Resumo Revista Robótica 99

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DA MESA DO DIRETOR Universidade e indústria: a relação está a mudar?

DIRETOR-ADJUNTO Adriano A. Santos, Departamento de Engenharia Mecânica, Instituto Politécnico do Porto, ads@isep.ipp.pt

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ARTIGO CIENTÍFICO Skill memory in biped locomotion (1.ª Parte) Monitorização e gestão da disponibilidade de sistemas de produção – desenvolvimento de uma solução (2.ª Parte)

CORPO 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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SOCIEDADE PORTUGUESA DE ROBÓTICA Robotica2015@UTAD

20

AUTOMAÇÃO E CONTROLO Monitorização de redes de distribuição e armazenamento de água

22

ELETRÓNICA INDUSTRIAL O relé

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FICHA PRÁTICA DE ELETRÓNICA Eletrónica de potência (2.ª Parte)

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INSTRUMENTAÇÃO Válvulas de segurança (2.ª Parte)

30

NOTÍCIAS DA INDÚSTRIA

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DOSSIER SOBRE ACIONAMENTOS INDUSTRIAIS Dimensionamento e seleção de sistemas de movimento linear A utilização de arrancadores suaves na proteção de motores e máquinas Fator de potência em acionamentos industriais Utilização de conversores de frequência na indústria

COLABORAÇÃO REDATORIAL J. Norberto Pires, Adriano A. Santos, J. Andre, C. Santos, L. Costa, Pedro Fonseca, Paulo Pedreiras, Tomás Trigo, João Craveiro, Carlos Cardeira, Fernando Sousa, Nuno Freitas, César Teixeira, Rui Cernadas, António Valente, Paula Domingues, Manuel Costa, Miguel Malheiro, Mário Lindo, Rui Dias, António Varandas, Luís Reis Neves, Martin Schreiber, Franz Winter, Simon Duggleby, Pedro Silva, Rosário Machado, Ricardo Sá e Silva e Helena Paulino 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 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 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 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 PUBLICAÇÃO PERIÓDICA Registo n.º 113164 Depósito Legal n.o 372907/14 ISSN: 0874-9019 · ISSN: 1647-9831 Periodicidade: trimestral Tiragem: 5000 exemplares

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INFORMAÇÃO TÉCNICO-COMERCIAL Contrinex Portugal: Sensores fotoelétricos miniatura mantêm sob controlo elevados volumes de operações de embalagem de produtos alimentares Feira de Hannover: a igus a caminho de um robot de 1500 euros ABB apresenta YuMi®: robot de braço múltiplo verdadeiramente colaborativo Schmersal Ibérica: Conhecimentos técnicos sobre sistemas para máquinas e equipamentos de produção mais potentes e eficientes EPL – Mecatrónica & Robótica: Universal Robots – UR3 Weidmüller MetalliCard O verde é o novo amarelo: FANUC apresenta robot colaborativo SCHUNK: PGN-plus Permanent avança novos parâmetros de referência para garras LusoMatrix – Novas Tecnologias de Electrónica Profissional: Aplicação MTX- Tunnel M&M Engenharia Industrial: Eplan Preplanning EGITRON: Controle o nivel na sua linha de enchimento

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NOTA TÉCNICA Redução dos potenciais custos operacionais através do controlo de águas residuais e tratamento de lamas com sistemas de controlo e instrumentação O paralelismo do seu projeto IoT

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CASE STUDY Fontes de alimentação Weidmüller Industria 4.0: nova era “Internet das Coisas”

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REPORTAGEM 100 Formação da Weidmüller aposta na resolução de problemas dos clientes 102 Casquilhos igus® comprovam eficiência na volta ao mundo 104 Seminário técnico sobre proteções contra descargas atmosféricas e sobretensões de comutação 106 BIBLIOGRAFIA 108 PRODUTOS E TECNOLOGIAS CALENDÁRIO DE EVENTOS 130 Feiras, Seminários e Conferências 132 EVENTOS E FORMAÇÃO www.robotica.pt 136 LINKS Aceda ao link através deste QR code.

/revistarobotica Os trabalhos assinados são da exclusiva responsabilidade dos seus autores.

APOIO À CAPA Feira de Hannover: a igus a caminho de um robot de 1500 euros A próxima geração do módulo articulado para sistemas robóticos personalizados oferece flexibilidade e reduz os custos. Reduzir os custos e aumentar a tecnologia é a promessa da igus. Na área da robótica, o especialista em materiais plásticos deu mais um passo em frente nesse sentido.

Toda a informação sobre o artigo na página 64. igus®, Lda. Tel.: +351 226 109 000 · Fax: +351 228 328 321 info@igus.pt · www.igus.pt

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

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Universidade e indústria: a relação está a mudar?

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Hoje recebi um pedido de colaboração que me deixou muito satisfeito e admirado.

A pessoa está a pensar num projeto arrojado e leu um artigo meu, já com 4-5 anos. Explicava-me o que queria fazer, perguntava se podia ajudar e enviava-me o artigo em causa. Nunca me tinha acontecido isso, isto é, ser contactado por alguém em Portugal tendo por base um artigo científico.

Normalmente era por ter visto algo que fiz ou disse.

Será que tudo isto quer dizer que Portugal está a mudar e que o investimento em I&D está, de facto, a mudar a forma de pensar? Gostava de acreditar que sim.

ser o foco de um Ministério da Ciência e Inovação.

Recebo solicitações de fora do país de pessoas que leram coisas que escrevi, ou apresentei em conferências, e que pensam que podem ser usadas no seu projeto, na sua empresa, a resolver um problema que têm na produção, ou a realizar algo que têm em mente. Mas é muito raro receber o mesmo tipo de solicitações de pessoas em Portugal. Vou recebendo, mas a frequência e interesse é muito menor. Hoje recebi um pedido de colaboração que me deixou muito satisfeito e admirado. A pessoa está a pensar num projeto arrojado e leu um artigo meu, já com 4-5 anos. Explicava-me o que queria fazer, perguntava se podia ajudar e enviava-me o artigo em causa.

Nunca me tinha acontecido isso, isto é, ser contactado por alguém em Portugal tendo por base um artigo científico. Normalmente era por ter visto algo que fiz ou disse.

Será que tudo isto quer dizer que Portugal está a mudar e que o investimento em I&D está, de facto, a mudar a forma de pensar? Gostava de acreditar que sim.

© Sharon & Nikki McCutcheon

J. Norberto Pires Prof. da Universidade de Coimbra

Sempre pensei que existia um problema fundamental que impedia o relacionamento entre a universidade e a indústria.

E o problema era cultural e resultava do facto de os responsáveis de inovação e processo nas empresas não terem grande respeito pela universidade. Por isso é muito importante conseguir colocar doutorados e mestres na indústria, pois estes percebem a vantagem de uma colaboração efetiva e estão em condições de a explorar e motivar com vantagens mútuas. Isto é muito pouco entendido pelo poder político, que produz raciocínios muito simplistas e de curto-prazo, mas alguns ministros conseguiram ver isto com clareza e realizar medidas e programas que ajudaram um pouco neste objetivo. Um deles foi Mariano Gago, honra lhe seja feita.

Um dia em conversa com colegas de outras universidades de fora do país sobre este tema, argumentava que o problema deste relacionamento universidade-indústria podia ser resumido numa frase: “University researchers write papers about their findings, and usually engineers at industry don’t read papers”.

Aproximar estes dois mundos deveria

Skill memory in biped locomotion Using perceptual information to predict task outcome J. Andre1, C. Santos2, L. Costa3 Department of Industrial Electronics, University of Minho, joaocandre@dei.uminho.pt 2 Department of Industrial Electronics, University of Minho, cristina@dei.uminho.pt 3 Department of Production and System, University of Minho, lac@dps.uminho.pt 1

Abstract Robots must be able to adapt their motor behavior to unexpected situations in order to safely move among humans.

A necessary step is to be able to predict failures, which result in behavior abnormalities and may cause irrecoverable damage to the robot and its surroundings, i.e. humans. In this paper we build a predictive model of sensor traces that enables early failure detection by means of a skill memory. Specifically, we propose an architecture based on a biped locomotion solution with improved robustness due to sensory feedback, and extend the concept of Associative Skill Memories (ASM) to periodic movements by introducing several mechanisms into the training workflow, such as linear interpolation and regression into a Dynamical Motion Primitive (DMP) system such that representation becomes time invariant and easily parameterizable. The failure detection mechanism applies statistical tests to determine the optimal operating conditions. Both training and failure testing were conducted on a DARwIn-OP inside a simulation environment to assess and validate the failure detection system proposed. Results show that the system performance in terms of the compromise between sensitivity and specificity is similar with and without the proposed mechanism, while achieving a significant data size reduction due to the periodic approach taken.

Keywords: Reinforcement learning · Bio-inspired · Skill Memory

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1.ª Parte

1. INTRODUCTION Learning is a necessary skill for robots as it is with humans [21], and is still a demanding effort. It comprises an on-going process, and even after grasping the basic motions necessary for a specific movement, there is room for improvement either by trial-and-error or inference from perceptual data and previous experiences. Humans use the latter almost unconciously, constantly predicting their actions’ impact on their surroundings and improving them in order to achieve better outcomes. On robots, however, the use of sensor information is not nearly as automated, and it can be time-consuming to achieve proper parameterization with satisfactory results [20].

Robotic control is a challenging task due to the great number of variables at play in the interaction between a robot and its surroundings. Not being realistically possible to account in advance for all potential disruptive interference sources in the way movement execution, alternative ways to increase movement robustness must be found, either at hardware level (passive adaptation with compliant joints [22]) or at control level (extensive calibration, exploration though vision systems [22]).

Popular solutions are often based on a feedback loop that corrects movement plans as needed in response to perceptible changes in the environment [22].

Therefore an attractive enhancement in robotic systems would be the capability of using sensor information to improve its performance. Moreover, being able to identify potential failure conditions from perceptual information, while learning from past experiences, can prompt the robot to take countermeasures timely to ensure task completion, reacting to sudden fluctuations in the environment that otherwise would have a disruptive effect in movement execution. Several failure detection systems include particle [24] filters and neural-network based approaches [4, 5], however these are highly focused in industrial and wheeled robots, and up to th author’s knowledge there such a framework in humanoid/legged robots is lacking.

This way it becomes necessary to find a way to store relevant perceptual information in consistently, in order to use it to monitor and improve robotic movement, what we would call a skill memory. Based on the premise that stereotypical movements tend to leave similar sensor footprints with each execution, even if the environment is dynamically changing, Pastor et al. have proposed the notion of Associative Skill Memory (ASM) [22]. An ASM saves a reference sensor footprint illustrating the most common values and variation of perceptual data when executing a certain task - associative because the memory itself is not solely based on sensor information, but rather on the association of this specific sensor footprint with the corresponding movement, skill or end task [21].

Overall, this work presents the first step towards a truly sensor-driven CPG biped locomotion approach, using ASMs to construct a vast library of locomotor movements and parameters, selectable according to the external context to achieve the most apropriate gait. There are however several problems to deal with, and failures are highly undesirable for autonomous humanoid robots expected to cope with realistic and possibly unforeseen physically interactive human environments. Throughout this work we assume failures as any deviation from optimal behavior. In the specific case of biped locomotion, this includes, not only falling but also unstable or inefficient walking patterns. During a robotic walk, these failures result in abnormalities in the robot’s normal behavior and may lead to falls and consequently irrecoverable damage to the robot and its surroundings, often populated by humans.

