TELEMETRIA APLICADA À MANUTENÇÃO DE EQUIPAMENTOS DE MINERAÇÃO Aurélio Benedito Duarte, CVRD, Supervisor do Laboratório de Eletrônica, Inspeção/ e Telemetria. aurelio.duarte@cvrd.com.br Carlos Alberto Favato, CVRD, Gerente de Manutenção de Equipamentos de Carregamento e Perfuração. Rodrigo Silva Freitas, CVRD, Gerente de Manutenção de Equipamentos de Transporte e Terraplanagem. RESUMO Os processos de produção e manutenção estão sendo otimizados constantemente com o auxílio da eletrônica embarcada, da informática e dos sistemas de comunicação para obter informações em tempo real e subsidiar a tomada de decisões. Isto permite a contínua melhoria do controle sobre os custos de manutenção e sua redução através da diminuição dos eventos não programados. Uma das vertentes destas otimizações é o monitoramento via software específico das condições operacionais dos equipamentos, cuja importância aumenta quando aliada a canais que permitem que tais condições sejam monitoradas em tempo real sem que seja necessária a parada do equipamento. Palavras chaves: GPS Sistema de Posicionamento Global, Sistema de Despacho Eletrônico, monitoramento on-line em tempo real, telemetria e dispositivo de interligação. ABSTRACT The mine production and maintenance processes can be continuously optimized through the use of integrated on-board electronics, computer systems and wireless communication systems. These technologies allow for real-time information and expert assistance on the decision-making process. The use of the aforementioned systems have been allowing for an improved control over maintenance costs through the reduction of unplanned events. One important component of the process optimization is monitoring an equipment operational condition through the use of software. This importance is magnified when the monitoring process can be combined with communications capability that will allow it to be used remotely in realtime without the need to stop the equipment in order to extract the data. Palavras chaves: GPS - Global Positioning System, Dispatch System, Real Time monitoring Telemetry and Interface.
INTRODUÇÃO As minas de Carajás estão localizadas na Região Norte do Brasil, ao sul do Pará e fazem parte de um sistema integrado composto por Mina, Ferrovia e Porto, pertencentes à Cia Vale do Rio Doce e respondem pela produção de mais de 50% de todo o minério de ferro exportado pela Vale, que é a maior produtora mundial deste bem mineral, excluindo pelotas. Para controlar e otimizar uma movimentação anual de mais de 170 milhões de toneladas de material em 04 minas, a CVRD possui um sistema de Despacho Eletrônico de caminhões e controle de equipamentos de carregamento e auxiliares, que dentre várias outras tecnologias, utiliza o GPS (Global Positioning System ou sistema de posicionamento global) cujo uso na mineração é relativamente recente, com as primeiras minas iniciando sua aplicação na década de 80. O Despacho Eletrônico é fabricado pela Modular Mining Systems - MMS e sua aplicação nas Minas de Ferro de Carajás abre um largo leque de opções que vai da navegação de perfuratrizes e tratores - onde o operador acompanha no painel gráfico colorido o trabalho planejado e o status do executado - ao o uso da Telemetria ou monitoramento remoto 24 horas por dia, integrando tecnologia à rotina dos homens de manutenção, gerando uma mudança de cultura dos profissionais que trabalham na mineração. A manutenção deixou de ser, nas últimas décadas, uma simples atividade de reparo para se tornar um meio essencial ao alcance dos objetivos e metas da organização. Coloca-se estrategicamente como parte fundamental do processo produtivo em um ambiente onde, cada vez mais, se utilizam equipamentos de última geração, com os mais modernos sistemas mecânicos e eletroeletrônicos, de maior grau de complexidade, alto custo e exigências elevadas quanto ao nível da manutenção. A maior complexidade dos equipamentos e diversidade dos ativos físicos fizeram da manutenção uma função igualmente complexa, levando ao desenvolvimento de novas técnicas, modernas ferramentas de monitoramento de gestão com abordagens inovadoras quanto à organização e estratégia de manutenção. Gerenciar corretamente esses modernos meios de produção exige conhecimentos de métodos e sistemas de planejamento e execução que sejam ao mesmo tempo eficientes e economicamente viáveis. O Sistema de Gerenciamento da Manutenção SGM, reúne de forma coordenada os princípios e elementos que abrangem o campo do conhecimento da manutenção na CVRD. Tem como missão unificar e direcionar os esforços da organização, a partir de um padrão de gestão, baseado nas melhores práticas e métodos, garantindo que os ativos da empresa cumpram plenamente as suas funções no que se refere à confiabilidade e segurança das operações, preservação do meio ambiente, qualidade do produto e custos competitivos. O objetivo primordial é garantir a melhoria sustentada dos resultados do negócio, consolidando a manutenção como função estratégica na CVRD. O longo caminho na busca de uma Manutenção Classe Mundial é traçado dentro de uma estratégia que consolide ponto-a-ponto, cada recurso que seja introduzido e/ou modificado, na gestão das práticas de manutenção do desempenho da função dos equipamentos e/ou instalações.
