Desen ol imen o de Sis ema Au omá ico pa a Coloca e Re i a
Ga a as de Gás de T anspo ado Aé eo
AMTROL-ALFA
Ana Ri a Sil a Ribei o
Disse ação do MIEM
O ien ado na AMTROL-ALFA: Engenhei o Vi o Sil a
O ien ado na FEUP: P o . F ancisco F ei as
Faculdade de Engenha ia da Uni e sidade do Po o
Mes ado In eg ado em Engenha ia Mecânica
No emb o de 2013
Desen ol imen o de Sis ema Au omá ico pa a Coloca
e Re i a Ga a as de Gás em T anspo ado Aé eo
i
Pa a a minha a ó, que ainda assis iu ao início des e p oje o.
Tinhas azão, im mesmo pa a à Al a!
Desen ol imen o de Sis ema Au omá ico pa a Coloca
e Re i a Ga a as de Gás em T anspo ado Aé eo
iii
Resumo
Es e abalho e e como p incipal obje i o o desen ol imen o de um sis ema
au omá ico pa a coloca e e i a ga a as de gás de um anspo ado aé eo. Es a é uma a e a
que em indo a se ei a manualmen e, endo a si associada o isco de o ope ado con ai
lesões músculo-esquelé icas de ido ao manuseamen o de ca gas ele adas. Es e isco,
associado à epe ibilidade do p ocesso, le ou a AMTROL-ALFA a conside a que o ope ado
de e ia se o almen e subs i uído po uma máquina capaz de ealiza a a e a
au oma icamen e.
O sis ema oi cons uído pa a a linha de acabamen o de uma das p imei as áb icas da
emp esa, mas oi-lhe a ibuída, a a és do design, uma capacidade conside á el de adap ação
a ou as linhas de p odução ou acabamen o.
Assim, oi desen ol ido um sis ema desde o p oje o mecânico a um an ep oje o de
au omação, c iando-se uma solução iá el pa a ealiza as a e as cump indo as
especi icações de inidas. Es as p ende am-se maio i a iamen e com as ca a e ís icas das
ga a as a se em anspo adas, os empos de ciclo e ainda as al e ações ao espaço en ol en e
aos pos os onde os equipamen os se ão implemen ados.
No inal concluiu-se que os empos de ciclo da linha de acabamen o icam plenamen e
cump idos com a in odução des es equipamen os e, dessa o ma, se á possí el subs i ui a
mão-de-ob a com uma lexibilidade adequada e com bene ício pa a a emp esa, na medida em
que o ope ado deixa de es a sujei o a uma si uação que pode se p ejudicial à sua saúde.

Desen ol imen o de Sis ema Au omá ico pa a Coloca
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De elopmen o an au oma ic LPG cylinde loade and unloade o an ai
con eyo
Abs ac
The aim o his wo k is he de elopmen o an au oma ic sys em o loading and
unloading LPG (Lique ied Pe oleum Gas) cylinde s o an o e head con eyo . This is a ask
ha has been made manually and hence he ope a o is exposed o a heal h isk si ua ion due
o he handling o hea y loads. This isk, associa ed wi h he epea abili y o he p ocess, led
AMTROL-ALFA o conside ha he ope a o should be comple ely eplaced by an adequa e
solu ion ha would pe o m he ask au oma ically.
The sys em was buil o a inishing line in one o he ea lies plan s o he company,
hough i has designed o ha e a conside able adap abili y o o he inishing o p oduc ion
lines.
A mechanical p ojec was de eloped, om he speci ica ion s age o he i s s ages o
he au oma ion p ojec . This way, a iable solu ion was c ea ed ollowing all he ini ial
speci ica ions. These speci ica ions we e ela ed mainly wi h he cylinde s cha ac e is ics, he
cycle imes and he changes o he su oundings whe e he equipmen would be implemen ed.
Wi h he in oduc ion o his equipmen , he inishing line cycle imes ha e been
o ally me . By doing so, i will be possible o eplace man powe wi h adequa e lexibili y
and added alue o he company, by emo ing a haza dous si ua ion wi h he wo ke s om
his inishing line.
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ii
Ag adecimen os
Aos meus o ien ado es, P o esso F ancisco F ei as e Engenhei o Vi o Sil a, pelo que me ensina am,
pelo apoio que me de am e, p incipalmen e, pelo que me ize am ap ende . Tê-los como o ien ado es
ez com que es e semes e osse aquele em que mais ap endi e que es a disse ação seja mo i o de
o gulho.
Ao Engenhei o José Po oca e o, que me ab iu as po as e me acolheu, sendo o p imei o a pe mi i -
me en a no mundo de abalho, ainda pa a ap ende .
Ao S . Lima, sem o qual es e abalho e ia sido a duamen e mais di ícil. O conhecimen o que
pa ilhou comigo ajudou-me no desen ol imen o des a disse ação e o nou-me uma engenhei a mais
comple a.
A oda a equipa de manu enção da AMTROL-ALFA nas pessoas do S . Fe nando, S . Moisés, S .
Elídio e S . Se a im, que nunca deixa am de es a disponí eis pa a me ajuda . Pela simpa ia,
escla ecimen os e ensinamen os que o am impo an es pa a es a ese e pa a o meu u u o p o issional.
À Engenhei a Daniela, que com a sua simpa ia e a o ma como me in eg ou, ez com que os dias na
AMTROL-ALFA ossem bem mais áceis.
À D. Isabel Ma ia pela simpa ia, disponibilidade, p eocupação e companhia nas iagens pa a o Po o.
Aos meus colegas de labo a ó io, Jo ge, Ped o, Ra ael e Sé gio, e ao S . Joaquim po oda a paciência
que i e am pa a me a u a nos dias de abalho na FEUP e pela ajuda p eciosa que me de am em
momen os de mui as dú idas.
Aos meus pais, pela paciência que i e am comigo nes es cinco anos, po me e em pe mi ido segui o
meu sonho e e em i ido sem mim dias em que, com ce eza, sen i am a minha al a. À minha mãe
em especí ico, pelas con e sas de ânimo quando es a disse ação já pa ecia não e qualque sen ido.
À Helena e ao Ca los, que i e am as po as da sua casa semp e abe as pa a mim. Pa ilha am comigo
a sua casa e as suas coisas e pe mi i am que os meus dias no Po o ossem passados em amília.
Po úl imo, exa amen e pela sua impo ância, ao meu namo ado, Tiago Ba igana. As suas c í icas e
desa ios le a am-me a um abalho melho do que o que e ia sido capaz sem o seu apoio. Foi o meu
exemplo e sem ele nunca e ia ido a o ça pa a ul apassa as minhas maio es di iculdades.
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xi
Figu a 3.15 – Espiga aplicada nas ga a as em p odução na áb ica #5 .................................. 23
Figu a 3.16 – Sis ema que p ecede o pos o de colocação das ga a as no anspo ado aé eo 24
Figu a 3.17 – Ele ado si uado no inal da linha de ab ico da áb ica #1 .............................. 25
Figu a 3.18 – Disponibilização das ga a as ao sis ema de colocação das ga a as no
anspo ado ............................................................................................................................ 26
Figu a 4.1 – Fecho da ga a (ou sis ema semelhan e) sob e a espiga ...................................... 30
Figu a 4.2 – Ele ação da ga a a a é ao pon o de acoplamen o ............................................... 30
Figu a 4.3 – Espe a pela chegada do pendu al ao pon o de acoplamen o ............................... 30
Figu a 4.4 – Descida a baixa elocidade pa a encaixe da espiga no pendu al ........................ 30
Figu a 4.5 – Abe u a da ga a (ou sis ema semelhan e) ......................................................... 31
Figu a 4.6 – Re o no do sis ema à posição inicial ................................................................... 31
Figu a 4.7 – Queda de uma ga a a cujo acoplamen o oi mal sucedido ................................. 31
Figu a 4.8 - Fecho da ga a (ou sis ema semelhan e) sob e a espiga ....................................... 33
Figu a 4.9 – Mo imen os e ical e ho izon al simul âneos .................................................... 34
Figu a 4.10 – Con i mação do co e o posicionamen o do pendu al ....................................... 34
Figu a 4.11 – Acoplamen o da espiga ao pendu al .................................................................. 34
Figu a 4.12 – Abe u a da ga a (ou sis ema semelhan e) e desa i ação de elemen o de
posicionamen o do pendu al .................................................................................................... 34
Figu a 4.13 – Re o no à posição inicial ................................................................................... 35
Figu a 4.14 – De eção da alha no posicionamen o do pendu al ela i amen e à espiga ........ 35
Figu a 4.15 – Descida da ga a a a é ao bu e ........................................................................ 36
Figu a 4.16 - Abe u a da ga a (ou sis ema semelhan e) ........................................................ 36
Figu a 4.17 – A anço da ga a a no bu e e e o no do sis ema à posição inicial .................. 36
Figu a 4.18 – Esquema da p imei a hipó ese de cons ução escolhida pa a a es u u a .......... 41
Figu a 4.19 – Esquema da segunda hipó ese de cons ução escolhida pa a a es u u a
(semelhan e ao sis emas exis en es na AMTROL-ALFA) ...................................................... 41
Figu a 4.20 – Sequência de mo imen os da ga a ................................................................... 42
Figu a 4.21 – Sequência de al e ações ao design e ipo cons u i o dos elemen os da ga a .. 43
Figu a 4.22 – Po meno da espiga quando aga ada ................................................................ 43
Figu a 4.23 – Aspe o inal da ga a e ca uagem ..................................................................... 44
Figu a 4.24 – Desenho 2D das chumacei as de apoio do uso ................................................ 50
Figu a 4.25 – Elemen os da ga a subme idos a análise .......................................................... 53
Figu a 4.26 – Rep esen ação do encas amen o da es u u a ................................................... 54
Figu a 4.27 – Rep esen ação da es ição de mo imen ação em x .......................................... 54
Figu a 4.28 – Di eção e sen ido da ca ga aplicada .................................................................. 55