In this paper we present a method to construct a predictive model for locomotion from sensor traces acquired during past attempts. This method is explored to reliably predict potential locomotion failures. This ASM-based failure predictor module

4. LOCOMOTION SYSTEM 4.1. Bipedal CPG approach Central Pattern Generators (CPGs) are neural circuits in vertebrates’ spinal cord, generating rhythmic activation patterns for several rhythmic motor actions, such as locomotion. Walking motor patterns are considered to be organized as coupled unitburst elements. Each unit generator is responsible for the activation of a single joint motion and composed by a motion pattern generator driven by a rhythmic generator [14, 27] - a phase oscillator acting as the pace keeping clock in the generation of rhythmic motions in a given leg i, by setting where in the gait cycle the robot is currently in:

where Amotion defines the amplitude of the curve; defines the width of the bell shape; and motion is the phase shift for joint j in leg i. Five motions are considered: balancing, flexion, yield, rotation and compass, acting alternatively on leg joints and parameterized according to Table 1. Of these motions, only the flexion motion is bell-shaped, with the remaining having sinusoidal profiles. In order to maintain the feet parallel to the ground at all times, the motions assigned to the ankle are symmetric to those performed by the hip and the knee joints.

Table 1. CPG Parameters for straight walking.

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increases monotowhere the phase nically and linearly with rate , and k is the coupling strength between right and left leg oscillators, which defines the antiphase relationship between contra-lateral motion generators on each leg - an approach that keeps both legs coordinated during locomotion. Phase coupling presents appealing properties, such as straightforward maintenance of phase relationships and entrainment, which are used to achieve interlimb coordination among the unit generators.

The motion generators create rhythmic trajectories through the sum of motion primitives. These are encoded as a set of non-linear dynamical equations with well-defined attractor dynamics and can be smoothly and easily modulated regarding their amplitude, frequency, and pattern offsets. Joint position zi,j (t) is generated according to the current phase : Figure 2. General Schematic of CPG locomotion.

(2)

where i, j specifies the jth joint of the ith leg. Oi,j represents the offset of the final rhythmic motion and α the relaxation parameter for this offset. Each function specifies a single motion primitive, and the final joint trajectories result from the sum of all N motion primitives actuating in each joint j, which for the DARwIn-OP are: hip roll (hRoll), hip yaw (hYaw), hip pitch (hPitch), knee (knee), ankle roll (aRoll) and ankle pitch (aPitch), as can be seen in Figure 2.

The motion primitives used in this work, common to both legs, consist of a set of coarse sinusoidal and bell-shaped motions pieced together from observations and kinematic descriptions observable from human walking [14], and constitute a basic motor repertoire that achieves a basic but capable walking behavior. Sinusoidal and bell-shaped motions are described by:

(3)

(4)

A general schematic of the CPG system is shown in Figure 2, and a summary of the contribution of each motion to the joint trajectories i,j is presented in expressions (5)-(10): (5) (6) (7) (8) (9) (10) Biped walking typically exhibits a duty factor of β =0.6, achieving two types of support during a step cycle: single and double support. During single support the robot propels the body forward using one leg, while the other swings forward to be placed in the ground. At this point both legs support the robot simultaneously, describing a double support phase, transiting from one single support phase to the contralateral single support phase. A detailed description as well as an extensive analysis of this CPG solution is provided in [14].

Pedro Fonseca1, Paulo Pedreiras2, Tomás Trigo3, João Craveiro3, Carlos Cardeira4, Fernando Sousa5, Nuno Freitas6, César Teixeira7, Rui Cernadas8 DETI, IEETA, Universidade de Aveiro, 2 DETI, IT, Universidade de Aveiro, 3 PRONORMA, 4 IDMEC/LAETA, Instituto Superior Técnico, Universidade de Lisboa, 5 CEI, 6 ADIRA, 7 TEGOPI, 8 Kaizen Institute

2.ª Parte

1

RESUMO A disponibilidade e fiabilidade dos sistemas de produção condicionam fortemente a sua produtividade, pois a ocorrência de falhas em equipamentos pode originar a paragem de uma linha de produção ou ter impacto negativo na qualidade dos produtos produzidos. Estes problemas afetam diretamente um indicador essencial na indústria moderna: o cumprimento dos prazos de produção e entrega. Nesta medida, as operações de manutenção dos equipamentos devem, tanto quanto possível, ser realizadas de uma forma planeada, num espaço de tempo tão curto quanto possível e devem também usar a menor quantidade de recursos possível. Por outro lado devem ser previstas de forma a permitir uma boa articulação com o plano de produção.

No âmbito do projeto mobilizador Produtech-PSI, um conjunto de empresas e entidades do sistema científico e tecnológico desenvolveu uma solução inovadora para a gestão da manutenção. Esta solução integra, de forma harmoniosa, as atividades de manutenção no planeamento da produção, para que estas atividades ocorram nos momentos mais adequados, minimizando o impacto dos tempos de manutenção (quer preventiva, quer corretiva) no desempenho e na disponibilidade dos equipamentos.

Num artigo anterior [1], apresentámos o processo de preparação do desenvolvimento desta solução; neste trabalho, apresentamos a ferramenta informática desenvolvida. Os resultados indicam que os objetivos inicialmente definidos foram atingidos, tendo-se inclusive conseguido alargar o âmbito da aplicação da ferramenta, articulando-a com outras soluções desenvolvidas também no âmbito do Produtech-PSI. O processo de validação vai continuar com a utilização desta ferramenta nas empresas parceiras que a adotaram, o que resulta da própria natureza do problema que se pretende resolver: a gestão da manutenção, entendida como uma atividade a longo prazo e articulada com a função principal que é a produção.

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Monitorização e gestão da disponibilidade de sistemas de produção – desenvolvimento de uma solução

O PRODUTECHPSI O Projeto Mobilizador “Produtech PSI – Novos Produtos e Serviços para a Indústria Transformadora” visa a investigação, conceção e desenvolvimento de novos produtos e serviços avançados para as empresas da fileira das tecnologias de produção e reúne um consórcio alargado, composto por empresas da fileira, entidades do sistema científico e tecnológico e empresas e entidades representativas (Centros Tecnológicos) de alguns dos principais setores da indústria transformadora nacional, garantindo assim

um conjunto significativo de competências científicas e tecnológicas, os agentes e mecanismos necessários para uma efetiva transferência e valorização dos seus resultados e uma dimensão e impacto multi-setoriais.

Nos últimos dois anos, o conjunto das empresas, entidades setoriais e centros de investigação ligados ao Produtech PSI desenvolveu um conjunto de serviços e soluções para as empresas da indústria transformadora nacional, com o objetivo final de contribuir para a melhoria do seu desempenho e competitividade. Este é um setor sob uma forte pressão concorrencial, quer de países avançados (como a Alemanha, Itália, Coreia do Sul, Estados Unidos ou Japão), quer de países com custos de mão-de-obra significativamente mais baixos (nomeadamente no continente asiático e na América Latina), sendo, por isso, indispensável garantir-lhes os meios para construírem estratégias e planos de ação capazes de construir uma posição competitiva forte no mercado global.

Toda a informação pública sobre o Produtech, seus objetivos e resultados está disponível no website www.produtech.org.

ENQUADRAMENTO Os autores desenvolveram o seu trabalho no âmbito da Atividade 2 do PPS2 do PSI. Esta atividade, denominada “Desenvolvimento de metodologias e ferramentas de suporte à monitorização e gestão da disponibilidade de sistemas de produção”, teve por objetivos reduzir os tempos de indisponibilidade dos equipamentos através da execução atempada e eficaz de ações de manutenção preventiva e corretiva, pelo desenvolvimento e implementação de metodologias inovadoras para a análise da fiabilidade e disponibilidade de equipamentos produtivos, resultados a serem explorados pela empresa Pronorma e pelos fabricantes de máquinas participantes nesta atividade.

As tarefas de manutenção devem ser cuidadosamente planeadas de forma a minimizar o seu impacto na produção [2].

Em concreto, esta atividade desenvolveu uma solução que integra, de forma harmoniosa, as atividades de manutenção no planeamento da produção, para que estas atividades ocorram nos momentos mais adequados, minimizando o impacto dos tempos de manutenção (quer preventiva, quer corretiva) no desempenho e na disponibilidade dos equipamentos.

A disponibilidade e fiabilidade dos sistemas de produção condicionam fortemente a sua produtividade, pois a ocorrência de falhas em equipamentos pode originar a paragem de uma linha de produção ou ter impacto negativo na qualidade dos

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Figura 3. Diálogo entre o sistema PROGS e o sistema de gestão corrente da manutenção.

pela ferramenta desenvolvida. Por forma a garantir a modularidade e flexibilidade do sistema, toda a comunicação entre aplicações é realizada por web services[4].

O diálogo entre os dois sistemas é apresentado em mais detalhe na Figura 3.

Na aplicação PROGS, o utilizador tem acesso à gestão dos equipamentos, das ordens de trabalho e à configuração do sistema, permitindo-lhe assim o controlo das operações de manutenção (Figura 4).

A vista de calendário permite verificar a conjugação entre as atividades de produção e as atividades previstas de manutenção (Figura 5).

Figura 5. Vista de calendário.

ENSAIO E VALIDAÇÃO O ensaio e validação do sistema PROGS decorrem com a colaboração dos parceiros fabricantes de equipamentos. A aplicação está instalada nos parceiros ADIRA e na CEI, encontrando-se agora na face de utilização em ambiente produtivo. No caso da CEI, foi aplicado à máquina de corte de pedra Stone-Cut; na ADIRA, foi aplicado à máquina GreenBender.

vância, em quatro níveis: “Não Relevante”, “Pouco Relevante”, “Relevante” e “Muito Relevante” (Tabela 1).

Tabela 1. Necessidades.

N.º

RESPOSTA ÀS NECESSIDADES IDENTIFICADAS Para efeitos de validação e ensaio da solução, as necessidades acima identificadas foram classificadas em termos da sua rele-

Figura 4. Interface de gestão da manutenção.

Necessidade

Tipo de Necessidade Relevância

1

Formação

Organizacionais

Não Relevante

2

Tipificação/Estruturação da Informação

Organizacionais

Muito Relevante

3

Metodologia de Reporte

Metodológicas

Relevante

4

Metodologia de Análise

Metodológicas

Pouco Relevante

5

Compacto

Tecnológicas

Muito Relevante

6

Modular

Tecnológicas

Muito Relevante

7

Acessível

Tecnológicas

Muito Relevante

8

Acondicionamento de Sinal

Tecnológicas

Não Relevante

9

Escolha Sensores

Tecnológicas

Não Relevante

10

Monitorização de Alarmes

Operacionais

Relevante

11

Monitorização de Condições Operacionais de Funcionamento

Muito Relevante

12

Monitorização dos Ciclos de Funcionamento

Operacionais

Muito Relevante

13

Sugestão de Intervenção

Operacionais

Muito Relevante

14

Integração com Sistemas de Informação

Operacionais

Muito Relevante

15

Histórico Local

Operacionais

Muito Relevante

16

Suporte ao Diagnóstico de Falhas

Operacionais

Relevante

AntĂłnio Valente

A Universidade de Trås-os-Montes e Alto Douro organizou, de 8 a 12 de abril, o Robótica 2015 (http://robotica2015.utad.pt) que tornou Vila Real um palco de grande visibilidade nos domínios da ciência e tecnologia. Sendo uma iniciativa da Sociedade Portuguesa de Robótica, a organização do evento esteve a cargo da Escola de Ciência e Tecnologia da Universidade de Trås-os-Montes e Alto Douro. Com base na região onde a UTAD estå inserida, a organização pretendeu trazer tambÊm as aplicaçþes da robótica na agricultura e floresta como temas agregadores do Robótica 2015. O evento incluiu uma conferência IEEE (IEEE – International Conference on Autonomous Robotic Systems and Competitions – ICARSC 2015), um Festival de Robótica com diversas competiçþes e uma Feira de Robótica, que decorreu no Centro Comercial Dolce Vita, contou com diversos workshops e a competição de robótica da UTAD – o Micromouse Portuguese Contest (www.micromouse.utad.pt).

