Desenvolvimento de Sistema Automático para Colocar e Retirar Garrafas de Gás de Transportador Aéreo

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 e Re i a Ga a as de Gás em T anspo ado Aé eo 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. 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 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. 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 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 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 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 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 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 e Re i a Ga a as de Gás em T anspo ado Aé eo 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 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 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). 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 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 e Re i a Ga a as de Gás em T anspo ado Aé eo 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. 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 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 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 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 e Re i a Ga a as de Gás em T anspo ado Aé eo 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 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 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 e Re i a Ga a as de Gás em T anspo ado Aé eo 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 Ana Ri a S. Ribei o | 4.Desen ol imen o dos elemen os mecânicos do sis ema e espaço en ol en e 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 Ana Ri a S. Ribei o | 4.Desen ol imen o dos elemen os mecânicos do sis ema e espaço en ol en e 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 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 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. 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 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 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 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 e Re i a Ga a as de Gás em T anspo ado Aé eo 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 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 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 e Re i a Ga a as de Gás em T anspo ado Aé eo 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 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 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 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 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 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 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 Ana Ri a S. Ribei o | 5. Au omação do Equipamen o 81 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. 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 82 Ana Ri a S. Ribei o | 5. Au omação do Equipamen o 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; 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 83  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. 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 84 Ana Ri a S. Ribei o | 5. Au omação do Equipamen o 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. 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 85 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 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 | 8. Anexos 93 ANEXO A: Desenhos 2D dos sis emas já exis en es na 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 | 8. Anexos 95 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 e Re i a Ga a as de Gás em T anspo ado Aé eo Ana Ri a S. Ribei o | 8. Anexos 97 ANEXO C: Cálculo dos olamen os 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 | 8. Anexos 99 ANEXO D: Esquema e nume ação dos de e o es a in eg a nas soluções 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 | 8. Anexos 101 ANEXO E: Análise e a aliação de iscos