Revista "robótica" 78

[ FICHA TÉCNICA ] DIRECTOR J. Norberto Pires, Departamento de Engenharia Mecânica, Universidade de Coimbra, jnp@robotics.dem.uc.pt CORPO EDITORIAL

SUMÁRIO 2 4

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;

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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 COLABORAÇÃO REDACTORIAL J. Norberto Pires, F. Ducatelle, A. F¨orster, G.A. Di Caro,

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L.M. Gambardella, Bernd Brueggemann, Timo R¨ohling, Hans-Ludwig Wolf, Frank E. Schneider, Gil Lopes, José Basílio Simões, Maria Manuel Costa, Miguel Malheiro, Luís Cristóvão, António Silva Amaral, Nuno Guedes, Pierre Mikaelsson, Mark Curtis, António Varandas, Fernando Ribeiro, Helena Paulino, Ricardo Sá e Silva COORDENADOR EDITORIAL Ricardo Sá e Silva, Tel. 225 899 628 r.silva@robotica.pt DIRECTOR COMERCIAL

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Júlio Almeida, Tel. 225 899 626 j.almeida@robotica.pt CHEFE DE REDACÇÃO Helena Paulino h.paulino@robotica.pt ASSESSORIA Miguel Ferraz m.ferraz@robotica.pt DESIGN Ana Ferreira, Luciano Carvalho, Publindústria, Lda. WEBDESIGN Martino Magalhães

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apoiocliente@engebook.com REDACÇÃO, PROPRIEDADE E ADMINISTRAÇÃO Publindústria, Produção de Comunicação Lda, Empresa Jornalística Reg. n.º 213163, Praça da Corujeira, 38,

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REPRESENTAÇÃO EM ESPANHA ANUNTIS INTEREMPRESAS, S.L. Tel. +34 93 6802027, Fax +34 93 6802031, www.metalunivers.com | e-mail: mluna@interempresas.net PUBLICAÇÃO PERIÓDICA: Registo n.º 113164 ISBN: 152701/00 ISSN: 0874-9019 TIRAGEM: 5000 exemplares Os trabalhos assinados são da exclusiva responsabilidade dos seus autores

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DA MESA DO DIRECTOR 3.ideias.pt ARTIGOS TÉCNICOS [4] New Task Allocation Methods for Robotic Swarms [10] European Land Robotic Trial 2008 (ELROB) - A Realistic Benchmark for Outdoor Robotics COLUNA: EMPREENDER E INOVAR EM PORTUGAL Empreender e Inovar em Portugal COLUNA: SOCIEDADE PORTUGUESA DE ROBÓTICA Inovação Aberta para a Internet das Coisas ESPAÇO QUALIDADE A Importância da Resposta (2.ª parte) SECÇÃO DE INSTRUMENTAÇÃO Instrumentação Industrial - Medição de Caudal ACTUALIDADE Notícias da Indústria DOSSIER Automação de Máquina INFORMAÇÃO TÉCNICO-COMERCIAL [46] Aliviar a Tensão com a IGUS [47] SA: Os Benefícios de Desenvolvimento de Aplicações Orientadas a Objectos para Sistemas de Supervisão e SCADA (1.ª Parte) [50] FieldPower® “PowerBox 10P SNT” da WEIDMÜLLER [51] Fontes de Alimentação Comutadas ‘PRO-M’ da WEIDMÜLLER [52] Soluções Integradas de Automação FAGOR [54] NORD: Soluções Inteligentes [55] Ágil e Flexível. O Novo Robô IRB 120 da ABB e o seu Controlador IRC5 Compact [58] ARESAGANTE: Medições Eléctricas, de Isolamento e Térmicas para Motores e Accionamentos [61] SEW-EURODRIVE PORTUGAL: Ficha Prática ENTREVISTA: DEODATO TABORDA VICENTE - WEIDMÜLLER “Vamos continuar a crescer” PUBLI-REPORTAGEM HETO – Máquinas-ferramenta para maquinação de precisão e furação profunda a alta velocidade REPORTAGEM [70] Robótica 2010, um encontro com a inovação [72] SIEMENS: Interplay Tour 2010: a interacção faz a diferença [74] Três dias de Robótica em Guimarães TABELA COMPARATIVA Instrumentos para Análise de Águas Residuais BIBLIOGRAFIA PRODUTOS E TECNOLOGIAS Novidades da Indústria FEIRAS E CONFERÊNCIAS Calendário FEIRAS Eventos e Formação LINKS Plug-and-play: Acelerar a Instalação de Empresas Estrangeiras

APOIO À CAPA Soluções ATEX Weidmüller A Weidmüller é, desde há muitos anos, conhecida no mercado como um fornecedor de componentes.

Mas a Weidmüller é também um fornecedor competente de serviços e produtos certificados para Zonas classificadas ATEX. Possuem todas as homologações internacionais, know-how e competências internas para ser o parceiro de Projectistas, Instaladores, e equipas de manutenção em todo o tipo de indústrias e ambientes. A Weidmüller desenha, projecta e fabrica sistemas de interface, módulos de Electrónica e Field bus, caixas montadas com todo o tipo de equipamento e necessidades dos clientes para Zonas classificadas. O resto da informação está na página 28.

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DA MESA DO DIRECTOR

3.ideias.pt J. Norberto Pires Prof. da Universidade de Coimbra CEO do Coimbra Inovação Parque

Atrair empresas e investimento de fora do país deve ser um objectivo nacional nos próximos tempos. Portugal tem de dar um salto competitivo muito substancial e isso significa aprender com aqueles que fazem bem, que estão habituados a mercados exigentes, que necessitam de recursos humanos de qualidade e que vivem da capacidade de gerar conhecimento em sinergia com centros de saber reconhecidos. Isso permitirá acelerar a mudança de mentalidades que é necessário promover em Portugal. E colocará o foco na necessidade de gerar emprego qualificado que permita tirar partido da uma geração com formação superior, que conhece o mundo e teve contacto com projectos de I&D. O Estado só deve incentivar o investimento directo estrangeiro (IDE) que tenha uma forte componente de inovação e transferência de tecnologia.

Isso significa avaliar as áreas de interesse estratégico, verificar aquelas em que Portugal pode ter vantagens competitivas e incentivar empresas dessas áreas a instalarem-se em Portugal. Os incentivos devem ser reais, tendo por base preços de instalação, acompanhamento personalizado, ligação a centros de I&D, programas de incentivo ao estabelecimento de projectos de I&D com parceiros nacionais, entre outros.

Na verdade, só interessa que o IDE que nos veja como vantagem estratégica, e crie sinergias com os nossos motores de desenvolvimento. O governo tem de estar disponível para esse investimento, e criar mecanismos que o potenciem exigindo contrapartidas que sejam mais-valias e saltos na nossa capacidade produtiva, exportadora, de I&D. Só interessa o IDE que cria mais-valias.

Três ideias simples: 1. Reforçar as valências de transferência de saber e tecnologia nas Universidades e Centros de I&D: a) Apoio a incubadoras de ideias e empresas; b) Apoio a aceleradores de empresas; c) Apoio a parques de ciência e tecnologia; d) Foco na criação de sinergias e redes entre as várias instituições, procurando a cooperação estratégica; 2. Premiar a criação de emprego qualificado. Empresas que criam emprego para licenciados, mestres e doutores deveriam ser premiadas por isso, como forma de incentivo. Por exemplo, a iniciativa Plug-and-Play nos EUA, uma incubadora do Silicon-Valley que pretende atrair empresas (também estrangeiras), premeia com um valor fixo (10.000 USD) cada emprego qualificado criado no país por uma empresa. Em Portugal o Estado poderia suportar, por um tempo fixo (metade de um contrato a termo certo por 5 anos), a diferença salarial entre um trabalhador com mestrado ou doutoramento, e um trabalhador menos qualificado. Isso permitiria à empresa um período de experiência e adaptação, o que tenderia a acomodar e retirar vantagens deste tipo de colaboradores mais qualificados. Assim criava-se um mercado para mestres e doutores, com efeitos a médio e longo prazo. Os objectivos são muito claros: a aposta em I&D, em novas formas de gerir e se relacionar com a economia, exige pessoas criativas com formação avançada. Isso será facilitado se as empresas forem incentivadas a dar emprego a pessoas com essa formação. Esta medida faz parte de uma estratégia de médio e longo prazo para incorporação inovação e empreendedorismo na matriz das empresas.

3. Premiar a actividade económica e a exportação. O apoio à exportação é crucial. Isso significa reforçar o apoio à internacionalização, à diplomacia económica, ao reforço da imagem de Portugal como país produtor de tecnologia, mas também à criação de mecanismos de redução fiscal para empresas que apresentem taxas crescentes de exportação e uma estratégia de internacionalização com resultados práticos. O nosso mercado é pequeno. Não permite que as empresas se desenvolvam. É preciso passar de forma mais eficaz a mensagem que temos de exportar, procurar novos mercados e estabelecer alianças com locais onde possamos entrar com os nossos produtos. Por exemplo, o Estado poderia reduzir impostos a empresas que aumentaram a sua facturação em mais de 1 milhão de euros, relativamente ao ano anterior, em que pelo menos 50% desse aumento de facturação seja feito com o exterior do país. Imaginem que 5% ou 10% desse valor de aumento de facturação, ou seja, algo entre os 50.000 e os 100.000 por milhão de euros de aumento de facturação era convertido em reduções de impostos (nacionais e locais) pagos pela empresa. Não era isso um forte incentivo ao investimento e à exportação? E não é isso que urgentemente precisamos de aumentar?

Conhecimento, espírito empresarial e empreendedor são valências essenciais ao nosso futuro colectivo.

J. Norberto Pires

(Também publicado no jornal “comCENTRO” de 30 de Março de 2010)

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ARTIGO TÉCNICO F. Ducatelle, A. Förster, G.A. Di Caro and L.M. Gambardella The authors are with the Istituto Dalle Molle di Studi sull’Intelligenza Artificiale (IDSIA), Lugano, Switzerland. ffrederick,alexander,gianni,lucag@idsia.ch.

This work was supported by the SWARMANOID project, funded by the Future and Emerging Technologies programme (IST-FET) of the European Commission under grant IST-022888. The information provided is the sole responsibility of the authors and does not reflect the Commission’s opinion. The Commission is not responsible for any use that might be made of data appearing in this publication.

NEW TASK ALLOCATION METHODS FOR ROBOTIC SWARMS ABSTRACT We study a situation where a swarm of robots is deployed to solve multiple concurrent tasks in a confined arena. The tasks are announced by dedicated robots at different locations in the arena. Each task requires a certain number of robots to attend to it simultaneously. We address the problem of task allocation: how can the robots of the swarm assign themselves to one of the announced tasks in a distributed and efficient way? We propose two novel methods: one relies on simple reactive mechanisms that are based on interaction through light signals, while the other uses a more advanced gossip-based communication scheme to announce task requirements among the robots.

We evaluate both methods, and compare their performance. We also address scalability and robustness issues, in order to understand the usefulness of the methods in different swarm deployment conditions.

I. INTRODUCTION Swarm robotics is a form of collective robotics that takes its inspiration from social insects, such as colonies of ants, and from the related notion of swarm intelligence [20]. The central concept is to use large numbers of identical robots that individually have rather limited capabilities but when combined as a group are able to generate more complex behavior [18]. Swarm robotic systems work in a decentralized way and use only local control and communication. Typical properties of such systems are scalability, since the system can be extended to very large numbers of robots, flexibility, since robots can be dynamically added and removed, and fault tolerance, since individual robots are usually unimportant for the working of the system and there is no central point of failure [15].

In this paper, we address a problem of task allocation for robotic swarms.

We consider a situation where a swarm of robots is deployed in a confined arena. Tasks appear at different locations in the arena and each task needs to be served by a certain number of robots simultaneously. The robots need to decide which task each of them will go to. The question we address is how this can be done efficiently in a distributed way, using only local communication.

We develop two mechanisms to deal with this problem. The first takes a very simple reactive approach. It is based on communication through light signals, whereby robots are attracted to one color of light and repulsed from another, in combination with random movements. The second mechanism is based on the explicit communication of structured information. When a task is announced, the number of robots it needs is communicated. This information is then passed on between the robots using a gossip mechanism, so that also robots further away can learn about it and react to it.