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RobĂłtica2015@UTAD

A conferĂŞncia, onde os investigadores nacionais e estrangeiros, na ĂĄrea da robĂłtica, apresentaram os seus mais recentes resultados de investigação, decorreu em 2 dias, teve a participação de 40 investigadores de 7 paĂ­ses (Portugal, Brasil, Egito, Espanha, ItĂĄlia, Alemanha e China). Como o tema do evento RobĂłtica 2015 foi a robĂłtica na agricultura, o orador convidado foi Pablo Gonzales-de-Santos que nos apresentou o tema “Towards the Fully Automated Farmâ€? (Rumo a uma Quinta Totalmente Automatizada – http://robotica2015.utad.pt/pt-pt/ICARSCkeynote). O evento social teve uma viagem de barco pelo rio Douro entre a RĂŠgua e o PinhĂŁo a que se seguiu uma viagem de comboio atĂŠ prĂłximo da Quinta do Crasto, local onde se realizou o magnĂ­fico almoço de gala com entrega de prĂŠmios atribuĂ­dos

pela Sociedade Portuguesa de RobĂłtica ao melhor artigo do IEEE ICARSC 2015 e aos melhores trabalhos de Doutoramento, Mestrado e transferĂŞncia de tecnolo-

gia na årea da robótica em Portugal. A melhor tese de Doutoramento foi atribuída a Bruno Damas (Learning and Sensorimotor Coordination of Anthropomorphic Robotic Systems), a melhor dissertação de Mestrado foi para CÊsar Ferreira (Robotic Locomotion Combining Central Pattern Generators and Reflexes) e o prÊmio para a melhor transferência de tecnologia foi atribuído ao Sistema de Localização Baseado em Lazer de Segurança, um projeto entre o INESC TEC e a EFACEC. O Festival de Robótica contou com a participação de 72 equipas júnior, 23 equipas sÊnior e 5 equipas no Micromouse Portuguese Contest, num total de aproximadamente 500 participantes de 6 países (Portugal, Angola, Brasil, Holanda, EslovÊnia e Irão). O festival, como habitual, teve provas pertencentes ao RoboCup tanto sÊnior (RoboCup Soccer Middle Size League e RoboCup Soccer Simulation 3D), como júnior (RoboCupJunior Rescue Line – 2 categorias: 8-14 e 15-19, RoboCupJunior Rescue Maze, RoboCupJunior Dance – 2 categorias, RoboCupJunior Soccer Lightweight – 2 categorias e RoboCupJunior Soccer Open). TambÊm existiram provas não pertencentes ao RoboCup como a Condução Autónoma, o Robot@Factory, o FreeBots e a prova da UTAD, o Micromouse Portuguese Contest que, este ano, esteve incluído no Robótica2015.

As equipas portuguesas vencedoras das provas RoboCup irĂŁo representar Portugal no evento mundial do RoboCup que este ano irĂĄ decorrer na China.

Monitorização de redes de distribuição e armazenamento de água

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

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Quando se fala de sistemas de distribuição de águas, quer para rega quer para consumo, deveremos ter bem presente dois tipos de ações: a gestão da rede e as ações necessárias para garantir a distribuição nas condições de pressão e caudal requeridas. Neste sentido, e para garantir a quantidade de água necessária, é exigida uma infraestrutura hidráulica que possa transportar a água desde os pontos de captação até aos locais de consumo.

De uma maneira geral, uma rede de distribuição é composta por uma série de infraestruturas que poderão ser organizadas nos seguintes grupos:  Captação: dotação hídrica necessária para atender às exigências dos consumidores;  Armazenamento e regulação: garantia de armazenamento e regulação dos caudais de distribuição;  Transporte: transporte e distribuição da água desde os pontos de armazenamento ou de captura até aos consumidores;  Tratamento e filtragem: ações destinadas a garantir a qualidade da água (estações de tratamento, sistemas de filtragem, e outros);  Controlo, proteção e automação: garantir o correto funcionamento do sistema de distribuição, assim como possibilitar a sua automatização.

A gestão e operação eficiente de uma rede de distribuição requer sistemas de automação e de controlo que realizem o controlo e a aquisição de dados, que permitam levar a informação de e para os elementos de operação e que mostrem o estado de funcionamento da rede de distribuição e da própria rede de comunicações. A supervisão e o controlo destes sistemas são realizados mediante um sistema SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition), que recebe as ordens da unidade de programação e de gestão, efetua as operações remotas a realizar e retorna a informação sobre o normal funcionamento do sistema ou eventos

que tenham ocorrido (consumos, avarias, entre outros).

ARMAZENAMENTO, TRANSPORTE E DISTRIBUIÇÃO A resposta às necessidades e otimização dos consumos, nas condições de pressão e caudal requeridos, implica o armazenamento temporário da água. Localizados em pontos-chave da distribuição os reservatórios tornam-se agentes essenciais da gestão hidráulica onde, as suas dimensões são geralmente função do prazo de tempo da regulação que se pretende realizar. Os reservatórios deverão encontrar-se automatizados de modo que se possa efetuar ações de controlo sobre as válvulas de entrada e saída bem como conhecer o nível de água armazenada. Então, para os controlar, deverão ser-lhe incorporados diversos dispositivos como, por exemplo:  Sonda de nível: utilizada para conhecer o nível de água armazenada no reservatório. São, normalmente, sensores de pressão concebidos para medir a coluna de água por cima dos mesmos, pressão manométrica do fluido. Estes sensores proporcionam uma saída analógica em corrente de 4 a 20 mA, encontrando-se colocados perto do leito do reservatório.  Sistema anti-transbordo: funciona como sistema de segurança para evitar que o reservatório transborde. Poderá ser utilizada a sonda de nível programada para um nível máximo, ou um outro qualquer sistema que possa ve-

rificar o nível máximo de enchimento do reservatório (bóia, sensor de posição máxima, e outros) que emita um sinal de aviso (alarme) e que permita atuar sobre a válvula de enchimento.

No que diz respeito ao transporte e à distribuição, as necessidades de automação podem resumir-se ao controlo e aquisição de dados (caudais e pressão) em pontos distintos da rede da distribuição e à atuação sobre as válvulas que regulam a passagem e a distribuição de água. Para além disso, o sistema de controlo remoto poderá controlar as diversas estações de bombeamento necessárias para a elevação da água ou mesmo, em caso de necessidade, para restabelecer a pressão e o caudal a transmitir à rede de distribuição e de transporte.

Neste sentido, o controlo e a recolha de dados realizam-se normalmente com uma válvula hidráulica e um contador tipo Woltman. O contador está dotado de um contacto Reed ou magneto-sensível, normalmente aberto, que se fecha a cada metro cúbico ou fração de água fornecida. O caudal calcula-se a partir do período de tempo decorrido entre impulsos. Por outro lado, e em caso de falha no fecho ou abertura das válvulas ou outra qualquer situação anómala, o sistema deverá gerir localmente a ocorrência e emitir um alerta que será transmitido para o centro de controlo: alarmes de intrusão, falhas de alimentação, rebentamento de condutas, entre outros.

TRATAMENTO E FILTRAGEM Os sistemas de filtragem são fundamentais para a retensão de partículas de impurezas e evitar a obstrução dos diferentes elementos que formam o sistema de captação, armazenamento e distribuição da água. Os filtros encontram-se instalados junto dos sistemas de captação (filtragem de elementos sólidos em suspen-

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

(/(75ù1,&$ ,1'8675,$/

O relé Os primeiros computadores poderiam ser definidos como eletromecânicos; não seria correto defini-los como eletrónicos uma vez que ainda não eram utilizadas válvulas e muito menos transístores.

Utilizavam-se relés!

O relé foi inventado por volta de 1830, tendo sido aplicado na indústria desde muito cedo. O telefone foi uma das primeiras indústrias a aplicar o relé eletromecânico. Na indústria automóvel, a aplicação de relés tem vindo a desenvolver-se desde que os automóveis começaram a utilizar circuitos elétricos.

controlar circuitos com uma potência muito superior.

COMO FUNCIONA UM RELÉ?

Quando a bobina é alimentada por uma corrente elétrica é criado um campo magnético que irá atrair uma parte móvel do relé – a armadura ou âncora – fazendo a comutação dos contactos.

N

12 V

Figura 1. Simbologia do relé.

30 Figura 5. Marcação dos contactos do relé utilizada na indústria automóvel.

TIPOS DE RELÉS Relativamente ao tipo de contactos, os relés podem classificar-se como: Relé de fecho

Quando a bobina do relé é alimentada e o relé inverte os seus contactos, diz-se que este operou. Da mesma forma, quando a bobina do relé deixa de ser alimentada e o relé volta a colocar os seus contactos na posição de repouso, diz-se que o relé desoperou.

Temos assim algumas definições importantes:  Tensão de operação – é a tensão necessária, aos terminais da bobine, para que o relé inverta os seus contactos;  Tensão de desoperação – é a tensão à qual o relé não pode operar;  Tensão nominal – é a tensão de aplicação do relé, geralmente um pouco superior à tensão de operação.

Relé de abertura

Relé de transferência

85

30

85

30

86

87

86

87

Quando opera, Quando opera, Quando opera, fecha um contacto, fecha o(s) abre o(s) fechando um contacto(s) contacto(s) circuito e abre outro e fecha um e abre um contacto, abrindo circuito. circuito. outro circuito.

Figura 6. Tipos de relés.

Existem outros componentes elétricos que podem ser aplicados nos relés, são chamados de componentes adicionais e podem ser díodos, resistências, ployswitchs, entre outros.

Estes componentes não têm normalmente nenhuma influência no funcionamento do relé. São inseridos neste para aplicações especiais em circuitos elétricos.

COMO É CONSTITUÍDO UM RELÉ?

Bobina Sistema magnético

Núcleo Carcaça

Figura 2. Relé.

Os relés são componentes eletromecânicos capazes de controlar circuitos externos de grandes correntes a partir de pequenas correntes ou tensões. Assim, com uma potência reduzida podemos

87 a

86

S

Figura 3. Bobina alimentada por corrente elétrica.

O QUE É UM RELÉ?

Um relé é um componente eletromecânico de comando elétrico para comutação elétrica.

Basicamente o relé é composto por uma bobina, um núcleo de ferro macio e contactos elétricos.

De uma forma mais simples podemos definir o relé como um componente eletromecânico, capaz de ligar e desligar circuitos elétricos.

87 85

Relé Terminais de alimentação da bobina (85/86) Contactos

Terminal do contacto móvel (30) Terminal de contacto fixo (87)

Figura 4. Constituição básica de um relé.

Eletrónica de potência 2.ª Parte

IL

24V/25W L

A

S1

Manuel Costa ATEC – Academia de Formação

A S2

RV

IG A

Th1 G

24V U

10K V UG

6V

Figura 1. Esquema de funcionamento de um circuito baseado em SCR.

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O SCR irá conduzir nas seguintes condições:  Após ligar S1 e S2, variando Rv até que IG atinja o valor mínimo de disparo indicado pelo fabricante;  Quanto maior for a tensão U aplicada ao SCR (UAK), menor poderá ser o valor de Ig a aplicar na gate;  Existe uma tensão máxima (VRO) para a qual não é necessário corrente de gate. Esta forma de condução do SCR não é aconselhável devido a um desgaste precoce do componente;  Existe uma corrente mínima entre ânodo e cátodo – corrente de retenção IL necessária para o SCR iniciar a condução;  Logo que o SCR começar a conduzir, a tensão aos seus terminais UAK baixa bruscamente, para valores da ordem de 0,5 V a 2 V, aumentando a corrente para o valor limitado à carga L;  Se baixarmos a tensão aplicada à carga (variando a tensão da fonte), a corrente IAK baixará progressivamente até um valor mínimo – corrente de manutenção IH – a partir do qual o SCR deixa de conduzir;

Quando se impede que o SCR conduza diz-se que ele está (ou fica) bloqueado.

Caso contrário, diz-se que está em condução. Existem diferentes processos de bloquear um SCR ou impedir que ele conduza.

