AUTOMAÇÃO DE PONTES ROLANTES POR RÁDIO FREQÜÊNCIA

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1 AUTOAÇÃO DE PONTES ROLANTES POR RÁDIO FREQÜÊNCIA Kleber Ricardo iranda 1, Juliano de Paula Santos 2, Fernando Luis Guarnieri 3 UNIVAP/FEAU, Av Shishima Hifumi, 29911, Urbanova, São José dos Campos, krmiranda@bolcombr Resumo- As Pontes Rolantes utilizadas nas indústrias para transporte de cargas pesadas, independente de seu tamanho, porte e uso, utilizam o Controle dos Comandos com Cabo até a botoeira, para realizar seus movimentos longitudinais (frente e ré), elevação e descida ou de movimento transversal, que é o movimento de um lado para o outro Quando uma Ponte Rolante é instalada, muitas vezes não são verificados a quantidade de pessoas que trabalham neste local ou o layout dos equipamentos que são colocados ao longo dos anos Estes fatores podem vir a atrapalhar a movimentação da Ponte Rolante e a segurança do operador devido ao movimento do cabo do controle Este projeto mostra o desenvolvimento de um circuito para comando por radiofreqüência para ser adaptado em uma ponte rolante, eliminando a necessidade de cabos para a botoeira de comando Palavras-chave: Controle Remoto, Emissor / Receptor, Ponte Rolante, Segurança de Operação Área do Conhecimento: Engenharia Elétrica Introdução As Pontes Rolantes (Figura 1) são utilizadas para transportar cargas e percorrer uma determinada distância no interior de grandes pavilhões ou hangares Geralmente estas pontes possuem um controle de comandos a cabo, que fica na mão do operador Este cabo de comando pode vir a se enroscar durante o seu trajeto ocasionando falhas devido a ruptura de um ou mais de seus fios, resultando num tempo de manutenção alto Além disso, a existência do cabo de comando pode também representar um risco à segurança do operador, uma vez que este tem que caminhar junto da ponte rolante com a peça suspensa Se um cabo de sustentação partir ou a peça simplesmente escapar, pode atingir o operador Atualmente existe um grande número de máquinas e equipamentos nas indústrias que estão sendo automatizados e o objetivo da proposta é de apresentar a melhoria que a automação traz com a utilização da rádio freqüência no controle de pontes rolantes para ser adaptado em equipamentos com o controle a cabo, formados por um conjunto de vários fios chamados de vias de controle (STEANN, 2008) Quando a ponte rolante passa a operar com controle remoto sem fio por rádio-freqüência, usando um receptor e um emissor de sinal para realizar as funções de operação, o tempo de manutenção diminui, e a segurança do operador aumenta, podendo ficar distante do equipamento em movimento Figura 1 Exemplo de Ponte Rolante em Operação FONTE: etodologia A Figura 2 apresenta o fluxograma do projeto de uma ponte rolante operada por controle em rádio-freqüência O transmissor do sistema faz com que ao ser pressionada uma tecla, um sinal seja emitido em direção ao receptor acoplado à ponte rolante que ativa um relé ligado ao comutador dos motores que se deseja operar O primeiro bloco apresenta o controle manual, que possui controle de funções e acionamento de emergência Sendo que através dele é realizada a emissão de sinais Os botões podem ser 1

2 acionados com um simples toque para ajustes de posicionamento e pressionamento contínuo para deslocamentos maiores Já o botão de emergência, com um simples toque, bloqueia todas as demais funções A função do multiplicador está relacionada ao movimento contínuo dos atuadores, ou função de repetição, utilizada para o deslocamento da ponte em distâncias maiores O terceiro bloco refere-se aos atuadores que executam os comandos do controlador diretamente sobre os comutadores da ponte Características Técnicas Principais A Figura 3 mostra um Transmissor Portátil, que foi desenvolvido para o projeto, porém pode ser utilizado outros tipos de materiais com formato ergonômico, resistente a choques (quedas) e a temperatura elevada, sistema automático de gerenciamento das freqüências, potência de saída: 10 mw, transmissão bidirecional, display com indicação gráfica da carga da bateria, status do equipamento e sinais de alerta, botão de emergência para parar o equipamento conforme norma EN 934 O alcance aproximado do enlace é de 100 m, alta disponibilidade para o programa de manutenções, baterias podem ser recarregáveis de NiH, totalmente livre de cádmio e mercúrio Utiliza-se uma freqüência de operação de 433,1-434,75 Hz - Possui o botão de comando com variação continua sem escalonamento e uma chave eletrônica como proteção contra uso indevido (proteção IP 65) Duas versões de transmissor de fácil manuseio para um comando preciso A carcaça é feita em material sintético, com proteção IP 65 e tem a antena integrada a esta A escolha da freqüência é automática e a saída via relês Figura 2 Fluxograma de um sistema de uma ponte rolante operada por rádio-freqüência O segundo bloco do diagrama da Figura 2 nos mostra o receptor que transfere os sinais do controlador e inverte os sinais de freqüência em funções e as envia para os atuadores Caso haja uma perda de sinal, emite-se um comando imediato do bloqueio das funções, semelhante ao obtido através do acionamento do botão de emergência Figura 3 - Controle Retomo Sem Fio 2

