTElIgENTES E SISTEMAS DE VISÃO AVANÇADOS Salvador Giró, INFAIMON

[42] MEIOS DE CONTROlO PROgRAMÁVEIS Carlos Coutinho, Phoenix Contact

[44] TECNOlOgIA DE SEgURANÇA NA AUTOMAÇÃO Nuno Guedes, PILZ Industrieelektronik

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AutomAção industriAlpor Ricardo Sá e Silva

D O S S I E R


AUTOMAÇÃO DE MÁQUINAS E PROCESSOS INDUSTRIAIS

Luís Cristóvão (Instalcontrol, Lda.)

Weidmüller – Sistemas de Interface, S.A.Tel.: +351 214 459 190 . Fax: +351 214 455 871

[email protected] . www.weidmuller.pt

Se considerarmos a automação de uma fábrica de aglomerados de madeira por exemplo MDF, temos um conjunto de processos que se complementam uns aos outros.

Como por exemplo destroçadores, desfibradores, sistema de dosagem de produtos químicos, sistema de dosagem de colas, sistema de preparação e dosagem de tintas, central de produção de vapor, ciclones para transporte de fibra, prensas, arrefecedores, calibradoras e, por fim, as serras de corte.

Para que a interligação das várias máquinas que compõem os vários processos seja eficaz deveremos reduzir ao máximo a probabilidade de falha de comunicação entre eles, para tal deveremos recorrer a um tipo de comunicação que no futuro não nos venha a limitar na possibilidade de integrar outros processos, podendo ser eles do tipo Ethernet, Profibus, Devicenet, Profinet, ou ainda redes exclusivas de algumas marcas exis-tentes no mercado. É claro que ao utilizarmos redes exclusivas estaremos a limitar o nosso processo a uma única marca, pelo que é recomendável a utilização de sistemas abertos.

No conjunto de equipamentos e máquinas em cada um dos processos deverão ser criadas barreiras de protecção entre os equipamentos de campo e os quadros eléctricos de distribuição e comando. Essas barreiras deverão proteger todos os sinais, quer sejam do tipo analógico ou digital,

independentemente dos Plc`s poderem ter as entradas e saídas isoladas galvanicamente.

Os equipamentos de corte de potência para os accionamentos deveram ter uma atenção especial em função do número de manobras por minuto a que os mesmos estarão sujeitos. Neste conjunto de sistemas e máquinas poderemos utilizar os seguintes equipamentos para corte de potência de accionamento: variadores de velocidade que nos permitem controlar ram-pas de aceleração e desaceleração, controlar a velocidades em função da necessidade do processo. Quando temos velocidades fixas e necessitamos apenas de arranques e paragens suaves deveremos utilizar arrancadores progressivos que nos permitem controlar apenas as rampas, transístores de potência trifásicos quando temos um regime elevado de arranques e paragens evitando, assim, a fadiga mecânica, ou ainda os tradicionais contactores motores.

Os equipamentos de campo responsáveis pela informação de todo o estado e posições do sistema deverão ser de grande fiabilidade, para tal considera-se fundamental que os mesmos não sejam sujeitos a golpes mecânicos. Assim sendo deveremos utilizar em substituição dos tradicionais fins de curso sistemas do tipo indutivo quando de uma aproximação de materiais ferrosos e capacitivos quando há uma aproximação de metais não ferrosos ou até mesmo de outros materiais.

Uma das condições fundamentais para se poder dar início à automação de uma máquina, de um sistema, de uma solução é conhecer a neces-sidade dos movimentos da máquina. No caso dos sistemas e das soluções deveremos conhecer perfeitamente a função de cada equipamento e de cada máquina integrada no processo para que possamos atingir o máximo rendimento da automatização.

Ontem versus hoje

D O S S I E R


SenSoreS de ViSão, CâmaraS inteligenteS e SiStemaS de ViSão aVançadoS

Salvador GiróDirector Grupo INFAIMON

Tel. +351 234 312 034 · Fax: +351 234 312 035infaimon.pt@infaimon · www.infaimon.com

Os sistemas de visão artificial podem ser divididos em três categorias: Sensores de Visão, Câmaras Inteligentes e Sistemas de Visão. Este artigo pretende diferenciar estes sistemas, apesar de que algumas vezes seja difícil separá-los. Mais ainda, com a crescente miniaturização e au-mento da potência dos processadores, este limite começa a ser impossível de estabelecer.

SenSoreS de ViSãoGeralmente os sensores de visão possuem mais prestações, complexidade e são mais caros do que os sensores tradicionais fotoeléctricos mas custam menos do que as câmaras inteligentes, os sistemas de visão integrados ou os sistemas de visão baseados em PC. Na verdade, os sensores de visão podem fazer o trabalho de múltiplos sensores fotoeléctricos, mas enquanto os sistemas de visão proporcionam dados, os sensores de visão produzem resultados de OK/NotOK. Comparado com outros sistemas de visão, o sensor de visão é mais fácil de configurar, costuma ter um tamanho reduzido, menos poder de processamento e baixo custo.

Este tipo de sensores está orientado ao mercado do cliente final e supõe-se que o próprio cliente pode instalá-lo sem ajuda de nenhuma engenharia e sem necessidade de um set-up por parte de terceiros. Os sensores de visão estão pensados para resolver problemas concretos e fáceis e para serem manuseados de forma simples, inclusive por pessoas não especializadas em visão. Para que sejam mais fáceis de utilizar, foram eliminadas muitas funções que incorporam os sistemas de visão mais avançados, reduzindo assim a sua complexidade. Na maioria das vezes um botão de aprendiza-

gem é o único mecanismo que o operador dispõe para controlá-lo e um sistema OK/NotOK é a única saída disponível. Enquanto isso simplifica muito o seu funcionamento, ao mesmo tempo reduz as potenciais aplicações que estes sensores podem resolver. Além do mais, dado o poder limitado do seu hardware, não são capazes de processar mais do que algumas peças por segundo.

Os programas que estão incluídos nos sensores de visão não podem ser alterados. Não necessitam de um PC para processar a imagem ou enviar resultados a um PLC ou a um outro elemento de controlo. Os sensores de visão, com fácil e rápida instalação abriram um novo espaço nas aplicações, onde a visão é considerada mais um componente standard no controlo dos processos industriais.