A Manutenção Proativa constitui o sucesso da manutenção do dia-a-dia, utilizando-se de técnicas preventivas e preditivas (dentre elas a telemetria) a fim de otimizar o sistema de manutenção e reduzir os eventos de falha. A detecção de falhas prematuramente com acompanhamento, permite intervenções rápidas e programadas, evitando as falhas catastróficas. A excelência no manter demonstra que a excelência operacional é altamente dependente da confiabilidade dos equipamentos. A sistemática de diagnósticos, contribui para melhorar os resultados operacionais e a confiabilidade dos equipamentos. METODOLOGIA Os trabalhos executados nesse projeto compreenderam, além da revisão bibliográfica, pesquisa na internet nos sites dos fabricantes Cummins, Detroit Diesel, Caterpillar, Modular Mining Systems, GE, pesquisa de campo e análise de logs de dados (arquivos com pacotes de informações enviados pelos equipamentos) provenientes das interfaces. Os testes de laboratório foram realizados em bancada no laboratório de eletrônica e na área de produção via conecção remota com os equipamentos para validá-las. POLÍTICA DE MANUTENÇÃO DA CVRD A CVRD considera a manutenção atividade fundamental de seu sistema produtivo, focada na gestão otimizada dos ativos da organização. As ações desenvolvidas pela manutenção devem estar alinhadas à estratégia da organização, com ênfase na segurança do trabalho e preservação do meio ambiente. As atividades de manutenção devem ser conduzidas dentro de um sistema de gerenciamento apto a garantir a padronização dos processos, a melhoria contínua e a busca de níveis de excelência. O recurso humano utilizado na manutenção deve ser continuamente capacitado e atualizado de forma a assegurar alto padrão técnico e gerencial e um ambiente propício à criatividade e participação. A manutenção deve utilizar as melhores práticas e técnicas disponibilidade, a confiabilidade e a vida útil dos ativos. visando maximizar a VISÃO DA MANUTENÇÃO CVRD Ser considerada referência pelos resultados da gestão de manutenção, reconhecida pela excelência de suas práticas e papel estratégico desempenhado para o sucesso da CVRD, até 2008.
MISSÃO DA MANUTENÇÃO CVRD Garantir a disponibilidade dos equipamentos e instalações, com retorno atrativo para a CVRD. Controlar, através de ações sistêmicas, perfis de perdas, os riscos de acidentes e os aspectos ambientais. Garantir a confiabilidade do desempenho da função dos equipamentos e instalações, através de métodos e técnicas Classe Mundial. O DESPACHO ELETRÔNICO O sistema de despacho eletrônico funciona a partir da troca de informações entre os equipamentos de mineração e um computador central através de sinais de rádio codificados, sendo seu esquema de funcionamento apresentado resumidamente a seguir e ilustrada pela Figura 1. UNIX Local Área Network Escritório de Engenharia Torre do Despacho REDE DO DESPACHO ELETRÔNICO VIA RÁDIO REPETIDORA Figura 1: Esquema Simplificado do Despacho Eletrônico I. Os equipamentos de mineração atualmente cobertos pelo sistema em Carajás são os seguintes: Caminhões fora-de-estrada, Pás Carregadeiras, Escavadeiras, Tratores, Perfuratrizes, Comboios de lubrificação e abastecimento e Caminhonetes dos supervisores de operação; II. Em cada um dos equipamentos listados acima, há um computador dedicado com painel gráfico colorido sensível ao toque que além da produção, efetua o monitoramento dos sinais vitais do equipamento, recebe informações transmitidas pelo operador, ou por outros dispositivos, e gerencia a transmissão e recepção de
informações do computador central, além de um receptor GPS para determinar o seu posicionamento; III. IV. A transmissão das informações entre o computador central e os dispositivos instalados em cada equipamento, e vice versa, dá-se através de sinais de rádio codificados. Atualização da posição de cada equipamento de transporte (caminhões) na mina é realizada através de receptores GPS e os sinais são corrigidos através uma estação terrestre com coordenadas conhecidas. Assim que o receptor de GPS atualiza a posição e tal informação chega ao computador dedicado instalado no caminhão que a transmite ao computador central; V. Através do conhecimento da posição de cada equipamento de carregamento na mina, o sistema pode realizar a alocação dos