Aula sobre Sinais de Transmissão e sua Simbologia na Automação Industrial

3º Aula Sinais de transmissão ou suprimento existentes e sua simbologia simbologia de instrumentos Objetivos de aprendizagem Ao término desta aula vocês serão capazes de compreender os diferentes tipos de sinais de transmissão ou suprimento conhecer as vantagens e desvantagens de cada tipo de sinal identificar os principais equipamentos contidos em um processo Prezadosas alunosas Nesta aula aprenderemos os diferentes tipos de sinais utilizados nos fluxogramas de processos bem como sua simbologia Vamos observar ainda a simbologia de instrumentos Boa aula Bons estudos 18 Automação Industrial Seções de estudo 1 Sinais de Transmissão ou Suprimento na Instrumentação Industrial 2 Vantagens e desvantagens em diferentes sinais de processo 3 Identifi cando um componente em uma malha 1 Sinais de Transmissão ou Suprimento na Instrumentação Industrial Nesta seção iremos apresentar todos os tipos de sinais utilizados para transmitir alguma informação e sua respectiva simbologia Já na próxima seção detalharemos as vantagens e as desvantagens de cada tipo de sinal Os sinais podem ser divididos em sinal pneumático sinal hidráulico sinal eletromagnético sinal elétrico entre outros Podemos observar a simbologia dos diferentes tipos de sinal na fi gura a seguir Figura 18 Sinais utilizados nos fl uxogramas de processos Fonte Apostila controle de processos OLIVEIRA 2013 Em um fl uxograma de processo o sinal é importante para que o responsável por uma manutenção ou implementação do controle do processo tenha como analisar assertivamente o tipo de controlador e de equipamentos que podem ser conectados ao processo Os sinais conectam entre si instrumentos do tipo sensores transmissores controladores registradores entre outros mais Outro fator importante é conhecer a localização mesmo que de forma superfi cial do instrumento na planta Um parâmetro relevante é determinar o tipo de equipamento que será utilizado se é um CLP um instrumento discreto um computador de processo ou instrumento compartilhado Para solucionar essas duas questões podese observar a fi gura a seguir Figura 19 Simbologia instrumental básica Fonte Apostila controle de processos OLIVEIRA 2013 Mais à frente nesta aula veremos um processo simples mas completo de um sistema 2 Vantagens e desvantagens em diferentes sinais de processo 21 Tipo pneumático Podemos caracterizar um sinal pneumático como sendo um sinal cujo fl uido é compressível normalmente o ar comprimido Uma característica relevante é que ele utiliza o conceito de zero vivo A instrumentação tem por costume padronizar a faixa de transmissão e recepção dos equipamentos na pneumática não é diferente os padrões mais utilizados é de 02 a 10 kgfcm2 aproximadamente 3 a 15psi no Sistema Inglês Algumas das vantagens que podemos listar deste tipo de sistema são a Podese utilizar em ambientes hostis b Quase não sofre infl uência quando temos variação na temperatura seus equipamentos podem ser utilizados em altas temperaturas c Velocidade dos elementos atuadores é relativamente grande d A sobrecarga pode fazer com que os elementos não tenham força para atuar mas não causa danos nos componentes e Simplicidade na manipulação Algumas das desvantagens ou limitações que podemos listar deste tipo de sistema são a Sistema de atuação é pouco amortecido por conta da baixa viscosidade do ar b Vazamentos exigem certo tempo para serem encontrados c Alto índice de ruído d Não se pode utilizar em grandes distâncias e Não tem possibilidade de se ligar diretamente a computadores para fi ns de monitoramento Zero vivo é quando se adota um valor típico para quando temos a falta do sinal Utilizase para detecção de rompimento de fi os ou problemas em válvulas do sistema 19 22 Tipo hidráulico O sistema hidráulico lembra o sistema pneumático mas uma das diferenças visíveis é que trabalha com fl uidos que são pouco compressíveis como o óleo