Normalmente os sensores de visão resolvem um problema específico como a leitura de um código de barras ou datamatrix, verificar uma cor, identificar presença ou ausência… Estes sensores quebram barreiras entre os sensores de medição industrial e os sistemas de visão artificial, criando um vínculo contínuo entre estes dois mundos.

DIverSAS AlterNAtIvAS De vISãO ArtIFIcIAl pArA reSOlver AplIcAçõeS De cONtrOlO De quAlIDADe e prODuçãO NA INDúStrIA

A visão artificial tornou-se numa ferramenta fundamental para solucionar problemas de controlo nos processos de fabrico contínuo e para auxiliar na produção nos processos de automação industrial. O crescente interesse nesta metodologia tem levado os fabricantes destes produtos a desenvolver diferentes sistemas, com características adequadas, para resolver com mais eficiência às mais diferentes aplicações.

D O S S I E R


Carlos CoutinhoEspecialista dos produtos de Interface e Automação

Phoenix Contact Tel.: +351 219 112 760 · Fax: +351 219 112 769

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1. INTRODUÇÃOA eficiência energética está na moda! Deve ser a expressão mais uti-lizada entre profissionais que lidam directa ou indirectamente com a utilização de energia eléctrica. Qualquer análise à eficiência energética deve começar pelo registo dos consumos de energia actuais. Este é o ponto inicial da análise e a referência para comparar com registos futuros, após as transformações devidas à eficiência energética. Se se verificar que os consumos reduziram ou se tornaram mais eficientes (diminuição da potência reactiva), então provavelmente valeu a pena executar as transformações devido à eficiência energética.

2. DesDe a aqUIsIÇÃO De valORes aO RelaTóRIO DOs cONsUmOs De eNeRgIaNo caso dos regimes de baixa tensão monofásicos ou trifásicos, a leitura do consumo de energia é feita predominantemente por “analisadores de rede”. Estes produtos permitem não apenas obter o valor do consumo de energia, em kWh, mas também os valores das correntes, das potências aparente, activa e reactiva e do factor de potência, quer em regimes monofásicos ou trifásicos.

Tendo acesso aos valores do consumo de energia e demais grandezas eléctricas, o próximo passo é criar uma base de dados para registar aqueles valores sob a forma de uma tabela idêntica, por exemplo, à da Figura 1.

É com base nesta Tabela que se formam os relatórios em tempo real dos consumos de energia. Uma tabela escrita em tempo real gera relatórios em tempo real. A Tabela é escrita quando são registados novos valores, com periodicidade pré-definida. No exemplo da Figura 1, a Tabela é escrita de 5 em 5 minutos. Depois, quando necessário, a mesma Tabela é lida para efectuar os cálculos de consumo de energia. Ainda considerando o

meIOs De cONTROlO PROgRamáveIs RElAtóRIos Em tEmPo REAl dos Consumos dE EnERgIA EléCtRICA Com E sEm RECuRso A umA BAsE dE dAdos sQl

exemplo da Figura 1, os cálculos poderão ser os consumos hora-a-hora, diário, semanal e mensal. Voltando ao tema da eficiência energética, comparando valores de consumo actuais com valores que ocorreram no passado permite verificar se as transformações devidas à eficiência energética valeram a pena.

Figura 1 . Exemplo de uma tabela com o registo dos valores do consumo de energia eléctrica,

em kWh, e outras grandezas eléctricas.

3. sObRe a base De DaDOsOnde está fisicamente a Tabela da Figura 1? E onde são gerados os rela-tórios? A resposta é ambígua porque depende da quantidade de dados.

3.1. Poucos dadosCaso pretenda comparar valores actuais com valores adquiridos há um ano, a Tabela pode estar num controlador programável, ou autómato, que respeite 4 requisitos principais:

— Porta de comunicação com o analisador de rede, pois é o analisador que adquire as grandezas eléctricas do consumo de energia. O protocolo de comunicação geralmente utilizado para este efeito é o Modbus RTU;

— Ter a capacidade de criar a Tabela e registar aí os valores lidos pelo analisador de rede;

— Efectuar os cálculos do consumo de energia e mostrar os valores sob a forma de relatório, com a máxima simplicidade e sem recorrer a softwares proprietários que exigem licenças de utilização. A solução é uma página web previamente desenhada e residente no controlador programável, acessível a qualquer computador com um navegador de Internet.

O controlador programável, ou autómato, que respeita os quatro requi-sitos anteriores é o ILC (Inline Controller) da Phoenix Contact. Com este controlador, a topologia mais simples para obter o relatório dos consumos é a apresentada na Figura 2.

D O S S I E R


Tecnologia de Segurança na auTomação

Nuno GuedesPILZ Industrieelektronik, S.L.

Tel. + 351 229 407 594 Fax. + 351 229 407 [email protected] www.pilz.pt

enquadramenToA utilização da tecnologia de segurança na automação é hoje uma neces-sidade para o cumprimento da directiva de máquinas que regulamenta a colocação no mercado e entrada em serviço das máquinas, a ainda em vigor 98/37/CE (D.L. 320 de 2001) e a partir de 29 de Dezembro revogada pela 2006/42/EC (D.L. 103 de 2008). Sobre os “Tratados de Roma” o Con-selho Europeu promulgou directivas para a eliminação de obstáculos ao comércio e a livre circulação de produtos dentro da Europa. Estas directivas dividem-se em directivas de produto, fundamentadas no artigo 100, hoje artigo 95, e directivas de protecção no trabalho, fundamentadas no artigo 118, hoje artigo 138.

Utilizar normas harmonizadas é uma garantia de presunção de cum-primento das directivas. Em particular a ainda em utilização EN954-1: Partes dos Sistemas de Comando Relativas à Segurança, é uma das principais normas a considerar no que diz respeito ao comando eléctrico. É de referir que a EN954-1 deixa de presumir conformidade com a nova directiva máquinas 2006/42/EC (D.L. 103 de 2008), dando lugar à EN ISO 13349-1 ou EN IEC 62061. Na EN954-1 estão pois definidas as categorias de risco que vão desde B a 4, definindo estas a categoria do equipamento de segurança a utilizar, assim como indicações sobre a sua cablagem e a colocação ou não de actuadores redundantes. As novas normas passam a considerar não só, uma análise qualitativa, como também uma análise quantitativa que considera tempos médios entre falhas nos equipamentos de segurança, durabilidade previstas para os mesmos, etc. Na EN ISO 13849-1 as categorias de risco são substituidas por um indicador de per-formance Pl (Performance Level), que vai desde a a e, sendo em termos de gráfico de risco similar às categorias de risco de B a 4. A norma EN IEC 62061, estabelece um nível de integridade de segurança SIL (Safety Integrity Level) considerando uma pontuação definida por uma tabela para a lesão, frequência e probabilidade. O SIL vai de 1 a 3.