caminhões aos pontos de carregamento, ou de descarga, de maneira a otimizar a produtividade dos equipamentos; Os principais dados que são processados pelo sistema de despacho eletrônico, com vistas à realização da alocação de caminhões, que otimiza as operações de lavra estão mostrados a seguir: Rede de acessos da mina, que contém as coordenadas dos principais pontos das estradas; Tempos de viagem despendidos entre as máquinas de carregamento e os pontos de descarga, considerando-se também os pontos intermediários de alocação; Tempos médios de carregamento dos caminhões em cada escavadeira ou carregadeira e tempos de descarga dos caminhões nos depósitos de estéril e nos britadores; Informações relativas aos teores dos materiais lavrados em cada frente (modelamento de blocos), assim como dos objetivos do blending dos mesmos, para que se produza o minério dentro da especificação requerida com limites de avanço e nível da bancada. Outros dados relativos às operações, tais como: prioridades das escavadeiras, restrições relativas às capacidades dos pontos de descarga, capacidade dos caminhões, e intervalos programados para a operação (almoço, lanche, etc.); Informações de GPS utilizadas para auxiliar na investigação de acidentes, oferecendo histórico de horários e localização de equipamentos; Rastreabilidade do produto (minério) e maior integração com a usina de beneficiamento de minérios, melhorando o planejamento da produção e qualidade; Alarmes e monitoração de condição dos equipamentos (Telemetria); Disponibilidade de informações dos equipamentos a cada 5 segundos, calculados por algoritmo baseado em programação linear, onde a precisão das informações de tempo e posição permite realocações rápidas de caminhões, no caso de quebra de escavadeiras para a qual haviam sido originalmente designados. Também é possível atrelar um tipo de
alarme dos diversos controles eletrônicos ao perfil da mina, a um equipamento específico ou operador; Situação operacional de cada caminhão, máquina de carregamento e equipamentos auxiliares de mina se apto, parado, liberado ou manutenção, com relatórios de disponibilidade física, utilização, MTBF (Mean Time Between Failures), MTBS (Mean Time Between Stops), MTTR (Mean Time To Repair), e tempo de resposta da manutenção para os eventos não planejados com codificação para todos os problemas possíveis, facilitando as extratificações futuras para os tratamentos de anomalias; Melhor controle do TKPH (Tons Kilometer per hour) dos pneus, reduzindo custos; Monitoramento dos perfis dos furos feitos pelas perfuratrizes, evitando a sub ou sobrefuração, subsidiando o processo de detonação. Segurança: Monitoramento e emissão de alerta para os operadores dos equipamentos em áreas que exigem maior atenção com células virtuais (beacons) referentes a locais prédefinidos de pontos que merecem atenção: equipes trabalhando em pontos específicos na mina, poços de drenagem, redes elétricas ou pontos de estreitamento de pista. Como o GPS de alta precisão fornece informações exatas do posicionamento dos equipamentos de carregamento e estas informações são disponibilizadas no painel de cada equipamento de mina, o operador tem controle do nível da máquina, dos limites de lavra, dos tipos litológicos que estão sendo lavrados. Uma das características do sistema ora instalado nas minas da CVRD é sua grande capacidade de interface com vários aplicativos/sistemas de monitoramento específicos. Conforme descrito acima, o Despacho Eletrônico é um sistema voltado para a otimização da produtividade da mina. E por ter uma interface conectada ao sistema de rádio, que por sua vez "conversa" com o computador central, o mesmo abre suas portas para a conexão da eletrônica embarcada no equipamento com qualquer ponto da empresa onde haja um computador ligado à rede e cujos softwares necessários estejam instalados. Atualmente praticamente todos os fabricantes de equipamentos de mineração oferecem como opcional algum sistema de rádio, para transmissão dos sinais vitais dos seus equipamentos até os escritórios da mina. Porém a implantação de vários sistemas diferentes para exercerem basicamente a mesma função, tem custo muito alto, envolvendo plataformas diferentes, necessidade excessiva de treinamentos, aumento de estoque de sobressalentes, incompatibilidade