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INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO RIO DE JANEIRO CAMPUS PARACAMBI AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL E CLP I Automação Ponte Rolante 1

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Trabalho completo do IFRJ, matéria de automação industrial.

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INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAO, CINCIA E TECNOLOGIA DO RIO DE JANEIROCAMPUS PARACAMBI

AUTOMAO INDUSTRIAL E CLP IAutomao Ponte Rolante

PARACAMBI2015ANDRESSA CARDOSO XAVIERVINICIUS GUIMARES BRITO

AUTOMAO INDUSTRIAL E CLP IAutomao Ponte Rolante

Trabalho apresentado como forma de obter nota na disciplina Automao e CLP I do curso Tcnico em Eletrotcnica do Instituto Federal de Educao Cincia e Tecnologia do Rio de Janeiro Campus Paracambi.

Prof. Hervan Oliveira de Almeida

PARACAMBI2015

Sumrio1.INTRODUO22.PARTES CONSTRUTIVASErro! Indicador no definido.3.FUNCIONAMENTO23.1.RESOLVER24.CLASSIFICAO DOS SERVOMOTES25.TIPOS DE CONEXO26.REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS2

ndice de FigurasFigura 1. Servo-motores e servo-conversorErro! Indicador no definido.Figura 2. Partes construtivas do servo-motorErro! Indicador no definido.Figura 3. Sequncia de fases2Figura 4. Resolver2Figura 5. Campo eletromagntico do resolver2Figura 6. Encoder incremental2Figura 7. Tipos de servos2Figura 8. Padres de conexo2

ndice de Tabelas e GrficosTabela 1. Comparativo resolver x encoder2

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1. INTRODUO

A automao surgiu como o caminho para a reduo da participao da mo humana sobre os processos industriais. Partindo desse conceito, podemos dizer que a utilizao em larga escala do moinho hidrulico para fornecimento de farinha, no sculo X, foi uma das primeiras criaes humanas com o objetivo de automatizar o trabalho, ainda que de forma arcaica. Esse desenvolvimento da mecanizao teria impulsionado mais tarde o surgimento da automao.As primeiras mquinas movidas a eletricidade surgiram em meados do sculo XIX, graas a esforos de diversos pesquisadores entre eles Michael Faraday e Andr-Marie Ampre que estudaram a utilizao da eletricidade e do magnetismo em conjunto, levando ao desenvolvimento de motores que, conectados a sistemas eltricos, acionavam alavancas. No final do sculo XIX, esse tipo de motor comeou a ficar obsoleto e deu lugar s mquinas que usavam a corrente eltrica em circulao em condutores para interagir com o campo magntico produzido por ims ou eletroms.

A Segunda Guerra Mundial (1939-1945) tambm contribuiu para a histria do controle automtico ainda que com objetivos menos nobres com o desenvolvimento de sistemas para aplicao no lanamento de msseis.

De acordo com o professor de automao industrial e gesto de projetos da Fundao Municipal de Ensino de Piracicaba (Fumep), Marcelo Eurpedes da Silva, a desvantagem do rel na poca era a necessidade de fix-los em algum ponto e sua transio para outros locais demandava muito trabalho, alm da manuteno constante dos equipamentos.O conceito de automao foi institudo nos Estados Unidos apenas em 1946, nas fbricas automotivas e, atualmente, o termo significa qualquer sistema que utilize computao e que substitua o trabalho humano com o intuito de aumentar a velocidade e a qualidade dos processos produtivos, a segurana dos funcionrios, alm de obter maior controle, planejamento e flexibilidade da produo.

A criao, em 1947, do transistor ajudou a impulsionar o desenvolvimento da automao, pois se tratava de um componente eletrnico capaz de controlar a passagem da corrente eltrica em determinados sistemas. O transistor a base para qualquer processador moderno, explica o especialista em manuteno de sistemas eltricos e gerente tcnico da Adimarco, Marcelo Paulino. Com o uso do transistor e da eletrnica, foi possvel o desenvolvimento dos primeiros computadores industriais. Embora o microprocessamento tenha sido comercializado apenas a partir dos anos 1960, foi nesse perodo que surgiram os primeiros robs mecnicos a incorporar sistemas de microprocessamento e unir tecnologias mecnicas e eltricas.

At o final da dcada de 1960, as empresas automobilsticas produziam em massa, com rapidez e qualidade, mas no ofereciam muitas opes para os clientes, j que a linha de produo no era flexvel. A solicitao de um carro com acessrios especficos ou com uma cor diferente da disponvel para pronta entrega poderia levar muitos meses para ser produzida, por exemplo.

Percebendo a necessidade do mercado, a General Motors (GM), nos Estados Unidos, solicitou empresa Allen-Bradley que confeccionasse um produto que conferisse versatilidade produo. A empresa, que j produzia contatores e dispositivos eltricos, desenvolveu, em 1968, o equipamento chamado Controlador Lgico Programvel (CLP), que substituiu os antigos rels e permitiu fazer modificaes rpidas no processo produtivo.

