MAKING MODERN LIVING POSSIBLE
Edição 3 - Maio 2006
CALDEIRAS DA J.C.T. NA COLÔMBIA
TÉCNICAS DE CONTROLE DE MOVIMENTO
40 ANOS DE PAVAN ZANETTI, UM SOPRO DE TECNOLOGIA
A QUALIDADE DANFOSS NA INDÚSTRIA DE BEBIDAS DO CHILE
MAKING MODERN LIVING POSSIBLE
Índice
A qualidade Danfoss na indústria
de bebidas do Chile ................................................................4
Texima faz a moda que você não vê
Danfoss VLT® no novo complexo de
cinemas Village Caballito
Otimização Automática de Energia
Conversores de freqüência equipam torres
de resfriamento com grandes benefícios
40 anos de Pavan Zanetti, um sopro
de tecnologia ............................................................................. 8
Técnicas de controle de movimento ..............................12
Edição 2 - Fevereiro 2006
disponível em www.danfoss.com.br
Caldeiras da J.C.T. na Colômbia .....................................16
Redação
Prezados Leitores,
Jennifer Allison
Danfoss Corporate Communications
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Os artigos não refletem
necessariamente as
opiniões da Danfoss.
Para permissão de reproduzir
textos e fotos, contatar redação:
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A divisão de Motion Controls da Danfoss fornece os componentes e as soluções certas
nas aplicações que atendem as necessidades dos mercados mais importantes da América
Latina. Um destes mercados é o de Alimentos & Bebidas, onde a Danfoss estabeleceu uma
reputação mundial de líder em tecnologia que colabora para atingir metas de produtividade
e eficiência. A Danfoss vem fornecendo soluções para os grandes líderes do segmento de
Alimentos & Bebidas no mundo, como a Nestlé, Bunge, Noel, AmBev, Schincariol, Polar,
Bavária, Femsa, Coca-Cola, e muitos outros. Estes clientes exigem soluções de alto desempenho, tanto em tecnologia de produtos como especializado atendimento de engenharia.
Estas soluções incluem atender as demandas da indústria moderna, buscando melhor performance do acionamento, redução de consumo de energia, redução dos custos de manutenção, maior flexibilidade na gama de produtos e treinamento aos usuários.
Nossa nova linha de conversores de freqüência VLT R FC 300, lançada no ano passado, fornece controle flexível e de alto desempenho das linhas de produção de alimentos e bebidas.
Algumas características, como a opção MCO 305 SyncPos, aumentam as possibilidades de
soluções para aplicações que exigem dinâmica, sincronismo e posicionamento. Nós também oferecemos motores e conversores descentralizados, os VLT Decentral Solution (FCD
e FCM 300), para atender diversas necessidades, por exemplo, de transportadores aéreos,
que integram máquinas sopradoras a enchedoras de garrafas PET.
A Danfoss tem na América Latina um time de engenheiros especialistas para atender a
indústria de alimentos e bebidas. Além disso, nosso programa de redução de consumo de
energia fornece análise e implementação da tecnologia de variadores de freqüência para a
obtenção de um retorno financeiro rápido. Também nosso programa de serviços “DrivePro” tem obtido muito sucesso, ajudando nossos clientes a reduzir seus custos com serviços
de manutenção. Estas são algumas das maneiras de agregar valor aos nossos produtos para
os clientes.
Acima de tudo, o objetivo da Danfoss é trabalhar em parceria com empresas de toda a
América Latina para continuar trazendo novas soluções ao mercado de alimentos e bebidas, bem como para os outros segmentos da indústria.
Esta edição de “Drives em Ação” inclui um case de um produtor de bebidas do Chile. As
edições futuras incluirão mais artigos sobre a indústria de alimentos e bebidas, bem como
os outros setores com os quais trabalhamos. Acreditamos que as informações sejam úteis e
interessantes para você.
Atenciosamente,
Luis Fernando Zanutto
Gerente da Área de Negócio Alimentos & Bebidas
Danfoss América Latina
APLICAÇÃO 1
Consolidando a
qualidade Danfoss
na indústria de Bebidas
Embotelladoras Chilenas Unidas
S.A. (ECUSA), que pertence à holding CCU, é um dos principais fabricantes de bebidas do país, com um
vasto catálogo de produtos disponíveis em variados formatos e envases.
Atualmente, a empresa está implementando novas linhas de produção
para responder à crescente demanda
de seus produtos, especialmente de
águas minerais, néctares e bebidas
esportivas, segmentos em que lidera
o mercado nacional.
Fazendo parte do aumento de produção, há pouco se implementou na
Planta Modelo - localizada em Santiago - uma nova linha de produção
com mais de 60 conversores de fre-
Danfoss | Drives em Ação qüência VLT AutomationDrive FC
302 da Danfoss, sendo o maior projeto com estes equipamentos na América Latina.
R
Com mais de 20 anos de experiência
na indústria de bebidas, Gabriel Acevedo, Chefe da Área Elétrica da Planta Modelo da ECUSA, é responsável
por zelar pelo correto funcionamento dos sistemas elétricos, eletrônicos
e de automação da instalação, além
de assessorar tecnicamente equipes
de engenheiros e técnicos em outras
plantas da companhia.
Conversamos com ele para conhecer
sua experiência com os novos VLT
AutomationDrive FC 302 e seus pro-
Nova linha 8 de produção da ECUSA
jetos atuais e futuros com estes equipamentos.