In an evaluation study, we compare both mechanisms in terms of their efficiency, and we also investigate issues of scalability and robustness to communication failures.

In what follows, we first give a more detailed description of the problem we are addressing, and then discuss the related work in this area. Next, we describe the two task allocation mechanisms we propose. After that, we evaluate and compare the two systems. Finally, we draw conclusions and describe future work.

rate). The first type are flying robots. They are called Eyebots. The second type are robots that move over the ground. They are called Footbots. Both types of robots are developed in the context of the EU-funded Swarmanoid project on heterogeneous swarm robotics [1], [2]. Images of these robots are shown in Figure 1. Within the Swarmanoid project, also a third type of robots is developed, the Handbots, which are left out of the discussion here to clarify the setup. In future work, they will perform part of the work that is here assumed to be done by the Footbots.

In the search task presented here, the heterogeneous swarm is requested to retrieve a particular target object from a room. To complete the task, the two types of robots cooperate. The flying Eyebots execute a high-level

a)

b) Figure 1 . Swarmanoid robots: (a) the Footbot (CAD draw) and (b) the Eyebot (prototype).

II. PROBLEM DESCRIPTION The task allocation problem described here is situated in the broader context of a search task performed by a heterogeneous swarm consisting of two types of robots (this can also be seen as two separate swarms that collabo-

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search, obtaining an overview of the room and identifying areas where the target object might be found (e.g., if the target object is a specific book, the Eyebots identify parts of the room where books are present).

a)

b) a)

Figure 3 . An example of a task allocation scenario, (a) at the moment tasks are announced and (b) at the moment sufficient Footbots are assigned.

b)

c)

d) Figure 2 . Overview of the behaviors in the light-based task allocation mechanism: (a) attraction to yellow light, (b) repulsion from green light to get more precise placement, (c) repulsion from green light to fend off other robots, (d) evasive behavior when the frustration threshold is reached. In these figures, the color of the Footbot body illustrates its internal state: dark green means that it feels attraction, light green means repulsion, red means frustration, and black means that the Footbot is in place to perform the task. Yellow arrows show the movement direction of selected robots.

The Eyebots use the Ir-RB system to send task announcement messages, in which they indicate the number of robots needed to complete the task.

If they perceive Footbots nearby, they reduce this number. These task announcement messages are then forwarded by the Footbots and the other Eyebots in a gossiped way, i.e. each time they meet new neighbors, so that information about all tasks spreads among the swarm. Each gossiped message contains information about all tasks a robot knows about. In detail, the following information is transmitted: Robot ID. The ID of the transmitting robot.

Number of tasks. The number of tasks which the sender has received information about.

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For each task: · Task ID. This corresponds to the ID of the Eyebot announcing the task. · Required workers. The number of robots the task requires. · Hops. The number of hops (in terms of communication) to the task. · Route length. The distance to the task following the hops. · Age. The age of the information about the task.

When a robot receives information about a task, it needs to recalculate most of it before it can forward it in a message of its own. The number of required workers is decreased if the robot itself decides to go towards this task. The number of hops is increased by 1. The route length is increased by the distance to the robot the message was received from. Finally, the age value is increased. If the task age exceeds a threshold the task information is discarded and not re-sent in the next time-step.

The information about the tasks is used by the Footbots to decide on their actions. In general, the Footbot has four different behaviors: Attraction to next task hop. The nearest task is defined using the number of hops as first criterion and the route length as second criterion. The attraction of the task is only active when the number of additionally required robots for this task is greater than 0. The robot goes towards the next hop of the task (i.e., the robot it received the task information from), using the bearing information from the Ir-RB system. It steers on a circular path around the robot when it is close to it, until it sees the following hop. The reason to go hop by hop rather than straight to the task is to find obstacle free paths (since the Ir-RB communication only works over line-of-sight).

Internal frustration. The robot has an internal frustration level value for each known task. This level increases with its distance to the task and with the number of robots that are near the task. The frustration decreases each time step with a small amount. When the frustration for a task passes a certain threshold, the robot will not go to this task.

Random movements. This behavior is active when the robot does not know any task to go to (i.e., it knows only tasks that have enough robots or which it has a high frustration level for). The robot steers to a random position in its surrounding area. When the robot reaches this position or detects an obstacle on its way, another random position is generated.

Obstacle avoidance. The obstacle information is based on proximity sensor values. When an obstacle is detected, a motion force in the opposite direction of the obstacle is added to the intended movement of the robot.

When the robot is very close to the task itself the obstacle avoidance behavior is suppressed to stabilize already aggregated robots to tasks.

Compared to the light-based system described in Subsection IV-A, the gossip-based task allocation system is a bit more complex, as it requires

NEW TASK ALLOCATION METHODS FOR ROBOTIC SWARMS

the quality of received signals, the system calculates an estimate of the relative bearing and range to other robots using the same system. The maximum range is 3 meters, and the precision is 20% for range estimates and 30 degrees for bearing estimates. The system also allows line-of-sight communication over the infrared signal with a nominal bandwidth of 40 Kbps. The advantage of this system is that received data can be related to information about the relative position of their sender.

ARTIGO TÉCNICO Bernd Brueggemann, Timo Röhling, Hans-Ludwig Wolf and Frank E. Schneider B. Brueggemann, T. R¨ohling, H.-L. Wolf and F.E. Schneider are with the Research Group “Unmanned Systems”, Research Institute for Communication, Information Processing and Ergonomics Research Establishment for Applied Science (FGAN), 53343 Wachtberg, Germany {brueggemann,roehling,wolf,schneider}@fgan.de

EUROPEAN LAND ROBOTIC TRIAL 2008 (ELROB) – A REALISTIC BENCHMARK FOR OUTDOOR ROBOTICS ABSTRACT The European Land Robotic Trial (ELROB), which was held for the third time in 2008, is designed to compare unmanned ground vehicles in realistic outdoor tasks. It addresses the need to create a benchmark that can reproducibly compare and evaluate different robot systems.

While robot trials like the DARPA Grand Challenge or the RoboCup have proven to be adequate benchmarks to compare robots systems in specific scenarios, the ELROB provides benchmarking in a wide range of tasks which are oriented at prospective use-cases in both military and civil applications.

In this paper we describe the ELROB 2008, the rationale behind the scenario design and how the trial has been implemented. Further, we present the results which illustrate the remaining gap between requirements and abilities.

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I. INTRODUCTION

A. Related Work

The European Land Robotic Trial (ELROB) is designed to demonstrate and compare the capabilities of unmanned systems in realistic scenarios and terrains. It was invented by the European Robotics Community and organised by FGAN [9]. The trial is held annually, alternating between a military and civilian focus. The first military ELROB (M-ELROB 2006) was performed at the military school in Hammelburg, Germany. In 2007 a civilian ELROB (CELROB) took place in Monte Ceneri, Switzerland. The latest ELROB, the M-ELROB 2008, was held again at the military school in Hammelburg. The aim of each ELROB is to get a deep insight into the field of ground robotics by testing existing solutions in practical trials. These trials • are conducted with a focus on short-term realisable robot systems, • are explicitly designed to assess current technology to solve real world problems at hand, and • are an opportunity to bring together users, researchers and industry to build a community.

The ELROB scenarios do not limit themselves to the abilities of today’s robots, but focus on realistic missions designed by prospective users in a demanding environment. The challenges in 2008 have become much harder than in previous ELROBs, reflecting the new requirements on ground robotics defined by the German Army. Thus, it was expected from the beginning that not all participants would be able to complete the scenarios.

This paper should give an insight both into the designing of the different trials as into the performance of the participants. The remainder of this paper is organized as follows: We present some reasoning why a trial is an adequate benchmark for robots, and why benchmarks are important to the robotics community. In section II the tracks and tasks for the participants are described. Section III briefly presents the participants and their robots.

In section IV the results of the ELROB are discussed. The paper closes with our conclusions and future work.

Generally it is a difficult task to compare different published approaches in the field of robotics[1]. Thus robot competitions are recognized as valuable benchmarks for real robot systems [2]. Several different competitions were held in the last years. Two of the largest and bestknown competitions are the RoboCup [4] and the DARPA Grand Challenge [3], which are also recognized outside the robotics community.

While the RoboCup is currently targeted at indoor robots, the the DARPA Grand Challenge aims to test and compare driverless cars. It started in 2004 with the rather simple task of following a 241 km long path, defined by several thousand GPS waypoints. Due to the difficult terrain and some teething problems, no participant was able to solve this task. In 2005, the task remained basically unchanged, and four participants successfully completed the race. In 2007, the DARPA Grand Challenge modified its goals from driving autonomously on difficult terrain to interacting with other vehicles in an urban scenario. Again this challenge could be solved by three teams.

The ELROB is somehow comparable to the DARPA Grand Challenge in its attempt to gauge the functionality of outdoor robots. However, the ELROB presents a variety of tasks instead of a single scenario, and generally puts less emphasis on competitive rankings. Thus, the participating teams are encouraged to explore the limits of their systems.

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II. TRACKS AND TRIALS The chosen area for ELROB 2008 lies within the training facility of the military school in Hammelburg. Its size is of about 9 square kilometres. The accessible roads have different qualities, ranging from well paved to heavy dirt roads.

The environment is predominantly woody (see Fig 1).

The different tracks on site were chosen to test specific aspects of robot deployment. Some challenges were common to all tracks, others were specific to certain scnearios. In preparation for the trials, every track was tested with respect to

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exact position of some targets. From eleven robots altogether three robots were dropped out, two because of problems with communication and the Rtrooper because of an accident. The robot had broken its wheel suspension while driving into a trench at high speed.

All participants started from the 1000m distance or the 500m distance to the camp-site. While every robot had to find the same amount of marked objects inside the camp, the locations of these objects changed for each run. The ranking system was built to ensure that participants starting from a longer distance outranked those starting from a shorter distance. This accounts for the large gap in the point rankings. The robots from the Universities Hannover and Kaiserslautern had driven with a high degree of autonomy. Due to this fact, they were the leading teams in this mission. Base10 and Diehl are placed second because they chose to try the long distance (see table II).

of the UAV demonstrated that such systems can operate very stealthy at night. The performance was mostly dedicated to the operator, because of his high level of experience with this type of robot.

D. Convoy Transport Mission Beside the demanding track length of about 20km, the main challenge in this mission was to bypass the road blockade. Additionally the participants had to face other difficulties like changing road conditions from paved road to dirt and back. Although the weather was fine and dry, only the larger robots with some off-road abilities were able to participate.

Because of the long distance, a high average speed was necessary. As one manned vehicle was allowed in the convoy, most teams decided to let one manned vehicle lead and their robot follow. All participants started with exactly two vehicles, avoiding the additional complexity of longer convoys.

Five participants applied for this mission, but no robot fulfilled the mission entirely (see table IV for results).

Table IV . Results: Convoy Transportmission

Table II . Results: Reconnaissance Mission

C. Reconnaissance Mission (Night) The track and the rules were the same as in the day mission. Every robot that had reached the camp in daylight could participate in the night trial.

The Wiesel2 from Rheinmetall had reached the camp and discovered some objects, but not within the time limit. In total, only four robots were qualified, but additional robots were allowed to start in the night mission without being evaluated. Telerob and Rheinmetall were willing to do that.

The results of the night run can be seen in table III.

Table III . Results: Reconnaissance Mission Night

The circumstances were difficult in all respects except the weather, which was a mild and calm summer night. Again no participant could solve the entire mission. Only two teams were able to enter the camp (University of Kaiserslautern and AirRobot). Additionally, AirRobot was able to detect some objects but without any GPS position information.

University of Hannover was the only participant willing to try the 3000m distance, assuring the first place if the robot would not break during the run.

Although the communication was lost several times, the robot could keep driving. Shortly before time ended, the robot stopped after driving almost 2400 metres, mostly semi-autonomously.

The robot of the University of Kaiserslautern drove into the camp fully autonomously, but did not explore the objectives, because that could not be done with the current implementation. Still, the presented level of autonomy was very impressive.