Podemos impedir que o SCR inicie a condução das seguintes formas:  Não aplicando qualquer impulso na gate;  Não aplicando à gate o impulso mínimo indispensável (o qual é variável com a tensão UAK);  Aplicando à porta um impulso negativo, isto é, polarizando negativa a porta.

V K

),&+$ 35ò7,&$ GH (/(75ù1,&$

Os SCR funcionam com tensões que podem ir desde dezenas de volts aos milhares de volts, desde 1 A até 2500 A. Existe, devido a isso, uma necessidade de analisar corretamente as caraterísticas do SCR antes de o ligar num circuito elétrico, visto que a junção ânodo-cátodo comporta-se tal como um díodo, tendo um queda de tensão de 0,7 V. Os SCR têm diversas aplicações na eletrónica de potência, que vão desde o controle de cargas resistivas (de iluminação e aquecimento), controlo de cargas indutivas (motores CC) e nas mais diversas aplicações de circuitos de comutação (ON/OFF).

Tendo em conta o circuito da Figura 1.





O SCR não conduz em sentido contrário e, além disso, suporta uma tensão máxima inversa UBR; Após iniciada a condução, o SCR mantém-se em condução se não houver qualquer alteração do circuito de carga. Nestas condições, podemos inclusivamente desligar a alimentação da porta (interruptor S2) que ele continuará a conduzir; isto é, o impulso de porta só é necessário para iniciar a condução, podendo posteriormente ser retirado, poupando-se a energia respetiva.

A corrente de gate é dada pela seguinte expressão: Igate =

Ug – 0,7 Rv

A tensão e a corrente na lâmpada são calculadas do seguinte modo: UL = U – UAK; IL =

UL RL

Nota: a tensão UAK é variável com a corrente IG.

Podemos bloquear um SCR que se encontra em condução, das seguintes formas:  Desligando a alimentação do circuito de carga;  Curto-circuito nos terminais A e K;  Aplicando aos terminais A e K uma tensão contrária (positivo ligado a K e negativo a A);  Baixando a tensão UAK progressivamente, até que a corrente de manutenção IH seja ultrapassada.

Se a carga for alimentada em Corrente Alternada o seu funcionamento tem algumas diferenças. Visto que a Corrente é Alternada, ela passa periodicamente por zero. Ora, no instante em que a tensão U aplicada é zero, o SCR deixa de conduzir, sendo necessário a partir daí, aplicar um novo impulso na gate.

TRIAC Tal como o SCR, o TRIAC (Tríode Alternative Current) pertence à família dos tiristores.

Sendo assim é constituído por 4 camadas PNPN ou NPNP, com dois ânodos (A1 e A2) e um gate (G). Ao contrário do SCR, o TRIAC conduz nos dois sentidos: de A1 para A2 e de A2 para A1, contudo, para que entre em condução é necessário um impulso na gate, que tanto poderá ser positivo como negativo. O TRIAC sairá de condução quando a tensão aos seus terminais (A1 e A2) for zero.

Vålvulas de segurança

UREĂ‹WLFD

Miguel Malheiro Eng.o EletrotÊcnico, Ramo de Automação, Controlo e Instrumentação – FEUP miguel.malheiro@contrinex.pt

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2.ÂŞ Parte

A vålvula de segurança Ê um dispositivo para alívio da pressão, utilizada para proteger um vaso cuja pressão de operação seja superior à atmosfÊrica. Deve ser utilizada quando essa pressão pode exceder o valor da pressão de ajuste. As consequências da sua falha podem ser a perda de vidas e do capital investido. Os riscos causados pelo excesso de pressão dentro de um vaso ou uma caldeira são eliminados automaticamente com a utilização desta vålvula, desde que esteja corretamente especificada, dimensionada, instalada e mantida.

5. CURSO DE ABERTURA DO DISCO As vålvulas de segurança podem ser classificadas tambÊm quanto ao curso de abertura do disco (årea da cortina), podendo ser de curso måximo, alto curso ou baixo curso. Nos modelos de segurança e/ ou alívio de curso måximo, a taxa de fluxo Ê limitada pela årea da garganta do bocal, e nas de alto e baixo curso pela årea formada pelo curso de abertura do disco.

pressĂŁo dentro do vaso, podendo ser menor se a capacidade de vazĂŁo da vĂĄlvula for muito maior do que a necessĂĄria.

5.1. Curso måximo Nas vålvulas de segurança de curso måximo, a årea da garganta do bocal Ê o que determina a sua capacidade de vazão, pois a årea do curso de abertura do disco causa uma restrição menor ao escoamento do fluxo.

A pressão eståtica do fluido dentro do bocal inicia o curso de abertura do disco; uma força dinâmica produzida pela pressão, expansão do volume e alta velocidade de escoamento deste na garganta do bocal, e atuando por baixo do suporte do disco, mantÊm a vålvula aberta. Durante o ciclo operacional, o curso de abertura do disco começa na pressão de ajuste, alcança o seu valor måximo com a sobrepressão do processo e retoma à posição fechada quando a pressão de operação tiver sido reduzida para a de fechamento.

Nos fluidos compressíveis, mesmo de abertura instantânea, o disco da vålvula não atinge o seu curso måximo no ponto de ajuste (aproximadamente 70%); os 30% restantes devem ser conseguidos antes que a pressão do processo atinja a sobrepressão permitida. Para fluidos incompressíveis, esse curso måximo Ê alcançado proporcionalmente ao valor da sobre-

5.3. Baixo curso Neste caso, o curso de abertura do disco Ê o que determina a real capacidade de vazão. Essas vålvulas possuem um curso måximo de levantamento do disco equivalente a 1/24 do diâmetro da garganta do bocal. Ambos os tipos raramente são encontrados.

Quanto maior for o diferencial de alívio de uma vålvula de segurança, tanto na caldeira quanto no processo, maiores serão as perdas de produto. Um diferencial de alívio curto demais para as vålvulas tipo mola deve ser evitado, principalmente em valores abaixo de 2% da pressão de ajuste, pois pode resultar numa capacidade de vazão insuficiente atravÊs da vålvula.

Na pråtica, o diferencial de alívio das vålvulas de segurança construídas conforme o código ASME, secção VIII, Ê menor do que 10%; para líquidos esse valor pode chegar atÊ 20% abaixo da pressão de ajuste.

A pressão de fechamento deve ser reduzida para um ponto abaixo da pressão de ajuste para prevenir que a vålvula abra logo em seguida. Isso ocorre, pois mesmo após a pressão no vaso ou caldeira ter sido reduzida para um valor abaixo da pressão de ajuste, essa pressão continua exposta à årea da câmara de força ou à face do suporte do disco.

Um ajuste correto da pressão de ajuste e do diferencial de alívio reduz o custo com a manutenção, produção (devido ao desperdício de fluido) e a paragem do processo.

6. DIFERENCIAL DE AL�VIO O diferencial de alívio de uma vålvula de segurança (blowdown), seja em caldeira, vaso de pressão ou tubulação, Ê a relação entre a pressão de abertura e a de fechamento, expressa sempre em percentagem da pressão de ajuste ou em unidades de pressão. O seu valor Ê controlado pelo posicionamento dos anÊis de ajuste, pela densidade do fluido e pelo volume do fluxo. Um volume maior do que a capacidade de vazão (Ê o caso de uma vålvula subdimensionada) aumenta a sobrepressão, e o diferencial de alívio fica mais longo. Com um volume menor do que a capacidade de vazão nominal (Ê o caso da vålvula sobredimensionada), o diferencial de alívio e a sobrepressão são reduzidos de forma proporcional.

7. ALAVANCA DE ACIONAMENTO As vålvulas de segurança e alívio a funcionar em vasos de pressão deverão ter uma alavanca de acionamento sempre que o fluido for compressível ou no caso de ågua quente acima de 140° F (60° C).

Essa alavanca tem a função de permitir a abertura manual da vålvula quando a pressão do processo estiver abaixo da sua pressão de ajuste; em casos de emergência, se a vålvula de segurança não abrir na pressão de ajuste especificada ou atÊ mesmo para expulsar algum material estranho que tenha ficado preso entre as sedes no momento do fechamento da vålvula.

A alavanca manual tambÊm tem a função de verificar os movimentos do suporte do disco quando a vålvula Ê mantida fechada durante muito tempo devido

5.2. Alto curso São aquelas em que o curso måximo de abertura do disco Ê equivalente a 1/12 do diâmetro da garganta do bocal. Nas vålvulas desse tipo e nas de baixo curso, a capacidade de vazão não Ê limitada pela årea da garganta do bocal.

Dimensionamento e seleção de sistemas de movimento linear Mà RIO LINDO, EQUINOTEC

A utilização de arrancadores suaves na proteção de motores e måquinas RUI DIAS, F.FONSECA

Fator de potĂŞncia em acionamentos industriais ANTĂ“NIO VARANDAS, SCHNEIDER ELECTRIC PORTUGAL

Utilização de conversores de frequência na indústria LU�S REIS NEVES, SEWEURODRIVE PORTUGAL

UREĂ‹WLFD

'266,(5 $&,21$0(1726 ,1'8675,$,6

'266,(5

As måquinas industriais, comerciais e ou mesmo domÊsticas são, geralmente, constituídas por uma sÊrie de componentes (mecânicos, eletrónicos, entre outros) que, em conjunto com uma fonte externa de acionamento, realizam as funçþes para as quais foram concebidas.

Assim, e para que esta fonte externa possa transmitir à måquina a sua potência mecânica, necessitarå de um sistema de transmissão que, atravÊs de um simples sistema de acoplamento direto ou de um complexo redutor ou multiplicador de velocidades de engrenagens, de correias, hidråulico, e outros, a possa colocar em movimento. Por outro lado, nas instalaçþes industriais, tendo em conta a existência dos mais variados tipos de måquinas, poderemos encontrar os mais diversos tipos de acionamento que poderão distribuir-se desde o tradicional motor elÊtrico ou tÊrmico, passando pelos sistemas de movimentação linear atÊ às turbinas a vapor ou a gås.

Os sistemas de acionamento, quer sejam constituídos por redutores, variadores, motores, assim como conversores de frequência ou servomotores, deverão ser corretamente selecionados e dimensionados de acordo com as exigências do processo nomeadamente no que se refere à precisão, às cargas, às velocidades e aceleraçþes, à fiabilidade e manutenção tendo em mente a maior expectativa de vida útil. Neste sentido, a seleção e o dimensionamento de um qualquer acionamento encontra-se intimamente liga-

do ao processo a automatizar pelo que a aplicação de um motorredutor trifåsico de velocidade constante ou de pólos comutåveis se enquadrarå, perfeitamente, em acionamentos que exijam uma ou duas velocidades. No entanto, não poderå ser aplicado a sistemas que requeiram mais de dois estågios de rotação ou que necessitem de uma variação contínua de velocidade, situação em que os variadores de frequência se enquadrarão perfeitamente.

Deveremos ainda considerar que neste processo de acionamento quer

de måquinas industriais, comerciais ou mesmo domÊsticas, o acionamento Ê, fundamentalmente, realizado por motores elÊtricos, monofåsicos ou trifåsicos, com Altas e/ou Baixas Tensþes obtidas por transformação, onde as maiores cargas consumidas se traduzem em energia reativa indutiva. As cargas indutivas necessitam de campos eletromagnÊticos e, por isso, requerem uma potência ativa, kW, e reativa, kvar. A correção destes fatores Ê feita instalando-se capacitores, tendo como objetivo a conservação de energia e a relação custo/benefício, e/ou pelo controlo da aceleração e desaceleração dos motores, utilização de arrancadores suaves, eliminando a necessidade de compensação do Fator de Potência, diminuindose as quedas de tensão elÊtrica bruscas na rede de alimentação. Para alÊm da poupança de energia e do arranque e paragens suaves, os golpes de ariete podem ser controlados, eliminando-se tambÊm os choques mecânicos e, consequentemente, protegem-se os motores e as måquinas.

