ESPECIFICAÇÃO DOS COMPONENTES EMPREGADOS NO SISTEMA DE CONTROLE

As poucas indústrias que ainda utilizam este tipo de equipamento sofrem com o custo extremamente alto da manutenção e com a falta de peças para reposição”, observa Raymond Schmitz, diretor do grupo setorial de acionamentos estáticos da Associação Brasileira da Indústria Elétrica e Eletrônica (INVERSORES, 2001).

Este trabalho pretende investigar o modo de programar um sistema de controle de velocidade em motores de indução com o uso de inversores de freqüência. Em particular, pretende-se determinar como é feita a programação de múltiplas velocidades em motores de indução com o uso de inversores de freqüência.

O capítulo 2 aborda os elementos teóricos de inversores, CLPs, motores elétricos e controle de velocidade na indústria, além do sistema supervisório. Juntamente com os conceitos é feita uma revisão bibliográfica sobre aplicações de CLPs na indústria e sistemas supervisórios. No capítulo 3 são apresentados os componentes empregados no trabalho, o programa de controle e o programa de supervisão.

1.2 Descrição do problema

As indústrias de produtos manufaturados aplicam esteiras transportadoras para montagem dos produtos de modo seqüencial. Entretanto, existem pontos nos quais as transportadoras devem ter uma velocidade maior e outros com velocidade menor. O problema consiste em como fazer com que os motores das esteiras transportadoras possam variar a velocidade de modo a obter lucros no processo fabril. Por exemplo, numa fábrica de papel, onde o processo de bobinamento de papel higiênico, com o aumento da velocidade faz com que o rolo termine o seu tamanho mais rapidamente. Entretanto, a velocidade inicial não pode ser a mesma que a velocidade do meio do rolo e nem mesmo do final do rolo, onde a velocidade deve diminuir. Neste caso, a velocidade deve começar baixa, aumentar e depois diminuir. Portanto, o problema é como variar esta velocidade de bobinamento do rolo, que no caso é a variação da velocidade do motor.

1.3 Justificativa

Existem várias aplicações para sistemas de controle de velocidade de motores, desde aplicações em esteiras transportadoras, bobinamento de rolos de papel, bobinas de fios para motores elétricos, controle de vazão, entre outros. Como exemplo da aplicabilidade de sistemas de controle de velocidade tem-se um sistema de obtenção de óleo, em poços de petróleo. Neste caso, a empresa produtora busca extrair petróleo dos poços. Entretanto, o óleo é encontrado em conjunto com a água, estando esta misturada ao petróleo de três formas: água livre, água emulsionada e água solúvel. Uma das etapas da separação da água do petróleo é feita através do processo de aquecimento e centrifugação. Neste caso, poderia ser utilizado o controle de velocidade para separação da água do óleo, de acordo com FIALHO, SALAZAR e MAITELLI (1999).

Um outro exemplo da aplicação do controle de velocidade foi utilizado por FIALHO, SALAZAR e MAITELLI (1999) no controle automático de bombas na transferência de petróleo. Neste exemplo, os motores elétricos são aplicados em bombas de deslocamento positivo e em centrífugas, além de ventiladores e misturadores. No caso, são utilizados inversores de freqüência para substituir a válvula de controle no processo de controle de vazão, inclusive com economia de energia elétrica da ordem de 30%.

Os sistemas de abastecimento de água das cidades visam fornecer água com pressão e vazão adequada. A otimização do uso do sistema de bombeamento nem sempre foi um problema para as empresas de fornecimento de água, pois a energia elétrica das mesmas era subsidiada. Com o fim do subsídio, está sendo buscado um uso mais racional da energia com relação ao bombeamento da água, para manter pressão e vazão apropriados. Neste caso, os inversores de freqüência estão sendo utilizados pela SEMASA-Campinas para operar o sistema de abastecimento, observando a relação custo benefício do consumo de energia elétrica (RODRIGUES e LUVIZZOTO JUNIOR, 2002).

Portanto, é imprescindível determinar um sistema de controle de velocidade de motores de indução, sendo esta variação da velocidade, um dos objetivos deste trabalho.

1.4 Objetivo geral

O objetivo geral do trabalho é desenvolver um sistema de controle de velocidade de motores de indução, com controle de variação da velocidade, definido por referência.

1.5 Objetivos específicos

Os objetivos específicos do trabalho são:

a) Determinar as especificações dos componentes empregados no sistema de controle de velocidade de motores de indução;

b) Implementar um sistema de controle de multi-velocidade em motores de indução, juntamente com o seu respectivo sistema supervisório.

1.6 Metodologia

O trabalho iniciou com uma revisão bibliográfica a respeito de controle e monitoramento do controle de velocidade em motores de indução trifásicos. Nesta revisão bibliográfica, foi definido o conceito de motores de indução e inversores de freqüência, delimitando também conceitos de sistemas de controle de velocidade e as características de tais sistemas de controle.

A partir da pesquisa dos sistemas de controle de velocidade em motores de indução, foram pesquisadas as aplicações de tais sistemas na indústria, com o uso de Controladores Lógicos Programáveis