Esteira Seletora Por Sensor Magnetico

Sumário

1. Introdução

2. Desenvolvimento

2.1 Estrutura mecânica

2.2 Eixo Guia

2.3 Eixo Movido (Transmissão)

2.4 Mancal

2.5 Transmissão

2.5.1 Polias sincronizadoras

2.5.2 Correia Dentada

2.5.3 Motores Elétricos

2.6 Cálculos da Transmissão

2.7 Eletroímã e Eletromagnetismo

2.7.1 Indução Magnética

2.7.2 Substâncias Ferromagnéticas

2.7.3 Substâncias Paramagnéticas

2.7.4 Substâncias Diamagnéticas

2.7.5 Substâncias Ferrimagnéticas

2.7.6 Eletroímã

2.7.7 Desenvolvimento do Eletroímã

2.7.8 Resultados e Conclusões do Desenvolvimento

3. Componentes Elétricos e Eletrônicos

3.1 Fontes Elétricas

3.2 Relés

3.3 Controlador Lógico Programável (CLP)

3.4 Interface Homem Máquina (IHM)

3.5 Sensores

3.6 Esquema elétrico

4. Fluxograma Funcionamento

5. Programação

6. Lista de Materiais

7. Conclusão

1. Introdução

A proposta deste trabalho é o desenvolvimento de uma esteira seletora que atra-

vés de eletroímãs irá retirar do processo produtivo particulas ou objetos ferromagné-

ticos da esteira transportadora, descontaminando seu produto ou evitando danos ao

equipamento.

Aumentando o nivel de segurança do envaze de produtos, será evitado possíveis

processos e indenizações por problemas nos produtos, assim fará que sua marca e

produto ganhem credibilidade e mercado nos pontos finais de vendas.

2. Desenvolvimento

No decorrer do curso de automação várias opções de projetos surgiram e foram

amplamente discutidas em nosso grupo, e com o auxilio do orientador optamos pela

esteira seletora com utilização de eletroímãs.

Este projeto que tem a ênfase no eletromagnetismo, pelo fato de desenvolver-

mos os eletroímãs utilizados no projeto.

Outra vantagem, esteiras transportadoras são largamente utilizadas no processo

produtivo de fabricas e indústrias. Devido a sua variedade de opções, mobilidade,

rapidez e custo no transporte de produtos.

A perspectiva é de obter no final do projeto uma esteira com suas partes, estrutu-

ra mecânica, componentes mecânicos, sensores, eletroímãs, motores, CLP, IHM,

montagem elétrica, plenamente em funcionamento comandando de maneira auto-

matizada todo o processo com o mínimo de interferência humana no processo.

2.1 Estrutura mecânica

Estrutura mecânica construída com tubos

quadrado 20x20 mm. Todas as junções soldadas.

Estrutura mecânica

Figura 1 - Estrutura Mecânica

Estrutura mecânica construída com tubos de aço trefilados com costura

quadrado 20x20 mm. Todas as junções soldadas.

Figura 2 - Estrutura Mecânica Fabricada

trefilados com costura perfil

2.2 Eixo Guia

Eixo guia da esteira, fabricado em aço 1020, mancais aço 1020, rolamento

6004ZZ, anel elástico.

Figura 3 - Eixo guia


Figura 4 - Eixo Guia Fabricado


2.3 Eixo Movido (Transmissão)

Eixo movido da esteira, fabricado em aço 1020, mancais aço 1020, rolamento

6004ZZ, anel elástico, polia sincronizada passoT10 código T10/40 Tipo 6FW.

Eixo Movido (Transmissão)

Figura 5 - Eixo Movido


polia sincronizada passoT10 código T10/40 Tipo 6FW.

Figura 6 - Eixo Movido Fabricado


polia sincronizada passoT10 código T10/40 Tipo 6FW.

2.4 Mancal

Mancal fabricado em aço 1020

Figura 7 - Mancal

Mancal fabricado em aço 1020 oferece suporte para os eixos da esteira.

Figura 8 - Mancal Fabricado

oferece suporte para os eixos da esteira.

2.5 Transmissão

Figura 9 - Transmissão

O sistema de transmissão utilizado é composto por duas engrenagens sendo

uma motora de 46 mm de diâmetro com 78 RPM fixada no motor, e a engrenagem

movida fixada no eixo da esteira com 125 mm de diâmetro.

