FUNDAÇÃO OSWALDO ARANHA
CENTRO UNIVERSITÁRIO DE VOLTA REDONDA
PROGRAMA DE ESPECIALIZAÇÃO
ENGENHARIA DE MANUTENÇÃO INDUSTRIAL
TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO
GANHO DE PRODUÇÃO E SEGURANÇA NA
REPOTENCIALIZAÇÃO DOS ACIONAMENTOS
DOS MOTORES DOS MISTURADORES DAS
SINTERIZAÇÕES 3 E 4
EDUARDO FERNANDES DE OLIVEIRA
VOLTA REDONDA – RJ
2010
FOLHA DE APROVAÇÃO
Aluno: Eduardo Fernandes de Oliveira
Titulo do artigo: Ganho de produção e segurança na repotencialização dos
acionamentos dos motores dos misturadores das Sinterizações 3 e 4
Orientador: Prof.º Luiz Kelly
Banca Examinadora:
________________________________
Prof.º Luiz Kelly
________________________________
Prof.º Camillo Savelli
________________________________
Prof.ª Cecilia Toledo
________________________________
Prof.º Alexandre Palmeira
________________________________
Prof.º Cezar Dias
________________________________
Prof.º Juliano Moraes
3
AGRADECIMENTOS
Aos meus pais e família que nunca me
deixaram desanimar, nem nos momentos
mais difíceis, me fizeram perseverar e
principalmente a Deus por ter me dado o
dom da vida.
4
RESUMO
O misturador de matérias primas é um equipamento utilizado nas
sinterizações para misturar, homogeneizar e micropelotizar as matérias primas
antes de chegar à máquina de sinter.
As matérias prima saem dos silos e são dosados por balanças na
porcentagem referente a alimentação solicitada pelo operador de painel. Assim, as
matérias dosadas caem numa correia que as transporta ao misturador, que nada
mais é que um tambor de 18 metros de comprimento por 3,8 metros de diâmetros
com inclinação de 2º, que gira a uma velocidade entre 0 e 7 RPM acionado por
uma redutora 150/1 rpm que é acionada por um motor de 800HP que é acionado e
controlado por um painel com um conversor de freqüência do qual regula sua
velocidade através variação de tensão de campo. Devido a descontinuidade de
fabricação deste acionamento, falta de esquemas eletroeletrônicos, falta de mão
de obra especializada na manutenção do mesmo, elevado tempo de vida útil com
desgaste de componentes sem sobressalentes, aparecimento de algumas falhas,
freqüentes paradas pequenas com possível parada longa, foi necessário o
desenvolvimento da engenharia para solucionar este problema garantindo a
confiabilidade do equipamento.
Realizamos um diagrama de Ishikawa e com levantamento dos dados
chegamos a conclusão que deveríamos substituir o acionamento para garantir a
produtividade da sinterização, conseqüentemente a produção de aço da empresa,
substituição essa que é objeto deste estudo.
5
ABSTRACT
The mixer is a raw material used in the sintering equipment for mixing,
homogenizing and micropelotizar raw materials before arriving at the sinter
machine.
The raw materials out of bins and scales are measured by the percentage
referring to food required by the operator panel. Thus, the subjects dosed fall into a
belt that transports them to the mixer, which is nothing more than a barrel 18
meters long and 3.8 meters in diameter with a slope of 2, which rotates at a speed
between 0 and 7 RPM driven a narrow 150 / 1 rpm which is powered by a 800HP
engine that is driven and controlled by a panel with a frequency converter which
regulates its speed by varying the voltage field. Because of discontinuity of making
this drive, lack of electronic schemes, lack of skilled labor in maintaining the same,
high service life of wear components with no spare, the appearance of some
failures, frequent small stops with possible long stop was required the development
of engineering to solve this problem by ensuring equipment reliability.
We conducted an Ishikawa diagram and data collection came to the
conclusion that we should replace the drive to ensure the productivity of sintering,
hence the steel production company, replacing one that is the subject of this study.
6
SUMÁRIO
1. Introdução..........................................................................................................10
1.1. Planta de sinterização.................................................................................10
1.2. Sinterização...............................................................................................11
1.3. Manuseio do sinter.....................................................................................12
2. Estudo do problema..........................................................................................13
2.1. Objetivo.......................................................................................................13
2.2. Justificativa..................................................................................................13
2.3. Identificação do problema...........................................................................14
2.4. Descrição do problema..............................................................................14
2.5. O tacogerador............................................................................................16
3. Metodologia.......................................................................................................16
3.1. Diagrama de Ishikawa.................................................................................16
3.2. Método dos 5 porquês...............................................................................19
4. NR – 10.............................................................................................................19
4.1. Objetivo e campo de aplicação...................................................................19
4.2. Medidas de controle...................................................................................20
4.3. Medidas de proteção coletiva....................................................................20
4.4. Medidas de proteção individual...................................................................21
4.5. Segurança em projetos..............................................................................21
4.6. Segurança na construção, montagem, operação e manutenção..............22
4.7. Segurança em instalações elétricas desenergizadas.................................23
5. Disponibilidade do equipamento.......................................................................23
6. O painel.............................................................................................................24
7. Motor de corrente contínua...............................................................................26
7.1. Principio de funcionamento.........................................................................27
7.2. Aspectos construtivos do motor CC...........................................................31
7.3. Circuito equivalente de um motor CC.........................................................33
7.4. Tipos de ligação de motores CC.................................................................34
7.5. Motor de excitação independente..............................................................35
7
8. Conversores de freqüência...............................................................................36
8.1 Características de torque do motor.............................................................37
9. Software de configuração e comissionamento..................................................38
10. Controlador lógico programável........................................................................39
10.1 Introdução..................................................................................................39
10.2 Vantagens do uso de controladores lógicos programáveis.......................39
10.3 Funcionamento de um controlador lógico programável.............................40
11. Custo................................................................................................................42
12. Pay back...........................................................................................................43
13. Ganhos ergonômicos........................................................................................44
14. Conclusão.........................................................................................................44
15. Referências bibliográficas................................................................................46
8
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 – Planta de sinterização...........................................................................10
Figura 2 – Peneiras de scalper e sinter frio............................................................13
Figura 3 – Histograma de tempo de parada por manutenção corretiva anual........14
Figura 4 – Motor CC de 800CV do misturador.......................................................26
Figura 5 – Motor CC aberto....................................................................................27
Figura 6 – Bobina em paralelo as linhas de força...................................................28
Figura 7 – Bobina perpendicular as linhas de força................................................29
Figura 8 - Bobina em paralelo as linhas de força no sentido reverso.....................30
Figura 9 – Bobina perpendicular as linhas de força no sentido reverso.................30
Figura 10 – Estator parte superior e inferior...........................................................31
Figura 11 – Armadura de um motor CC de médio porte.........................................32
Figura 12 – Sistema de escovas e molas de um comutador..................................33
Figura 13 – Circuito equivalente de um motor CC..................................................34
Figura 14 – Malha fechada de um motor CC de excitação independente..............35
Figura 15 – Conversor de freqüência simplificado..................................................36
Figura 16 – Torque e sobretorque do motor...........................................................38
Figura 17 – Performance do motor.........................................................................38
Figura 18 - Funcionamento de um CLP num diagrama de blocos.........................41
LISTA DE ANEXOS
Anexo 1 – Tabela de grau de proteção IP..............................................................47
Anexo 2 – Motor do misturador...............................................................................48
Anexo 3 – As built do painel...................................................................................49
9
1. Introdução
O presente trabalho foi desenvolvido na planta de sinterização de uma
indústria siderúrgica na cidade de Volta Redonda, no estado do Rio de Janeiro. A
função da planta de Sinterização é suprir os alto-fornos com sinter, que nada mais
é do que uma combinação de misturas de metais brutos, fluxos e coque o qual é
parcialmente ‘cozido’ ou sinterizado. Desta forma, os materiais combinam
eficientemente no alto-forno e proporcionam uma fabricação mais consistente e
controlável de ferro. A Figura 1 mostra um diagrama simplificado de uma planta de
sinterização.