Linha 8 de Produção
A linha 8 de produção é a incorporação mais recente na Planta Modelo
da ECUSA e está destinada à produção de néctares e bebidas esportivas,
e pode processar qualquer produto
e formato de embalagem que a empresa deseje, desde as garrafas “mini”
de 250 ml até os envases “familiares”
de 3 litros. Esta linha é composta por
sistemas especializados de engarrafamento e etiquetagem, que incorporam equipamentos da série VLT
AutomationDrive.
“Na indústria de alimentos e bebidas,
Danfoss é a marca líder em acionamentos. São tecnologias confiáveis e
seguras, que muitos de nossos fornecedores de equipamentos integram
em suas máquinas. Então, considerando a grande quantidade de conversores de freqüência Danfoss que
já temos na planta, sua qualidade,
rendimento e suporte técnico, temos
escolhido Danfoss como o padrão
a implementar nas novas linhas de
produção”, afirma Acevedo.
Múltiplas opções de
configuração
Com estes equipamentos, se automatizou uma aplicação de alinhamento
diferencial sem pressão na entrada
e na saída da máquina. “As garrafas
vêm agrupadas em uma esteira transportadora larga e passam a outra que
corre a uma velocidade distinta, vão
se alinhando para entrar no sistema
de engarrafamento. Esta operação
exige um alto grau de coordenação
e delicadeza, pois as garrafas tem um
Danfoss | Drives em Ação centro de gravidade muito alto, e podem cair com grande facilidade”, explica o profissional.
Para este desenvolvimento, 14 equipamentos FC 302 foram configurados com placas Profibus e ligadas a
um PLC. “Nesta aplicação, usamos
todas as possibilidades incorporadas no conversor, integrando-os a
uma rede Profibus e lendo informação através deles. Isso simplificou
em grande medida a programação e
configuração”, indica. “Aliás, implementamos controle de malha fechada
para acompanhar todas as variáveis”.
Vantagens do FC 302
Para o profissional, uma das vantagens mais claras do VLT AutomationDrive FC 302 é sua nova interface. “Desde a série 5000, tem se
melhorado notoriamente as funções do software. Pode-se acessar
mais menus e mais informação, o
que simplifica em grande medida a
programação e otimiza o resultado
final”, afirma.
Acevedo também tem o apoio constante da filial local da Danfoss para
responder todas suas consultas técnicas. “Normalmente não solicitamos capacitação, porque trata-se
de equipamentos intuitivos, que te
conduzem pela mão. Porém, quando
precisamos de assessoria para migrar
Danfoss | Drives em Ação algum equipamento de uma outra
marca, sempre é possível contar com
a ajuda do pessoal da Danfoss”.
Além dos novos conversores de frequência integrados nas máquinas
novas, também irão substituir, a medida que completem sua vida útil, os
antigos equipamentos 3000 e 5000
da planta, por novos VLT AutomationDrive FC 302.
APLICAÇÃO 2
40 anos de Pavan Zanetti,
um sopro de tecnologia
Com orgulho, o Sr. Newton Zanetti,
filho de um dos fundadores e diretor
comercial responsável pelas vendas
no Brasil e América Latina da Pavan
Zanetti(PZ) relatou para a revista
Drives em Ação o pioneirismo da
empresa na fabricação de máquinas
de sopro no Brasil. Ele tem formação
técnica em mecânica e bacharelado
em física, além de grande entendimento da indústria do plástico. Ele
olha para o futuro com muita garra
de crescer aqui e em novos mercados,
principalmente europeu e norte americano.
A história da Pavan Zanetti começa
com dois empresários. Seu pai, Elísio Zanetti, fundou a Pavan Zanetti
em 1966 em parceria com o Sr Antonio Gumercindo Pavan. Na época
eles eram ferramenteiros e trabalha-
vam em indústrias metalúrgicas da
região de Americana, estado de São
Paulo. Com esforço próprio, fabricaram inicialmente moldes para injeção e sopro, e tendo a necessidade
de testar estes moldes, construíram
sua primeira sopradora de pequeno
porte, assim entrando no negócio de
fabricação de máquinas sopradoras,
onde posteriormente derivaram para
fabricação de injetoras e extrusoras.
O fundador desenha
cada máquina
Até hoje o Sr. Antonio Pavan desenha
cada sopradora, pois cada máquina
atende sob medida às necessidades
do cliente. Com esta impressionante
versatilidade, eles são líderes no mercado brasileiro, com cerca de 50%
das vendas. O carro chefe da Pavan
Newton Zanetti, Diretor Comercial
Zanetti são as sopradoras, máquinas
que sopram o material plástico, que
está bem quente dentro de um molde, gerando um produto final, seja
um frasco, um pára-choque de carro
ou mesmo uma ampola de soro fisiológico.
A missão da Pavan Zanetti é atender
as necessidades específicas de cada
cliente, obter uma ótima solução em
plástico soprado, com alta qualidade
de produto acabado, grande produtividade e assistência técnica excelente.
“Chamamos tudo isso de serviços associados, criamos uma grande credibilidade junto ao cliente, atendendo
exatamente às expectativas que ele
tem,” diz o Sr Newton Zanetti. “Garantimos no desempenho da máquina o que o cliente pediu, damos forte
atendimento pós-venda durante o
start up e na plena produção da nova
máquina, isso é fundamental”.