3 RADIO CONTROLE TRANSISOR 49 HZ ANTE - 1,5 metros por minuto - 6,0 metros por minuto Para movimento longitudinal: - 10 metros por minuto - 40 metros por minuto ENTRADA PINO 15 C ODULADOR SAÍDA + +5v Receptor permite controlar de um a oitos relés ANTE RECEPTOR 49A2 SAIDA PINO 9 C v De acordo com o uso que desejado, o sinal emitido pode ligar ou parar o relé por um simples toque, ou então ele pode se colocar em funcionamento quando pressionamos o botão e parar logo que retiramos o dedo A Figura 5 mostra o Receptor de Sinal projetado para o comando dos relés Figura 4 esquemático do circuito transmissor e sua interface com o circuito receptor Os controles remotos são conhecidos por sua performance em matéria de alcance e qualidade de transmissão, por não deixar a interferência de outra freqüência atuar na sua faixa de uso A freqüência de operação do projeto será de 49 HZ O receptor do projeto será programado para executar as funções descritas no organograma descritos na Figura 2 O transmissor projetado para o controle remoto da ponte possui um teclado munido de seis botões de movimento mais o botão de emergência São sete acionamento diferentes que serão enviados ao receptor podendo apenas, pressionar um botão por vez A ponte não executará nenhum movimento, caso seja pressionado mais de um botão Para que seja possível enviar a informação que o botão foi pressionado foi utilizado um codificador de sinal em um número binário e associá-lo para cada movimento Ex: Descer talha é enviado um sinal 001 para o próximo estágio que é a conversão paralela/serial (CI C ), onde cada botão possui seu código de entrada, um equivalente decimal e o equivalente binário Velocidades de Operação Utilizando-se de parâmetros padrão para operações de ponte rolante as funções serão executadas nas seguintes velocidades: Para elevação e descida: - 0,4 metros por minuto - 0,6 metros por minuto Figura 5 Receptor de Sinal O receptor é responsável por receber os comandos de controle remoto, decodificá-los e distribuir todos os sinais para o painel elétrico da ponte rolante + - 5v RÉ FRENTE DIREITA A 8 A 7 A 6 A 5 A 4 A 3 A 2 A 1 A ESQUERDA Y Y Y Y 1A 1 +5v Y 2 2A 2Y 3A 3Y A 6Y 5A 5Y 4A 4Y DESCE TALHA A B C D SOBE TALHA EERGÊNCIA A1 A2 A3 A4 A5 A6/D6 A7/D7 C ENCODER Figura 6 Diagrama do Receptor de Sinal V SS R V DD D OUT TE R S TC C TC A9/D9 A8/D8 R OUT RT4 IN TC R S C TC HABILITA Para movimento transversal: 3