inTroduçãoAs missões espaciais converteram-se no pão nosso de cada dia, mas não é por isso que são menos perigosas do que no seu início. A técnica de controlo e segurança para este tipo de intervenções tem que ser especialmente segura. Isto consegue-se mediante redundância, diversidade e testes cíclicos. Mas, o que se entende por “seguro”? Tomemos como exemplo o “Space Shuttle”. Muitas vezes ouvimos a notícia que o lançamento de um “Vai-Vém” foi interrompido e adiado no último instante. Qual é o motivo? Vários computadores supervisionam e controlam o sistema do “Vai-Vém” com o objectivo de iniciar o lançamento e, em caso de dúvida, anulá-lo com total fiabilidade. Logicamente não se pode assumir uma viagem ao espaço com um sistema defeituoso. Portanto, o controlo foi dimensionado de forma a que um só computador de controlo que detecte um erro possa cancelar o processo de lançamento. Num sistema multiredundante significa que os computadores não são hierárquicamente iguais, senão que o computador individual que detecte um só erro deverá desconectar dedicadamente o sistema completo para anular o lançamento. Os sistemas de segurança deste tipo que trabalham segundo “decisão individual”, utilizam-se sobretudo na construção de automóveis e máquinas em forma de circuitos de segurança, como por exemplo, supervisão de paragens de emergência, de portas protectoras, de almofadas de segurança e de barreiras fotoeléctricas.

Uma vez que se produza o lançamento, já não há volta atrás. A partir desde instante prevalece o princípio democrático. Se um computador detecta um erro isoladamente e quer interromper o voo, produz-se uma decisão por maioria. O computador “divergente” desliga-se e o voo continua. Este

Hoje em dia já não faz sentido falar de Automação Industrial, sem falar em segurança. A integração da Automação Segura (Fail-Safe Auto-mation) nos sistemas de automação standard tem vindo a evoluir com a utilização de comunicações seguras e a utilização de automação híbrida entre outras coisas. Há também uma preocupação crescente em criar sistemas de segurança que não sejam viciáveis e mais anti-manipuláveis, no próprio interesse dos utilizadores.

R E P O R T A G E M


Como a única revista técnico-científica nacional da área, a revista “robótica” passou vinte anos, como veículo de difusão das ideias da robotiza-ção que provêm dos meios académicos e que pretendem ser transferidos para as empresas. O primeiro número saiu em Junho de 1989, ainda com o nome de “Robótica e Automatização”, que dez anos depois mudou apenas para “ro-bótica” na edição número 31. Nestes 20 anos a revista assistiu a muitas mudanças de Direc-tores: Lourenço Pinho em 1989, Alexandre Tato de 1990 a 1992, Tenreiro Machado de 1993 a 1999. Norberto Pires, Professor da Universidade de Coimbra e Presidente do Coimbra iParque é director da revista de 1999 até aos nossos dias. Norberto Pires no início do evento explicou que a revista “robótica” também pretende trabalhar para o empreendedorismo, com textos cientí-ficos que divulgam ideias para além de uma presença contínua nos maiores eventos de re-ferência nacionais.

Jorge Bernardino, Presidente do Conselho Di-rectivo do Instituto Superior de Engenharia de

20 anos a inovar com a “robótica”

Poucas revistas se podem orgulhar de chegar aos 20 anos. A revista técnico-científica “robótica” é uma delas, e para comemorar a data organizou uma Mesa Redonda com o tema “20 Anos a Inovar”, no Pavilhão Centro de Portugal em Coimbra, no dia 13 de Novembro. Exportar, especializar e fundar novas empresas foram os conselhos dados pelos empreendedores que participaram no evento.

Texto: Helena Paulino

Coimbra, estava radiante no final do encontro e desejou que mais debates do género se orga-nizassem em Portugal “porque o empreende-dorismo é muito importante para que o País se desenvolva, e também para dar mais oportu-nidades às ideias de muitos dos nossos alunos que não encontram forma de as concretizar por falta de apoios.” Carlos Neves, da Escola Superior de Economia e Gestão do Instituto Politécnico de Leiria partilhava da mesma opi-nião, salientando que os temas escolhidos e os oradores foram também bastante importantes para o sucesso do evento. Muito ali foi apreen-dido e desvendado, e quem sabe se não terá sido um convite à apresentação de uma ideia mais tímida dos cerca de 100 participantes do evento. Ficamos à espera!

“massa crítica torna-nos bem sucedidos”Gonçalo Quadros, CEO da Critical Software, é um bom exemplo para explicar como o capital é uma boa semente como forma de incentivar

o empreendedorismo, uma vez que foi um dos fundadores de uma empresa de maior suces-so em Portugal. Tudo começou em Julho de 1998, quando a Critical Software se tornou uma spin-off da Universidade de Coimbra, e dez anos depois já factura cerca de 16 milhões de euros, em que 75 % do total foi oriundo da exportação. Neste momento já possui 3 centros de engenharia em Portugal – Coim-bra, Porto e Lisboa – e 250 engenheiros, 25 dos quais se dedicam à Investigação e De-senvolvimento (I&D). Nos últimos 5 anos, a Critical Software sofreu um crescimento de 42 %, tendo já subsidiárias nos EUA, UK, Romé-nia, Brasil, e representantes em muitos países do mundo como na África do Sul, Angola, Chi-na, Índia, Brasil e Moçambique. Tudo isto por-que a empresa se regue por uma visão global.

Gonçalo Quadros criticou a falta de investimen-to, e por isso, o Presidente Executivo da Critical Software anunciou que até ao final do ano será anunciado um fundo de capital de risco corpo-rativo do grupo de 10 milhões, Critical Venture

A mesa redonda contou com a participação de 4 dos maiores empreendedores portugueses.

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O evento teve uma público muito participativo que lançou temas relevantes.