A Pavan Zanetti (PZ) tem 200 funcionários e fatura R$ 40 milhões anuais, instalada num parque fabril de
10.000 m² com mais de 6.000 m² de
área construída em Americana.
“Se continuarmos crescendo em vendas para o Brasil e nas exportações,
em breve teremos que construir
uma nova fábrica” confidencia o Sr.
Newton.
Em 2004, 30% da produção foi exportada, caindo para 17% em 2005
e para 15% em 2006. “A valorização
Danfoss | Drives em Ação Saída do Parison
do real prejudica o fabricante de máquinas brasileiro, na América Latina
temos marca forte, reputação de máquinas de ótima qualidade, vendedores e assistência técnica com parceiros locais, mas o preço é inviável por
causa do dolar baixo em relação ao
real,” diz o Sr. Newton.
A empresa também é colaboradora
no âmbito social e tem forte relacionamento com o SENAI. Ela anualmente absorve jovens para a fábrica,
com possibilidades de efetivação após
2 anos na PZ. Em 2006 16 jovens estão estagiando na empresa, recebem
salários e treinamento profissional
completo.
Pavan Zanetti em sua casa
Você encontra produtos finais das sopradoras PZ todo dia em sua vida. As
máquinas dela atendem segmentos
de mercado como embalagens para
as indústrias de higiene e limpeza,
cosméticos e farmacêutica. Neste
mundo de embalagens plásticas sopradas incluem-se frascos para água
sanitária, detergentes e desinfetantes,
frascos para shampoo, creme rinse e
desodorantes, mamadeiras, frascos
para xaropes, até peças automotivas
Sopro no molde
engenheiradas como os distribuidores de ar interno para automóveis, reservatório de água e líquido de freio,
e também ampolas estéreis para soros
e outros medicamentos hospitalares.
Como desafio, pretendem entrar na
fabricação de sopradoras de PET, conhecida também como a embalagem
de refrigerantes de 2 litros, e estão
trabalhando para explorar com sucesso mais este nicho.
Conversores de Freqüência
VLT aumentam eficiência
e diminuem paradas
R
No caso do plástico, para a transformação da matéria prima em produto
final, exige-se um processo controlado com precisão. O processo utiliza
o pré-requisito da extrusão da resina
de polietileno de alta ou baixa densidade, ou outras matérias primas
como polímeros e PVC, para gerar
diversos produtos finais como embalagens e peças plásticas engenheiradas. Essas matérias primas estão
peletizadas (pequenas bolinhas), em
estado virgem, e pode-se acrescentar
outros materiais como as rebarbas
moídas do processo, que retornam
ao ciclo de produção de plásticos soprados. “Com o aproveitamento das
Danfoss | Drives em Ação Frascos soprados
sobras ou rebarbas, nossas sopradoras atingem apenas 2% de perdas de
processo, um desempenho excelente
a nivel mundial,” diz Newton.
Com foco na economia de tempo e
dinheiro e na busca da qualidade, a
PZ atingiu 95% de eficiência na parada das sopradoras. Por exemplo: até
2004 ainda se usava motores eletromagnéticos, com muita manutenção
por quebra de componentes mecânicos como rolamentos, e por excesso
de aquecimento da sopradora. Resultado: paradas constantes da sopradora e baixa produtividade. Agora com
o uso de conversores de freqüência as
paradas tornaram-se raras.
Na parte superior da sopradora há
uma extrusora, onde a matéria prima
é aquecida por resistências elétricas
em temperaturas médias de 180º C,
e segue em processo de compressão
física para perfeita homogenização
do plástico, empurrada por uma rosca sem fim.
Em resumo, a massa fundida pelo
calor vira uma mangueira contínua
também chamado parison, e entra
no molde oco onde será soprada
através da injeção de ar sob alta pressão, adquirindo a forma das paredes
internas do molde. Nesse momen-
to o molde é resfriado pelo próprio
sopro e pelo auxílio de um chiller de
água gelada, onde a temperatura cai
rapidamente de 180 º C para 40º C,
em torno de 12 segundos de ciclo total para um frasco de 1 litro. Quanto
maior o frasco, o tempo do ciclo aumenta.
Maior produtividade,
repetibilidade e economia
de energia
O processo também requer versatilidade de alto nível para fabricar os
vários tipos de produtos plásticos. Os
VLTs da Danfoss comandam a velocidade da rosca sem fim da extrusora. Este controle preciso dará o ritmo
da produção da sopradora, uma vez
que o material sofre alterações físicas
de volume no cilindro de extrusão, e
sai verticalmente em forma de uma
mangueira ou parison em alta temperatura. O VLT de uma sopradora
tem que ser muito versátil, pois uma
mesma sopradora faz peças de diferentes tamanhos e pesos, diferentes
detalhes no molde, e a variação precisa da velocidade da saída do parison
é importantíssima.
doras os VLT AutomationDrive FC
300. “ Pode-se ter até 3 extrusoras no
cabeçote de uma sopradora, para dar
alta produção, e os VLTs que usamos
podem ser de 5 hp até 100 hp, com
ótimo desempenho. Testamos por 6
meses os conversores Danfoss antes
de padronizá-los” explica Anderson
Lima, comprador técnico da PZ.
Após soprados, os frascos ou peças
plásticas vão para a rebarbação automática, que consiste numa estação
de acabamento. As sobras ou rebarbas são coletadas por esteiras transportadoras e levadas para moinhos.