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x
Figu a 4.29 – Dis ibuição de ensões ob ida pa a a 1ª simulação ........................................... 55
Figu a 4.30 – Pon os sujei os a maio ensão deco en es da 1ª simulação .............................. 56
Figu a 4.31 – Deslocamen os ob idos a pa i da 1ª simulação ................................................ 56
Figu a 4.32 – Po meno da ga a, elemen o que so eu maio es deslocamen os ..................... 56
Figu a 4.33 – Dis ibuição de ensões ob ida pa a a 2ª simulação ........................................... 57
Figu a 4.34 – Pon os sujei os a maio de o mação quando aplicadas as ca gas da 2ª simulação
.................................................................................................................................................. 57
Figu a 4.35 – Deslocamen os da es u u a du an e a 2ª simulação .......................................... 58
Figu a 4.36 – Po meno dos elemen os sujei os a maio de o mação na 2ª simulação ............ 58
Figu a 4.37 – Dis ibuição de ensões ob ida na 3º simulação ................................................. 59
Figu a 4.38 – Pon os sujei os a maio es ensões deco en es da 3ª simulação ......................... 59
Figu a 4.39 – Deslocamen os ob idos com a solici ação associada à 3ª simulação ................. 59
Figu a 4.40 – Po meno dos deslocamen os so idos pela ga a .............................................. 60
Figu a 4.41 – Plan a da zona de colocação de ga a as no anspo ado aé eo. À esque da
an es das al e ações, à di ei a após al e ações .......................................................................... 61
Figu a 4.42 – Imagem 3D do anspo ado de co en es da zona de colocação das ga a as no
anspo ado aé eo ................................................................................................................... 61
Figu a 4.43 – T a ão de ga a as .............................................................................................. 62
Figu a 4.44 – Mon agem do a ão de ga a as ........................................................................ 63
Figu a 4.45 – Mon agem do posicionado de ga a as sob e o anspo ado de co en es ...... 63
Figu a 4.46 – Imagem 3D do pos o onde as ga a as são colocadas no anspo ado aé eo ... 64
Figu a 4.47 – Plan a do pos o em que se e i am as ga a as do anspo ado aé eo. À
esque da an es das al e ações, à di ei a após al e ações ........................................................... 64
Figu a 4.48 – Imagem 3D do pos o onde as ga a as são e i adas do anspo ado aé eo ..... 65
Figu a 4.49 – Descida da ga a pa a acoplamen o da espiga ao pendu al ................................ 65
Figu a 5.1 – Ci cui o pneumá ico da ga a ............................................................................... 70
Figu a 5.2 – Ci cui o pneumá ico dos a ões dos anspo ado es é eos .............................. 71
Figu a 5.3 – De e o es limi ado es do cu so do sis ema de ele ação ....................................... 72
Figu a 5.4 – Esquema da implemen ação da de eção do acoplamen o .................................... 73
Figu a 5.5 – Po meno da localização das molas e do de e o no posicionado de ga a as .... 74
Figu a 5.6 – Mon agem inal do pos o de colocação das ga a as no anspo ado aé eo ...... 78
Figu a 5.7 – Mon agem inal do pos o de e i o das ga a as do anspo ado aé eo .............. 78
Figu a 5.8 – Pon os uncionais dos ciclos de abalho de cada um dos sis emas ..................... 79
Figu a 5.9 – Esquema de menus e bo ões da HMI ................................................................... 83
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x ii
Índice de Tabelas
Tabela 2.1 – Especi icações limi e das ga a as a anspo a na linha ...................................... 8
Tabela 3.1 – Especi icações limi e das ga a as a anspo a na Fáb ica #2 ........................... 17
Tabela 3.2 – Especi icações limi e das ga a as a anspo a na Fáb ica #3 ........................... 21
Tabela 3.3 – Especi icações das ga a as em p odução na áb ica #5 ...................................... 24
Tabela 3.4 – Ca a e ís icas do sis ema a cons ui na Fáb ica #1 e do seu espaço en ol en e 28
Tabela 4.1 – Valo es de empo e elocidades calculados pa a a ga a a de meno al u a ....... 38
Tabela 4.2 – Valo es de empo e elocidades calculados pa a a ga a a de maio al u a ........ 39
Tabela 4.3 – Pa âme os de seleção do cilind o de acionamen o do mo imen o da ga a ....... 44
Tabela 4.4 - Pa âme os de seleção do uso e êmea de es e as ............................................... 45
Tabela 4.5 – Res ições de elocidade e empo de acele ação/desacele ação .......................... 46
Tabela 4.6 – Dados de en ada pa a a seleção do uso segundo (Mo ion & Con ol | NSK,
2013) ......................................................................................................................................... 47
Tabela 4.7 – Seleção inicial das p incipais ca a e ís icas segundo (Mo ion & Con ol | NSK,
2013) ......................................................................................................................................... 47
Tabela 4.8 – Al e ação das ca a e ís icas p incipais em unção da segu ança básica (Mo ion &
Con ol | NSK, 2013) ................................................................................................................ 48
Tabela 4.9 – Valo es dos a o es de ca ga de encu adu a e a o de elocidade c í ica
(Mo ion & Con ol | NSK, 2013) .............................................................................................. 48
Tabela 4.10 – Seleção dos olamen os de apoio do uso .......................................................... 49
Tabela 4.11 – Pa âme o de seleção do mo o de acionamen o do uso (Rex o h - Bosch
G oup, 2001) ............................................................................................................................. 51
Tabela 4.12 - Pa âme o de seleção do mo o de acionamen o do uso ................................... 52
Tabela 4.13 – P op iedades mecânicas dos ma e iais associados a cada elemen o .................. 53
Tabela 4.14 – Pa âme os de seleção do mo o - edu o do anspo ado de co en es............ 62
Tabela 5.1 – Ca a e ís icas de seleção da ál ula de comando dos cilind os da ga a ............ 69
Tabela 5.2 - Ca a e ís icas de seleção da ál ula de comando dos cilind os do a ão (Ab eu,
2010) ......................................................................................................................................... 71
Tabela 5.3 – Resumo das ca a e ís icas dos de e o es selecionados......................................... 75
Tabela 5.4 – Limi es uncionais da máquina em a aliação de iscos ....................................... 76
Tabela 5.5 – Análise de isco da ase de egulação, condução/p og amação ou mudança de
p ocedimen o de ab ico ........................................................................................................... 76
Tabela 5.6 - Análise de isco da ase de uncionamen o/ope ação ........................................... 76
Tabela 5.7 - Análise de isco da ase de limpeza, pesquisa de alhas e a a ias e manu enção 77
Tabela 5.8 – Módulos do PLC selecionado .............................................................................. 82
Desen ol imen o de Sis ema Au omá ico pa a Coloca
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x iii
Tabela 5.9 – Pa âme o de seleção das on es de alimen ação ................................................. 84
Tabela 5.10 – Lis a de códigos e unções de cada equipamen o u ilizado no ci cui o elé ico 85
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Ana Ri a S. Ribei o | 1. In odução
1
1 In odução
1.1 Ap esen ação da AMTROL-ALFA
Com mais de 50 anos de exis ência, a AMTROL-ALFA é uma emp esa que o nece
indús ias de gases écnicos e e ige an es (AMTROL-ALFA, 2012). Es a emp esa esul ou
da usão em 1990 de duas das maio es áb icas mundiais p odu o as de cilind os de gás,
es abelecidas em Po ugal. A Comano , que en e 1902 e 1956 se designou Alumínia, unia-se
assim à Pe óleo Mecânica Al a, com início de unções em 1967, pa a jun as consolida em
uma posição de lide ança no seu campo de ação. Em julho de 1997, a Al a Comano oi
adqui ida a 100% pelo g upo ame icano AMTROLINC, passando a designa -se AMTROL-
ALFA Me alomecânica, S.A.. A AMTROLINC passou assim a possui unidades ab is nos
Es ados Unidos, Polónia e Po ugal (Ma ins & C uz, 2012).
A unidade indus ial da AMTROL-ALFA si ua-se em B i o, no Concelho de
Guima ães ocupando uma á ea o al de mais de 80000 m2 e di ide-se nos seguin es polos:
 Fáb ica #1
 Fáb ica #2
 Fáb ica #3
 Fáb ica #4
 Fáb ica #5
 Se iços de Se alha ia
 Manu enção Mecânica e Elé ica
 A mazéns Ge ais
 Á ea Técnica e Adminis a i a
A ualmen e a AMTROL-ALFA é uma emp esa cons i uída po ce ca de 550
abalhado es (Ma ins & C uz, 2012).

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2 Ana Ri a S. Ribei o | 1. In odução
Figu a 1.1 – Vis a aé ea da unidade indus ial da AMTROL-ALFA (AMTROL-ALFA, 2012)
1.2 O P oje o na AMTROL-ALFA
O desen ol imen o do p oje o su giu da necessidade da AMTROL-ALFA adqui i um
sis ema au omá ico pa a coloca e e i a ga a as de gás de um anspo ado aé eo, na linha
de acabamen o da Fáb ica #1.
Es a oi uma áb ica cons uída pa a acolhe a p odução de ga a as de ês peças,
i ola (co po) e coquilhas (Figu a 1.2), sendo uma das p imei as da unidade ab il. Po se
uma áb ica cuja cons ução coincide com a undação da Pe óleo Mecânica Al a, as
al e ações às linhas êm indo a se pa e undamen al do desen ol imen o da emp esa, e a
subs i uição da mão-de-ob a po sis emas au omá icos em ei o pa e da sua mode nização.
Figu a 1.2 – Designação dos di e en es elemen os cons i uin es de uma ga a a
O p oblema in eg ado nes e p oje o elaciona-se maio i a iamen e com as dimensões
das ga a as p oduzidas nes a áb ica. A é ao momen o, a a e a de coloca e e i a ga a as
do anspo ado aé eo que as conduz ao longo dos pos os de pin u a e secagem em sido
ealizada manualmen e po ope á ios (Figu a 1.3 e Figu a 1.4). Dadas não só as al u as, mas
essencialmen e os pesos das ga a as em p odução, es a é uma a e a que exige es o ço ísico
Desen ol imen o de Sis ema Au omá ico pa a Coloca
e Re i a Ga a as de Gás em T anspo ado Aé eo
Ana Ri a S. Ribei o | 1. In odução
3
ele ado ao ope á io e pode ep esen a pe igosidade a ní el médico, de ido aos mo imen os
epe i i os e ao manuseamen o de ca gas pesadas. Po u no, são p oduzidas ce ca de 1400
ga a as, o que implica que cada um dos ope á ios epi a 1400 ezes o mesmo mo imen o no
espaço de 8 ho as.
Figu a 1.3 - Ta e a manual de coloca ga a as de meno al u a no anspo ado aé eo na linha de acabamen o da
Fáb ica #1
Figu a 1.4 – Ta e a manual de e i a ga a as de maio al u a do anspo ado aé eo na linha de acabamen o da
Fáb ica #1
Pa a além do es o ço ísico associado à a e a, exis e ou a condição ad e sa. As
ga a as encon am-se a empe a u as ela i amen e al as, dado o pos o p eceden e à desca ga
do anspo ado aé eo se a es u a. Es e é ou o mo i o pelo qual su giu a necessidade de se
ealiza a a e a au oma icamen e, sem a u ilização de mão-de-ob a.
Den o da emp esa são u ilizadas algumas nomencla u as que in e essam e e i desde
já, pa a que se pe cebam os capí ulos subsequen es. O sis ema que in e liga as ga a as ao
anspo ado aé eo é compos o po dois elemen os, pendu al e espiga, que podem e -se na
Figu a 1.5. O pendu al é encaixado no anspo ado aé eo e acoplado à espiga, que é oscada
na bolacha da ga a a. Exis em di e en es con igu ações de pendu ais e espigas que di e em
em unção do anspo ado aé eo, das ca ac e ís icas das ga a as e ainda das ca ac e ís icas
da linha em que são u ilizados.
Desen ol imen o de Sis ema Au omá ico pa a Coloca
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4 Ana Ri a S. Ribei o | 1. In odução
Figu a 1.5 – Nomencla u as u ilizadas na emp esa
1.3 Mo i ação pa a o p oje o
A mo i ação pessoal pa a a conc e ização des e p oje o su giu da on ade de ealiza a
disse ação em ambien e emp esa ial. Começa po ealiza um p oje o em pa ce ia en e uma
emp esa e a escola de engenha ia pa eceu uma boa o ma de ganha con iança e consolida
conhecimen os an es de e mina o cu so e en a no mundo do abalho.
Após a acei ação da AMTROL-ALFA em acolhe e acompanha um p oje o de
disse ação, o am p opos os ês emas dos quais se selecionou o que ago a se ap esen a. A
escolha ecaiu sob e es e ema pelo ac o de se um p oje o bas an e comple o. O
desen ol imen o de um sis ema desde o es udo do p oje o mecânico ao p oje o de au omação
engloba di e en es á eas da engenha ia e, po isso, pa a além de se um g ande desa io
possibili a a consolidação de as os conhecimen os adqui idos ao longo do cu so.
1.4 Obje i os
Es a disse ação, ealizada no âmbi o do Mes ado In eg ado em Engenha ia Mecânica
da Faculdade de Engenha ia da Uni e sidade do Po o, em como p incipal obje i o o
desen ol imen o de um sis ema au omá ico que diminua os equisi os humanos na colocação
e e i ada de ga a as de gás de um anspo ado aé eo na emp esa AMTROL-ALFA.
Desen ol imen o de Sis ema Au omá ico pa a Coloca
e Re i a Ga a as de Gás em T anspo ado Aé eo
Ana Ri a S. Ribei o | 1. In odução
5
A disse ação em como obje i os especí icos a c iação de um equipamen o mode no e
e icien e, o desen ol imen o da solução mecânica incluindo a escolha e dimensionamen o dos
acionamen os e ó gãos mecânicos, e ainda o a anço de uma solução de au omação.
1.5 O ganização e emas abo dados no p esen e ela ó io
Es a disse ação oi desen ol ida e esc i a em qua o ópicos p incipais: edação de
uma especi icação écnica, análise e compa ação de sis emas já em uncionamen o na
AMTROL-ALFA, desen ol imen o mecânico do equipamen o e au omação do mesmo.
A especi icação écnica pa a o p oje o, ap o ada pela AMTROL-ALFA, se iu como
indicação limi ado a ao desen ol imen o do sis ema. Já a análise dos sis emas, semelhan es
ao que se p e endia desen ol e , exis en es na emp esa, oi o pon o de pa ida pa a mui as
soluções ado adas.
No desen ol imen o do p oje o mecânico a de inição dos mo imen os básicos e
espe i as equações de empo e elocidade pe mi iu que se es abelecessem as elocidades
necessá ias pa a cada mo imen o. Após a seleção do acionamen o do mo imen o p incipal
oi-se cons uindo o sis ema passo a passo e odas as escolhas o am jus i icadas. Fo am ainda
pensadas as al e ações aos espaços en ol en es e elemen os de in e ace do sis ema a
cons ui com a linha.
A cons ução do sis ema inclui ambém um p oje o de au omação do equipamen o,
deixando-se e e uadas as escolhas de comando, de eção e con olo e os esquemas do ci cui o
elé ico. Foi ainda ei a uma análise de segu ança do sis ema e o am p oje ados os
equipamen os necessá ios, deco en es des a a aliação. Apesa de nenhuma p og amação e
sido implemen ada, es e p ocesso encon a-se acili ado pela ap esen ação de GRAFCET’s
que delimi am o compo amen o ge al do sis ema.
Po im, são ap esen adas as conclusões mais ele an es de odo o abalho desen ol ido,
assim como algumas p opos as que isam a aplicabilidade u u a do sis ema p oje ado.
Desen ol imen o de Sis ema Au omá ico pa a Coloca
e Re i a Ga a as de Gás em T anspo ado Aé eo
12 Ana Ri a S. Ribei o | 2. Especi icação Técnica do P oje o
A solução de e á:
 se o mais lexí el possí el,
 aze à linha de acabamen o maio e iciência, nomeadamen e com menos empos
de pa agem po alhas, e
 e o meno cus o associado, an o de cons ução como de manu enção.