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(sexta empresa spin-off do grupo Critical Sof-tware, juntando-se à Critical Health, Critical Links, Critical Manufacturing, Critical Materials e Critical Move), que surge porque “a Critical Software não possui muitas capacidades de investir e há muitas ideias que necessitam de sair para o mercado.” Depois deste anúncio, Pedro Vaz Serra, Presidente do Clube de Em-presários de Coimbra, quis saber mais sobre o fundo de capital da Critical e até que ponto haveria risco em investir. Gonçalo Quadros ex-plicou que este fundo pretende ser uma ajuda para vender a tecnologia que se desenvolve, porque esta é uma parte bastante complicada. Através do Critical Venture os empreendedores podem lançar a sua empresa, num prazo entre 3 a 5 anos, e provar que possuem uma estra-tégia com capacidade de vingar num mercado competitivo como o que temos actualmente. No final ditou que acredita que a Critical Ventu-res será uma forma “de multiplicar no mercado ideias e jovens empreendedores que, sem um empurrão inicial teriam alguma dificuldade em passar à prática.” Ou seja, pretende massificar os projectos de desenvolvimento e investiga-ção tecnológica.

Partir de uma ideia Para um valor globalJorge Figueira da GATS – Gabinete de Apoio às Transferências do Saber explicou como é impor-tante a incubação de boas ideias e empresas, e começou por esclarecer que uma ideia é uma oportunidade. Até porque uma ideia é uma so-lução original e inovadora, e uma oportunidade surge quando há um incutimento de uma ideia nos problemas do consumidor e nas capaci-dades da empresa de onde ela sai. Repetiu o que Gonçalo Quadros tinha dito anteriormente: “Onde há um problema há uma oportunida-de!” O que origina as ideias são os problemas com que nos deparamos no dia-a-dia, e conse-quentemente podem resultar em boas oportu-nidades de negócio. Como exemplo apresentou simples guarda-chuvas, que podem ter muitas utilidades: uns podem secar automaticamente, outros podem fechar-se e ter na ponta algo que os mantenha em pé, outros ainda podem dar música enquanto andamos à chuva. Tudo isto são ideias, mais adequadas aos problemas de cada um de nós, utilizadores. Jorge Figueira chamou a atenção que, neste âmbito das ideias não devemos pensar apenas nas necessidades da nossa cidade, aldeia ou até mesmo prédio, mas pensar de uma forma mais abrangente e global. Pensando que todo o mundo pode usu-fruir das nossas ideias e soluções.

Apresentou-nos uma aparente desconhecida, Rosa Pomar, que começou a fazer bonecos de pano originais quando esteve algum tempo em

casa em licença de maternidade. E os bone-cos, apesar de simples, tiveram sucesso. Mas em Março de 2009, a multinacional holandesa Oilily, lançou uns bonecos similares com se-melhante sucesso. O que faltou a Rosa Pomar? Talvez a divulgação em termos globais, e não apenas entre amigos ou num pequeno cantinho da blogosfera, dos bonecos que criara, faltara-lhe também o próprio registo da sua ideia. Ou seja, uma oportunidade porque a ideia já esta-va criada. Uma das visões de Jorge Figueira e do organismo que lidera, o GATS, é transformar a região de Coimbra e Leiria numa referência internacional em termos de criação de conheci-mento, inovação e empreendedorismo nas áre-as das ciências da vida, energia, tecnologias da informação e da comunicação e electrónica, e indústrias criativas. Desta forma a região centro consolida-se como a 2.ª região mais inovadora de Portugal, e coloca-se no ranking das 100 re-giões mais inovadoras da Europa em 2017, de acordo com o Regional Innovation Scoreboard. Tudo isto pode ser facilmente concretizável atra-vés de fortes parceiros existentes nesta região, como a Universidade de Coimbra, o Instituto Politécnico de Leiria e o de Coimbra, o Instituto Pedro Nunes, o IPN Incubadora, a Incubadora D. Dinis, a Biocant, a Coimbra Inovação Parque, o More Energy e o Obitec.

Apresentou o Inov UC, um dos projectos que o GATS apoia através da mobilização, criando espaços de interacção, dinamizando a multidis-ciplinaridade, e que implica três passos fulcrais: planeamento (envolvimento de actores, pensar a curto e médio prazo, criar uma rede de dina-mizadores), implementação (responsabilização alargada, gestão integrada do Pipeline, e cria-ção de estímulos adequados) e o reforço (reco-nhecer e incentivar, premiar a ousadia e parti-lhar experiências). Também abordou o Curso de Empreendedorismo de base tecnológica que já vai na sua 5.ª edição, e que pretende criar negócios de base tecnológica e desenvolver aptidões empreendedoras com base em tecno-logias desenvolvidas nas unidades de desen-volvimento de diversas universidades. No total este curso já formou 400 pessoas, originou 64 conceitos de empresas de base tecnológica e criou 7 empresas. E por fim, deu o exemplo da Incubadora do Instituto Pedro Nunes que já criou 120 empresas desde 1996 com uma taxa de sobrevivência de 83%, maioritaria-mente spin-offs tecnológicas da Universidade de Coimbra, criou 1.100 postos de trabalho e em 2008 o volume de negócios total das em-presas situava-se nos 60 mil euros. Foi conside-rada como a segunda World Best Science Based Incubator. O Biocant – Centro de Inovação em Biotecnologia foi outro dos exemplos, por ser o primeiro parque de biotecnologia em Portugal, e já ter ocupado os 4.000 metros quadrados


construídos. Neste espaço é feita investigação aplicada à área das ciências da vida com vista à criação de serviços e produtos inovadores, à área da biotecnologia e por isso, promovem o bioempreendedorismo. No final deixou um de-safio: “Atreve-te!”

PouPar energia e ter qualidade de vida José Luís Malaquias da ISA apresentou a quali-dade de vida numa cidade ecologicamente di-gital, ou seja, falou de energia e da forma como a podemos aproveitar ou desperdiçar. Isto por-que nem todos os aparelhos numa casa estão a trabalhar em simultâneo, e por isso, podemos aproveitar a energia não utilizada para outros fins. Deu como exemplo o aproveitamento da bateria do nosso automóvel no caso da rede de nossa casa não ter energia suficiente, no caso de termos um modelo-singular de negócio nas nossas habitações em que podemos vender energia à EDP. Incutiu a ideia de tudo se tratar de uma rede energética como um todo, seja a nossa habitação ou o nosso automóvel, e tam-bém num sentido mais geral e global, estando nós na era da globalização e não nos podendo esquecer desse facto. Para ter uma rede inte-ligente é necessário ter igualmente uma casa inteligente, em que os aparelhos estão prepara-dos para ligar e desligar o seu consumo quando necessário, e assim poupar energia.