de equipamentos, componentes e sistemas, etc. Seria desejável uma padronização pelo menos do sistema de rádio-comunicação, ficando as interfaces entre o mesmo e os diversos pontos de saída da eletrônica embarcada a cargo dos fabricantes originais dos equipamentos (OEM - Original Equipment Manufacturer). A MMS tem desenvolvido um excelente trabalho nesse aspecto, junto à praticamente todos os fabricantes de equipamentos de mineração e essas interfaces serão abordadas posteriormente. A TECNOLOGIA GPS GPS (Global Positioning System) é a abreviatura de NAVSTAR GPS (NAVSTAR GPS- NAVigation System with Time And Ranging Global Positioning System). É um sistema de rádionavegação, baseado em satélites, desenvolvido e controlado pelo departamento de defesa dos Estados Unidos da América (U.S.DoD), que permite a qualquer usuário saber a sua localização,
velocidade e tempo, 24 horas por dia, sob quaisquer condições atmosféricas e em qualquer ponto do globo terrestre. TELEMETRIA É uma tendência atual que todos os equipamentos produzidos pela indústria tenham cada vez mais eletrônica embarcada e monitoramento através da mesma dos seus principais subconjuntos. Entretanto, ainda é bastante comum a disponibilização dessas informações através de alarmes para o operador ou de periódicos downloads, onde utiliza-se um laptop para o conhecimento das falhas. A análise do arquivo obtido no equipamento ou mesmo da seqüência dos alarmes depende de pessoal especializado, que deverá ter alguma dedicação a essa tarefa, pois do contrário, esses dados jamais serão transformados em informações. Se o uso da telemetria em monitoramento de condição de equipamentos de plantas industriais é relativamente novo, no caso de equipamentos de mineração - onde as condições geográficas normalmente são desfavoráveis, além de existir uma constante locomoção dos equipamentos - o uso dessa tecnologia é ainda mais raro. A implantação do monitoramento por telemetria passa pela análise dos seguintes pré-requisitos: Equipamento ou sistema deve permitir e merecer este tipo de ação em função dos custos envolvidos; Informações técnicas atualizadas e confiáveis; Sensores de qualidade e corretamente instalados; Conhecimento dos parâmetros, limites e unidades (normais e anormais); As falhas devem ser oriundas de causas que possam ser monitoradas e ter a progressão acompanhadas; Acompanhamento, análise e diagnóstico sistematizado. Os sistemas de telemetria ainda são muito caros e poucas empresas têm investido quantias significativas nos mesmos. Além disso, é preciso considerar uma central, onde pessoas especializadas estarão recebendo as informações on-line e analisando-as com o objetivo de tomar decisões baseadas nas alterações de estado dos diversos componentes sob monitoramento. O acompanhamento da condição dos equipamentos pode se classificar da seguinte maneira: Subjetivo Utilizando-se os sentidos (visão, audição, tato e olfato); Objetivo Utilizando-se instrumentos (sensores); Contínuo 24 horas por dia (Telemetria); Na gestão pró-ativa, a telemetria usando as tecnologias avançadas, aliadas a uma manutenção de qualidade e com as informações integradas, permite aos gestores da manutenção tomar decisões com eficiência e eficácia. APLICAÇÕES E INTERFACES A MMS tem trabalhado para padronizar as interfaces com os protocolos padrões de comunicação e existe uma disposição dos fabricantes da indústria de mineração em integrar a eletrônica embarcada. Uma solução integrada irá permitir ao usuário ver e analisar os dados de múltiplos fabricantes usando um único pacote de software. Isto significa redução de custos e
tempo de implementação com ferramenta que promove uma maior capabilidade da manutenção (maior interatividade). A Figura 2 ilustra um caminhão fora de estrada e as diversas interfaces, de fabricantes diferentes, que poderiam enviar informações do mesmo para a central de telemetria. Figura 2: Interfaces com DDEC, VIMS, STATEX III, CUMMINS, Balança e monitor de pneus no caminhão fora de estrada. Para utilização de canais de comunicação do despacho eletrônico da MMS, aplicados à manutenção, são necessárias diversas interfaces, softwares e customização. Em Carajás são utilizadas as seguintes interfaces atualmente, via GSP (Generic Serial Processor) ou VSMS (Vital Signs Monitor System), conforme ilustra a Figura 3 a seguir: Figura 3: Esquema de ligações das unidades do despacho com as diversas interfaces DDEC II, III e IV dos motores diesel dos caminhões fora de estrada Dresser /Komatsu e Terex; STATEX III da parte de controle eletrônico das rodas motorizadas, também dos caminhões fora de estrada Dresser/Komatsu e Terex (Unit Rig);