Figura 1 – Planta de sinterização
1.1 Planta de Sinterização
O minério de ferro fino, o combustível sólido (coque moído), fundentes
(calcário moído, dolomito moído) entram na planta de sinterização nos silos de
armazenamento. Eles são misturados na proporção correta através de um
10
alimentador pesador de correia ou APC, que nada mais é do que uma balança de
correia que recebe o material e dosa de acordo com o solicitado, um por silo de
armazenamento, exceto para o refino de retorno os quais o medidor de impacto é
utilizado. Os materiais pesados passam pela correia transportadora para o tambor
do misturador, que gira a uma velocidade variável entre zero e 9 rpm de acordo
com a alimentação solicitada onde é adicionada água a mistura a uma
porcentagem calculada diretamente proporcional ao peso material entrando o
tambor do misturador.
A fim de ter continuidade operacional na máquina de sinter caso haja
parada em equipamentos de misturamento, existe o silo de mistura que tem
volume interno de aproximadamente 45 m³, o que é o suficiente para suportar
paradas de 5 a 15 minutos, porém este silo não é muito grande, pois ao contrário
as micropelotas, se desmanchariam tal o peso exercido por elas.
O controle de umidade da mistura é feito no silo da mistura por intermédio
de retirada de amostras, feitas pelos operadores para análises e utilizando esses
resultados para variar a taxa de fluxo de água secundária. A permeabilidade da
mistura é também medida e usada para modificar a quantidade de água
necessária.
O material misturado é colocado sobre uma camada de bedding (sinter em
granulometria entre 10 e 25 milímetros) no grelhado da esteira da máquina de
sinter pelo rolo alimentador no sentido vertical.
1.2 Sinterização
A mistura bruta é acesa pelo forno de ignição, que usa como combustível
gás de coqueria (GCO) que tem um poder calorífico compreendido entre 4.400 e
4.800 Kcal/Nm³ com um consumo específico na faixa de 2 a 5 Nm³/t para uma
intensidade de ignição variando entre 3,0 e 3,5 m³ de gás por m² de área passante
sob o forno de ignição numa proporção que varia entre 5/1 e 9/1 partes de GCO
por ar, isto representa uma quantidade de calor absorvido de 13.000 a 14.000
Kcal/m².
11
A linha de sinterização é uma esteira de transporte de sinter quente, a qual
continua a ‘cozinhar’ depois de deixar o forno, onde o ar é puxado do sinter
através de um exaustor que mantém uma pressão negativa sobre a mistura que é
mantida num valor predeterminado através do controle de abertura do damper a
partir das medições de pressão no tubulão principal. Isso dirige o ponto no qual
acontece a queima da mistura que se segue até o final da máquina de sinter.
1.3 Manuseio do sinter
Depois de terminar a queima no final da máquina de sinter, o mesmo cai em
blocos e passa por um rolo quebrador com pontas que o tritura em pedaços
menores, dos quais vão para a peneira quente, onde todo o sinter menor que 5
milímetros é enviado ao silo de retorno quente de onde é reenviado ao processo
em forma de retorno quente e o maior que 5 milímetros é mandado para o
resfriador circular rotativo. Após o resfriamento, o sinter é retirado do resfriador
pelo raspador de descarga. Neste estágio, o nível do resfriador é controlado pela
variação da taxa de alimentação, que no caso de um aumento, eleva-se a
velocidade de giro do resfriador para que o escoamento aumente gradativamente.
Após essa etapa o sinter vai para a peneira scalper de onde é tirado do
deck superior o sinter maior que 50 milímetros que é enviado ao britador, no deck
inferior o maior que 25 milímetros que é enviado ao stock house e o que passa
pelo deck inferior é o menor que 25 milímetros que é enviado a peneira de sinter
frio.
O maior que 50 mm é enviado ao britador que tritura o sinter e após é
enviado a peneira frio de onde se retira do 1º deck com de 5 mm da qual o menor
é enviado ao silo de retorno frio para retornar ao processo e o maior que 5 mm, ao
stock house como sinter produto.
12
SCALPER
Deck
superior
50,0m
Deck
inferior
25,0m
<
SILO DE
BEDDING
MÁQUINA
P. SINTER FRIO
<
25,0mm
Deck
superior
10,0m
Deck
inferior
5,0m
10,0 a
25,0m
<
Silo
15
retorn
Stock house
Figura 2 - Peneiras scalper e sinter frio
2. Estudo do problema
2.1 Objetivo
Este estudo visa o aumentar a confiabilidade do misturador de matérias
primas das sinterizações, diminuir seu tempo de parada, reduzir riscos de
acidentes, atender a NR-10 no que diz respeito a manobras e seccionamento,
elevar a vida útil do motor, aumentando o intervalo para manutenções preventivas,
além do elevar o moral da equipe, trabalhando ao máximo na sua automatização,
fazendo com que a máquina trabalhe mais do que o homem.
2.2 Justificativa
O sinter é um dos principais componentes na fabricação do aço, sendo
sua produção toda consumida pelo alto forno e qualquer parada pode
comprometer a produção dos alto fornos, assim, qualquer ganho real de tempo
consiste aumento de produção e continuidade de processo, porisso a necessidade
13
na confiabilidade de seus equipamentos na produção de sinter é de extrema
importância.
2.3 Identificação do problema
Através de inspeções de rotina, alguns problemas freqüentes com
paradas de produção, o alto tempo de utilização do painel em funcionamento, a
falta de mão de obra especializada, a falta de segurança em intervenções de
análise de defeitos fez com que a confiabilidade desse painel não nos atendesse,
nos fazendo a atentar para a necessidade de um estudo para substituição desse
painel, tendo como base ocorridos passados e situações atuais.