A monitorização é algo também fulcral em toda esta rede, porque é necessário que o ci-dadão comum saiba o que é e o que significa a energia, o seu consumo e poupança. A mo-nitorização ajuda-nos neste campo, ao fornecer-nos informações racionais sobre onde podemos poupar energia, e assim, pagar menos de factura energética. Para José Luís Malaquias parece tudo simples, até porque desvendou que esta infor-mação pode ser dada da forma mais simplista, até mesmo num quadro colocado na parede

que nos mostra minuto a minuto, o consumo e o gasto económico. A iluminação inteligente é outra das soluções que apresentou, e que a ISA disponibiliza, onde se utiliza a iluminação conso-ante as necessidades de cada um de nós na sua habitação, e esta é uma das apostas na inovação por parte da ISA. No final da sua apresentação divulgou que Coimbra será a cidade piloto de uma parceria entre a ISA e a IBM, que consiste na colocação de sensores em vários locais, até mesmo nos caixotes do lixo, para que no final se averigue quanto se poupou de energia.

inovação, ligação aos centros do saber, novas soluções: inovação Norberto Pires apresentou o iParque como um Pólo de Inovação no Centro de Portugal, com três objectivos fulcrais: ser o catalisador do de-senvolvimento económico da região, promover novas empresas baseadas no conhecimento in-centivando a transferência de tecnologia entre centros de conhecimento e empresas através de projectos de I&D em consórcio, e ainda a promoção para a instalação de empresas re-levantes que possam alavancar o desenvolvi-mento rápido e sustentável de áreas estraté-gicas. Os centros de I&D, as universidades e as empresas promovem oportunidades e desafios de I&D, originam transformações na realidade e originam infra-estruturas e serviços avan-çados. Com tudo isto surgem investimentos e oportunidades económicas de valor acrescen-tado, com vantagem competitiva, produtos inovadores e resultados positivos. O iParque, segundo apresentou Norberto Pires, deseja uma verdadeira interacção e funcionamento em rede (podendo criar sinergias, mais valias e vantagens competitivas), facilitando a inovação e acções concertadas, e permitindo o envolvi-mento de todos os parceiros da rede regional. E isto é algo que as empresas necessitam. O iParque definiu 5 áreas estratégicas: ciências e tecnologia biológica, da vida e da saúde; ciên-

cias e tecnologias da informação e multimédia; telecomunicações; automação e robótica inte-ligentes; e ainda outros projectos transversais. Nestas áreas pretende-se que se criem clusters de empresas que sirvam de suporte para o de-senvolvimento de uma verdadeira cultura de Investigaçao e Desenvolvimento em consórcio com instituições universitárias, politécnicas e centros de investigação da região centro.

Na primeira fase deste projecto serão cons-truídos 18 lotes, 3 dos quais para serviços e gestão (restaurantes, pavilhão e edifício de gestão) e 15 lotes industriais de empresas e centros de I&D. A 2.ª fase, que se desenvolverá em 2010, terá lotes mais pequenos, uns para equipamentos e serviços, industriais, e mesmo habitacionais. Haverá um edifício administrati-vo – Business Center – que será um verdadeiro centro de negócios, pensado para servir as em-presas e as suas necessidades, e por isso terá dois anfiteatros com 350 lugares sentados, sa-las de reuniões e salas de formação, um restau-rante para 75 lugares sentados, um datacenter onde as empresas poderão alojar os seus servi-ços informáticos, e ainda uma rede informática com suporte para vídeo-conferência e os mais modernos serviços de comunicação. O edifício Nicola Tesla será uma sede de empresas em fase posterior à incubação, e funciona explo-rando as sinergias com o Business Center. Terá espaço para cerca de 40 empresas, serviços de secretariados e outros apoios, salas de reuni-ões, meeting point com cafetaria e estará or-ganizado por áreas de actividade permitindo o efeito de cluster. Neste momento estão a ter-minar as infra-estruturas da 1.ª fase, decorre o planeamento da candidatura ao QREN da 1.ª e 2.ª fase do projecto, instalam-se as primeiras empresas, o Business Center está a ser iniciado, propõem e candidatam o edifício Tesla para a sediação de empresas, dinamizam as activida-des globais do iParque e divulgam ainda inter-nacionalmente o projecto.

A revista “robótica” é das poucas publicações que chegou aos 20 anos. E promete continuar! O evento decorreu no Pavilhão Centro de Portugal, uma obra emblemática do arquitecto Álvaro Siza Vieira.

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O sucessO cOnstrói-se cOm trabalhOJorge Mota, Director-Geral da Rittal Portugal, abriu o evento com uma apresentação sobre a crise económica e como a Rittal planeia o fu-turo. “Ainda não sentimos o sabor da derrota”, e este ano prevêem um crescimento de cerca de 13%, derivado do trabalho e empenho de uma equipa motivada e orientada para servir os clientes, bem como um completo portfólio de excelentes soluções, aliada a serviços à me-dida de cada projecto. Cláudio Maia da Rittal apresentou várias soluções Rittal para o sector hídríco, eólico, solar, fóssil, nuclear, entre ou-tros, e ainda ditou que as soluções Rittal são um sistema completo que integra envolventes metálicos como caixas, sistemas de energia, e sistemas de climatização. As soluções Rittal também se aplicam ao sector ferroviário no sector rodoviário, no sector marítimo, em aero-portos e nas telecomunicações.

David Craveiro, gestor de clientes da Rittal na Região Sul-Lisboa, apresentou inovações Rittal, como as estações de abastecimento de energia para veículos, as novas UPS modulares, os chil-lers de 1 a 462 kW, e os sistemas de alta segu-rança para bastidores 19”, que garantem uma adequada eficiência e segurança, num menor espaço, menor custo de instalação e na ma-nutenção. Em Portugal, cerca de 350 estações estarão concluídas em 2010, e no ano seguinte

PrOdutividade, liderança e cOmPetitividade em aveirO A 4.ª edição da Conferência Produtividade, Liderança e Competitividade (PLC) apostou este ano na exposição e demonstração aos participantes das suas soluções inovadoras, inseridas em coffee-breaks prolongados para permitir aos participantes a visita aos espaços de exposição, onde os organizadores mostraram as suas inovações. O evento decorreu a 15 de Outubro, no Centro Cultural e de Congressos de Aveiro, com a organização da M&M Engenharia Industrial, Rittal Portugal e Phoenix Contact, que apresentaram temas de grande interesse e actualidade sobre a utilização correcta de infra-estruturas eléctricas, nas áreas da Energia e da Automação. As empresas organizadoras usaram o mobile messaging e o Twitter, para informar sobre a evolução do evento. A provar o sucesso do evento estiveram os 150 participantes, oriundos de todo o país.