VIMS da Caterpillar que monitora o motor diesel e demais sistemas eletrônicos que controlam o caminhão fora de estrada 793C; CENSE para o monitoramento de motores diesel Cummins (QSK 60 ); ECS sistema de controle e monitoramento eletrônico das escavadeiras PC8000 da Komatsu; Sistema de pesagem dos caminhões - Pay Load System; VSMS Vital Signs Monitor System - Para sensores discretos; Sensores de temperatura e horômetros on-line; Inclinômetros e proxímetros - Sensores para medição de folga dos rolamentos de grande diâmetro; Sensores de rotação, pressões e níveis; Tire Utility Controle da vida útil de pneus de caminhões fora de estrada, que determina o ponto ótimo de troca, além de informar a produtividade em milímetros de borracha consumidos por tonelada movimentada; Ângulo de giro, nivelamento e velocidade de carregamento das escavadeiras; Controle de demanda/consumo de equipamentos móveis/escavadeiras elétricas e perfuratrizes; Além da possibilidade de configuração de entradas para a sinalização de diversos alarmes, como falhas em sistemas de lubrificação, cortes de controle e sistemas auxiliares de alimentação; A seguir serão descritas algumas das interfaces e seus princípios de funcionamento. Drill Management System - DMS: O DMS é um sistema que monitora e relata, on line, as principais informações coletadas no processo de perfuração. Tais informações são transmitidas ao computador central, onde são processadas. Os principais parâmetros monitorados pelo DMS, conforme mostra a Figura 4, são: - Profundidade dos furos: fornece a profundidade instantânea de cada furo, sendo este valor mostrado no painel do operador da perfuratriz, transmitido para a central e armazenado em disco para ser manuseado quando da emissão de relatórios apropriados; - Taxa de penetração: fornece continuamente a velocidade de penetração, em m/h, para cada furo. Fornece ao operador da perfuratriz a variação da dureza da rocha, e a partir de tal informação, o operador pode ajustar os parâmetros de pull down e rotação, a fim de maximizar a eficiência da operação de perfuração e controlar todas as partes de desgaste de furação: haste, bit, estabilizador e adaptador. Os parâmetros monitorados são: - Pressão de pull down (psi); - Pressão de rotação (psi) - Corrente do motor (A) para máquinas elétricas; - Rotação (rpm); - Pressão de ar na broca; - Calcula-se a taxa de penetração.
Figura 4: Exemplo do perfil de um furo Todas estas informações são fundamentais para as análises e correções de problemas relacionados a possíveis quedas de produtividade das perfuratrizes (diagnóstico para a manutenção), além de fornecer a informação relativa à dureza da rocha ao longo do furo, a partir da qual se define o tipo de explosivo e a razão de carga (g/t) para cada furo do plano de fogo. Estes dados estão disponíveis em rede e são utilizados como parâmetros de entrada do Sysfogo, que é um software usado para dimensionar a razão carga do desmonte. DDEC - Detroit Diesel Electronic Control: Sistema de monitoramento interno dos motores dos caminhões diesel-elétricos, que utiliza interface desenvolvida pela MMS, através da qual os sinais vitais e os alarmes do motor são enviados ao computador dedicado, instalado no equipamento, que por sua vez, os transmite ao computador central. A Figura 5 ilustra os componentes conectados ao motor Detroit, cujo monitoramento está disponível tanto no caminhão quanto nos computadores da oficina de manutenção. Synch Reference Timing Reference Electronic Foot Pedal Assembly Turbo Boost Pressure Fuel / Oil / Coolant Temperature Oil / Fuel Pressure Oil level/fuel Restriction Coolant Level VSG Control Electronic Control Module (ECM) EEPROM EUI DDR Interface/ DDDL/ Reprogramming PWM Ports Stop Engine Check Engine Crankcase Pressure Cruise Control Vehicle Speed Limiting Vehicle Speed Sensor Progressive Shift Pressure Governor Diagnostic Request - + Battery Stop Engine Override Figura 5: Unidade de controle eletrônico com sensores que ficam instalados no motor do caminhão