Com o CLP, as alteraes eram feitas apenas mudando sua programao, enquanto que os sistemas a rels implicavam modificar a montagem dos equipamentos e, muitas vezes, substituir os hardwares. O CLP foi introduzido na planta da GM em 1969 e os Estados Unidos e a Europa foram os primeiros beneficiados com a tecnologia que s chegou ao Brasil mais tarde, nos anos 1980.

Os CLPs so dispositivos digitais que permitem controlar o processo fabril graas a uma memria programvel que rene as instrues que devem ser repassadas para as mquinas responsveis pela produo industrial. medida que o CLP foi incorporado nas indstrias, evoluiu e adquiriu novas funes e hoje capaz de executar sequenciamento, temporizao, contagem, energizao/desenergizao e manipulao de dados, regulao PID, lgica fuzzy, entre outras funes. Os CLPs podem ser programados por meio de computadores, so adequados para os ambientes industriais muitas vezes inspitos e possuem linguagem amigvel.

A automao foi aplicada, a princpio, em indstrias automobilsticas e petroqumicas. De l para c a tecnologia se disseminou para outras reas, como indstrias alimentcia, qumica, petroqumica, siderrgica, automotiva e associadas (pneus, borracha, etc.). Foi tambm na dcada de 1980 que surgiu a pirmide da automao. Essa pirmide divide os nveis dos equipamentos envolvidos nessa tecnologia de acordo com sua atuao na indstria e mostra como as informaes so filtradas do nvel 1 at chegar ao seu topo. Em contrapartida, as ordens vindas dos nveis administrativos (4 e 5) so repassadas para o nvel 3, que garante que as tarefas sejam realizadas pelos nveis operacionais.

2. PONTE ROLANTE

No Brasil, os sistemas pr-fabricados vm conquistando espao. Este avano consolida o consenso de que sistemas de componentes (fundaes, pilares, vigas, lajes, cobertura, fechamento lateral, etc.) atendem, de modo satisfatrio e eficiente, s exigncias de economia, prazo e qualidade tcnica requeridas por edificaes destinadas a vrias funes, em especial as que contemplam amplos espaos, como no caso de edifcios industriais. Os galpes de elementos pr-fabricados de concreto, com sistema estrutural de prticos para telhado de duas guas (Figura 1), tm sido amplamente aplicados em todo o Brasil, apresentando muito boa funcionalidade e competitividade econmica. Normalmente so destinados a indstrias, depsitos comerciais, almoxarifados, oficinas, construes rurais, etc. Estas construes caracterizam-se por serem edificaes trreas, com grandes dimenses em planta, sem apoios intermedirios. Tais caractersticas facilitam a modulao e a tipificao destas construes, justificando a grande parcela que elas representam no universo das construes pr-fabricadas.O sistema construtivo tem sido disseminado enormemente, sobretudo entre os fabricantes que j produziam elementos leves, como elementos pr-fabricados para lajes de forro e piso.Dada a grande responsabilidade que se passa a assumir em estruturas que podem atingir at 30 metros de vo, h necessidade de uma definio mais clara dos mtodos de anlise estrutural e o esclarecimento dos fabricantes e usurios sobre os cuidados imprescindveis a serem tomados no projeto, na execuo, no uso e na manuteno dessas construes.Ponte rolante uma mquina de elevao do tipo guindaste de ponte. Os principais equipamentos que fazem parte das mquinas de elevao so os seguintes:guindaste, ponte rolante,elevadoreguincho.1NoBrasila norma daABNTque rege o projeto e a construo de mquinas de elevao a NBR 8400 - Clculo de Equipamentos para Elevao e Movimentao de Carga - de 1984.Tamasauskasafirma que so necessrios os seguintes dados tcnicos para o desenvolvimento de umprojetode umaponte rolante: objetivo do equipamento, classificao dos mecanismos e estruturas conforme anormaNBR 8400,tenso eltricade alimentao, ambiente de trabalho, sistemas de controle de rotao dosmotores eltricos, carga til, tipo do controle de movimentos, dispositivo de fixao da carga, vo, altura de elevao, velocidades dos movimentos, comprimento do caminho de rolamento, disponibilidade fsica e dimensional do local de operao do equipamento e intermitncia (%) e classe de partida para osmotores eltricos, conforme anormaNBR 8400.As Pontes Rolantes, juntamente com os elementos importantes secundrios, formam o esqueleto resistente do sistema construtivo, no qual so fixados os elementos de cobertura e fechamento lateral. Decompondo-se o prtico pelos ns, tem-se elementos retos vigas e pilares. A unio destes elementos normalmente considerada pelos projetistas na forma de ligaes perfeitamente rgidas ou de ligaes perfeitamente articuladas. No entanto, normalmente, as ligaes entre elementos pr-moldados de concreto se comportam de um modo mais realista, como sendo ligaes deformveis, cujo comportamento diferente para cada forma ou mecanismo de ligao. A considerao da deformabilidade das ligaes muito importante para que a anlise estrutural esteja o mais prximo possvel do comportamento real da estrutura. A operao de Pontes Rolantes s pode ser realizada por funcionrio devidamente treinado e credenciado pela empresa. Neste manual iremos nos referir a este pessoal como operadores. Tanto o operador quanto a pessoa que realiza a amarrao da carga so responsveis pela escolha dos equipamentos utilizados para o iamento da carga. Para esta escolha, deve-se levar em considerao o peso da carga, os recursos existentes para amarrao e o percurso a ser realizado durante o transporte da carga. As Pontes rolantes so estruturas para suporte de placas compostas de duas colunas e uma viga instalada sobre o vo da faixa de rolamento e acostamento, fixadas com blocos de fundao. As colunas das pontes devem ser providas de chumbadores apropriados para fixao nos blocos de fundao.Uma das grandes necessidades da indstria, o manuseio e a movimentao de peas de grande porte em grandes reas, sem prejudicar o trnsito de veculos, estocagem de materiais e posicionamento de mquinas e equipamentos. Isto coloca em destaque a Ponte Rolante, pois ela permite o aproveitamento de toda rea til para transporte, com rapidez, segurana e versatilidade. As pontes so estruturas de suporte de placas compostas de uma coluna e uma ou duas vigas em balano, tambm conhecidas como bandeiras. As colunas das pontes devem ser providas de chumbadores apropriados para fixao aos blocos de fundao. Os acessrios dos aparelhos de elevao devem ser de boa construo, de materiais apropriados e resistentes, e ser mantidos em bom estado de conservao e funcionamento. um equipamento de elevao e transporte de carga que se move sobre trilhos suspenso, sendo que sua movimentao se faz atravs de um ou dois motores eltricos que aciona um redutor de velocidade. Este, por sua vez transmite o torque para as rodas motrizes localizado no truque da ponte. A ponte permite deslocamentos verticais, longitudinais e transversais independentes. Figura 1. Estrutura da Ponte Rolante (2)