Rittal Portugal · Phoenix Contact · M&M Engenharia IndustrialPLC 2009

www.twitter.com/plc_2009 · www.plc2009.info

1.350 estações. Outra das novidades da Rittal é o UPS PMC 200, com baterias integradas no mesmo rack ou em racks diferentes, consoante a gama de potência e dependendo do número de módulos.

demOnstraçãO Prática e visita virtual a uma eólicaCarlos Coutinho, especialista de produtos de Interface e Automação da Phoenix Contact, demonstrou como gerar relatórios em tempo real dos consumos de energia eléctrica a partir de um autómato da Phoenix Contact. O mesmo principio é aplicável a relatórios de produção e/ou controlo de qualidade, de disponibilidade (incluindo downtime) e de meteorologia (no domínio das energias renováveis). As leituras dos consumos de energia são feitas através de analisadores de rede e transmitidas ao autó-mato por Modbus RTU. O autómato faz o trata-mento dos dados e escreve-os numa base de dados SQL através do protocolo TCP/IP, tanto por Ethernet como por GPRS.

Michel Batista da Phoenix Contact, como su-cedeu no anterior PLC, demonstrou de forma prática o funcionamento das protecções da Phoenix Contact contra as sobretensões, com o TRABTECH, utilizando para o efeito um gera-dor de sobretensões, que testa equipamentos provocando uma onda de choque do tipo 8/20 us com uma corrente de pico de 10 kA e uma tensão máxima de 6 kV. Assim fica protegida a alimentação eléctrica, as linhas de medida, de comando e de regulação, as linhas de dados, as telecomunicações e os emissores recepto-res, e aumenta a continuidade de serviço da instalação. A Phoenix Contact também apre-sentou uma mala de ensaios portátil, “CHE-CKMASTER”, que testa e elabora relatórios de ensaios do estado das protecções sem desligar a instalação eléctrica, porque uma instalação

protegida ao longo dos anos necessita de um serviço de manutenção adequado e com fer-ramentas tecnologicamente apropriadas das Phoenix Contact.

A M&M Engenharia Industrial, por Ruben Frei-re, apresentou uma visita virtual a uma eólica, demonstrando como o Autodesk Inventor Pro-fessional se pode integrar num projecto deste tipo. As capacidades de prototipagem digital do Inventor constroem peças e conjuntos, geram desenhos técnicos de forma rápida, realizam algumas funções do projecto de forma automa-tizada, e criam um modelo virtual do projecto que reproduz a geometria das peças, a articu-lação dos conjuntos e as propriedades físicas do modelo real. Cria-se um modelo base para-métrico, associam-se parâmetros a tabelas de Excel, criam-se todas as peças como derivadas desse modelo base, obtêm-se a planificação das chapas e os desenhos técnicos para corte das mesmas. José Meireles da M&M Engenha-ria Industrial realizou uma visita virtual a uma eólica, electrificação, e relatório, tudo realizado com o EPLAN Electric P8 Professional EMI SP1. O orador deu como exemplo o Parque Eólico da Carvalhosa, onde houve um estudo de impacto ambiental, enquadramento legal, identificação e descrição geral do projecto.


R E P O R T A G E M

O encontro realizado no Hotel Olissippo Orien-te, em Lisboa, contou com a presença de José Alexandre Pereira, Presidente da ISA Portugal, Nelson Ninin, Presidente eleito da ISA que apre-sentou a associação, e Eva Franco, Presidente da ISA espanhola. Ainda teve a participação de Kees Kemps da Honeywell que apresentou os sistemas instrumentados de segurança, José María Amezága da Petronor que abordou a instrumentação ocorrida em atmosferas ex-plosivas, e Pedro Ramos da CUF Químicos In-dustriais e José Monteiro da Portucel Soporcel debateram-se sobre as redes de campo e co-municações industriais.

A ISA nasceu oficialmente como Instrument So-ciety of America a 28 de Abril de 1945 nos EUA pela mão de Richard Rimbach e de 18 associa-ções de instrumentação. Esta é uma organiza-ção não lucrativa, que apoia os seus mais de 30.000 membros. O seu sucesso fica provado por um ano após a sua fundação já possuir 900 membros, e 8 anos depois quase 7.000. Com sede na Carolina do Norte, organiza a maior conferência de automação do hemisfério oci-dental, e é a fundadora da The Automation Fe-deration (www.automationfederation.org). Pre-tende desenvolver normas técnicas, certificar os profissionais da indústria através de formação e treino adequado, publicação de livros e artigos técnicos, e organização de conferências e ex-posições, tudo em prol do desenvolvimento da capacidade de liderança e resolução de proble-mas. Também desenvolve e fornece à comuni-

Instrumentação e Controlo em foCona 1.ª ConferênCIa da Isa Portugal

A 1.ª Conferência Técnica de Instrumentação e Controlo foi promovida e marcou o início da actividade da secção portuguesa da ISA, The Internacional Society of Automation. O evento contou com a participação de muitos profissionais ligados à automação, instrumentação industrial e sistemas de controlo de processo em actividades que promovam o seu desenvolvimento técnico e pessoal.


ISA PortugalTel.: +351 269 810 110 · Fax: +351 269 630 888

[email protected] · www.isa.org

dade global uma vasta variedade de produtos e serviços, de elevado valor acrescentado.

ProjeCto e futuro da Isa PortugalJosé Alexandre Pereira deu o mote para o evento com uma apresentação sobre o projec-to e a realidade da ISA Portugal, referindo-se às normas e certificações vigentes, à formação e treino, publicações, conferências e exposições já em agenda. Relembrou que o primeiro en-contro decorreu em Lisboa, a 13 de Outubro de 2006, numa reunião informativa com Francisco Díaz-Andreu e Manuel Bollaín, e a partir daí o número de sócios portugueses foi crescen-do significativamente. A 1.ª Assembleia Geral decorreu no ISEL no ano seguinte, onde foram elaborados os estatutos numa Assembleia Ge-ral de Sócios, e posteriormente a 25 de Setem-bro de 2009 houve uma escritura pública da Associação ISA Portugal.