Os principais parâmetros monitorados pelos DDEC II, III e IV são mostrados na Figura 6, que foi extraída de uma das telas observadas pelos analistas de telemetria. São eles, entre outros: - Percentual de carga do motor diesel; - Pressões dos turbos, cárter, combustível e líquido arrefecedor; - Temperatura do óleo do motor, do combustível, líquido arrefecedor e intercooler; - Rotação do motor e total de combustível usado e consumo médio. CM4601 Figura 6: Monitoramento em tempo real da unidade de controle do motor diesel Sistema de Pesagem dos caminhões - Pay Load System: O peso da carga dos caminhões é enviado ao computador dedicado instalado em cada caminhão (Field Computer System) e deste tanto ao computador central quanto ao painel gráfico colorido do equipamento de carregamento. Esses dados são armazenados no banco de dados do Despacho Eletrônico para utilização em relatórios de produção e produtividade da mina, além de relatórios de operação e manutenção. Generic Serial Processor - GSP: A interface serial genérica é aplicada nas carregadeiras, caminhões diesel-elétricos, caminhões mecânicos e algumas escavadeiras ( cada uma com programa adequado à interface para a qual foi customizada) ora em operação em Carajás. De forma similar aos anteriores, os dados podem ser disponibilizados aos técnicos de manutenção sem a necessidade de interromper-se a operação dos equipamentos, sendo monitorados os parâmetros a seguir: - Nível de óleo hidráulico, do PTO (Power Transmission Output ou tomada de força) e de água; - Tensão e corrente dos motores elétricos; - Falha à terra; - Falha no gerador; - Alarmes do gerador e armaduras dos motores de tração; - Temperatura do sistema de arrefecimento, além de cerca de 40 outros alarmes.
STATUS DA IMPLEMENTAÇÃO DA TELEMETRIA NOS EQUIPAMENTOS DE MINA EM CARAJÁS A principal dificuldade está no fato do pioneirismo, já que a maioria dos sistemas ainda não estão instalados ou aplicados em outras minas, mas não tem interface desenvolvida e customizada. Sendo assim, há necessidade de se recorrer aos manuais e suporte dos diversos fabricantes para determinar os parâmetros de cada um dos componentes a serem monitorados e acompanhar sua performance, pois uma verdade em equipamentos de mineração é que cada operação tem suas particularidades e isso não é diferente para os equipamentos, já que as condições ambientais, o perfil de cada mina, a experiência ou o treinamento dos operadores e até a filosofia de manutenção utilizada são diferenciais importantes a serem considerados. Estas dificuldades são ainda maiores em minas como as de Carajás, pois atualmente sua extensão ultrapassa os 12 quilômetros, com cotas variando de 745 a 445 metros. Pensar em sistemas proprietários de diversos fabricantes para esta geografia, assim como treinamento de pessoal de manutenção, praticamente inviabilizaria um projeto desta natureza cobrindo toda a frota de equipamentos. FATOR HUMANO Para se obter bons resultados, é preciso saber lidar com as partes integrantes do sistema, pois treinamento é a base de sustentação da tecnologia. A equipe de manutenção do laboratório de eletrônica da Vale em Carajás foi treinada para fazer as instalações, manutenção das interfaces, e carregar os programas nos computadores de bordo dos equipamentos. Uma equipe de quatro analistas de telemetria foi contratada e treinada para fazer os diagnósticos, emitir relatórios das condições dos equipamentos monitorados e cobrar retorno do que foi feito para sanar as anomalias detectadas, num trabalho de parceria com os técnicos da manutenção. Além dos treinamentos normais de operação dos equipamentos os operadores foram treinados para reconhecer as informações adicionais provenientes dos monitoramentos feitos e visitaram central de telemetria. A Figura 7 mostra um relatório dos dados monitorados, durante um turno, para os motores dos caminhões da frota Terex. M O T O R 16V SÉR IE 4000 T1637K33 DDEC IV (CAMINHÕES FROTA 4100) Figura 7: Parâmetros do motor da frota de caminhões Terex