TEMPO DE PARADA DE MÁQUINA DE 2003 À 2007
380
375
MINUTOS
370
2003
2004
2005
2006
2007
MÉDIA
365
360
355
350
345
340
335
ANO
Figura 3: Histograma do tempo de parada de emergência anual devido ao painel
2.4 Descrição do problema
Os painéis antigos são da marca POSITRON-BROWN BOVERI e
MITSUBISHI do qual não temos mais material de consulta, como manuais para
auxílio no treinamento da mão-de-obra, nem sites de consulta para a aquisição de
sobressalentes, assim fica difícil a resolução de problemas mais complexos e
14
tendo em vista que com a descontinuidade do equipamento torna-se impossível o
seu retorno.
Os painéis antigos tinham problemas de difícil acesso aos contatores,
fusíveis, disjuntores e cartões eletrônicos, pois o eletricista ou técnico tinha que
entrar no painel para fazer tais medições, tendo em vista que a alimentação do
mesmo é 440VCA e os barramentos de entrada e saída não ficam protegidos,
ficando expostos, colocando em risco a integridade dos executantes e
contrariando a NR-10 em vários fatores.
O disjuntor de entrada era outro problema que se tinha, pois para se fazer a
manobra de ligamento e desligamento era necessário fazê-lo com a porta aberta
expondo o executante dessa tarefa a explosões e arcos voltaicos de altas
temperaturas.
As portas dos painéis eram de fácil abertura, presas apenas por trincos,
deixando a possibilidade de abertura acidental ou esquecida aberta após alguma
manobra, a de entrada de animais no interior dos painéis ou até mesmo o
armazenamento de materiais não pertinentes ao serviço no interior dos painéis,
podendo resultar em curtos circuitos ou toques acidentais.
Os cartões eletrônicos eram de difícil configuração sendo necessária a
substituição de resistores para a alteração de parâmetros simples como
velocidade, torque, etc.
Com a dificuldade de se encontrar mão-de-obra especializada para a
manutenção do painel antigo, surgiu-se a necessidade de aquisição de um painel
de fácil parametrização e compreendimento das falhas, com diagnose para o
rápido retorno do equipamento em operação.
Devido ao acúmulo de material em um dos lados do tambor do misturador,
no ato do seu desligamento do motor, esse material acumulado faz com que o
misturador tenha uma inércia muito alta que é transmitida a redutora que
retransmite para o motor, porém com uma rotação 100 vezes maior, tendo em
vista que a redução de rotação é de 1 X 100RPM. Assim o motor torna-se um
gerador, pois ao invés de transformar energia elétrica em mecânica, faz o
15
contrário e induz uma tensão que é conduzida ao painel, que no caso do antigo
utilizava o efeito joule, dissipando essa energia em resistências, surgindo assim a
necessidade de reaproveitar essa energia, regenerando-a e armazenando-a em
capacitores e utilizando-a na partida.
2.5 O tacogerador
O tacogerador era outro problema que gerava paradas excessivas, pois era
pouco robusto para uma área bastante agressiva, era sensível a poeira, utilizava
CC para o retorno de sinal (que é de difícil confecção e manutenção) e ainda não
tínhamos sobressalentes devido a sua descontinuidade, assim por varias vezes
houveram paradas devido a problemas no tacogerador, tendo que por vezes se
colocar uma fonte variável e regulá-la de acordo com a velocidade real medida na
área, portanto era necessário medir velocidade do misturador na área e assim
fazer alterações necessárias nas configurações até que foi mantida uma
velocidade constante independente da alimentação da máquina, prejudicando-se
assim a qualidade da produção tendo em vista que a velocidade do misturador é
proporcional a alimentação.
Assim, devido a esses vários problemas provenientes do tacômetro, surgiuse a idéia de utilizarmos um sistema de controle de velocidade sem que seja
necessário o tacômetro, um sistema de malha aberta que fosse confiável sem
perder o controle do processo, tendo em vista que não necessitamos de alta
precisão na aquisição de dados de giro do motor.
3. Metodologia
3.1 Diagrama de Ishikawa
O diagrama de espinha de peixe é um instrumento gráfico para identificar,
organizar e apresentar de modo estruturado as causas de problemas em
processos. É também frequentemente designado por diagrama de causa-efeito ou
diagrama de Ishikawa.
16
Durante o estudo do problema nos deparamos com várias possíveis
causas. Dentre elas podemos listar:
MATERIAIS
MEIO AMBIENTE
MÁQUINAS
PROBLEMA
MÃO DE OBRA
MEDIDA
MÉTODO
PROBLEMA: Parada da sinterização por falha do painel do misturador
• Meio Ambiente
- Área de produção de pó;
Grau de proteção do equipamento inadequado.
CAUSA PROVÁVEL: Tendo em vista que esse painel não tem vedações
apropriadas.
• Materiais
- Produção de equipamento descontinuada
Atualmente não existe mais produção deste equipamento em série;
CAUSA PROVÁVEL: Tendo em vista que atualmente não se encontram
sobressalentes no mercado.
17
• Mão de obra
- Profissional não qualificado
Atualmente não existem mais firmas nem profissionais para ministrar tal
treinamento;
CAUSA PROVÁVEL: Tendo em vista que atualmente não há mão de obra
qualificada para fazer a manutenção desse painel.
• Medida
- Especificação de equipamento inadequada
Escopo de fornecimento incorreto
CAUSA POUCO PROVÁVEL: Tendo em vista que esse painel já operou
por quase 40 anos.
• Método
- Painel de difícil diagnose de defeitos
Equipamento com muitos pontos de defeito e difícil acesso para a execução
de testes.
- Complexa parametrização
Equipamento com vários pontos de ajustes
CAUSA PROVÁVEL: Tendo em vista que repetidas paradas de produção
devido a esse painel.
• Máquinas
- Equipamento em fim de vida útil
Equipamento da década de 60, não sendo mais produzido;
18
- Condição de trabalho inadequada
O executante tem que se expor ao perigo para fazer análises de circuitos
para detecção de defeitos e manobras;
- Não atende a NR-10 no que diz respeito a manobras e seccionamento
Equipamento foi projetado antes da vinculação da NR-10
CAUSA MUITO PROVÁVEL: Tendo em vista que esse painel demonstra
sinais de saturação e funciona a quase 40 anos.
3.2 Método dos 5 porquês
Este método envolve a pergunta a uma questão “por quê?” em vários
níveis sucessivos de uma investigação, começando com o processo anormal,
produto ou serviço - várias trajetórias para investigação e análises devem ser
descoberta, principalmente quando o “porque” é perguntado e respondido cinco
vezes (o “porque” pode ser perguntado mais ou menos que cinco vezes).
Este método pode identificar vários pequenos problemas que podem ser mais
facilmente corrigidos do que um grande problema.
