Um modelo para automação de processos dosadores

Luiz Alberto Oliveira Lima Roque
Mestre em Engenharia de Computação, Doutorando em Engeª de Reservatórios e
Modelagem Computacional Instituto Federal Fluminense – Campus Macaé

Raphael Gebhardt dos Santos Martins
Graduando em Engenharia de Controle e Automação Instituto Federal Fluminense – Campus Macaé

Resumo
Empresas farmacêuticas necessitam de métodos para
determinar exatamente a concentração de medicamentos
presentes em cada comprimido. Fabricantes de sucos,
cervejas, iogurtes, refrigerantes e demais bebidas precisam
de meios que os permitam selecionar o volume correto de
cada um dos líquidos presentes nos respectivos recipientes.
Cafeicultores devem assegurar a dosagem adequada de
café moído em cada um de seus recipientes. Piscicultores
carecem de ferramentas que possibilitem alimentação periódica
de peixes, segundo parâmetros que considerem o
peso dos nutrientes. Analogamente, granjas e canis demandam
de procedimentos que os permitam fornecer, às suas
aves e cães, volumes precisos de líquidos e ração, segundo
frequência previamente ajustada. A dosimetria tem por objetivo
selecionar a quantidade adequada de determinada
substância, e constitui atividade relevante em diversos processos
industriais. Para realizar a automação do funcionamento
de um dosador são necessários motores, recipientes,
válvulas, e sensores, além de blocos lógicos, temporizadores
e contadores. Essas funções são conseguidas através
de controladores lógicos programáveis (CLP) e de sistemas
supervisórios. A linguagem Ladder é utilizada na programação
dos controladores, constituindo um dos pilares da
Engenharia de Automação. Sistemas supervisórios permitem
que sejam monitoradas informações de processos, enquanto
os CLP são responsáveis pelo controle e aquisição
de dados. Vive-se numa época onde a automação de processos
é utilizada numa escala crescente, a fim de proporcionar
maior qualidade, elevar produtividade e aperfeiçoar
as atividades a que se propõe. Dessa forma, um dosador
automático permitirá melhor desempenho e eficiência aos
processos em que for utilizado. Considerando a vasta gama
de aplicações supracitadas, este trabalho tem por objetivo
propor um modelo para automação de processos dosadores,
utilizando para tal fim a linguagem de programação
Ladder e os sistemas supervisórios.

Conversor de frequência para acionamento de motores com cabos
longos

Diogo Brum Cândido, Paulo José Torri
WEG Automação

Resumo
Possíveis sobretensões inerentes a utilização da modulação
PWM em conversores de frequência aplicados ao
acionamento de motores de indução por meio de cabos
longos têm se mostrado uma das restrições de projeto em
aplicações de plataformas petrolíferas. Outro fator restritivo
ao uso de inversores de frequência podem ser os níveis de
distorção harmônica total (DHT) na corrente de entrada, o
qual é proveniente do processo de retificação normalmente
implementado por um retificador 6 pulsos. Como alternativa
de solução para as características citadas anteriormente, o
artigo apresenta a utilização de um filtro senoidal entre o
conversor de frequências e o motor, de modo a minimizar os
efeitos da sobretensão causada pelo fenômeno da reflexão
em cabos longos. Para o problema relacionado aos níveis de
DHT, baseado na comparação da redução efetiva dos níveis
de DHT para retificadores 6, 12, 18 e 24 pulsos, sugere-se
a utilização de um retificador 18 pulsos, pois se obtém uma
redução efetiva dos níveis de DHT. Por fim, resultados de
simulação e experimentais validam as análises teóricas dos
dois assuntos principais abordados no presente artigo.

Por um CIP mais sustentável

Thiago Arruda
Engenheiro de Soluções – Mercado de Alimentos e Bebidas da Schneider Electric