Desen ol imen o de Sis ema Au omá ico pa a Coloca
e Re i a Ga a as de Gás em T anspo ado Aé eo
Ana Ri a S. Ribei o | 3.Análise de Sis emas de Ele ação Au omá icos Exis en es na AMTROL-ALFA
13
3 Análise de Sis emas de Ele ação Au omá icos
Exis en es na AMTROL-ALFA
Na ealização des e abalho, uma das di iculdades encon adas oi a ecolha de
in o mação sob e o es ado da a e ela i o ao p oje o. De o ma a se ul apassa es e p oblema,
oi ei a uma análise a odos os sis emas com unções semelhan es ao que se p e endeu
desen ol e , exis en es na emp esa.
Como explicado no Capí ulo 1, a AMTROL-ALFA encon a-se di idida em pólos,
designados in e namen e como áb icas. Assim, pa a a análise, dis ingui am-se os sis emas
com espei o às áb icas em que se encon am a abalha .
3.1 Sis ema aplicado na Fáb ica #2
3.1.1 Desc ição ge al
Na Fáb ica #2 exis e um anspo ado aé eo na linha de acabamen o de ga a as de 2
peças (ga a as cons i uídas apenas pelas coquilhas, sem i ola), po an o ga a as de massa
mui o in e io ao p e endido. Os sis emas que colocam e e i am as ga a as do anspo ado
aé eo são semelhan es e acionados pneuma icamen e. Um esquema da sua cons ução pode
se encon ado na Figu a 3.1 e o desenho de conjun o no Anexo A. Pela sua con igu ação es e
sis ema é capaz de assegu a mo imen os e ical e ho izon al sinc onizados. In eg a cinco
cilind os:
 (A) Dois pa a acionamen o do co po p incipal;
 (B) Dois pa a o acionamen o dos b aços;
 (C) Um pa a uma pequena ele ação, de auxílio, dos b aços.
Desen ol imen o de Sis ema Au omá ico pa a Coloca
e Re i a Ga a as de Gás em T anspo ado Aé eo
14 Ana Ri a S. Ribei o | 3.Análise de Sis emas de Ele ação Au omá icos Exis en es na AMTROL-ALFA
Figu a 3.1 – Esquema do sis ema de colocação de ga a as da Fáb ica #2
Pa a o posicionamen o e ixação do pendu al u iliza-se um a ão mecânico – Figu a
3.2. Os ês in e up o es de im-de-cu so, indicados com a), isí eis na imagem são
u ilizados pa a en ia sinais ao a ão das ga a as e ao sis ema que as ele a, a im de
coo dena os mo imen os com a posição do pendu al. O úl imo im de cu so sinaliza o
abandono do pendu al do local de ca ga.
Desen ol imen o de Sis ema Au omá ico pa a Coloca
e Re i a Ga a as de Gás em T anspo ado Aé eo
Ana Ri a S. Ribei o | 3.Análise de Sis emas de Ele ação Au omá icos Exis en es na AMTROL-ALFA
15
Figu a 3.2 – Po meno do a ão do pendu al o a i o
Na Figu a 3.3 ê-se uma sequência de mo imen os do sis ema que e i a as ga a as do
anspo ado aé eo.
Figu a 3.3 – Sequência de mo imen o dos b aços do sis ema de e i a ga a as da Fáb ica #2
3.1.2 De inição do conjun o pendu al e espiga
Na linha da Fáb ica #2 são u ilizadas espigas compos as po um co po p incipal, e uma
osca amo í el, que é al e ada em unção da bolacha da ga a a em p odução. Po se
amo í el es a osca é acilmen e subs i uída quando gas a, ap o ei ando dessa o ma odo o
ma e ial do co po, que não so e desgas e. Pode e -se na Figu a 3.4 o co po da espiga.
O pendu al u ilizado nes a linha é compos o po um sis ema que o az oda sob e si
p óp io, pa a que as ga a as odem consigo quando acoplados. Es es pendu ais o a i os são
u ilizados em linhas que con êm pos os de me alização e pin u a, pa a que as pis olas se
mo am apenas num eixo e ical, enquan o a ga a a oda sob e um segundo eixo. A caixa do
pendu al encon a-se ep esen ada na Figu a 3.5. Es e é uma caixa apenas abe a de um dos
lados, e que con ém no in e io dois en alhes onde a espiga se á encaixada.
Desen ol imen o de Sis ema Au omá ico pa a Coloca
e Re i a Ga a as de Gás em T anspo ado Aé eo
16 Ana Ri a S. Ribei o | 3.Análise de Sis emas de Ele ação Au omá icos Exis en es na AMTROL-ALFA
Figu a 3.4 – Espiga u ilizada no sis ema da Fáb ica #2
Figu a 3.5 – Pendu al u ilizado no sis ema da Fáb ica #2
3.1.3 Senso es/De e o es U ilizados
Nes es sis emas são u ilizados mic oin e up o es.
No sis ema de colocação das ga a as no anspo ado aé eo é u ilizado um
mic oin e up o pa a de e a a chegada da ga a a ao local de ele ação e a i a o echo dos
b aços.
No sis ema que as e i a, é u ilizado um mic oin e up o pa a de e a a chegada de
uma ga a a no anspo ado aé eo e ou o pa a de e a o não desacoplamen o da espiga ao
pendu al.
Desen ol imen o de Sis ema Au omá ico pa a Coloca
e Re i a Ga a as de Gás em T anspo ado Aé eo
Ana Ri a S. Ribei o | 3.Análise de Sis emas de Ele ação Au omá icos Exis en es na AMTROL-ALFA
17
3.1.4 Ga a as a T anspo a
As ga a as a anspo a êm as seguin es ca a e ís icas:
Tabela 3.1 – Especi icações limi e das ga a as a anspo a na Fáb ica #2
Diâme os5 [mm]
Diâme o mínimo
202
Diâme o máximo
320
Pesos6 [kg]
Peso mínimo
4
Peso máximo
16
Al u as do co po7 [mm]
Al u a mínima
220
Al u a máxima
540
Al u a máxima da gola [mm]
188
Pela análise da Tabela 3.1 pe cebe-se que as ca a e ís icas des as ga a as se
concen am numa gama mais eduzida de al u as, em elação às ca a e ís icas das ga a as a
anspo a na linha da Fáb ica #1. Pa a além de se a a de uma gama meno , es as são
ga a as com al u as p óximas da meno ga a a em ab ico na Fáb ica #1, o que ambém se
e le e no seu meno peso.
3.1.5 Tempos de Ciclo
O empo de ciclo des e equipamen o, ge almen e, não so e al e ações, apesa das
di e en es ga a as em p odução. En e o acoplamen o de uma ga a a e o acoplamen o da
seguin e deco em 10s, sendo que o anspo ado aé eo se encon a p og amado pa a
unciona à elocidade máxima pe mi ida.
3.1.6 Ou as Especi icações
Pa a o p ocesso de colocação das ga a as no anspo ado aé eo, é necessá io a a
as ga a as pa a que se ap esen em ao sis ema au omá ico no empo e na posição adequados. É
u ilizado um sis ema de acionamen o pneumá ico – Figu a 3.6.
5
Valo es ap oximados.
6
Valo es es imados. Incluído peso da espiga.
7
Al u as medidas da base do pé à bolacha. Valo es ap oximados.

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18 Ana Ri a S. Ribei o | 3.Análise de Sis emas de Ele ação Au omá icos Exis en es na AMTROL-ALFA
Figu a 3.6 – T a ão do sis ema de colocação de ga a as da Fáb ica #2
Dada a con igu ação dos pendu ais, é necessá io o seu posicionamen o em ambos os
pos os. Es e é um posicionamen o p eciso e ei o unicamen e numa posição. O sis ema de
posicionamen o in eg ado no anspo ado aé eo é compos o po uma co en e, que az o
pendu al oda , e umas guias que o ien am o pendu al e o man êm em posição ixa (Figu a
3.7) cujo desenho de conjun o se encon a no Anexo A. O pendu al comp eende dois
o ien ado es de o ma a pode se o ien ado.
Figu a 3.7 – Sis ema de o ien ação dos pendu ais o a i os
3.2 Sis ema aplicado na Fáb ica #3
3.2.1 Desc ição Ge al
Na Fáb ica #3 não exis e sis ema de colocação au omá ica das ga a as, mas apenas
sis ema pa a as e i a do anspo ado aé eo. Es e é um sis ema di e en e dos da Fáb ica #2,
sendo apenas cons i uído po um b aço e assegu ando apenas o mo imen o e ical.
O acionamen o p incipal é mecânico ( uso e po ca de es e as) e o acionamen o do
b aço é pneumá ico.
O esquema pode se obse ado na Figu a 3.8 e o desenho de conjun o do sis ema
encon a-se no Anexo A. O desenho do anexo é o desenho inicial, que con inha dois b aços. O
sis ema implemen ado esul ou de uma adap ação do p oje o inicial.
Desen ol imen o de Sis ema Au omá ico pa a Coloca
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Ana Ri a S. Ribei o | 3.Análise de Sis emas de Ele ação Au omá icos Exis en es na AMTROL-ALFA
19
Figu a 3.8 – Sis ema pa a e i a ga a as u ilizado na áb ica #3
O b aço é cons i uído po uma a mação em o ma de mão humana, indicada na Figu a
3.9 com a), e po uma pa ilha, b), acionada pneuma icamen e. Es a pa ilha em uma unção
semelhan e a um polega e quando a ança, echa a ga a, empu ando a ga a a con a a
a mação, pa a que es a ique p esa.
Figu a 3.9 – Po meno do b aço que e i a as ga a as do anspo ado na áb ica #3
3.2.2 De inição do conjun o pendu al e espiga
O pendu al u ilizado na Fáb ica #3, ep esen ado na Figu a 3.10, é mui o semelhan e
ao u ilizado na Fáb ica #2. Apenas os dis ingue o ac o de es e e abe u a de dois lados, o
que pe mi e que possa ecebe a espiga em duas posições di e en es. Es e é ambém um ipo
de pendu al o a i o.
A espiga em o mesmo o ma o da u ilizada na Fáb ica #2 endo, no en an o,
dimensões di e en es. O conjun o espiga pendu al pode se obse ado na Figu a 3.11.
Desen ol imen o de Sis ema Au omá ico pa a Coloca
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20 Ana Ri a S. Ribei o | 3.Análise de Sis emas de Ele ação Au omá icos Exis en es na AMTROL-ALFA
Figu a 3.10 – Pendu al u ilizado na áb ica #3
Figu a 3.11 – Conjun o espiga/pendu al u ilizados na áb ica #3
3.2.3 Senso es/De e o es u ilizados
Es e é um sis ema que u iliza de e o es ó icos de p oximidade:
 Um pa a de e a a chegada da ga a a, in eg ado no co po do sis ema de ele ação;
 Dois, in eg ados no anspo ado aé eo, que de e am o pendu al. O p imei o de e a a
sua chegada, dando sinal pa a que a ga a a seja subida ligei amen e de o ma a que a
espiga seja desacoplada do pendu al. O segundo sinaliza a saída do pendu al do local
de desacoplamen o, dando sinal ao sis ema pa a que desça a ga a a a é ao ape e.
Desen ol imen o de Sis ema Au omá ico pa a Coloca
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Ana Ri a S. Ribei o | 3.Análise de Sis emas de Ele ação Au omá icos Exis en es na AMTROL-ALFA
21
3.2.4 Ga a as a T anspo a
As ga a as a anspo a êm as seguin es ca a e ís icas:
Tabela 3.2 – Especi icações limi e das ga a as a anspo a na Fáb ica #3
Diâme os8 [mm]
Diâme o mínimo
245
Diâme o máximo
306
Pesos9 [kg]
Peso mínimo
5
Peso máximo
9
Al u as do co po10 [mm]
Al u a mínima
460
Al u a máxima
507
Al u a máxima da gola [mm]
188
Es e é o sis ema cujas ga a as em a meno gama de al u as, e po isso mesmo, a meno gama
de pesos. T a am-se de ga a as com al u a máxima p óxima da al u a mínima das ga a as a
anspo a pelo sis ema a desen ol e , à semelhança do e i icado na Fáb ica #2.
3.2.5 Tempos de Ciclo
A elocidade do anspo ado aé eo é ge almen e man ida no alo máximo
disponí el. Assim sendo o empo de ciclo man ém-se cons an e pa a odo o ipo de ga a a
sendo de ap oximadamen e 12s.
3.2.6 Ou as Especi icações
Es e é um sis ema au omá ico cujo desen ol imen o ad ém das condições ad e sas de
manipulação da ga a a à saída da es u a, daí não e exis ido desen ol imen o de um sis ema
pa a coloca as ga a as no anspo ado e o p ocesso se ealizado manualmen e.
A jusan e do sis ema encon a-se um ape e de co en es que anspo a as ga a as
sob e uma base de apoio indi idual.
8
Os diâme os de pé e do co po nem semp e são iguais. Na abela são especi icados diâme os máximo
e mínimo dos co pos ap oximados.
9
Valo es es imados. Incluído peso da espiga.
10
Al u as medidas da base do pé à bolacha. Valo es ap oximados.
Desen ol imen o de Sis ema Au omá ico pa a Coloca
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28 Ana Ri a S. Ribei o | 3.Análise de Sis emas de Ele ação Au omá icos Exis en es na AMTROL-ALFA
Na Tabela 3.4 são esumidas as ca a e ís icas do sis ema a cons ui na Fáb ica #1 e do
seu espaço en ol en e.
Tabela 3.4 – Ca a e ís icas do sis ema a cons ui na Fáb ica #1 e do seu espaço en ol en e
Ca a e ís ica
Desc ição
Ca a e ís icas das
ga a as
Gama ala gada de al u as e pesos (nenhum
sis ema semelhan e)
Disponibilização das
ga a as ao sis ema
Ve ical, sob e ape e (como Fáb. #2)
T anspo ado aé eo
Pe il I (como Fáb. #3 e #5)
Posicionamen o e
bloqueio dos pendu ais
O ien ação com duas possibilidades sem
bloqueio do pendu al pa a o acoplamen o
(como Fáb. #3)
Posicionamen o das
ga a as após e i ada
do anspo ado aé eo
Ve ical, di e amen e sob e ape e (como Fáb.
#2)

