SUPERVISÃO DE SISTEMAS MOTRIZES UTILIZANDO MICRO CONTROLADOR VISANDO A EFICIÊNCIA ENERGETICA

SUPERVISÃO DE SISTEMAS MOTRIZES UTILIZANDO MICRO CONTROLADOR VISANDO A EFICIÊNCIA ENERGETICA

Andréa. Gomes, de Oliveira, Diego. Demétrio, Gisele. Brandão, dos Anjos.

Laboratório de Sinais, Instituto de Estudo Superiores da Amazônia.

Av. José Malcher, 1148, Nazaré – CEP66240 -260 – PA-Belém

www.iesam-pa.edu.br

ABSTRACT-Keywords - The main objective of this project is to reduce energy consumption in industrial motor systems, supervising through sensors and solutions showing that the field of automation has to act in cases using PLC, and thus contribute to the rational use of energy in industry. The operation will be through the scanning speed required for the engine and viewing it on a display so that the sensor can capture and monitor the speed. To emphasize energy efficiency, the engine being monitored will be installed on a conveyor belt. The circuit for the proposed scheme will be built in a protobord.

Key - words: oversight of speed drive systems, energy efficiency.

RESUMO-O principal objetivo deste projeto é de reduzir o consumo de energia em sistemas motrizes industriais, supervisionando através de sensores e mostrando soluções que o campo da automação dispõe para atuar nos processos utilizando CLP, e assim contribuir com o uso racional da energia elétrica na indústria. O funcionamento se dará através da digitalização da velocidade desejada para o motor e visualizando-a em um display, para que o sensor possa captar e supervisionar a velocidade. Para dar ênfase à eficiência energética, o motor a ser monitorado será instalado em uma esteira transportadora. O circuito para o esquema proposto será construído em um protobord.

Palavras - chave: Supervisão de velocidade. Sistemas motrizes. Eficiência energética.

INTRODUÇÃO

Em uma época em que cresce a preocupação com o meio ambiente, a eficiência energética assume um papel importante nesse cenário, haja vista a inserção de programas que buscam a redução de perdas elétricas, o que relaciona a ideia de produzir mais, ou igual, gastando menos.

Na indústria, a diminuição das perdas de energia nos processos de produção pode ser realizada com a especificação de equipamentos com a máxima eficiência e com operação o mais próximo possível desta situação.(Escola de Engenharia Elétrica UFGO 2003)

Entretanto, uma das dificuldades em se conseguir máxima eficiência é a pequena quantidade de informação quanto ao comportamento da carga a ser utilizada e de seu histórico, como as características da relação tempo-velocidade no transporte de carga em sistemas de correia transportadora. (Escola de Engenharia Elétrica UFGO 2003).

O conhecimento dos parâmetros elétricos e mecânicos que determinam o comportamento de cada sistema motriz permite a implementação de métodos que possam combinar tais variáveis, possibilitando uma análise mais detalhada de estratégias que visam a maximização eficiência do processo em questão.( E. R. Locatelli, “Motor Elétrico / Guia Avançado”, PROCEL Indústria).

O primeiro trabalho significativo em controle automático foi de Jaimes Watt, que construiu no Séc. XVIII um controlador centrífugo para o controle de velocidade de uma máquina a vapor. Em 1922, Minorski trabalhou em controladores automáticos para pilotar navios. Em 1934, Hazen, introduziu o termo servomecanismo para designar sistemas de controles de posição. (OGATA, 2000).

O controle automático de motores tem desempenhado um papel importante no avanço da engenharia e da ciência, além de sua extrema importância para os sistemas robóticos. O controle automático de motores é essencial no comando numérico das máquinas e nas operações industriais, tais como: controle de pressão, velocidade, temperatura e umidade. (OGATA, 2000).

É neste cenário que “[...] A velocidade de operação de uma máquina esta intimamente associada a sua expectativa de vida, porque a deterioração do isolamento é uma função tanto de tempo como da velocidade.” (FITZGERALD, KINGSLEY, Jr.; UMANS, 2006, p 633).

Baseando-se nos autores citados acima surgiu a ideia de buscarmos dentro do controle automático novas tecnologias para implementação e redução de custos de produção e impactos ambientais. Pode-se entender que este trabalho visa uma pesquisa minuciosa do sistema motriz industrial, tendo em vista que no Brasil a cada ano vem crescendo o consumo industrial de energia elétrica onde grande parte deste consumo vem dos sistemas motrizes. A ideia básica e a monitoração da velocidade dos motores através de sensores e micro controladores

Em fevereiro de 2010 a indústria liderou a expansão do consumo de eletricidade na rede em fevereiro, com crescimento de 14,4% em relação ao mesmo mês de 2009. Foi também expressivo o aumento do consumo nas residências e no setor de comércio e serviços. Como resultado, o consumo total de energia elétrica na rede superou 34 mil giga watt-hora (GWh) no segundo mês do ano, anotando uma taxa de crescimento de 10,7% em relação a fevereiro de 2009. Nos dois primeiros meses do ano, a taxa de expansão acumula 9,9%. Pela primeira vez desde junho de 2009, o consumo acumulado nos 12 meses apresenta variação positiva de 1,1%. Apesar de afetadas pela base de comparação baixa do ano passado, as estatísticas de fevereiro de 2010 revelam recuperação expressiva do nível de atividade da indústria e uma grande expansão do consumo das famílias e do setor terciário. O Consumo industrial de fevereiro, na indústria brasileira demandou da rede 14.438 GWh, o que equivale a 42% do total. De um modo geral, observa-se que o consumo indústrial de energia retomou o patamar pré-crise. A expansão da demanda de energia das indústrias acumula crescimento de 13,9%. A recuperação do consumo industrial se observa principalmente nas indústrias siderúrgica e extrativa mineral (minério de ferro, em particular). (EPE-Empresa de Pesquisa Energética, 2010)

Por este motivo, os principais aspectos que alguns estudos analisam em sistemas motrizes industriais são a estimativa dos parâmetros torque e rotação, a partir da tensão e corrente de entrada do motor, e a relação entre tempo e rotação com as variáveis mecânicas como velocidade e temperatura. Na União Européia, estima-se um potencial de economia de energia elétrica da ordem de 47 TWh/ano até 2015, nos setores terciário