2.5.1 Polias sincronizadoras

Estas polias são amplamente empregadas nas

grandes torques e boa velocidade com

namento de peças devido ao sincronismo de seus dentes.

Polias sincronizadoras

Figura 10 - Polias Sincronizadoras

Estas polias são amplamente empregadas nas indústrias, por transmitirem

grandes torques e boa velocidade com a possibilidade de ajustes finos no posici

namento de peças devido ao sincronismo de seus dentes.

Figura 11 - Catálogo de Polias

, por transmitirem

a possibilidade de ajustes finos no posicio-

2.5.2 Correia Dentada

Correia sincronizadora em PU linha megapower T10 Largura 16 mm Compr

mento calculado 790, código para compra 810.

Correia Dentada

Figura 12 - Modelos de Correia Dentada

Figura 13 - Catálogo de Correias

Correia sincronizadora em PU linha megapower T10 Largura 16 mm Compr

mento calculado 790, código para compra 810.

Correia sincronizadora em PU linha megapower T10 Largura 16 mm Compri-

2.5.3 Motores Elétricos

Figura 14 - Modelos de Motores de Limpador de Para-brisa Bosch

Por ser uma opção de baixo custo para o projeto utilizamos 02 dois motores

de para-brisa da Bosch Modelo CHP comprados em um desmanche.

Motorredutor Tipo CHP

Características Técnicas

Tensão dos Motores: 12 VCC ou 24 VCC

Consumo Nominal: 7.5 A (Conforme torque)

Torque/Opções: 7 a 14 Nm (Torque máx.)

Sentido de Giro: L/R

Velocidades: 1 ou 2

Rotações máximo: 78 a 100 rpm

2.6 Cálculos da Transmissão

D1 = ø 46 mm D2 = ø 125 mm N1 = 78 RPM N2 = XX RPM

Sendo:

D1 = Polia Motora

D2 = Polia Movida

N1 = Rpm do Motor

N2 = Rpm da Polia Movida

Relação de Transmissão:

� = �1

�2=

46

125=

1

2,72= 0,37

Calculo para RPM da polia movida, eixo da esteira:

�2 =�1��1

�2= 46�78

125= 28��

Ou

�2 = ��1 = 0,37�78 = 28��

Calculo para velocidade linear da esteira:

� = ��2��2 = ��0,125�28 = 3,5�/��

2.7 Eletroímã e Eletromagnetismo

O eletromagnetismo é o estudo da coexistência da Eletricidade e do Magnetismo.

Sempre que houver movimento de cargas elétricas o magnetismo estará presente.

Quando uma corrente elétrica percorre um fio condutor é gerado em sua volta um

campo magnético.

Figura 15 - Linhas de Força do Campo Magnético

2.7.1 Indução Magnética

É o fenômeno de imantação de um material provocada pela proximidade de um

campo magnético.

Quando uma barra de ferro se aproxima do pólo de um ímã, apresentará polari-

dade magnética instantaneamente, sendo que sua parte mais próxima do ímã terá

polaridade oposta a este, e que a outra parte terá a mesma polaridade, e então ha-

verá atração entre eles.

Figura 16 - Indução Magnética

As substâncias são classificadas em quatro grupos quanto ao seu comportamento

magnético: ferromagnéticas, paramagnéticas, diamagnéticas e ferrimagnéticas.

2.7.2 Substâncias Ferromagnéticas

Seus imãs elementares sofrem grande influência do campo magnético indutor.

De modo que, eles ficam majoritariamente orientados no mesmo sentido do campo

magnético aplicado e são fortemente atraídos por um ímã. Exemplos: ferro, aços

especiais, cobalto, níquel, e algumas ligas (alloys) como Alnico e Permalloy, entre

outros. A figura ilustra o comportamento das substâncias ferromagnéticas.

Figura 17 - Substância Ferromagnética

2.7.3 Substâncias Paramagnéticas

Seus imãs elementares ficam fracamente orientados no mesmo sentido do campo

magnético indutor. Surge, então, uma força de atração fraca entre o imã e a subs-

tância paramagnética. Exemplos: alumínio, manganês, estanho, cromo, platina, pa-

ládio, oxigênio líquido, etc. A figura ilustra o comportamento das substâncias para-

magnéticas.