Desen ol imen o de Sis ema Au omá ico pa a Coloca
e Re i a Ga a as de Gás em T anspo ado Aé eo
Ana Ri a S. Ribei o | 4.Desen ol imen o dos elemen os mecânicos do sis ema e espaço en ol en e
29
4 Desen ol imen o dos elemen os mecânicos do sis ema
e espaço en ol en e
O sis ema oi desen ol ido em ês e apas básicas:
a) de inição dos mo imen os básicos a in eg a e espe i as equações de empo;
b) escolha do acionamen o pa a o mo imen o p incipal (mo imen o e ical);
c) desen ol imen o da es u u a do sis ema e ou os elemen os.
Nes e capí ulo são esumidos os pon os mais impo an es de cada uma des as e apas,
ap esen a-se a solução encon ada e jus i icam-se as escolhas p incipais e e uadas.
4.1 De inição básica dos mo imen os a in eg a na solução
De o ma a escolhe os mo imen os básicos do equipamen o a desen ol e ,
es uda am-se duas soluções pa a o sis ema que coloca á as ga a as no anspo ado aé eo e
p ocedeu-se à sua análise e compa ação. Baseada nes a compa ação a AMTROL-ALFA pôde
aze uma escolha que se iu de base a odo o subsequen e desen ol imen o do sis ema.
Inicialmen e, as soluções apenas in eg a am a de inição das unções básicas do
sis ema. Fo am especi icados mo imen os a ealiza e a a iação dos empos de ealização de
cada mo imen o. Nenhuma solução cons u i a oi a ançada, apenas se ap esen a am duas
soluções de p incípio básicas.
Nas duas soluções ga an i am-se elocidades de mo imen o a iá eis em unção da
elocidade do anspo ado aé eo e do ipo de ga a as a anspo a .
4.1.1 Solução 1
Es a é uma solução mais simples nos mo imen os e, dado es e ac o, mais simples na
cons ução e p og amação.
P opôs-se a c iação de um pos o de ele ação com mo imen o p incipal e ical.
O ape e de anspo e se ia pa alelo e alinhado com o anspo ado aé eo con inuando
pa a além do pos o de ele ação pa a que es e icasse desocupado no caso do acoplamen o da
espiga ao pendu al não se bem-sucedido.
Desen ol imen o de Sis ema Au omá ico pa a Coloca
e Re i a Ga a as de Gás em T anspo ado Aé eo
30 Ana Ri a S. Ribei o | 4.Desen ol imen o dos elemen os mecânicos do sis ema e espaço en ol en e
Mo imen os ga an idos
O sis ema apenas ga an e os seguin es mo imen os:
 Fecho da ga a (ou sis ema semelhan e) sob e a ga a a – Figu a 4.1;
 Ele ação da ga a a – Figu a 4.2;
 Descida a baixa elocidade da ga a a – Figu a 4.4;
 Abe u a da ga a (ou sis ema semelhan e) – Figu a 4.5;
 Re o no do sis ema à posição inicial – Figu a 4.6.
Des a o ma é necessá io um empo de espe a pelo pendu al – Figu a 4.3 – que em
g ande peso no empo de ciclo.
Figu a 4.1 – Fecho da ga a (ou sis ema semelhan e) sob e a espiga
Figu a 4.2 – Ele ação da ga a a a é ao pon o de acoplamen o
Figu a 4.3 – Espe a pela chegada do
pendu al ao pon o de acoplamen o
Figu a 4.4 – Descida a baixa elocidade pa a encaixe da espiga no pendu al
Desen ol imen o de Sis ema Au omá ico pa a Coloca
e Re i a Ga a as de Gás em T anspo ado Aé eo
Ana Ri a S. Ribei o | 4.Desen ol imen o dos elemen os mecânicos do sis ema e espaço en ol en e
31
Figu a 4.5 – Abe u a da ga a (ou sis ema semelhan e)
Figu a 4.6 – Re o no do sis ema à posição inicial
No sis ema p opos o, no caso de uma alha no p ocesso de acoplamen o, a ga a a
pode não se bem posicionada no pendu al e cai . Uma si uação semelhan e à ep esen ada na
Figu a 4.7 pode ia oco e .
Figu a 4.7 – Queda de uma ga a a cujo acoplamen o oi mal sucedido
Va iação das elocidades de mo imen o
O empo de ciclo é dependen e da dis ância en e pendu ais ( alo ixo pa a qualque
ipo de ga a a) e da elocidade do anspo ado , segundo a equação:
Eq. 1
Em que:
empo de ciclo
dis ância en e pendu ais (615 mm)
elocidade do anspo ado aé eo ( a iá el em unção da ga a a)
O empo de espe a pelo pendu al é dependen e das dimensões da espiga e do pendu al,
alo es ixos, e ainda da elocidade do anspo ado aé eo:
Desen ol imen o de Sis ema Au omá ico pa a Coloca
e Re i a Ga a as de Gás em T anspo ado Aé eo
32 Ana Ri a S. Ribei o | 4.Desen ol imen o dos elemen os mecânicos do sis ema e espaço en ol en e
Eq. 2
Em que:
empo de espe a pelo pendu al
diâme o máximo da espiga (50 mm)
la gu a do pendu al (55 mm)
O empo que esul a pa a odos os ou os mo imen os é calculado pela di e ença en e
o empo de ciclo e o empo de espe a, co igido com um a o de segu ança de 1,2. Es e a o
de segu ança oi conside ado de o ma a compensa as ole âncias pouco ígidas de
cons ução e mon agem dos pendu ais.
Eq. 3
Em que:
empo pa a os es an es mo imen os
O empo de aga a e la ga a ga a a se á igual pa a odas as ga a as a anspo a ,
assim como o empo que le a a pequena descida da espiga pa a posicionamen o no pendu al.
Es es empos de e ão se o mais ápido possí el pa a que o mo imen o p incipal não enha
que se ei o a uma elocidade demasiado ele ada.
O empo de subida e descida se á en ão calculado pela equação:
Eq. 4
Em que:
empo de cada um dos mo imen os de subida e descida da ga a
soma dos empos de abe u a e echo da ga a
empo da pequena descida de posicionamen o da espiga
A elocidade de subida e descida se á en ão:
Eq. 5
Em que:
elocidade de subida e descida
cu so de ele ação
O ape e in e io de e á con e um ba en e, sinc onizado com o sis ema de colocação
das ga a as no anspo ado aé eo, pa a que as ga a as sejam libe adas no empo adequado.
Desen ol imen o de Sis ema Au omá ico pa a Coloca
e Re i a Ga a as de Gás em T anspo ado Aé eo
Ana Ri a S. Ribei o | 4.Desen ol imen o dos elemen os mecânicos do sis ema e espaço en ol en e
33
4.1.2 Solução 2
A segunda solução p opos a comp eendeu dois mo imen os p incipais, e ical e
ho izon al. Des a o ma, p e endeu-se elimina os empos de espe a e assim eduzi -se o
empo de ciclo.
Com o mo imen o e ical a -se-ia a ele ação da ga a a, à semelhança da p imei a
solução, e o mo imen o ho izon al pe mi i ia que o sis ema de ele ação osse ao encon o do
pendu al, o que possibili a ia en ão a eliminação do empo de espe a.
Pa a ga an i o escape da ga a a do local de ca ga, o sis ema in eg a ia um
componen e que con i ma ia o acoplamen o e no caso de alha a ga a a se ia le ada a é um
bu e .
Mo imen os Ga an idos
O sis ema in eg a ia os seguin es mo imen os:
 Fecho da ga a (ou sis ema semelhan e) sob e a ga a a – Figu a 4.8;
 Ele ação da ga a a em simul âneo com o anspo e ho izon al de encon o ao
pendu al – Figu a 4.9;
 A i ação do elemen o de posicionamen o do pendu al ela i amen e à espiga – Figu a
4.10;
 Descida a baixa elocidade da ga a a – Figu a 4.11;
 Abe u a da ga a (ou sis ema semelhan e) em simul âneo com a desa i ação do
elemen o de posicionamen o – Figu a 4.12;
 Re o no do sis ema à posição base com os mo imen os e ical e ho izon al em
simul âneo – Figu a 4.13.
Figu a 4.8 - Fecho da ga a (ou sis ema semelhan e) sob e a espiga

Desen ol imen o de Sis ema Au omá ico pa a Coloca
e Re i a Ga a as de Gás em T anspo ado Aé eo
34 Ana Ri a S. Ribei o | 4.Desen ol imen o dos elemen os mecânicos do sis ema e espaço en ol en e
Figu a 4.9 – Mo imen os e ical e ho izon al simul âneos
Figu a 4.10 – Con i mação do co e o
posicionamen o do pendu al
Figu a 4.11 – Acoplamen o da espiga ao
pendu al
Figu a 4.12 – Abe u a da ga a (ou sis ema semelhan e) e desa i ação de elemen o de posicionamen o do pendu al
Desen ol imen o de Sis ema Au omá ico pa a Coloca
e Re i a Ga a as de Gás em T anspo ado Aé eo
Ana Ri a S. Ribei o | 4.Desen ol imen o dos elemen os mecânicos do sis ema e espaço en ol en e
35
Figu a 4.13 – Re o no à posição inicial
No caso de alha no acoplamen o, os mo imen os se iam:
 Fecho da ga a (ou sis ema semelhan e) sob e a ga a a – Figu a 4.8;
 Ele ação da ga a a em simul âneo com o anspo e ho izon al de encon o ao
pendu al – Figu a 4.9;
 A i ação do elemen o de posicionamen o do pendu al ela i amen e à espiga – Figu a
4.10;
 Desa i ação do elemen o de posicionamen o do pendu al – Figu a 4.14;
 Descida da ga a a a é ao bu e – Figu a 4.15;
 Abe u a da ga a (ou sis ema semelhan e) – Figu a 4.16;
 T anslação a é à posição inicial – Figu a 4.17.
Figu a 4.14 – De eção da alha no posicionamen o do pendu al ela i amen e à espiga
Desen ol imen o de Sis ema Au omá ico pa a Coloca
e Re i a Ga a as de Gás em T anspo ado Aé eo
36 Ana Ri a S. Ribei o | 4.Desen ol imen o dos elemen os mecânicos do sis ema e espaço en ol en e
Figu a 4.15 – Descida da ga a a a é ao bu e
Figu a 4.16 - Abe u a da ga a (ou sis ema semelhan e)
Figu a 4.17 – A anço da ga a a no bu e e e o no do sis ema à posição inicial
Va iação das Velocidades dos Mo imen os
O empo de ciclo, c, des a solução é calculado da mesma o ma que o da solução
an e io .
O empo em que o mo imen o sinc onizado de e á se ei o ai depende do cu so de
ele ação, ce.
Se , sendo c o cu so de anslação, de e á de ini -se a elocidade do
mo imen o de subida/descida, ou seja:
Desen ol imen o de Sis ema Au omá ico pa a Coloca
e Re i a Ga a as de Gás em T anspo ado Aé eo
Ana Ri a S. Ribei o | 4.Desen ol imen o dos elemen os mecânicos do sis ema e espaço en ol en e
37
Eq. 6
Eq. 7
Se de e á se es ipulada a elocidade do mo imen o de anslação:
Eq. 8
Eq. 9
No caso de o acoplamen o da espiga ao pendu al não se bem-sucedido, o mo imen o
de e á e ou as limi ações.
O mo imen o de descida se á independen e do mo imen o de anslação de e o no à
posição base e se á necessá io de ini a elocidade do ape e que se e de bu e à ga a a não
acoplada, pa a que es a não choque com a ga a a que ai no anspo ado aé eo à sua en e.
De e á e i a -se de igual o ma o choque com a ga a a que a ás des a é anspo ada.
As elocidades de descida e anslação de e o no à posição base de em se ais que
pe mi am que a soma do empo que cada mo imen o le a seja o mesmo empo que le a ia o
mo imen o simul âneo.
Assim, os empos e elocidades pa a cada um dos mo imen os de e ão se calculados
pelas equações:
Se :
(
) Eq. 10
Eq. 11
Eq. 12
Eq. 13
Em que:
empo de descida
empo de subida calculado de igual o ma ao an e io men e de inido
elocidade de descida
Se :
Eq. 14
Eq. 15
Desen ol imen o de Sis ema Au omá ico pa a Coloca
e Re i a Ga a as de Gás em T anspo ado Aé eo
44 Ana Ri a S. Ribei o | 4.Desen ol imen o dos elemen os mecânicos do sis ema e espaço en ol en e
Figu a 4.23 – Aspe o inal da ga a e ca uagem
Pa a a escolha dos cilind os de acionamen o do mo imen o da ga a segui am-se os
passos desc i os na Tabela 4.3. Foi conside ada uma dis ibuição igual pelos dois cilind os do
es o ço de a anque de ido à massa.
Tabela 4.3 – Pa âme os de seleção do cilind o de acionamen o do mo imen o da ga a
Fó mulas u ilizadas
DADOS DE ENTRADA
m  7 kg
a  1,25 m/s2
µa = 0,3514
F  77,8 N
P – peso
µa – coe icien e de a i o
es á ico
PARÂMETROS DE
SELEÇÃO
Фemb  12,8 mm
L  240 mm
CARATERÍSTICAS
SELECIONADAS
Фemb = 20 mm
L = 250 mm
Fo am selecionados cilind os da sé ie CM2 da SMC. A escolha de um diâme o do
êmbolo de 20 mm de eu-se a es e se o meno diâme o pa a cilind os des a sé ie.
14
Coe icien e de a i o es á ico en e aço/b onze (Pa adigm, 2013)