RESULTADOS Os monitoramentos sendo feitos sistematicamente tem construído uma base sólida de dados e práticas operacionais confiáveis a partir de outubro de 2001. Os mesmos tem se mostrado eficientes, com resultados bastante satisfatórios conforme ilustra a Figura 8. Figura 8: Problemas detectados com o monitoramento em tempo real. Desde o início dos monitoramentos por telemetria até o 29 de junho de 2004, já foram detectados 1093 falhas de condição e 290 falhas operacionais (relacionadas aos operadores dos equipamentos) que são notificadas imediatamente aos autores e aos instrutores de operação, que atuam pontualmente, contribuindo para reduzir estes eventos. Com o monitoramento de ângulo de giro das escavadeiras, com uma média de ângulo maior que 100º se envia uma mensagem automaticamente aos operadores: Posicione melhor a escavadeira e com relatórios diários para instrutores, contribuímos para reduzir os tempos médios de carregamento de 3.30 segundos para 2,99 minutos (média de 2003), um ganho de aproximadamente de 10%. Com o monitoramento de TKPH, atuando diretamente na designação dos caminhões de rotas mais longas para rotas mais curtas, não houve perda de pneu por TKPH, pois se o valor atinge níveis limites para cada frota ou tipo de pneu, adotamos o procedimento de parar o caminhão até que a temperatura e pressão voltem aos valores aceitáveis. Quanto às rodas motorizadas, desde o início do monitoramento, Houve uma economia de R$ 1.047.000,00 em recuperação de armaduras, bobinas e cabos de rodas motorizadas.
O monitoramento tem contribuído sensivelmente para detectar prematuramente problemas em motores diesel, evitando quebras, pois troca-se camisa, injetor, anéis com pequenas paradas e com apenas o custo dos componentes trocados evitando-se as falhas catastróficas. Outra funcionalidade é monitoramento dos sistemas de lubrificação centralizados das pás carregadeiras, escavadeiras e perfurarizes, tem contribuído para evitar problemas aos subconjuntos mecânicos, pois as falhas são notificadas e corrigidas de imediato, após as notificações pelo monitoramento em tempo real. A figura 9 mostra uma falha nível 2, que pode estar relacionada ao perfil da mina, indica uma sobretemperatura dos sistemas de freios dos caminhões, em um ponto de declive acentuado, o qual já foi corrigido. Truck 4601: Level 2 alarm High brake temperature Figura 9: Monitoramento dos caminhões 830E, relacionando o problema ao perfil da mina. CONCLUSÃO As áreas de manutenção da CVRD em Carajás tem procurado a constante otimização de seus processos. Muito se investiu para mudar o processo de manutenção reativa para pró-ativa, sendo a telemetria uma ferramenta para esta mudança de cultura. É preciso continuar introduzindo tecnologias avançadas, como o monitoramento remoto para identificar os problemas muito antes das falhas. Para se alcançar os objetivos num programa de monitoramento remoto é preciso fazer um planejamento adequado para a nova filosofia de manutenção que se deseja implantar, treinar e integrar as equipes de manutenção/operação e ter um bom suporte para implantação e operação. Os dados coletados pela telemetria são filtrados, analisados e transformados em informações úteis (que são passadas aos técnicos de manutenção) que representem a saúde dos componentes e equipamentos. Isto permite que se alcance os resultados propostos neste programa de manutenção para que os equipamentos sejam mais confiáveis, contribuindo para a redução de custos.
É prática consolidada na Vale estar sempre questionando os processos de modo a identificar as maiores perdas e as melhores oportunidades de melhorias ou inovações em suas diversas etapas. Isto assegurará a confiabilidade e segurança das operações e da manutenção. A tecnologia é a maior aliada nesse processo, mas ainda é o fator humano que fará toda a diferença. BIBLIOGRAFIA Intellimine TM documentation library, Modular Mining Systems, Inc. revision B, june 1999. LEWIS, M. W. & Luiz Steinberg, "Maintenance of Mobile Mine Equipment in the Information Age". LEWIS, M. W. (2000), "Remote-control monitoring cuts maintenance costs", Mining Engineering, Vol 52, N 8, pp. 15-19. Knighs, P. F. and Daneshmend, L. K. (2000), "Open systems standards for computing in the computing in the mining industry", CIM Bulletin, Vol 93, N 1042, pp.89-92. Detroit Diesel Electronic Controls III/IV Mult-ECM Troubleshooting Guide SE496, december 1999. Manual SGM Sistema de gerenciamento da manutenção CVRD- 2004