Adriano A. Santos

Dimensionamento e seleção de sistemas de movimento linear

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movimento linear. Qual a capacidade de carga do sistema? Com que velocidade se poderá mover? Qual a geometria economicamente mais vantajosa?

Um erro frequente ao dimensionar e selecionar módulos lineares é negligenciar requisitos críticos de funcionamento do equipamento, o que pode resultar na necessidade de intervenções e alterações dispendiosas após o arranque da máquina. De igual modo a sobrevalorização de algum requisito funcional pode também resultar no sobredimensionamento ineficiente e economicamente indesejado.

Muitas das variáveis importantes a considerar podem ser resumidas num acrónimo (covariantes) que auxilia o engenheiro ou projetista na recolha das informações necessárias para dimensionar e selecionar módulos de movimento linear para qualquer aplicação: Carga: pesos, forças ou momentos aplicados ao sistema; Orientação: posição relativa no espaço e posição de montagem; Velocidade: taxa de mudança da posição com o tempo; Aceleração: taxa de mudança da velocidade com o tempo; compRImento: distância extrema da direção do movimento do eixo linear;

Para se alcançar um bom desempenho global, cada uma destas variáveis deverá ser analisada individualmente e em combinação com as restantes. Na tarefa de seleção do sistema linear mais adequado, a relação entre todas as variáveis nunca deverá ser descurada.

Por exemplo: uma massa em movimento normalmente impõe mais esforços aos patins lineares durante a aceleração rápida do que durante o movimento com uma velocidade constante.

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À medida que os fabricantes se familiarizam com a flexibilidade e simplicidade de sistemas modulares de movimento linear – quer sejam de um, dois ou três eixos cartesianos – aumenta o número destas soluções nas áreas de produção.

Um módulo linear é composto fundamentalmente por uma estrutura, um ou mais guiamentos e por um acionamento mecânico. Normalmente surgem como opção proteções mecânicas, limitadores de curso, acionamentos elétricos e interfaces de fixação.

As geometrias possíveis variam conforme se pretenda uma elevada modularidade, sistemas compactos, eixos de elevada precisão ou mesas rígidas.

Com tantas soluções disponíveis é fácil ficar-se confuso quando confrontado com a tarefa de selecionar um sistema de

AmbieNTe: as condições físicas e químicas nas quais o sistema vai funcionar; Exatidão: grau de aproximação da posição, velocidade ou força dos valores pretendidos; Serviço: a quantidade de tempo durante o qual o sistema trabalha dentro de um certo período de tempo total.

Mário Lindo Diretor Técnico Equinotec – Soluções de Engenharia, Lda. Tel.: +351 229 350 755 · +351 218 400 850 comercialnorte@equinotec.com · comercialsul@equinotec.com www.equinotec.com · www.brp.pt · /Equinotec

Virtualmente todos os processos de fabrico incorporam algum tipo de movimento linear.

À medida que cada vez mais soluções de movimento linear passam da junção de vários componentes independentes para a utilização de módulos lineares integrados ou mesmo sistemas pré-concebidos de vários eixos, as interações entre os diferentes componentes como patins, guias, fusos ou correias dentadas, tornam-se mais complexas e selecionar o equipamento correto tornase tecnicamente mais desafiante.

Seguir os passos indicados pelo acrónimo COVARIANTES pode ajudar os projetistas a evitar erros, simplesmente ao lembrar quais os fatores a considerar durante o desenvolvimento e seleção do sistema linear.

Segue uma descrição de cada um dos fatores bem como as questões chave a considerar durante o dimensionamento e seleção de um sistema de movimento linear.

Motor e torque em carga versus velocidade Tmotor no arranque direto [p.u.]

2.5 Torque [p.u.]

Artigo adaptado por Rui Dias Gestor de Produto Fonte: Artigo Soft Starters – Not Just for Current Limiting Only, da Solcon F.Fonseca, S.A. Tel.: +351 234 303 900 · Fax: +351 234 303 910 ffonseca@ffonseca.com · www.ffonseca.com · /FFonseca.SA.Solucoes.de.Vanguarda

Arrancar um motor assíncrono, o motor mais comum na indústria, é uma questão muito relevante e que requer a atenção de dois aspetos importantes: corrente inicial consumida da rede no momento do arranque e o torque necessário para mover esse mesmo motor.

Tcarga [p.u.]

Locked-rotor torque=Torque inicial

2.0

Torque máximo

1.5 1.0 0.5 0.0 0

0.2

0.4 0.6 Velocidade [p.u.]

0.8

1

Figura 2. Torque inicial motor no arranque direto e torque em carga.

Figura 1. Corrente do motor no arranque direto.

A Figura 2 apresenta o comportamento do torque de um motor assíncrono com arranque direto e a respetiva carga a mover (a curva apresentada na Figura 2 representa a carga de uma hélice marinha com início de carga zero).

Há dois pontos que devem ser considerados e que são importantes na relação torque/velocidade num arranque direto: Torque de arranque – representa o torque que o motor produz no início do seu arranque, quando a sua velocidade é zero (motor parado).

Nos motores de Baixa Tensão este torque é de até 2 vezes o torque nominal do motor. Nos motores de Média Tensão o torque de arranque é, normalmente, menor do que a nominal do motor.

Torque máximo – representa o torque que o motor produz no final da rampa do processo de arranque.

Tanto nos motores de Baixa Tensão como nos de Média Tensão, o binário de rutura dos motores é até 2,5 vezes o binário nominal do motor.

Como mencionado acima, no arranque direto o torque produzido pelo motor não é controlado, assim todo o sistema mecânico fica exposto a choques mecânicos e tensões físicas durante todo o processo de arranque.

Por exemplo, um motor de Baixa Tensão produz um torque que é 1,8 vezes no arranque e 2,5 vezes o torque nominal no final do processo de arranque. Isto origina um aumento do desgaste no motor e um desgaste em toda a mecânica do sistema ao longo do tempo. Além disso, com correntes 4,5 vezes superiores ou mais, da corrente nominal, pode resultar numa elevada queda de tensão na rede de entrada em sistemas onde não existe a possibilidade para essas margens de diferenças de tensão.

Como podemos verificar na Figura 1, a corrente do arranque direto é 4,5 vezes superior ao da corrente nominal do motor.

Os motores de Média Tensão têm uma corrente de arranque tipicamente 4,5 a 6,5 vezes maior do que a corrente nominal do motor. Motores de Baixa Tensão têm, normalmente, correntes de arranque 5 a 8 vezes maiores do que a sua corrente nominal.

Há ainda casos em que estes valores de corrente poderão exceder os valores indicados.

MÉTODOS DE ARRANQUE DE MOTORES ASSÍNCRONOS Há vários métodos de arranque conhecidos para motores assíncronos como, por exemplo, resistências no rotor de um motor, Variadores de Velocidade, arranque por estrela-triângulo, autotransformador, resistências primárias e arrancadores suaves.

Para um arranque com resistências no rotor de um motor é necessário um motor especial, resistências e um sistema ele-

Existem vários métodos de arranque de motores assíncronos. Um dos mais conhecidos métodos é via arrancador suave. Muitos têm a ideia que um arrancador suave apenas tem a capacidade para limitar a corrente de arranque. Neste artigo vamos comprovar que um arrancador suave pode controlar todo o processo de arranque e não apenas limitar o consumo da corrente inicial.

ARRANQUE DIRETO Este método é mais usado na indústria. O motor é ligado diretamente à rede elétrica, sem qualquer tipo de equipamento que reduza a corrente de inicial e o torque necessário ao arranque do motor. Normalmente, o motor é iniciado através de um contactor diretamente para a linha.

Tmotor [p.u.] no arranque direto

Corrente do motor versus velocidade

Corrente [p.u.]

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A utilização de arrancadores suaves na proteção de motores e máquinas

5.0 4.5 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 0

0.2

0.4 0.6 Velocidade [p.u.]

0.8

1

Fator de potência em acionamentos industriais

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António Varandas Marketing & Business Development Industry Manager Schneider Electric Portugal Tel.: +351 217 507 100 · Fax: +351 217 507 101 pt-comunicacao@schneider-electric.com · www.schneiderelectric.com/pt

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A energia reativa é responsável pela produção do fluxo magnético essencial ao funcionamento de motores, transformadores e outras máquinas, tendo forte impacto no valor da fatura elétrica e, por conseguinte, na competitividade industrial.

A sua elevada importância na indústria lança o desafio de reduzir o consumo de energia reativa presente desde o acionamento das máquinas do processo de produção industrial, favorecendo o ponto de equilíbrio entre consumo e produção.

Enquanto a energia ativa é necessária para a produção industrial tornando possível, por exemplo, a rotação do eixo dos motores, a energia reativa é necessária para produzir o fluxo magnético indispensável ao seu funcionamento. Assim, a energia reativa é consumida por todos os equipamentos que, pelo seu princípio de funcionamento, necessitam de campos magnéticos (motores, balastros de lâmpadas fluorescentes, fontes de alimentação de todos os recetores eletrónicos, entre outros).

O total da corrente absorvida por um motor, por exemplo, é determinada pelo somatório dos vetores da corrente Ir (parte resistiva) e Il (parte indutiva). Estas correntes estão relacionadas com a potência ativa (Ir) e com a potência aparente (Il).

A potência reativa não produz trabalho mecânico e funciona como uma carga suplementar para a fonte de energia. O Fator de Potência (f.p.) traduz o grau de eficiência dos sistemas elétricos.

O fator de potência é a relação entre potência ativa e potência aparente, indicando a eficiência da utilização de energia. Ou seja, o fator de potência traduz o grau de eficiência ou o rendimen-

to da utilização dos sistemas elétricos.

Por exemplo, uma máquina que forneça 200 kW mas que apresente uma energia consumida de 250 kVA traduz um fator de potência de 80%. Neste caso, a máquina em questão está a aproveitar apenas 80% da potência com que está a ser alimentada. Existe, portanto, um desperdício de 20% da energia utilizada.

Os valores elevados de fator de potência (próximos da unidade) indicam o uso eficiente da energia elétrica. Por sua vez, os valores mais baixos indiciam o seu mau aproveitamento, além de representarem uma sobrecarga para todo o sistema elétrico.

CAUSAS DA REDUÇÃO DO FATOR DE POTÊNCIA Perdas na Instalação As perdas de energia elétrica ocorrem em forma de calor e são proporcionais ao quadrado da corrente total I2xR. Como essa corrente aumenta com o excesso de energia reativa, estabelece-se uma relação entre o incremento das perdas e o fator de potência baixo, provocando o aumento do aquecimento de condutores e equipamentos.

Quedas de Tensão O aumento da corrente devido ao excesso de energia reativa implica quedas de

tensão acentuadas, podendo ocasionar a interrupção do fornecimento de energia elétrica e a sobrecarga em certos elementos da rede. Esse risco é sobretudo acentuado durante os períodos nos quais a rede é fortemente solicitada. As quedas de tensão podem provocar ainda a diminuição da intensidade luminosa da iluminação e o aumento da corrente nos motores.

Sobredimensionamento excessivo da Potência Instalada A energia reativa, ao sobrecarregar uma instalação elétrica, inviabiliza a sua utilização. Condicionando a instalação de novas cargas a investimentos que seriam evitados se o Fator de Potência apresentasse valores mais altos (fp = 0,93).

O “espaço” ocupado pela energia reativa poderia ser utilizado.

CONSEQUÊNCIAS DA REDUÇÃO DO FATOR DE POTÊNCIA Aumento da fatura de energia elétrica, disponibilidade de potência, quedas e flutuações de tensão, aumento das perdas de Joule na instalação, aumento da secção dos cabos, aumento dos calibres da aparelhagem de corte e proteção.

Além de apresentar custos de produção, a energia reativa sobredimensiona o sistema do pedido de energia que poderia ser utilizado para realizar mais energia ativa. Consequentemente é provocada a perda de energia nos transformadores e nas redes de transporte e distribuição, conduzindo ao aumento do pedido de energia, pelo que o seu consumo tem de ser controlado.