Painel com
quase 40 anos
de utilização
Painel em fim
de vida útil
Falha do
painel
do misturador
Falta de
alimentação
no motor do
misturador
Parada da
sinterização
4. NR-10
4.1Objetivo e campo de aplicação
A NR-10 estabelece os requisitos e condições mínimas objetivando a
implementação de medidas de controle e sistemas preventivos, de forma a
garantir a segurança e a saúde dos trabalhadores que, direta ou indiretamente,
interajam em instalações elétricas e serviços com eletricidade.
19
Esta NR se aplica às fases de geração, transmissão, distribuição e
consumo, incluindo as etapas de projeto, construção, montagem, operação,
manutenção das instalações elétricas e quaisquer trabalhos realizados nas suas
proximidades, observando-se as normas técnicas oficiais estabelecidas pelos
órgãos competentes e, na ausência ou omissão destas, as normas internacionais
cabíveis.
4.2 Medidas de controle
Em todas as intervenções em instalações elétricas devem ser adotadas
medidas preventivas de controle do risco elétrico e de outros riscos adicionais,
mediante técnicas de análise de risco, de forma a garantir a segurança e a saúde
no trabalho.
As medidas de controle adotadas devem integrar-se às demais iniciativas
da empresa, no âmbito da preservação da segurança, da saúde e do meio
ambiente do trabalho.
As empresas estão obrigadas a manter esquemas unifilares atualizados das
instalações elétricas dos seus estabelecimentos com as especificações do sistema
de aterramento e demais equipamentos e dispositivos de proteção.
4.3 Medidas de proteção coletiva
Em todos os serviços executados em instalações elétricas devem ser
previstas e adotadas, prioritariamente, medidas de proteção coletiva aplicáveis,
mediante procedimentos, às atividades a serem desenvolvidas, de forma a
garantir a segurança e a saúde dos trabalhadores.
As medidas de proteção coletiva compreendem, prioritariamente, a
desenergização elétrica conforme estabelece esta NR e, na sua impossibilidade, o
emprego de tensão de segurança.
Na impossibilidade da desenergização como citado anteriormente, devem
ser utilizadas outras medidas de proteção coletiva, tais como: isolação das partes
vivas, obstáculos, barreiras, sinalização, sistema de seccionamento automático de
alimentação, bloqueio do religamento automático.
20
4.4 Medidas de proteção individual
Nos trabalhos em instalações elétricas, quando as medidas de proteção
coletiva forem tecnicamente inviáveis ou insuficientes para controlar os riscos,
devem ser adotados equipamentos de proteção individual específicos e
adequados às atividades desenvolvidas, em atendimento ao disposto na NR 6.
As vestimentas de trabalho devem ser adequadas às atividades, devendo
contemplar a condutibilidade, inflamabilidade e influências eletromagnéticas.
É vedado o uso de adornos pessoais nos trabalhos com instalações
elétricas ou em suas proximidades.
4.5 Segurança em projetos
É obrigatório que os projetos de instalações elétricas especifiquem
dispositivos de desligamento de circuitos que possuam recursos para impedimento
de reenergização, para sinalização de advertência com indicação da condição
operativa.
O projeto elétrico, na medida do possível, deve prever a instalação de
dispositivo de seccionamento de ação simultânea, que permita a aplicação de
impedimento de reenergização do circuito.
O projeto de instalações elétricas deve considerar o espaço seguro, quanto
ao dimensionamento e a localização de seus componentes e as influências
externas, quando da operação e da realização de serviços de construção e
manutenção.
Os circuitos elétricos com finalidades diferentes, tais como: comunicação,
sinalização, controle e tração elétrica devem ser identificados e instalados
separadamente,
salvo
quando
o
desenvolvimento
tecnológico
permitir
compartilhamento, respeitadas as definições de projetos.
O memorial descritivo do projeto deve conter, no mínimo, os seguintes itens
de segurança:
a) especificação das características relativas à proteção contra choques
elétricos, queimaduras e outros riscos adicionais;
21
b) indicação de posição dos dispositivos de manobra dos circuitos elétricos:
Verde – “D”, desligado e Vermelho - “L”, ligado;
c) descrição do sistema de identificação de circuitos elétricos e
equipamentos, incluindo dispositivos de manobra, de controle, de proteção, de
intertravamento, dos condutores e os próprios equipamentos e estruturas,
definindo como tais indicações devem ser aplicadas fisicamente nos componentes
das instalações;
d) recomendações de restrições e advertências quanto ao acesso de
pessoas aos componentes das instalações;
e) precauções aplicáveis em face das influências externas;
f) o princípio funcional dos dispositivos de proteção, constantes do projeto,
destinado à segurança das pessoas;
g) descrição da compatibilidade dos dispositivos de proteção com a
instalação elétrica.
Os projetos devem assegurar que as instalações proporcionem aos
trabalhadores iluminação adequada e uma posição de trabalho segura, de acordo
com a NR 17 – Ergonomia.
4.6 Segurança na construção, montagem, operação e manutenção
As instalações elétricas devem ser construídas, montadas, operadas,
reformadas, ampliadas, reparadas e inspecionadas de forma a garantir a
segurança e a saúde dos trabalhadores e dos usuários, e serem supervisionadas
por profissional autorizado, conforme dispõe esta NR.
Nos trabalhos e nas atividades referidas devem ser adotadas medidas
preventivas destinadas ao controle dos riscos adicionais, especialmente quanto a
altura, confinamento, campos elétricos e magnéticos, explosividade, umidade,
poeira, fauna e flora e outros agravantes, adotando-se a sinalização de segurança.
As instalações elétricas devem ser mantidas em condições seguras de
funcionamento e seus sistemas de proteção devem ser inspecionados e
controlados periodicamente, de acordo com as regulamentações existentes e
definições de projetos.
22
Os
locais
de serviços
elétricos, compartimentos
e invólucros
de
equipamentos e instalações elétricas são exclusivos para essa finalidade, sendo
expressamente proibido utilizá-los para armazenamento ou guarda de quaisquer
objetos.
Para atividades em instalações elétricas deve ser garantida ao trabalhador
iluminação adequada e uma posição de trabalho segura, de acordo com a NR-17
Ergonomia, de forma a permitir que ele disponha dos membros superiores livres
para a realização das tarefas.
4.7 Segurança em instalações elétricas desenergizadas
Somente serão consideradas desenergizadas as instalações elétricas
liberadas para trabalho, mediante os procedimentos apropriados, obedecidas à
seqüência abaixo:
a) seccionamento;
b) impedimento de reenergização;
c) constatação da ausência de tensão;
d) instalação de aterramento temporário com equipotencialização dos
condutores dos circuitos;
e) proteção dos elementos energizados existentes na zona controlada;
f) instalação da sinalização de impedimento de reenergização.
As medidas constantes das alíneas anteriores podem ser alteradas,
substituídas, ampliadas ou eliminadas, em função das peculiaridades de cada
situação, por profissional legalmente habilitado, autorizado e mediante justificativa
técnica previamente formalizada, desde que seja mantido o mesmo nível de
segurança originalmente preconizado.