The other systems were remotely operated, so they could not gain any points for autonomous operation. The UAV AR100 (AirRobot) showed at least a semi-autonomous flight back to starting position. Altogether, the flight

The driven distance (without detour) was between 250m (Bw-University of Munich) and almost 10km (University of Hannover). The average speed ranged from 4 km/h to 7 km/h. This shows that the ability to follow a vehicle autonomously in difficult terrain is still far from stable. Surely there is much more progress in driving autonomously in cities. Especially the BwUniversity of Munich has been very successful in this task for many years.

In spite of that, the MuCAR-3 lost contact to the leader vehicle within 250m due to the bumpiness of the track and the limited vertical field of view of the tracking sensor, proving that this scenario is much more demanding than the pursuit on a paved road.

Once more the combination of a series production vehicle with high quality sensors delivered good results; the University of Hannover was able to drive almost one round of 10km including the (remotely controlled) avoidance of the road block.

The Bw-University of Munich ended up on second place because of their high level of autonomy. The mileage was no criterion, because when planning the track, the jury assumed that everyone would complete at least one round of 10 km. MuCAR-3 was allowed to retry the scenario and then showed its abilities in autonomous driving. Diehl would have placed second if their leader vehicle had not lost orientation and lead the robot into truly impassable terrain.

The robot of the University of Siegen often lost connection to the leader and therefore only a very low average speed was possible.

E. Mule Transport Mission This mission presented two main challenges. In the first part of the mission, the robot had to figure out how to move from one point to another in an unknown environment. The robot had to find the best route to shuttle between those two points, which was not necessarily the shortest path. In the second part of the mission, the discovered path had to be driven as often as possible.

One of the seven participants dropped out right in the beginning: Trobot from Rheinmetall broke at the starting point. The distance made by the other robots ranged from 0.8 km (Diehl) to 2 km (Uni Siegen). Only the robot of the University of Siegen actually reached the turning point. However, on its way back, with about 13 minutes of time remaining, it had to be stopped by emergency button after 50 metres because of uncontrolled direction changes towards the forest.

So the autonomous functions could not be presented very well and therefore were not easy to evaluate. University of Kaiserslautern won by a clear margin robótica [13]

COLUNA EMPREENDER E INOVAR EM PORTUGAL

Empreender e Inovar em Portugal Empreender e inovar é algo que é nato nos Portugueses, que lhes está no sangue. O dia a dia do tuga é assim mesmo, desde que se levanta até que se deita, isto é, quando se deita, se o 2.º ou 3.º emprego assim o permitir. Se há povo em que estas duas palavras dizem muito, é o nosso povo. Passo a explicar. Há uma palavra no nosso dicionário, que não existe, por exemplo, no dicionário Inglês, e muito possivelmente, nos dicionários dos povos nórdicos: “desenrascar”.

Desenrascar é o acto mais básico que nós tugas temos, de inovar e empreender. É por aqui que tudo começa, e que vai passando de geração em geração, de pai para filho. Mas graças a esta passagem de testemunho, temos hoje uma das mais avançadas civilizações do mundo. Não estou a ser irónico, e infelizmente, só nós tugas não percebemos isso. Quando alguns o percebem, sentem-se sufocados e zarpam em busca de um país onde são valorizados, onde as suas ideias fazem a diferença. É por essa razão que temos Portugueses espalhados pelos quatro cantos do mundo, e muitas vezes em posições de grande destaque nas instituições a que pertencem.

Algo de errado se passou à 500 anos atrás. Não sei se foi enguiço, bruxedo, mau olhado, ou mesmo culpa nossa, mas o facto é que, de donos de meio mundo, passamos hoje em dia a inquilinos desse mesmo meio mundo.

Talvez tenhamos cometido algum pecado capital, quando os nossos Reis de então, não valorizaram as capacidades empreendedoras de Cristovão Colombo, deixando que fosse a coroa Espanhola a oferecer o seu patrocínio.

Se calhar, as raízes deste “desenvestimento” em capital próprio, tenha nascido dessa altura. O que é certo é que cinco séculos depois, ainda andamos a acreditar que o que é estrangeiro é que é bom. Engraçado, é ter que repetir a alguém, que realmente o que está a ver foi criado em Portugal, e por Portugueses. Ouço sempre a mesma resposta: “Não posso crer ...”. Pois creiam caros tugas, empreendedores e inovadores, somos NÓS. De imaginação, somos extremamente férteis, muito mais do que os nossos amigos Europeus. E falo por experiência própria. É por isso que temos tantas leis, tanta burocracia, pois essa imaginação pode dar para os dois lados. E dizemos à força toda, que os Brasileiros tem uma enorme imaginação. Pois, afinal donde veio essa imaginação, senão da sua raiz, desta pequena nação à beira mar plantada. Valeu-lhes muito, claro, da desintoxicação obtida pela distância que os separava da sufocante coroa Portuguesa, génese deste desacreditar nos feitos e capacidades dos Portugueses. Senão, veja-se África, as ex-colónias, Angola nas décadas de 50, 60 e 70 por exemplo, onde a distância fez florescer a capacidade de inovar e empreender, com a criação duma metrópole avant-garde, pensada de raiz, evoluída. É por isso que digo a todos os tugas, saiam de Portugal, seis meses, um ano, talvez um pouco mais, pois é a única forma de dar valor ao que temos por cá, à nossa comida, aos nossos costumes, às enormes capacidades do nosso povo, e vendo que afinal, lá fora não se faz melhor, que afinal somos uma Nação e pêras, que afinal o tuga é inovador e empreendedor.

Ideias não nos faltam. Falta-nos sim, acreditar que essas ideias são válidas, são boas, e que devem ser valorizadas. É necessário arriscar, é necessário investir. Por vezes pode correr mal, mas o empreendedor é aquele que não desiste de uma ideia, por mais que ela custe a pegar. É preciso acabar com o enguiço, e acreditar que afinal somos capazes.

Vivi seis anos em Inglaterra, país que pertence ao G8, considerado por muitos como um marco exemplar de uma sociedade avançada, como um exemplo a seguir. Desenganem-se aqueles que assim o pensam, pois em muitos aspectos, nós somos muito melhores. E todos aqueles que

se aperceberam disso, a Portugal voltaram, tal como eu. Dos que ficam, são do tipo de emigrantes que lá fora sujeita-se a tudo, mas que em Portugal, “parece mal ter um emprego daqueles”. A eterna amargura do tuga que vive para as aparências, e que depois em época balnear, aparece por cá com vistosas viaturas, por vezes alugadas.

Há, no entanto, diferenças com o nosso país, que devo reconhecer serem mais bem tratadas lá fora.

A mais marcante de todas, e influenciadora do funcionamento de toda a Nação, pilar principal de qualquer sociedade, é o Sistema de Justiça. Nada mais funciona se não houver sentido de Justiça, da Educação às Finanças, da Economia à Saúde. Tudo pára, nada funciona, pois a sensação de impunidade reina, o caos instala-se, a anarquia prevalece, a autoridade deixa de existir. “É cada um por si”. É aqui que temos que parar para pensar, e reflectir na famosa frase de Luís de Camões: “o fraco Rei faz fraca a forte gente”. Afinal o problema da Nação não está na falta de inovação, na falta de empreendorismo dos Portugueses. O problema está na mais importante das Instituições da nossa sociedade, o Sistema de Justiça, e parece-me ser aí onde falta inovação. Será por falta de ideias, será por falta de vontade, creio que nunca se saberá na realidade. É chegada a altura de empreender, de mudar alguma coisa para que o sistema funcione.

Já há muito tempo que acredito, que a informática pode resolver os males da Nação. O computador não mente, não se corrompe, é rápido, pragmático, sem segundas intenções e não se confunde, desde que bem programado. Nós tugas temos demonstrado que nesta área somos inovadores, não só pela qualidade das nossas aplicações informáticas, como pelo sucesso nas exportações e clientes no estrangeiro satisfeitos com os nossos produtos, sempre

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robótica

Gil Lopes Departamento de Electrónica Industrial da Universidade do Minho gil@dei.uminho.pt

na vanguarda. Tem-se investido imenso nesta área na máquina estatal, e bons frutos estão agora a ser colhidos com isso. Será que é essa mesma informática que falta no Sistema de Justiça, ou retirar o sistema de avaliação dos professores e colocá-lo nos juízes?

Com um Sistema de Justiça funcional, todo o resto entrará nos seus eixos, e Portugal, estará a um passo de inovar em outras áreas onde o investimento, começa a ser imperativo: a Automação e a Robótica. Mas desta vez, feita em casa. Chega de pensar que o que vem do estrangeiro é melhor. Há capital humano e intelectual de enorme valor em Portugal, e nem sequer estou a falar de Lisboa.

Procurem, pois apesar de pequeno, por vezes estabelecemos as fronteiras muito junto à capital.

Da Galiza ao Algarve, tudo isto é o nosso belo Portugal, cheio de gente do extremo interior até ao litoral, com enormes capacidades empreendedoras, com vontade de inovar, nas mais diversas áreas, afim de melhorarmos o nosso tecido empresarial, de aumentarmos a qualidade dos nossos produtos, de os produzir com menor preço de custo, mais rápidos e consistentes.

Só utilizando sistemas automatizados ou robotizados será possível concorrer com os demais países.

Basta seguir os bons exemplos dos melhores países nesta prática.

Copiar pelos melhores não é feio, desde que seja feito em Portugal.

COLUNA SOCIEDADE PORTUGUESA DE ROBÓTICA

Inovação Aberta para a Internet das Coisas

O período de crise que ainda decorre veio demonstrar claramente que vivemos num mundo cada vez mais globalizado. As perturbações ocorridas num ponto propagam-se quase instantaneamente a todos os outros, por mais fisicamente distantes que se encontrem. As interconexões existentes na grande teia económica mundial em que vivemos hoje, levam a que o despoletar de uma crise financeira num mercado específico se transforme rapidamente numa crise global, afectando não apenas as instituições financeiras mas verdadeiramente a economia real.

As tecnologias de informação e de comunicação, a Internet e os restantes media, contribuem igualmente para que a globalização seja cada vez mais efectiva e decisivamente influente no nosso dia-a-dia.

A economia mundial deixou de se sustentar numa corda entre os Estados Unidos e a Europa, para se tornar numa grande teia, em que são cada vez mais os países com força para iniciar perturbações, positivas ou negativas, que se farão sentir por todo o lado.

As ideias são cada vez mais a matéria-prima a partir das quais se sustenta o crescimento. Elas levam à inovação em novos produtos, processos ou serviços, e estão na base de novos modelos de negócio como o World Sourcing que quase todas as grandes multinacionais começam a utilizar hoje em dia.

A ideia é procurar por todo o mundo, através das mais variadas culturas e geografias, não só matérias-primas e componentes ou infraestruturas logísticas e de produção, mas também inovação e talento! Adquirir cada uma delas nos locais onde estejam mais disponíveis e vender o que a partir delas for produzido, onde quer que os mercados mais rentáveis se situem.

Este conceito de World Sourcing funciona hoje como catalisador para a criação de uma nova Rota da Seda Digital, que moldará decisivamente o futuro de uma economia “Global 2.0”.

Esta nova economia Global 2.0, em que estamos agora a entrar, será uma rede económica global única, sustentada numa moderna Rota da Seda Digital, totalmente interligada, instantânea, interdependente e infinita na sua implicação com o crescimento, prosperidade e inclusão mundiais. Em vez de ser construída com os fios

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robótica

produzidos por um insecto, será baseada em cabos de fibra óptica. Em vez de uma única corda ou fila de animais de carga, ligando o Oriente ao Ocidente, a Rota da Seda Digital será uma teia de interconexões, sem princípio nem fim, mas estendendo-se a todo o lado. Em vez de pacotes de mercadorias movimentar-se-ão pacotes de dados codificando ideias e informação.

As diferenças são importantes quando passamos de uma corda para uma rede pois quando alguém puxa de um lado o efeito não se sente apenas no outro extremo da corda, mas sim em todos os pontos cobertos pela teia. A diferença é também muito importante quando se substituem os pacotes de mercadorias pelas ideias. Na verdade, as ideias são o capital do século XXI e, ao contrário do que acontece com matérias-primas como a seda, o cobre, o chá ou o petróleo, nenhuma nação terá alguma vez o monopólio das ideias.

Uma analogia quase perfeita pode fazer-se com os processos de sensing & communication, centrais para uma disciplina como a Robótica.