A compensação de energia reativa permite a redução de perdas no processo produtivo, evitando que parte desta energia ou a sua totalidade circule pela rede. Em consequência, verifica-se a redução da corrente elétrica total circulante. Ou seja, essa energia passa a estar disponível para ser alocada à verdadeira produção, contribuindo para o aumento da produtividade.

LuĂ­s Reis Neves Departamento de Engenharia SEW-EURODRIVE PORTUGAL Tel.: +351 231 209 670 ďš˝ Fax: +351 231 203 685 infosew@sew-eurodrive.pt ďš˝ www.sew-eurodrive.pt

por largura de pulso (PWM). A forma da saída pulsada Ê função da frequência de saída solicitada (C). A regulação de todo o sistema Ê concretizada pela secção de controlo. Nos conversores de frequência modernos o campo magnÊtico, a comunicação, o processamento de sinais de referência e os sinais PWM são efetuados de forma totalmente digital.

Figura 1. Conversores de FrequĂŞncia MOVIDRIVEÂŽ.

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'266,(5 $&,21$0(1726 ,1'8675,$,6

Utilização de conversores de frequência na indústria Constituição e tratamento de energia regenerativa

1. INTRODUĂ‡ĂƒO Os conversores de frequĂŞncia estĂŁo fortemente implantados no ambiente industrial. A sua utilização enobrece o uso dos motores, possibilitando o controlo da velocidade, do binĂĄrio e da posição. Oferecem outras vantagens tĂŠcnicas como, por exemplo, suavização de paragens e arranques, adaptação do acionamento Ă carga, otimização dos ciclos de funcionamento Ă s necessidades de produção, implementação rĂĄpida de elevados nĂ­veis de proteção, otimização do fator de potĂŞncia, poupança de energia, e outros.

Podem ser controlados e monitorizados atravĂŠs de entradas e saĂ­das “fĂ­sicasâ€? ou via bus de campo. SĂŁo de fĂĄcil utilização e possuem sistemas intuitivos de parametrização, programação e diagnĂłstico, podendo estes ser executados atravĂŠs de consolas ou, frequentemente, por PC, existindo para o efeito suites de aplicaçþes especĂ­ďŹ cas.

Obviamente que as vantagens dos conversores de frequência apenas podem ser exploradas sem restriçþes se forem respeitadas todas as regras do projeto, designadamente a seleção, a instalação e a colocação em funcionamento.

2. CONSTITUIĂ‡ĂƒO E PRINCĂ?PIO DE FUNCIONAMENTO DE UM CONVERSOR DE FREQUENCIA Na Figura 2 apresenta-se o diagrama de blocos tĂ­pico de um conversor de frequĂŞncia.

A tensĂŁo da alimentação (A) ĂŠ retiďŹ cada e estabilizada atravĂŠs do DC Link (B).

Os dispositivos mais modernos possuem DC Link de baixa capacidade, o que permite a diminuição das correntes de fuga e Ê favoråvel no que respeita às perturbaçþes no sistema de alimentação.

Posteriormente, o inversor converte esta tensĂŁo num sinal modulado

Figura 2. Constituição de um conversor de frequência.

2.1. Brake chopper e operação em 4 quadrantes A Figura 3 complementa a Figura 2 com o Brake Chopper.

O Brake Chopper, juntamente com a resistência de frenagem, possibilita o funcionamento em 4 quadrantes, isto Ê, o motor pode ser acelerado e desacelerado em ambos sentidos de rotação (Figura 4).

Os dados aqui apresentados referem-se Ă vista do lado do motor, nĂŁo do lado da carga acionada.

Se o sistema for desacelerado a partir de determinada velocidade, a energia cinemåtica armazenada Ê enviada para o conversor de frequência, uindo para o DC Link atravÊs do estågio de saída – energia regenerativa.

Consequentemente, a tensĂŁo no DC Link sobe. Quando a tensĂŁo no

Franz Winter Endress+Hauser Conducta, Gerlingen Endress+Hauser Portugal, Lda. Tel.: +351 214 253 070 · Fax: +351 214 253 079 info@pt.endress.com · www.endress.com

Nos últimos anos, os esforços dos operadores nas ETARs têm sido cada vez mais direcionados para a elaboração de processos economicamente eficientes em águas residuais e tratamento de lamas, além da eliminação real de poluentes da água. A eliminação de carbono e redução dos nutrientes como o fósforo e o nitrogénio desempenham aqui um papel importante uma vez que são responsáveis pela eutrofização pelas nossas águas.

Também há um aspeto financeiro associado ao tratamento de águas residuais.

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Redução dos potenciais custos operacionais através do controlo de águas residuais e tratamento de lamas com sistemas de controlo e instrumentação

MEDIÇÃO DA CARGA NA ENTRADA DE UMA ETAR As medições na entrada tornam possível determinar o carregamento que foi transportado e acompanhar o desenvolvimento, ou seja, a capacidade do mesmo. O carregamento orgânico é de especial interesse. Ao reconhecer o impacto do carregamento em tempo útil permite uma medição contínua do grau TOC. O “Sum Absorption Coefficient” (SAC) está a ter uma aceitação crescente neste aspeto uma vez que é fácil de utilizar. Atualmente é possível medir o SAC, utilizando uma tecnologia de sensor.

DESCARGA AUTOMATIZADA DE LAMAS DESDE O DECANTADOR PRIMÁRIO O volume de lamas na fase de tratamento mecânica está sujeita a grandes flutuações. Isto pode ser atribuído aos resíduos da composição da água, condições meteorológicas, à estação e ao ritmo diário de descargas na área da captação.

Normalmente, a tiragem das principais lamas num determinado período de tempo não será capaz de trabalhar com

diferentes flutuações nas quantidades de sólidos.

Este é o primeiro ponto onde é possível evitar o arrastamento indesejável de água para o processo a jusante de tratamento de lamas. As lamas demasiado finas aumentam os custos no aquecimento do tanque de fermentação, no processo de desidratação de lamas e reduz a capacidade hidráulica no tratamento das lamas.

O início da descarga das lamas, ou seja, a abertura das válvulas de extração das lamas pode decorrer como anteriormente, dentro de um dado período de tempo com base numa curva diária de carga ou utilizando um equipamento de

Figura 1. Descarga de lamas primárias.

medição do nível de lamas que trabalha com princípios de ultrassons. Uma vez que atualmente já existem sistemas de quatro canais para a medição do nível de lamas esta é uma vantagem relativamente às necessidades de investimento de capital. A utilização contínua de determinados instrumentos de funcionamento destina-se a uma quantidade de sólidos em suspensão ao invés de terminar o escoamento de lamas em tempo útil.

Sensores de sólidos em suspensão são instalados diretamente no tubo de descarga de lamas para reduzir o esforço de manutenção, aumentar a segurança no funcionamento e obter medições representativas. Num ciclo típico, a quantidade de sólidos aumenta para cerca de 5% da massa seca (DM) depois do canal de descarga ser aberto para, a seguir, descer para cerca de 2% DM durante um período de cerca de cinco minutos, antes de começar subitamente uma irrupção de água. O valor limite para a quantidade de sólidos em suspensão é definido segundo esta curva caraterística para extrair lamas até cerca de 1-2% DM. Suspender os sensores diretamente no distribuidor de lamas não tem sido vantajoso porque o risco

Simon Duggleby Gestor de Marketing – Semiconductors RS Components Tel.: +351 800 102 037 · Fax: +351 800 102 038 marketing.spain@rs-components.com · rsportugal.com

Não há dúvidas de que a Internet of Things (loT) tornou-se numa força agitadora dentro da indústria eletrónica. O impacto do loT pode ser visto praticamente em todos os setores de mercado no espetro B2C até B2B. Embora produtos como pulseiras wearables de medição da atividade física e outros dispositivos conetados a loT se tenham tornado muito populares para os consumidores high-tech, a adoção de loT para aplicações industriais é igualmente impressionante e promete muitos benefícios comerciais. As organizações estão ansiosas para agilizar e espremer cada cêntimo de lucro garantido pelas operações de negócios tradicionais, e a loT pode ajudar a tornar isso possível. A captura de grandes volumes de dados operacionais, os chamados "Big Data”, permitidos pela loT também está a abrir novos modelos de prestação de serviços de negócios que antes eram impossíveis.

Não é apenas a diversidade de diferentes aplicações de loT que é notável mas também a velocidade com a qual estão a chegar ao mercado. Seja para o desenvolvimento B2C ou B2B, o potencial para a introdução de novos modelos de negócios, o estabelecimento de novas parcerias oferecendo vantagens inéditas, e a criação de ecossistemas amplamente adotados, baseia-se fortemente na introdução dos seus projetos de hardware no mercado. Os criadores integrados estão a enfrentar muitos desafios de engenharia no lançamento de produtos com eficiência energética, alta funcionalidade e ligação wireless num espaço de tempo normalmente visto como realista. Não é nenhuma surpresa que os engenheiros estejam a estudar como mudar radicalmente a forma de iniciar qualquer desenvolvimento baseado em loT. A maioria das aplicações loT apresenta componentes similares, ou seja, vários edge nodes (dispositivos de deteção), uma gateway (para facilitar a comunicação de curto e longo alcance) e aplicações de serviços e análise baseados na nuvem. A adesão aos padrões de sistemas abertos tornou-se sinónimo de qualquer projeto loT como forma de assegurar a compatibilidade entre plataformas e a ampla adoção de edge nodes para responder às necessidades de uma variedade de aplicações.

Independentemente do tipo de aplicação, os edge nodes também tendem a ter os mesmos elementos básicos. Estes incluem a capacidade de conetar-se a um ou mais sensores, capacidade de pro-

Figure 1. Módulo Intel Edison.

cessamento integrado, conetividade wireless, capacidade de suportar protocolos loT “leves” como MQTT e, finalmente, segurança do dispositivo e comunicações.

O tamanho físico do dispositivo também é outro fator. Cada um desses elementos, obviamente, tem o seu próprio conjunto de considerações e desafios.

Por exemplo, muitos dispositivos IdC são alimentados por bateria, o que requer o processamento e as peças wireless para apresentar um perfil de consumo de energia rentável. Para encontrar rapidamente uma diferente abordagem para esboçar um projeto loT, muitos criadores de sistemas integrados têm-se voltado para o crescente número de computadores de uma só placa (SBC), como uma forma de acelerar os seus desenhos de loT. Embora possam haver muitos SBC

Wi-fi dual-band (802.11a/b/g/n)

potenciais candidatos, os criadores precisam de analisar cuidadosamente os requisitos técnicos das suas necessidades de conceção e avaliar estes contra as caraterísticas padrão dos SBCs disponíveis.

Um exemplo de um SBC recentemente lançado é o módulo Intel Edison, como apresentado na Figura 1. Um abrangente conjunto de funcionalidades num módulo extremamente compacto que mede apenas 35,5 x 25,0 x 3,9 mm. Este módulo do tamanho de um selo de correios apresenta um dispositivo Intel SoC contendo um processador Intel Atom dual-core e dual-threaded que funciona a 500 MHz e um microcontrolador 32-bit Intel Quark de 100 MHz. O SoC, juntamente com 1 GB de RAM, 4 GB de Flash e 40 pinos configuráveis GPIO, certamente satisfazem as necessidades de processamento da maioria dos projetos loT. O GPIO pode ser configurado até 20 PWM de entrada/saída, 6 entradas analógicas, interfaces UART, SPI e USB. Funcionando a 1,8 V DC, o módulo Edison é adequado para projetos de tecnologia wearable alimentados por bateria. Mas o módulo Edison tem muito mais para oferecer e facilmente satisfaz ou excede os elementos de processamento de sistema e conetividade de projetos loT. Ambas as conetividades 802.11 a/b/g/n Wi-Fi e Bluetooth 4.0 são fornecidas como padrão. O suporte de perfil Bluetooth Low Energy (BLE) estará em breve disponível.