4.8 Segurança em instalações elétricas energizadas
As intervenções em instalações elétricas com tensão igual ou superior a 50
Volts em corrente alternada ou superior a 120 Volts em corrente contínua somente
podem ser realizadas por trabalhadores habilitados, qualificados, capacitados e
autorizados.
23
O treinamento de segurança destes trabalhadores para trabalhos com
instalações elétricas energizadas, com currículo mínimo e carga horária mínima de
40 horas.
5. Disponibilidade do equipamento
Nas sinterizações fazemos entre 5 e 6 manutenções preventivas (MP) de
36 horas por ano e 2 reformas gerais (RG) que podem variar entre 72 e 168 horas,
conforme calendário entre os anexos, totalizando em média 390 horas reais de
parada por ano. Se o ano tem 8760 horas, subtraindo-se temos 8370 horas por
ano de máquina disponível, porém desse valor 30 horas são paradas do
misturador entre elétrica e mecânica e dessas 30 horas que totalizam 8340 horas
nos dando a disponibilidade de máquina de 99,64%, 6 horas são devido a falhas
no painel. Assim, se somarmos a 8340 horas às 6 horas com as não paradas por
causa do painel, teremos uma disponibilidade aumentada para 8346 horas, ou
seja, 99,71% de disponibilidade de equipamento, totalizando um ganho de 0,07%
de tempo de produção da máquina.
6. O Painel
Quando chegamos a conclusão de substituição do painel de acionamento
do motor do misturador, fizemos uma especificação solicitando aos proponentes
um conversor CA/CC montado em um painel de IP-55 (à prova de poeira e jatos
d’água) e juntamente com o mesmo, ensaios na fabrica do fornecedor, supervisão
de montagem e start up no interior de nossa empresa para acionamento de um
motor com as seguintes características:
Potencia nominal
800CV
Excitação
Shunt
Tensão de alimentação 500VCC
Tensão de campo
180/114VCC
24
Corrente de campo
10,3/6,7 A
Resistência de campo
14,7 Ohms
Rotação
1150/1600 RPM
Corrente nominal
1236 A
Grau de proteção
IP-55
Classe de isolamento
F
Forma construtiva
B3E
Carcaça
355M
Dentre as pesquisas, encontramos um sistema de controle de rampa de
partida e velocidade por malha aberta que dispõe de um controlador de velocidade
através da variação de tensão de armadura por malha aberta, ou seja, quando se
faz a configuração do sistema, inserindo-se os dados de placa do motor, o mesmo
faz um reconhecimento das impedâncias dos enrolamentos do motor e com esses
dados, ele faz um calculo matemático que projeta uma reta na qual faz com que o
nível de tensão de armadura seja proporcional a velocidade de giro do motor, com
uma precisão bem próxima da real.
Basicamente, o painel é composto de:
- Reatores de entrada: um para cada fase, a função desses reatores é de
provocar uma defasagem entre corrente e tensão fazendo com que a corrente de
partida do motor seja de aumento bem mais suave, auxiliando na rampa de partida
do motor.
- Disjuntor de entrada: faz a proteção de todo o equipamento em casos de
sobrecarga e curto-circuito.
- Disjuntor de campo: faz a energização de campo assim que o painel é
ligado com uma tensão de cerca de 30% da tensão nominal, para que o motor
entre num estágio de aquecimento, repelindo a umidade e com o motor rodando,
varia sua tensão de acordo com a necessidade de torque auxiliar.
25
- Conversor de freqüência: auxilia na partida do motor, regulando sua
corrente para que, de acordo com a parametrização, tenha uma partida em rampa,
evitando que o motor sofre picos de corrente de até 7 vezes a corrente nominal
como acontece com os motores de partida direta e em operação, faz com que a
freqüência da armadura varie em função de um sinal de corrente que pode variar
de 4 à 20 mA, dependendo do pedido de produção da máquina.
7. Motor de corrente continua
Quando se refere a um motor é levado em consideração o tipo de
alimentação. Os motores de corrente contínua tem este nome exatamente por
serem alimentados em corrente contínua. Esta alimentação tem a finalidade de
energizar
os
enrolamentos
no
motor,
desta
forma
criando
os
pólos
eletromagnéticos que criarão os campos magnéticos, responsáveis pelo
movimento giratório do motor.
Figura 4 – Motor CC de 800CV do misturador
26
Uma das principais aplicações do motor CC está relacionada com o
controle de sua velocidade e o preciso controle do torque desenvolvido pelo motor.
Isto é, motores CC são uma boa escolha quando se necessita controlar o torque
do motor, mesmo quando se varia a sua velocidade. A Figura 4 ilustra um motor
CC aberto, com seus componentes principais. Motores CC também são
encontrados em metrôs, ônibus elétricos, abrindo e fechando vidros, em
eletrodomésticos, carros de autorama e muitas outras aplicações.
Figura 5 – Motor CC aberto.
7.1 Princípio de funcionamento
O motor CC é constituído de três componentes básicos: bobina da
armadura, campo magnético fixo e comutador. Observando a Figura 6, verifica-se
que a bobina está paralela ao campo magnético fixo, criado pelos imãs
permanentes, e é completamente envolvida por este campo. A bobina também
está sendo alimentada através do comutador, com a polaridade mostrada.
27
Figura 6 – Bobinas em paralelo com as linhas de força (pos. 1)
Sabe-se que uma espira percorrida por uma corrente elétrica faz surgir um
campo magnético ao seu redor.
Este último campo reagirá com o primeiro e, pela “regra da mão direita”,
tem-se o dedo indicador representado o sentido da corrente, o polegar definindo a
direção do movimento e os demais dedos o sentido do fluxo magnético existente
no motor.
Após o início do movimento, conforme a Figura 7, a bobina girou no sentido
determinado e está em uma posição que proporciona pouco envolvimento da
bobina e, consequentemente, do campo magnético ao seu redor com o campo
magnético fixo, resultando em muito pouca interação entre ambos.
28
Figura 7 – Bobina perpendicular as linhas de força (pos.2)
Neste ponto, o motor ainda continua a girar pela grande força gerada no
estágio inicial, mostrado na Figura 7.
O movimento da bobina continua até atingir a posição mostrada na Figura
8. Note que a posição da bobina é a mesma que na Figura 7, mudando apenas a
polaridade da tensão aplicada à bobina, isto pode ser verificado observando-se a
marcação feita no comutador – 1, 2. Neste ponto se comprova o funcionamento do
comutador. Sua função é manter a corrente circulando sempre no mesmo sentido.
Na Figura 8 observa-se que o comutador inverteu os terminais da bobina,
fazendo com que o pólo positivo da fonte fosse aplicado no terminal superior como
na posição 01. Desta forma a posição 01 se repete, mantendo o sentido de giro do
motor.