Na verdade, em vez de cadeias lineares de aquisição de dados, com um sensor ligado a um transmissor que faz chegar a informação a um concentrador/controlador por um caminho único, unidireccional ou bidireccional, mas sempre ponto a ponto, que, uma vez quebrado, compromete imediatamente o processo (com as limitações óbvias que esta arquitectura tem, por exemplo de alcance, em especial quando se trata de comunicações sem fios) passamos hoje, cada vez mais, a basear os processos em redes de sensores sem fios (mesh networks), através dos quais cada sensing node consegue fazer chegar os seus dados a um controlador por vários caminhos alternativos, escolhendo o caminho mais curto/eficiente em cada momento, com uma capacidade de alcance muito maior (teoricamente infinita).

Por outro lado, a padronização dos protocolos de comunicação com uma rápida evolução para o IP (tal como na ciência e nos negócios o inglês é a linguagem universal) e a capacidade crescente de computação miniaturizada, o que leva a que cada sensing node tenha também desde logo alguma capacidade de decisão local, torna hoje cada vez mais uma realidade

José Basílio Simões CEO da ISA - Intelligent Sensing Anywhere Professor do Dept. de Física da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra jbasilio@fis.uc.pt

a Internet of the Things, na qual caminhamos para um mundo em que todas as coisas terão o seu IP address e poderão comunicar (transmitir dados, receber comandos, lançar alarmes…) com qualquer outra.

No campo da Inovação e da Investigação e Desenvolvimento de novos produtos, o World Sourcing está intimamente ligado com o conceito de Inovação Aberta, paradigma apresentado em 2003 por Henry Chesbrough, Professor da Universidade de Berkeley (Open Innovation: Researching a New Paradigm, http://www.openinnovation.net/Book/NewParadigm/, publicado em livro em 2006 pela Oxford University Press).

A Inovação Aberta sustenta-se no facto de, na aldeia global em que vivemos, com informações, conhecimentos, saber e competências cada vez mais distribuídas, mas simultaneamente mais acessíveis, uma organização de sucesso não mais pode confiar e utilizar apenas os seus recursos internos. Ao invés, terá de assentar o seu desenvolvimento na busca contínua e global de novas fontes de inovação que, através de processos

ESPAÇO QUALIDADE

A Importância da Resposta (2.ª parte) A ARTE DE ESTAR EM COMUNICAÇÃO No 1.º artigo que escrevi, falei claramente sobre a ausência de respostas/feedbacks que as pessoas sentem ou experienciam sempre que fazem uma candidatura a um emprego.

De uma forma global, a grande maioria das empresas não responde aos milhares de candidaturas que, ao longo dos meses, vão recepcionando.

Neste artigo lanço uma discussão que me parece interessante: Será adequado, um empregador dizer a um candidato/a, após a realização de uma entrevista que o seu perfil, postura, o verbal e o não verbal, não se adequa ao que a empresa procura?

Agora dificulto um pouco mais...

Num processo de R&S composto por várias fases, em que para além das entrevistas, são feitos testes psicotécnicos, avaliações psicológicas, como se diz a “alguém”, que ao longo de todo o processo foi construindo expectativas, que não ficou seleccionado e qual o motivo que fundamenta tal decisão?

A quem cabe verdadeira e legitimamente esta tarefa?

E se o processo de R&S, é subcontratado a uma empresa de recursos humanos? Quem o deve fazer?

inflexível, preferindo substitui-lo por ajustado, coerente, é dar sempre uma resposta ao candidato/a, o mais adequada e “simpática possivel”. Aqui refiro-me não ao conteúdo mas à estrutura, ou seja a forma como se faz.

Até porque acredito convictamente que se do outro lado o receptor da minha mensagem for suficientemente inteligente “usará” este “não” e a sua fundamentação para analisar e reflectir, e de alguma forma transformar, para que num futuro próximo, possam deixar de ser “handicaps” e passem a ser “oportunidades únicas de melhorar e evoluir”.

Esta pequena reflexão tem como principal objectivo permitir que os diferentes actores – ora candidatos, ora empregadores – tenham consciência que colocarmo-nos no lugar dos outros, nem sempre é um exercício fácil, e sempre que algum de nós o faz passa a ter uma visão completamente diferente da situação, e reage em conformidade.

As dificuldades não escusam em nenhum contexto a ausência de resposta, mas claro está que para todas as regras existe uma excepção!

O que fazer quando um candidato/a não ficou seleccionado/a porque a escolha teve por base uma “cunha”?

Ora aqui está uma boa questão!! Dizer a verdade é uma solução única e praticável em todos os contextos?

Muitas perguntas, poucas certezas!

Agora deixo-vos a reflectir...

Para mim, enquanto gestora de pessoas o correcto, sendo que este conceito é demasiado

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robótica

Até breve.

por Maria Manuel Costa – Directora de Recursos Humanos e Qualidade mane1976@hotmail.com

SECÇÃO INSTRUMENTAÇÃO Miguel Malheiro Eng.º Electrotécnico e de Computadores, FEUP - Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto mcmalheiro@clix.pt

INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL – MEDIÇÃO DE CAUDAL 1.ª PARTE – Classificação dos Caudalímetros; Pressão Diferencial: Placa de Orifício ou Diafragma

A medição fiável e precisa dos fluxos volumétricos e mássicos será sempre um factor crítico em qualquer processo pelos elevados custos de uma medição de fluxo errónea, quer sejam custos directos de produção, meio ambientais ou de manutenção. A crescente exigência no cumprimento da legislação vigente, tanto no que se refere a assuntos relativos à qualidade como a assuntos relativos ao meio ambiente, obriga a uma monitorização precisa e fiável dos processos.

DEFINIÇÃO DE CAUDAL

CLASSIFICAÇÃO DOS CAUDALÍMETROS

Caudal (ou fluxo) significa quantidade de líquido, gás, ou vapor, por unidade de tempo, que passa através duma determinada secção. O valor de caudal pode ser expresso em volume ou massa na unidade de tempo.

Existem dois tipos de medidores de caudal: Os medidores volumétricos determinam o caudal em volume do fluído, seja directamente (deslocamento), ou indirectamente por dedução ou inferência (pressão diferencial, velocidade, tensão induzida e deslocamento positivo); e os de massa que determinam o caudal massa. Reservam-se os medidores volumétricos para aplicações menos exigentes e o medidor de caudal mássico para aplicações em que a exactidão da medida é importante, por exemplo, na medição final do caudal do produto a facturar ao cliente.

De assinalar que a medida de caudal volumétrico na indústria é feita principalmente com elementos que dão lugar a uma pressão diferencial na passagem do fluído. Entre estes elementos temos a placa de orifício ou diafragma, o tubo Venturi e o tubo Annubar.

Existem diversas formas para classificar um caudalímetro. Sendo a classificação baseada no tipo de grandeza primária que se mede (volume ou massa) uma das mais correntes:

INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO O caudal mede-se com instrumentos mecânicos de leitura local (rotâmetro, pressão diferencial, canal aberto, etc.) ou com Instrumentos mecânicos/ electrónicos de leitura indirecta e remota.

UNIDADES DE CAUDAL 1. m3/h ; dm3/h 2. ton/h ; Kg/h 3. Nm3/h ; Ndm3/h (gases) Nota: Em Portugal não se usam unidades inglesas ou americanas.

Deslocamento Turbina

Com peças móveis

Engrenagem (por exemplo: Rodas Ovais)

Hélice

Rotação

Deslocamento positivo

Disco Válvula Pistão

Volumétricos Tensão induzida

Electromagnéticos

Ressonância magnética nuclear Descarregador

Tónicos

Canal

Sem peças móveis Térmicos

Comporta Jacto

Coluna variável

Bocal

Livre

Oscilação hidrodinâmica

Térmicos Mássicos

Variação de momento Força de Coríolis

Velocidade Angular Linear

Caudalímetro mássico de Coríolis

Área variável Placa orifício

Híbridos Pressão diferencial

Tubo venturi Tubo annubar

Esquema 1 . Classificação de Caudalímetro

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robótica

Ultrasónico Laser Microondas

Forçada

dossier

PROTAGONISTAS

automação de máquina [35]

AUTOMATIZAÇÃO DE MÁQUINAS Luís Cristóvão (Instalcontrol, Lda.), Weidmüller – Sistemas de Interface, S.A.

[36]

TVDA – TESTED, VALIDATED, DOCUMENTED ARCHITECTURES António Varandas, Schneider Electric Portugal

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INTEGRAÇÃO DOS SISTEMAS DE AUTOMAÇÃO INDUSTRIAIS: NOVO PARADIGMA António Silva Amaral, Siemens, S.A.

[42]

INTEGRAÇÃO DA SEGURANÇA NA AUTOMAÇÃO MÁQUINA Nuno Guedes, PILZ Industrieelektronik, S.L.

AUTOMAÇÃO DE MÁQUINA por Ricardo Sá e Silva

pouco independente. O termo máquina aplica-se geralmente a um conjunto de peças que operam juntas para executar o trabalho. Geralmente estes dispositivos diminuem a intensidade de uma força aplicada, alterando o sentido da força ou transformando um tipo de movimento ou de energia noutro.

A ineficiência de uma máquina é o grau ou a percentagem de uma máquina ao não

[34]

realizar o trabalho que poderia fazer sem as limitações da fricção (atrito). Esta máquina, numa empresa, tem de conseguir passar a informação do seu funcionamento, e se por acaso tiver uma avaria, a situação necessita de ser reportada. Para este efeito temos as comunicações industriais, que servem para passar toda a informação entre o utilizador e a máquina, bem como a integração e o controlo da Automação de Máquina.

Toda uma fábrica e o seu bom funcionamento dependem não só da relação Homem-Máquina, como da própria máquina. Uma máquina, como todos sabemos, é todo o dispositivo mecânico que executa ou ajuda no desempenho das tarefas, necessitando para isso de uma fonte de energia.

Na ligação entre a máquina e a análise da informação, a segurança é bastante importante, a integração da segurança na automação da máquina pressupõe o cumprimento da Directiva Máquinas para garantir que as partes do sistema de comando relativas à segurança cumpram a sua função.

A diferença preliminar entre ferramentas simples e mecanismos ou máquinas simples é uma fonte de energia e uma operação um

Todas estas especificações e exemplos podem ser devidamente analisados no Dossier que se segue sobre Automação de Máquina.

robótica

DOSSIER AUTOMAÇÃO DE MÁQUINA Luís Cristóvão – Instalcontrol, Lda. Weidmüller – Sistemas de Interface, S.A. Tel.: +351 214 459 190 . Fax: +351 214 455 871 weidmuller@weidmuller.pt . www.weidmuller.pt

AUTOMATIZAÇÃO DE MÁQUINAS Quando projectamos uma máquina deveremos ter em consideração alguns princípios.

Uma das condições é torná-la de tal forma versátil e robusta para que durante o seu tempo de trabalho todas as paragens sejam mínimas.

Para tal deveremos munir a máquina com equipamentos que possam ajudar na manutenção preventiva, evitando desse modo paragens desajustadas e inesperadas.

As cablagens de máquinas devem permitir a substituição de componentes sem que para tal seja necessário recorrer a chaves para ligar ou desligar. Nestes casos poderemos utilizar sensores de campo equipados com conector, deste modo a sua substituição será muito rápida, podendo recorrer a fichas rectas ou curvas a 90º.

No caso de máquinas que sejam compostas por módulos deveremos recorrer aos conectores multipolos quer para conexão dos condutores de sinais, de comunicações, ou até mesmo de potência. Estes conectores permitem uma maior rapidez na montagem de máquinas reduzindo o risco de engano na interligação quando se procede à montagem.

Neste tipo de conectores existem vários tipos de bases bem como vários tipos de tampas, permitindo assim encontrar sempre a solução mais conveniente.

Quando necessitamos de fazer a distribuição de potência na máquina poderemos utilizar as caixas de conexão que nos facilitam em termos de tempo de montagem bem como reduz de forma significativa a cablagem a instalar. Em função do tipo de máquina e do local onde vai ser colocada em funcionamento deverá ter em conta o tipo de bucins que se utilizarão para que todos os cabos fiquem seguros e que realizem a estanquidade para o interior de caixas, quadros ou até das próprias fichas multipolos. Os bucins poderão ser em metal ou em PVC. Dentro dos bucins metálicos temos dois tipos os niquelados e os de aço inox, estes muito utilizados na indústria alimentar, cerâmica, química e ainda onde há ambientes agressivos.