São moídas e voltam ao processo
de extrusão, tudo automaticamente. Os VLTs também controlam esta
alimentação automática de matéria
prima, variando a rotação dos motoredutores das esteiras.
Os benefícios encontrados pela PZ
com os VLT Danfoss são visíveis, eles
além de eliminar os problemas elétricos que ocorrem com o uso de variadores eletromagnéticos,
agregam como vantagem a
A Pavan Zanetti atualmente usa
VLTs 2800 e 5000, e acaba de padronizar para todas as sopra-
Danfoss | Drives em Ação 10
economia de energia elétrica.
“Antes tinhamos 20% de perdas de
energia consumida e muita geração
de calor com os variadores eletromagnéticos,” explica Newton e completa: “Agora não temos estes problemas e a precisão de velocidade é
total, dando altíssima estabilidade ao
processo, conseguimos que a saída da
mangueira ou parison seja perfeita,
com total repetibilidade de tamanho
e espessura, gerando alta produtividade”.
Automação Industrial é
fundamental
Tanto na extrusão como no sopro os
produtos de Automação Industrial
Danfoss são fundamentais para a
PZ, e aumenta a cada dia a aplicação
de válvulas solenóide, pressostatos,
transmissores de pressão e válvulas
termostáticas AVTA. “No passado a
empresa teve problemas
com outras marcas de pressostatos,
eles entupiam e travavam, causando problemas aos nossos clientes,”
relata o Sr. Wiliam Augusto Correa,
que trabalha na PZ há 35 anos, sendo
responsável pela montagem e start
up das sopradoras. “Quando descobri os pressostatos MCB 5000 Danfoss, anos atrás, eles foram testados e
aprovados, aliás, são os únicos pressostatos do mercado que não travam,
a sopradora funciona perfeitamente
com eles”.
As válvulas solenóide controlam toda
água para circulação no cabeçote ou
carretel, onde sai o parison, e na refrigeração do molde, o desempenho
tem que ser perfeito. “Há 4 anos
começamos testando as válvulas solenóide Danfoss com excelentes resultados de repetibilidade, pois as sopradoras trabalham com injeção de
ar nos moldes até 6 vezes por minuto,
e alta produção significa ausência de
paradas da sopradora,” diz Anderson
Lima, com 9 anos de PZ, um comprador totalmente integrado ao chão de
fábrica. Ele completa: “Todos fornecedores de controles para automação
foram testados de 4 a 6 meses, em
sopradoras em operação nas fábricas
dos nossos clientes, e os componentes Danfoss sempre corresponderam
melhor ao trabalho árduo”.
No caso das válvulas termostáticas
modulantes, as AVTAs, eles obtiveram um melhor controle do fluxo de
água para a refrigeração da extrusora. Se não houver um controle preciso no carretel do parison, a saída
do material plástico não é estável em
tamanho e espessura, perde-se qualidade, e no sopro sairão frascos com
defeito, ora com paredes finas, ora
muito grossas. A AVTA gerencia o
fluxo da água no processo, conforme
a oscilação da temperatura do material na rosca sem fim, mantendo a
temperatura do parison constante, e
a saída do material fica estável.
Missão: aperfeiçoar sempre
Com um padrão de comprimento e
espessura estável, se evita paradas
constantes da sopradora para reprogramar no PLC a saída do parison. O
comprador Anderson Lima sempre
pergunta aos engenheiros da Danfoss sobre as novidades - “queremos
tecnologia avançada para aperfeiçoar
nossas sopradoras, injetoras e extrusoras. Precisamos de parceiros líderes
mundiais em tecnologia, testamos e
aprovamos as novidades em componentes e drives que a Danfoss nos oferece constantemente, pois agregarão
valor nas próximas máquinas da PZ,”
ressalta Anderson. Exemplo disso é a
sopradora modelo BIMATIC 3.6 D
em fase final de montagem, que utiliza o VLT AutomationDrive FC 300
como destaque para impressionar os
visitantes. Ela será exibida em junho
de 2006 na segunda maior feira do
mundo, a NPE em Chicago.
Também pronta para embarque,
encontramos na visita à PZ uma sopradora de grande porte sendo finalizada, a HDL 200 litros, comprada
por um grupo Venezuelano. Esta sopradora possui dois VLTs 5000 para
motores de 75 hp. Produzirá tanques
de combustível para carros e caminhões.
Para ser líder em seu segmento, a PZ
Sopradora com VLT 2800
Danfoss | Drives em Ação 11
exige muitas características de seus
fornecedores:
- ter uma marca forte e reconhecida
no mercado
- atendimento comercial constante
- suporte técnico que provoque inovações tecnológicas nas sopradoras
- atendimento de normas internacionais e certificação ISO 9000
- preços viáveis
“A Danfoss agrega tudo isso para a
Pavan Zanetti, tem uma marca forte,
produtos de qualidade reconhecida
internacionalmente, além de ter assistência técnica local pulverizada
no mundo todo. Estes benefícios tornam-se uma ferramenta de marketing
forte, ajudam a vender sopradoras
Pavan Zanetti no Brasil e na América
Latina,” resume o Sr Newton Zanetti
e finaliza - “Muitos clientes perguntam qual a marca de conversores de
freqüência que usamos, e quando
citamos Danfoss, ajuda muito no fechamento da venda”.
Dicas Técnicas
Técnicas de controle de movimento
Os modernos processos industriais
utilizam extensivamente, máquinas
para a produção de produtos acabados.
Tais máquinas são compostas de partes mecânicas, que realizam algum
tipo de movimento.