4 No circuito foi utilizado um codificador de sinais (CI 74147), que possui nove entradas e saída binária de quatro dígitos Sendo utilizada somente sete entradas As entradas são ativadas em nível baixo ou seja, quando o botão é pressionado deve enviar um sinal de nível 0 para a entrada do CI,e quando não estiver pressionado envia o sinal nível 1 (lógica inversa) Após ser convertido o sinal paralelo ao serial é enviado um comando para a atuação dos motores de movimentação da ponte SOBE DESCE ESQUERDA DIREITA FRENTE ATRAS SAIDA DE POTÊNCIA (DRIVES) 3 OTORES RELE 1 1/6 RELE 2 RELE 7 1/5 RELE 3 +12v 1/4 RELE 4 1/3 RELE 5 1/2 RELE 6 1/1 1/7 EERGÊNCIA Figura 7 - Diagrama de Comando dos otores Segurança na utilização de pontes rolantes Objetivos: Sensibilizar ao máximo os operadores de Ponte Rolante quanto a necessidade de neutralizar a possibilidade de provocar acidentes Adoção de procedimentos de rotina pautadas pelas Normas de Segurança Equipamento aéreo sobre trilhos, utilizado no transporte e movimentação de cargas e materiais Deslocamento de cargas e materiais, no sentido vertical, horizontal e longitudinal Holofotes auxiliares, Buzina ou sirene, egafone ou Extintor A manutenção de Pontes rolantes deve ser executadas por profissionais especializados, e o equipamento deve ser desenergizado e instalado sinalização de alerta no quadro de energia e de comando Pessoa habilitada e treinada, com conhecimento técnico e funcional do equipamento É responsável pela segurança da operação, pessoas e demais bens ligados a ela Normas de Segurança para Operadores de Ponte Rolante foram preparadas para orientar os operadores, estabelecendo procedimentos necessários no desenvolvimento de um trabalho correto e seguro, pois propicia ao operador ficar ao nível do piso, junto da carga, mantendo um nível maior de segurança, policiando para que ninguém passe por onde estiver com movimento de cargas Com esse projeto estaremos eliminando a movimentação dos cabos e tendo uma visualização de toda a área de trabalho Vantagens elhoria das características de elevação e translação pois as eventuais paradas para deslocamento do operador deixam de acontecer Segurança de funcionamento para o operador Alta disponibilidade para programação de manutenção Redução do tempo e facilidades de manutenção preditiva, corretiva e preventiva (DEAGCRANES, 2008) Desvantagem Custo elevado em um primeiro momento, mas posterior ganho relacionado a segurança Resultados Foram gastos para o desenvolvimento do projeto o valor de R$ 240,00 (duzentos e quarenta reais), com materiais e equipamento para a confecção do mesmo Onde obtivemos o resultado desejado de funcionamento do projeto Para a implantação de um sistema por rádiofreqüência em uma empresa estima-se um gasto de até 8000 incluindo a mão de obra para adaptação do sistema por rádio-freqüência, nas empresas que utilizam controle por cabo Com a instalação deste projeto de operação por Rádio Freqüência, temos um menor investimento financeiro do que a troca por um equipamento novo Apresenta menor prazo de instalação, eficiência, confiabilidade e segurança de operação A operação dele permitirá uma melhora significativa na produção, com a agilidade na movimentação de materiais, diminuição na manutenção, e uso de peças para reposição, diminuindo possíveis riscos de acidentes aos operadores Discussão O novo sistema de movimentação de cargas como foi proposto neste trabalho e que acompanham as novas tecnologias, garante uma maior segurança e confiabilidade do sistema A substituição por componentes tecnologicamente mais avançados proporcionará vantagens importantes como maior tempo de vida útil e facilidade de manutenção, frente as possíveis desvantagens que esta mudança 4

5 poderia trazer, menor custo na instalação e manutenção O número de manutenções regulares de uma ponte operada por cabos chega a 12 por mês O objetivo é reduzir este número em até 50% Visando menor custo na substituição de componentes, facilitando a manutenção e aumentando a sua disponibilidade de serviço Conclusão Conclui-se que é importante a pesquisa de equipamentos mais modernos e avançados para optarmos pelo mais econômico e eficiente Assim dando a possibilidade de tornar um sistema mais completo Este projeto irá suprir as necessidades, as quais não tinham total liberdade de funções citados no modelo de Controle a Cabo verificando que com a automação, haverá um ganho de espaço e aumento da margem de segurança do operador no deslocamento de materiais Referências - DEAGCRANES & Components, Disponível em: wwwdemagcranescombr/empresahtm Acesso em 26 março de EVL Rádio Controles, Disponível em: wwwevlradiocontrolescombr Acesso em 26 abril de IDOETA, Ivan Valeije Elementos de Eletrônica Digital 36 ed São Paulo: Editora Érica, ALVINO, Albert Paul, Eletrônica Vols 1 e 2, 4ed São Paulo: Editora akron Books, REIS, C Instrumentos para Oficina Eletrônica 7 ed Caraguatatuba: Editora Letron,