29
Figura 8 – Bobina em paralelo as linhas de força no sentido reverso (pos.3)
Na Figura 9 é apresentada uma posição intermediária, onde a bobina está
inclinada em relação ao campo magnético fixo. A figura serve para mostrar que
existe interação entre os campos magnéticos da bobina e o fixo em quase todo o
percurso realizado pela bobina, com exceção das posições 02 e a diametralmente
oposta. Esta interação é máxima nas posições 01 e 03 e vai enfraquecendo até se
anular na posição 02. Então, o motor continua girando quando passa pela posição
02 devido às forças que foram aplicadas à bobina nas outras posições.
Figura 9 – Bobina perpendicular as linhas de força no sentido reverso (pos.4)
30
7.2 Aspectos construtivos do motor cc
Uma descrição mínima das partes de um motor CC é dada a seguir.
- Estator: é a parte fixa do motor e que contém os enrolamentos de campo
dos pólos principais e dos interpolos, os quais quando alimentados com corrente
contínua produzem os campos magnéticos fixos. As bobinas dos enrolamentos de
campo dos pólos principais são feitas com fio de menor seção e muitas espiras,
enquanto o interpolo e o enrolamento de campo série são feitos com fio de seção
maior e uma quantidade menor de espiras. A Figura 10 mostra as partes superior
e inferior de um estator de motor CC. Podem-se observar as bobinas de campo
principal (as bobinas maiores) e as bobinas de interpolo (bobinas menores)
localizadas entre as bobinas principais. Também se verifica a presença do portaescovas na carcaça superior.
INTERPOLO
Figura 10 – Estator parte superior e inferior, respectivamente.
- Armadura: é a parte do motor CC que gira, também é chamada de rotor e
contém bobinas que quando alimentadas por corrente contínua através das
escovas, circulará uma corrente proporcional ao torque desenvolvido pelo motor e
fará surgir campo magnético o qual irá interagir com o campo fixo e fará o motor
girar.
31
Figura 11 – Armadura de um motor CC de médio porte
Notar a presença do ventilador que gira junto com a armadura. As bobinas
estão engastadas nas ranhuras da armadura e seus terminais estão conectados
ao comutador.
- Comutador: peça que é responsável por fazer com que o sentido da
corrente que circula nas bobinas da armadura seja sempre o mesmo, fazendo com
que sempre haja a repulsão entre os campos magnéticos da armadura e do
estator.
A Figura 12 mostra como é o comutador de uma máquina de corrente
contínua.
O comutador trabalha como um diodo, ou seja, permite passar corrente
apenas em um sentido. A diferença é que ele faz isso de forma mecânica.
- Escovas: geralmente são feitas de liga de carbono e mantém contato
constante com o comutador, sendo responsáveis por levar a voltagem contínua
até a armadura. Devido ao atrito com o comutador, sofrem um desgaste natural
com o tempo requerendo constante atenção e trocas periódicas. A Figura 12
mostra uma escova com a mola comprimindo-a contra o comutador do motor e o
rabicho de fio onde é conectada a corrente contínua.
32
Figura 12 – Sistema de escovas e molas do comutador
- Interpolos: enrolamento inserido no estator, ligado em série com a
armadura. Tem como finalidade evitar o fenômeno chamado de “reação da
armadura” que causa a deformação do campo magnético fixo. Esta deformação
causa um centelhamento no contato entre a escova e o comutador danificando-o e
reduzindo significativamente sua vida útil.
O enrolamento do interpolo pode ser visto na Figura 10.
7.3 Circuito equivalente de um motor de corrente contínua
O circuito da Figura 13 representa esquematicamente o comportamento de
um motor de corrente contínua. Podemos notar duas malhas distintas, uma
representando o circuito de armadura e a outra representando o circuito de
campo, que existe apenas nos motores que utilizam eletroímã para gerar o campo
magnético. Os motores que utilizam ímã permanente não possuem circuito de
campo.
33
Figura 13 – Circuito equivalente de um motor CC.
No circuito de armadura, a resistência Ra representa a resistência ôhmica
do enrolamento de armadura. Como durante a sua rotação as espiras da
armadura cortam as linhas do campo magnético, será produzida uma tensão
representada por E. Essa tensão é chamada de força contra-eletromotriz (fcem) e,
como veremos adiante, seu valor é diretamente proporcional à velocidade de
rotação. O eixo do motor gira a uma velocidade angular
ω e é capaz de fornecer
um torque T.
No circuito de campo, a resistência Rf representa a resistência do
enrolamento do eletroímã que produz o campo magnético e a indutância Lf
representa a indutância desse mesmo enrolamento.
7.4 Tipos de ligações de motores CC
Existem vários tipos de ligações de motores de corrente contínua como
série, paralelo, compound, independente e universal, porém só iremos nos
detalhar sobre o independente que se trata do tipo de ligação de motor que é
acionado pelo painel objeto deste artigo.
34
7.5 Motor de Excitação Independente
Neste tipo de ligação, os circuitos de campo e de armadura são
completamente independentes, tendo cada um a sua própria fonte de alimentação.
Desse modo, é possível ter um maior controle sobre a velocidade de rotação e
sobre o torque do motor.
Esse é o tipo de ligação utilizado sempre que é necessário ter precisão
sobre o torque ou a velocidade desenvolvida pelo motor.
Normalmente o enrolamento de campo é alimentado com uma tensão fixa e
o enrolamento de armadura é alimentado por meio de uma fonte de tensão
ajustável por meio de tiristores (SCR’s) com circuito de disparo microprocessado,
porém como no caso do misturador o torque solicitado é muito grande, o
enrolamento de campo também é alimentado com uma fonte de tensão ajustável
eletrônicamente.
Uma vez que um maior nível de potência é requerido pela armadura, a
alimentação desse enrolamento costuma ser obtida a partir da retificação de uma
rede alternada trifásica. A alimentação do enrolamento de campo, de menor
potência, é obtida pela retificação de uma rede alternada monofásica. O diagrama
de blocos da figura 14 abaixo mostra o controle em malha fechada de um motor
CC com excitação independente.
Figura 14 – Malha fechada de um motor CC de excitação independente.
35
8. Conversores de Freqüência
Desde meados da década de 60, os conversores de freqüência têm
passado por várias e rápidas mudanças, principalmente pelo desenvolvimento da
tecnologia dos microprocessadores e semicondutores e a redução dos seus
preços. Entretanto, os princípios básicos dos conversores de freqüência
continuam o mesmo.
Os conversores de freqüência podem ser divididos em quatro componentes
principais:
Figura 15 - Conversor de freqüência simplificado.
1. O retificador que é conectado a uma fonte de alimentação externa
alternada mono ou trifásica e gera uma tensão contínua pulsante.
Existem basicamente dois tipos de retificadores – controlados e não
controlados.
2. O circuito intermediário. Existem três tipos:
a. Um que converte a tensão do retificador em corrente contínua.
b. Um que estabiliza a tensão contínua e coloca-a a disposição do inversor.
c. Um que converte a tensão contínua do retificador em uma tensão
alternada variável.
3. O Inversor que gera a tensão e a freqüência para o motor.
Alternativamente, existem inversores que convertem a tensão contínua
numa tensão alternada variável.