Os movimentos das partes mecânicas de uma máquina podem ser
classificados em alguns tipos básicos
(vertical, horizontal, circular), e a
combinação dos mesmos resulta em
movimentos complexos.
Motores elétricos assíncronos convencionais, são extensivamente utilizados em máquinas industriais,
devido às vantagens de baixa manutenção, alta robustez, facilidade de
uso e instalação, em comparação a
outros sistemas mecânicos, hidráulicos ou pneumáticos.
O uso de modernos conversores de
freqüência Danfoss para o acionamento dos motores elétricos traz
vantagens antes nunca vistas, fruto
do controle preciso de velocidade ou
torque, e da funcionalidade avançada
de dispositivos chamados Controladores de Movimento (Motion Controllers) que agregados aos conversores, transformam o conjunto em
servo sistemas.
A Danfoss com sua linha de conversores de freqüência VLT R , oferece
soluções avançadas para controle de
movimento, e neste artigo abordaremos os conceitos básicos, as vantagens de uso de conversores de freqüência Danfoss e todos os benefícios
que os produtos Danfoss podem tra-
zer aos clientes, em aplicações com
Controle de Movimento.
Aplicações de posicionamento e sincronismo
No universo servo, há dois tipos de
Aplicação amplamente utilizados em
vários processos:
- Posicionamento (Absoluto, Relativo
e Touch Probe )
- Sincronismo ( Velocidade, Posição,
CAM )
mento relativo, quando a origem do
movimento atual não é fixa, porém é
definida como a última posição antes
do comando de posicionamento. Um
posicionamento touch probre, ocorre
quando a origem é fixa e o controlador de movimento inicia o posicionamento a partir da posição em que foi
recebido um sinal externo que define
a referência do movimento.
Sistema típico de
posicionamento utilizando
conversores VLT Danfoss
Iremos abordar cada um dos tipos
distintos de aplicação e seus conceitos básicos, além do uso de Conversores Danfoss para controle de motores convencionais.
Posicionamento
Aplicações envolvendo posicionamento, normalmente trabalham com
um percurso físico real representado
por posições físicas que se relacionam diretamente com um determinado tipo de movimento (vertical,
horizontal, circular ou a combinação
deles).
O movimento, portanto é “medido”
em unidades de deslocamento sobre o percurso em questão. Os servo
sistemas interpretam tais unidades
como sendo usualmente os flancos
positivos e negativos dos pulsos de
encoder (quad counts) ou valores
numéricos da posição enviadas por
encoders absolutos instalados de forma direta ou indireta (via redução
mecânica) no eixo da aplicação. Um
posicionamento é absoluto quando
tem sua origem fixa e definida sobre
um percurso. Definimos posiciona-
Danfoss | Drives em Ação 12
VLT R FC 300
MCO 305
Flux
closed
loop
Posicionamento
Carga
Motor
Enconder
Neste tipo de aplicação acima, temos
dois VLTs Danfoss (FC 300 + MCO
305 ou VLT 5000 + SyncPos), fazendo o controle de dois movimentos
lineares. O movimento vertical do
coletor de caixas, e o movimento horizontal do coletor de caixas. O ciclo
da máquina começa com o movi-
mento vertical ascendente e absoluto,
já com o pacote de seis caixas devidamente coletado. Ao atingir a posição
superior do movimento, o VLT do
movimento vertical informa o VLT
do movimento horizontal por meio
de um sinal digital e este por sua vez,
inicia o movimento horizontal que
também é absoluto, posicionando o
pacote de caixas, corretamente sobre
a pilha a ser formada. Ao terminar
este posicionamento, o VLT do movimento horizontal, informa o VLT
do movimento vertical, e o mesmo
inicia o posicionamento descendente, porém relativo, até que a altura
certa do pallet (baseado na última
posição relativa) seja atingida. Este
movimento deve sempre considerar
a altura da pilha de caixas no pallet
e o próximo conjunto de caixas deve
considerar a origem e o término do
movimento, como sendo a última
posição relativa atingida, função desta altura. O movimento sobre a pilha
de pallets poderia também ser Touch
Probe se forem instalados sensores
que detectam a altura do pallet. Os
VLTs recomeçam o ciclo retornando
às posições iniciais e se comunicando
via E/S digitais. Esta aplicação utilizou todos os conceitos de posicionamento.
eixo do motor controlado). Através
de um controlador PID interno, o
erro é determinado e a correção é feita em função dos ganhos do PID de
sincronismo. O resultado é o sincronismo preciso do Escravo em relação
ao Mestre.