São muito empregados para gerar grandes forças Podemos citar como vantagens deste tipo de sistema as seguintes qualidades a Sua velocidade e sua força são reguláveis e com grande precisão b Os sistemas são auto lubrifi cados c Permite a inversão do sentido do movimento de forma rápida d Durabilidade Já no quesito desvantagens ele apresenta como características a O alto custo de implementação b O óleo possui alta sensibilidade a variação de temperatura c Existem risco de incêndio se sua temperatura passar do limite superior d Não possui alta velocidade de transmissão e São necessárias tubulações e necessita troca periódica do óleo 23 Tipo elétrico Instrumentos que trabalham com suprimento elétrico são amplamente utilizados nas indústrias em áreas não hostis Estes equipamentos são divididos entre os que utilizam a corrente elétrica e os que utilizam tensão para transmissão e recepção o sinal Assim como nos outros tipos de sinais este trabalha com zero vivo e possui uma faixa padronizada de operação Assim como dito na segunda aula sinais que trabalham com tensão costumam utilizar faixas como 0 a 10 Volts 0 a 5 Volts e 10 a 10V em corrente contínua Já equipamentos sensíveis a corrente utiliza em grande maioria a faixa de 4 a 20 mA As vantagens que podemos listar deste tipo de sinal são a Confi abilidade do sistema b Alimentação a 2 fi os ou seja o fi o que faz a alimentação é o mesmo que envia o sinal de comunicação c Podemos ligar vários instrumentos em série desde que obedecida características especifi cas dos equipamentos d Tem comunicação com os computadores de forma fácil Se tratando de desvantagens podemos dizer a Complexidade no que se trata de manutenção e instalação b Ruídos eletromagnéticos podem atenuar ou atrapalhar a comunicação c Não deve ser utilizado em áreas com risco de explosão 24 Tipo digital Os dados são encapsulados e enviados por algum protocolo de rede São muito comuns em ambientes industriais tendo como alguns exemplos de redes a modbus profi bus profi net devicenet ASI entre outras Por ser uma tecnologia mais nova as suas características positivas são de certa forma mais interessantes que as anteriores como pode ser observado abaixo a Podese ter um detalhamento de uma falha através de ferramentas de diagnóstico b Não há necessidade de se ligar instrumentos de forma ponto a ponto c Normalmente é imune qualquer ruído externo por conta de uma blindagem nos cabos de comunicação Os pontos não tão interessantes deste tipo de sistema são o fato de que existem vários protocolos no mercado e a comunicação entre equipamentos que trabalham com protocolos diferentes exige um dispositivo para fazer esta comunicação E o fato de que se houver um problema de conexão ou cabo rompido pode acontecer de se perder a informação de vários processos ou mesmo de várias malhas 3 Identifi cando um componente em uma malha Normas estão presentes em praticamente todas as áreas da engenharia sendo assim aqui na instrumentação não seria diferente Os símbolos gráfi cos e demais codifi cações servem para identifi car em um projeto um determinado equipamento Assim como no Brasil temos as NBRs que defi nem limites características simbologia etc na instrumentação a regulamentação fi cou por conta da ISA 51 The Instrumentation Systems and Automation Society A ISA padronizou cada tipo de equipamento sua função na malha por meio de letras que indicam a grandeza física o tipo de função que o equipamento está desempenhando na malha de controle bem como a localização do equipamento se o operador tem acesso ou não e se o equipamento está em campo ou próximo a operação O quadro a seguir é utilizado pela norma para classifi car os equipamentos e funciona da seguinte maneira A primeira letra é referente a grandeza física que se deseja mensurar Ou seja se a primeira letra for T signifi ca que o equipamento mede temperatura F a vazão L o nível e assim sucessivamente Vejamos Automação Industrial Quadro 1 