A ISA pretende ser o ponto de encontro da co-munidade profissional portuguesa ligada à au-tomação, instrumentação industrial e controlo de processos, incluindo os utilizadores finais, os fabricantes e fornecedores, as escolas e acade-mias. Consequentemente será criada uma es-trutura flexível mas consolidada, que assegura a continuidade da actividade da organização e a sucessão dos orgãos dirigentes. Para isso, fixaram para 2010 a fasquia de membros na-cionais da ISA numa centena. José Alexandre Pereira terminou enumerando as entidades colaboradoras de apoio institucional e os pa-trocínios desta 1.ª Conferência Técnica de Ins-trumentação e Controlo.

Prevenção e dIagnóstICo garantem segurançaO engenheiro especialista em atmosferas ex-plosivas da Petronor, José María Amézaga, reco-mendou uma análise detalhada da fábrica para descobrir se esta armazena ou manipula produ-tos inflamáveis (sejam líquidos, vapores, gases

inflamáveis, entre outros) e assim, as normas de certos organismos como o LOM, a INERIS e outros, ficam assegurados, tal como a segurança dos trabalhadores da fábrica. A Directiva 94/9/CE do Decreto-Lei 112/96 de 5 de Agosto de 1996 é aplicada ao material eléctrico e electró-nico e dita as normas para os fabricantes sobre os aparelhos, sistemas de protecção, componen-tes para utilização em atmosferas explosivas, e complementa a lei da Prevenção dos riscos la-borais, ditando as disposições mínimas que de-vem ser aplicadas nas instalações, o que exige um Manual de Protecção contra Explosões antes do material ser colocado em serviço e antes de transformações ou ampliações. O desenho ou análise de uma instalação ATEX permite classi-ficar as instalações perigosas segundo as fontes de escape, e a partir delas são determinadas as zonas perigosas. O sistema de segurança implica aparelhos de segurança, material eléctrico asso-ciado e aparelhos eléctricos simples, tudo com cabos de ligação e bus de campo. O material ATEX é válido para o utilizador de acordo com o DL 112-96, com a marcação CE.

Kees Kemps também falou sobre a seguran-ça em sistemas instrumentados. A tecnolo-gia nestes sistemas de segurança sofreu uma mutação com os sistemas pneumáticos e/ou hidráulicos, as soluções baseadas nas ligações com uma simples ligação: redundante em série e redundante com monitorização. O transístor possui um estado electrónico sólido, controla-dores lógicos programados, tudo isto baseado

R E P O R T A G E M


Nuno Saraiva, o novo Director Geral da SEW-EURODRIVE PORTUGAL, fez uma breve apresentação do Grupo SEW e do portfólio de produtos que a empresa tem para oferecer ao mercado, dando posteriormente a palavra a David Braga, Responsável pelo Departamento de Serviços, que apre-sentou o CDS® - Complete Drive Service. Esta é uma gama de serviços da SEW composta por 14 módulos específicos, que cada Cliente pode configurar à medida das suas necessidades. Seguindo a estratégia de pro-ximidade da SEW-EURODRIVE PORTUGAL foi apresentado, ainda, o novo Centro de Assistência Técnica de Lisboa no qual, para além da sua sede na Mealhada, podem ser feitos vários serviços de intervenção rápida.

A Formação Técnica Especializada, ministrada pela SEW e acreditada pela DGERT – Direcção-Geral do Emprego e das Relações de Trabalho, realizada na DriveAcademy®, a Sala de Formação SEW ou nas instala-ções dos Clientes, por 4 Formadores especializados foi apresentada pelo Nuno Saraiva. Os programas de Formação Técnica incluem cursos de Ac-cionamentos Electromecânicos, Conversores de frequência MOVITRAC® (31C, 07B, LT), Variadores tecnológicos MOVIDRIVE® (A, Compact, B), Servo-accionamentos, Sistemas Descentralizados (MOVIMOT®), Reduto-res Industriais, Controlo de Posição IPOSplus®, Comunicação por bus de campo, Controladores MOVI-PLC®, Consolas de Operação, Projectos de Accionamentos, e outros cursos consoante as necessidades do Cliente. Nos programas de formação técnica há uma componente teórica e outra prática, recorrendo sempre que necessário a módulos de simulação.

Serviço maiS importante do que o produtoDavid Braga explicou os 14 módulos que compõem o CDS® - Complete Drive Service. No Serviço de Emergência 24 Horas existem Recursos Hu-

SoluçõeS de manutenção induStrial na SeW-eurodrive portuGal

A SEW-EURODRIVE PORTUGAL organizou, a 5 de Novembro no Grande Hotel do Luso, um Seminário Técnico para divulgação da sua gama de serviços e soluções de manutenção industrial. A empresa destacou a chave do seu sucesso: clientes satisfeitos!


SEW-EURODRIVE PORTUGALTel.: +351 231 209 670 . Fax: +351 231 203 685

[email protected] . www.sew-eurodrive.pt

manos qualificados que fornecem e montam rapidamente componentes ou unidades novas, e oferecem um aconselhamento técnico em electro-mecânica ou produtos electrónicos, por telefone ou pessoalmente. O Ser-viço de Help Desk oferece um apoio técnico especializado para suporte ao projecto ou manutenção de sistemas ou máquinas, e assim há uma diminuição dos tempos de arranque devido ao apoio na preparação dos serviços, e apoio ao projecto e selecção dos sistemas de accionamentos. A Programação e Engenharia de Aplicações dispõem de software dedicado a aplicações e tecnologia de accionamentos, e fornece ferramentas para a parametrização, visualização e programação, através do download gratuito online. O serviço de Inspecção, Manutenção e Lubrificação ajuda a manter o equipamento a funcionar em condições, recorrendo a componentes de boa qualidade e instruções de montagem certificadas. A Formação Técnica transfere know-how em cursos ministrados por formadores com o CAP e acreditados pela DGERT. Os Serviços de Reparação são orientados de acordo com as necessidades do Cliente: apenas as peças com defeito são substi-tuídas, ou, se necessário é executada uma revisão completa. O Serviço de Sobressalentes caracteriza-se pela qualidade, rapidez e facilidade, desde o aconselhamento até à identificação dos sobressalentes correctos, e dispo-nibilidade e entrega imediata dos mesmos. E, as substituições são feitas de forma rápida e segura, mantendo a unidade fabril em produção contínua.