A Figura 2 mostra um básico diagrama em bloco do módulo Intel Edison.

O SoC opera um Yocto integrado e pré-instalado compatível com Linux, que também inclui Python, Node.js e uma abrangente pilha de software.

No entanto, a disponibilidade de um módulo completo é apenas um aspeto

Intel® Atom™ Processor (dual-core 500 MHz)

GPIOs, various buses

Bluetooth LE (with 2.1 + EDR) 4 GB eMMC

1 GB LPDDR3 (PoP)

USB 2.0 PHY

PMIC

Figure 2. Diagrama em bloco Intel Edison.

VBUS 3.15 to 4.5 V input 3.3 V output 1.8 V output

USB

Intel® Edison 70-pin connector

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O paralelismo do seu projeto loT

Fontes de alimentação Weidmüller

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

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Alimentação permanente e universal mas adaptada às necessidades de cada cliente. A Weidmüller apresenta três tipos de unidades de fontes de alimentação de modo comutado: PROeco – “as opções económicas”; PROmax – “as potências” e o PRO-H – “os especialistas”.

Os detalhes dos conceitos das fontes de energia estão no coração de cada armário e constituem uma parte importante no fornecimento de energia para todos os sistemas de automação, em engenharia de máquinas e instalações industriais, em estações de energia, tal como nas indústrias farmacêuticas e químicas e nos processos industriais com os seus riscos de explosão e áreas de elevado desempenho. A qualidade dos conceitos das fontes de alimentação determina o funcionamento fiável da ligação dos componentes e, consequentemente, também da operação sem problemas e com uma elevada disponibilidade na instalação. Os conceitos das fontes de alimentação da Weidmüller incluem as famílias de fontes de alimentação de modo comutado – PROeco, PROmax e PRO-H – tal como as fontes de alimentação ininterruptas, conversores DC/DC, fusível eletrónico e módulos de expansão.

A família PROmax é utilizada para preparar a alteração de tarefas numa

sofisticada aplicação em engenharia de máquinas e instalações industriais. A económica e compacta unidade da fonte de alimentação de modo comutado PROeco oferece uma fonte de alimentação fiável e eficiente com todas as funções básicas. Para tarefas mais exigentes, como as da indústria de processo e centrais de energia, a família PRO-H, que se destaca pela sua fiabilidade particularmente elevada, é utilizada com um MTBF (Mean Time Between Failures – Tempo Médio Entre Falhas) de até 1,8 milhões de horas. Graças à sua estrutura modular, o conceito de fonte de alimentação apresenta aos utilizadores vários níveis de fiabilidade nas soluções de fontes de alimentação – até ao último detalhe do respetivo pedido.

PROeco  A “OPÇÕES ECONÓMICAS” As unidades de fontes de alimentação de modo comutado da família PROeco são a primeira escolha para uma utilização em

armários no campo, caixas de distribuição planas ou máquinas de série compactas. Com a sua compacta conceção e profundidade de apenas 100 mm, encaixam com precisão num armário mais pequeno. Estão equipados com todas as funções básicas e sobressaem devido à sua elevada eficiência e facilidade de manutenção. Graças à sua temperatura e proteção contra curto-circuito e sobrecarga, podem ser utilizados em praticamente todas as aplicações. Acima de 93%, a sua eficiência torna-o muito superior relativamente às fontes de alimentação desta classe. Por sua vez, a menor geração de calor facilita a sua utilização em pequenos armários e caixas.

PROmax  O “POTÊNCIAS” As unidades de fontes de alimentação de modo comutado PROmax, concebidas para um elevado desempenho e durabilidade são sobretudo adequadas para aplicações em engenharia de máquinas e instalações industriais, aplicações no processo de iluminação e na engenharia naval. A redução da potência começa aos 60º C e uma contínua sobrecarga até 20% é facilmente tolerada até 45º C. As unidades de fontes de alimentação de modo comutado reagem, particularmente de forma dinâmica, nos curtos

Figura 1.Três famílias de unidades de fontes de alimentação de modo comutado são a base para conceitos fiáveis de fornecimento de energia: PROeco – a “opções económicas”; PROmax – o “potências” e PRO-H – “os especialistas” (da esquerda para a direita).

Pedro Silva Gestor de Produto Automação & SCADA Schneider Electric Portugal Tel.: +351 217 507 100 ¡ Fax: +351 217 507 101 pt-comunicacao@schneider-electric.com ¡ www.schneiderelectric.com/pt

Recentemente tem existido muita discussĂŁo em torno do tema Internet das Coisas - um mundo onde tudo estĂĄ ligado Ă Internet.

E no número inimaginåvel de novas possibilidades: os doentes podem ser continuamente monitorizados, mesmo fora dos hospitais; as movimentaçþes de veículos podem ser seguidas; em lojas, o fluxo de pessoas pode ser correlacionado com as vendas, entre outras possibilidades.

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IndĂşstria 4.0: nova era â&#x20AC;&#x153;Internet das Coisasâ&#x20AC;?

O conceito de Internet das Coisas baseia-se na capacidade dos equipamentos terem ligação à Internet. Umas das condiçþes necessårias para este tipo de interação Ê a comunicação via Ethernet, que permite a convergência entre IT e OT. O conceito da Indústria 4.0, e tudo o que acarreta, estå não somente a incentivar mas a forçar uma reavaliação da forma como encaramos a indústria e os seus profissionais, nomeadamente, a questão do desenvolvimento profissional contínuo (CPD) e o seu peso para o profissional, a empresa e para a indústria de uma forma geral.

A evolução da indústria para o nível 4.0 vem aumentar a necessidade de profissionais, como engenheiros de sistemas de integração, de estarem na linha da frente da inovação tecnológica e de trabalharem em equipa para poderem enfrentar este desafio multidisciplinar.

A nova era da Indústria 4.0 revela a imperatividade de aliar inovação tecno-

lógica, uma abordagem multidisciplinar e operação industrial, percebendo-se facilmente porque estå a Internet das Coisas a revolucionar a indústria em todos seus setores. A indústria da ågua não Ê exceção, tornando inclusive mais notória a importância e benefícios da Indústria 4.0 ao lidar com um dos recursos naturais mais preciosos.

O aumento desproporcional do custo da energia elĂŠtrica, face ao custo de venda de ĂĄgua, torna a gestĂŁo de energia como um dos principais desafios para a indĂşstria da ĂĄgua.

PROMOVE A EVOLUĂ&#x2021;Ă&#x192;O DA GESTĂ&#x192;O ENERGĂ&#x2030;TICA A informação necessĂĄria para a otimização da gestĂŁo de energia ĂŠ tipicamente obtida atravĂŠs de equipamentos inteligentes, medidores de energia e instrumentação dedicada ao processo. Normalmente encontram-se integrados em

redes, proprietĂĄrias ou abertas, dedicadas a PACs â&#x20AC;&#x201C; Programmable Automation Controller.

AtÊ agora, a extração destes dados envolvia normalmente a seleção e transferência manual da informação. No entanto, um PAC com suporte integrado de comunicação via Ethernet possibilita a passagem direta de dados para uma rede Ethernet, eliminando assim um processamento extra e consequente sobrecarga do controlador. Desta forma poupam-se recursos, tempo e tambÊm se assegura a consistência da informação obtida. Adicionalmente, Ê possível usar esta informação, não só no que diz respeito à gestão de energia, mas tambÊm para a deteção de falhas no processo.

PERMITE MAIOR EFICIĂ&#x160;NCIA OPERACIONAL As deslocaçþes a locais remotos para resolução de problemas deixam de ser necessĂĄrias. Um controlador com capacidade de comunicação via Ethernet possibilita Ă s equipas de engenharia e manutenção um acesso transparente Ă s estaçþes de ĂĄguas, a partir da rede de controlo. Os dados para diagnĂłstico de problemas podem tambĂŠm ser acedidos, em qualquer hora e lugar, via Internet. Isso permite identificar a origem do problema de forma rĂĄpida, aumentando assim a eficiĂŞncia das operaçþes de manutenção e recuperação de falhas.

O possível diagnóstico atravÊs de um smartphone, via wi-fi, Ê tambÊm uma mais-valia no que diz respeito à poupança de tempo, principalmente para equipas de manutenção não permanentes.

Formação da Weidmüller aposta na resolução de problemas dos clientes

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

Helena Paulino

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A 11 e 12 de maio, a Weidmüller organizou a 2.ª edição do Dia Aberto sobre Automação e Comunicação na Indústria com a apresentação de soluções e aplicações. Cerca de 120 profissionais estiveram presentes nestes encontros de formação no Porto e em Lisboa que tem como principal função a informação e resolução de problemas.

José Catarino iniciou a sessão de formação dando as boas-vindas e agradecendo a presença dos profissionais, explicando de seguida e resumidamente a história da Weidmüller, os produtos e soluções que comercializa e os principais mercados onde atua.

Explicou que, de seguida, seriam apresentados produtos direcionados para a automação e comunicação e interface na indústria. Destacou o facto de na Weidmüller projetarem sistemas a pensar nas necessidades dos clientes de forma a aumentar a produtividade, reduzir o tempo da instalação e o espaço utilizado, simplificando ainda o trabalho e o funcionamento do sistema, e tudo isto pode ser feito através do u-remote.

ACT20C, ACT20P, ACT20M E ACT20X: CONVERSORES DE SINAL Jaime Cabrera, Técnico de Aplicações Ethernet Industrial da Weidmüller para a Península Ibérica prosseguiu com a formação, abordando os diferentes

conversores de sinal que a Weidmüller apresenta ao mercado. Uma vez que os processos requerem precisão e fiabilidade, os conversores de sinal necessitam de responder a algumas necessidades do mercado e das aplicações onde são inseridos. Há várias gamas de produtos de conversores de sinal como o ACT20C (Comunicação) que une a tecnologia inovadora com a funcionalidade máxima no encapsulamento, o ACT20P (Profis-

sional), o ACT20M (Micro) que pode ser alimentado através de barramento em calha DIN, e o ACT20X (Módulos EX).

Posteriormente foi explicado como se compõe o ACT20M e as suas caraterísticas mais prementes: até 2 canais em 6 mm de largura que reduzem espaço no quadro elétrico, facilidade e rapidez de configuração com interruptores DIP ou software FDT/DTM, um isolamento galvânico de 2,5 kV com uma tensão nominal de 300 V que garante fiabilidade do processo. A acrescentar a isto, a fonte de alimentação é instalada de forma célere e fácil sendo apenas colocada sobre a calha DIN e qualquer um dos módulos ACT20M podem ser alimentados pelo barramento existente na calha DIN. Dentro desta gama abordaram-se os isoladores, os conversores e o duplicador de sinal. O facto de o ACT20M ser universal pelas suas aprovações internacionais (cULus, ATEX Zona 2, Div. 2 FM, GL, DNV) permite a sua utilização em todo o mundo e em diversas aplicações, a somar à precisão das suas medições e a uma ampla de faixa de temperatura.

Também foi mostrado o ACT20P que pode ser integrado em sistemas de comunicação HART®, tendo 2 canais em apenas 12,5 mm de espessura, 4 kV de isolamento, com funções avançadas como células de carga, medição de corrente

Casquilhos igus® comprovam eficiência na volta ao mundo

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

Helena Paulino

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Para assinalar o 50.º aniversário da igus® e o 30.º aniversário dos casquilhos deslizantes iglidur®, a igus® organizou uma viagem pelo mundo, testando o desempenho dos seus produtos em polímero: o “iglidur® on tour”. Na Feira de Hannover, o veículo foi desmontado e analisado relativamente ao estado dos casquilhos depois da viagem. No dia 19 de março, o “iglidur® on tour” estacionou o pequeno veículo nas instalações da igus® no Porto e a revista “robótica” esteve presente.

