RELATORIO ESTAGIO

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Sumário 
 
 
1. INTRODUÇÃO.......................................................................................1 
2. DESENVOLVIMENTO..........................................................................2 
2.1 ELEVADOR...........................................................................................2
2.2 MOINHOS .............................................................................................6
2.3 COMPRESSOR......................................................................................9
2.4 MEDIDOR DE VAZÃO DE GÁS DO FORNO..................................12
2.5 CONTROLE PID das TEMPERATURAS da KRAUSS MAFFEI......14
2.6 FMEA....................................................................................................19
2.7  CONTROLE DE TEMPERATURA.....................................................21 
2.7.1 GELADEIRA........................................................................................21
2.7.2 TORRES DE REFRIGERAÇÃO..........................................................24
3  CONCLUSÃO.......................................................................................27 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1. INTRODUÇÃO: 
     As atividades aqui descritas foram realizadas na empresa Black e Decker do Brasil Ltda, uma empresa multinacional na área de eletrodomésticos.
     Com uma grande quantidade de equipamentos automáticos e alguns que trabalham ainda de forma manual esta empresa oferece conhecimentos pelas máquinas automatizadas e desafios de melhorias e segurança nas máquinas manuais.
     Grandes conhecimentos foram adquiridos neste estágio e outros foram aplicados com grande qualidade em teoria e desenvolvimento, como modos de cálculo de consumo para efetivar a economia de energia, sem contar nos modos de obtenção de dados através do funcionamento da máquina. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2. DESENVOLVIMENTO
2.1 ELEVADOR
ATIVIDADE: 
     Projetar um Sistema de Segurança para o Elevador Industrial. 
OBJETIVO: 
     Conceder mais segurança aos operadores e/ou usuários no momento da utilização do elevador, pois o mesmo possibilitava a abertura das portas de acesso mesmo com o elevador em outros pisos. 
DESCRIÇÃO DA ATIVIDADE:
     O elevador funcionava possibilitando o acesso das pessoas mesmo estando em outro piso, ou seja, podia-se abrir a porta superior mesmo quando este se encontrava embaixo. O elevador já possui micros de segurança (figura 1), os quais possuem solenóides, travando a lingüeta de acionamento não deixando a porta abrir quando o elevador está em funcionamento.
     Após analisar o esquema elétrico do elevador, detectei pontos de melhorias conforme me foi solicitado para que o elevador somente possibilitasse a abertura da porta do piso respectivo, quando o elevador estivesse neste mesmo piso.
     Mudei a lógica do esquema elétrico fazendo com que a alimentação de 220 v (fase-fase) da fonte de 24vcc que alimenta as bobinas solenóides dos micros de segurança somente fosse desligada quando não houvesse energia na alimentação do elevador ou quando fosse pressionado o botão de emergência.
     Adicionei dois relés que usando lógica inversa (contato NF) que mantém as bobinas solenóides dos micros de segurança funcionando mantendo a porta do elevador sempre travada.
     A porta somente se abrirá quando o elevador estiver no andar correspondente (acionando o micro fim-de-curso) que usa o contato NF para desligar o contator e parar o motor e o contato NA em série com um botão pulsante não retentivo (figura 2) que ao ser pressionado energiza o relé auxiliar (figura 3) abrindo o contato, desenergizando a solenóide do micro de segurança da porta correspondente à posição do elevador. 
MATERIAIS E EQUIPAMENTOS UTILIZADOS:
     2 (dois) botões pulsantes não retentivos;
     2 (duas) caixas termoplásticas para acomodação do botão;
     2 (dois) relés 220 v-5A Finder com base.
     10 metros de fio 0,75mm²  
RESULTADOS (CONCLUSÃO DA ATIVIDADE):
     A execução deste serviço foi concluída com sucesso possibilitando uma segurança mais adequada aos operadores e com um custo de material muito baixo. Certamente não haverá retorno financeiro desta melhoria para ser quantizado, mas melhorando a qualidade de vida e segurança do operador o retorno já está garantido.
     Neste serviço foram investidas 5hh no planejamento e 25hh na execução. 
 
 
 