Resumo
Diante do ritmo do crescimento populacional, a Organização
de Pesquisa da Comunidade Científica e Industrial
(CSIRO) estima que até o ano de 2050 a população
mundial será de 9 bilhões de pessoas. Esse desenvolvimento
se torna ainda mais impactante se considerarmos
que boa parte dos moradores passará a ter um poder
aquisitivo maior e, consequentemente, consumirá mais.
Além disso, também é fato que todos os recursos globais
(energia, água, etc) estão sendo utilizados de forma acelerada
nos últimos anos. Outro ponto de alerta: a terra
disponível para a agricultura está diminuindo. E o reflexo
de toda essa evolução acelerada trará fortes alterações climáticas
adversas.
Demanda Global alimentos - consumo x anos
Source: CSIRO – Sustainable Food Manufacturing – Challenges
and Opportunities, June 2010
Com a pressão de um crescimento produtivo para
suportar a demanda, rapidamente pode-se pensar que
essa expansão está diretamente atrelada a fatores de
construção de novas fábricas, a compra de máquinas
e ao aumento de equipe. Mas, antes de se tomar decisões
importantes como essas, é preciso uma análise
detalhada e minuciosa e um estudo aprofundado da
planta a fim de otimizar os recursos e procedimentos já
existentes. Alguns pontos que devem fazer parte desse
levantamento são: como está a relação consumo x produção?
Qual a capacidade de produção se comparada
a outras plantas do mesmo perfil e porte? Qual o número
de perdas e erros operacionais? Qual a qualidade
do produto?
Para ajudar os fabricantes das indústrias de alimentos
e bebidas a responder a essas perguntas se torna essencial
uma consultoria. É o ponto de partida para o aperfeiçoamento
dos procedimentos existentes e seus ativos.
Uma das formas de se aumentar a disponibilidade da
planta é uma auditoria no CIP (do inglês Clean In Place -
limpeza no lugar).

Rede AS-i e seus benefícios para a indústria de alimentos e bebidas

Bruno Lupetti
Pepperl+Fuchs Brasil

Resumo
Nos dias de hoje, ainda é possível se deparar com
projetos de novas plantas produtivas concebidos com tecnologia
chamada ponto-a-ponto, ou seja, sem a utilização
de redes industriais. Entretanto, ao se analisar alguns casos
mais afundo, é possível perceber que esta economia não é
tão econômica assim.
Os benefícios que as redes industriais trazem hoje em
dia são inúmeros, uma vez que se tratam de soluções mais
atuais, que envolvem mais tecnologia e que, por sua vez,
aumentam a confiabilidade na comunicação e promovem
serviços de diagnóstico/manutenção preventiva
Um dos maiores desafios ou principal dificuldade encontrada
hoje pelos engenheiros de projeto está relacionada
à escolha de qual rede industrial utilizar, tendo em vista
a diversidade de soluções existentes atualmente: Profibus,
Profinet, DeviceNet, Ethernet, etc.
Desta forma, gostaria de abordar uma rede simples e
confiável, muito comum na automação dos setores de alimentos
e bebidas e que pode ser utilizada em conjunto
com todas as outras redes citadas anteriormente, a rede ASi.
Para aqueles que nunca ouviram falar desta rede, tratase
da Actuator Sensor Interface (Interface entre Atuadores
e Sensores, traduzindo para o português) que tem como
principal objetivo simplificar a instalação e a troca de sinais
entre sensores e atuadores instalados no nível de chão de
fábrica com o sistema de controle (PLC).

Uma estratégia avançada de controle para a unidade de destilação
alcoólica

Marcus V. Americano da Costa Fº , Daniel M. Lima, Julio E. Normey Rico
Departamento de Automação e Sistemas – Universidade Federal de Santa Catarina

Resumo
O processo de destilação tem um papel significativo na
usina alcooleira, dado que essa etapa da planta consome
grande parte da energia utilizada na produção. No entanto,
infelizmente, é muito comum uma operação inadequada
dos sistemas de controle das colunas de destilação, causando
um consumo energético nos condensadores e refervedores
acima do necessário. Além disso, as vazões elevadas de líquido
e vapor comprometem a qualidade do produto. É nesse
sentido que este trabalho aborda o estudo e análise do desempenho
do processo de destilação de uma usina de etanol,
tendo como principais objetivos a minimização do custo
operacional e o aumento da produtividade da unidade, a
partir da implementação de sistemas de controle.

Controle de nível utilizando algoritmo PID implementado no CLP

Felipe Martins Guimarães, Nataniele Thaís do Nascimento, Alexandre Baratella Lugli, Yvo Marcelo C. Masselli
Instituto Nacional de Telecomunicações – Inatel

Resumo
O controle PID é utilizado em sistemas dinâmicos,
onde é responsável por manter o valor de saída igual ao
valor ajustado pelo usuário. Ele é aplicado em sistemas de
controle de velocidade, temperatura, nível, entre outros. O
controle é realizado através dos parâmetros proporcional,
integral e derivativo. Este artigo apresenta os conceitos de
controlador PID e uma das formas mais utilizadas para o
cálculo dos parâmetros de controle, a função Auto tuning.
Em seguida é apresentado um projeto de controlador PID,
implementado no CLP para o controle de uma planta de
nível.