Há normalmente, quatro tipos de
Sincronismo:
•Sincronismo de Velocidade (o Escravo se preocupa com a Velocidade
do Mestre)
•Sincronismo de Posição (o Escravo
se preocupa com a Posição do Mestre)
•Sincronismo de Posição com correção de Marca (elimina erros acumulativos através das marcas)
•Sincronismo CAM
Sistema típico de
Sincronismo de Velocidade
VLT R FC 300
MCO 305
Flux closed
loop
Sincronismo
Enconder
Mestre
Sistema típico de
Sincronismo de Posição
VLT R FC 300
MCO 305
Flux closed
loop
Sincronismo
Enconder
Mestre
Carga
Enconder
Escravo
Motor
Carga
Sincronismo
Aplicações envolvendo Sincronismo,
sempre se referem a dois sistemas
e/ou dois movimentos. O primeiro
sistema é chamado de Mestre, o segundo sistema, de Escravo. O movimento do Mestre é transformado
em sinais elétricos através de um
encoder (absoluto ou incremental)
e enviado ao escravo. O sistema escravo (FC 300 + MCO 305 ou VLT
5000 + SyncPos) recebe os sinais do
encoder Mestre e compara com os
sinais de realimentação do encoder
Escravo (normalmente instalado no
alimentação (à esquerda) gira com
uma velocidade menor que o segundo cilindro e assim sucessivamente
até o sexto cilindro (à direita). A necessidade de sincronismo se dá, pois
a diferença de velocidade deve permanecer constante em toda a faixa
operacional da máquina. Neste sistema em questão, utiliza-se um Mestre Virtual, gerado por um dos VLTs
Danfoss. Este sinal de Mestre Virtual
(sinal simulado de encoder) será a
referência para todos os VLTs Danfoss, minimizando acúmulos de erros caso fosse um sistema de referências em cascata. Além disso, os VLTs
Danfoss estão conectados em Load
Sharing (divisão de carga através do
barramento CC unificado) para que
a energia regenerada pelo motor do
drive de menor velocidade seja aproveitada, pelo de maior velocidade.
Enconder
Escravo
Nesta aplicação acima (Calandra), a
precisão no controle de velocidade é
importante, pois a diferença de velocidade entre os cilindros determina
um tensionamento e um estiramento preciso do material. O cilindro da
Danfoss | Drives em Ação 13
Motor
Esta aplicação acima é uma serra de
tubos. É uma aplicação altamente dinâmica e precisa. O tubo é produzido
continuamente e se move com velocidade constante. A tarefa principal
é cortar o tubo em movimento sem
romper a serra, em um comprimento
pré determinado pelo usuário. Um
encoder Mestre é instalado diretamente sobre a superfície do tubo
contínuo. O sinal é enviado ao VLT
Danfoss. O VLT Danfoss, controla
a subida e descida da serra circular
através de uma saída digital associada
a um sistema pneumático que move a
serra verticalmente. O VLT Danfoss
também controla o motor acoplado
a um sistema de rosca sem fim que
executa um movimento paralelo da
serra em relação ao tubo. Um encoder escravo acoplado diretamente no
eixo do motor escravo, envia o sinal
de posição da serra para o VLT Danfoss e este por sua vez, sincroniza em
posição o ponto de corte, abaixando
a serra circular enquanto o tubo se
move, realizando o corte do tubo.
Ao terminar o corte, o VLT comanda
o sistema pneumático da serra para
que a mesma suba, e o VLT Danfoss
finaliza o ciclo, regressando a serra
circular para a posição de origem do
corte, em alta velocidade, economizando tempo no ciclo da máquina.
O ciclo se repete desde então. Nesta aplicação em questão, utilizamos
uma combinação de sincronismo de
posição, e também posicionamento
absoluto. Sincronizamos em posição o ciclo de corte, e Posicionamos
regressando a serra circular para sua
origem. Outra variação de estratégia
de sincronismo é utilizar o sincronismo CAM (Cammes).
Movimento CAM
Na aplicação da serra, todo o movimento de corte e regresso pode ser
executado por uma curva CAM.
Sistema típico de Sincronismo
de Posição com Correção
de Marca
VLT R FC 300
MCO 305
Flux closed
loop
Sincronismo
Enconder
Mestre
Sensor Marca 1
Sensor Marca 2
Carga
Enconder
Escravo
Motor
correias transportadoras. Uma de
Caixas, e outra de Ursos. A esteira das
caixas é o sistema Mestre. Há um motor com velocidade fixa e um encoder
acoplado ao seu eixo, enviando o sinal de posição do Mestre para o VLT.
O VLT Danfoss controla o motor da
esteira dos Ursos que possui um encoder também acoplado ao seu eixo.
O movimento físico é convertido em
sinal elétrico e enviado para o VLT. A
posição do escravo fica sob total controle do VLT Danfoss. Há dois sensores, um instalado na esteira Mestre, e
outro na esteira Escrava. Um sensor
detecta caixas e o outro, ursos. Estes
sensores enviam as chamadas “marcas” para o VLT Danfoss. O VLT sabe
exatamente qual a distância entre as
marcas. Quando o sensor de Caixas
é ativado, o VLT aguarda pelo sinal
do sensor de Ursos. No momento
em que o sensor de Ursos é ativado,
o VLT determina com exatidão a diferença de posição entre a caixa e o
urso, corrigindo a posição do urso,
acelerando ou desacelerando a esteira escrava, de modo que o Urso caia
exatamente dentro da caixa. Marcas
também são utilizadas para eliminar
o que chamamos de erro acumulativo, normalmente originados por imprecisões mecânicas impossíveis de
serem eliminadas na prática.
Funções de um
pequeno PLC
Os sistemas de Controle de Movimento Danfoss (SyncPos e MCO
305) podem ser utilizados também
para substituir pequenos PLCs em
muitas aplicações onde não necessariamente se requeira Posicionamento
ou Sincronismo.
Este tipo de sincronismo de posição
é definido como sendo um sincronismo onde o Escravo segue posições
pré-definidas para toda a posição
mestre.
Nesta aplicação acima, temos duas
Danfoss | Drives em Ação 14
Os opcionais SyncPos e MCO 305
são totalmente programáveis através
de uma linguagem de programação
familiar a usuários de Servo Sistemas.