ILUSTRAÇÕES E TABELAS:
Figura1: Relé de Segurança LEUZE-LUMIFLEX 
 
 
Figura 2: Botão para abertura da porta do elevador 
Figura 3: Painel elétrico com os relés auxiliares 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
     Black & Decker 22/09/08
2.2 MOINHOS
ATIVIDADE:
     Projetar um sistema de economia de energia nos moinhos de termoplásticos. 
OBJETIVO: 
           Diminuir o tempo que os moinhos de termoplásticos ficam ligados sem uma utilização necessária, ou seja, o motor fica girando sem ter o que moer. 
DESCRIÇÃO DA ATIVIDADE:
     Analisei o esquema elétrico com a finalidade de encontrar uma forma de conseguir economizar energia gasta pelos moinhos.
     Tendo em vista o tempo que se é necessário para moer o material termoplástico a cada intervenção do operador e o tempo que o moinho fica ligado eu instalei um horímetro em um moinho e de agora em diante neste texto denominado conforme seu TAG  de MOI-18. 
     Este horímetro serviu de embasamento para que eu pudesse registrar ao longo de dois dias o quanto este moinho trabalhou. Foram 40hs ligado constantemente. Instalei um temporizador com um tempo pré-ajustado de 6min fazendo com que a cada ciclo caso o operador necessitasse de moer o material termoplástico seria necessário religar o moinho. Este tempo tirei de inúmeros testes (tabela 1 e gráfico 1) com alguns materiais de diferentes composições e tamanhos e observações do comportamento e uso do moinho por parte dos operadores. Cada moinho consome cerca de 5kw/h, a diferença do antes e depois fica a cargo da tabela 2. 
 
MATERIAIS E EQUIPAMENTOS UTILIZADOS:
     1 (um) horímetro Autonics 
     1 (um) temporizador  Allen-Bradley  mod: 700-HR 
RESULTADOS (CONCLUSÃO DA ATIVIDADE):
     Após dois dias em que o horímetro foi instalado o tempo de trabalho caiu de 40hs para apenas 5,6 hs, deixando como prova a utilização desta amostra uma média de 86% de economia.
     Neste serviço foram investidas 12hh no planejamento e 3hh na execução.
     Nota: São cerca de 20 moinhos, a utilização em todos proverá uma economia considerável. 
ILUSTRAÇÕES E TABELAS: 
Tabela 1: Amostras dos tempos 
 
 
 
Gráfico 1: Amostras dos tempos 
 
 
 
	Tempo 
(hs)
	Potência (kW/h)
	Consumo ao final de dois dias (kW/h)
	Economia %
	40
	5
	200
	0
	5,6
	5
	28
	86
Tabela 2: Economia em % 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
     Black & Decker 29/09/08
2.3 COMPRESSOR 
ATIVIDADE:
     Medição de corrente do ventilador do compressor. 
OBJETIVO: 
     Detectar a causa de desarme do moto disjuntor do ventilador (figura4) do compressor que causou desarme do compressor. 
DESCRIÇÃO DA ATIVIDADE:
     Sendo um circuito simples, onde há alimentação de um dos dois ventiladores do compressor, fiz a medição do isolamento do motor do ventilador, este estava em perfeito estado. 
     Ao analisar a placa de identificação do motor e o valor regulado no térmico verifiquei incompatibilidade dos valores, sendo o do relé térmico menor que o do ventilador. Regulei o moto disjuntor corretamente e liguei o compressor para medir a corrente na saída do moto disjuntor, mas não foi possível devido este compressor ser de velocidade variável. 
     A indução eletromagnética gerada pelo chaveamento dos tiristores de potência do inversor de freqüência do compressor (figura 5) gerava ruído no amperímetro, problema resolvido utilizando um amperímetro analógico, onde pude medir os valores corretamente. 
MATERIAIS E EQUIPAMENTOS UTILIZADOS:
     Amperímetro digital
     Amperímetro analógico
RESULTADOS (CONCLUSÃO DA ATIVIDADE):
     A correta regulagem do moto disjuntor é imprescindível para o perfeito funcionamento e conhecera área em que se trabalha também.
     Neste serviço foram investidas 1hh na execução. 
 
ILUSTRAÇÕES E TABELAS:
Figura 4: Moto disjuntor do ventilador 
Figura 5: Inversor de freqüência do compressor 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
     Black & Decker 06/10/08
2.4 MEDIDOR DE VAZÃO DE GÁS DO FORNO 
ATIVIDADE:
     Montar, testar e calibrar o medidor de vazão de gás do forno. 
OBJETIVO: 
     Ter controle sobre o consumo de gás do forno de fundição de alumínio.
DESCRIÇÃO DA ATIVIDADE:
     Instalei o medidor da Contech DMY-2030, tanto alimentação quanto o sinal. O mesmo já estava calibrado. (figura 6)
     Este mesmo medidor também é transmissor e poderia ser usado em controle caso fosse necessário, ou seja, a saída 4-20mA poderia ser usada para controlar uma válvula motorizada caso a temperatura dependesse da vazão de gás. 
MATERIAIS E EQUIPAMENTOS UTILIZADOS:
     Medidor de vazão de gás da Contech
     Elemento primário (figura 7)
RESULTADOS (CONCLUSÃO DA ATIVIDADE):
     O objetivo do controle é apenas para inventariar o consumo de gás, tendo em vista o controle do custo. 
     Neste serviço foram investidas 3hh na execução. 
 