Figura 18 - Substância Paramagnética

2.7.4 Substâncias Diamagnéticas

Substâncias Diamagnéticas são aquelas que quando colocadas próximas a um

campo magnético indutor proveniente de um imã, os seus imãs elementares sofrem

uma pequena influência, de modo que eles ficam fracamente orientados em sentido

contrário ao campo externo aplicado. Surge, então, entre o imã e a substância dia-

magnética, uma força de repulsão fraca. Exemplos: cobre, água, mercúrio, ouro, pra-

ta, bismuto, antimônio, zinco, etc. A figura ilustra o comportamento das substâncias

diamagnéticas.

Figura 19 - Substância Diamagnéticas

2.7.5 Substâncias Ferrimagnéticas

O ferrimagnetismo permanente ocorre em sólidos nos quais os campos magnéti-

cos associados com átomos individuais se alinham espontaneamente, alguns de

forma paralela, ou na mesma direção (como no ferromagnetismo) e outros geralmen-

te antiparalelos, ou emparelhados em direções opostas, como ilustram a figura.

Figura 20 - Substância Ferrimagnética

O comportamento magnético de cristais de materiais ferrimagnéticos pode ser

atribuído ao alinhamento paralelo; o efeito desses átomos no arranjo antiparalelo

mantém a força magnética desses materiais geralmente menor do que a de sólidos

puramente ferromagnéticos como o ferro puro.

2.7.6 Eletroímã

Um eletroímã é formado por bobina de fio condutor enrolado em espiras sobre

um núcleo de ferro doce, no qual se faz circular uma corrente.

O efeito do núcleo é aumentar o campo magnético em virtude de grande perme-

abilidade do ferro (B = µ H).

A polaridade de um eletroímã se determina pelas regras dadas para obter a pola-

ridade dos solenóides. Como o núcleo é geralmente de ferro doce, que retém muito

pouco magnetismo depois que a corrente é interrompida, a polaridade de um eletro-

ímã pode ser facilmente invertida mediante a inversão da corrente.

Os eletroímãs são empregados em larga escala, para todos os fins; campainha,

telefone, relé, válvulas solenóides, e acionamento de diversos sistemas.

Regras para determinar a polaridade de um solenóide, segurando-se o enrola-

mento com a mão direita, de maneira que o dedo indicador aponte no sentido da

corrente, o pólo norte estará no sentido do dedo polegar, figura (a).

Figura 21 - Sentido do Campo

Na figura (b) temos um solenóide em corte transversal mostrando as linhas de

força magnética de cada espira em seu interior, sentido da direita para esquerda, ou

seja, do pólo sul para o norte, somando-se.

Podemos obter um campo magnético muito intenso se enrolarmos o fio de

modo a formar uma bobina, desta forma o campo magnético se concentrará no seu

interior, transformando seu núcleo (metal ferroso) temporariamente em um eletroí-

mã.

Figura 22 - Linhas de Campo no Eletroímã

A força de atração depende de vários fatores, entre eles a intensidade da cor-

rente, o número de espiras da bobina, o comprimento do núcleo, etc.

Os dois fatores básicos e importantes; corrente e número de espiras apresen-

tam limitações:

Se a corrente for muito intensa é gerado calor (por efeito Joule) e a bobina

pode “queimar”.

Se tivermos muitas espiras, o fio será longo e terá uma resistência que influirá

na corrente, reduzindo-a.

Com base nas informações obtidas nas pesquisas realizadas, desenvolvemos

um eletroímã, descrito nas próximas páginas.

2.7.7 Desenvolvimento do Eletroímã

Utilizamos barra roscada M12, arruelas, porcas e papel isolante para base do

eletroímã.

Desenvolvimento do Eletroímã

Figura 23 - Croquis do Eletroímã

Figura 24 - Fabricação da Base do Eletroímã



Utilizado 52 metros de fio esmaltado AWG 21, temos a imagem da

camada com 69 espiras.

Temos nesta imagem a bobina com 52 metros de fio esmaltado com 12 c

madas e aproximadamente 830

Figura 25 - Primeira Camada de Espiras da Bobina

Utilizado 52 metros de fio esmaltado AWG 21, temos a imagem da

as.

Figura 26 - Bobina Pronta do Eletroímã

Temos nesta imagem a bobina com 52 metros de fio esmaltado com 12 c

madas e aproximadamente 830 espiras. Tensão aplicada 12vcc.

Utilizado 52 metros de fio esmaltado AWG 21, temos a imagem da primeira

Temos nesta imagem a bobina com 52 metros de fio esmaltado com 12 ca-

2.7.8 Resultados e Conclusões do Desenvolvimento

No decorrer de seu desenvolvimento vários fatores e duvidas para chegar num

ponto comum para sua execução.

Qual o melhor material para usar como núcleo?

Nas pesquisas feitas encontramos: Um Eletroímã consiste de uma bobina enro-

lada em torno de um núcleo de material ferromagnético de alta permeabilidade (ferro

doce, por exemplo) para concentrar o campo magnético. Deste modo construímos o

núcleo da bobina com uma barra roscada M12 de aço 1020, os aços doces são con-

siderados aqueles cuja porcentagem de carbono é muito baixa.

Qual a tensão e corrente a ser aplicada?

A tensão de trabalho sugerida foi de 12V e a corrente que temos disponível em

nossa fonte que suporta no máximo 25A, partindo destas informações começamos

os testes de construção da bobina.

Como construir uma bobina para termos o campo magné tico suficiente pa-

ra nossa aplicação?

Levando em consideração alguns experimentos encontrados na internet e alguns

materiais de pesquisas, escolhemos uma bitola de fio de cobre esmaltado #20 a #28

esta faixa de bitolas é conhecido como fio de campainha ou fio magnético.

Conseguimos comprar aproximadamente 100 metros de fio esmaltado AWG 21

que conforme os cálculos feitos são suficientes para executar a fabricação de duas

bobinas nas dimensões planejadas.

Fabricamos as bobinas conforme o planejado 12 camadas de espiras com 69

espiras cada camada e no total de 828 espiras, até então, apenas teorias e muitas

dúvidas porque não tínhamos a certeza de seu potencial.

Quando ligamos nossas bobinas, enfim podemos obter respostas de maneira

significativa, nossas bobinas geraram um campo magnético satisfatório. Mas um

problema que já descrevemos anteriormente, a corrente começa a subir ficando mui-

to intensa e após algum tempo o calor gerado (por efeito Joule) pode queimar ou

entrar em curto a bobina, pois a camada de verniz protetor deixa de isolar os fios.

Outro problema encontrado é o material de pesquisa que tem pouca ênfase em

construção de eletroímãs, geralmente voltado para cálculos de bobinas (indutores).

As experiências encontradas na internet nos dizem para construir bobinas até

chegar a um resultado esperado o que nos leva a outros problemas o tempo e custo

para seu desenvolvimento.

O custo do fio esmaltado é elevado devido há quantidade exigida, o material do

núcleo demanda tempo de pesquisa e até mesmo a necessidade de usinagem de

peças para testar materiais alternativos para conseguirmos um campo magnético

potente.

Como nosso eletroímã acabou apresentando problemas optamos por utilizar

uma bobina retirada de um contator industrial Siemens modelo 3TH43 série Sirius

com tensão 24vcc que será descrito abaixo.

Figura 27 - Bobina Siemens

Com esta bobina conseguimos atender aos objetivos esperados sem o pro-

blema do efeito Joule (superaquecimento). Apresentando um bom campo magnéti-

co que atrai sem dificuldades materiais ferromagnéticos colocados para teste na es-

teira.

Figura 28 - Montagem Final das Bobinas na Esteira

Na foto anterior apresentamos como as duas bobinas ficaram dispostas para

aproveitar toda a largura da esteira atendendo o projeto proposto.

Os eletroímãs estão fixados a 15 mm da esteira transportadora. Deste modo,

poderemos trabalhar com uma gama variada de produtos.

Através das experiências realizadas para determinar esta distância, concluí-

mos que acima de 15 mm perdemos força de atração não atingindo os objetivos.

Como o sensor óptico está fixo abaixo dos eletroímãs, medidas abaixo de 15

mm dependem do sensor.

3. Componentes Elétricos e Eletrônicos

No processo de automação temos a demanda por componentes elétricos, el

tromecânicos, eletroeletrônicos,

para atender a produção definida.

componentes utilizados neste projeto e entrando em detalhes nos itens releva

tes a este trabalho.

3.1 Fontes Elétricas

Duas fontes de diferentes

uma delas com entrada 220 VCA e saída 24 VCC

cola usada nas bancadas da Festo, usada para alimentar o PLC e IHM, e para ch

vear a bobina do relé.

A outra fonte é uma junção de um transformador

da 12 VCA e 35 VCA com um retificador de sinal alternado para um sinal continuo,

neste caso usamos apenas a

Figura

Componentes Elétricos e Eletrônicos

No processo de automação temos a demanda por componentes elétricos, el

tromecânicos, eletroeletrônicos, que executam todos os processos programados

para atender a produção definida. Deste modo, seguiremos descrevendo os

componentes utilizados neste projeto e entrando em detalhes nos itens releva

Fontes Elétricas

Duas fontes de diferentes tensões foram empregadas neste projeto sendo que

com entrada 220 VCA e saída 24 VCC emprestada do laboratório da e

usada nas bancadas da Festo, usada para alimentar o PLC e IHM, e para ch

Figura 29 - Fonte 24VCC Festo

A outra fonte é uma junção de um transformador com entrada

com um retificador de sinal alternado para um sinal continuo,

neste caso usamos apenas a saída de 12 VCC a qual alimenta os motores.

Figura 30 – Transformador, Dissipador e Retificador 12VCC

No processo de automação temos a demanda por componentes elétricos, ele-

que executam todos os processos programados

descrevendo os

componentes utilizados neste projeto e entrando em detalhes nos itens relevan-

empregadas neste projeto sendo que

emprestada do laboratório da es-

usada nas bancadas da Festo, usada para alimentar o PLC e IHM, e para cha-

com entrada 220 VCA e saí-

com um retificador de sinal alternado para um sinal continuo,

a qual alimenta os motores.

3.2 Relés

Utilizamos uma caixa de rel

escola, e que possui três rel

na parte interna. Usado para fechar os contatos para o funcionamento dos motores.

E um relé do tipo óptoacoplador

uma caixa de relés didático da Festo emprestado do laboratório da

que possui três relés auxiliares com quatro contatos comutadores


ptoacoplador usado para o acionamento do eletroí

Figura 31 - Caixa de relés Festo

Figura 32 - Relé Optoacoplador

emprestado do laboratório da

auxiliares com quatro contatos comutadores cada um


do eletroímã.

3.3 Controlador Lógico Programável (CLP)

O primeiro CLP surgiu na indústria automobilística americana até então um usuá-

rio em potencial dos relês eletromagnéticos utilizados para controlar operações se-

quenciadas e repetitivas numa linha de montagem, especificamente na Hydromic

Division da General Motors, em 1968, devido a grande dificuldade existente para

alterar-se a lógica de controle de painéis de comando a cada mudança na linha de

montagem. Estas mudanças implicavam altos gastos de tempo e dinheiro.

Sob a liderança do engenheiro Richard Morley, foi preparado uma especificação

que refletia os sentimentos de muitos usuários de relês, não só da indústria automo-

bilística como de toda a indústria manufatureira. Os primeiros controladores surgiram

baseados numa especificação resumida a seguir:

• Facilidade de programação;

• Facilidade de manutenção com conceito plug-in;

• Alta confiabilidade;

• Dimensões menores que painéis de Relês, para redução de custos;

• Envio de dados para processamento centralizado;

• Preço competitivo;

• Expansão em módulos;

• Mínimo de 4000 palavras na memória.

A grande vantagem dos controladores programáveis era a possibilidade de re-

programação , permitindo transferir as modificações de hardware em modificações

de software.

Nascia, assim, a indústria de controladores programáveis, hoje com um mercado

mundial estimado em 4 bilhões de dólares anuais, e que no Brasil é estimado em 50

milhões de dólares anuais (dados de 2005).

Com o sucesso do uso dos CLPs na indústria, a demanda por novas funções e

maior capacidade aumentou consideravelmente.

Basicamente, um Controlador Lógico Programável apresenta as seguintes carac-

terísticas:

• Hardware ou dispositivo de controle de fácil e rápida programação, ou repro-

gramação, com a mínima interrupção da produção;

• Capacidade de operação em ambiente industrial;

• Sinalizadores de estado e módulos plug-in de fácil manutenção e substituição;

• Hardware ocupando espaço reduzido e apresentando baixo consumo de e-

nergia;

• Possibilidade de monitoração do estado e operação do processo ou sistema,

através da comunicação com computadores;

• Compatibilidade com diferentes tipos de sinais de entrada e saída;

• Capacidade de alimentar, de forma contínua ou chaveada, cargas que con-

somem correntes de até 2 A;

• Hardware de controle que permite a expansão dos diversos tipos de módulos,

de acordo com a necessidade;

• Custo de compra e instalação competitivo em relação aos sistemas de contro-

le convencionais;

• Possibilidade de expansão da capacidade de memória;

• Conexão com outros CLP’s através de rede de comunicação.

De acordo com (Natale, 2003, p.11), o CLP “É um computador com as mesmas

características conhecidas do computador pessoal, porém, [é utilizado] em uma apli-

cação dedicada [...]” na automação de processos em geral, e no comando numérico

computadorizado (CNC) realiza a automação da manufatura.

Definição segundo a ABNT

O CLP é um equipamento eletrônico digital com hardware e software compa-

tíveis com aplicações industriais.

Definição segundo a Nema (National Electrical Manufactures Association)

Aparelho eletrônico digital que utiliza uma memória programável para arma-

zenamento interno de instruções para aplicações específicas, como lógica, sequen-

ciamento, temporização, contagem e aritmética, para controlar, através de módulos

de entradas e saídas, vários tipos de máquinas ou processos.

Um CLP é um equipamento eletrônico digital que tem por objetivo aplicar fun-

ções específicas de controle e monitoração sobre variáveis de uma máquina ou pro-

cesso.

De forma geral, os controladores lógicos programáveis (CLP’s) são equipa-

mentos eletrônicos de última geração, utilizados em sistemas de automação flexível.

Estes permitem desenvolver e alterar facilmente a lógica para acionamento das saí-

das em função das entradas. Desta forma, podemos utilizar inúmeros pontos de en-

trada de sinal para controlar pontos de saída de sinal (cargas).

As vantagens da utilização dos CLP's, comparados a outros dispositivos de

controle industrial, são:

• Menor espaço ocupado;

• Menor Potência elétrica requerida;

• Reutilização;

• Programável:

• Maior confiabilidade;

• Fácil manutenção;

• Maior flexibilidade;

• Permite interface através de rede de comunicação com outros CLP’s e micro-

computadores;

• Projeto mais rápido.

Todos estes aspectos mostram a evolução da tecnologia, tanto de hardware

quanto de software, o que permite acesso a um maior número de pessoas nos proje-

tos de aplicação de controladores programáveis e na sua programação.

O controlador programável automatiza processos industriais, de sequencia-

mento, inter travamento, controle de processos, batelada, etc.

Este equipamento tem seu uso na área de automação da manufatura e de

processos contínuos.

Praticamente não existem ramos de aplicações industriais onde não poss

mos aplicar os CLP’s. Por exemplo:

• Máquinas industriais (operatrizes, injetoras de plástico, têxteis, calçados);

• Equipamentos industriais para processos ( siderurgia, papel e celulose, petr

química, química, alimentação, mineração, etc);

• Equipamentos para controle de energia (demanda, fator de carga);

• Controle de processos com realização de sinalização, inter

trole PID;

• Aquisição de dados de supervisão em: fábricas, prédios inteligentes, etc;

• Bancadas de teste automático de componentes industriais.

Com a tendência dos CLP’s terem baixo custo, muita inteligência, facilidade

de uso e massificação das apli

cessos e nos produtos. Poderemos encontrá

trônicos, residenciais e veículos.

O CLP utilizado para o controle automático neste projeto é do modelo

30MT da Mitsubishi com as seguintes características:

18 entradas / 2 saídas rápidas e 14 saídas transistor

Comunicação RS 422 com a IHM

Alimentação: 24VCC

Capacidade de programação: 2K Steps

Comunicação RS 422 com o PC

Praticamente não existem ramos de aplicações industriais onde não poss

P’s. Por exemplo:

áquinas industriais (operatrizes, injetoras de plástico, têxteis, calçados);

quipamentos industriais para processos ( siderurgia, papel e celulose, petr

química, química, alimentação, mineração, etc);

quipamentos para controle de energia (demanda, fator de carga);

ontrole de processos com realização de sinalização, inter

quisição de dados de supervisão em: fábricas, prédios inteligentes, etc;

ancadas de teste automático de componentes industriais.


de uso e massificação das aplicações, este equipamento pode ser utilizado nos pr

cessos e nos produtos. Poderemos encontrá-lo em produtos eletrodomésticos, el

trônicos, residenciais e veículos.

O CLP utilizado para o controle automático neste projeto é do modelo

Mitsubishi com as seguintes características:

18 entradas / 2 saídas rápidas e 14 saídas transistor

422 com a IHM

Capacidade de programação: 2K Steps

422 com o PC

Figura 33 - CLP

Praticamente não existem ramos de aplicações industriais onde não possa-

áquinas industriais (operatrizes, injetoras de plástico, têxteis, calçados);

quipamentos industriais para processos ( siderurgia, papel e celulose, petro-

quipamentos para controle de energia (demanda, fator de carga);

ontrole de processos com realização de sinalização, inter travamento e con-

quisição de dados de supervisão em: fábricas, prédios inteligentes, etc;

ancadas de teste automático de componentes industriais.


cações, este equipamento pode ser utilizado nos pro-

lo em produtos eletrodomésticos, ele-

O CLP utilizado para o controle automático neste projeto é do modelo FX-1S-

Figura 34 - CLP Mitsubishi

Figura 35 - CLP Mitsubishi

3.4 Interface Homem

É responsável pela comunicação do operador com o sistema para atuar em varáveis do processo (tais como temperatura, programa ou que se entenda ele.

Existe uma enorme gama de IHMs displays de uma ou dezenas de linhas ou grficos, de acordo com a aplicação e necessidade.

Um ponto forte deste projeto é a utilização do IHM, ou seja, (

Máquina) um componente de interface eletrônica usado para o controle do operador

da esteira. Este tipo de componente é muito usado nas indústrias em todos os tipos

de maquinas, o IHM utilizado

touch screen.

O IHM GT1020 oferece

com 3.7 polegadas e com

em três cores para uma

recem várias características poderosas.

acontece o fundo pode ser

RS422 (LBL e LBD modela)

Interface Homem Máquina (IHM)

É responsável pela comunicação do operador com o sistema para atuar em varáveis do processo (tais como temperatura, pressão, etc.) sem que se interfira com o programa ou que se entenda ele.

Existe uma enorme gama de IHMs displays de uma ou dezenas de linhas ou grficos, de acordo com a aplicação e necessidade.

Figura 36 - Exemplos de IHMs

ponto forte deste projeto é a utilização do IHM, ou seja, (

) um componente de interface eletrônica usado para o controle do operador

ste tipo de componente é muito usado nas indústrias em todos os tipos

M utilizado é da marca Mitsubishi modelo GT1020

oferece uma tela de cristal liquido monocromático luminoso

com a funcionalidade touch screen e com iluminação de fundo

variedade larga de aplicações. Pequeno em dimensões, of

características poderosas. Suportam vários idiomas

acontece o fundo pode ser alterado para vermelho chamando a atenção

LBD modela) para programar sua interface.

É responsável pela comunicação do operador com o sistema para atuar em vari-pressão, etc.) sem que se interfira com o

Existe uma enorme gama de IHMs displays de uma ou dezenas de linhas ou grá-

ponto forte deste projeto é a utilização do IHM, ou seja, (Interface Homem

) um componente de interface eletrônica usado para o controle do operador

ste tipo de componente é muito usado nas indústrias em todos os tipos

modelo GT1020-LBD com tela

monocromático luminoso

iluminação de fundo

Pequeno em dimensões, ofe-

Suportam vários idiomas, e quando um erro

chamando a atenção. Conexão

Figura 37 - Telas e Conexão IHM

Figura 38 - Dimensões IHM

Figura 39 - Especificações do IHM

Figura 40 - Telas Programadas

3.5 Sensores

Utilizamos dois sensores neste projeto, um sensor óptico da marca Sick empre

tado do Professor Pedrosa e um sensor de fim de curso da Festo emprestado do

laboratório da escola.

O sensor de fim de curso foi utilizado para o posicionamento do braço suporte

dos eletroímãs que através de movimento retira os materiais coletados

O sensor de óptico que esta em baixo dos eletroímãs tem a função de identif

car qualquer objeto que os eletroímãs

tema.

Utilizamos dois sensores neste projeto, um sensor óptico da marca Sick empre



os eletroímãs que através de movimento retira os materiais coletados

Figura 41 - Sensor de Fim de Curso

O sensor de óptico que esta em baixo dos eletroímãs tem a função de identif

car qualquer objeto que os eletroímãs atraírem, enviando um sinal e ativando o si

Figura 42 - Sensor Óptico Sick

Utilizamos dois sensores neste projeto, um sensor óptico da marca Sick empres-



os eletroímãs que através de movimento retira os materiais coletados da esteira.

O sensor de óptico que esta em baixo dos eletroímãs tem a função de identifi-

atraírem, enviando um sinal e ativando o sis-

3.6 Esquema elétrico

Figura 43 - Esquema Elétrico 1



4. Fluxograma Funcionamento

Início

Tela de Inicialização

Partida

Detectou um objeto?

Atuador posiciona eletro-ímã para descarte e volta

ao ponto zero.

Detectou 3 peças em 10

minutos?

Atuador posiciona eletro-ímã para descarte e volta

ao ponto zero e o CLP trava o sistema.

Sistema Travado

Operador confere o pro-cesso e clica em reset para reiniciar a esteira.

Fim

S

S

N

N

5. Programação

O programa foi desenvolvido em linguagem LADDER e editado no software pró-

prio da Mitsubishi, o GX DEVELOPER esse software é próprio para equipamentos

da fabricante e feito para vários modelos, entre eles o FX1S, usado no projeto.

O programa segue a seguinte lógica do fluxograma, um botão START na tela

touch screen aciona o funcionamento da esteira e ao detectar um objeto, o programa

manda um sinal ao motor atuador que retira o objeto e o descarta. Um contador de

peças registra e mostra na IHM. Se em um intervalo de 10 minutos o sensor detectar

3 peças, o sistema será travado e será necessário que o operador através da inter-

face RESET o sistema para continuar o processo. As telas do IHM também são pro-

gramadas conforme a necessidade, abaixo as telas desenvolvidas.

INICIALIZAÇÃO

TELA DE OPERAÇÃO

TELA DE HELP >

REFERÊNCIAR

>

START

RESET

OK

0/PEÇAS

>

>

START

RESET

ERRO

3/PEÇAS

6. Lista de Materiais

QTD Descrição Códogo VL Unit VL total 4 Anel Elástico Ø 45 4 Arruelas M12 1 Barra roscada M12 3 Barra Tubo metalon 20 x 20 1 Caixa de relés Festo 1 Chapa compensado 240 x 1500 x 20 1 CLP Mitsubishi FX-1S-30-MT 1 Correia dentada T10 Largura 16 810 1 Eixo Guia 1 Eixo Movido 1 Fonte 220/24v Festo 1 IHM GT-1020 4 Mancais

20 Metros de cabo 1.5 preto 20 Metros de cabo 1.5 vermelho

100 Metros Fio Esmaltado AWG 21 2 Motores de parabrisa Bosch CHP

30 Parafudo allen M6 x 60 1 Polia Sincronizada passo T10 T10/15 -6FW 1 Polia Sincronizada passo T10 T10/40 -6FW 1 Ponte Retificadora 4 Porcas M12 1 Relé óptoacoplador 4 Rolamento 6004 ZZ 1 Sensor Fotoelétrico Sick 1 Transformador 300 W

7. Conclusão

No início as primeiras dificuldades foram relacionadas ao grupo de alunos

quanto há divisão de tarefas, motivação, prazos a serem cumpridos, divergências

esperadas em um grupo de 7 pessoas com visões e experiências diferentes.

Quando começamos a por em prática o planejamento, e a estrutura principal

ficou pronta, nosso projeto começou a andar, neste ponto os desafios estavam em

como fixar os motores e a transmissão, e com muita discussão chegamos a solu-

ções concretas e fomos vencendo as dificuldades.

Parte importante do nosso projeto era desenvolver um eletroímã com campo

magnético suficiente para atender as necessidades, mas como já descrito no item

2.7.8 acabamos por optar por outra solução.

Muitas das dificuldades foram resolvidas na sequência em que apareceram,

pois nosso grupo conta com pessoas experientes em trabalhos em oficinas e até

mesmo automação.

Os itens comprados para este projeto foram poucos e o custo dividido entre o

grupo ficou baixo, vários itens vieram da reciclagem e reaproveitamento, exemplos,

os motores de limpador de para-brisa da Bosch conseguimos no desmanche, trans-

formador 110/220 volts para 12/24 volts desmanche industrial, madeiras, alguns i-

tens emprestados do laboratório da escola, etc.

A utilização de um CLP e um IHM só foi possível graças a colaboração da

empresa de automação industrial de um participante do grupo que emprestou o e-

quipamento para o projeto.

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Esteira Seletora Por Sensor Magnetico