Módulo MCO 305 para controle de movimento
Esta linguagem de programação é
muito similar ao Basic, com todas as
estruturas condicionais, sub-rotinas,
operadores matemáticos e dezenas
de funções, como temporizadores,
contadores, comparadores lógicos e
analógicos, PIDs customizáveis, além
de Variáveis internas locais e globais.
Tratam-se de dois opcionais que
quando instalados nos VLTs Danfoss, estendem o número de entradas e saídas digitais do drive além de
permitir total controle das entradas
e saídas digitais e analógicas nativas
do VLT.
Os programas aplicativos podem ser
escritos, editados e salvos num PC,
através de um programa que roda em
ambiente Windows.
Sistemas Servo ou
VLT Danfoss?
Com o avanço dos processadores e
das tecnologias de controle de motores assíncronos convencionais,
muitas aplicações que antes eram
realizadas apenas com sistemas de
servomotor, hoje são totalmente
viáveis utilizando os VLTs Danfoss. A
limitação na verdade não é eletrônica
e sim mecânica. Se compararmos um
servomotor com um motor assíncrono convencional, há diferenças físicas (inércia, magnetização) que em
aplicações que requeiram demasiada
resposta dinâmica ou demasiado torque, os motores assíncronos convencionais não conseguem responder.
Entretanto os modernos conversores
Danfoss podem ser utilizados, pois
atualmente disponibilizam algorit-
Danfoss | Drives em Ação 15
mos de controle de motores de imã
permanente, que são nada mais que
servomotor. Novamente ressaltamos
que a eletrônica do VLT Danfoss não
apresenta quaisquer limitações inclusive no uso de sistemas que operam
com servomotores de imã permanente. A última geração de conversores de freqüência Danfoss VLT FC
300 combinado com o módulo de
controle de movimento MCO 305,
controlando um servomotor de imã
permanente AC, é uma solução de
altíssima perfomance e resposta dinâmica, que substitui sistemas servos
convencionais, trazendo todos os benefícios para o cliente fabricante de
máquina e o usuário final.
Autor: Marcos Mori
[email protected]
APLICAÇÃO 3
Caldeiras da J.C.T. na Colômbia
Calderas J.C.T. S.A, fundada pela
família Cardona Tobón em 1980, é
atualmente a maior e mais importante empresa fabricante de caldeiras da
Colômbia. É uma empresa 100 por
cento colombiana, uma das poucas
no país com certificação da ASME,
(entidade mundial que aprova os
processos de fabricação e segurança
para esta classe de equipamentos).
Sua produção média anual é de 60
caldeiras, de potências que oscilam
entre 5 e 1200 Bhp (boiler horsepower) fabricadas na planta, e as de
maiores potências são montadas no
local de destino. As caldeiras fabricadas nesta categoria até 1.200 Bhp,
são todas do tipo piro tubular, onde
os gases quentes circulam dentro de
tubos internos e esquentam a água de
um tanque ao redor deles para produzir o vapor. Este desenho é o mais
eficiente e compacto para caldeiras
de potências até 2000 Bhp.
Há vários anos na Colômbia, o carvão mineral tornou-se o combustível
principal para as caldeiras industriais
devido a dois fatores determinantes: o primeiro, as grandes reservas
e jazidas que tem o país, e segundo
o preço, que permite uma economia
de custos enorme se comparado com
outros combustíveis líqüidos como
petróleo crú. Por este motivo, as caldeiras de carvão tem tanta importância no mercado nacional.
Vantagens ao aplicar
conversores de freqüência
Danfoss | Drives em Ação 16
Aplicações em caldeiras de carvão
são para a Danfoss Drives um mercado altamente importante, porque em
uma caldeira típica média utilizam-se
entre 3 e 6 conversores de freqüência,
manejando principalmente cargas de
torque variável como ventiladores e
bombas, além de esteiras transportadoras de aço encadeadas, que são a
grelha de arrastre do carvão.
As caldeiras de carvão operam mediante um conjunto de ventiladores,
um que sopra ar dentro da lareira da
caldeira chamado ventilador forçado
e outro que tira ar da lareira chamado
ventilador induzido, que devem garantir as pressões de ar corretas para
a combustão mais eficiente possível
do carvão. O controle de fluxo de ar
dentro da lareira da caldeira, é controlado com realimentação de sinais
analógicos de pressão, um controlando a lareira e o outro a pressão do
vapor.
A regulagem do fluxo de ar proveniente dos ventiladores induzido e
forçado, tradicionalmente tem sido
manejada por dampers controlados
por motores moduladores, tecnologia com amplas desvantagens frente
ao uso atual dos variadores de velocidade eletrônicos.
A entrada de água na caldeira se realiza mediante uma bomba centrífuga,
que é controlada por um conversor
de freqüência, em conjunto com um
controle diferencial analógico de
nível. Esta malha fechada deve adicionar água na caldeira na mesma
proporção de produção de vapor. É
um sistema com enormes vantagens
comparado com o controle de nível
tradicional por buracos.
Há três anos, a empresa Calderas
J.C.T., escolheu a tecnologia de Drives Danfoss como a mais completa
e competitiva do mercado local para
ser usada como solução nos sistemas
de controle automático das caldeiras
e devido a esta saudável relação entre
as duas companhias, a Danfoss tem
na atualidade um parque instalado
em caldeiras de aproximadamente
100 conversores de freqüência distribuídos em diferentes tipos de indústrias, em todo o território colombiano.