Desen ol imen o de Sis ema Au omá ico pa a Coloca
e Re i a Ga a as de Gás em T anspo ado Aé eo
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45
4.3.3 Fuso
Inicialmen e a seleção do uso oi ei a a a és da aplicação de seleção no si e da
REXROTH. Fo am u ilizados os dados ep esen ados na Tabela 4.4.
Tabela 4.4 - Pa âme os de seleção do uso e êmea de es e as
Fó mulas u ilizadas
DADOS DE ENTRADA
max  14,4 m/min
amax  0,52 m/s2
Fmax  1400 N
Cmax = 1200 m
n = 1500 pm
( )
mga a a = 55 kg
mga a  85 kg
g = 9,81 m/s2
PARÂMETROS DE
SELEÇÃO
Passo  9,6 mm
Diâme o mínimo ( unção
L)
CARATERÍSTICAS
SELECIONADAS
p = 20 mm
Фemb = 40 mm
L = 2000 mm
A escolha de um passo de 20 mm e não de 10, 12 ou 16mm ( alo es ambém
disponí eis) de eu-se a que com es e alo não se ão necessá ias elocidades de o ação ão
ele adas pa a se consegui em as elocidades linea es eque idas pelo sis ema.
Após a seleção inicial do uso p ocedeu-se à escolha do mo o de acionamen o, cuja
seleção se encon a jus i icada na secção 4.3.4. Mo o . Após es a e apa oi necessá io
ecalcula os pa âme os de seleção do uso dado a elocidade a ingida pelo se omo o
escolhido se o dob o da inicialmen e conside ada. Des a o ma, oi possí el econside a as
elocidades linea es e c ia am-se algumas limi ações às elocidades e ampas de
acele ação/desacele ação pa a di e en es in e alos de al u as das ga a as. A pa i dos
limi es oi possí el desenha os ciclos de abalho do sis ema pa a as ga a as de al u as
limi e, G á ico 4.1 e G á ico 4.2, e a pa i des es aze uma seleção do uso mais adap ada às
unções do sis ema. A elocidade máxima do sis ema oi aumen ada de 240 mm/s pa a 280
mm/s e o am colocadas as es ições ap esen adas na Tabela 4.5.
Desen ol imen o de Sis ema Au omá ico pa a Coloca
e Re i a Ga a as de Gás em T anspo ado Aé eo
46 Ana Ri a S. Ribei o | 4.Desen ol imen o dos elemen os mecânicos do sis ema e espaço en ol en e
Tabela 4.5 – Res ições de elocidade e empo de acele ação/desacele ação
ALTURA GARRAFA
(mm)
VELOCIDADE
(mm/s)
RAMPA (m/s2)
[440 ; 1197]
280
0,5
[1197 ; 1450]
200
0,5
DESCIDA PARA ACOPLAMENTO ESPIGA/PENDURAL
[440 ; 1450]
100
0,25
G á ico 4.1 – Ciclo de abalho de uma ga a a com 454 mm de al u a
G á ico 4.2 – Ciclo de abalho de uma ga a a com 1408 mm de al u a
-350
-300
-250
-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
250
300
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
Velocidade (m/s)
Descenden e Ascenden e
 
Tempo (s)
Ciclo de abalho - Ga a a 454 mm
-250
-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
250
300
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
Velocidade (m/s)
Descenden e Ascenden e
 
Tempo (s)
Ciclo de abalho - Ga a a 1408 mm
Desen ol imen o de Sis ema Au omá ico pa a Coloca
e Re i a Ga a as de Gás em T anspo ado Aé eo
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47
Pa a se pode a ança com os no os alo es de elocidade e os ciclos de abalho
co esponden es oi necessá io con i ma se os empos de espe a des es ciclos se encon a am
de aco do com os empos de espe a exigidos, calculados na secção 4.1.3 Análise das Soluções
P opos as. Segundo os cálculos e e uados, o empo de espe a mínimo pa a a ga a a de meno
al u a se ia de 1,6 s e pa a a ga a a de maio al u a 1,9 s. Com es es ciclos de abalho êm-se,
pa a a ga a a meno um empo de espe a de 2,2 s e pa a a ga a a maio 11,5 s o que se
encon a acima dos empos de espe a mínimos exigidos.
Pa a a no a escolha do uso u ilizou-se o guia de seleção o necido no si e da NSK,
mais especi icamen e o u o ial B-2-16 Ball Sc ew Selec ion Exe cise (Mo ion & Con ol |
NSK, 2013). Os passos seguidos encon am-se desc i os na Tabela 4.6 e na Tabela 4.8.
Tabela 4.6 – Dados de en ada pa a a seleção do uso segundo (Mo ion & Con ol | NSK, 2013)
Fó mulas u ilizadas
DADOS DE ENTRADA
mes u u a = 85 kg
mga .454 = 11 kg
mga .1408 = 55 kg
Cmax = 1 600 m
max  16 800 mm/min
Vida ú il = 24 000h
nmax = 3 000 pm
Apoio duplo – Apoio simples
Tabela 4.7 – Seleção inicial das p incipais ca a e ís icas segundo (Mo ion & Con ol | NSK, 2013)
Fó mulas u ilizadas
PASSO
p  5,6 mm
Passo selecionado = 20 mm
COMPRIMENTO
L  2 200 mm
Comp. o al = 2 200 mm
Al . es u u a ga a: A = 350 mm
Zonas de apoio: PA = 150 mm
Ma gem de e o: E = 100 mm
DIÂMETRO
Φ  31,43 mm
Desen ol imen o de Sis ema Au omá ico pa a Coloca
e Re i a Ga a as de Gás em T anspo ado Aé eo
48 Ana Ri a S. Ribei o | 4.Desen ol imen o dos elemen os mecânicos do sis ema e espaço en ol en e
Tabela 4.8 – Al e ação das ca a e ís icas p incipais em unção da segu ança básica (Mo ion & Con ol | NSK, 2013)
Fó mulas u ilizadas
CARGAS AXIAIS
Acele ação/desacele ação:
1 = 0,5 m/s2 ; 2 = 0,5 m/s2
3  0,25 m/s2
Fo ças ga . 454 mm:
F1=893,76 N; F2/ F5=941,76 N
F3/F4=989,76 N; F6/F9=855,10 N
F7=791,35 N; F8=833,85 N
Fo ças ga . 1408 mm:
F1=1303,40 N; F2/ F5=1373,40 N
F3/F4=1443,40 N; F6/F9=855,10 N
F7=791,35 N; F8=833,85 N

– Tabela 4.5
( )
( )
( )
CARGA DE
ENCURVADURA
Φ  15,69 mm
(
)
Comp. li e - Ll = 2200-150 [mm]
1 – Tabela 4.9
VELOCIDADE DE
ROTAÇÃO PERMITIDA
Φ  23,38 mm
Φ = 40 mm
2 – Tabela 4.9
n – elocidade de o ação
máxima e e i a – Tabela B.1
do Anexo B
Tabela 4.9 – Valo es dos a o es de ca ga de encu adu a e a o de elocidade c í ica (Mo ion & Con ol | NSK,
2013)
CONDIÇÕES DE SUPORTE
Fa o de ca ga de encu adu a 1
Fa o de elocidade c í ica 2
Fixo - Fixo
19,9
21,9
Fixo – Apoio Simples
10,0
15,1
Fixo - Li e
1,2
3,4
Apoio simples – Apoio simples
5,0

Os olamen os das chumacei as in e io e supe io o am selecionados a a és da ca ga
dinâmica equi alen e, Ca, e da ca ga es á ica equi alen e, C0a. Es es cálculos o am ambém
seguidos pelo u o ial B-2-16 Ball Sc ew Selec ion Exe cise (Mo ion & Con ol | NSK, 2013).
Pa a auxilia o cálculo cons uí am-se as Tabelas C.1 e C.4 e segui am-se os passos
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Ana Ri a S. Ribei o | 4.Desen ol imen o dos elemen os mecânicos do sis ema e espaço en ol en e
49
ep esen ados nas Tabelas C.2 e C.5 do Anexo C. A seleção dos olamen os oi ei a endo em
conside ação os dados ep esen ados na Tabela 4.10.
Tabela 4.10 – Seleção dos olamen os de apoio do uso (Rolamen os FAG L da., 1999)
CHUMACEIRA
INFERIOR
CHUMACEIRA
SUPERIOR
Tipo de olamen o
de con ac o angula de es e as
ixo de es e as
Camax [kN]
15,79
C0amax [kN]
2,89
Diâme o do eixo [mm]
25
30
Rolamen o selecionado
3305-DA-TVP
6306-2RSR
Ca ga dinâmica [kN]
30
23,2
Ca ga es á ica [kN]
36,5
16,2
Os es o ços p o ocados pelo eio se ão maio i a iamen e axiais, apesa de su gi em
es o ços adiais de idos à o ação do eio. Po isso, pa a a chumacei a in e io selecionou-se
um olamen o de con ac o angula de duas ca ei as de es e as, com boa ap idão pa a supo a
es o ços adiais e axiais em ambos os sen idos. A escolha de um olamen o de duas ca ei as,
em p ol de uma mon agem de dois olamen os de con ac o angula de uma ca ei a, de eu-se
ao meno cus o e à maio acilidade de mon agem. A seleção de um olamen o da sé ie DA
p endeu-se com a capacidade de admi i ca gas axiais ele adas de ido ao ângulo de 45°
(supe io aos 35° das sé ies no mais). A chumacei a e a mon agem do olamen o o am ei as
de o ma a que es e osse o almen e ixo na pa e in e io (Figu a 4.24).
O apoio supe io se i á apenas pa a guiamen o do uso e pa a abso e pequenas
ca gas adiais de idas à o ação e, como al, oi selecionado um olamen o ixo de es e as com
boa ap idão pa a admi i ca gas adiais e de baixo cus o. A sua mon agem oi ei a ga an indo
um apoio com deslizamen o pa a que al e ações dimensionais do uso, de idas à empe a u a,
possam se compensadas. As chumacei as e a mon agem dos olamen os podem se
encon adas na Figu a 4.24.