 
ILUSTRAÇÕES E TABELAS:
Figura 6: Contech 
Figura 7: Elemento Primário 
 
 
 
Black & Decker 13/10/08
2.5 CONTROLE PID DAS TEMPERATURAS DA KRAUSS MAFFEI 
ATIVIDADE:
     Identificar os parâmetros de controle PID das temperaturas do canhão de injeção de termoplásticos e moldes.
     Detectar uma maneira de traçar a curva de temperatura. 
OBJETIVO: 
     Identificar a melhor técnica de controle da temperatura.
     Utilizar a curva da temperatura para fazer uma análise de síntese direta.
     Analisar o comportamento da temperatura em vários controles. 
DESCRIÇÃO DA ATIVIDADE:
     Uma injetora de termoplástico (figura 8) trabalha com um sistema de injeção de termoplásticos que são polímeros fundidos em um canhão de injeção aquecido por resistências (figura 9). 
     As temperaturas variam conforme o polímero utilizado. O canhão é dividido em zonas de aquecimento e o seu código varia de máquina para máquina, ou melhor, de fabricante para fabricante. Da mesma maneira os moldes acoplados à máquina podem ter pontos de aquecimento ou não.
     Devido esta diferença de materiais utilizados e como conseqüência a diferença de temperatura, o correto controle PID é muito bem vindo neste modelo.
     Esta máquina que retirei estas informações como outras possuem um parâmetro que se chama ‘Otimização do Aquecimento do cilindro’, este faria a correta regulagem do PID, mas isto dependeria de uma diferença de 100°C da temperatura atual para a controlada, para que a máquina consiga aplicar os degraus, ver as respostas, traçar internamente a curva e só assim fazer o controle funcionar.
     Este inconveniente atrasaria muito a troca de molde das máquinas uma vez que seria preciso desligar o aquecimento, deixar chegar num valor 100°C menor que o novo valor controlado, religar o aquecimento e colocar em otimização, mas ainda sim seria o mais correto.
     Uma outra forma seria fazer o controle PID manualmente. Os parâmetros são: (figura 10)
     XpH – Proporcional
     TnH – Integral (seg.)
     TvH – Derivada (seg.)
     Mas para que isso tenha uma boa probabilidade de acerto, seria necessário conhecer a curva de aquecimento para várias temperaturas. 
     Analisei as condições que a máquina possibilitava e encontrei uma tela onde consigo analisar ciclo a ciclo vários valores reais. Nesta tela posso analisar desvio padrão entre outros (figura 11). 
     Consegui retirar a curva da temperatura do bico (zona 9), das 21:00 as 22:10 onde consegui ver a variação da temperatura (gráfico 2). Como os ciclos são longos a curva não ficou com curvas suaves que melhorariam o entendimento, mas mesmo assim é possível analisar. 
     Minha intenção era de analisar a curva da temperatura, não já estando em funcionamento, mas sim ao ligar até chegar ao ponto de controle. 
     Uma forma também prática de se fazer isto, e de fácil emprego seria conectar o termopar de onde se quer retirar a curva de aquecimento e jogar em um multímetro que capta sinais e depois transportá-los para um computador via cabo e analisá-lo via software. 
RESULTADOS (CONCLUSÃO DA ATIVIDADE):
     Apesar de não ter conseguido identificar a curva da temperatura e nem conseguir retirar a função de transferência, foi válida o entendimento de como o sistema de controle a PID funciona não só em processos contínuos, mas também em processos de manufatura. 
     O controle da temperatura em alguns casos tem de ser precisos e em outros nem tanto, mas não deixam de serem controlados para obter o melhor resultado possível.
      Neste serviço foram investidas 12hh na execução.
ILUSTRAÇÕES E TABELAS:
Figura 8: Injetora de termoplásticos 
 
Figura 9: Zonas de aquecimento do canhão de injeção 
 
Figura 10: Controle PID das temperaturas. 
 
Figura 11: Tela de controle e aquisição de valores reais de ciclo 
 
 
Gráfico 2: Curva da temperatura. 
     Black & Decker 20/10/08
2.6 FMEA 
ATIVIDADE:
     Curso oferecido pela Black & Decker. 
OBJETIVO: 
     Melhoria dos conhecimentos em ferramentas de engenharia. 
DESCRIÇÃO DA ATIVIDADE:
     FMEA – Análise dos Modos de Falhas e Efeitos. Uma ferramenta capaz de gerenciar a falha, ou seja, prevê-la e eliminá-la antes que ela aconteça.
     As falhas ou erros de processo/administrativo são quantizados quanto sua severidade, ocorrência e detecção obedecendo a uma escala de 1 a 10.
     Severidade, quanto maior for a sua classificação, mais severa será.
     Ocorrência, quanto maior for a sua classificação, mais vezes estará voltando a acontecer, ou seja, alta ocorrência.
     Detecção, quanto menor for a sua classificação, mais fácil de detectar o problema.
     Nota-se que a detecção é inversamente proporcional a severidade e ocorrência, tendo em vista que uma alta dificuldade de detecção muitas das vezes o custo para achar o problema não paga o que foi investido para solucioná-lo.
     A FMEA entra na história justamente para analisar qual falha discutida deveria ter prioridade na análise, isto dependerá do valor associado a ela. 
MATERIAIS E EQUIPAMENTOS UTILIZADOS:
     Tabela impressa com os códigos e valores para análise da FMEA. 
 