O engenheiro Luis Carlos Argote,
chefe do departamento de engenheiros da empresa, diz, “Segundo nosso
critério temos preferido os conversores de freqüencia Danfoss, depois de
ter testado outros produtos, por múltiplas vantagens.” Como por exemplo: O modo que nos permite a con-
Montagem final da caldeira
figuração de vários ajustes, segundo
a terminologia da Danfoss , facilita
a programação de diferentes modos
de operação, em manual ou automático e modo de baixo consumo. “A
vantagem é a amigável configuração,
que permite ao departamento de
manutenção aprender rapidamente
o modo de funcionamento do equipamento.”
Outra característica muito desejável
é o fato de realizar internamente o
controle PID que economiza custos
no momento de implementar uma
aplicação que incorpore os atuais
equipamentos. “Estas vantagens têm
provado que o conversor Danfoss
seja nosso preferido, e esperamos
continuar nos beneficiando dessa
tecnologia, que tanto destaca as características de nossas caldeiras,” segundo o senhor Argote.
Dentro dos principais benefícios da
instalação de conversores de frequência em caldeiras de carvão, podemos
ressaltar os seguintes:
° Reduzir custos na instalação de
motores moduladores com dampers
(reduzir posterior manutenção)
Danfoss | Drives em Ação 17
° Cumprir as normas sobre emissões
de dióxido de carbono. Co2, Co ( 300
ppm )
° Reduzir os custos de controladores
discretos PID, indicadores e outros.
° Melhorar a eficiência da caldeira
( > 80%) otimizando o processo de
combustão do carvão, que se traduz
em economia direta para o usuário
final.
° Conceito de economia de energia
em cargas quadráticas, ampla vantagem como argumento de venda para
o cliente final.
° Automatizar o processo, melhorar
a precisão e o tempo de resposta do
sistema, fazendo-o mais flexível.
° Ser mais competitivo, tecnologia de
ponta no mercado mundial. Certificado de qualidade ASME.
° Conexão monofásica de Drives em
caldeiras móveis para áreas rurais,
onde a alimentação trifásica não está
disponível.
° A versatilidade do drive já o faz apto
para os diferentes modos de configuração tais como Manual, Automático,
Manutenção, isto se atinge facilmente pelo sistema de configuração por
página de ajuste.
No final do ano passado, a Calderas
J.C.T. fabricou a maior caldeira de
carvão com grelha viageira fabricada
neste país, com 1200 Bhp de capacidade de vapor, para a empresa têxtil
mais importante de Bogotá, na qual
se utilizaram em total oito conversores de freqüencia Danfoss de diversas
potências.
Para o manejo do ventilador induzido, utilizou-se um conversor
VLT R 6000 HVAC, versão especializada em manejo de cargas quadráticas, com potência de 125 hp; para os
ventiladores forçados utilizaram-se
dois conversores VLT 6075; para a
bomba de água principal utilizou-se
um VLT 6016 e para as duas grelhas
viageiras que alimentam o carvão
na lareira, utilizaram-se VLT 2800,
gama vectorial compacta.
A partir desse projeto, iniciaram-se
os testes com a última e mais avançada tecnologia mundial de Drives,
o VLT FC 300 AutomationDrive da
Danfoss, atingindo excelentes resultados, operando a grelha viageira em
baixos níveis de velocidade, característica que o faz muito desejável para
sua proteção em momentos de baixo
consumo e economia significativa de
custos de fabricação.
Mesmo que o motor da grelha utilize
uma caixa redutora mecânica especial com uma relação muito alta, adicionalmente é requerido um conjunto de pinhões e transmissão externa
por polias que permita uma velocidade final da grelha muito baixa por
segundo, quase imperceptível à vista.
Para eliminar a instalação mecânica
de polias, o conversor tem que operar em velocidades inferiores a 0,5
Hz, mantendo o máximo torque com
toda a carga, que garanta um movimento uniforme e preciso da grelha
composta de milhares de elos de aço
entrelaçados representando um peso
de até 7,5 toneladas.
O sistema Flux Vector em malha aberta do VLT FC 302 AutomationDrive,
permitiu uma fácil configuração do
sistema garantindo os exigentes requerimentos de torque sem a necessidade de realimentar o drive com si-
Danfoss | Drives em Ação 18
nal de encoder (sensorless), com isso
reduziram-se os custos de fabricação
correspondentes à etapa de redução
externa por pinhões. Assim mesmo,
devido à alta flexibilidade do conversor VLT FC 300, foi possível fazer
escolha entre duas opções de display,
um gráfico alfanumérico avançado e
outro só numérico mais econômico
e apropriado para esta aplicação do
fabricante de máquina.
Para o futuro, o VLT AutomationDrive da Danfoss, será o padrão para o
controle preciso e com melhor custo
benefício da grelha transportadora do
carvão. A projeção da empresa Calderas J.C.T. para os seguintes anos, é
se constituir na melhor alternativa
da América Latina para prover soluções para a necessidade de geração de
vapor a baixo custo, posicionando-se
sobre a concorrência internacional,
principalmente proveniente de países
como a África do Sul.
Agradecemos a Calderas J.C.T. pela
confiança depositada na tecnologia
Danfoss Drives na Colômbia e temos
certeza que vamos continuar sendo
a melhor alternativa para controles
de movimento nas Caldeiras de carvão para todos os projetos futuros da
companhia.
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