Foi modificado um pequeno veículo com componentes em polímero iglidur® que partiu numa expedição mundial, através de 4 continentes e 3 oceanos, milhares de quilómetros em percursos de asfalto, cascalho, terra e lama, entre a chuva, o calor ardente e a neve. Tudo começou na Universidade de Colónia de Ciências Aplicadas onde, durante 4 semanas, vários casquilhos foram substituídos por peças igus®. O veículo foi totalmente desmontado e os colaboradores da igus® identificaram os componentes a substituir. A preparação do veículo passou pela substituição dos casquilhos no ajuste do assento, no pedal do travão, na caixa de velocidades, no travão de mão, no vidro automático da janela, nos pontos de movimentação da capota convertível, no limpa-pára-brisas, nas válvulas do acelerador e ainda no alternador. No total foram incluídos 56 casquilhos igus®. No dia 9 de janeiro, o veículo foi inspecionado

pela TÜV que concedeu a certificação e a viagem começou.

O arranque oficial foi, obviamente, celebrado com uma grande conferência de imprensa no novo edifício em Colónia. A primeira parte da viagem foi conduzida pelo guia Sascha até ao aeroporto de Frankfurt am Main, de onde partiu diretamente para Nova Deli na Índia, no dia seguinte.

A viagem começou nas estradas indianas. Mais de 5000 km de Nova Deli no norte para Bangalore no sul, visitando mais de 80 clientes, o veículo foi uma atração, entre buzinadelas e confusão constantes, calor e areia que não representaram um problema para os casquilhos iglidur®.

A China foi o país que se seguiu, sendo igualmente um desafio, uma vez que a aprovação de Pequim chegou apenas a algumas horas antes do início. O itinerário começou em Xangai, passou por Quingdao e Pequim, 5000 km percorridos no

total. A Grande Muralha da China foi uma paragem obrigatória, tal como o mausoléu de Mao. Partiram, de seguida, para a Coreia do Sul percorrendo o país de norte a sul e passando por pontos militares de controlo. Contaram-se 3300 km. No âmbito desta iniciativa foi oferecido 1 kg de arroz para centros de ajuda a pessoas carenciadas, ou seja, 3 toneladas de arroz.

Cada quilómetro percorrido em cada um dos países visitados significava um euro ou um bem alimentar oferecido a instituições sociais locais.

Taiwan é um dos países mais pequenos do mundo, mas mesmo assim, o veículo da igus® percorreu mais de 2700 km em visita a clientes, por densas florestas tropicais e campos verdes de arroz. Mais uma vez, os casquilhos iglidur® funcionaram sem problemas em condições tropicais com temperaturas superiores a 30º C e humidade extrema. Na medida em que a indústria das bicicletas tem uma grande importância local, o “iglidur® on tour” esteve com muitos clientes desse setor.

O Japão foi o último destino na Ásia.

A viagem compreendeu 5200 km. Os donativos recolhidos foram oferecidos a uma organização que ajuda crianças vítimas do tsunami de 2011. No final da visita com um espetáculo de percussão tradicional, toda a equipa japonesa despediu-se do veículo que segue o seu destino até ao Brasil.

No Brasil, chegou mesmo a tempo do Campeonato do Mundo de futebol.

Do norte tropical ao sul ventoso e frio na fronteira com a Argentina, o veículo enfrentou, destemido, enormes distâncias em condições difíceis de estrada que representaram verdadeiros desafios para os casquilhos iglidur® e também para o condutor. No final contabilizaram-se mais de 6000 km.

A nona etapa teve início na região isolada do Alasca, prosseguindo até ao Canadá rural e até às cidades mais lendárias na costa ocidental dos EUA, numa viagem de mais de 23 000 km.

O “iglidur® on tour” seguiu para a Europa com novos guias. Karl, Nils e Sandor

Seminário técnico sobre proteções contra descargas atmosféricas e sobretensões de comutação

Phoenix Contact, S.A. Tel.: +351 219 112 760 · Fax: +351 219 112 769 www.phoenixcontact.pt

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A Phoenix Contact realizou duas sessões do seminário técnico "Proteções contra descargas atmosféricas e sobretensões de comutação" no passado mês de abril.

As sessões realizaram-se nas cidades do Porto e de Lisboa nos dias 7 e 9 de abril, respetivamente, e contaram com a presença de mais de uma centena de profissionais do setor elétrico. O seminário foi apresentado por Carlos Coutinho, Gestor de Produto, e por Michel Batista, Diretor-Geral, ambos da subsidiária portuguesa da Phoenix Contact.

O seminário abordou temas sobre o estado de arte da tecnologia de proteções contra sobretensões transitórias, desde a caraterização destas sobretensões às soluções atuais da Phoenix Contact de proteções de instalações elétricas e de equipamentos. Outros temas abordados foram a origem das sobretensões transitórias (descargas atmosféricas e sobretensões de comutação), os modelos de proteção (zonas LPZs), categorias de sobretensão, círculo de proteção, classe das proteções, soluções da Phoenix Contact e respetivos esquemas elétricos.

Dos vários temas apresentados durante o seminário, a Phoenix Contact

destacou dois temas da maior importância para a história desta empresa: a inauguração do novo laboratório de ensaios de correntes elevadas e o lançamento de nova gama de proteções Safe Energy Control.

O QUE É A SAFE ENERGY CONTROL? Safe Energy Control (SEC) é a nova tecnologia de proteções contra descargas atmosféricas, desenvolvida pela

Phoenix Contact. A grande inovação desta tecnologia é a anulação imediata da corrente consequente (line follow current) à descarga atmosférica que atravessa a proteção quando a tensão de ignição é superada. A corrente consequente é anulada após alguns microssegundos do fim da descarga atmosférica, muito mais rápido do que as tecnologias antigas.

Como consequência, as proteções estão sujeitas a stress elétrico muito menos tempo e são, portanto, mais duradouras.

A Phoenix Contact argumenta que as proteções SEC são tão duradouras que "aposta" que não se irão danificar durante os primeiros 5 anos de operação!

NOVO LABORATÓRIO DE ENSAIOS DE CORRENTES ELEVADAS A categoria das proteções contra descargas atmosféricas e sobretensões de comutação é da maior importância para a oferta de produtos da Phoenix Contact.

A empresa lançou as primeiras proteções nos anos 80, numa altura em que o conhecimento técnico sobre esta matéria era incipiente. Muito deste conhecimento era teórico, visto que era difícil a demonstração de fenómenos transitórios cientificamente aceitáveis. Este facto levou a Phoenix Contact a investir num

IHLUDV DESIGNAÇÃO

TEMÁTICA

LOCAL

DATA

CONTACTO

MANUTENÇÃO

Feira de Manutenção e Equipamentos

Joinville

23 a 26

MEGA FEIRAS

Industriais

Brasil

junho

contato@feiramanutencao.com.br

2015

www.feiramanutencao.com.br

EXPOMAN

Exposição de Produtos, Serviços

Campinas

03 a 06

ABRAMAN

e Equipamentos para Manutenção

Brasil

agosto

servicos2@abraman.org.br

2015

www.abraman.org.br

e Gestão de Ativos

ISA EXPO CAMPINAS

Seminário e Exposição de Tecnologias

Campinas

15

ISA – International Society of Automation –

em Automação

Brasil

setembro

Campinas Section

2015

comercial@isacampinas.org.br www.isacampinas.org.br

MOTEK

Feira do Setor da Indústria e Maquinaria Estugarda

MOLDPLAS

P. E. Schall GmbH & Co. KG

outubro

info@schall-messen.de

2015

www.schall-messen.de/en

Salão de Máquinas, Equipamentos,

Batalha

28 a 31

EXPOSALÃO

Matérias-Primas e Tecnologia

Portugal

outubro

info@exposalao.pt

2015

www.exposalao.pt

Aveiro

19 a 20

A.P.M.I.

Portugal

novembro

apmigeral@mail.telepac.pt

2015

www.apmi.pt

para Moldes e Plásticos

CONGRESSO NACIONAL

05 a 08

Congresso de Manutenção

DE MANUTENÇÃO

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&$/(1'ò5,2 '( (9(1726

Alemanha

VHPLQ»ULRV H FRQIHUÄQFLDV DESIGNAÇÃO

TEMÁTICA

CONFORMAÇÃO

Formação na Área dos Materiais

DE MATERIAIS

CERTIFICAÇÃO EM

Formação na Área da Mecatrónica

MECATRÓNICA INDUSTRIAL

LOCAL

DATA

CONTACTO

Porto e Palmela

22 a 24

ATEC – Academia de Formação

Portugal

junho

infoporto@atec.pt

2015

www.atec.pt

Palmela

06 a 24

ATEC – Academia de Formação

Portugal

julho

infopalmela@atec.pt

2015

www.atec.pt

Grijó

09 julho

ISQ

Portugal

a 11 agosto

cipinto@isq.pt

2015

www.isq.pt

Grijó

15

ISQ

Portugal

julho

mmpereira@isq.pt

2015

www.isq.pt

Porto

01 setembro

CENFIM

Portugal

2015

porto@cenfim.pt

a 28 julho

www.cenfim.pt

"CMI" NIVEL II

SOLDADURA TIG EM AÇO

Formação na Área da Soldadura

INOXIDÁVEL

SENSIBILIZAÇÃO ATEX

CONSTRUÇÕES METÁLICAS

Formação na Área da Segurança

Formação na Área da Soldadura

2017

CONSTRUÇÕES MECÂNICAS

Formação na Área da Serralharia

Ermesinde

07 setembro

CENFIM

Mecânica

Portugal

2015

ermesinde@cenfim.pt

a 21 abril

www.cenfim.pt

2017

PORTUGAL 3D A BEEVERYCREATIVE, o CENFIM, o IPCA e a FEUP associaram-se para criar a plataforma PORTUGAL 3D. Este é um projeto que promove a Impressão 3D (ou Manufatura Aditiva) e tecnologias relacionadas (modelação 3D, scan 3D, e outros), a criação de sinergias entre as várias empresas e organizações ligadas ao setor. Contam com o apoio da AICEP para fazer crescer a plataforma e apoiar todos os projetos de internacionalização resultantes da cooperação das várias entidades envolvidas. Com o objetivo de ser uma referência para todos os portugueses, conta com 3 vertentes: formação profissional especializada, evento sobre a impressão 3D e plataforma digital com conteúdos em português sobre tecnologia e indústria. www.portugal3d.pt

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MOLDPLÁS De 28 a 31 de outubro, na EXPOSALÃO na Batalha, irá decorrer a MOLDPLÁS – Salão de Máquinas, Equipamentos, Matérias-Primas e Tecnologia para Moldes e Plásticos. Este evento tem como objetivo dar a conhecer as soluções tecnológicas e as inovações da indústria, aproximando a oferta da procura por parte das empresas com vista à concretização de bons negócios. A MOLDPLÁS direciona-se para empresários, engenheiros, chefes de compras e gestores de produto, designers e todos os profissionais do setor. Os expositores serão fabricantes, importadores, distribuidores de máquinas, equipamentos, ferramentas, acessórios, tecnologia e informática para as indústrias dos moldes e plásticos; fabricantes e exportadores de moldes para plásticos e de plástico (produto acabado). www.exposalao.pt

RoCKin O RoCKin é um projeto financiado pela União Europeia para promover o progresso científico e a inovação nos sistemas cognitivos e na robótica, através da conceção e implementação de competições. Além disso pretende-se aumentar a consciência sobre o estado de arte da inovação europeia em termos de robótica e demonstrar o potencial de aplicações robóticas para resolver os desafios da sociedade e garantir a competitividade da indústria europeia nos mercados globais. Assim haverão 2 desafios: RoCKin@Home (Robots de Serviço Doméstico) e RoCkin@Work (Robots Industrial). O RoCKin 2015 irá decorrer de 21 a 23 de novembro no Parque das Nações, em Lisboa. http://rockinrobotchallenge.eu

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