RESULTADOS (CONCLUSÃO DA ATIVIDADE):
     Uma ferramenta impressionante quando se trata de análise tanto de problemas existentes, quanto para problemas que podem vir a acontecer. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
     Black & Decker 27/10/08
2.7 CONTROLE DE TEMPERATURA
2.7.1 GELADEIRA 
ATIVIDADE:
     Análise e entendimento do funcionamento da máquina de refrigeração de água para o processo chamada de geladeira. 
OBJETIVO: 
     Entender o funcionamento da máquina (figura 12), analisar e aplicar os conceitos estudados na faculdade em controle de processos e aplicar técnicas de controle caso necessário. 
DESCRIÇÃO DA ATIVIDADE:
     A máquina de refrigeração de água denominada geladeira em tese tem um funcionamento simples e se parece mesmo com a geladeira convencional caseira diferenciando-se apenas na robustez.
     O princípio é de bombear a água de um tanque após passar por uma quadra de compressores que trabalham independentes um dos outros, funcionando conforme o programador aciona.
     Este programador é um aparelho que controla a temperatura da água e aciona quantos compressores forem necessários.
     A quantidade de gás tem que estar correta, pois se estiver a mais pode congelar os canos e desarmar os pressostatos (figura 13) que servem para proteção.
     Há pressostatos tanto de alta quanto de baixa pressão, sendo que suas reguladoras ficam bloqueadas para que não sejam incorretamente reguladas.
     Analisei a forma como o termopar é fixado na saída da bomba, medi a corrente dos motores dos compressores de refrigeração e da bomba d’água.
     Utilizei um aparelho calibrador certificado para avaliar o correto funcionamento do termopar. 
MATERIAIS E EQUIPAMENTOS UTILIZADOS:
     Amperímetro
     Calibrador  Beta 550 
RESULTADOS (CONCLUSÃO DA ATIVIDADE):Esta máquina trabalha muito bem e seu controle é muito simples e preciso.
     O valor da temperatura na máquina foi igual ao do calibrador. 
 
ILUSTRAÇÕES E TABELAS:
Figura 12: Esquema mecânico 
 
 
Figura 13: Compressor e Pressostatos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Black & Decker 03/11/08
2.7.2 TORRES DE REFRIGERAÇÃO 
 
ATIVIDADE:
     Identificação do processo 
OBJETIVO: 
     Conhecer o funcionamento das torres de refrigeração e bombas d’água responsáveis por refrigerar a água industrial e transportá-la de volta a fábrica.  
DESCRIÇÃO DA ATIVIDADE:
     As torres de refrigeração (figura 14) são responsáveis por refrigerar a água industrial e as bombas de circulação têm o serviço de devolvê-la a fábrica.
     As torres são feitas de fibra de vidro e tem um ventilador em cada uma delas, sendo três no total, na verdade não são ventiladores, são exaustores, pois eles succionam o ar quente da água enquanto ela está sendo aspersada para gotejar e assim refrigerar. 
     São três bombas de circulação (figura 15), sendo duas atuantes e uma reserva em caso de parada das outras. 
     Os motores das bombas são de 100CV cada, consumindo em média 55A. Há um projeto em desenvolvimento para substituir os motores por outros de maior rendimento controlados por inversores de freqüências.
     As águas da torre ainda recebe um tratamento químico que não deixa com que ela diminua a quantidade de minérios e não encruste nas paredes das tubulações e nas máquinas. 
 
MATERIAIS E EQUIPAMENTOS UTILIZADOS:
     Amperímetro. 
RESULTADOS (CONCLUSÃO DA ATIVIDADE):
     Fiquei ciente da importância do bombeamento da água e da importância dela no processo fabril uma vez que dificilmente deve existir um processo que não necessite de água de forma alguma. 
 
ILUSTRAÇÕES E TABELAS:
Figura 14: Torres de Refrigeração 
 
 
 
Figura 15: Bombas d’água 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Black & Decker 10/11/08
3. CONCLUSÃO 
     Bons conhecimentos foram adquiridos nestas atividades principalmente pela soma da teoria com a prática levando em consideração alguns aspectos pares. Outro ponto positivo é o fato da vivência no chão de fábrica demonstrando que o conhecimento acadêmico é só o começo, pois na indústria têm-se muito a aprender.
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