Figura 2. Estrutura da Ponte Rolnte

Uma ponte rolante construda partir de seis componentes: Ponte: a estrutura principal que realiza o movimento de translao (movimento de profundidade dentro de um barraco, por exemplo) daponte rolanteque cobre o vo de trabalho. Uma ponte rolante constituda por duas cabeceiras e uma uni-vigaou bi-viga. Cabeceiras: Esto localizadas nas extremidades daviga. Nas cabeceiras esto fixadas as rodas, uma das quais geralmente acionada por uma caixa de engrenagem, que por sua vez acionada por ummotor eltrico, o que permite o movimento de translao daponte rolante. Estas rodas se movem por sobre os trilhos que compem o caminho de rolamento. Vigas: avigaprincipal daponte rolante. Quando o projeto daponte rolanteutiliza apenas umavigatem-se uma ponte chamada de uni-viga, e quando o projeto daponte rolante utiliza duas vigas tem-se uma ponte chamada de ponte dupla-viga. Sobre ou sob estaviga, dependendo do tipo deponte rolantedesloca-se o carro datalha. Carro Talha: Ocarro talhase movimenta sobre as vigas principais da ponte e o mecanismo onde se localiza o sistema de elevao (talha). responsvel pelo deslocamento transversal e vertical da carga. Pelos eixos X e Y feito esse movimento. Talha: Atalhapode ser montada no carro ponte e responsvel pelo movimento de elevao da carga. Geralmente atalhautiliza um cabo de ao para levantar um bloco de gancho ou dispositivo de elevao. A parada do movimento de elevao utiliza ummotor eltricocom freio eletromagntico, chamado de moto-freio. A talha tambm pode ser montada sob a viga principal da ponte, com o auxlio de um Trolley para permitir o deslocamento na transversal da ponte, no sendo necessrio o carro ponte. Trolley: O trolley movimenta a talha sob avigadaponte rolante. Geralmente o movimento do trolley realizado por ummotor eltricoque aciona uma caixa deengrenagens. No carro ou trolley est um componente motorizado que tambm pode ser chamado de mecanismo de levantamento (guincho). Sua funo elevar ou abaixar a carga at os limites de segurana previstos. Este mecanismo composto de: motor, freio, redutor, eixo, tambor, cabos de ao, polias, suportes, mancais e moito. Figura 3. TrolleyFigura 4. Vistas do Trolley

Os cabos de ao podem ser combinados com polias de modo a proporcionar vrias capacidades de carga de iamento, utilizando o mesmo motor. Alm disso, o enrolamento do cabo no tambor pode ser simples ou duplo.

Figura 5. Enrolamento simples no tambor

Figura 6.Enrolamento duplo no tambor

Os cabos de ao esto entre os componentes mais solicitados e, por isso, suscetveis ao desgaste durante a operao normal dos prticos e pontes rolantes, por isso, o operador deve estar atento a qualquer sinal de anormalidade que possa aparecer.