36
4. O circuito de controle, que transmite e recebe sinais do retificador, do
circuito intermediário e do inversor. As partes que são controladas em detalhes
dependem do projeto individual de cada conversor de freqüência.
O que todos os conversores de freqüência têm em comum é que o circuito
de controle usa sinais para chavear o inversor. Conversores de freqüência são
divididos de acordo com o padrão de chaveamento que controla a tensão de saída
para o motor.
8.1 Características de torque do motor
Se um conversor de freqüência fosse capaz de fornecer uma corrente
muitas vezes maior que a corrente nominal do motor, a sua característica de
torque seria como visto na figura 16.
Mas correntes dessa magnitude podem danificar tanto o motor como o
conversor
de freqüência. Conseqüentemente o conversor
de freqüência
indiretamente limita os valores de corrente através da redução da tensão e da
freqüência. O limite de corrente é variável e garante que o motor não ficará
excedendo por muito tempo sua corrente nominal. Visto que o conversor de
freqüência controla a velocidade do motor independentemente da carga, é
possível parametrizar diferentes limites dentro da faixa de trabalho do motor.
As características de torque do motor estão dentro dos valores nominais
para alguns tipos conversores de freqüência. Entretanto, seria uma vantagem se o
conversor permitisse que o torque atingisse 160% do torque nominal por exemplo.
É também normal que o inversor opere o motor numa velocidade acima da
velocidade síncrona como, por exemplo, 200% da velocidade nominal.
O conversor de freqüência não consegue fornecer uma tensão maior que a
tensão de alimentação o que leva a um declínio da relação tensão - freqüência se
a velocidade nominal for excedida. O campo magnético enfraquece e o torque
gerado pelo motor cai na razão de 1/n.
37
Figura 16 - Torque e sobretorque do motor
A corrente máxima de saída do conversor se mantém constante. Isso leva a
uma potência constante de saída mesmo com velocidades acima de 200%.
Figura 17 - Performance do motor
9. O software de configuração
Na especificação dos painéis de acionamento dos motores do misturador foi
solicitado o fornecimento de um software de monitoramento, configuração e auxílio
38
no start up, assim com a aquisição dos painéis o software fornecido foi o
DriveWindow Light, que é uma versão com menos recursos que a DriveWindow,
mas que porém nos atende em nossas necessidades, como edição e
monitoramento de parâmetros como tensão de campo, corrente de campo,
temperatura interna do painel, temperatura da ponte de tiristores, giro do motor,
etc.
10. Controlador lógico programável
10.1 Introdução
O
Controlador
Lógico
Programável,
ou
simplesmente
CLP,
tem
revolucionado os comandos e controles industriais desde seu surgimento na
década de 70. Antes do surgimento dos CLP’s as tarefas de comando e controle
de máquinas e processos industriais eram feitas por relés eletromagnéticos,
especialmente projetados para este fim.
10.2 Vantagens do uso de controladores lógicos programáveis
Os CLP apresentam vantagens explícitas em relação aos antigos circuitos
elétricos, dominantes até a sua adoção. Os avanços da microeletrônica, da
engenharia de produtos e do desenvolvimento de software permitiram os
seguintes benefícios:
- Ocupam menor espaço;
- Requerem menor potência elétrica;
- Podem ser reutilizados;
- São programáveis, permitindo alterar os parâmetros de controle;
- Apresentam maior confiabilidade;
- Manutenção mais fácil e rápida;
- Oferecem maior flexibilidade;
- Apresentam interface de comunicação com outros CLPs e computadores
de controle;
- Permitem maior rapidez na elaboração do projeto do sistema.
39
10.3 Funcionamento de um controlador lógico programável
No momento em que é ligado o CLP executa uma série de operações pré programadas, gravadas em seu Programa Monitor:
- Verifica o funcionamento eletrônico da C.P.U., memórias e circuitos
auxiliares;
- Verifica a configuração interna e compara com os circuitos instalados;
- Verifica o estado das chaves principais (RUN / STOP, PROG, etc.);
- Desativa todas as saídas;
- Verifica a existência de um programa de usuário;
- Emite um aviso de erro caso algum dos itens acima falhe.
O CLP lê os estados de cada uma das entradas, verificando se alguma foi
acionada. O processo de leitura recebe o nome de Ciclo de Varredura (Scan) e
normalmente é de alguns micro - segundos (scan time).
Após o Ciclo de Varredura, o CLP armazena os resultados obtidos em uma
região de memória chamada de Memória Imagem das Entradas e Saídas. Ela
recebe este nome por ser um espelho do estado das entradas e saídas. Esta
memória será consultada pelo CLP no decorrer do processamento do programa
do usuário.
O CLP ao executar o programa do usuário, após consultar a Memória
Imagem das Entradas, atualiza o estado da Memória Imagem das Saídas, de
acordo com as instruções definidas pelo usuário em seu programa.
40
‘
INICIALIZAÇÃO
VERIFICAR ESTADO DAS ENTRADAS
TRANSFERIR PARA A MEMÓRIA
CICLO DE
VARREDURA
COMPARAR COM O
PROGRAMA DO USUÁRIO
ATUALIZAR AS SAÍDAS
Figura 18 – Funcionamento de um CLP num diagrama de blocos
O CLP que recebe, processa e envia os sinal referentes ao painel do
misturador é um SLC500 da Rockwell e o programa utilizado para sua
programação é o RSLogix 500.
O CLP recebe sinais digitais e analógicos que iremos descrever aqui
sucintamente.
Dos sinais analógicos que o CLP recebe, um dos mais importantes é o de
referencia de velocidade, que nada mais é do que uma saída de corrente que
varia de 4 a 20 mA do conversor que varia conforme a velocidade do motor, sinal
esse que é tratado pelo CLP e é enviado para o supervisório para informação do
operador.
Dos sinais analógicos que o CLP envia ao conversor, devemos destacar a
referencia de velocidade de 4 a 20 mA que varia de acordo com o comando do
operador que tem como base a velocidade de pedido de máquina.
41
Para a partida do misturador o CLP tem alguns interloques que são feitas
por entradas e saídas digitais que servem para proteger tanto o operador, quanto
a parte material de transbordo ou de acidentes, podemos citar alguns:
- Para que se possa dar a partida no motor, é necessário que a correia
anterior ao misturador que o abastece esteja rodando a correia posterior a ele
também esteja rodando, para que se evite transbordo de material na calha de
saída e não haja escoamento.
- Outro interloque importante e que não deixa o motor partir é o retorno de
sinal de indicação dos motores de refrigeração rodando, isso acontece para que
não haja o perigo do motor do misturador rode sem refrigeração, podendo queimálo.
- Para que o motor possa rodar é necessário que a indicação de fluxo de
óleo de lubrificação dos mancais do tambor do misturador esteja ativada,
evidenciando que a lubrificação está sendo feita e evitando que o mancal seja
arrastado por falta de lubrificação.