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50 Ana Ri a S. Ribei o | 4.Desen ol imen o dos elemen os mecânicos do sis ema e espaço en ol en e
Figu a 4.24 – Desenho 2D das chumacei as de apoio do uso
A olga pa a acomodação das al e ações dimensionais de idas à empe a u a oi
calculada endo em con a que os usos são ab icados em aço de al a qualidade, aço pa a
olamen os e aço de cemen ação e admi em empe a u as de se iço con ínuo de 80 °C e uma
empe a u a de 100 °C pa a pe íodos cu os (Rex o h - Bosch G oup, 2001). O coe icien e de
expansão é mica linea pa a es e ipo de aços não ul apassa os 20 µde o mação/°C e es e é
de inido como (G an a Design Limi ed, 2012):
[ ]
Em que:
L – comp imen o de uncionamen o do uso (L=2080 mm)
∆L – expansão linea do uso (mm)
∆T – in e alo máximo de empe a u a (conside ando empe a u a ambien e 25 °C)
En ão, com um comp imen o do uso de 2080 mm e uma empe a u a de se iço
máxima de 100 °C (∆T = 100 – 25 = 75 °C) e emos uma expansão máxima possí el de 3,12
mm. Cons uiu-se po isso uma chumacei a com uma olga de 3,5 mm en e o anel elás ico e a
po ca de segu ança.
Desen ol imen o de Sis ema Au omá ico pa a Coloca
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51
4.3.4 Mo o
Na escolha do mo o oi inicialmen e conside ada a u ilização de um mo o de a aque
di e o, dado se em necessá ias pa a o sis ema al as elocidades e um baixo biná io – Tabela
4.11. Fo am pos os em conside ação dois mo o es i ásicos semelhan es de di e en es
po ências, 0,55 ou 0,75 kW.
Com o a ança do p oje o, su giu a necessidade de es e mo o ealiza ambém um
mo imen o a uma elocidade signi ica i amen e in e io à elocidade máxima necessá ia e,
como al, oi necessá io econside a a escolha inicial. Assim, pelas necessidades de a iação
de elocidade e pelas exigências do sis ema quan o ao empo de ciclo, ho as de abalho
anuais e con olo em posição oi suge ida a inse ção de um se omo o pa a acionamen o do
uso. Es a solução sob epôs-se em an agens à an e io men e conside ada e economicamen e
não ouxe um aumen o signi ica i o.
Foi escolhido um se omo o sínc ono da gama CMP da SEW, com biná io nominal
de 5,3 N.m, com esol e e eio in eg ados.
Tabela 4.11 – Pa âme o de seleção do mo o de acionamen o do uso (Rex o h - Bosch G oup, 2001)
Fó mulas u ilizadas
DADOS DE ENTRADA
max = 0,28 m/s
min = 0,1 m/s
amax = 0,5 m/s2
F  1443,4 N
PARÂMETROS DE
SELEÇÃO
Po e > 0,36 kW
Ba > 6,38 N.m
B e > 4,59 N.m
nnec = 840 pm
Po – po ência
Ba – Biná io de a anque
B e – Biná io esis en e
e ’ - Rendimen os
S15 – F.S. (1,25)
CARATERÍSTICAS
SELECIONADAS
Bn = 5,3 N.m
Bp = 21,4 N.m
n = 3000 pm
Bn – Biná io nominal
Bp – Biná io pico dinâm.
15
(INA Rodamien os, s.a., 2002)
Desen ol imen o de Sis ema Au omá ico pa a Coloca
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52 Ana Ri a S. Ribei o | 4.Desen ol imen o dos elemen os mecânicos do sis ema e espaço en ol en e
4.3.5 Guias Linea es e Pa ins de Guiamen o
A decisão de se guia a es u u a em qua o pa ins p endeu-se com a du abilidade que
se exige ao sis ema. Dis ibui os es o ços pelos dois lados da es u u a e po dois pa ins em
cada uma das la e ais pe mi e que a solici ação a cada pa im seja azoa elmen e meno e
assim se aumen e a sua du abilidade. Os pa ins e a espe i a guia o am selecionados do
ca álogo de sis ema de guiamen o linea da INA (INA Ibe ia, s.l., 2004).
Tabela 4.12 - Pa âme o de seleção do mo o de acionamen o do uso
Fó mulas u ilizadas
DADOS DE ENTRADA
M0y = 595 N.m
M0z = 221 N.m
PARÂMETROS DE
SELEÇÃO
M0y  595/4 (149 N.m)
M0z  221/4 (56 N.m)
CARATERÍSTICAS
SELECIONADAS
M0y = 395 Nm
M0z = 395 Nm
4.4 Análise Es u u al da Ga a
Dados os elemen os da ga a, a sua es u u a e a ca uagem es a em sujei os ao es o ço
p o ocado pelo peso das ga a as a anspo a , oi necessá io aze -se uma análise es u u al
dos elemen os p incipais de o ma a se i a em conclusões sob e a capacidade da es u u a
aguen a os es o ços aos quais es a á sujei a. A es u u a p incipal de supo e não ez pa e
des a análise dado os es o ços se em maio i a iamen e abso idos pelos pa ins de
deslizamen o. U ilizou-se o so wa e Abaqus/CAE 6.12-3 que pe mi iu aze uma análise
a a és do Mé odo dos Elemen os Fini os.
Desen ol imen o de Sis ema Au omá ico pa a Coloca
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Ana Ri a S. Ribei o | 4.Desen ol imen o dos elemen os mecânicos do sis ema e espaço en ol en e
53
4.4.1 Elemen os da es u u a a analisa e p op iedades mecânicas a ibuídas
Fo am subme idos à análise apenas os elemen os sujei os aos maio es es o ços. Como
se pode e na Figu a 4.25, es es elemen os são as duas pa es da ga a, as bases supe io e
in e io da es u u a, os espaçado es de ixação das duas bases, as placas de b onze sob e as
quais a ga a desliza á e a chapa quinada de ligação da ga a ao co po p incipal do sis ema
(ca uagem).
Figu a 4.25 – Elemen os da ga a subme idos a análise
Pa a o es udo o am u ilizados dois ma e iais aplicados aos di e en es elemen os cujas
p op iedades mecânicas podem se consul adas na Tabela 4.13.
Tabela 4.13 – P op iedades mecânicas dos ma e iais associados a cada elemen o (G an a Design Limi ed, 2012)
E (GPa)
ν
Elemen o
210
0,33
Chapa Quinada, Bases supe io e in e io ,
Espaçado es e Ga a
90
0,35
Placas de B onze
4.4.2 Condições de on ei a e de con ac o e ca gas aplicadas
A es u u a base da ga a oi ixada com encas amen o na zona de mon agem da
êmea de es e as do uso al como pode se obse ado na Figu a 4.26.
Desen ol imen o de Sis ema Au omá ico pa a Coloca
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60 Ana Ri a S. Ribei o | 4.Desen ol imen o dos elemen os mecânicos do sis ema e espaço en ol en e
Figu a 4.40 – Po meno dos deslocamen os so idos pela ga a
Nos g á icos das Figu a 4.37 à Figu a 4.40 podem isualiza -se os seguin es dados:
 Tensão máxima:   40 MPa
 Deslocamen o máximo: 0,86    0,94 mm
Com a 3ª simulação oi possí el con i ma odas as conclusões o muladas
an e io men e. No en an o, es a simulação p o ou-nos que a pa e esque da da ga a so e á
maio es deslocamen os do que a pa e di ei a, mesmo quando sujei as ao mesmo es o ço. Es a
conclusão p o ém dos dados ob idos com a 1ª simulação e é con i mada a a és da
dispa idade dos esul ados en e a 2ª e 3ª. Es a di e ença nas de o mações de e-se, mui o
p o a elmen e, à assime ia exis en es nas duas pa es da ga a, o u o oscado da pa e di ei a
e a assime ia das chapas de apoio, que con êm apenas asgos do lado di ei o.
4.5 P oje o do espaço en ol en e
4.5.1 Pos o de colocação das ga a as no anspo ado aé eo
O pos o de colocação das ga a as no anspo ado aé eo é o que so e á maio es
al e ações. Nes e pos o se á necessá io mon a um anspo ado de co en es que a á o
anspo e das ga a as desde a saída do pos o de me alização a é ao local de ele ação. Se á
necessá io c ia um bu e no qual as ga a as iquem empo a iamen e a mazenadas, pa a que
um ope ado possa manualmen e osca as espigas às bolachas das ga a as.
Pa a al, se á necessá io e i a do espaço a ual o anspo ado de co en es exis en e e
a pla a o ma onde o ope ado se si ua a pa a coloca as ga a as no anspo ado . As
al e ações necessá ias encon am-se ep esen adas na Figu a 4.41.

Desen ol imen o de Sis ema Au omá ico pa a Coloca
e Re i a Ga a as de Gás em T anspo ado Aé eo
Ana Ri a S. Ribei o | 4.Desen ol imen o dos elemen os mecânicos do sis ema e espaço en ol en e
61
Figu a 4.41 – Plan a da zona de colocação de ga a as no anspo ado aé eo. À esque da an es das al e ações, à
di ei a após al e ações
O aspe o inal do anspo ado pode se isualizado na Figu a 4.42.
Figu a 4.42 – Imagem 3D do anspo ado de co en es da zona de colocação das ga a as no anspo ado aé eo
Pa a a mo o ização do anspo ado selecionou-se um mo o - edu o i ásico com
eng enagens cónicas, KAF77DRE90L4, com po ência nominal 1,5 kW, elocidade de saída
13 pm, e um a iado de equência MC07B0015-5A3-4-00 da SEW. A seleção do mo o
pa a es e anspo ado de co en es baseou-se nos dados ap esen ados na Tabela 4.14.
Desen ol imen o de Sis ema Au omá ico pa a Coloca
e Re i a Ga a as de Gás em T anspo ado Aé eo
62 Ana Ri a S. Ribei o | 4.Desen ol imen o dos elemen os mecânicos do sis ema e espaço en ol en e
Tabela 4.14 – Pa âme os de seleção do mo o - edu o do anspo ado de co en es
Fó mulas u ilizadas
DADOS DE ENTRADA
L = 5250 mm
5 < < 10 m/min
Pmax = 800 kg
Pc = 8 kg/m
µa = 0,8
Фcm = 255 mm
L – comp imen o o al do
anspo ado
– elocidade linea
Pmax – Peso máximo a
anspo a
Pc – Peso da co en e
µa – coe icien e de a i o
de aço/aço (Pa adigm,
2013)
PARÂMETROS DE
SELEÇÃO
Po  1,1 kW
nA  12,5 pm
nA – elocidade de saída
do mo o- edu o
CARACTERÍSTICAS
SELECIONADAS
Po mo o = 1,5 kW
 98 %
nM = 1430 pm
nA = 13 pm
- endimen o do
edu o de eng enagens
cónicas16
nM – elocidade nominal
do mo o
Na c iação do bu e oi u ilizado um a ão, acionado pneuma icamen e, já u ilizado
nou as ins alações da áb ica, posicionado em cima do anspo ado de co en es. Es e é um
a ão compos o po duas pa es iguais, cada uma delas com um b aço mo imen ado a a és
de um cilind o pneumá ico. O seu aspe o pode se obse ado na Figu a 4.43. A mon agem
sob e o anspo ado encon a-se ep esen ada na Figu a 4.44.
Figu a 4.43 – T a ão de ga a as
16
(SEW Eu od i e, 2006)
Desen ol imen o de Sis ema Au omá ico pa a Coloca
e Re i a Ga a as de Gás em T anspo ado Aé eo
Ana Ri a S. Ribei o | 4.Desen ol imen o dos elemen os mecânicos do sis ema e espaço en ol en e
63
Figu a 4.44 – Mon agem do a ão de ga a as
Pa a a cen agem das ga a as com a ga a oi necessá io pensa num elemen o que
não só cen asse as ga a as mas que uncionasse ambém como a ão. Es e e ia que se um
elemen o acilmen e ajus á el aos di e en es diâme os das ga a as em p odução. C iou-se
pa a o e ei o um ba en e, mon ado sob e uma chapa quinada, que se encon a ep esen ado na
Figu a 4.45. Es a chapa con ém umas abas de posicionamen o sob e o anspo ado , pa a que
es a não so a nenhuma o ação quando deslocada, e um asgo onde se á ape ado um
pa a uso, que lhe con e e a lexibilidade de adap ação aos di e en es diâme os.
Figu a 4.45 – Mon agem do posicionado de ga a as sob e o anspo ado de co en es
Na Figu a 4.46 pode-se e um desenho 3D do pos o de colocação das ga a as no
anspo ado aé eo.
Desen ol imen o de Sis ema Au omá ico pa a Coloca
e Re i a Ga a as de Gás em T anspo ado Aé eo
64 Ana Ri a S. Ribei o | 4.Desen ol imen o dos elemen os mecânicos do sis ema e espaço en ol en e
Figu a 4.46 – Imagem 3D do pos o onde as ga a as são colocadas no anspo ado aé eo
4.5.2 Pos o de e i o das ga a as do anspo ado aé eo
As al e ações no pos o em que as ga a as se ão e i adas do anspo ado aé eo
passam essencialmen e po um deslocamen o des e. Com is a à poupança económica,
p e ende-se que se ecicle a maio quan idade possí el de pe il I e en ou-se aze apenas uma
al e ação ao des io a ualmen e exis en e. As al e ações podem se obse adas na Figu a 4.47.
Figu a 4.47 – Plan a do pos o em que se e i am as ga a as do anspo ado aé eo. À esque da an es das al e ações,
à di ei a após al e ações
Desen ol imen o de Sis ema Au omá ico pa a Coloca
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Ana Ri a S. Ribei o | 4.Desen ol imen o dos elemen os mecânicos do sis ema e espaço en ol en e
65
No anspo ado de olos já exis en e, oi inse ido um a ão, semelhan e ao u ilizado
no pos o de colocação das ga a as no anspo ado aé eo, ambém pa a c ia um bu e onde
o ope ado possa e i a as espigas das ga a as (Figu a 4.48).
Figu a 4.48 – Imagem 3D do pos o onde as ga a as são e i adas do anspo ado aé eo
4.6 Al e ações ao conjun o espiga/pendu al
Com o desen ol imen o do p oje o e como explicado na secção 4.3.2 Ga a oi
necessá io ealiza uma pequena modi icação à espiga e po consequência ao pendu al. A
al e ação à espiga e le iu-se numa diminuição ao comp imen o de maio diâme o, pa a se
possí el a de eção do acoplamen o. Foi ainda ealizado um aumen o em 50 mm do
comp imen o o al, pa a que exis isse espaço su icien e pa a a ga a desliza sem ba e na gola
da ga a a após o acoplamen o – Figu a 4.49. Fo am, no en an o, man idas odas as es an es
dimensões de inidas pela AMTROL-ALFA.
Figu a 4.49 – Descida da ga a pa a acoplamen o da espiga ao pendu al