Nas cablagens deveremos ser o mais rigorosos não deixando qualquer cabo por identificar, quer no exterior quer no interior de caixas de ligação e quadros eléctricos. A identificação dos condutores irá revelar-se no futuro extremamente vantajosa atendendo à redução de tempo de manutenção. As marcações devem ser resistentes e indi-

saídas nos autómatos quer sejam elas digitais ou analógicas.

luíveis para que com as variações das temperaturas e a exposição às diferenças de luminosidade não sejam afectadas. Para estes trabalhos de etiquetagem recorrese actualmente às mais recentes tecnologias de impressão.

Sempre que possível e desde que se justifique no tipo de máquina, deveremos utilizar ao máximo equipamentos ligados em rede.

Com esta opção técnica reduziremos de forma significativa o tempo de execução da cablagem quer da máquina quer do quadro eléctrico.

Teremos deste modo toda a informação disponível por exemplo de variadores de frequência, de servo motores, de leitores de códigos de barras, de sistemas de visão artificial, e outros.

Poderemos utilizar sempre que possível terminais de diálogo, quer sejam eles de teclas de função ou tácteis. Alem de reduzirem o número de entradas e saídas do autómato relativas a todas as botoneiras de manuseamento, têm também a função de informação, e assim poderemos parametrizar, actuar e visualizar.

Não sendo obrigatoriamente a máquina um elemento de produção isolado, sempre que seja possível deveremos munir a máquina com equipamentos de comunicação quer sejam eles do tipo cabo, rádio ou até mesmo GSM/GPRS. Com esta opção facilmente integraremos uma máquina num processo.

Deveremos ainda cu m pr ir a n o r ma máquina, desde o respeito pelas cores dos condutores, equipamentos de segurança, cores dos sinalizadores e botoneiras bem como a realização de todos os testes eléctricos quer ao quadro em si quer á própria máquina.

Com a utilização das redes utilizadas em máquinas reduzimos também o número de pontos de entradas e robótica [35]

DOSSIER António Varandas Schneider Electric Portugal Tel. + 351 217 507 100 - Fax + 351 217 507 101 www.schneiderelectric.pt

TVDA – TESTED, VALIDATED, DOCUMENTED ARCHITECTURES ARQUITECTURAS DE AUTOMAÇÃO TESTADAS E VALIDADAS PARA MÁQUINAS

A evolução tecnológica está a gerar um incremento da componente de automação nos sistemas de controlo das máquinas.

A tendência actual, ao nível do projecto eléctrico de uma máquina, aponta para: - Uma maior incorporação de servomotores e servo sistemas, procurando uma maior precisão e velocidade; - Uma descentralização do controlo, passando esse mesmo controlo a ser assegurado por consolas de diálogo ou mesmo por drives.

OS DESAFIOS DO FABRICANTE DE MÁQUINAS Actualmente, a engenharia, o marketing e os custos associados às vendas apresentam valores com um incremento significativo, com impacto em todo o ciclo de vida de uma máquina.

O desafio permanente dos fabricantes de máquinas é o de minimizar os custos nas diversas fases desse ciclo de vida como sejam o projecto, a construção, a programação, a instalação, a operação e a manutenção, assegurando os requisitos funcionais exigidos pelo mercado.

SEGMENTAÇÃO MÁQUINA Em termos gerais, a segmentação e os requisitos de cada tipo de máquina, podem ser sintetizados da seguinte forma:

Figura 1: TVDA para máquinas simples.

TVDA – UMA METODOLOGIA INOVADORA Dada a variedade possível do tipo de máquinas e no sentido de responder aos desafios com que se deparam actualmente os fabricantes de máquinas, conjugando os requisitos técnicos exigidos pelo mercado, têm sido desenvolvidos conceitos e metodologias que visam definir de forma simples e prática arquitecturas de controlo.

Máquinas Simples

Máquinas Distribuídas

Máquinas Complexas

Máquinas Modulares

Máquinas Especiais

Descrição:

Descrição:

Descrição:

Descrição:

Descrição:

Máquinas Máquinas constituídas por Normalmente são máquinas de Máquinas constituídas constituição compacta com diversas por diversos subconjuntos que possuem diversos subconjuntos de subfunções simples, conjugadas simples que processam normalmente poucos máquinas mais simples. actuadores (<3) e O comando está distribuído por de forma complexa (de 10 até 100 diferentes funções de com automatismo diversos quadros espalhados ao entradas/saídas). complexidade variável (de simples (< 20 longo da máquina.

10 até 50 entradas/saídas). entradas/saídas).

A coordenação e supervisão do As diversas funcionalidades estão sistema são efectuadas a partir concentradas num só quadro. de uma unidade central.

Requisitos técnicos

Requisitos técnicos

Cablagem fio-a-fio Cablagem reduzida Instalação compacta Projecto modular Configuração simples Módulos interligados por redes de comunicação standard dos parâmetros funcionais De fácil instalação e manutenção simples Manutenção simples

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robótica

Requisitos técnicos Instalação compacta com características funcionais optimizadas em termos de tempo de ciclo e tempo de resposta A tendência actual aponta para uma simplificação da montagem e da instalação

Requisitos técnicos

Máquinas que utilizam diversas funcionalidades com diversos graus de complexidade e especificidade dedicada.

Requisitos técnicos

Cablagem reduzida entre Instalação compacta Blocos funcionais normalizados para redução módulos do tempo de resposta Módulos normalizados, simples de fácil instalação Integração de funcionalidades específicas e que permitem reduzir desenvolvidas pelo fabricante o tempo de resposta do Assegurar produção contínua com tempos de paragem mínimos fabricante para o mercado

António Silva Amaral Siemens, S.A. Industry Automation & Drive Technologies Tel.: +351 229 992 175 . Fax: +351 229 992 230 www.siemens.pt/automation

DOSSIER

INTEGRAÇÃO DOS SISTEMAS DE AUTOMAÇÃO INDUSTRIAIS: NOVO PARADIGMA 1. INTRODUÇÃO A comunidade de automação industrial reconhece hoje como principal desafio a necessidade de integração dos diversos sistemas existentes. Tal desafio advém na necessidade crescente e imperiosa da interligação dos sistemas de automação e controlo no campo ou Shop floor (integração horizontal), e destes com os sistemas de gestão ou Office da organização (integração vertical).

Esta interligação dos sistemas na organização como um todo, isto é, entre o mundo da gestão (importância da velocidade) e o mundo da produção (importância do real-time), possibilitará uma maior transparência na organização, self-learning que se traduz numa maior facilidade em reconhecer pontos de melhoria contínua e, em ultima instância, potenciará uma maior competitividade ou a vantagem competitiva que as organizações produtivas tanto anseiam.

No momento, assiste-se ao desenvolvimento de diversas plataformas ou sistemas para integração de redes de campo. Os elevados requisitos e exigências colocados no respectivo desenvolvimento levam a que apenas as melhores sejam bem sucedidas. Características vitais para o sucesso serão a estandardização, velocidade, fiabilidade, robustez e integração de funcionalidades e, sempre que se justifique, a integração de funções de segurança ou comunicações sem fios.

viduais, tipicamente com sinais de corrente 0/4 a 20 mA, levando a um elevado número de cabos utilizados para a electrificação.

O aparecimento das redes de campo trouxe consigo um potencial enorme de redução destas cablagens entre PLC’s e sensores/actuadores, acrescido de vantagens na eficiência, qualidade e quantidade de informação a ser permutada entre os diversos participantes da rede.

Nos anos 90 verificou-se, todavia, uma grande competitividade dos diferentes standards no mercado, com consequentes malefícios para os utilizadores. Novos requisitos foram colocados pelos utilizadores como a velocidade, a integração de funções de segurança ou a abertura a diferentes protocolos de comunicação.

Nasce assim a necessidade de desenvolvimento de protocolos com um elevado número de características a suportar, tais como: - Abertura; - Elevada largura de banda; - Possibilidade de integração vertical (entre o Shop floor e o Office); - Possibilidade de integração horizontal ao nível do Shop floor, evitando as chamadas ilhas; - Layers específicos para real time de alta velocidade (sincronização de eixos); - Possibilidade de integração de funções de segurança; - Capacidade de comunicação sem fios (WLAN – Wireless Local Area Network).

3. NOVO PARADIGMA Do exposto resultaram novos desenvolvimentos, como o web-server ou envio de sms de informação ou alarme. A crescente quantidade de informação a processar ao nível do campo, a interligação e a abertura a novas soluções forçaram o paradigma de desenvolvimento para a largura de banda de transferência de dados. Este será o motivo principal que levou à adopção de uma utilização generalizada do protocolo Ethernet.

Este fenómeno deveu-se à elevada largura de banda, bem como à possibilidade do mesmo cabo físico ser usado em toda a organização, ou seja, quer ao nível do Shop floor quer ao nível do Office.

2. RESENHA HISTÓRICA Num passado não longínquo, antes do aparecimento das redes de campo actuais, a interligação entre autómatos e sensores ou actuadores, seja na automação discreta ou na de processo, era feita através de cabos indi-

O novo paradigma passa a ser a automação totalmente integrada nas instalações fabris, seja na automação discreta, seja de processo. A integração total pode ser dividida em horizontal e vertical, como veremos de seguida. robótica [39]

Nuno Guedes PILZ Industrieelektronik, S.L. Tel. + 351 229 407 594 Fax. + 351 229 407 595 n.guedes@pilz.pt www.pilz.pt

DOSSIER

INTEGRAÇÃO DA SEGURANÇA NA AUTOMAÇÃO MÁQUINA A integração da segurança na automação máquina, pressupõe o cumprimento da directiva máquinas e deve ser executado com algum detalhe, para garantir que as partes do sistema de comando relativas à segurança cumpram a sua função. Sendo a sua função principal passar a máquina para um estado seguro (no sentido lato, máquina parada), esta não deve ser comprometida por uma incorrecta dependêndia do sistema de automação standard da máquina. As partes do sistema de comando relativas à segurança têm uma posição hierarquicamente superior no que diz respeito à paragem da máquina.

1. CONFIGURAÇÃO E SELECÇÃO DE MEDIDAS DE SEGURANÇA NUMA MÁQUINA

-

Visto que são muitas as possibilidades para reduzir o risco de uma máquina e outras tantas para configurar os elementos relativos à segurança de um controlo, é um processo iterativo. É recomendado usar um processo por etapas.

1.1 Etapa 1: Avaliação do risco e valoração do risco -

Identificar os perigos existentes na máquina para todos os modos de funcionamento e para cada fase da vida da máquina seguindo as orientações nas normas EN 12100-1 e EN 1050; Estimar os riscos que se derivam destes perigos e decidir se é apropriado reduzir o risco para essa aplicação, de acordo com as normas EN 12100-1 e EN 1050.

1.5 Validação -

1.2 Etapa 2: Decidir as medidas para reduzir o risco mediante o sistema de comando -

Decidir as medidas de desenho da máquina e/ou adopção dos dispositivos de protecção para conseguir a redução do risco. Estas partes dos sistema de comando que contribuem como uma parte integrante das medidas de desenho e/ou no comando dos dispositivos de protecção, são as que se devem considerar como partes relativas à segurança.

1.3 Etapa 3: Especificar os requisitos de segurança das partes do sistema de comando relativas à segurança -

-

Especificar as funções de segurança, a prever no sistema de comando. Na Tabela seguinte enumeram-se as referências básicas das funções de segurança mais comuns e as características que se devem incluir se se selecciona uma função de segurança concreta; Especificar como se vão desempenhar as funções de segurança e seleccionar a(s) categoria(s) de cada parte e da combinação das partes do sistema de comando relativas à segura.