Quadro de identifi cação funcional Fonte httpwwweneunbbrestognettifi lesSimbologiaISApdf Acesso em 02 maio 2020 Um exemplo de aplicação podemos observar estes dois equipamentos 21 Observando a primeira letra podemos verifi car que são equipamentos que atuam com a grandeza temperatura As demais letras signifi cam a função do equipamento na malha Ou seja estamos observando um controlador e indicador de temperatura localizado no painel principal e um transmissor de temperatura localizado no campo respectivamente Os números indicam um código de área que pode ser diferente de empresa para empresa Outra característica que também é padronizada são as que se referem a conversão de sinais de suprimento comparadores ou funções matemáticas Elas podem ser observadas no quadro abaixo Quadro 2 Funções complementares e sistemas de conversão Fonte httpwwweneunbbrestognettifi lesSimbologiaISApdf Acesso em 02 maio 2020 Para um detalhamento melhor temos na próxima fi gura de forma simplifi cada uma pequena malha de controle Observem o tipo de suprimento dos equipamentos bem como sua função e localização na planta da indústria Figura 20 Exemplo de utilização da simbologia Fonte httpscontrolcomtextbookbasicprocesscontrolstrategieslimit selectorandoverridecontrols Acesso em 02 maio 2020 Os equipamentos relacionados ao processo podem observados logo abaixo LT Transmissor de nível localizado no campo PT Transmissor de pressão localizado no campo PC Controlador de pressão localizado no campo PY Seletor de sinal baixo de pressão LC Controlador de nível localizado no campo Quem deve montar os diagramas deve ser um especialista que entende como funciona cada etapa do processo Logo após um projetista de instrumentação deve avaliar as necessidades de medição de controle e especifi car os instrumentos a serem utilizados a etapa de projeto Chegamos ao fi nal da nossa terceira aula Espero que tenham conseguido entender as particularidades nos suprimentos e as simbologias atreladas ao processo Retomando a aula 1 Sinais de transmissão ou suprimento na instrumentação industrial Em uma aplicação industrial saber o suprimento a ser utilizado é crucial para a análise do sistema a ser projetado Desde o modelo de equipamento a ser comprado até mesmo as análises de riscos do processo 2 Vantagens e desvantagens em diferentes sinais de processo Independentemente dos sinais a serem empregados todos possuem vantagens e desvantagens sendo assim o encarregado deve observar com cuidado qual deve ser empregado em sua planta para que isso impacte de forma positiva no desenvolvimento da indústria 3 Identifi cando um componente em uma malha Assim como em outras áreas de engenharia a instrumentação é regulamentada no que se trata de simbologia dos diagramas Este diagrama é conhecido como PID e tem por fi nalidade um esboço simplifi cado do funcionamento de todo processo mostrando os equipamentos instalados em cada etapa da malha de controle PRÓXIMA AULA Na aula vindoura daremos continuidade ao assunto recebendo informações mais precisas sobre sistemas de automação em máquinas e processos industriais enfatizando o acionamento de cargas por relés e contatores 22 Automação Industrial Disponível em httpsdrivegooglecom filed1vxamCueOp1Nzs3qwFpfVTS43afK QGtVview Disponível em httpsdrivegooglecomfiled1bLa IVYJ3WoGXyw4g7unQVJ9UARFQy0baview Disponível em httpsdrivegooglecomfiled1mT F1HgoE3toxpMmzBsiEv2ceFYwaqSXHview Disponível em httpsdrivegooglecomfile d1S6EgYn7R0bFVjWITsJSHf8LE8ijxEview Vale a pena acessar FRANCHI C M Acionamentos elétricos 4 ed São Paulo Érica 2011 FRANCHI C M Controle de processos industriais princípios e aplicações São Paulo Érica 2013 FUENTES R C Apostila de automação industrial Santa Maria UFSM 2013 GROOVER M P Automação industrial e sistemas de manufatura 3 ed São Paulo Pearson Prentice Hall 2011 IDOETA I V CAPUANO F G Elementos de eletrônica digital 41 ed São Paulo Érica 2014 Vale a pena ler Vale a pena Minhas anotações