11. Custo
Tendo-se em vista que cada painel teve o custo de R$ 100.000,00 e que
cada Hh da contratada custa a empresa cerca de R$ 35,00 e que utilizamos 4
homens por 8 horas diárias numa reforma geral de 5 dias para preparação e mais
5 dias de montagem na sinter 4, teríamos o custo de R$ 8.400,00 só de mão de
obra e R$ 108.400,00 no total para o painel da sinter 4. Porem na sinter 3, haviase a necessidade de substituição de um trecho de cabeamento do painel até o
motor devido a sinais de fuga de corrente por baixa de isolamento, então
adicionando-se R$ 80.000,00 de cabeamento e R$ 20.000,00 de bandejamento e
o mesmo tempo de preparação, porém com 7 dias de montagem devido as extras,
temos R$ 213.440,00 de custo final do painel da sinter 3, totalizando R$
321.840,00 para os 2 painéis, tendo em vista que está inserido nesse valor o
treinamento de 8 pessoas in company e o start up dos 2 painéis.
42
11.1 Pay back
O retorno investido em cada sinterização tendo-se em vista que da média
adotada de 6 horas de parada e que com a parada de uma das sinterizações
podemos dizer que destas 6 horas de parada anual, 4 horas serão utilizadas
pelota na falta de sinter no alto forno, assim podemos contabilizar essas 4 horas
para o pagamento do painel e a diferença entre o valor do sinter produto utilizado
no alto forno e a pelota que é comprada externamente para a substituição do
sinter em caso de parada é de R$ 80,00.
Então teremos na sinter 3 que tem uma produção de 260t/h :
R$ 80,00 X 4 horas X 260t/h = R$ 83200,00
Tendo-se em vista que o custo total do painel foi de:
Cabeamento:
R$ 80.000,00
Bandejamento:
R$ 20.000,00
Mão de obra contratada:
R$ 13.440,00
Painel:
R$ 100.000,00
R$ 213.440,00
Com o custo total de R$ 213.440,00, dividindo-se pelo valor economizado
com a substituição do painel de R$ 83.200,00, temos um pay back de 2 anos e 7
meses para o pagamento total deste painel.
Assim, como temos na sinter 4 uma produção de 300t/h :
R$ 80,00 X 4 horas X 300t/h = R$ 96.000,00
Tendo-se em vista que o custo total do painel foi de:
Mão de obra contratada:
R$
8.400,00
Painel:
R$ 100.000,00
R$ 108.400,00
43
Com o custo total de R$ 108.400,00, dividindo-se pelo valor economizado
com a substituição do painel de R$ 96.000,00, temos um pay back de 1 anos e 2
meses para o pagamento total deste painel.
12. Ganhos ergonômicos
Antes da instalação do painel de acionamento do misturador, o controle do
mesmo era feito através de um painel com botoeiras que ficava na área próximo
ao motor, no qual ficavam tanto os comandos de liga e desliga quanto os de
variação de velocidade do motor e indicação de velocidade, no qual o operador
ficava exposto a problemas posturais, intempéries e altas temperaturas.
Após a substituição do painel, todos esses comandos foram inseridos as
entradas e saídas digitais e analógicas do CLP que fez com que todas essas
operações fossem feitas pelo operador através do supervisório na sala de controle
em temperatura controlada, retirando o operador de situações incomodas,
elevando seu moral e contribuindo para a satisfação do colaborador.
13. Conclusão
Dentre os tantos ganhos que foram obtidos, podemos destacar a facilidade
de diagnose de falhas, indicação de alarme antes que as falhas aconteçam, maior
confiabilidade no sistema, tendo em vista que o sistema é totalmente novo e que
existem sobressalentes atualmente no mercado, a facilidade em que o operador
atualmente tem em lidar com a operação do equipamento, tendo em vista que a
interface homem máquina é muito fácil e totalmente amigável, a parametrização
do painel é feita sem a necessidade de parada do motor, tomando gráficos e
tendências evidenciando falhas antes que elas aconteçam, a melhoria no
monitoramento da proteção do motor contra sobrecargas, variações de tensão,
partidas e paradas do motor em rampa, evitando sobrecorrentes, redução do
numero de sobressalentes devido aos dois painéis serem iguais com exceção na
parametrização de dados do motor, maior segurança ao operador e ao eletricista
que intervem em caso de manobras ou falhas e ao que acreditamos ser um dos
44
mais importantes que foi a aquisição de “know-how”, tendo em vista que no start
up do primeiro painel foi feito em 3 dias, entre parametrização, ajustes, ligação de
cabos ao motor e no segundo, o start up foi feito em apenas 1 dia e meio, com
todas as ligações e testes de controle feitas por nosso pessoal, inclusive
parametrização (que foi feita com um motor de menor potência, devido ao motor
do misturador estar rodando) e quando o pessoal da empresa contratada para
fazer o start up do painel chegou, só foi necessário a ligação dos cabos de
potencia ao motor e a modificação dos parâmetros de placa do motor.
45
14. Referência bibliográfica
1 - Controle da Qualidade Total – Armand Feigembaum – Makron Books, 1984
2 - Dados técnicos das Sinterizações – Apostila CSN.
3 - Fundação Chi Ottonio, TQC – Controle da Qualidade Total – Vicente Falconi
Campos UFMG, 1992.
4 - Catálogo Técnico de Conversores de Freqüência DCS 800 da ABB Brasil.
5 – Norma Regulamentadora - 10
6 - Catálogos de motores CC <www.siemens.com.br>
7 - Niskier, Julio. Macintyre, A.J. Instalações elétricas.
8 - Acionamento microcontrolado de um motor CC com frenagem regenerativa Universidade Federal Do Espírito Santo Centro Tecnológico Departamento De
Engenharia Elétrica - Projeto De Graduação - Leandro Del-Puppo, Eduardo
9 – Eletrônica de Potência – Pomílio, J. A.
46
ANEXO 1
Tab. I - Graus de proteção contra a penetração de objetos sólidos
Numeral
0
1
2
3
4
5
6
Descrição sucinta do grau de proteção
Não protegido
Protegido contra objetos sólidos de Ø 50 mm e maior
Protegido contra objetos sólidos de Ø 12 mm e maior
Protegido contra objetos sólidos de Ø 2,5 mm e maior
Protegido contra objetos sólidos de Ø 1,0 mm e maior
Protegido contra poeira
Totalmente protegido contra poeira
Tab. II - Graus de proteção contra a penetração de água
Numeral
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Descrição sucinta do grau de proteção
Não protegido
Protegido contra gotas d'água caindo verticalmente
Protegido contra queda de gotas d'água caindo verticalmente
com invólucro inclinado até 15°
Protegido contra aspersão d'água
Protegido contra projeção d'água
Protegido contra jatos d'água
Protegido contra jatos potentes d'água
Protegido contra efeitos de imersão temporária em água
Protegido contra efeitos de imersão contínua em água
47