Automação Industrial Estudo de Caso

1. INTRODUÇÃO

        A automação industrial cria mecanismos que sejam capazes de melhorar a produtividade e reduzir custos. Os principais elementos que atuam na automação industrial são os sensores e atuadores, pois eles verificam e interferem no ambiente.        Na automação industrial, determinadas tarefas de produção que são realizadas por operadores humanos são transferidas a um conjunto de elementos tecnológicos levando-se em consideração possíveis eventualidades que possam ocorrer mantendo sempre a segurança e a qualidade. Com o aumento da quantidade de dispositivos inteligentes embutidos ou não nas máquinas industriais e mesmo em equipamentos de uso doméstico ou embarcado, a necessidade de se conhecer o princípio de funcionamento de todos os sensores associados é fundamental para o profissional moderno.                                                                                        Os sensores industriais, então, são aplicados nos processos industriais para garantir uma detecção rápida e precisa, com aplicação adaptada ao processo realizado.

1. OBJETIVO

        A linha de produção da empresa onde você trabalha, solicita resolver um problema para eliminar um trabalho manual na linha de enchimento de tambores. Realização de um anteprojeto para a retirada do operador da tarefa de arrumação dos tambores na linha de produção. Trata-se de fazer os tambores pararem em frente das linhas de enchimento automaticamente.

1. DADOS

Tambor de 200 litros

Metal:                 Dimensões: 60 cm x 85 cm

Peso vazio de aproximadamente 16 kg

Bombona Plástica:         Dimensões: 58,3 cm x 93 cm

Peso vazio de aproximadamente 7,35 kg

1. DESENVOLVIMENTO  DO  PROJETO

        Seguindo os requisitos do projeto o sensor escolhido será o de proximidade. Os tipos mais comuns desses sensores são: indutivos, magnéticos, óticos e capacitivos.

1. Tipos de Sensores

1. Sensores de Proximidade Indutivos

        São dispositivos que utilizam um campo de frequência de rádio com um oscilador e uma bobina. A presença de um objeto metálico altera esse campo e o circuito eletrônico do sensor pode descobrir a alteração.                                        Não será utilizado no projeto, pois ele só detecta elementos metálicos, assim sendo, ele não conseguirá detectar quando forem utilizadas as bombonas de plástico.

4.1.2 Sensores de Proximidade Magnéticos

        Detectam campos magnéticos a maiores distâncias de até 60 mm, através de materiais não ferromagnéticos como o aço inoxidável. Não é indicado para o projeto, pois não irá detectar a bombona de plástico.

4.1.3 Sensores de Proximidade Óticos

Executam a detecção de qualquer material sem que haja contato mecânico entre eles. Podem ser usados como sensor indireto de posição.                                        Não optamos por eles, pois eles têm baixa resistência à poeira e também podem sofre interferência de fontes luminosas externas.

4.1.4 Sensores de Proximidade Capacitivos

Os sensores de proximidade capacitivos são projetados para operar gerando um campo eletrostático e detectando mudanças nesse campo, que acontecem quando o alvo se aproxima da face ativa.                                                                         Os sensores capacitivos não blindados ignoram nevoa úmida, poeira, pequenas quantidades de sujeira e pequenos respingos de óleo ou água que se acumulem no sensor. Esse tipo de sensor consegue detectar materiais metálicos e não metálicos, tais como, água, óleo, pós, grãos, madeira, papelão, vidro, PVC, cerâmica, etc.                 Esse será o sensor escolhido, pois conseguirá detectar os dois tipos de barris utilizados pelo cliente.

4.2 Modelo Escolhido

        Escolher para utilizar em nosso projeto o sensor de proximidade por capacitivo. Mais especificamente o modelo escolhido foi KI6000 da fabricante IFM, que é uma empresa alemã de automação, figura 1.

[pic 1]

Figura 1: Fonte: Fabricante IFM

        Em adição ao funcionamento do sistema serão introduzidos sensores para indicar a chegada do pistão no fim do curso. O tipo escolhido foi o sensor magnético BIM-UNTK-AP6X da fabricante Turck, que é uma empresa alemã de automação.

1. Vantagens do Modelo Escolhido

Esse tipo de sensor permite a detecção sem contato e a medição linear de pequenos deslocamentos da ordem aproximadamente 0-3 cm com uma resolução que pode chegar à manométrica. Dentre as principais vantagens destacam-se: fácil detecção de materiais, ampla gama de materiais detectáveis, distância de comutação confortavelmente ajustável, indicação de sinal pra o ponto de comutação perfeito e serve tanto para detecção de movimento ou de nível de um fluido.                                Para o sensor magnético a principal vantagem é a ativação através de um imã, com isso reduz significativamente a interferência do meio a sua volta no acionamento do sensor. Na figura abaixo podemos observar uma comparação entre os sensores indutivos e capacitivos.

[pic 2]                 Figura 2: Comparação de Sensores

1. Montagem do Sistema

        O sensor capacitivo será inserido na linha de produção de enchimento de barris, e será acionado com a aproximação dos recipientes que estão na linha aguardando para entrar na injetora. O sensor magnético será montado junto aos cilindros e posicionado no fim e no início de curso de cada atuador, para que o sistema possa saber que pode seguir em frente.

1. Funcionamento do Sistema

O funcionamento da automação proposta foi elaborado com objetivo de respeitar determinados parâmetros para garantir um desempenho correto e seguro do sistema. Os principais pontos observados foram: