Resumo Revista Robótica 103

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ISSN 0874-9019 9

770874

901000

número 103 | 2.º trimestre de 2016 | Portugal 9.50€ | Diretor: J. Norberto Pires

PUB

ARTIGO CIENTÍFICO · Sistema de Gestão Técnica Aplicado aos Sistemas de Rega · Robot Rover para Exploração do Ambiente Envolvente AUTOMAÇÃO E CONTROLO · Instrumentação e controlo, transdutores e condicionadores de sinal (3.ª Parte) DOSSIER SOBRE AUTOMAÇÃO E ROBÓTICA NA LOGÍSTICA · Armazém Automático - capacidade, performance, custo · O papel da automação na gestão da cadeia de suprimentos · Controlo no Processo de Assemblagem.

Como definir a melhor estratégia? · Nova geração de robots móveis na logística · Bin-picking: para além da manipulação estruturada · Tecnologia RFID na automatização de armazéns CASE STUDY · LusoMatrix – Novas Tecnologias de Electrónica Profissional: MTX-TITAN · RS Components: Dar vida ao Windows 10 IoT Core · Weidmüller – Sistemas de Interface: Sistemas de identificação MultiMark · igus®: “Cabo robótico inteligente antecipa o futuro” ENTREVISTA · “formação e sinónimo de maior qualificação e sucesso”, Siemens

artigo científico Sistema de Gestão Técnica Aplicado aos Sistemas de Rega Robot Rover para Exploração do Ambiente Envolvente

Diretor J. Norberto Pires, Departamento de Engenharia Mecânica, Universidade de Coimbra · norberto@uc.pt

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vozes de mercado A próxima (r)evolução industrial

Diretor-Adjunto Adriano A. Santos, Departamento de Engenharia Mecânica, Instituto Politécnico do Porto · ads@isep.ipp.pt

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sociedade portuguesa de robótica Robótica2016@IPB

Conselho Editorial A. Loureiro, DEM UC; A. Traça de Almeida, DEE ISR UC; C. Couto, DEI U. Minho; J. Dias, DEE ISR UC; J.M. Rosário, UNICAMP; J. Sá da Costa, DEM IST; J. Tenreiro Machado, DEE ISEP; L. Baptista, E. Naútica, Lisboa; L. Camarinha Matos, CRI UNINOVA; M. Crisóstomo, DEE ISR UC; P. Lima, DEE ISR IST; V. Santos, DEM U. Aveiro

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automação e controlo Instrumentação e controlo, transdutores e condicionadores de sinal (3.ª Parte)

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eletrónica industrial Amplificadores Operacionais

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ficha prática de eletrónica Conversores CC-CC elementares

Corpo Editorial Coordenador Editorial: Ricardo Sá e Silva Tel.: +351 225 899 628 · r.silva@robotica.pt Diretor Comercial: Júlio Almeida Tel.: +351 225 899 626 · j.almeida@robotica.pt Chefe de Redação: Helena Paulino Tel.: +351 220 933 964 · h.paulino@robotica.pt

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instrumentação Sensores de proximidade indutivos (2.ª Parte)

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notícias da indústria

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dossier sobre automação e robótica na logística Armazém Automático - capacidade, performance, custo O papel da automação na gestão da cadeia de suprimentos Controlo no Processo de Assemblagem. Como definir a melhor estratégia?

Nova geração de robots móveis na logística Bin-picking: para além da manipulação estruturada Tecnologia RFID na automatização de armazéns

Design Luciano Carvalho · l.carvalho@publindustria.pt Webdesign Ana Pereira · a.pereira@cie-comunicacao.pt Assinaturas Tel.: +351 220 104 872 assinaturas@engebook.com · www.engebook.com

74 78 80 84 86 88 91 94

informação técnico-comercial igus®: Parcerias que aumentam a produtividade Schaeffler Iberia: Nova aplicação PrecisionDesk para rolamentos u-remote da Weidmüller EPL – Mecatrónica & Robótica: Revolução nas soluções internas de transporte e logística LusoMatrix – Novas Tecnologias de Electrónica Profissional: Kyland Zeben – Sistemas Electrónicos: Recolha de dados para transporte seguro Endress+Hauser Portugal: De 0 a 2 milhões Schneider Electric expande gama de Variadores de Velocidade Altivar Process com Altivar 900 para aplicações de serviço intensivo

Colaboração Redatorial J. Norberto Pires, Adriano A. Santos, Ricardo Miguel Borges Sá e Silva, Luís Pires, Pedro Silva, José Lima, Paula Domingues, Manuel Costa, Miguel Beco, Ricardo Caruso Vieira, Vítor M. Ferreira dos Santos, Tiago Carvalho, Simon Duggleby, Carlos Alberto Costa, MXL Fotografia + Imagem, Ricardo Sá e Silva e Helena Paulino Redação, Edição e Administração CIE - Comunicação e Imprensa Especializada, Lda.® Grupo Publindústria Tel.: +351 225 899 626/8 · Fax: +351 225 899 629 geral@cie-comunicacao.pt · www.cie-comunicacao.pt Propriedade Publindústria - Produção de Comunicação Lda.® Empresa Jornalística Reg. n.º 213 163 NIPC: 501777288 Praça da Corujeira, 38 · Apartado 3825 4300-144 Porto Tel.: +351 225 899 620 · Fax: +351 225 899 629 geral@publindustria.pt · www.publindustria.pt

case study 96 LusoMatrix – Novas Tecnologias de Electrónica Profissional: MTX-TITAN 98 RS Components: Dar vida ao Windows 10 IoT Core 100 Weidmüller – Sistemas de Interface: Sistemas de identificação MultiMark 102 igus®: “Cabo robótico inteligente antecipa o futuro” entrevista 104 “formação e sinónimo de maior qualificação e sucesso”, Siemens reportagem 108 Seminário EPLAN Experience – o passaporte para uma maior eficiência 110 9.º Encontro dos Integradores Weidmüller: renovar o ciclo 112 bibliografia 114 produtos e tecnologias

Publicação Periódica Registo n.º 113164 Depósito Legal n.o 372907/14 ISSN: 0874-9019 · ISSN: 1647-9831 Periodicidade: trimestral Tiragem: 5000 exemplares INPI: 365794

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Apoio à capa Parcerias que aumentam a produtividade Cabos especiais para sistemas de aparafusamento robotizados.

Capacidade de fornecimento imediata, sem quantidade mínima de encomenda e sem custos de corte – são estas algumas das vantagens económicas dos cabos de robot chainflex® da igus®.

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FICHA TÉCNICA . SUMÁRIO

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da mesa do diretor A equação da inovação: humanidades e ciências

robótica

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FICHA TÉCNICA

A equação da inovação: humanidades e ciências

J. Norberto Pires

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DA MESA DO DIRETOR

Prof. da Universidade de Coimbra

“Eles não sabem nem sonham, que o sonho comanda a vida, que sempre que um homem sonha, o mundo pula e avança, como uma bola colorida, entre as mãos de uma criança”, dizia António Gedeão na sua “Pedra Filosofal”.

Eu acredito muito no poder da imaginação e da intuição. São fatores distintivos que devem ser devidamente considerados.

muito valor à imaginação e à intuição, tanto ou mais valor do que davam à inteligência, e trabalhavam muito, incansavelmente.

O nosso modelo de ensino considera essencial a acumulação de conhecimento específico, a memorização de informação, e uma certa tendência de análise rigorosa (“científica,” como dizem), muito formal e padronizada, em detrimento do apelo à imaginação e à capacidade de ver mais à frente. As duas coisas são necessárias, e a questão está em saber onde colocar o foco para que encontremos o ponto de equilíbrio.

Albert Einstein é um excelente exemplo. Jogou com a sua intuição e capacidade imaginativa, e grande parte das suas realizações mantêm-se válidas até hoje. Perguntava-se várias vezes quando fazia determinadas suposições ou avaliava certas teorias, se Deus seguiria aquele caminho. James Maxwell escreveu as equações fundamentais sobre o eletromagnetismo. E fê-lo em grande parte por intuição, para manter a simetria entre propagação da luz em matéria e no vazio, usando a sua capacidade de imaginar como deveria ser. Nicola Tesla, para mim o maior inventor de todos os tempos, imaginou como poderia comandar à distância e como criar robots.

E com isso nasceu a “tele-automática” e foram realizadas experiências inovadoras de tele-robótica. O obsessivo John Nash ficava horas a olhar para quadros e paisagens, como se estivesse a imaginar ou a ver mais além, e depois escrevia as suas ideias e propostas. Steve Jobs imaginou um novo mundo e das suas mãos saíram algumas das peças de engenharia mais inovadoras dos últimos 100 anos.

A equação da inovação tem, portanto, de ter estes 4 elementos. Mas em que medida?

Hemingway escreveu um livro fabuloso chamado “O velho e o Mar”. Nele o velho Santiago, que não pescava um simples peixe há 84 dias, tinha nos magníficos olhos azuis o brilho de querer apanhar o maior peixe da sua vida.

Mesmo muito cansado, com um barco a cair de podre, e a vela remendada. E conseguiu, ganhando de novo o respeito de todos. E nós viajamos a Cuba com ele. O Principezinho, de Saint-Exupery, descobriu que afinal mais importante do que navegar, ver e desvendar novas realidades, é importante descobrir o valor das coisas e das pessoas, e que isso exige tempo.

As universidades têm geralmente estas valências todas e podem realizar, com os seus alunos, a fórmula da inovação. Nenhum aluno de ciências ou engenharia deveria poder concluir o seu curso sem estudar a história das ideias, sem ter conhecimentos musicais de alguma valia, sem falar de literatura com alguma profundidade, ou sem ter um curso de escrita criativa. São estímulos à imaginação e à criatividade que me parecem essenciais. Nenhum aluno de humanidades deveria poder concluir o seu curso sem falar de matemática, física, discutir a história do pensamento científico ou estar num laboratório a resolver um problema prático.

O que fazemos é uma mistura de imaginação, intuição, intelecto e trabalho, muito trabalho. Todos os que hoje reconhecemos como génios tinham estas caraterísticas. Davam

Faríamos uma autêntica revolução se trabalhássemos mais na fronteira entre as humanidades e as ciências: porque é lá que mora a inovação. Sejam arrojados nos currículos.

Ricardo Miguel Borges Sá e Silva, Adriano A. Santos Departamento de Engenharia Mecânica, Instituto Superior de Engenharia do Porto Instituto Politécnico do Porto, Portugal {1110053, ads} @isep.ipp.pt

RESUMO A (re)utilização de água surge como uma possível resposta da sua utilização como um recurso hídrico passível de ser usado beneficamente, permitindo a poupança de fontes de água convencionais e aumentando a disponibilidade dos recursos hídricos existentes para finalidades que requerem padrões de qualidade mais exigentes.

Neste trabalho apresenta-se o processo de desenvolvimento de um Sistema de Gestão Técnica (SGT) para o controlo do sistema de rega dos jardins do Instituto Superior de Engenharia do Porto (ISEP) otimizando-se os consumos energéticos do sistema de rega tendo em conta os parâmetros caraterísticos do local a regar bem como o controlo de todo o processo. São ainda apresentados os cálculos de dimensionamentos efetuados relativamente às necessidades hídricas da planta e necessidades de rega, entre outros.

Palavras-Chave: Rega, controlo, PLC, sistema de gestão técnica, SGT, sistemas de gestão de rega, SGR, rega urbana.

1. INTRODUÇÃO Num competitivo e complexo ambiente tecnológico em que vivemos, os computadores assumem um papel importante no tratamento, distribuição e controlo da informação, permitindo um acesso rápido e fácil a esta informação e possibilitando, ainda, a execução de outras funcionalidades mais complexas. Neste sentido, e tirando partido destas possibilidades, foi desenvolvido um sistema de controlo de gestão de rega que pretende dar respostas às perguntas fundamentais que estão na base da decisão da rega: “Quando regar?”, “Como regar?” e “Quanto regar?” as áreas ajardinadas do ISEP, Figura 1. Estas questões são respondidas, não só, através da análise dos aspetos ambientais, nomeadamente de fatores como a água, o clima, o solo e a planta, essenciais para a definição de hidrozonas, mas também através do estudo das condicionantes para a instalação de sistemas de rega eficientes.

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robótica

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artigo científico

Sistema de Gestão Técnica Aplicado aos Sistemas de Rega

Figura 1. Vista aérea das instalações do ISEP.

Assim, e tendo sempre presente o objetivo da gestão eficiente da rega, foram definidas metas para o desenvolvimento deste

trabalho que passavam pelo desenvolvimento de uma Interface Homem Máquina (HMI) em que, a interação será feita com um PLC de forma a permitir a visualização/alteração de variáveis internas do PLC, de acordo com as necessidades do utilizador.

Efetuar o controlo do enchimento dos reservatórios de rega por ação direta sobre as bombas de enchimento e controlo dos respetivos débitos. A análise económica e o controlo dos consumos energéticos correlacionando-os com os ganhos efetivos do SGT e a coleta de dados que possam permitir a realização de análises diárias, mensais e/ou anuais.

2. ASPETOS AMBIENTAIS No plano de gestão da rega, e como já foi referido, os aspetos ambientais são um fator preponderante para a gestão eficiente da rega. Para isso, o conhecimento de fatores como a água, o clima o solo, a planta ou graminha será preponderante para a definição das hidrozonas.

2.1. Fator água A água, sendo um bem cada vez mais escasso, deve ser analisada na perspetiva da sua quantidade e da sua qualidade. A quantidade de água disponível para a planta é o principal fator ambiental a ter em conta para a decisão de rega e todos os restantes fatores estão direta ou indiretamente relacionados com este. A água disponível no solo para a planta vai mover-se desde a sua raiz até às folhas e, quando esta não é suficiente, é necessário manter uma rega saudável para que a planta não entre em escassez hídrica. Estas entrarão em escassez hídrica quando a quantidade de água disponível no solo é inferior à necessária ou a evaporação através da superfície das folhas excede a taxa a que a água é transportada da raiz às folhas (Irrisoft Inc., 2004).

Com esta situação, a planta irá apresentar danos que variam de acordo com a espécie, a idade e a profundidade das raízes.

Os sistemas de rega são utilizados em todas as plantações que apresentam necessidades hídricas pelo que estes devem ser devidamente calculados para garantirem a quantidade de água necessária para que não surjam problemas de excesso.

Nestas condições, a humidade do solo torna-se um indicador da necessidade de rega. Assim, e para que a rega seja eficiente, esta deve repor, tanto quanto possível, a quantidade de água necessária para que as plantas tenham o desenvolvimento desejado. Esta precisão de rega implica que haja um bom conhecimento dos solos e, consequentemente, da quantidade de água que deve ser aplicada (Ribeiro D., 2009). Para isso, e para se obter uma medida mais exata da quantidade de água a aplicar, os métodos atuais de cálculo das necessidades de rega têm, quase sempre, em conta o valor da evapotranspiração e da precipitação. A evapotranspiração, denominada por ET, refere-se ao fenómeno de perda da água segundo dois processos distintos: evaporação da água contida no solo ou pela superfície da folha,

30 SCE 31

PCE /PCE

Envio do Caudal

32 PRE

Figura 9. GRAFCET de controlo dos caudais à entrada do reservatório.

50 SCS

Dado que se optou pela utilização de autómatos da Siemens (CPU 226) para o controlo e monitorização dos parâmetros a controlar há a necessidade de se transformar, todos os GRAFCETs desenvolvidos, em linguagem de programação inteligível para o autómato. Neste sentido os grafcets foram convertidos em linguagem de programação Ladder, linguagem baseada nos diagramas de contactos, pelo facto de ser uma linguagem de programação de PLCs (Programmable Logic Controller) não só das mais utilizadas mas também de fácil compreensão. Na realidade existem mais programas de PLCs escritos em linguagem de programação Ladder do que em qualquer outra linguagem.

Este facto deve-se aos próprios fabricantes que de certa forma adotaram práticas de programação antigas (transcrição dos esquemas elétricos para linguagem dos PLCs), tornando-as mais abrangentes e versáteis (Santos e Silva, 2015). Um dos programas mais utilizados para o desenho, desenvolvimento e edição de programas de controlo utilizando os diagramas Ladder é o, STEP 7-Micro/WIN (pacote de programação do SIMATIC S7-200), da Siemens. Na Figura 13 apresenta-se o ambiente de desenvolvimento utilizando Ladder.

51

/PCS

Envio do Caudal

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artigo científico

PCS

PRS

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Figura 10. GRAFCET de controlo dos caudais à saída do reservatório.

40 BR1 + BR2 41

Verifica a quantidade diária e volume de água do reservatório

VR < Tabelado ./SR1A ./SR2A ./TReg 42

BF11

44

/SF21 ./SR1A ./SR2A 45

VR > Tabelado

=1 46

Ladder.

BF21

43

/SF11 ./SR1A ./SR2A

Figura 13. Ambiente de desenvolvimento da programação usando linguagem

BFU (SR1A . SR2A) + TReg

Uma vez desenvolvido o GRAFCET convertemo-lo em linguagem escrevendo o programa no software referido anteriormente. Neste projeto foram colocadas várias ações, como se demonstra nas Figura 14 e Figura 15.

Figura 11. GRAFCET para utilização da água do furo.

Network 2 ET20:M2.0

60 SE 61

R

ET0 a ET52

S

T ET1, ET11, ET20, ET30, ET40, ET50

/SE 62

SH1:AIW0 ==I 0

TReg:T31 ==I 0

SH2:AIW2 ==I 0 SH3:AIW4 ==I 0 SM2:I0.4

t/x62/1s Figura 12. GRAFCET emergência.

Figura 14. Medição dos sensores de humidade.

ET21:M2.1 S 1 ET20:M2.0 R 1

Robot Rover para Exploração do Ambiente Envolvente

Luís Pires lpires@inete.net INETE – Instituto de Educação Técnica, Grupo Lusófona

Num cenário menos académico e mais real, os Rovers são projetados com caraterísticas de veículos para todo o tipo de terreno, sendo conduzidos ao seu destino através de naves espaciais. As suas caraterísticas estão projetadas para condições e ambientes muito diferentes das encontradas no planeta Terra, o que implica algumas caraterísticas especiais de projeto, tais como: tração por cada roda, controlo de direção em cada roda, vários sensores exteriores para interpretação do ambiente envolvente, vários sensores interiores para verificação do estado do robot, braços robóticos para prospeção do terreno e outra instrumentação de acordo com a missão. Várias missões com veículos Rover ocorreram, há cerca de 40 anos, por exemplo: Rover Opportunity [1] e Rover Spirit [2], que serviram como inspiração para o desenvolvimento deste Rover.

Assim, este projeto, de cariz académico, tem como objetivos desafiar os alunos no sentido de desenvolverem soluções robóticas, encontrando pontos de convergência tecnológica com recursos relativamente baixos, contemplando soluções modulares e Open Source.

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artigo científico

Um Rover (muitas vezes designado Rover planetário) é um veículo de exploração espacial projetado para se deslocar na superfície de um planeta ou de outro corpo celeste.

A comunicação com o exterior é assegurada através das redes sem fios: Bluetooth e Wi-Fi. Por fim a sua estrutura física está demonstrada através da Figura 1, com as suas dimensões de 68 cm de comprimento, 35 cm de largura, 35 cm de altura e distância entre rodas de 23 cm. A estrutura com bateria incluída pesa 16 kg.

O Rover apresenta três modos diferentes de funcionamento: robot autónomo utilizando todos os sensores que possibilitam uma locomoção autónoma, utilizando a câmara apenas para transmissão vídeo em tempo real; robot controlado por uma aplicação e visão robótica, incluindo todos os sensores (este último modo está em desenvolvimento e implicará o acréscimo da plataforma Raspberry PI para assegurar a capacidade de processamento de imagem).

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Figura 1. Aspeto físico do robot.

1. INTRODUÇÃO O Rover desenvolvido por alunos do curso de Técnico Eletrónica, Automação e Comando do INETE [3] é um robot inspirado nos Rovers Opportunity e Spirit mas para “missões” mais terrestres. Assim, para se criar autonomia na locomoção, foram incluídos os seguintes aspetos: seis rodas, sendo quatro delas motorizadas e controladas de forma independente, possibilitando um leque variado de movimentos por parte do robot; para cada roda existe um servomotor, que possibilita o controlo da direção da mesma; sensores ultrassónicos estão colocados na frente do robot (três sensores) e um na parte de trás, possibilitando ao robot ser autónomo na locomoção; sensores infravermelhos, um em cada estrutura de suporte da roda, para interpretar desníveis (buracos) no terreno. O robot Rover integra na sua arquitetura, para a interpretação do ambiente envolvente; sensores de humidade e temperatura; bússola para orientação geográfica; real time clock para que exista indicação precisa do dd-mm-aaaa, hh:mm:ss da recolha dos dados do ambiente envolvente e câmara para visualização em tempo real.

Como se trata de um robot que deve ser “autossustentável”, estão incluídos sensores internos para assegurar uma correta gestão de recursos. Assim, cada roda inclui sensores indutivos que permitem verificar a velocidade e distância percorrida, sensor para monitorizar o nível de energia consumida e disponível.

2. ARQUITETURA DO ROBOT A arquitetura desenvolvida para o robot está representada através da Figura 2. É possível observar que existem cinco subsistemas para além do principal. A comunicação interna é assegurada através de rede I2C que é explicada mais a frente neste artigo.

Figura 2. Arquitetura do robot.

2.1. Sistema Principal Os microcontroladores possuem uma grande flexibilidade na criação de software e no desenvolvimento do hardware que o rodeia, usufruindo da comunicação entre ambos. O diagrama de blocos geral de um microcontrolador é apresentado através da Figura 3.

como indicação para parar a transmissão, depois o master envia um comando de stop-condition.

Escrita num dispositivo Slave: < S

Slave address W

A

>

A Data

A

R

P

O slave gera um ACK por cada byte recebido

Master

Leitura dum dispositivo Slave: S Slave address

Slave receiver

n data bytes Data

Master ordena escrita

<

Master transmitter

n data bytes

A Data

A

Data

receiver

Slave transmitter

> A

P

P

Master ordena leitura O Master gera um ACK por cada byte recebido, à exceção do último, imediatamente antes da STOP condition.

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artigo científico

Figura 5. Exemplo de comunicação.

Um slave I2C pode atrasar ou parar o master mantendo a linha SCL a nível baixo, até que esteja pronto a continuar. Esta funcionalidade permite que um dispositivo slave mais lento consiga acompanhar o ritmo de transmissão de um master mais rápido.

Existem várias vantagens com a utilização de dispositivos ligados em rede I2C, como por exemplo: dado que apenas dois fios são usados isto permite a ligação de vários dispositivos ao barramento, reduzindo o custo e complexidade do circuito à medida que o número de dispositivos ligados vai aumentando, contudo aumenta a complexidade de gestão de endereços dos dispositivos e gestão de ACKs. Por outro lado, o protocolo é simples e standard, existindo muitos dispositivos com este tipo de interface, sendo também muito versátil, pois consegue-se facilmente acrescentar e/ou retirar hardware e software.

Os sensores presentes no Rover fornecem capacidades para a interpretação do ambiente onde este está envolvido, no sentido de interpretar obstáculos (quatro sensores ultrassónicos – SRF08), desníveis (quatro sensores infravermelhos), sensor de orientação (CMPS10), sensor de efeito de hall (aplicado a cada roda), sensor de corrente (para verificar o estado das baterias), sensor de humidade e temperatura ambiente (DHT11), real time clock para garantir datas reais na informação recolhida, e uma câmara IP para a visualização em tempo real do ambiente envolvente (ligada diretamente ao router Wi-Fi incluido no robot). Os sensores ultrassónicos, o sensor de orientação e o real time clock têm interfaces internas para ligação à rede I2C, para os restantes sensores incluiu-se um Arduino Nano como interface.

2.3. Subsistema Controlo/Potência O subsistema de controlo/potência é responsável por assegurar a locomoção do robot, onde é possível variar a velocidade dos 4 motores DC e a direção, através de sinais PWM gerados pelo Arduino Nano através dos timers de 8 bits presentes na sua arquitetura, com auxílio de um drive de potência LMD18200T. Estes motores DC estão a funcionar com uma alimentação de 12 VDC tendo uma força de 1 kg/cm (cada). A estrutura de suporte de cada roda tem um servomotor incorporado para que se possa alterar o ângulo da roda (entre 0º e 180º). Este controlo angular

é conseguido, também, através da geração de sinais PWM pelo Arduino Nano. Os servomotores são alimentados a 7,4 VDC e têm uma força de 24,7 kg/cm (cada).

Em síntese, este subsistema está dividido em dois (drive de potência e servomotores), sendo este aplicado ao mesmo elemento físico – roda do Rover. Em ambos torna-se necessária a criação de uma interface para comunicação com a rede I2C, por isso a solução foi incluir um Arduino Nano a fazer essa função. As duas entidades são slaves no processo funcional da rede, e por isso recebem apenas comandos da entidade master.

2.4. Subsistema Comunicação Externa A comunicação externa é assegurada por este subsistema, estando incluído um router Wi-Fi ligado através de um shield Ethernet ao Arduino Mega. O Rover possibilita ainda a ligação através de rede Bluetooth, existindo um shield para esse fim.

O propósito desta disponibilidade de rede sem fios é permitir que diversos dispositivos se liguem ao robot através de aplicações criadas para o efeito. Podendo visualizar em tempo real o ambiente onde o Rover está envolvido, monitorizá-lo e controlá-lo remotamente – rede Wi-Fi. A rede Bluetooth tem muito menos disponibilidade de largura de banda e de velocidade, e é por isso utilizada para dispositivos móveis com baixos recursos e um alcance mais restrito. As aplicações criadas para esta rede só permitem controlar remotamente e verificar valores de sensores.

2.5. Subsistema Supervisão/Monitorização Este subsistema engloba as aplicações desenvolvidas para que qualquer dispositivo que tenha uma interface de rede ou Wi-Fi ou Bluetooth se possa ligar ao Rover. As aplicações incluem a possibilidade de controlar a locomoção do robot, visualizar em tempo real aquilo que o robot “vê” (só através da rede Wi-Fi) e obter informações dos diversos sensores. As aplicações estão desenvolvidas para ambientes Windows, Android e iOS. 2.6. Subsistema Alimentação/Backup A alimentação é garantida através de quatro baterias LiPo de 7,4 VDC e 2200 mA e por um painel solar de 200 W e respetivo controlador de carga.

3. CONCLUSÃO O Rover nesta fase está completamente funcional para os dois primeiros modos, anteriormente descritos. Está em desenvolvimento o modo visão robótica e a inclusão de braços robóticos, assim como a implementação de mais estratégias/algoritmos de locomoção dependentes, por exemplo, da velocidade/distância de cada roda.

4. REFERÊNCIAS [1]

https://pt.wikipedia.org/wiki/Opportunity_(sonda);

[2]

https://pt.wikipedia.org/wiki/Spirit_(sonda);

[3]

www.inete.pt;

[4]

Pires, L., Sistemas Embebidos, Sistemas Digitais, INETE, março 2014, Portugal;

[5]

Pires, L., Microcontroladores AVR, Sistemas Digitais, INETE, setembro 2014, Portugal;

[6]

http://arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardMega;

[7]

www.atmel.com;

[8]

http://arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardNano.

A próxima (r)evolução industrial

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Pedro Silva Automation & SCADA Product Manager Schneider Electric Portugal

Nos últimos anos, a Internet of Things (IoT) tornou-se um tópico dominante nas discussões, primeiramente sobre as Tecnologias da Informação e atualmente, sobre qualquer um dos vários setores de atividade, sejam indústria, turismo ou outro.

O setor da indústria é, simultaneamente, o berço e o cenário ideal para a proliferação e evolução da Internet of Things – falamos, neste caso, da Industrial Internet of Things (IIoT).

A Industrial Internet of Things assume regularmente vários nomes e é considerada por muitos como a próxima Revolução Industrial. Contudo, na Schneider Electric olhamos para a Internet of Things enquanto evolução que está a tornar realidade um mundo em que soluções e sistemas inteligentes podem operar como parte de um amplo sistema de sistemas.

Um exemplo desta nova realidade é a nova plataforma de gestão e controlo Plantstruxure PES. Um sistema híbrido que combina o controlo de processo, a gestão de ativos e a otimização das rotinas numa interface.

Ao combinar os dados relativos ao consumo energético e ao processo numa plataforma única e integrada, o PlantStruxure PES da Schneider Electric oferece uma interface operacional dinâmica e de controlo em tempo real que possibilita às equipas operacionais tomar decisões precisas e atempadas para a redução do consumo de energia e a maximização da eficiência de processos.

Na era digital, a informação passou a estar acessível a qualquer momento

e em qualquer local, através de equipamentos interligados que formam um ecossistema verdadeiramente conetado e sustentável, em que infraestruturas e máquinas trabalham de forma colaborativa e segura para colocar a tecnologia ao serviço do homem, tornando a sua ação mais eficiente e sustentável.

A Industrial Internet of Things (IIoT) não tem a ver com uma disrupção com os sistemas de automação atuais e a sua substituição por novos sistemas. Não se trata de uma revolução, é na realidade uma evolução que tem origem nas tecnologias e funcionalidades que têm vindo a ser desenvolvidas há mais de 15 anos por fornecedores de automação visionários.

O grande benefício da IIoT reside na habilidade de interligar os sistemas de automação com o planeamento empresarial e com a gestão do ciclo de vida dos componentes, no sentido de alcançar uma otimização eficaz do negócio.

O seu poder é capaz de afetar drástica, mas positivamente, a forma como o mundo industrial opera, aproximando-o do desejado futuro sustentável. No futuro, uma importante parte do valor de negócio derivará de melhorias ao nível da eficiência e produtividade, do aumento da inovação e de uma melhor gestão de questões como segurança, desempenho e impacto ambiental. Apesar de ser ainda difícil prever o seu real impacto a longo prazo, é possível observar três ambientes operacionais que emergem como áreas chave para a transição gradual para a Industrial Internet of Things: t Controlo Empresarial Inteligente – as tecnologias IIoT permitirão a integração de máquinas e ativos de produção inteligentes e conetadas,

oferecendo uma visão da empresa como um todo. Esta integração tornará a produção industrial mais flexível e eficiente e, portanto, mais rentável. O controlo inteligente dos processos de produção pode ser visto como uma tendência a médio/ longo prazo, uma vez que a sua implementação é complexa e requer a criação de novas Normas para a convergência de sistemas TI e TO. t Gestão do Desempenho de Ativos – a implementação de sensores wireless eficientes, a facilidade de ligação à cloud e a análise de dados vão melhorar a gestão da performance de ativos. Estas ferramentas permitem que os dados sejam facilmente obtidos in loco e convertidos em informação relevante em tempo real, o que resultará em melhores decisões empresariais. t Maximização da Eficiência dos Operadores – os profissionais do futuro recorrerão, diariamente, a dispositivos móveis, análise de dados, realidade aumentada e conetividade transparente para aumentarem os níveis de produtividade. Assim, a disponibilização de informação precisa e em tempo real conduzirá a que o processo de produção passe a estar focado no utilizador e não na máquina.

Como conclusão, as novas tecnologias estão a permitir a transição gradual das infraestruturas físicas para a IIoT: os sensores conetados serão cada vez mais acessíveis e os protocolos abertos de base IP continuarão a ganha terreno, tal como a adoção de soluções cloud. Os novos sistemas de produção irão conduzir, assim, à evolução para a produção inteligente, mais eficiente e sustentável.

Robótica2016@IPB

robótica

José Lima jllima@ipb.pt

18

SOCIEDADE PORTUGUESA DE ROBÓTICA

O Instituto Politécnico de Bragança e a Sociedade Portuguesa de Robótica (SPR) organizaram, de 4 a 8 de maio, o Robótica 2016 (http://robotica2016.ipb.pt/) que preencheu o Pavilhão do NERBA com 500 participantes de escolas básicas e secundárias, ensino superior e investigadores na área da Robótica. O Robótica 2016 é composto por uma conferência internacional, IEEE International Conference on Autonomous Robot Systems and Competitions (ICARSC) e pelo Festival Nacional de Robótica onde há lugar para diversas competições.

As competições organizadas em Júnior e Sénior compreendem vários estilos, entre os quais o futebol robótico, a busca e salvamento, a condução autónoma, o Robot@Fctory e o freebots, como habitualmente. Este ano, a competição CoSpace, a título demonstrativo deu os seus primeiros passos abrindo portas para um próximo evento. O Micromouse esteve também presente como demonstrador desta competição. Do Robótica 2016 foram apuradas as equipas vencedoras que irão representar Portugal no Mundial RoboCup que decorrerá na Alemanha de 30 de junho a 4 de julho.

O encontro científico reuniu em Bragança 56 apresentações e ultrapassou as

O encontro científico reuniu em Bragança 56 apresentações e ultrapassou as seis dezenas de investigadores internacionais (Portugal, Espanha, Alemanha, Japão, Turquia, Brasil, Emirados Árabes Unidos, Irão, Irlanda, Colômbia e França).

seis dezenas de investigadores internacionais (Portugal, Espanha, Alemanha, Japão, Turquia, Brasil, Emirados Árabes Unidos, Irão, Irlanda, Colômbia e França). O orador convidado Rainer Bischoff, Diretor do Departamento de Desenvolvimento da KUKA, abordou o tema Designing Robot Competitions with a Benefit for the

Industry onde fazia a ponte entre as competições com a indústria. O evento social, dividido por dois dias, foi preenchido por uma visita ao castelo de Bragança, ao Domus Municipalis, ao Pelourinho, à igreja de Santa Maria e um jantar de gala onde se realizou a entrega de prémio ao melhor artigo científico (The LRU Rover for Autonomous Planetary Exploration and its Success in the SpaceBotCamp Challenge).

No segundo dia teve lugar um cruzeiro no parque biológico internacional do lago da Sanábria. Para além disso, no dia 7 de maio foi ainda parabenizada a Sociedade Portuguesa de Robótica pelo seu 10.º aniversário onde foram entregues os prémios de melhores teses de mestrado e doutoramento, respetivamente Robot Self-Localization in Dynamic Environments e Monocular 3D Positioning and Tracking Systems.

Instrumentação e controlo, transdutores e condicionadores de sinal

robótica

20

Adriano A. Santos Departamento de Engenharia Mecânica Instituto Politécnico do Porto

AUTOMAÇÃO E CONTROLO

3.ª Parte

INTRODUÇÃO Nesta terceira parte da instrumentação e controlo, transdutores e condicionadores de sinal, irá ser abordada a sensorização relacionada com o controlo dos atuadores usados nos sistemas de rega e de distribuição de água. Assim sendo, os transdutores agora apresentados têm como objetivo principal controlar o estado de pressurização das redes de distribuição de água ou de rega bem como o caudal e velocidade de distribuição. Por outro lado, e quando falamos de controlo destes sistema, devemos contar com estes elementos mas também com sensores de nível quer estejam associados a reservatórios de água quer funcionem como simples interruptores, liga/desliga, para o controlo do nível de água num poço ou represa. A sensorização ao nível das redes de distribuição, quer para rega quer para consumo público, permitem entregar a água nos consumidores finais à pressão desejada e na quantidade pretendida.

MEDIDORES DE PRESSÃO O controlo de pressão dos sistemas de distribuição de fluidos, e da água em particular, pode ser realizado através de diversos tipos de medidores desde os do tipo mecânico, por comparação de densidades de dois fluidos (coluna de mercúrio) ou através de transdutores eletromecânicos que permitem enviar os valores obtidos (na forma de tensão ou corrente) para um sistema de medição e controlo. Os manómetros do tipo mecânico são elementos de controlo que permitem, de forma direta, verificar o valor da pressão no sistema a controlar. Estes elementos são constituídos por elementos primários elásticos que se deformam de acordo com a pressão do fluido, arrastando consigo um ponteiro indicador. Na Figura 1 apresenta-se um manómetro mecânico, do tipo Bourdon (mais utilizados), com acoplamento elétrico e um sensor de pressão com display.

Figura 1. Manómetro mecânico e sensor com transdutores elétricos.

Os manómetros de mercúrio medem a pressão comparando-a com a altura da coluna de água e a densidade de um líquido

conhecido. Funcionam por comparação do diferencial entre dois pontos ligando, cada um deles, a uma coluna de mercúrio lendo-se as diferenças de altura das colunas.

Os transdutores de pressão eletromecânicos são equipamentos eletrónicos que utilizam o elemento mecânico, combinado com um transdutor elétrico, para gerar um sinal elétrico correspondente ao valor de pressão medido. Estes podem ser do tipo resistivo, capacitivo e magnético. Os transdutores são constituídos por um elemento elástico que faz variar a resistência (Ohms) de um potenciómetro em função da pressão, enquanto nos transdutores capacitivos o controlo da pressão é realizado através da variação de capacidade que se produz num condensador.

CONTADORES, MEDIDORES DE CAUDAL Os contadores são aparelhos que medem o caudal e o volume de água também chamados de totalizadores. Os contadores são utilizados para medir o caudal que passa num determinado ponto da instalação sob a forma de um caudal volumétrico (m3/h, litro/min) ou sob a forma de caudal mássico (t/h, kg/h, Nm3/h). Apresentam-se segundo várias formas construtivas e princípios de funcionamento que podem ser de placa orifício, tubo de Venturi, tubo de Pitot, turbina, ótico, eletromagnético, efeito de Coriolis, ultrassónicos, pistão rotativo, medidor Vortex, e outros. Dada a grande variedade de modelos referir-se-ão aqui apenas seis tipos de sensores de medição de caudal: os eletromagnéticos, os de turbina, os de efeito de Coriolis, os ultrassónicos, os de tipo Vortex bem como os rotâmetros.

Contadores eletromagnéticos Este tipo de contadores funciona com base no princípio da Lei de Faraday que estabelece que a tensão induzida através de um qualquer condutor, ao mover-se perpendicularmente através de um campo magnético, é proporcional à velocidade do condutor. No caso de um medidor de caudal magnético o condutor é o líquido que passa através do campo magnético gerado pelo equipamento.

Este contador é normalmente usado com fluidos condutores. O contador é constituído por uma secção de tubo de material não magnético e não condutor, onde são colocadas duas bobines em oposição. O campo magnético B gerado pela bobine, alimentada por uma Corrente Alternada induz, pelo efeito da velocidade V do fluxo, uma tensão que é obtida em dois elétrodos colocados ortogonalmente ao campo magnético e à velocidade. A expressão da tensão é dada por: E=KBv

Amplificadores Operacionais

Paula Domingues Formadora nas áreas de Eletrónica, Telecomunicações, Automação e Comando IEFP – Évora pauladomingues47@gmail.com

ELETRÓNICA INDUSTRIAL

O QUE É UM AMPOP? Um Amplificador Operacional (AMPOP) é um componente eletrónico, ativo, com diversas e inúmeras aplicações na eletrónica.

Trata-se de um circuito integrado, como mostra a Figura 1.

Figura 1. Ampop.

A palavra AMPOP significa Amplificador Operacional. Inicial-

COMPORTAMENTO DO AMPOP Este componente apresenta um comportamento muito próximo do ideal, em baixas frequências.

Como seria o comportamento de um AMPOP ideal?

1. Teria um ganho infinito; 2. Teria uma resistência de entrada infinita; 3. Teria uma resistência de saída nula; 4. Teria uma largura de banda infinita; 5. Apresentaria uma tensão de saída nula, sempre que a sua tensão de entrada também apresentasse valores nulos.

mente, este componente era aplicado nos circuitos eletrónicos que permitiam aos computadores analógicos realizar operações de somas, diferenças e integrações, daí surgiu a denominação "operacional”.

MAS PORQUE MOTIVO SERÁ ESTE COMPONENTE TÃO UTILIZADO? É, sem dúvida, graças à sua enorme versatilidade. Embora existam no mercado alguns amplificadores operacionais de elevadas potências, a maior parte dos AMPOPs são de baixa potência, geralmente inferior a 1 Watt.

Na prática, qualquer amplificador operacional fica um pouco aquém do que seria o seu comportamento ideal. Como podemos observar por análise da Tabela 1, um AMPOP real: 1. Tem um ganho elevado mas não infinito; 2. Apresenta uma resistência de entrada elevada, porém não infinita; 3. Apresenta uma resistência de saída baixa, porém não nula; 4. Apresenta uma largura de banda elevada mas não infinita; 5. Apresenta uma tensão de saída não nula, mesmo quando a sua tensão de entrada apresenta valores nulos.

Tabela 1. Caraterísticas de AMPOPs.

robótica

24

É possível otimizar um AMPOP por caraterísticas tão variadas como:

t t t

O baixo ruído; O pequeno desvio de entrada; O aumento da largura de banda;

Inicialmente, o amplificador operacional era utilizado principalmente na implementação de filtros e montagens de ganho. Porém, graças à sua grande versatilidade, as aplicações rapidamente aumentaram e atualmente os AMPOPs são aplicados em filtros, amplificadores, conversores, osciladores e em diversos blocos básicos, sendo depois integrados em circuitos mais complexos.

Grandeza

Símbolo

Ideal

Ganho de tensão em anel aberto

AAA

Infinito

100 000

Frequência de ganho unitário

funi

Infinito

1 MHz

20 MHz

Resistência de entrada

Rin

Infinito

2 MΩ

1012 MΩ 100 Ω

Entrada Não-Inversora Saída Entrada Inversora – UEE

200 000

Resistência de saída

Rout

Zero

75 Ω

Tensão de desvio de entrada

Uin, desvio

Zero

2 mV

1 mV

Fator de rejeição de modo comum

ρRMC

Infinito

90 dB

100 dB

Num AMPOP ideal, se a tensão diferencial não for nula, a tensão de saída deveria ser infinita, uma vez que o ganho de um AMPOP ideal também seria infinito.

≠0

+ UCC

LM 741 C LF 157 A

Vout = ∞

Figura 3. AMPOP ideal.

Na prática, existe um limite para a tensão de saída de um AMPOP, denominado tensão de saturação, Vsat.

Figura 2. Simbologia de um amplificador operacional.

Observando a Figura 2 podemos perceber que: Existem 2 terminais de entrada: t A entrada inversora (–); t A entrada não inversora (+).

Existe um terminal simples de saída e existem dois terminais de alimentação (+Ucc e –UEE). Na maior parte das aplicações do AMPOP a sua alimentação é simétrica.

ZONAS DE OPERAÇÃO DE UM AMPOP Podemos considerar 3 zonas de operação distintas, num AMPOP ideal: t Zona de operação linear; t Zona de saturação positiva; t Zona de saturação negativa.

A zona de operação linear é a mais frequente. Nesta zona de operação a tensão de saída do AMPOP será sempre proporcio-

Conversores CC-CC elementares Os conversores do tipo CC-CC são sistemas formados por semicondutores de potência que operam como interruptores, e por elementos passivos como condensadores e bobines, que tem por objetivo regular o fluxo de potência da entrada para a saída. Na Figura seguinte é mostrado o esquema elétrico e a forma de onda da tensão de saída de um conversor CC-CC básico.

Pelo Gráfico mostrado na Figura seguinte é de notar que a variação da tensão de saída em função do duty cycle é linear.

1

0,75

Vo / Vi

0,5

0,25 S 0

Vi

+

Ro

0,5

0,75

1

Vo

Figura 2. Ganho estático em função de D.

Manuel Costa ATEC – Academia de Formação

– –

Vo Vi

Ton

robótica

0,25

D

26

FICHA PRÁTICA de ELETRÓNICA

+

Ts

Figura 1. Conversor CC-CC e forma de onda da tensão de saída.

O intervalo, em segundos, da comutação é definido como:

Ts =

1 Fs

Fs é a frequência de comutação. Esta frequência tende a ser elevada conseguindo-se, assim, diminuir o volume dos elementos passivos do conversor. A razão entre o intervalo de comutação (Ts) e o intervalo de condução do interruptor S (Ton) é definido por duty cycle e é dada por:

D=

Ton Ts

Usando Ton = DTs tem-se: Vo = D Vi

A componente contínua VO da tensão de saída dos conversores CC-CC é controlada através da comutação do interruptor ativo S. A frequência de comutação pode ser constante ou variável. Quando a frequência de comutação é constante, a tensão VO é controlada por modulação do fator de ciclo do interruptor S; este tipo de controlo é designado por PWM (Pulse Width Modulation) e os conversores comutados CC-CC com este tipo de controlo serão designados por conversores PWM. Quando a frequência de comutação é variável, a modulação do funcionamento do interruptor S é normalmente feita por um dos seguintes processos: a) mantém-se constante o intervalo de tempo em que o interruptor está fechado (TON) e controla-se a duração do intervalo de tempo em que o interruptor está aberto (TOFF); b) o intervalo de tempo TOFF é constante e controla-se a duração do intervalo TON; c) os intervalos TON e TOFF são ambos variáveis.

Uma das principais desvantagens dos conversores comutados consiste na criação de interferência eletromagnética com a frequência de comutação e frequências múltiplas. A redução desta interferência torna-se mais difícil quando a frequência de comutação é variável.

Os conversores CC-CC podem apresentar dois modos de funcionamento: a) funcionamento em modo descontínuo (ou regime lacunar) que se carateriza por toda a energia armazenada em L ou C1 ser transferida para a carga quando o interruptor S está aberto; b) o funcionamento em modo contínuo, no qual apenas parte da energia armazenada na bobina L ou no condensador C1 é transferida para a carga.

A relação entre a tensão de saída e a tensão de entrada é definida por ganho estático do conversor e é dada por:

D=

Vo Vi

CONVERSOR BUCK O conversor Buck é um conversor que diminui a tensão caraterizado por ter entrada em tensão e saída em corrente. Na Figura seguinte é mostrado o esquema elétrico do conversor Buck.

Sensores de proximidade indutivos 2.ª Parte

Miguel Beco Sales Manager Tlm.: +351 939 355 136 Alpha Engenharia – Comércio de Equipamentos Industriais

instrumentação

4. CARATERÍSTICAS TÉCNICAS Distância de deteção nominal Sn (Sensing Distance) É a distância teórica máxima que o sensor de proximidade deteta o objeto normalizado ou padrão. No entanto, a distância de deteção do sensor varia com as tolerâncias de fabrico, a temperatura ambiente, a tensão de alimentação, entre outros (margens de variação que o fabricante costuma indicar em % da distância de deteção nominal). Assim, há outras distâncias de comutação que estão indicadas abaixo: A distância Sr de deteção real (Effective Operating Distance) É a distância de comutação de um sensor de proximidade indutivo, em que a sua saída muda de nível ao aproximar-se do objeto, quando é aplicada uma tensão de alimentação nominal, à temperatura ambiente de 23° C ± 0,5° C e com um objeto padrão. Esta distância está dentro do intervalo de ± 10% da distância nominal:

Em que l1 é o comprimento do objeto, l2 é a distância percorrida pelo objeto (desde o ponto que entra na área de trabalho, isto é, a distância de trabalho) e f representa a frequência máxima de funcionamento do circuito eletrónico do sensor.

l2

v Objeto

l1

30

Figura 14. Os fatores que influenciam a velocidade máxima que se pode

0.9 Sn ≤ Sr ≤ 1.1 Sn

mover um objeto metálico para ser detetado por um sensor

robótica

de proximidade indutivo.

A distância Su de deteção útil (Useful Switching Distance) É a distância de comutação medida com o objeto padrão, em condições reais de funcionamento. Esta distância tem de ser mantida no intervalo de ± 10% de Sr: 0.9 Sr ≤ Su ≤ 1.1 Sr

0.81 Sn ≤ Su ≤ 1.21 Sn

A distância Sa de deteção assegurada (Guaranteed Operating Distance) É o campo de funcionamento seguro do sensor, dentro do qual é assegurada a deteção do objeto padrão, independentemente das variações da tensão de alimentação, da temperatura ou das tolerâncias de fabricação. Está compreendida entre 0 e os 81% da distância nominal:

A distância mínima entre dois objetos consecutivos A distância entre dois objetos consecutivos deve ter um valor mínimo para que o sensor consiga comutar entre ambos. O valor mínimo desta distância é limitado por: t O campo eletromagnético criado pela bobina, que geralmente excede a gama de trabalho fornecido pelo fabricante, tal como se pode observar na Figura 15. Como resultado, se a distância entre objetos é muito pequena, é possível que um objeto não tenha saído da zona de deteção quando o próximo já está a entrar, como se pode visualizar na Figura 16. Nesse caso, o nível de saída do sensor não se altera e os dois objetos foram detetados como se fossem um.

0 ≤ Sa ≤ 0.81 Sn Velocidade do objeto A velocidade v a que o objeto a detetar passa através da área de trabalho do sensor não deve ser superior a um valor máximo para que o oscilador e o resto do circuito eletrónico possa funcionar corretamente como é mostrado graficamente na Figura 14. O valor máximo de v é dado pela expressão algébrica:

1 l +l < 1 2 f v

v<

l1 + l2 f

Figura 15. Campo eletromagnético real criado pela bobina de um sensor de proximidade indutivo.

54

Armazém Automático - capacidade, performance, custo SEW–EURODRIVE Portugal

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O papel da automação na gestão da cadeia de suprimentos Ricardo Caruso Vieira Departamento de Serviços Especiais da Aquarius Software, Ltda.

62

Controlo no Processo de Assemblagem. Como definir a melhor estratégia?

Europneumaq

66

Nova geração de robots móveis na logística EPL – Mecatrónica & Robótica

68

Bin-picking: para além da manipulação estruturada Vítor M. Ferreira dos Santos Universidade de Aveiro

72

Tecnologia RFID na automatização de armazéns Tiago Carvalho F.Fonseca, S.A.

robótica

52

DOSSIER SOBRE TENDÊNCIAS DA AUTOMAÇÃO E ROBÓTICA NA INDÚSTRIA

DOSSIER

A automação industrial sofreu, ao longo dos anos, constantes evoluções ao nível da automação e da robótica industrial quer pelo desenvolvimento de sistemas de automação mais eficientes quer pela robotização de sistemas complexos e de elevado risco.

É inegável que os avanços tecnológicos ocorridos nos últimos anos são resultado do forte desenvolvimento ocorrido ao nível das pesquisas académicas, das necessidades produtivas e das alterações das rotinas ocorridas no setor industrial.

Nestas alterações de rotinas é a automatização e, em particular, a robótica industrial que toma a dianteira com aplicações praticas e inovadoras tornando-se cada vez mais presente em todos os setores industriais.

Com esta modernização e reorganização das estruturas industriais um

novo esforço de otimização, juntamente com equipamentos e pessoas, é requerido do processo produtivo para maximizar a sua capacidade. O uso de métodos estatísticos para vigiar, perceber e melhorar os processos de produção foram uma das aplicações mais divulgadas.

Outras metodologias foram sendo utilizadas ao longo dos anos para o controlo e otimização dos processos produtivos, manutenção dos materiais, da planificação da produção e do controlo dos stocks, de entre as quais se poderá referir o JIT (Just-In-Time), a produção assistida por computador (CAM), o Kanban (seja P ou C) e o MRT (Manufacturing Resources Planning).

Naturalmente que ao falarmos de controlo industrial não pode deixar de referir as redes de comunicação, e com elas todos os sistemas remotos de controlo e aquisição de dados, entradas/saídas, das telecomunicações móveis, da Internet, das comunicações sem fios (wireless), dos sistemas RFID (Radio-Frequency IDentifi-

cation), entre outros. A utilização destes sistemas de comunicação padronizados (Asi, Modbus, CANopen, Profibus, Device Net e Ethernet TCP/IP) permite uma comunicação rápida entre equipamentos (M2M – Machine to Machine) transformando operações aleatórias de Bin-picking, Box Moving, Bag Handling, 3D Inspection, entre outros, em “brincadeiras de crianças”.

Apesar das vantagens trazidas pela automação e da robótica industrial às linhas de montagem, armazéns, embalamento, e outros ainda nos encontramos muito longe das fábricas totalmente automatizadas. De facto, por mais rápidos e precisos que sejam os computadores, os robots e restantes sistemas de controlo para desempenhar tarefas ditas humanas, estes sistemas não são, ainda, capazes de pensar e como tal não tomam decisões que se possam encontrar para além da sua programação.

Adriano A. Santos

Os armazéns automáticos disponibilizam permanentemente os bens necessários ao correto funcionamento da empresa, em quantidade e qualidade, na altura certa, ao menor custo e em segurança. É um elemento importantíssimo na cadeia de gestão de operações de uma empresa e o centro nevrálgico da logística.

SEW–EURODRIVE Portugal

Figura 2. Acionamentos principais do Transelevador.

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DOSSIER SOBRE AUTOMAÇÃO E ROBÓTICA NA LOGÍSTICA

Armazém Automático – capacidade, performance, custo

robótica

Figura 1. Armazém automático.

INTRODUÇÃO São sistemas complexos de elevado desempenho que têm em conta o fluxo de materiais, fazendo uso de um controlo totalmente automático e de tecnologia de informação state-of-the-art. Este conceito, geralmente, maximiza as saídas com uma utilização perfeita do espaço. O seu desempenho é medido através do número de entregas de entrada e de saída por unidade de tempo. A estratégia e disponibilidade de armazenamento são decisivamente determinadas pela velocidade e capacidade de aceleração dos acionamentos utilizados, pelo que estes são determinantes no desempenho do armazém. Ao nível da gestão do armazém podem-se identificar três tipos de gestão: t Física – espaço físico, conservação, manutenção; t Administrativa – regras de controlo, controlo administrativo; t Económica – definição de parâmetros de stock, métodos de reaprovisionamento.

A correta definição dos parâmetros de stock resulta do equilíbrio ente o capital imobilizado e o risco de rutura.

ACIONAMENTOS Os acionamentos são responsáveis pelo processo de movimentação. Num armazém automático é possível identificar vários movimentos nomeadamente a translação, a elevação e o movimento dos braços telescópicos. Frequentemente, estes eixos são complementados por eixos adicionais que fazem a interface do armazém com o exterior.

Existem diversas variáveis a considerar na equação de especificação dos acionamentos, nomeadamente: t Massa a movimentar; t Dinamismo necessário; t Resistências ao deslocamento/inércias; t Tempo de vida útil; t Precisão de posicionamento; t Comportamento no arranque e na paragem; t Suavidade de operação, comportamento devido à vibração; t Tipo de alimentação; t Consumo energético, eficiência, energia regenerativa; t Compatibilidade eletromagnética; t Índice de Proteção; t Comissionamento, segurança funcional, manutenção.

Adicionalmente é imperativo considerar as condições ambientes existentes no local de operação.

MAXIMIZAÇÃO ESPACIAL Se é verdade que tempo é dinheiro, não é menos verdade que o espaço também o é. Como tal, é imprescindível traduzir em capacidade de armazenamento todo o espaço disponível, obviamente sem descurar a segurança das pessoas e bens. Sem comprometer a eficácia do sistema é imperativo otimizar a sua eficiência. Numa solução clássica, os buffers nas extremidades do armazém funcionam como limites mecânicos, possibilitando estragos menores em caso de desgoverno do movimento do transelevador. Têm, contudo, implicações ao nível do espaço e da dinâmica, provocando frequentemente a redução de estantes em ambas as extremidades.

Em alternativa aos batentes mecânicos, as soluções mais modernas fazem uso da integração de funções de segurança no acionamento/controlador de nível superior.

Desta forma, os buffers são eliminados e o espaço disponível para armazenamento é ampliado.

A Figura 3 é ilustrativa das soluções anteriormente descritas, sendo observável a eliminação dos buffers.

robótica

58

Ricardo Caruso Vieira rcaruso@aquarius.com.br Departamento de Serviços Especiais da Aquarius Software, Ltda.

DOSSIER SOBRE AUTOMAÇÃO E ROBÓTICA NA LOGÍSTICA

O papel da automação na gestão da cadeia de suprimentos INTRODUÇÃO Peter Drucker, um dos pensadores mais influentes da área de gestão empresarial do século passado, foi o primeiro a descrever cada empresa como uma cadeia de elementos cujo objetivo é gerar valor, seja para os seus clientes, empregados, acionistas ou parceiros. Essa descentralização conceitual das empresas foi a principal origem das modernas teorias de gestão estratégica que têm como principal foco o alinhamento das diversas áreas da empresa com um objetivo comum.

Dentro desse contexto, a automação tem sido vista como uma área estratégica cada vez mais importante dentro do negócio. Além das responsabilidades tradicionais como gestão e manutenção das malhas e sistemas de controle, ela tem passado a ser a responsável pelos sistemas de informação de chão-de-fábrica e muitas vezes chamada de TA, Tecnologia de Automação, em contraposição a TI, Tecnologia de Informação, responsável pela gestão dos sistemas corporativos.

Dessa forma a automação é um dos grandes pilares para a estratégia de gestão integrada de processos como os de qualidade, manutenção, produção e cadeia de suprimentos, ou Supply Chain.

Com a convergência de tecnologias entre as áreas de TI e automação, a contribuição do chão de fábrica à gestão da cadeia de suprimentos vem sendo estudada sobre a ótica de integração de sistemas, com o levantamento das informações a serem compartilhadas entra as camadas de software.

CADEIA DE SUPRIMENTOS Ao investigarmos a disciplina de gestão da cadeia de suprimentos, encontramos uma semelhança muito grande com um conceito bem mais antigo, de origem militar, que é o de logística. As diferenças e semelhanças entre os dois deram origem a tantas discussões nos meios especialistas que Halldorsson e Larson, em 2004, lideraram uma vasta pesquisa internacional com os maiores nomes do tema sobre as diferenças entre as duas abordagens.

Eles conseguiram identificar quatro correntes diferentes: os que defendem que a gestão de cadeia de suprimentos é parte da logística (que chamou de tradicionalist), os que consideram a logística parte da gestão da cadeia de suprimentos (unicionist), os que definem gestão de cadeia de suprimentos como o novo nome da logística (re-labelist) e os que consideram duas disciplinas diferentes, com algumas sobreposições (intersectionist).

Apesar dessas correntes podemos considerar que ambos tratam da gestão da rede de materiais e serviços industriais desde a sua origem até ao seu consumo. Na definição da APICS (Advancing Productivity, Innovation, and Competitive Success) para o termo SCM (Supply Chain Management), ele é o design, planeamento, execução, controle e monitorização das atividades da cadeia de suprimentos com o objetivo de criar uma rede de

valor, construindo uma infraestrutura competitiva, alavancando uma logística internacional, sincronizando o fornecimento com a procura e medindo o desempenho globalmente.

A metodologia de gestão da cadeia de suprimentos mais comumente adotada é a SCOR (Supply Chain Operation Reference Model) desenvolvida pela SCC (Supply Chain Council). A SCC é uma associação fundada em 1996 pela AMR Research, instituição independente de pesquisa adquirida pela Gartner em 2009, pela empresa de consultoria Pittiglio Rabin Todd & McGrath e 54 grandes indústrias.

A proposta da metodologia é simplificar o estudo da gestão da cadeia de suprimentos por meio da padronização da terminologia, padronização dos passos de melhoria e padronização dos processos.

Esse modelo propõe que os processos sejam organizados em níveis, do mais genérico ao mais específico para as particularidades de cada organização. Conforme a Figura 1, o primeiro nível é formado pelos processos de planeamento, abastecimento, produção, distribuição e devolução.

O segundo nível é o que descreve a configuração da cadeia de suprimentos. Intimamente ligado à atividade produtiva é onde o processo é classificado. Por exemplo, em make-to-stock, empresas que produzem com o objetivo de atingir metas de níveis de estoque, ou make-to-order que produzem com base em pedidos.

O nível três é o que possui o detalhamento da cadeia e os indicadores de desempenho. Entre os principais indicadores estão o grau de flexibilidade, tempo de resposta, eficiência na gestão de recursos e custos.

Nível 1

Cadeia de Suprimentos

Planejamento Produção

Abastecimento

Distribuição

Retorno

Nível 2

Nível 3

Make-to-Order

Planejamento de produção

Make-to-Stock

Testes de produto

Engineering-to-Order

Embalagem

Preparação para Entrega

Figura 1. Modelo SCOR.

Tendo em vista esses indicadores, a gestão da produção assume um papel bastante central para o desempenho global da cadeia. Dessa forma a AMR Research propôs um modelo de integração de sistemas de chão de fábrica com sistemas corporati-

A crescente exigência e complexidade dos processos produtivos, a maior diversidade dos materiais e a forma como os mesmos se comportam quando conjugados são fatores que tornam o processo de assemblagem, nomeadamente o aperto, uma etapa complexa que obrigatoriamente deve ser encarada com o mesmo grau de exigência do restante processo de montagem.

Independentemente do setor industrial, a implementação de procedimentos de controlo não pára de evoluir. O que anteriormente se aferia por amostragem de lote, retirando uma peça para análise em laboratório, hoje, dependendo dos casos, afere-se a peça produtiva, o sistema de aparafusamento e inclusivamente o processo em si.

Adequar o processo produtivo, ou seja, assegurar a melhor relação entre o tempo de produção e o número de peças rejeitadas exige uma procura pela melhor solução tecnológica de aperto e posteriormente, embora não menos importante, a adequação do programa de aperto ao comportamento das juntas que compõem a peça.

Através do registo de dados de aperto, em tempo real, de linhas de montagem num servidor central, muitas empresas conseguem hoje em dia dar resposta às especificações exigidas pelo cliente. Por via de meios informáticos e de recolha de dados, ligados aos equipamentos, é possível recolher informação que permite analisar e verificar dados inerentes às montagens efetuadas.

Para que essa consciência exista é necessário analisar alguns conceitos que regem estes comportamentos.

Estruturalmente, o parafuso tem duas finalidades: t Trabalhar como um pino para manter umas ou mais partes unidas impedindo o movimento relativo entre elas; t Trabalhar como uma mola para fixar duas ou mais partes unidas, que aliás é o principal propósito.

A Força de Montagem em juntas aparafusadas é influenciada por inúmeros fatores, dos quais se destacam: 1. A máquina de aperto; 2. A forma geométrica da junta; 3. O tipo de rosca; 4. O método de aparafusamento; 5. As condições de atrito nas superfícies de contacto.

Tensão no Parafuso

Força de União

Cargas de Cisalhamento Cargas de Tensão Torque Figura 1. Ilustração das forças presentes durante

verificou que existia sempre proporcionalidade entre força deformante e deformação elástica produzida.

Quando um parafuso é apertado e a força de união começa a aumentar, o material do parafuso é tencionado. Após um curto espaço de tempo, sob a tensão da rosca, o material irá esticar na proporção da força.

Dado que o alongamento é proporcional à tensão, o parafuso recuperará o seu comprimento original quando a carga for removida. Este comportamento é conhecido como área elástica do material.

Sob uma determinada tensão, conhecida como yield point – note-se que alguns sistemas de aperto oferecem a possibilidade de configurar este parâmetro nos seus programas de aperto – ocorrerá a deformação do material do parafuso.

Esta deformação, no entanto, não conduz a uma quebra imediata. O torque continuará a aumentar, mas a uma razão menor durante a deformação na área denominada área plástica. Para uma força de união muito precisa, esta área é por vezes deliberadamente especificada para o processo de aperto.

Se a área plástica for ultrapassada ocorre a quebra tal como sugere o Gráfico da Figura 2.

um aperto.

Em 1660 o físico inglês, R. Hooke (16351703), observando o comportamento mecânico de uma mola, descobriu que as deformações elásticas obedecem a uma lei muito simples. Hooke descobriu que quanto maior o peso de um corpo suspenso preso a uma das extremidades de uma mola, sendo que a outra extremidade está presa a um suporte fixo, maior era a deformação (no caso: aumento de comprimento) sofrida pela mola. Analisando outros sistemas elásticos, Hooke

Lei Física de Hooke Amplitude de Elasticidade

Amplitude de Plasticidade Capacidade máxima do ponto de tensão

Falha do parafuso Ponto de tensão

Teste de Carga Tensão

No tecido empresarial português atual, o processo de assemblagem constitui-se seguramente como um desafio contínuo.

Europneumaq

DOSSIER SOBRE AUTOMAÇÃO E ROBÓTICA NA LOGÍSTICA 62 robótica

Controlo no Processo de Assemblagem. Como definir a melhor estratégia?

Breve análise sobre o “aperto”.

Força Figura 2. Gráfico representativo do comportamento de uma junta ao longo de um aperto.

robótica

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O mercado dos robots colaborativos encontra-se em acentuada ascensão com mais e mais empresas a procurar melhorar a produtividade e a eficiência.

EPL – Mecatrónica & Robótica

DOSSIER SOBRE AUTOMAÇÃO E ROBÓTICA NA LOGÍSTICA

Nova geração de robots móveis na logística

O papel dos robots será cada vez mais essencial no mundo da logística, principalmente devido às expetativas no comércio eletrónico.

Devido à complexidade do trabalho da logística a maior parte do manuseamento de produtos é efetuado ainda manualmente. A introdução da robótica na logística permite cada vez mais automatizar as tarefas de armazém através de uma nova geração de robots colaborativos que podem ver, mover e relacionar, bem como trabalhar em tarefas de precisão junto com humanos. Esta forma de trabalho será cada vez mais usada e a longo prazo mais económica.

Um colaborador de armazém na maior parte do tempo tem que andar de um lado para o outro para poder colocar os itens em ordem. Pode andar kms num só dia, dependendo do tamanho das instalações. Para poupar tempo e reduzir as deslocações efetuadas no período de trabalho, surgiram os robots móveis.

A nova geração avançada de robots móveis chega ao mundo da logística como sinónimo de aumento de produtividade para as empresas – o retorno de investimento, nalguns casos, é bastante rápido, normalmente num período inferior a um ano.

Os colaboradores não necessitam mais de despender tempo do seu dia para transportar itens ao longo da fábrica. Essas tarefas rotineiras e pesadas podem ser facilmente controladas por robots que se deslocam e contornam obstáculos, emitem mensagens de som e luz, e que trabalham em colaboração com as pessoas.

Os colaboradores das empresas podem assim ser alocados a tarefas de maior valor nas mesmas ou até mesmo centraliza-

dos em salas para controlo dos robots através de computadores ou, inclusive, smartphones ou tablets.

O facto destes robots poderem ser colaborativos e já possuírem sistemas de paragem súbita, permitem às empresas automatizar as suas tarefas de transporte interno com total segurança.

A sua nova tecnologia possibilita ainda que os robots mapeiem automaticamente a sua área de trabalho, dando a possibilidade de criar mapas do espaço e de importar ficheiros.

O sistema operativo destes avançados robots móveis está desenhado de forma simples para que qualquer pessoa possa ter a oportunidade de os conseguirem programar mesmo sem qualquer formação em robótica, dando, assim, a infinita possibilidade para poderem ser usados em qualquer atividade que requeira mobilidade.

Outra vantagem desta nova geração de robots móveis na logística é a possibilidade de poderem ser adicionados módulos verticais ou horizontais e do seu transporte interno poder dar-se através de três possibilidades: o transporte interno de um ponto A para um ponto B – a chamada opção tipo “Mail”, que permite que a colaboração com as pessoas se dê apenas no local de partida ou de chegada, eliminando deslocações de pessoal e permitindo poupanças, nalguns casos, na ordem dos 50%, mesmo com o investimento em prateleiras ou gancho para reboque; e as opções de transporte interno tipo “Táxi” – em que o robot móvel vem ter consigo a um determinado ponto – e também tipo “Bus” – com uma rota específica, parando em todos os pontos da linha.

Como são colaborativos, os robots móveis são ideais para ambientes onde existem interação com as pessoas, estando a segurança completamente assegurada. Rapidamente o retorno de investimento e o acréscimo de produtividade são atingidos e, dadas as inúmeras possibilidades de combinação com outras estruturas, nomeadamente para reboque ou até mesmo juntando outros robots colaborativos (braços robóticos sem necessidade de grelhas de segurança), são fascinantes as combinações crescentes para o seu uso na logística.

Vítor M. Ferreira dos Santos vitor@ua.pt Universidade de Aveiro

INTRODUÇÃO A robótica industrial surgiu na década de 50 do século XX através da empresa Unimation, fundada pelo americano Joseph Engelberger, considerado universalmente como o pai da robótica industrial. A entrada, de facto, do primeiro manipulador na produção industrial ocorreu em 1961 numa fábrica da General Motors; tratava-se do Unimate (Figura 1) e apresentava uma estrutura cinemática do tipo esférico, ou seja, com a terceira junta prismática, caraterística que aliás viria a partilhar com a arquitetura de Standford criada a partir de 1969, e que ainda hoje é possível encontrar em alguns robots industriais.

robótica

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DOSSIER SOBRE AUTOMAÇÃO E ROBÓTICA NA LOGÍSTICA

Bin-picking: para além da manipulação estruturada

Figura 1. Unimate, o primeiro manipulador na produção industrial em 1961 [1].

Durante estes 50 anos, desde a entrada em operação do Unimate, muito se fez na Robótica Industrial mundial, e as aplicações dos manipuladores cobrem praticamente todas as indústrias, desde a automóvel, onde começou, à alimentar e outras áreas modernas como a farmacêutica, incluindo soluções cada vez mais sofisticadas, chegando à implementação de células industriais com a integração em armazéns inteligentes, entre outros.

A evolução contemplou inúmeras frentes como os materiais usados na estrutura, os atuadores, os controladores, as transmissões, a miríade e complexidade de garras e pinças, e até nos algoritmos de controlo para garantir melhor repetibilidade e velocidade. Também as estruturas cinemáticas evoluíram (como a Standford ou os SCARA) até aos modelos antropomórficos da atualidade com 6 e 7, ou mais, graus de liberdade.

Porém, existe uma frente que aparece em paralelo, mas talvez menos aparatosa, e que é a questão da perceção sensorial de que os manipuladores estão dotados. Desde a mais simples instrumentação da garra até ao mais sofisticado sistema multimodal de perceção tridimensional, toda esta informação da perceção do ambiente é o que permite, em rigor, chamar robot

a estas máquinas. Em vez de uma pragmática programação de ações repetitivas como foram, e ainda podem ser, algumas aplicações, a presença da perceção exterocetiva permite o fecho da malha de realimentação e, assim, dotar as máquinas da capacidade de alterar, durante a execução, as suas próprias ações pelas contingências do ambiente externo. Muitas vezes, estas alterações até poderiam ser meras paragens ou pausas na execução, para lidar com eventuais constrangimentos de cadências de uma qualquer linha de montagem ou do processo de manipulação. Porém, para além dessas ações de manipulação mais ou menos estruturada, o problema pode ser muito mais complexo, e obrigar até ao replaneamento de trajetórias e até de re-sequenciação completa das operações. Aliado a outras frentes promissoras do presente e do futuro da robótica industrial, como se aborda mais à frente, um problema muito atual e ainda sem solução definitiva, é o chamado bin-picking ou, numa tradução livre, recolha de peças de um contentor ou caixote, e que levanta grandes desafios de perceção e manipulação.

APANHAR PEÇAS DE CAIXOTES É fácil visualizar aquela imagem do operário numa linha de montagem que tem de inserir peças no sistema ou equipamento que lhe está a passar à frente. Essas peças a inserir estão frequentemente amontoadas em contentores ao seu redor e que ele, muitas vezes quase só por tato, pega sem precisar de olhar e que depois coloca no respetivo local na linha que, entretanto, quase lhe foge do alcance se ele se atrasar.

As peças amontoadas nos caixotes ou pequenos contentores podem vir de uma máquina de estampagem, ou de injeção, ou de qualquer outro processo de fabrico em massa. Peças pequenas podem muitas vezes ser distribuídas com alimentadores vibratórios ou similar, mas há muitas geometrias e dimensões onde isso não é viável e, portanto, requer-se uma operação exímia para as escolher, pegar e até separar quando estão interligadas: a escolha recai em geral num operador humano. Esta é, em suma, a essência do bin-picking!

Figura 2. Ilustração de situações de bin-picking.

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F.Fonseca, S.A.

O aumento sistemático de transações no mercado global, conjugado com pedidos à medida e tempos de vida de produtos cada vez mais curtos, obrigam a uma transparência quase total de dados ao longo de toda a cadeia de fornecimento.

Artigo adaptado por Eng.º Tiago Carvalho Gestor de Produto Automação Industrial

DOSSIER SOBRE AUTOMAÇÃO E ROBÓTICA NA LOGÍSTICA

Tecnologia RFID na automatização de armazéns

De modo a ir ao encontro de tais necessidades tem-se assistido a uma substituição progressiva das cadeias de fornecimento fechadas por redes globais transparentes, permitindo atingir a melhor eficiência possível em toda a cadeia, desde a produção até ao cliente final.

Tal substituição é apenas possível graças à tecnologia RFID (Identificação por Rádio Frequência), tecnologia que tem definido as tendências de identificação automática em fábricas e centros logísticos em todo o mundo, nos tempos recentes.

Tradicionalmente, a identificação de bens nas fábricas e nos processos logísticos era, e ainda é, efetuada com recurso a leitores de códigos de barras. Embora estas soluções tenham evoluído, significativamente, com o aparecimento de códigos 2D, leitores baseados em imagem, leituras omnidirecionais, entre outros, o problema base destas soluções mantém-se: é sempre necessário que o código esteja visível para poder ser identificado e, na maior parte das vezes, os códigos são lidos um a um.

Felizmente grande parte dos tradicionais problemas logísticos podem ser resolvidos utilizando a tecnologia RFID que funciona com recurso à rádio frequência. Um chip com memória (denominado habitualmente por TAG) é colocado num objeto.

Utilizando antenas RFID em locais estratégicos é possível identificar, ler e escrever informação na TAG, permitindo identificar o objeto e, por exemplo, adicionar informação relativa ao processo de produção, armazenamento e transporte.

As vantagens desta tecnologia são muitas, passando pela possibilidade de escrever e reescrever informação na TAG ao longo do processo ou de esta ser bastante imune a ambientes adversos, como sujidade, pó e temperaturas elevadas e/ou baixas. No entanto, o que realmente potencia esta tecnologia é o facto de possibilitar a leitura simultânea de múltiplos objetos e sem necessidade de as TAGs estarem visíveis.

Durante o processo de produção, os produtos têm que ser identificados e contados várias vezes. Estas operações podem ser realizadas numa questão de segundos utilizando tecnologia RFID, graças à possibilidade desta efetuar a leitura de um conjunto de material simultaneamente. Tal alteração permite uma redução direta de custos já que diminui o trabalho e tempo necessários à execução destas tarefas.

Para além de ser possível identificar os produtos mais rapidamente é também possível reunir mais informação. As TAGs RFID permitem armazenar mais informação do que a contida habitualmente num código de barras, podendo esta informação ser usada para a otimização de processos. A disponibilização de todos os dados de movimento de material em tempo real assim como o tempo necessário em cada processo, permitem efetuar um planeamento eficiente da produção.

Figura 1. Sistema de armazenagem com leitura RFID integrada.

Depois de concluída a produção, o material é embalado, colocado em caixas e enviado para o armazém do transportador ou cliente final. Rastrear um número elevado de caixas, para além de ser muito complexo, consome muito tempo e esforço. Também aqui o RFID pode melhorar a gestão da informação do fluxo de materiais. Habitualmente as entradas do armazém são dotadas de pórticos RFID que reúnem a informação do material e a enviam para o sistema de controlo. Estes pórticos, colocados em locais estratégicos, permitem localizar facilmente os produtos, já que todos os movimentos de material são detetados e registados. Toda esta informação permite agilizar os processos de seleção, separação e distribuição do material, permitindo que os mesmos passem menos tempo nos centros de distribuição e, em última análise, reduzir o espaço necessário para armazenamento. Como exemplo, graças ao RFID, a Wal-Mart, nos Estados Unidos da América, alcançou uma diminuição drástica na tarefa de paletização de 90 segundos para incríveis 11 segundos – uma redução de aproximadamente 90%.

MTX-TITAN

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LusoMatrix – Novas Tecnologias de Electrónica Profissional Tel.: +351 218 162 625 · Fax: +351 218 149 482 www.lusomatrix.pt

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A Lusomatrix apresenta o terminal MTX-TITAN como um gateway loT, capaz de conetar “tudo“ à Internet.

O MTX-TITAN reúne uma completa variedade de interfaces: Ethernet, série, GPIOS, USB, wireless wi-fi e 3G/4G, que lhe permitem ser o equipamento adequado para aplicações em cidades inteligentes e em gateway loT. As suas principais vantagens são: t Interface de série, USB e Ethernet para comunicações de dados 3G/4G; t Wi-fi (Access Point) que permite acesso à Internet em qualquer local; t Flexibilidade de conexão e tunneling; t Utiliza LTE-4G para segurança de streaming de vídeo; t Possibilitar o controlo de equipamentos que usam o protocolo ModBus (medidores de caudais, iluminação de rua, sensores de poluição e ruído, e outros); t Possibilidade em integrar ISM, Bluetooth ou ZigBee de forma a se poder criar redes Mesh; t Permite o controlo de relés através de equipamentos externos.

Assim, com estas caraterísticas/funcionalidades é possível utilizar o MTX-TITAN em inúmeros cenários como:

Em seguida, iremos descrever sucintamente alguns destes cenários que podem ser utilizados em várias aplicações industriais.

Em primeiro lugar, apresentamos um cenário onde existe a necessidade de enviar periodicamente medições de temperatura de um sensor com porta RS 232 para um web server, bem como o envio de alertas SMS sobre a temperatura, proporcionando um acesso remoto a uma câmara IP e a possibilidade de alterar a transmissão do router de acordo com um calendário ou ainda a possibilidade de ativar/desativar outro dispositivo através de um SMS.

Detalhe resumido do cenário apresentado: t Dispomos de uma câmara IP com porta Ethernet de que necessitamos para fornecer acesso à Internet. A câmara irá ter um endereço IP local; t A câmara IP dispõe de um servidor web interno que poder ser utilizado para se aceder ao vídeo que vai sendo gravado. O router deve ser configurado para aceder ao servidor web interno (na porta TCP 80), redirecionando a porta TCP externa 8080 uma vez que é necessária a configuração para

Dar vida ao Windows 10 IoT Core

robótica

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RS Components Tel.: +351 800 102 037 · Fax: +351 800 102 038 marketing.spain@rs-components.com · pt.rs-online.com

Simon Duggleby Product Marketing Manager

case study

O universo de desenvolvimento dos sensores e controladores IoT (Internet das Coisas) utilizava técnicas de desenho tradicional, e a Microsoft oferece uma alternativa viável com Windows 10 IoT.

Figura 1. MinnowBoard MAX.

Há muito tempo que os mercados dos servidores e computadores de secretária são dominados pelo sistema operativo Windows da Microsoft, um incentivo para fornecer suporte às placas da Raspberry Pi, Arduino e MinnowBoard MAX. Essencialmente, o Windows 10 IoT Core é uma versão mais pequena e mais compacta do sistema operativo Windows 10 para estes computadores de placa única. Adequado para dispositivos de 400 MHz ou superiores x86 e para plataformas baseadas em ARM sem ecrã com um mínimo de 256 MB de RAM ou com uma compatibilidade de ecrã Windows de, pelo menos, 512 MB de RAM, existe um requisito de armazenamento mínimo de 2 GB. Fornecido com um conjunto de ferramentas de programação, o Windows 10 IoT Core fornece um ambiente viável para basear o seu desenho de IoT. Uma vez que as placas suportadas têm sido muito populares, poderá encontrar muitas dicas, conselhos e exemplos práticos de desenhos.

Quer seja um profissional ou um fabricante pode ter a certeza de que existem outras pessoas na sua situação a utilizar o Windows IoT Core.

Ao nível da placa, a Microsoft oferece a possibilidade de construir uma imagem personalizada que suporta todas as funcionalidades da plataforma necessárias. Por exemplo, para muitas aplicações de sensores da IoT a disponibilização de um recurso áudio ou vídeo poderá não ser necessária. Contudo, para acelerar a implementação nas plataformas populares, a Microsoft fornece imagens ISO para placas prontas a instalar. Isto inclui placas sem vídeo composto ou saída HDMI para as quais também não seria necessário Shell do Windows.

Os criadores que estão a considerar utilizar o Windows 10 IoT Core devem primeiro visitar a página IoT na plataforma da Microsoft. Esta plataforma documenta e indica as compatibilidades com informação e exemplos de conetividade IoT. Atualmente existem três placas compatíveis com Microsoft Windows 10 IoT Core (Raspberry Pi 2, MinnowBoard MAX e In-

tel Galileo). A biblioteca inclui dois componentes para interagir com aplicações baseadas em Arduino. De seguida, abordaremos melhor as funções da biblioteca.

Independentemente da placa escolhida para o seu desenvolvimento, o primeiro passo para instalar o Windows 10 IoT Core é preparar um PC. É necessário que seja utilizada a versão mais recente do Microsoft Windows 10 no PC juntamente com a edição gratuita Visual Studio Community ou as versões Profissional ou Empresarial do Visual Studio 2015. A versão do Visual Studio instalada também necessita de ser validada e os detalhes da mesma podem ser encontrados na plataforma Development Centre. Uma vez concluído, os modelos do projeto Windows IoT Core necessitam de ser adicionados através da Galeria Visual Studio. A placa de open hardware MinnowBoard Max (Figura 1), por exemplo, oferece um processador de 64-bit Intel Atom E38xx SoC, 2 GB de DDR3 de RAM e está equipada com um suporte periférico abrangente incluindo HDMI, SATA2, anfitriões USB3 e USB2, 10/100/1000 Ethernet e GPIO de 8 pinos. Necessitando de apenas uma alimentação de 5 V CC com dimensões de 99 x 74 mm, esta placa compacta é ideal para uma vasta gama de aplicações de IoT. Com o seu PC configurado pode executar o IoT Core na placa escolhida. O processo é semelhante para cada uma das três placas compatíveis e os passos são os seguintes: instalar o mais recente firmware na placa, transferir a imagem ISO da plataforma da Microsoft, transferir a imagem para um cartão SD e atualizar a placa. A placa selecionada pode então ser reiniciada (Figura 2).

Depois de ter reiniciado a sua placa com o Windows 10 IoT Core está pronto para fazer o seu primeiro desenho, mas antes de explorarmos alguns exemplos vamos rapidamente abordar as bibliotecas Arduino anteriormente mencionadas. Por defeito, as placas da Arduino não são compatíveis. A biblioteca Windows Remote Arduino é um componente Windows Runtime Open Source que permite aos criadores controlar uma placa Arduino com USB ou Bluetooth. A linguagem Windows Runtime como C++, C# e JavaScript podem aceder à biblioteca aquando

Figura 2. Reinício bem-sucedido do Windows 10 IoT Core em MinnowBoard MAX.

Sistemas de identificação MultiMark

Botoneiras Cablagem

Weidmüller – Sistemas de Interface, S.A. Tel.: +351 214 459 191 · Fax: +351 214 455 871 weidmuller@weidmuller.pt · www.weidmuller.pt

case study 100

Bornes

robótica

Fichas

O sistema MultiMark permite imprimir identificadores para colocação em todo o tipo de quadro ou armário elétrico, desde cablagem, equipamento de sinalização, comando, corte e proteção e ainda cabos, fichas e bornes. A impressora de transferência térmica THM MMP é conhecida como a faz-tudo compacta, e por isso é uma impressora para todos os trabalhos sendo indicada para volumes de impressão pequenos e médios. Esta impressora destaca-se também por praticamente não necessitar de manutenção graças à tecnologia de transferência térmica, além de uma excelente legibilidade (resolução de 300 dpi), e uma flexibilidade proporcionada por perfuração modular e unidade de corte. O rolo de impressão pode ser alterado em 30 segundos e garante um elevado rendimento a partir de 250 identificadores Dekafix/ minuto. A impressora THM MMP lida com trabalhos de marcação que, de outra forma, necessitam de ser efetuados por vários e diferentes dispositivos.

Os identificadores de bornes Dekafix e WS permitem efetuar a identificação com uma maior eficiência, sendo compatíveis com os bornes das séries W, Z, P e SAK. A impressão carateriza-se por ser firme e durável; a impressão contínua poupa tempo na instalação; e a somar a isto o material exterior garante uma elevada

Cabos

Dispositivos

Esta é uma solução para todos os trabalhos e que responde às atuais exigências de customização, elevada procura e rapidez no processo de identificação, conjugadas com um software e a tecnologia de impressão da Weidmüller.

qualidade de impressão além de uma maior durabilidade e resistência. O material compósito inteligente garante uma utilização e um manuseamento perfeitos. A base de plástico rígido e sólido permite que o marcador seja alojado de forma fiável no local adequado, ao passo que o material elástico exterior é muito fácil de manusear e facilita a instalação.

Os identificadores de fios TM-I e WM são de muito fácil instalação. Os TM-I dispõem de uma “guia” que lhes facilita a rápida inserção na manga transparente. Assim que a etiqueta está no lugar, a “guia” é facilmente retirada no ponto predeterminado. As mangas montadas podem então ser simplesmente ajustadas nos fios. Benefícios do uso destes identificadores: grandes quantidades podem ser pré-montados numa única operação e sem ferramentas adicionais, o que economiza tempo e dinheiro. Es-

tes identificadores estão disponíveis em quatro comprimentos. A aplicação dos identificadores WM é muito fácil, sem o auxílio de quaisquer ferramentas: o fio é inserido nos dois orifícios existentes nas extremidades da etiqueta. A inerente tensão da fixação da mesma impede-a de mudar de posição ou deslizar ao longo do fio. Estes identificadores estão disponíveis em quatro tamanhos para condutores de 0,25 mm2 a 16 mm2.

Os identificadores de cabos SFX destacam-se pela sua elevada flexibilidade e, por isso, são a primeira escolha para a identificação de cabos caso pretenda uma solução clássica com abraçadeira de plástico. O identificador segue cada curva do cabo e trava sem resistência. O material utilizado nos identificadores SFX é o poliuretano, altamente flexível e os 3 tamanhos existentes respondem à procura de identificadores para cabos.

Os identificadores de dispositivos SM, CC, ESG e EL são considerados como os sistemas seguros, sendo fabricados de poliéster com laminação dupla que oferece um material básico muito fino e extremamente resistente ao desgaste. E ainda permitem a identificação do equipamento para todos os fins, rotulagem simples e identificação rápida dos componentes e dispositivos. Asseguram que as máquinas e os equipamentos são usados corretamente e são indispensáveis no quadro de comando. Esta linha de produtos inclui etiquetas para identificação de componentes standard e infinitas variações para a produção de grandes etiquetas para blocos funcionais ou conjuntos de bornes. E além disso, estão sempre no lugar certo porque os autocolantes das etiquetas de poliéster são particularmente adequados para a identificação do equipamento.

A solução MultiMark torna os elementos do quadro elétrico facilmente identificáveis, havendo 150 novos produtos de identificação em oferta, e praticamente todos os requisitos de identificação são respondidos. A impressão e a identificação são feitas de forma rápida, num material com excelentes propriedades, além de permitir uma manipulação conveniente e uma imagem clara de impressão.

“Cabo robótico inteligente antecipa o futuro”

robótica

igus®, Lda. Tel.: +351 226 109 000 · Fax: +351 228 328 321 info@igus.pt · www.igus.pt /IgusPortugal

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case study

A igus® apresenta um novo cabo elétrico que avisa de uma eventual falha no próprio cabo, aumentando assim a segurança e disponibilidade das máquinas.

Devido ao crescente nível de automação na indústria, o número e a velocidade dos movimentos nas máquinas crescem, aumentando em simultâneo o grau de interligação de redes no interior das fábricas. Graças à maior gama de cabos de rede a nível mundial para calhas articuladas, incluindo uma garantia exclusiva de 36 meses, mesmo as aplicações mais exigentes nas chamadas “fábricas inteligentes” podem estar interligadas com a máxima fiabilidade.

Em instalações fixas são geralmente aplicados cabos de rede convencionais; no entanto, estes possuem uma duração de vida muito limitada quando utilizados em aplicações com movimento. A maior gama de cabos de rede para calhas articuladas, desenvolvida pela igus®, oferece as melhores caraterísticas de transmissão em aplicações com movimento, com 27 tipos em cobre e fibra ótica, bem como 422 cabos de rede já confecionados com fichas. Com esta gama a igus® já cobre a crescente variedade de aplicações na área da Indústria 4.0, desde o simples movimento linear em máquinas de tra-

balhar madeira aos complexos movimentos 3D nos robots de salas limpas, desde os menores raios de curvatura aos mais longos cursos. Já está disponível uma solução “inteligente”, visto que na Feira de Hanôver 2016 a igus® apresentou um cabo para movimento com monitorização própria permanente: “O

cabo robótico inteligente antecipa o futuro”, afirma Rainer Rössel, diretor da área de cabos chainflex® da igus®. Se determinados parâmetros forem ultrapassados, o cabo em funcionamento avisa atempadamente que é necessário efetuar a sua substituição e não somente no momento da falha mas com uma antecipação de quatro semanas. “Assim contribuímos de forma significativa, para a manutenção preventiva e, consequentemente, para aumentar a disponibilidade de produção das máquinas”, afirma Rössel.

UM MAIOR NÍVEL DE REDES EXIGE SOLUÇÕES DE LIGAÇÃO SEGURAS Cabos otimizados para o movimento exigem soluções de ligação igualmente otimizadas e personalizadas a cada situação específica, quer seja individualmente numa máquina ou para toda a fábrica.

Para isso, a igus® disponibiliza uma série de calhas articuladas desenvolvida para movimentos 3D dos robots, a série triflex®. Com o sistema micro flizz® é possível colocar de forma segura cabos de fibra ótica juntamente com cabos de potência, por exemplo, em sistemas de armazéns automáticos, entre outros, como alternativa aos sistemas de coletores com barramentos, com o objetivo de atingir

Figura 1. O cabo em funcionamento avisa atempadamente que é necessário efetuar a sua substituição com uma antecipação de quatro semanas.

“formação é sinónimo de maior qualificação e sucesso”

por Helena Paulino fotografia por Carlos Alberto Costa

robótica

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entrevista

A área de formação técnica da Siemens, o SITRAIN, ganhou ao longo dos anos uma maior importância dentro e fora da empresa, elevando as exigências e aumentando o número de formandos anuais. A “robótica” foi saber mais pormenores sobre os cursos e as suas caraterísticas, não descurando da preparação dos formadores.

Figura 1. Kit pedagógico: SINAMICS S120 democase e Field PG.

Revista “robótica” (rr): O que é o SITRAIN e onde se encontra dentro da organização Siemens?

Siemens (S): O SITRAIN é a área de formação técnica no âmbito da automação e acionamentos Siemens e encontra-se integrada no portefólio de serviços da Divisão Digital Factory (DF). A Siemens, como empresa líder a nível mundial na oferta de soluções integradas com vista à otimização dos processos da indústria, disponibiliza um vasto portefólio de equipamentos, sistemas e serviços de grande valor acrescentado, onde a formação técnica SITRAIN tem um papel de relevo na forma como transfere o know-how aos seus clientes.

rr: Um dos vossos lemas é que “Formação é sinónimo de sucesso…” Essa é uma das bandeiras e um dos obje-

tivos ao participar num curso de formação SITRAIN? S: Sim, consideramos que formação é sinónimo de maior qualificação e, por conseguinte, de sucesso. Nos cursos SITRAIN da Siemens há uma clara transferência de saberes, de experiência do formador para os formandos e isso vai dotar os participantes de maior conhecimento, e de maior autonomia técnica, originando naturalmente um reforço de competências nas organizações dos nossos clientes. Como sabemos, a criação de maiores competências e qualificações do capital humano é sempre um investimento com retorno garantido.

rr: Qual o portefólio e tipo de cursos desenvolvidos e ministrados pelo SITRAIN? S: A oferta formativa do SITRAIN con-

templa o planeamento, desenvolvimento e realização de cursos técnicos sobre sistemas de automação, redes de comunicação e supervisão, acionamentos, controlo industrial, comando numérico, sistemas de controlo distribuído e instrumentação com equipamentos e softwares da Siemens.

Os cursos ministrados são cursos presenciais, de formação profissional contínua e decorrem nas instalações da Siemens ou também nas instalações dos próprios clientes. São cursos com uma elevada componente prática e focados na tecnologia e processo dos clientes.

A nossa oferta formativa desenvolve-se em torno de dois tipos de cursos: Cursos standard, interempresas, os quais têm um conteúdo programático standard e decorrem na sede da Siemens em Alfragide ou na nossa delegação do Freixieiro, no Porto e Cursos especiais, intraempresa, os quais são geralmente dedicados, isto é, com conteúdo programático à medida das necessidades do cliente e que decorrem nas instalações do cliente.

Os cursos SITRAIN são, na sua maioria, quase sempre ministrados em duas vertentes distintas: Service e Programação. Por isso, por exemplo, encontram no nosso portefólio os cursos SIMATIC S7 Service 1 e SIMATIC S7 Programação 1.

Uma vertente virada ao diagnóstico, manutenção preventiva e outra vertente pura de programação. Desta forma, desenvolvemos e adaptamos os conteúdos programáticos aos grupos-alvo: técnicos de comissionamento, técnicos de service, operadores, técnicos de manutenção e responsáveis, colaboradores de projeto e programadores das indústrias nossas clientes.

rr: Qual a duração média de um curso SITRAIN e que metodologias de ensino utilizam?

S: Os cursos do portefólio SITRAIN são, na sua maioria, cursos intensivos de 5 dias consecutivos (35 horas líquidas de formação). Apenas a micro-automação,

Seminário EPLAN Experience – o passaporte para uma maior eficiência

robótica

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reportagem

Hoje em dia, a eficiência em engenharia é de extrema importância, mas o que é efetivamente uma “engenharia eficiente”? As exigências do mercado atual aumentaram e para responder aos desafios é quase unânime a ideia de que são necessárias mais horas de trabalho, mais dedicação e mais stress.

Mas e se isso não for necessário? Não se trata de produzir mais nem mais rápido, mas sim de produzir melhor para reduzir os tempos de fabrico e de entrada dos produtos no mercado. E o fator chave para que tal aconteça passa por otimizar os processos de trabalho, de forma a obter melhorias sustentáveis no futuro da empresa.

Com o intuito de mostrar como é que cada área específica de uma empresa pode ser o mais eficiente possível, a M&M Engenharia Industrial realizou no dia 28 de maio, no Porto, o seminário EPLAN Experience, onde deu a conhecer um conceito inovador e modular que combina a tecnologia certa com

uma experiência e visão precisas para a obtenção de uma engenharia em menos tempo, com menos custos e maior qualidade.

Aplicável a qualquer empresa, independentemente da sua dimensão, localização ou área, o EPLAN Experience otimiza os projetos de engenharia através de 8 áreas de ação que se podem definir como as áreas específicas das operações de uma empresa que precisam de ser rentabilizadas para se tornarem mais eficientes.

Começando por reconhecer que uma percentagem muito elevada dos custos de um projeto se devem ao Departamento de Engenharia, iniciou-se o

seminário com a ideia de que é fundamental avaliar as necessidades concretas de cada empresa. Foi rapidamente unânime a opinião de que para se obter uma engenharia eficiente é necessário um foco nas tarefas que conferem valor acrescentado à engenharia individual.

Com uma apresentação bastante demonstrativa, José Meireles e David Santos da M&M Engenharia Industrial, abordaram três das áreas de ação que compõem o conceito EPLAN Experience. Através das áreas de ação “Normas e Padrões”, “Estrutura do Produto” e “Configuração da Plataforma” foi possível conhecer os métodos de desenvolvimento mais atuais, baseados na reutilização e na engenharia funcional, conhecer como estruturar os produtos sob uma abordagem de engenharia individual, aprender como reutilizar ao máximo os dados dos projetos e como trabalhar com projetos de macros EPLAN. De salientar que o EPLAN Experience pode ser implementado onde é mais necessário, ao ritmo que mais se adequa à empresa podendo iniciar-se em qualquer área de ação.

José Meireles deu ainda uma visão de como as empresas internacionais se estruturam em matéria de processos e abordou a importância da inovação com exemplos práticos da experiência que possui relativamente ao que tem sido feito nos países vizinhos. O responsável EPLAN, salientou que “seguir sempre os mesmos processos dá uma sensação de segurança enorme aos utilizadores dos softwares” mas alertou para o facto de que “essa mesma segurança nem sempre consegue garantir os processos de engenharia mais eficientes já que a estagnação não permite que uma empresa siga as tendências do mercado e responda às exigências dos clientes que são cada vez maiores”. A ideia de que a inovação é um fator de sucesso para todas as empresas de qualquer ramo de atividade foi ainda com-

implementar no ambiente industrial e assim responder às necessidades individuais e aos desafios crescentes com o aparecimento da Indústria 4.0 e do conceito da “fábrica inteligente”.

tar na marca Weidmüller. Desvendou qual o segredo do sucesso dos 160 anos em que ligaram pessoas, mercados e indústrias em todo o mudo, que passa pelo desempenho, competência e fiabilidade.

Por tudo isso são dos parceiros favoritos para muitas indústrias – de máquinas, de processo, de energia, de transportes e fabricantes de equipamentos – na conetividade, pela inovação dos produtos, soluções e serviços que apresentam para

PARCEIROS WIN-WIN José Catarino, Diretor Comercial da Weidmüller, começou por homenagear parceiros que estiveram presentes nos primeiros encontros de quadristas oficiais da Weidmüller e por via das circunstâncias já não se encontram entre nós: Luís Filipe Margarido e Paulo Paraty. José Catarino foi ao passado relembrar o ano de 1999 em que se deu o início do Programa de Quadrista Oficial Weidmüller, sendo este um programa inserido no Manual da Qualidade Weidmüller certificado pela TÜV. Seis anos volvidos, este programa evoluiu para o Integrador Oficial da Weidmüller. Algumas histórias e fotografias foram relembradas, e José Catarino explicou que este programa pretende cimentar o relacionamento da Weidmüller com os clientes integradores mais importantes em Portugal de forma a criar uma relação win-win, e assim conquistar vantagens realmente competitivas para ambas as empresas.

O Programa Integrador Oficial Weidmüller pretende assegurar uma série de benefícios, serviços e recursos exclusivos para os seus membros, ou dito por outras

por Helena Paulino fotografia por MXL Fotografia + Imagem

Coimbra foi palco, a 6 de maio, de mais um Encontro de Integradores Oficiais da Weidmüller no Anfiteatro do renovado Museu da Ciência da Universidade de Coimbra, o Laboratório Chimico mandado construir pelo Marquês de Pombal em 1772 para ser o primeiro laboratório português para o ensino e investigação da química em Portugal.

robótica

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reportagem

9.º Encontro dos Integradores Weidmüller: renovar o ciclo

Nesta 9.ª edição do evento estiveram presentes cerca de 80 integradores oficiais da Weidmüller onde receberam os seus certificados, num convívio animado entre os integradores oficiais da Weidmüller em Portugal e os representantes da marca. Deodato Taborda Vicente, Diretor-Geral da Weidmüller Portugal, recebeu os integradores oficiais com uma palavra de apreço por terem comparecido ao evento e por continuarem a apos-

PROJETO NA ENGENHARIA

58,28 €

Autor: Gerhard Pahl, Wolfgang Beitz, Jörg Feldhusen, Karl-Heinrich Grote ISBN: 9788521203636 Editora: Blucher Número de Páginas: 432 Edição: 2005 (Obra em Português do Brasil) Venda online em www.engebook.com e www.engebook.com.br

Este bem-sucedido e internacionalmente reconhecido manual, teórico e prático, estabelece os fundamentos metódicos do projeto de engenharia como pressuposto de eficaz desenvolvimento de um produto. Esta obra, traduzida em oito línguas, teve um forte acolhimento tanto entre estudantes como entre engenheiros de desenvolvimento e projetistas. A 6.ª edição desta obra reforça os fundamentos científicos do projeto ao descrever o desenvolvimento do projeto com exemplos práticos, ao apontar novos campos de solução presentes nos materiais consorciados com fibras, na mecatrónica e adaptrónica, e mostrando a eficiência económica embutida nas séries construtivas e modulares, com ênfase sobretudo na contribuição das modulares e incentivando a política de qualidade com medidas promissoras, mas ainda pouco usadas e integrando a tecnologia CAD ao processo do projeto. Índice: Introdução. Fundamentos. Métodos para o planejamento, busca e avaliação da solução. O processo de desenvolvimento de um produto. Esclarecimento e definição metódica da tarefa. Métodos para conceção.

Metodologias para anteprojeto. Métodos para o detalhamento. Campos de solução. Desenvolvimento de produtos em série e modulares. Métodos para o desenvolvimento de produtos com garantia de qualidade.

Identificação de custos. Projeto auxiliado pelo computador. Resumo e conceitos utilizados.

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BIBLIOGRAFIA

INTRODUÇÃO A SISTEMAS ELÉTRICOS DE POTÊNCIA

47,12 €

robótica

Autor: Ernesto João Robba ISBN: 8521200781 Editora: Blucher Número de Páginas: 484 Edição: 2000 (Obra em Português do Brasil) Venda online em www.engebook.com e www.engebook.com.br

Circuitos trifásicos, definição, resolução de redes trifásicas simétricas e equilibradas.

Estudo de desequilíbrios, modelagem da rede e técnicas de solução. Redes trifásicas com impedâncias mútuas, assimétricas e desequilibradas. Modelos de representação de cargas. Valores por unidade, conceitos gerais, aplicação a circuitos monofásicos. Circuitos trifásicos, representação dos componentes da rede, linhas e transformadores.

Vantagens de valores p.u. na representação numérica de redes. Componentes Simétricas, matrizes de transformação, interpretação. Representação dos elementos de redes por diagramas sequenciais e sua associação. Estudo de cargas desequilibradas e de redes com defeitos entre fases, entre fases e terra, abertura monopolar e bipolar. Componentes de Clarke, matrizes de transformação, interpretação. Representação de redes e estudo de desequilíbrios. Defeitos entre fases e entre fases e terra. Exercícios, sistemas de programas computacionais, de domínio público, para a resolução de exercícios passo a passo. Exercícios resolvidos e propostos. Índice: Circuitos trifásicos. Valores percentuais e por unidade. Componentes simétricas. Componentes de Clarke. Exercícios.

MECÂNICA GERAL

37,26 €

Autor: Luis Novaes Ferreira França, Amadeu Zenjiro Matsumura ISBN: 8521203411

O célebre matemático J. L. Lagrange publicou, em 1788, a sua Mécanique Analytique, na qual expôs a Mecânica Clássica como um ramo da Análise Matemática. As Equações de Lagrange tratadas neste livro foram apresentadas, pela primeira vez, naquela ocasião. Os problemas de Mecânica Clássica e, em particular, três séculos de pesquisa em Mecânica Celeste estimularam o desenvolvimento de grande parte da matemática que conhecemos atualmente. Não é uma coincidência ilustres nomes da Mecânica – Newton, Lagrange, Euler, Hamilton – terem sido todos grandes matemáticos. Por outro lado, a Mecânica Analítica permite resolver problemas ligados à técnica, partindo apenas das expressões das Energias Cinética e Potencial. Isto será evidenciado neste livro com a exposição de problemas simples.

Editora: Blucher

Índice: Introdução à Mecânica Clássica. Forças e Vetores Aplicados. Centro de Forças Paralelas – Baricentros.

Número de Páginas: 256

Estática dos Sistemas – Estática dos Sólidos. Estática dos Fios ou Cabos. Cinemática dos Sólidos. Composição

Edição: 2004 (Obra em Português do Brasil) Venda online em www.engebook.com e www.engebook.com.br

de Movimentos. Leis de Atrito. Dinâmica do Ponto Material. Dinâmica dos Sistemas. Teorema do momento angular. Momentos e Produtos de Inércia. Dinâmica dos Sólidos. Impulso e Choque. Introdução à Mecânica Analítica. Exercícios Suplementares. Bibliografia. Índice de Nomes. Índice Alfabético.

MÉTODOS DE OTIMIZAÇÃO APLICADOS A SISTEMAS ELÉTRICOS DE POTÊNCIA

40,10 € Autor: Nelson Kagan, Hernán Prieto Schmidt, Carlos César Barioni de Oliveira, Henrique Kagan ISBN: 9788521204725 Editora: Blucher Número de Páginas: 228 Edição: 2009 (Obra em Português do Brasil) Venda online em www.engebook.com e www.engebook.com.br

Este livro reúne a experiência dos autores na aplicação de técnicas de otimização aos sistemas elétricos de potência. Os capítulos são organizados de acordo com as técnicas de programação linear, programação linear inteira, algoritmos de transporte, programação dinâmica, métodos de busca heurística, algoritmos evolutivos e programação não linear pelo Método de Newton.

A obra é direcionada para engenheiros, alunos de graduação, pós-graduação e pesquisadores em geral. Embora as aplicações sejam voltadas para os sistemas elétricos de potência, engenheiros de outras áreas podem inspirar-se na construção de modelos para a solução dos seus problemas específicos. Um software didático denominado OTIMIZA é disponibilizado no website da Editora Blucher (www.blucher.com.br) para download. Por uma interface bastante amigável, o leitor poderá ter contacto com as técnicas de otimização e suas aplicações aos problemas comentados no final de cada capítulo do livro. Além disso, uma ferramenta específica para a solução de problemas genéricos de programação linear e programação linear inteira é disponibilizada no software. Índice: Técnica para Solução de Problemas Otimização. Programação Linear. Programação Linear Inteira.

O Problema de Transporte. Programação Dinâmica. Métodos Busca Heurística. Algoritmos Evolutivos.

87,66 €

Autor: Norberto Mazzo ISBN: 9788521207948 Editora: Blucher Número de Páginas: 838 Edição: 2013 (Obra em Português do Brasil) Venda online em www.engebook.com e www.engebook.com.br

Índice: Prefácio. Introdução. Pré-requisitos. Potência e torque. Função da engrenagem. Involutometria do dente. Tipos de engrenamento. Definições. Uso prático da involuta do ângulo. Características geométricas.

Ajuste das engrenagens. Grau de recobrimento. Análise geométrica. Desenho do produto. Processo de fabricação. Materiais e Tratamento térmico. Jateamento. Lubrificação. Projeto de um par de engrenagens cilíndricas externas. Avarias dos dentes. Índice de ilustrações. Notação utilizada neste livro. Bibliografia. Índice remissivo.

W W W. E N G E B O O K . C O M A SUA LIVRARIA TÉCNICA!

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Este livro nasceu a partir da intenção de se fazer um curso sobre engrenagens. Um curso direcionado aos projetistas e engenheiros que desejam entender com mais profundidade os princípios básicos do engrenamento, as caraterísticas geométricas, os elementos que formam o dente, as caraterísticas do engrenamento, tolerâncias do dentado, controle dimensional, processos de fabricação e muito mais. A pretensão deste trabalho está longe de ser um tratado teórico profundo; muito pelo contrário, esse texto apresenta um enfoque prático e resumido das necessidades que nós, profissionais da área, sentimos no dia-a-dia.

Embora os documentos normativos forneçam praticamente todas as fórmulas necessárias para um projeto completo, coloquei neste volume um formulário amplo, com o objetivo de reduzir a necessidade de se recorrer a outras literaturas durante um estudo ou um trabalho.

Normalmente, os projetistas e engenheiros, gostam de discutir um assunto técnico com uma caneta ou um lápis na mão. O esboço faz parte da profissão. Portanto, o autor acrescentou muitas figuras, todas desenhadas por ele, que ilustram os textos, muitas vezes, de difícil compreensão. Elas ajudam sobremaneira a entendê-los melhor.

Quanto à estrutura do livro, são 19 capítulos recheados de exemplos práticos, desde a conceção até à fabricação das engrenagens, além de um capítulo final, o Capítulo 20, que faz uma abordagem sobre análise de falhas.

robótica

ENGRENAGENS CILÍNDRICAS

BIBLIOGRAFIA

Programação Não-Linear Método de Newton.

feiras DESIGNAÇÃO

TEMÁTICA

LOCAL

DATA

CONTACTO

AUTOMATICA

Feira Internacional de Automação

Munique

21 a 24

Mundifeiras

e Mecatrónica

Alemanha

junho

mundifeiras@mail.telepac.pt

2016

www.messe-muenchen.de

INTERPLAS THAILAND

Feira na Área do Plástico, Máquinas,

Banguecoque

7 a 10

Reed Tradex Co., Ltd.

Equipamentos e Serviços para

Tailândia

julho

contactcenter@reedtradex.co.th

2016

www.interplasthailand.com

Mumbai

22 a 25

IED Communications Ltd.

Índia

agosto

arokiaswamy@iedcommunications.com

2016

www.iedcommunications.com

Chicago

12 a 17

AMT – The Association for Manufacturing Technology

EUA

setembro

amt@amtonline.org

2016

www.amtonline.org

a Indústria

AUTOMATION MUMBAI

MOTEK

EMAF

Feira para a Indústria Metalúrgica

Feira na Área da Robótica e

Estugarda

10 a 13

P.E. Schall GmbH

Equipamentos Industriais

Alemanha

outubro

info@schall-messen.de

2016

www.motek-messe.de/en/motek

Feira Internacional de Máquinas,

Porto

23 a 26

EXPONOR

Equipamentos e Serviços para

Portugal

novembro

silvia.rosa@exponor.pt

2016

www.exponor.pt

a Indústria

robótica

134

CALENDÁRIO DE EVENTOS

IMTS

Feira na Área da Automação

seminários e formações DESIGNAÇÃO

TEMÁTICA

FORMAÇÃO BÁSICA

Formação na Área da Segurança

EM SEGURANÇA

LOCAL

DATA

CONTACTO

Ermesinde

05 a 19

CENFIM

Portugal

julho

ermesinde@cenfim.pt

2016

www.cenfim.pt

VARIAÇÃO DE VELOCIDADE

Formação na Área da Variação

Porto

12 a 14

ATEC – Academia de Formação

– COFIGURAÇÃO

de Velocidade

Portugal

julho

infoporto@atec.pt

2016

www.atec.pt

Ermesinde

26 setembro

CENFIM

Portugal

2016 a

ermesinde@cenfim.pt

31 julho

www.cenfim.pt

E PARAMETRIZAÇÃO

TECNOLOGIA MECATRÓNICA

Formação na Área da Mecatrónica

2018

MÁQUINAS FERRAMENTA

Formação na Área de Máquinas

Ermesinde

03 outubro

CENFIM

Ferramenta

Portugal

2016 a

ermesinde@cenfim.pt

30 março

www.cenfim.pt

2018

LIDERAR EQUIPAS PROJETO

INTRODUÇÃO AO CAD

Formação na Área da Gestão

Formação na Área de Desenho

Porto

10 a 14

ATEC – Academia de Formação

Portugal

outubro

infoporto@atec.pt

2016

www.atec.pt

Palmela

28 a 30

ATEC – Academia de Formação

Portugal

novembro

infopalmela@atec.pt

2016

www.atec.pt

EuroBLECH 2016 De 25 a 29 de outubro, a EuroBLECH 2016 irá refletir as tendências para a produção inteligente em tecnologias para trabalhar chapas metálicas. Esta exposição será o local privilegiado para os profissionais das tecnologias para trabalhar chapas metálicas de todo o mundo encontrarem soluções inovadoras e maquinaria melhorada. Os visitantes irão descobrir uma extensa variedade de produtos desde sistemas convencionais até soluções muito avançadas, além de terem uma visão geral sobre os avanços tecnológicos mais recentes nesta área. O tema deste ano baseia-se na “Nova geração de tecnologias para trabalhar chapas metálicas” e cerca de 1500 expositores de 40 países já garantiram o seu lugar no espaço da EuroBLECH. www.euroblech.com

robótica

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LINKS

RoboticApp A RoboticApp tem vindo a oferecer apps para os seus robots pessoais desde 2011. Estas aplicações robóticas ampliam as capacidades dos seus robots que lhes permitem fazer mais do que o que eles inicialmente pretendiam fazer. O objetivo da RoboticApp passa por fornecer um conjunto de aplicações robóticas que ampliam as capacidades dos seus robots e aumentam o investimento efetuado na área da robótica. A RoboticApp faz parte da Xelaration Software Corporation, um fornecedor de soluções inovadoras nas áreas do software e da robótica, e tem como marcas comerciais a RoboChat, a RoboControl, a iRoboControl, a RoboFriend, a RoboServer e a RoboWebCam e todas as marcas registadas pela Xelaration Software Corporation. www.roboticapp.com

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