O Serviço de Redutores Industriais é um dos pontes fortes, pois a SEW-EURODRIVE PORTUGAL é o Centro de Competência do Grupo SEW para a Península Ibérica, porque a SEW-EURODRIVE PORTUGAL trabalha com qualquer tipo de serviço nos redutores de maior porte. Com o Serviço de Entrega e Recolha há uma optimização da gestão do tempo, por ser o mesmo interveniente que instala e desinstala, reduzindo as interfaces,

Figura 1 · Eng.º Nuno Saraiva (Director Geral)

Figura 2 · Eng.º David Braga (Responsável do Departamento de Serviços)

[ ]82

T A B E L A C O M PA R A T I V A

TABELA COMPARATIVA DE Módulos I/o

No mercado existem vários tipos de Módulos I/O, mas podemo-nos focar nos Módulos de I/O distribuídos, dispositivos com terminais de conexão directa à entrada e/ou saídas discretas ou analógicas, com possibilidade de configuração e variadas funcionalidades, e conectados habitualmente via bus de comunicação de um ou mais dispositivos externos com potência de processo ou controlo (PLC, PC, controladores, entre outros).

Dada a variedade de combinações possíveis, o seu reduzido tamanho e as distintas funcionalidades, estes dispositivos proporcionam uma alta flexibilidade, modularidade e conectividade que facilitam a integração em sistemas para a aquisição de dados, regulação ou controlo.

As suas possíveis aplicações são das mais variadas, desde automotive, maquinaria, transporte, processo, centrais de energia, automação de edifícios e domótica, entre outros.

Os módulos I/O, tão comuns hoje em dia, estão presentes nos armários de controlo, caixas de distribuição, e estão situados directamente in loco, e evoluíram bastante nos últimos anos. Estes são também chamados módulos de bornes, módulos distribuídos E/S, bornes inteligentes, entre outros, e normalmente estão montados sobre trilhos DIN.

Para além disso, o consumo dessas unidades também reduziu sensivel-mente, possibilitando a sua utilização em aplicações remotas ou bateria alimentada por painéis solares. O factor e densidade de linhas I/O por volume e peso também foi optimizado, o que favorece a sua inclusão a bordo de veículos ou aplicações cinemática.

Todos estes Módulos I/O possuem diferentes tipos, tendo diferentes modos de leitura, diferentes meios de entrada e saídas de dados/infor-mação, diferentes funcionalidades, e cada tipo possui o seu diferente grau de precisão bem como a manutenção das instalações.

E, cada vez mais, já não faz sentido falar de comunicações – Módulos I/O – sem se falar em segurança, cada vez é mais necessária essa segurança para que os dados não se “percam” ou ocorram problemas nas máquinas/instalações.

Todas essas especificações estão diferenciadas e preenchidas na tabela seguidamente apresentada.

��robótica

Ricardo Sá e Silva

T A B E L A C O M PA R A T I V A M ó D u L O s I / O

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F E I R A S E C O N F E R Ê N C I A S

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SEMICON Feira sobre semicondutores: produção, técnicas e materiais

SeulCoreia do Sul

3 a 5 Fevereiro 2010

[email protected]

LOgIMAT 2010 Feira internacional de distribuição e fluxo da infor-mação dentro das empresas

2 a 4Março 2010

Estugarda Alemanha

TEkTóNICA Feira de construção LisboaPortugal

11 a 15Maio 2010

EUROEXPO Messe und Kongress [email protected]

[email protected]

RObOTIquE 2010 Feira de novidades de robôs e integradores

RoissyFrança

22 a 26Março 2010

GL [email protected]

EXPO ELECTRONICA Feira internacional para componentes electrónicos e equipamentos tecnológicos

MoscovoRússia

20 a 22 Abril 2010

Crocus [email protected]

HANNOvER MESSE 2010 Feira internacional de tecno-logias industriais

HanôverAlemanha

19 a 23 Abril 2010

C. Comércio e Indústria Luso-Alemã[email protected]

AuTOMáTICA 2010 Feira internacional sobre automação e mecatrónica

MuniqueAlemanha

8 a 11 Junho 2010

[email protected]

SINERCLIMA Feira de climatização e energias renováveis

BatalhaPortugal


ExpoSalã[email protected]

DESIgNAÇÃO TEMÁTICA LOCAL DATA CONTACTO

Informação sobre conferências IEEE por sociedade: http://www.ieee.org/web/conferences/search/index.htmlInformação sobre conferências IFAC: http://www.ifac-control.org/eventsInformação geral sobre conferências IASTED: http://www.iasted.com/conference.htm

ANNuAL RObOTICS INDuSTRy FORuM

Fórum sobre robôs para a indústria

OrlandoE.U.A.

20 a 22 Janeiro 2010

RIA – Robotics [email protected]

ELECTRON TECH EXPO Feira de tecnologia e materiais para as indústrias eléctrica e electrónica

MoscovoRússia

20 a 22 Abril 2010

Crocus [email protected]

RObOPARTy 2010 Evento de construção e dinamização de robôs

GuimarãesPortugal


SAR e Universidade do [email protected]

FESTIvAL NACIONAL DE RObóTICA 2010

Festival cientifico de robótica LeiriaPortugal

24 a 28 Março 2010

I.P. Leiria - E.S. Tecnologia e Gestã[email protected]

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L I N K S

Substitutos? Naaah!

Trailer do Filmehttp://www.youtube.com/watch?v=jwTJ7mCcFoY

Protótipo da Honda:

Apareceu recentemente nos cinemas um filme intitulado “Substitutos” (“Surrogates” no original em inglês). Segundo esse filme, os robôs viveriam por nós apesar de comandados pelo nosso cérebro através de uma ligação remota. Ficção científica e show-business. O habitual em Hollywood.

É preciso saber distinguir a ficção da realidade. Os robôs representados no filme estão fora do nosso alcance, isto é, nem são possíveis hoje, nem é realista admitir que sejam tecnicamente possíveis em menos de 30 anos.

No entanto, a robótica actual tem sido usada para ajudar as pessoas. Não para as substituir, mas para permitir que realizem tarefas de uma forma mais simples e mais confortável. Um BOM exemplo é a utilização de robôs para melhorar a física daqueles que perderam qualidades motoras: por acidente, doença ou devido à idade. A Honda, por exemplo, lançou recentemente um protótipo que permite auxiliar a locomoção humana.

J. Norberto PiresChairman do Controlo 2010

resumo da revista "robótica" 77

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