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66 Ana Ri a S. Ribei o | 4.Desen ol imen o dos elemen os mecânicos do sis ema e espaço en ol en e
Es e aumen o do comp imen o o al da espiga le ou a que o pendu al i esse que se
diminuído na mesma p opo ção, po o ma a compensa a diminuição do espaço li e abaixo
da ga a a quando pendu ada no anspo ado aé eo. Se osse apenas aumen ado o
comp imen o da espiga e não se diminuísse o comp imen o do pendu al as ga a as, depois de
pendu adas no anspo ado aé eo, acaba iam po emba e com o ba en e mecânico do
anspo ado de co en es no pos o de colocação das ga a as no anspo ado aé eo.
Após es as al e ações, o cu so de ele ação das ga a as aumen ou, e como al oi
necessá io ecalcula os ciclos de abalho de o ma a con i ma -se se os empos de espe a
espei a iam os empos de espe a mínimos exigidos. Pa a os no os cu sos a pe co e e com
as elocidades de 280 mm/s e 200 mm/s pa a as ga a as meno es e maio es conseguem-se
empos de espe a de 1,6 s e 10,7 s, espe i amen e. Dado es es empos de espe a se em iguais
ou supe io es aos empos de espe a mínimos exigidos (1,6 e 1,9 s) o p ocesso con inua a
pode ealiza -se com as al e ações dimensionais e e uadas.
Desen ol imen o de Sis ema Au omá ico pa a Coloca
e Re i a Ga a as de Gás em T anspo ado Aé eo
Ana Ri a S. Ribei o | 5. Au omação do Equipamen o
67
5 Au omação do equipamen o
Nes e capí ulo oi desen ol ido um p ocesso de au oma ização do sis ema, aplicando
ecnologias que o o nam o mais au omá ico possí el e que ga an em as condições de
segu ança necessá ias aos ope ado es que ainda assim necessi em de acesso à zona de
abalho, que po ope a em em pos os adjacen es, que po necessidades de manu enção ou
limpeza.
Pa a isso, após a seleção dos elemen os de comando ais como con olado do se omo o
e ál ulas pa a comanda os cilind os pneumá icos, ap esen a-se a seleção de odos os de o es
au omá icos que apoiam a lógica do sis ema.
Dado a segu ança se um pon o impo an e em qualque máquina, oi ei a uma a aliação
de isco, a a és de um p ocedimen o implemen ado na AMTROL-ALFA e p ocedeu-se à
edução dos iscos encon ados a a és de medidas p o e o as.
Pa a apoia a p og amação, que não oi desen ol ida nes e abalho, desenha am-se
alguns GRAFCET’s uncionais que explici am os di e en es modos de uncionamen o do
sis ema, que se ão, modo manual, modo au omá ico e modo semiau omá ico. De ini am-se
ainda os es ados de eme gência, quan o ao ipo de a uação que os impõe e ainda quan o ao
uncionamen o pe mi ido após ea me.
Po im, após de inidas odas as necessidades do sis ema, oi possí el aze a seleção de
um au óma o p og amá el e de uma HMI e ainda desenha esquemas do ci cui o elé ico.
5.1 Elemen os de comando
5.1.1 Comando e Con olo do Se omo o
A escolha do se o d i e oi ine en e à escolha do p óp io se omo o e ecaiu sob e
um MOVIDRIVE B MDX61B0005-5A3-4-00 da SEW que a á o con olo o al do
se omo o . Es e comunica á com o au óma o de o ma a se consegui a in eg ação o al das
unções do sis ema.
As ca a e ís icas de ele o des e se o d i e pa a as unções p e endidas são as
seguin es (SEW Eu od i e, 2010):
Desen ol imen o de Sis ema Au omá ico pa a Coloca
e Re i a Ga a as de Gás em T anspo ado Aé eo
68 Ana Ri a S. Ribei o | 5. Au omação do Equipamen o
 Opção de esis ência de enagem;
 Consumo de co en e nominal igual a 2 A e co en e máxima 4 A;
 Equipado de o igem com con olo de posição e sequência de mo imen os a a és do
sis ema in eg ado IPOSPlus®;
 Slo pa a ca a de comunicação opcional pa a in eg ação em sis emas E he ne com
PROFIsa e ou em sis emas CANopen;
 Modo de con olo Cu en Mode Flux Con ol (CFC) que eage a mudanças de ca ga
em poucos milissegundos;
 8 en adas digi ais isoladas;
 6 saídas digi ais, sendo uma delas po elé;
 En adas/saídas p og amá eis;
 Con olo au omá ico do eio a a és do in e so ;
 To al de qua o ampas de ansição;
 In e ace RS485 pa a comunicação en e PLC/IPC e a é 31 in e so es;
 Possibilidade de egis o de mo imen os no in e so ou PLC ex e no. No caso de se
u iliza o in e so é possí el associa ao egis o do pon o al o a elocidade e a ampa,
exis indo capacidade pa a de ini e seleciona uma abela a é 32 posições. No caso de
se u iliza um PLC pa a egis o de mo imen os apenas a posição e elocidade podem
se associadas. Associado ao egis o de mo imen os exis em di e en es modos de
ope ação disponí eis pa a con ola a máquina:
a) Modo de abalho – a máquina pode se mo imen ada manualmen e (in e so
ou PLC);
b) Re e enciamen o – o ze o da máquina é de e minado au oma icamen e po
medição inc emen al da posição (in e so ou PLC);
c) Ap endizagem – as posições gua dadas podem se co igidas sem um
disposi i o de p og amação (apenas in e so );
d) Modo au omá ico – o PLC de mais al o ní el con ola o p ocesso
au oma icamen e (in e so e PLC).
5.1.2 Vál ulas di ecionais e egulado es de p essão
Toda a seleção ecaiu sob e ál ulas de conexão sob e o co po de 1/8 da SMC.
Pelas unções dos cilind os da ga a, selecionou-se uma ele o ál ula 5/2 bies á el,
pa a comando dos dois cilind os em simul âneo, po o ma a impedi que, no caso de alha de
ene gia de comando, o cilind o e omasse a sua posição base, co endo-se o isco de la ga
uma ga a a. Cons uiu-se a Tabela 5.1 de apoio à seleção da ál ula pa a o comando dos
cilind os da ga a.
Desen ol imen o de Sis ema Au omá ico pa a Coloca
e Re i a Ga a as de Gás em T anspo ado Aé eo
Ana Ri a S. Ribei o | 5. Au omação do Equipamen o
69
Tabela 5.1 – Ca a e ís icas de seleção da ál ula de comando dos cilind os da ga a
Fó mulas u ilizadas
DADOS DE
ENTRADA
Cu so = 250 mm
Фemb = 20 mm
Q@6ba = 9,42 L/min
Volume dos dois cilind os
PARÂMETROS DE
SELEÇÃO
5/2 bies á el
Conexões sob e o co po
Conexão 1/8
Qal = 65,23 Nl/min
(
)
pu – 6 ba
pa m – 1,01325 ba
CARACTERÍSTICAS
SELECIONADAS
SYJ7223
Qal = 588,90 Nl/min
Pa a limi a a o ça de a uação da ga a de manei a a que, no caso de es a encon a um
obs áculo, não cause es agos nos cilind os ou no p óp io elemen o oposi o ao mo imen o,
oi necessá io seleciona um egulado de p essão. A escolha ecaiu sob e um egulado da
sé ie AR da SMC com co po amanho 20 e conexão 1/8 e com manóme o quad ado in eg ado
– AR20-F02E – sendo es e um egulado com aixa de ajus e de p essão de 0,5 a 8,5 ba . A
sua mon agem se á ei a a a és do conjun o de ixação AR20P-270AS. De o ma a se pode
e uma o ça no a anço meno do que a o ça de ape o após o echo da ga a, acabou po se
inse i em dois egulado es de p essão semelhan es, o an e io men e e e ido e ou o egulado
pa a 6 ba . Pa a se al e na en e os dois alo es de p essão selecionou-se uma ele o ál ula
3/2 monoes á el de ca a e ís icas semelhan es à 5/2 bies á el, SYJ712 com conexão 1/8 e
490,75 Nl/min. Pa a sinaliza a ansição da alimen ação de um alo in e io pa a os 6 ba
escolheu-se um p essoes a o digi al de al a p ecisão ambém da SMC com conexão NPT 1/8 e
saída PNP da sé ie ISE30. O ci cui o pneumá ico de acionamen o da ga a pode se
encon ado na Figu a 5.1.
Desen ol imen o de Sis ema Au omá ico pa a Coloca
e Re i a Ga a as de Gás em T anspo ado Aé eo
76 Ana Ri a S. Ribei o | 5. Au omação do Equipamen o
 Ele ocussão, choque elé ico ou queimadu as – de ido ao con ac o com a co en e
elé ica.
Pa a o p ocedimen o da análise de isco o am esumidos na Tabela 5.4 os limi es
uncionais da máquina e cons uídas a Tabela 5.5 à Tabela 5.7 com os iscos iden i icados e
sua a aliação. Tabela 5.4 – Limi es uncionais da máquina em a aliação de iscos
Limi es uncionais da máquina
Velocidades máximas dos componen es mecânicos
260 mm/s e 840 pm
Fo ça máxima de ido a ene gia pneumá ica
188,5 N
Peso máximo elemen o mecânico
800 N
Tabela 5.5 – Análise de isco da ase de egulação, condução/p og amação ou mudança de p ocedimen o de ab ico
Regulação, condução/p og amação ou mudança de p ocedimen o de ab ico
Uso indus ial
p e is o
A inação dos de e o es, es angulado es e ou os elemen os e inse ção dos dados da
ga a a em p odução a a és de in e ace homem-máquina
U ilizado p e is o
Técnico de manu enção ou ope á io de p odução
E en o/Si uação
pe igosa
Risco
Si uação de
oco ência
P
E
S
Signi icância
Mo imen ação dos
ó gãos mecânicos
Ap isionamen o
No mal
1
6
5
30
Fe imen os
No mal
1
6
1
18
Esmagamen o
No mal
1
6
15
90
Fuga de a
comp imido
Fe imen os ocula es
No mal
0,5
5
5
45
Ajus es dos
de e o es
Queda a di e en es ní eis
No mal
1
5
5
50
Tabela 5.6 - Análise de isco da ase de uncionamen o/ope ação
Funcionamen o/Ope ação
Uso indus ial
p e is o
Colocação au omá ica das ga a as no anspo ado aé eo
U ilizado p e is o
Sem u ilizado
E en o/Si uação
pe igosa
Risco
Si uação de
oco ência
P
E
S
Signi icância
Mo imen ação dos
ó gãos mecânicos
Ap isionamen o
No mal
1
10
5
50
Fe imen os
No mal
1
10
1
10
Esmagamen o
No mal
1
10
15
150