Anexo

Tecnologia

Lista de princípios de Lista de princípios de Lista de componentes

Listas e exclusões

segurança básicos

segurança eficazes

eficazes

de erros

A

Parte mecânica

A.1

A.2

A.3

A.4

B

Parte pneumática

B.1

B.2

B.3

B.4

C

Parte hidráulica

C.1

C.2

C.3

C.4

D

Parte eléctrica

D.1

D.2

D.3

D.4

1.4 Etapa 4: Desenho -

[42]

Desenhar as partes do sistema de comando relativas à segurança de acordo com as especificações definidas na etapa 3 e com a estratégia geral para o desenho definida no ponto 4.2 da norma EN 954-1.

Estabelecer a lista de características incluídas no desenho que justifica(m) a(s) categoria(s) obtida(s);

robótica

Verificar o desenho em cada etapa para assegurar que as partes relativas à segurança respondem às especificações da etapa precedente, no contexto da(s) função(ões) de segurança e da(s) categoria(s) especificada(s).

-

Validar as funções de segurança e a(s) categoria(s) obtida(s) em relação às especificações da etapa 3. Redesenhar se for necessário; Se se utilizam dispositivos electrónicos programáveis para desenhar partes dos sistema de comando relativos à segurança, requerem-se outros procedimentos detalhados.

Geralmente é necessária uma análise para validar (confirmar) a redução de risco conseguida. Umas das etapas mais importantes é verificar a conformidade total com as suas características especificadas. O objectivo dos ensaios das funções de segurança é ter a certeza que os sinais de saída relativos à segurança são correctos e logicamente dependentes dos sinais de entrada.

As categorias segundo a EN 954-1 baseiam-se no comportamento em caso de defeito. Os ensaios devem demonstrar que se cumprem os requisitos correspondentes. A comprovação deve demonstrar que o rendimento definido na configuração se alcança para todos os modos de funcionamento especificados. Devem ter-se em conta as seguintes normas: EN 60204-1, EN 60529, EN 60721-3-0, EN 61000-4-1, IEC 68.

ENTREVISTA Helena Paulino

“VAMOS CONTINUAR A CRESCER” A Weidmüller em Portugal conseguiu crescer 2% o ano passado, facto ímpar relativamente às outras empresas europeias. Deodato Vicente, Director-Geral da Weidmüller em Portugal, dita o segredo desse crescimento, fala dos projectos actuais e dos futuros, e da importante parceria internacional realizada com o Grupo Efacec. Assegurou que a crise mundial é uma realidade, mas a Weidmüller não pretende cruzar os braços!

Um dos mercados onde a Weidmüller aposta é o da automação e a área das comunicações industriais. Quais os produtos inovadores nessa área que apresentam ao mercado?

Deodato Taborda Vicente: No segmento da automação industrial, a Weidmüller é uma referência no que respeita a soluções de ligações eléctricas de qualquer tipo. Por ser o negócio original e principal da empresa, estamos sempre a inovar nas técnicas de ligações e a oferecer soluções cada vez mais robustas e tecnológicas, reduzindo a complexidade e o tempo de instalação.

Ao mesmo tempo, estamos a potenciar imenso a gama de electrónica e de comunicações industriais, já que entendemos que esta é a área de maior crescimento futuro na empresa e onde mais esforços de investimentos se estão a realizar.

Dentro dos produtos de electrónica , a Weidmüller dispõe já de uma ampla variedade que inclui fontes de alimentação, conversores/adaptadores de sinais analógicos (temperatura, isoladores galvânicos, conversores tensão/corrente, etc.) e digitais (relés, opto acopladores, etc.), interfaces para PLCs e protectores contra sobretensões, uma gama completa de reles e bases,entre outros.

No que respeita à parte das comunicações industriais, dispomos de uma ampla gama de módulos de entrada/saída em IP67 para a automação industrial, centrando-nos no mercado das máquinas. Aqui dispomos de modulos de entradas e

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robótica

saídas na maioria dos protocolos standard utilizados (Profibus, DeviceNet, CanOpen, Modbus TCP, Ethernet IP...). A outra família de equipamentos de comunicações está relacionada com a Ethernet Industrial, cada vez mais habitual em qualquer instalação industrial. Aqui poderíamos citar switches, routers, conversores de meios, módulos de alarmes, entre outros. Dispomos igualmente de toda uma gama de acessórios para estes dispositivos, que permitem à Weidmüller oferecer uma solução completa para uma instalação.

Já tem delineados alguns projectos, nesta área, para o ano de 2010?

Deodato Taborda Vicente: Neste início do ano conseguimos conquistar mercados, introduzindo os nossos módulos de entradas/saídas distribuídas em alguns clientes de máquinas de diferentes sectores (por exemplo, o processamento de madeira e de metal).

No que diz respeito à linha de Ethernet Industrial, fizemos avanços em clientes de diversos âmbitos e sectores. Aqui a questão expande-se muito para além do sector das máquinas, no qual obviamente também temos clientes, e estamos a trabalhar noutros sectores como as infra-estruturas (por exemplo, em equipamentos de comunicações em túneis para controlo da ventilação e outros serviços), indústria de processos (na qual temos uma presença importante no trata-

mento e gestão da águas e nas comunicações dentro de uma ETAR), transportes (cablagem e ligações em ambiente ferroviário e naval), energias renováveis (estamos a trabalhar a rede de comunicações de parques fotovoltaicos e com mais um fabricante de aerogeradores), entre outros.

E em 2009, quais foram os melhores e maiores projectos na área da automação realizados pela Weidmüller?

Deodato Taborda Vicente: Basicamente os sectores são os mesmos que foram mencionados anteriormente. Para citar alguns, podemos referir: Infra-estruturas (switches RJ45 para a instalação de portagens), energias renováveis (switches geridos com fibra óptica em anel para o controlo de um campo de Aerogeradores, switches para a ligação de diversos seguidores em dois parques Fotovoltaicos, máquinas (routers e switches RJ45 para telemanutenção e ligação de equipamentos dentro do quadro de um cliente de máquinas para o processamento de madeira), tratamento de águas (switches de fibra e RJ45 para a comunicação entre vários equipamentos) , mais de 30 módulos de alarmes GPRS em diversos projectos para o controlo remoto de bombas e estufas entre outras aplicações), instalações industriais( módulos Wi-Fi para vários sistemas de gruas industriais ), entre muitos outros.

PUBLI-REPORTAGEM HETO Tel.: +351 256 481 020 • Fax.: +351 256 481 029 main@heto.com.pt • www.heto.com.pt

HETO – MÁQUINAS-FERRAMENTA PARA MAQUINAÇÃO DE PRECISÃO E FURAÇÃO PROFUNDA A ALTA VELOCIDADE Soluções tecnológicas diferenciadoras em produtividade e competitividade

Recentemente reforçada com os modelos Master e Cube, a família de máquinas-ferramenta HETO continua a crescer e a investir na sua qualificação para responder às diversas necessidades dos seus clientes em soluções de furação profunda (deep hole drilling) e maquinação de precisão sub-milimétrica a alta velocidade (milling).

Com uma gama de máquinas agora mais completa – Cube, Compact, Power, Index e Master – a HETO pretende garantir aos seus clientes uma diversidade de soluções base tão ampla quanto possível, e assim facilitar as escolhas mais acertadas do ponto de vista do delicado balanço entre as necessidades de tecnologias produtivas e a racionalidade económica dos investimentos associados.

A HETO Master vem dar um passo à frente sobre a HETO Index, respondendo mais eficazmente às necessidades de clientes com elevadas exigências de capacidade de maquinação - complexidade técnica e volume das peças a produzir.

Por seu lado a HETO Cube procura configurar-se como o modelo que - sintetizando as principais mais valias da ‘tecnologia HETO’ em furação profunda - vem facilitar o acesso a essa tecnologia e responder às necessidades produtivas com perfis menos exigentes.

MÁQUINAS HETO - SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS À MEDIDA PARA MAQUINAÇÃO E FURAÇÃO A ALTA VELOCIDADE As máquinas HETO foram desenvolvidas tendo em vista a supressão das necessidades específicas da indústria de produção de moldes, agregando funcionalidades e executando tarefas que normalmente exigem o recurso a uma combinação de vários tipos de máquinas ‘sub-adequadas’ aos exigentes requisitos da indústria dos moldes.

Os seus utilizadores tipo são unidades indústriais dedicadas à produção de moldes para a injecção de plástico e alumínio, matrizes e maquinação de peças de grande porte. Ou maquinações de elevado detalhe técnico e exigentes requisitos de precisão submilimétrica, e/ou necessidades de trabalhos de furação profunda em metais, em que seja requisito de maquinação profundidades superiores a 10 vezes o diâmetro do furo a executar.

Dada a sua grande versatilidade e polivalência de funcionalidades produtivas - Fresagem, Furação convencional, Roscagem, Mandrilamento e Furação Profunda - as Máquinas HETO têm também tido grande aceitação, junto de outras indústrias do domínio da metalomecânica.

Tal como preferimos entender, mais do que produtos standardizados procuramos fornecer a cada cliente serviços de concepção e desenvolvimento de soluções tecnologicamente diferenciadoras em produtividade e competitividade, desenvolvidas caso-a-caso, de acordo com as necessidades e constrangimentos de cada cliente.

Assim, de acordo com um caderno de encargos definido em conjunto com o cliente, sobre a gama base de máquinas HETO desenvolvemos I&D dedicada para a produção de uma solução específica para cada cliente.

Actualmente a família de Máquinas HETO é composta pelos seguintes modelos base: • Cube 800 / 800i /1000 / 1000i; • Compact 1000; • Power 1000 / 2000 / 3000; • Index 1000 / 2000 / 3000; • Master 1000 / 2000 / 2500; • MEGA (novo modelo a ser lançado no ano de 2010).

Em síntese, e sem prejuízo das especificidades próprias de cada exemplar, as máquinas HETO apresentam: > Uma interface operador-máquina simplificada e que facilita a execução de trabalho por operadores sem conhecimentos de programação de alto nível; > Controlo numérico de última geração e accionamentos digitais; > Sistemas de comando e controlo ‘inteligentes’ com monitorização ‘online’ e acesso remoto; > Software convencional para furação profunda e roscagem por fresagem;

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robótica

REPORTAGEM Helena Paulino Festival Nacional de Robótica 2010 robotica2010@estg.ipleiria.pt http://robotica2010.ipleiria.pt/robotica2010/

ROBÓTICA 2010, UM ENCONTRO COM A INOVAÇÃO Cerca de 700 participantes estiveram presentes na 10.ª edição do Festival Nacional de Robótica, onde houve espaço para um encontro científico, competições para variadas faixas etárias e ainda um espaço dedicado a demonstrações de soluções inovadoras na área da automação e robótica. Foram quatro dias de muita competição, animação e dedicação à robótica!

Promovido desde a primeira edição pela Sociedade Portuguesa de Robótica, decorreu de 24 a 28 de Março a 10.ª edição do Festival Nacional de Robótica, com o apoio do Instituto Politécnico de Leiria (IPL) através da Escola Superior de Tecnologia e Gestão (ESTG). O evento contou no primeiro dia, 24 de Março com um encontro científico na ESTG, em Leiria, e nos dias seguintes, de 25 a 28 de Março, com competições robóticas na Exposalão, na Batalha.

O encontro científico denominado “10th Conference on Mobile Robots and Competitions”, contou com a presença dos mais prestigiados investigadores nacionais e internacionais da área da Robótica, que apresentaram os seus trabalhos mais recentes na área científica e de investigação. Como manda a tradição de há vários anos, os 8 melhores artigos técnicos apresentados neste encontro científico serão publicados no próximo ano na revista técnico-científica “robótica”, dando assim destaque às melhores inovações no mundo da automação e robótica.

Este Festival decorre todos os anos numa cidade distinta, e tem tido, desde a sua primeira edição em 2001, um enorme e sustentável crescimento, quer em termos de equipas e participantes ou quer em termos de público.

Tudo começou em 2001 em Guimarães – tendo já passado por Aveiro, Lisboa, Porto, Coimbra, Algarve, Castelo Branco e Leiria – com o intuito de promover a ciência e a tecnologia junto dos jovens do ensino básico, secundário e superior, bem como do público em geral, através de variadas competições de robôs. A Sociedade Portuguesa de Robótica, ao organizar este evento de referência nacional e mesmo internacional, pretende motivar os alunos, das variadas escolas espalhadas por todo o país, para uma área tecnologicamente avançada e extremamente multidisciplinar, mas também contribuir de uma forma positiva para o desenvolvimento da investigação em Robótica e Automação em Portugal, para além de aumentar a divulgação da ciência e tecnologia no nosso país.

Assim, de 24 a 28 de Março, houve um espaço de competições robóticas na Exposalão na Batalha, onde participaram várias escolas e universidades com projectos arrojados e inovadores, numa aposta na mobilização de es-

O encontro científico decorreu no primeiro dia do evento com apresentações excepcionais!

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robótica

tudantes de diversos níveis de ensino. Existiam vários tipos de competição, nomeadamente a prova de Condução Autónoma (prova realizada desde a fundação deste evento), e as provas que seguem as regras oficiais do RoboCup, tendo cada uma das competições escalões próprios, podendo haver participações bastante entusiasmantes de crianças a partir dos 8 anos. Também houve espaço para uma demonstração de robôs e sistemas relacionados com a robótica. Participaram cerca de 500 alunos de escolas secundárias e 120 Instituições do Ensino Superior distribuídas pelas seguintes 7 provas: Busca e Salvamento, Busca e Salvamento B (demonstração), Futebol Robótico Júnior A e B, Dança Júnior e ainda Condução Autónoma e Futebol Robótico Médico, as duas últimas destinadas a Instituições do Ensino Superior. Este Festival Nacional de Robótica tem tido, desde os seus primórdios, um grande crescimento em termos de público e participantes, estimando-se que tenham participado este ano cerca de 600 estudantes do Ensino Básico e 150 do Ensino Superior.

“MAIS FORMAÇÃO, MELHORES EMPRESAS” O FITEC - Fórum de Inovação, Tecnologia, Formação, Qualificação, uma iniciativa do IPL, em parceria com a ExpoSalão – Batalha, e que pretende dar a conhecer a realidade do IPL enquanto Instituição de Ensino Superior, bem como de outras instituições de ensino, investigação, desenvolvimento e formação, e ainda entidades promotoras de emprego. O FITEC usou metade do pavilhão 3, cerca de 2.500 m2, com 70 expositores, como universidades, institutos Politécnicos, Institutos Superiores, Escolas Profissionais e Centros de Formação Profissional com produtos, processos, serviços, materiais inovadores e/ou de cariz tecnológico, serviços de formação profissional e ensino superior, programas de apoio a empresas e programas de ingresso na vida activa, e ainda uma panóplia de ofertas de emprego. Assim, o FITEC apresentou-se como uma plataforma de promoção, divulgação e partilha de experiências entre as diferentes instituições de ensino e formação, e uma oportunidade ímpar de avaliar as possibilidades de emprego e formação.

REPORTAGEM Siemens, S.A. Industry Sector Industry Automation Tel.: +351 214 178 838 · Fax: +351 214 178 051 www.siemens.pt/eventos

INTERPLAY TOUR 2010: A INTERACÇÃO FAZ A DIFERENÇA A Siemens organizou o Interplay Tour 2010, entre 22 de Fevereiro e 5 de Março, que percorreu vários locais de Portugal onde comprovou a interacção entre o novo controlador SIMATIC S7-1200, uma gama completa de painéis SIMATIC HMI Basic, e o sistema de engenharia integrado SIMATIC STEP 7 Basic. Esta é uma solução de automação integrada, destinada especificamente para a classe de controladores compactos.

CONCEITO MODULAR PARA UMA AUTOMAÇÃO COMPACTA O SIMATIC S7-1200 possui uma interface integrada PROFINET, funções tecnológicas e um design escalonável e flexível, o que permite comunicações simples, soluções para tarefas tecnológicas, e ainda satisfaz os requisitos individuais de automação em várias aplicações. A família de controladores SIMATIC S7-1200 pretende satisfazer as necessidades das máquinas do cliente, de uma forma individual. Isto permite uma projecção do sistema do controlador de uma forma escalonável, e as futuras expansões do sistema também se tornam mais rápidas e simples, podendo ser ligado um painel de sinal a todas as CPUs, permitindo ao utilizador personalizá-las, acrescentando entradas/saídas digitais ou analógicas ao controlador sem afectar o seu tamanho físico. Podem ser ligados até 8 módulos de sinal à CPU para apoio de outras entradas/saídas analógicas ou digitais.

Solução Siemens para uma automação compacta

A interacção entre o novo autómato SIMATIC S7-1200 da Siemens, uma nova gama de painéis SIMATIC HMI Basic Line e o sistema de engenharia comum SIMATIC STEP 7 Basic oferece uma solução de automação integrada e destinada à classe de micro-automação compacta. A Siemens demonstrou este facto durante o Interplay Tour 2010, que percorreu o país desde Braga até Faro, com uma participação massiva de técnicos. O novo controlador SIMATIC S7-1200 é modular, compacto e versátil, e está apto para uma gama variada de aplicações, sendo por isso uma solução de automação abrangente. Para além de apresentar um design flexível e expansível, o SIMATIC S7-1200 é uma interface de comunicação que satisfaz padrões da indústria das comunicações e uma gama variada de funções tecnológicas integradas.

O desempenho optimizado dos novos painéis SIMATIC HMI Basic, totalmente compatíveis com o novo controlador SIMATIC S7-1200 tal como o sistema de engenharia SIMATIC STEP 7 Basic para controlador e HMI, garante um desenvolvimento simples, um arranque rápido, uma monitorização precisa e ainda um nível de utilização acessível. É exactamente a interacção entre estes produtos e as suas características que lhe garantem eficiência para os pequenos sistemas de automação. Tudo isto fornece uma flexibilidade de soluções inteligentes através de um hardware escalonável, uma criação simples de redes através de uma comunicação coordenada, e ainda, uma engenharia simples e intuitiva para a programação e o comissionamento.

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robótica

A interface PROFINET, integrada no SIMATIC S7-1200, assegura uma comunicação com o sistema de engenharia de programação SIMATIC STEP 7 Basic, com os painéis SIMATIC HMI Basic para visualização, com os controladores adicionais para a comunicação PLC-PLC e com dispositivos de outros fabricantes para integrações avançadas. Este novo controlador possui funções comprovadas pela Siemens: área da contagem e medida, velocidade, posição e controlo de ciclos operacionais, para além da simples funcionalidade de controlo do processo. Podem ser adicionados até 3 módulos de comunicação a qualquer uma das CPUs SIMATIC S7-1200. Os módulos de comunicação RS485 e RS232 permitem comunicações em série ponto-aponto, configuradas e programadas com instruções ou através das funções da biblioteca, o protocolo da drive USS e os protocolos Modbus RTU Master e Slave, incluídos no sistema de engenharia STEP 7 SIMATIC Basic. A interface integrada PROFINET é utilizada para a programação e comunicação com o HMI e o PLC-PLC, e além disso, suporta a comunicação com dispositivos de outros fabricantes, utilizando protocolos abertos Ethernet. Esta inteface possui uma ficha RJ45 auto-crossover e assegura a transmissão de dados a 10/100 Mbit/s. Para além disso suporta até 16 ligações Ethernet e TCP/IP nativo, ISO em TCP e comunicação S7.

O controlador SIMATIC S7-1200 possui até 6 contadores de alta velocidade, e tem integradas três entradas a 100 kHz e outras três entradas a 30 kHz para contagem e medição. Para controlar a velocidade e a posição de um motor de passo ou uma unidade com servo-accionamento existem duas saídas de cadeias de impulsos de alta velocidade a 100 kHz. Estas podem ser utilizadas, de forma alternada, como saídas de largura de impulso modulado para controlar a velocidade de um motor, a posição de uma válvula, ou o ciclo de funcionamento de um elemento de aquecimento. Neste controlador são possíveis até 16 ciclos de controlo PID, para uma sintonia automática,

REPORTAGEM Professor Fernando Ribeiro, Universidade do Minho

TRÊS DIAS DE ROBÓTICA EM GUIMARÃES “A 4ª edição da RoboParty foi mais um sucesso”, foi o comentário geral entre os participantes. Com 440 jovens a participar nas 110 equipas inscritas, com os robôs todos construídos e em funcionamento, e com muita alegria e boa disposição.

No primeiro dia decorreu a primeira formação para a contrução do robô, a entrega do Kit, e a sua construção electrónica e mecânica. Os participantes puderam disfrutar da prática de golfe, de um concurso de remates de futsal e de um torneio de xadrez. À noite actuou a Tuna Afonsina e cerca de metade dos participantes não foram dormir tal era a vontade de ter o robô construído. No segundo dia decorreram pela manhã as palestras dos oradores convidados: Fernando Ribeiro (Prof. da Universidade do Minho - UM) falou sobre sensores e actuadores (Humanos x Robôs) e a Prof. Estela Bicho (UM) falou sobre Controlo de robôs móveis autónomos: da percepção à acção.

directo pela Internet. Este evento foi organizado pelo Grupo de Automação e Robótica do Departamento de Electrónica Industrial e pelos Serviços de Acção Social da UM, pela SAR - Soluções de Automação e Robótica. O empenho dos voluntários na organização do evento foi crucial, sendo a maioria alunos de Electrónica Industrial.

A actuação dos Bomboémia surpreendeu os participantes. Os patrocinadores do evento realizaram uma vista ao espaço. Da parte da tarde continuou a construção e programação dos robôs, foi dada uma formação por Nino Pereira da SAR, para ensinar a programar o robô. Decorreu ainda a actividade de baptismo de mergulho, aulas de Jump, uma demonstração de aeromodelismo indoor, época em que todos pararam de trabalhar e apreciaram o espectáculo. À noite houve um jogo de futebol, e no final, actuou a banda Dynamit Trust. Para os mais resistentes foi mais uma noite em claro, sempre a trabalhar afincadamente na programação e enfeite do seu robô.

E AO TERCEIRO DIA, AS COMPETIÇÕES No terceiro dia ultimaram-se os detalhes finais para que tudo estivesse pronto. Da parte da manhã decorreu a prova de obstáculos, onde numa pista estreita os robôs seguiam o seu percurso sem colidir com as paredes, e a prova de perseguição em que um robô persegue um adversário numa pista em circulo, para ver qual o robô que apanha qual. Houve um torneio de lançamentos de basquetebol, e court soccer. Com muito público a assistir, quase todas as equipas participaram na prova de Dança, o que demonstra o grau de sucesso na construção dos robôs. Aqui os participantes mostraram a sua imaginação e criaram robôs belíssimos, que dançavam ao ritmo da música. Um júri composto por quatro elementos dos serviços de Acção Social (área do desporto) deram a sua classificação. Pelo meio do evento ainda aconteceram dois flash mobs, que surpreenderam por completo o público e os participantes. Por fim decorreu a entrega de prémios aos três primeiros classificados de todas as provas desportivas e robóticas.

Durante os 3 dias estiveram ainda em demonstração vários robôs construídos pelo Grupo de Automação e Robótica da Universidade do Minho: um rato (hamster chamado Zacarias Magalhães ou “Zac” para os amigos) que conduz sozinho um robô, um carro que anda numa pista de forma autónoma e obedece a semáforos e passadeiras, um cão da SONY, o AIBO, dois humanóides de braços e pernas, um robô que anda dentro do espaço de um lar a realizar tarefas caseiras, um braço industrial HP5 da MOTOMAN, um robô omnidireccional controlado com uma wii, entre outros. Houve também espaço para solidariedade, com um stand a trabalhar na adaptação de brinquedos para crianças com paralisia cerebral. Esteve ainda disponivel um serviço de video streaming para que os pais assistissem ao evento em

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robótica

Assim, a classificação das provas de robótica foi a seguinte: Provas de Robótica Construção: 1º - MEKAS CENFIM - Porto 2º - Aroeira Robot Team Equipa familiar da Aroeira 3º - BRT Escola Professor Alto Lima - Arcos de Valdevez Obstáculos: 1º - EPFBOOT EPF - Ensino Profissional de Felgueiras 2º - Xico2010 Escola Secundária Francisco de Holanda - Guimarães 3º - DIDALINE Didáxis - Cooperativa de Ensino CRL - Riba D’Ave Perseguição: 1º - TEAC3 Escola Secundária Rainha Santa Isabel - Estremoz 2º - DIDARUN Didáxis - Cooperativa de Ensino, CRL - Riba D’Ave 3º - GRJ-Electronics EPRALIMA – Escola Professor Alto Lima - Ponte da Barca Dança: 1º - EPRAMI ADEMINHO – Escola Professor Alto Minho, Paredes de Coura 2º - Os Calufe EPRALIMA – Escola Professor Alto Lima - Ponte da Barca 3º - Explorers Escuteiros de S. Dâmaso (Agrupamento 331) - Guimarães

TA B E L A CO M PA R AT I VA Ricardo Sá e Silva

TABELA COMPARATIVA DE

INSTRUMENTOS PARA ANÁLISE DE ÁGUAS RESIDUAIS em que a maneira como se mede também é importante. E esta medição poderá ir desde a portátil até à medição laboratorial, onde os medidores estão localizados nos sítios necessários, tanques (por exemplo) e a medição do nível é controlado no laboratório.

Actualmente cada vez mais é necessário o tratamento de águas, nomeadamente as águas residuais.

Desde a chegada da água à ETAR (Estação de Tratamento de Águas Residuais), esta tem de passar por vários tratamentos. Desde o Prétratamento, onde será feito um conjunto de tratamentos, designado por tratamento preliminar, o esgoto é sujeito aos processos de separação dos sólidos mais grosseiros. Posteriormente segue-se o Tratamento primário, visto que a água mesmo depois do pré-tratamento possui ainda características poluidoras, onde a matéria poluente é separada da água por sedimentação.

Este processo, exclusivamente de acção física, pode em alguns casos, ser ajudado pela adição de agentes químicos que através de uma coagulação/floculação possibilitam a obtenção de flocos de matéria poluente de maiores dimen-

sões, e assim, mais facilmente decantáveis. Após o tratamento primário, a matéria poluente que permanece na água é de reduzidas dimensões, normalmente constituída por colóides, não

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robótica

Tratam-se de analisadores para medir um ou mais parâmetros ou de sofisticados dispositivos que permitem um controlo de qualidade.

sendo por isso passível de ser removida por processos exclusivamente físico-químicos. Daí vem o Tratamento secundário geralmente constituído num processo biológico, do tipo lodo activado onde a matéria orgânica (poluente) é consumida por microorganismos nos chamados reactores biológicos. Estes reactores são normalmente constituídos por tanques com grande quantidade de microorganismos aeróbios, havendo por isso a necessidade de promover o seu arejamento, finalizado o tratamento secundário. As águas residuais tratadas apresentam um reduzido nível de poluição por matéria orgânica podendo, na maioria dos casos, serem despejadas no meio ambiente receptor. Neste patamar do tratamento das águas residuais, a água poderá passar ainda pela remoção de nutrientes, desinfecção das águas residuais.

Toda esta passagem de “níveis” de tratamento tem de ser controlado, e aí nasce a necessidade da instrumentação, de como medir, de como saber quando a água está devidamente tratada.

A instrumentação na análise de águas residuais passa por vários parâmetros de medição, desde temperatura, pressão, nível, caudal, entre outros,

Com os avanços tecnológicos contínuos de processo são cada vez mais sensíveis, mais robustos e, ao mesmo tempo, mais fáceis de utilizar.

Assim concluímos que a instrumentação na análise de águas residuais podem ter muitas utilizações, medições, dependendo sempre do que é necessário medir. A Tabela que se segue apresenta algumas das várias gamas de instrumentos que são utilizados na instrumentação já referida, onde poderemos comparar várias características desde o tipo de medidor, parâmetros de medição, precisão, entre outros.

BRESIMAR

BRESIMAR

BRESIMAR

BRESIMAR

BRESIMAR

BRESIMAR

Endress+Hauser Portugal Unipessoal, Lda

Endress+Hauser Portugal Unipessoal, Lda

Endress+Hauser Portugal Unipessoal, Lda

Endress+Hauser Portugal Unipessoal, Lda

Endress+Hauser Portugal Unipessoal, Lda

Endress+Hauser Portugal Unipessoal, Lda

Endress+Hauser Portugal Unipessoal, Lda

Endress+Hauser Portugal Unipessoal, Lda

Endress+Hauser Portugal Unipessoal, Lda

Endress+Hauser Portugal Unipessoal, Lda

Endress+Hauser Portugal Unipessoal, Lda

Endress+Hauser Portugal Unipessoal, Lda

Endress+Hauser Portugal Unipessoal, Lda

Endress+Hauser Portugal Unipessoal, Lda

Endress+Hauser Portugal Unipessoal, Lda

Endress+Hauser Portugal Unipessoal, Lda

ZEBEN

ZEBEN

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NIVELCO

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Endress+Hauser

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Endress+Hauser

APLISENS

APLISENS

APLISENS

Distribuidor

BRESIMAR

Fabricante

NIVELCO

Contacto

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bresimar@bresimar.pt

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bresimar@bresimar.pt

bresimar@bresimar.pt

Modelo

SGE-25C

SGE-25

SGE-16

Série Omnigrad M

Série Deltabar S PMD70/75

Série Cerabar S PMC71, PMP71

Série Prosonic S FMU

Série Levelflex M FMP

Série Micropilot M FMR

Série CUE

Série COM

Série CPM

Série Liquisys M CCM

Série Liquisys M CUM

Série Liquiline M CM

Série Liquiline M CM

Série Liquiline M CM

Série Proline t-mass 65F, 65I

Série Proline Promag W, L

TEKON

NIVOPRESS

NIVOCONT K

NIVOFLOAT

EasyTREK

AnaCONT

AnaCONT

Temperatura x

x

Pressão x

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pH x

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Nível x

Caudal

Cl e CO2

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Oxigénio Dissolvido

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Turbidez e sólidos em suspensão

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Condutividade x

Em linha x

Portátil x

x

x

x

x

x

Outro

Oxigénio

Tipo de Medidor

De laboratório

Parâmetros de Medição

0,5 %

0,2 %

0,2 %

1/3 DIN B

0,2 %

0,2 %

0,2 %

0,03 %

0,1 %

2%

0,5 %

0,15 %

1%

0,75 %

0,5 %

1%

0,15 %

1,5 %

0,2 %

CLASSE A

0,25 %

0,2 %

0,1 %

0,1 %

Precisão

Hidrostática

Hidrostática

Hidrostática

Pt100

Capacitivo cerâmico / Piezoresistivo

Capacitivo cerâmico / Piezoresistivo

Ultrasónico

Radar Guiado

Radar

Óptico

Amperométrico

Electroquímico

Óptico

Amperométrico

Memosens - Digital

Óptico - Memosens - Digital

Memosens - Digital

Mássico Térmico

Electromagnético

Pt100, TC, NTC, PTC

capacitivo/piezoresistivo

condutividade

bóia

ultrasónico

–

–

Tecnologias utilizadas

Serviços

–

–

–

saída 4-20 mA HART, PROFIBUS PA, FOUNDATION Fieldbus, versões Ex

saída 4-20 mA HART, PROFIBUS PA, FOUNDATION Fieldbus, versões Ex

saída 4-20 mA HART, PROFIBUS PA, FOUNDATION Fieldbus, versões Ex

saída 4-20 mA HART + relés, versões Ex

saída 4-20 mA HART, versões Ex

saída 4-20 mA HART, versões Ex

Autorange, versão com infravermelhos ou luz branca

IP66, compensação de salinidade, visor multifuncional

IP66, compensação de temperatura, visor multifuncional

saída 4-20 mA HART, PROFIBUS PA/DP, relés

saída 4-20 mA HART, PROFIBUS PA/DP, relés

saída 4-20 mA HART, PROFIBUS PA, FOUNDATION Fieldbus, versões Ex

saída 4-20 mA HART, PROFIBUS PA, FOUNDATION Fieldbus, versões Ex

saída 4-20 mA HART, PROFIBUS PA, FOUNDATION Fieldbus, versões Ex

saída 4-20 mA HART, PROFIBUS DP, relés, versões Ex

saída 4-20 mA HART, PROFIBUS PA/DP, relés, versões Ex

ligação por cabeça, cabo ou conector, opção 4-20 mA

em aço inox, compacto, opção display

saída por contacto, com/sem porta eléctrodos

saída por contacto 16 A, 250 Vac

saída 4-20 mA e relé, Hart, Datalogger, versões Ex

saída 4-20 mA e relé, Hart, Datalogger, versões Ex

saída 4-20 mA e relé, Hart, Datalogger, versões Ex

TA BELA COM PA RATIVA I N ST R U M E N TO S PA R A A N Á L I S E D E Á G UA S R E S I D UA I S

robótica [77]

FEIRAS E CONFERÊNCIAS

DESIGNAÇÃO

TEMÁTICA

LOCAL

DATA

CONTACTO

HANNOVER MESSE 2010

Feira Internacional de Tecnologia Industrial

Hanôver Alemanha

19 a 23 Abril 2010

C. Comércio e Indústria Luso-Alemã info@hf-portugal.com www.hf-portugal.com

EXPO ELECTRONICA

Feira Internacional para Componentes Electrónicos e Equipamentos Tecnológicos

Moscovo Rússia

20 a 22 Abril 2010

Crocus Expo electron@primexpo.ru www.primexpo.ru

RESALE 2010

Feira de Maquinaria e Equipamento Usado

Karlsruhe Alemanha

21 a 23 Abril 2010

Hess GmbH info@resale-germany.com www.hess-messe.de

TEKTÓNICA

Feira de Construção

Lisboa Portugal

11 a 15 Maio 2010

FIL fil@aip.pt www.fil.pt

INTERMACH 2010

Feira de Máquinas de Tecnologia

Bangkok Tailândia

13 a 16 Maio 2010

UBM ASIA (Thailand) Co Ltd info-th@ubm.com www.ubmthailand.com

V JORNADAS TECNOLÓGICAS

Jornadas dedicadas ao sector Electrotécnico

Viana do Castelo Portugal

19 a 21 Maio 2010

Revista “o electricista” Inscricoes@jornadastecnologicas.pt www.jornadastecnologicas.pt

MACHTECH

Exposição Internacional de Construção de Maquinas e Tecnologia de Soldadura

Sofia Bulgária

26 a 29 Maio 2010

Hungexpo C. Co, Lts info@hungexpo.hu www.mach-tech.hu

AUTOMATICA 2010

Feira Internacional sobre Automação e Mecatrónica

Munique Alemanha

8 a 11 Junho 2010

MundiFeiras mundifeiras@mail.telepac.pt www.messe-muenchen.de

MACH-TOOL

Feira de Máquinas-Ferramenta

Poznan Polónia

8 a 11 Junho 2010

Poznan International Fair Limited itm@mtp.pl www.machtool.mtp.pl/en

ENGINE EXPO 2010

Feira e Conferência sobre Projecto de Engenharia, Produção, Componentes e Tecnologia

Estugarda Alemanha

22 a 24 Junho 2010

UKIP Media & Events Ltd info@ukintpress.com www.ukipme.com

MECSHOW 2010

Feira da Metalomecânica, Energia e Automação

Espirito Santo Brasil

28 a 30 Julho 2010

Milanez Milaneze info@milanezmilaneze.com.br www.milanezmilaneze.com.br

FIIEE

Feira Internacional da Indústria Eléctrica, da Energia e da Automação

São Paulo Brasil

10 a 13 Agosto 2010

Reed Exhibitions Alcantara Machado info@alcantara.com.br www.reedalcantara.com.br

Informação sobre conferências IEEE por sociedade: http://www.ieee.org/web/conferences/search/index.html Informação sobre conferências IFAC: http://www.ifac-control.org/events Informação geral sobre conferências IASTED: http://www.iasted.com/conference.htm

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robótica

LINKS

Plug-and-play: Acelerar a instalação de empresas estrangeiras

Quem diria que nos EUA isso também é um assunto urgente e importante.

E quem diria que o famoso Silicon-Valley, talvez o Parque de Ciência e Tecnologia mais conhecido do mundo, está muito interessado em promover a instalação de empresas de fora do seu país, abrindo-lhes o mercado americano e tentando acelerar empresas inovadoras.

A mensagem é bem simples: tornem-se empresas globais connosco.

J. Norberto Pires Chairman do Controlo 2010

Para mais informação http://www. plugandplaytechcenter.com/international/index.php

[112 ] robótica