Desen ol imen o de Sis ema Au omá ico pa a Coloca
e Re i a Ga a as de Gás em T anspo ado Aé eo
Ana Ri a S. Ribei o | 5. Au omação do Equipamen o
77
Tabela 5.7 - Análise de isco da ase de limpeza, pesquisa de alhas e a a ias e manu enção
Limpeza, pesquisa de alhas e a a ias e manu enção
Uso indus ial
p e is o
Repa ação de elemen os mecânicos e elé icos, limpeza
U ilizado p e is o
Técnico de manu enção ou ope á io
E en o/Si uação
pe igosa
Risco
Si uação de
oco ência
P
E
S
Signi icância
Subs i uição ou
epa ação dos
elemen os
mecânicos
Fe imen os
No mal
1
5
1
5
Ap isionamen o
No mal
1
5
5
25
Esmagamen o
No mal
1
5
15
150
Queda a di e en es ní eis
No mal
1
5
5
25
Lesões músculo-esquelé icas
No mal
1
5
5
25
Queda da ga a a
quando ele ada
Esmagamen o
No mal
1
10
15
150
Fuga de a
comp imido
Fe imen os ocula es
No mal
0,5
5
5
45
Con ac o com a
co en e elé ica
Ele ocussão
No mal
0,1
5
25
12,5
Choque elé ico
No mal
0,5
5
15
37,5
Queimadu as
No mal
0,5
5
5
12,5
Pela análise das abelas pe cebe-se que a maio ia dos iscos em uma signi icância
in e io a 70 e como al são não signi ica i os. Ainda assim, exis e um isco, comum a
di e en es e apas da ase de u ilização da máquina, cuja signi icância ascende es e alo e po
isso oi necessá io c ia em-se medidas p e en i as.
Pa a a ase de u ilização o na-se essencial a cons ução de um g adeamen o em ol a
do sis ema que limi e o acesso à zona de abalho da máquina. Só po si, es e g adeamen o
diminui á signi ica i amen e os iscos associados a es a ase dado o ope ado pe de acesso ao
sis ema du an e a sua mo imen ação au omá ica. Pa a aumen a a segu ança, a abe u a da
po a do g adeamen o de e á ga an i que a máquina se imobilize.
A diminuição dos iscos nas ases de egulação, condução/p og amação ou mudança
de p ocedimen o de ab ico e manu enção e limpeza o na-se mais complicado pelo ac o de o
ope á io ou écnico necessi a de o al acesso à máquina. Assim, medidas de segu ança
pessoal ais como, u ilização de lu as de p o eção, calçado de p o eção an ide apan e, óculos
de p o eção e oupa de abalho, e ão que se ob iga ó ias. Como medida de segu ança
cole i a de e á se implemen ado um p ocedimen o de manu enção bem di ulgado. De e á
ainda u iliza -se sinalização isí el sob e os iscos que não é possí el elimina .
No que oca à e gonomia do sis ema, no único p ocesso onde o abalho manual se á
man ido, oi cons uído uma pla a o ma ele ada, sob e a qual o ope ado pode á abalha
pa a e i a más pos u as de abalho. Em ga a as de maio al u a o ope ado pode á u iliza a
Desen ol imen o de Sis ema Au omá ico pa a Coloca
e Re i a Ga a as de Gás em T anspo ado Aé eo
78 Ana Ri a S. Ribei o | 5. Au omação do Equipamen o
pla a o ma pa a e melho acesso à bolacha, e quando es a não o necessá ia pode acilmen e
se pos o de pa e e o ope ado abalha no chão.
As mon agens dos dois pos os podem se encon adas na Figu a 5.6 e na Figu a 5.7, já
com as g ades de p o eção e pla a o ma sob e a qual o ope ado abalha á.
Figu a 5.6 – Mon agem inal do pos o de colocação das ga a as no anspo ado aé eo
Figu a 5.7 – Mon agem inal do pos o de e i o das ga a as do anspo ado aé eo
Desen ol imen o de Sis ema Au omá ico pa a Coloca
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Ana Ri a S. Ribei o | 5. Au omação do Equipamen o
79
5.4 GRAFCETs
O GRAFCET (G aphe Fonc ionnel de Commande E ape/T ansi ion) é uma
me odologia de modelação de sis emas sequenciais, baseada num concei o de comp eensão de
um sis ema complexo a a és da comp eensão das pa icula idades de cada uma das suas
pa es e as in e ações esul an es da in eg ação des as (Magalhães, 2011). Pela sua capacidade
de modela sis emas de di e en es complexidades, es a oi a me odologia u ilizada pa a a
modelação do sis ema ele omecânico e pneumá ico do equipamen o a cons ui .
Pa a mais ácil pe ceção dos GRAFCET’s ealizados ap esen am-se na Figu a 5.8 os
pon os uncionais nos quais a máquina ealiza á pa agens. Todos os GRAFCET’s podem se
encon ados no Anexo F.
Figu a 5.8 – Pon os uncionais dos ciclos de abalho de cada um dos sis emas
5.4.1 Modos de uncionamen o
Modo manual
O modo manual de e á se selecionado a a és de painel e unciona po comando
sensi i o, ou seja, de e ão exis i bo ões ela i os a cada um dos mo imen os que, quando
p emidos con inuamen e, acionem os elemen os esponsá eis pelo mo imen o selecionado. A
in e upção do mo imen o de e á se au omá ica quando o bo ão é la gado ou são a ingidos
os de e o es de im-de-cu so limi ado es.
Os mo imen os a pe mi i no modo manual se ão:
 echo da ga a;
 abe u a da ga a;
 subida da ca uagem, a elocidade cons an e e len a;
 descida da ca uagem, a elocidade cons an e e len a.
Apenas pode á se ealizado um mo imen o de cada ez e, como al, se o ope ado
ca ega simul aneamen e em mais do que um bo ão a máquina de e á man e -se imó el. Po
Desen ol imen o de Sis ema Au omá ico pa a Coloca
e Re i a Ga a as de Gás em T anspo ado Aé eo
80 Ana Ri a S. Ribei o | 5. Au omação do Equipamen o
segu ança, dado os cilind os da ga a se em comandados po uma ál ula bies á el, se o
ope ado deixa de a ua o bo ão an es de os de e o es de im-de-cu so de a anço se em
a i ados os cilind os de e ão ecua e nenhum comando de e se obedecido a é que o ecuo
es eja comple o.
O modo manual e á como p é-condições de uncionamen o:
 alimen ação elé ica e de a comp imido sem p oblemas;
 sis ema em “NÃO EMERGÊNCIA”.
Pa a o modo uncional se ão u ilizados como de e o es de im-de-cu so os de e o es
indu i os da ca uagem e não os pon os uncionais que dependem do ipo de ga a a.
Es e se á o modo que de e á se u ilizado pa a ope ações de manu enção, quando a
po a do g adeamen o de segu ança se encon a abe a, e odos os mo imen os de e ão se
ei os a elocidades baixas e com baixa capacidade de o ça, semp e que aplicá el.
Exis i á uma unção, apenas disponí el no modo manual, que e á como unção
coloca odos os elemen os do sis ema na sua posição de início de ciclo. Es a unção e á o
nome “Inicializa ” e se á de comando sensi i o. Quan o es a unção o selecionada, odos os
elemen os do sis ema e o na ão à posição de início de ciclo, com mo imen os simul âneos ou
po de e minada p io idade, mas só se mo e ão enquan o o ope ado ca ega no bo ão
espe i o. Quando odos os elemen os se encon a em nas suas posições espe i as de início
de ciclo o sis ema encon a -se-á no es ado inicializado. Es a é uma unção que se á
especialmen e u ilizada após uma pa agem de eme gência, pa a que o ciclo se inicie
no malmen e e que não oco am mo imen os inespe ados quando o es ado de eme gência o
ea mado.
Modo semiau omá ico
Nes e modo, ambém selecionado po painel, o ope ado ou écnico pode á conduzi a
máquina a a és da sequência de mo imen os que es a a ia em modo au omá ico, passo a
passo. Apenas da á pe missão ao início de cada mo imen o, que inaliza á que o ope ado se
man enha ou não a ca ega no bo ão de pe missão.
As p é-condições pa a o uncionamen o em modo semiau omá ico se ão:
 alimen ação elé ica e de a comp imido sem p oblemas;
 sis ema inicializado;
 es ado de “EMERGÊNCIA” não a i o
Em uncionamen o semiau omá ico já se ão u ilizados os pon os de uncionamen o
desc i os na Figu a 5.8 como limi ado es do cu so da ca uagem.
Po segu ança, no caso de a po a do g adeamen o se encon a abe a, os mo imen os
de e ão se ealizados sem ga a a na zona de abalho e a elocidades baixas. No en an o, se
es a es i e echada as elocidades se ão as pe mi idas em modo au omá ico e pode ão ele a -
se ga a as.
Desen ol imen o de Sis ema Au omá ico pa a Coloca
e Re i a Ga a as de Gás em T anspo ado Aé eo
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Modo au omá ico
Es e modo apenas pode á se selecionado num painel se o g adeamen o se encon a
echado e o sis ema se encon a inicializado. T a a-se do modo de uncionamen o sem
ope ado , com con olo o al pelo au óma o.
As suas p é-condições de uncionamen o são:
 alimen ação elé ica e de a comp imido sem p oblemas;
 sis ema em es ado “NÃO EMERGÊNCIA”;
 sis ema inicializado;
 g ade de p o eção echada.
5.4.2 Es ados de eme gência
Se ão conside ados dois ipos de eme gência na p og amação do sis ema:
 Eme gência Local – elacionada com o sis ema mas que pode á a e a ou os
elemen os da linha de acabamen o;
 Eme gência Global – eme gências p o ocadas po alhas nou os elemen os da linha
de acabamen o.
Como eme gências locais se ão conside adas a a uação dos bo ões de eme gência, a
a uação dos de e o es que limi am o cu so da ca uagem e a abe u a da po a da g ade de
p o eção. Já eme gências globais se ão a chegada de uma ga a a pendu ada ao pos o de
colocação das ga a as no anspo ado ou eme gências de ou os pos os da linha al como o
pos o de pin u a.
Quando se de uma eme gência local o sis ema de e á i pa a um modo não uncional
(EMERGÊNCIA). Essa eme gência de e á se comunicada ao sis ema global de con olo da
linha de acabamen o e só após a emoção da condição que o iginou a eme gência pode á
ha e um ea me do sis ema. Após o ea me es e apenas pode á se comandado em modo
manual a é que seja inicializado.
Como a eme gência global não a e a di e amen e o sis ema, quando nessa condição,
es e pode á somen e in e ompe o seu uncionamen o de um modo segu o, a é que a si uação
de eposição da condição de NÃO EMERGÊNCIA GLOBAL ol e a oco e . Es a
in e upção pode e i ica -se pelo impedimen o da con inuação da sequência na ansição
seguin e, ou pelo ecuo ao es ado an e io . Quando a condição de NÃO EMERGÊNCIA
GLOBAL é epos a, en ão a p óxima ansição é pe mi ida e a sequência é con inuada.
A alha de ene gia elé ica ou pneumá ica de e á se a ada como um es ado de
eme gência local mas com uma condição de eposição do uncionamen o especí ica. An es do
ea me e á que se assegu a que nenhuma ga a a se encon a no espaço de abalho do
sis ema.

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5.5 Au óma o e In e ace Homem-máquina
5.5.1 PLC
A escolha do au óma o p endeu-se com um dos pa âme os de inidos na Especi icação
Técnica, de que qualque au óma o u ilizado de e ia se Schneide . Após uma b e e análise
dos PLC u ilizados na AMTROL-ALFA conclui-se que, po uma ques ão de man e em em
s ock PLCs de subs i uição, apenas são u ilizados PLCs da gama Modicon, com di e en es
p ocessado es em unção das exigências dos sis emas.
Pa a o sis ema desen ol ido um PLC da gama Twido se ia p o a elmen e su icien e,
no en an o, não se chegou a ponde a a sua escolha, de o ma a man e -se a eg a de seleção
de PLCs ado ada pela emp esa na cons ução das suas máquinas. Assim, a escolha do PLC
ecaiu sob e um au óma o Modicon M340, com um p ocessado BMX P34 20302, po con e
po as in eg adas no módulo de base de ede E he ne TCP/IP, pa a comunicação com a HMI,
e ede CANopen pa a comunica com o se od i e. Es e a a-se de um au óma o modula ,
que se op ou po conec a a um bas ido de 6 encaixes pa a ecebe os módulos desc i os na
Tabela 5.8.
Tabela 5.8 – Módulos do PLC selecionado
Q d
Re e ência
Designação
Ca a e ís icas
1
BMX CPS 2000
Módulo de alimen ação
Co en e Al e nada, 100…240 V e 16,8 W
1
BMX DDI 3202K
En adas digi ais
32 en adas isoladas
1
BMX DDO 1602
Saídas digi ais
16 saídas p o egidas
5.5.2 HMI
A in e ace homem-máquina e á como p incipais unções unciona como in e ace
pa a a al e ação dos pa âme os das ga a as em p odução e pa a comanda a máquina nos
di e en es modos de uncionamen o. A a és de uma HMI STU 655 da Schneide se ão
ambém dados a conhece ao ope ado possí eis e os do sis ema pa a que seja mais ácil
de e a a a ias ou p oblemas de uncionamen o.
As p incipais ca a e ís icas da HMI selecionada são:
 Ec ã LCD TFT QVGA de 3.5” a co es;
 Resolução de 320 x 240 pixels;
 Po a E he ne (10 BASE-T / 100 BASE-TX).
Esquema de ec ãs
Os ec ãs apa ece ão ao ope ado segundo o esquema ep esen ado na Figu a 5.9. Os
bo ões a ama elo apenas es a ão disponí eis median e ce as condições:
 Modo semiau omá ico – ica disponí el quando o sis ema es i e inicializado;
 Modo au omá ico – disponí el desde que o sis ema se encon e inicializado e a g ade
de p o eção echada;
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 Inicializa – isí el se exis i um ipo de ga a a selecionado e o sis ema i e so ido
uma pa agem inespe ada, de ido a um es ado de eme gência, po exemplo.
Figu a 5.9 – Esquema de menus e bo ões da HMI
5.6 Ci cui o elé ico
Pa a a cons ução do quad o elé ico oi necessá ia a seleção de duas on es de
alimen ação, uma pa a alimen ação do ci cui o de po ência, ou a pa a alimen ação do ci cui o
de comando.
Es a seleção oi ei a endo em con a os consumos de co en e de cada um dos
ci cui os, cujos alo es se encon am ep esen ados na Tabela 5.9.
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Tabela 5.9 – Pa âme o de seleção das on es de alimen ação
Fon e Po ência
Fon e
Comando
Fó mulas
u ilizadas
DADOS DE
ENTRADA
Po . solenoide: 0,35 W
Q de solenoides: 4
Consumo do
p essos a o: 0,045 A
Cc indu i os: 10
mA
Cc o oelé icos:
35 mA
Consumo mód.
en adas PLC: 2,5
mA
Consumo módulo
saídas PLC: 0,5
mA
Cc – consumo de
co en e
PARÂMETROS DE
SELEÇÃO
Necessidade de
co en e pa a o
ci cui o: 0,105 A
Necessidade de
co en e pa a o
ci cui o: 1,73 A
P – po ência; U -
ensão
I - co en e
CARACTERÍSTICAS
SELECIONADAS
ABL8MEM24012
(Schneide )
En ada: ~100…240
VAC
Saída: 24 VDC
P0: 30 W C0: 1,2 A
ABL7RM24025
(Schneide )
En ada:
~100…240 VAC
Saída: 24 VDC
P0: 60 W C0: 2,5
A
P0 – po ência nominal
I0 – co en e nominal
A escolha dos elés de in e ace ecaiu sob e elés ex aí eis da gama Zelio Relay, p é-
mon ados em base com LED e ci cui o de p o eção – RSL1PVBU.
Pa a a p o eção do mo o selecionou-se um disjun o magne o- é mico da gama TeSys.
A seleção oi ei a a pa i das necessidades de co en e do MOVIDRIVE e do se omo o ,
que no o al consumi ão uma co en e máxima de 25,6 A. Assim a escolha do disjun o ecaiu
sob e um GV2ME32 de 15 W e dispa o egulá el en e 24 e 32 A.
Os esquemas do ci cui o elé ico podem se encon ados no Anexo H. Na Tabela 5.10
ap esen a-se uma lis a de ma e iais e espe i a codi icação.
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Tabela 5.10 – Lis a de códigos e unções de cada equipamen o u ilizado no ci cui o elé ico
Código
Elemen o
Função
Cód Fo ne.
GERAL
In e up o
Ligação da alimen ação
FA1
Fon e de alimen ação
Alimen ação do ci cui o de po ência
FA2
Fon e de alimen ação
Alimen ação do ci cui o de comando
D1
Disjun o unipola magne o-
é mico
P o eção do ci cui o a mon an e das on es
D2
Disjun o unipola magne o-
é mico
P o eção da on e do ci cui o de po ência
D3
Disjun o unipola magne o-
é mico
P o eção da on e do ci cui o de comando
EMER
Bo ão de eme gência
Sinalização de eme gências pelo ope ado
S07
De e o indu i o
De eção da ca uagem quando es a ul apassa
o im-de-cu so supe io
XS618B4PBM12
S08
De e o indu i o
De eção da ca uagem quando es a ul apassa
o im-de-cu so in e io
XS618B4PBM12
GRD
PROT.
Fim-de-cu so da po a da
g ade de p o eção
Sinaliza a abe u a da po a da g ade de
p o eção
S14
De e o o oelé ico
P imei a de eção de espiga acoplada ao
pendu al na chegada à zona de ca ga
XUB1BPANM12
S15
De e o o oelé ico
Segunda de eção de espiga acoplada ao
pendu al na chegada à zona de ca ga
XUB1BPANM12
KV1
Relé de in e ace
In e ace ci cui o de po ência e ci cui o de
comando
RSL1PVBU
KV2
Relé de in e ace
In e ace ci cui o de po ência e ci cui o de
comando
RSL1PVBU
KV3
Relé de in e ace
In e ace ci cui o de po ência e ci cui o de
comando
RSL1PVBU
KV4
Relé de in e ace
In e ace ci cui o de po ência e ci cui o de
comando
RSL1PVBU
Y1
Solenoide
Comando do a anço da ál ula 5/2 bies á el
do ci cui o da ga a
Y2
Solenoide
Comando do ecuo da ál ula 5/2 bies á el
do ci cui o da ga a
Y3
Solenoide
Comando da ál ula 3/2 monoes á el do
ci cui o da ga a
Y4
Solenoide
Comando da ál ula 3/2 monoes á el do
ci cui o dos a ões

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ANEXO A: Desenhos 2D dos sis emas já exis en es na
AMTROL-ALFA
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ANEXO B: Desenhos de De inição de Conjun o do Sis ema
a Desen ol e
Desen ol imen o de Sis ema Au omá ico pa a Coloca
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ANEXO C: Cálculo dos olamen os

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ANEXO D: Esquema e nume ação dos de e o es a in eg a
nas soluções
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ANEXO E: Análise e a aliação de iscos