Após conhecer todas as particularidades do sistema e as necessidades de operação do mesmo, foi possível definir os materiais necessários para a construção do projeto. A busca do custo para investimento do sistema elaborado no estudo parte-se das características necessárias aos equipamentos que nela serão inseridos.
Já descrito anteriormente as características de cada componente que fará parte da automação da torre de resfriamento, é possível realizar o levantamento do investimento necessário para a execução do projeto. Na Tabela 1 - Custo automação torre de resfriamento, é elencado os principais componentes e respectivamente o custo da aquisição dos mesmos.
O orçamento apresentado trata somente do investimento em materiais, considerando que a mão de obra para a execução do projeto já esteja pertencendo à empresa e não será creditada ao projeto.
Tabela 1 - Custo automação torre de resfriamento Orçamento Automação Torre de Resfriamento
Qtd. Equipamento Fabricante Custo Unitário Custo
1 Fonte de alimentação ADP-24V-
5A Altus R$ 370,66 R$ 370,66
1 Disjuntor Tripolar 80A Siemens R$ 72,43 R$ 72,43 2 Disjuntor Tripolar 50A Siemens R$ 69,95 R$ 139,90 1 Disjuntor Tripolar 25A Siemens R$ 59,35 R$ 59,35 4 Disjuntor Monopolar 4A Siemens R$ 36,34 R$ 145,36 1 Inversor Optidrive P2 7,5CV
ODP-2-34075-3HF4-2-MN Altus R$ 4.383,59 R$ 4.383,59 2 Inversor Optidrive P2 20CV
ODP-2-44200-3HF4-2-MN Altus R$ 6.513,52 R$ 13.027,04 1 CLP Nexto Xpress XP340 Altus R$ 4.434,66 R$ 4.434,66 1 IHM P2 10.2" P2102NK Altus R$ 2.857,00 R$ 2.857,00 1 Switch 5 portas FLSWITCH-
SFNB5TX Phoenix R$ 742,56 R$ 742,56 1 Sensor ORP TECOR25 Signet R$ 2.655,00 R$ 2.655,00 1 Sensor pH TEPH24 Signet R$ 2.430,00 R$ 2.430,00 1 Sensor Condutividade TECCON40 Signet R$ 3.160,00 R$ 3.160,00 2 Transmissor pH/ORP TECTPH53 Signet R$ 3.500,00 R$ 7.000,00 1 Transmissor Condutividade TECTCON50 Signet R$ 4.100,00 R$ 4.100,00
1 Sensor de Vazão TECVAZ36 Signet R$ 3.400,00 R$ 3.400,00 1 Sensor de Temperatura pt100
6x250mm Signet R$ 380,00 R$ 380,00
1 Painel Elétrico 1200x800x350 Cemar R$ 950,00 R$ 950,00 1 Painel Elétrico 400x400x200 Cemar R$ 342,00 R$ 342,00 1 Relê Segurança G9SE-401 Omron R$ 898,00 R$ 898,00 1
Materiais gerais de instalação (cabos, bornes, botões,
sinalizador, relês de interface, canaletas, trilhos, Diversos R$ 5.200,00 R$ 5.200,00 Total: R$ 56.747,55 Fonte: O autor, 2020
O presente orçamento desenvolvido no mês de outubro de 2020, refere-se a valores de componentes elétricos e eletrônicos que farão parte do sistema de automação, logo não leva em consideração custo de projeto e execução.
Com o levantamento do investimento de R$ 56.747,55, aproximadamente sessenta mil reais necessários para automatizar a torre de resfriamento, é possível buscar junto com gerência da empresa o destino de recurso financeiro para execução do projeto.
5.2 INTERFACE IHM
Com o modo de simulação encontrado no software de programação da IHM é possível verificar e simular o funcionamento do principal meio de controle operacional da torre de resfriamento.
Na primeira tela da IHM, Figura 24 – Tela inicial IHM, é apresentado o acesso aos quatro menus da IHM, dos quais dois deles são modos de operação, manual e automático, o menu de agendamento e o menu com histórico de alarmes.
Figura 24 – Tela inicial IHM
Fonte: O autor, 2020
Ao acessar o menu manual, Figura 25 – Tela manual IHM, é possível comandar todos componentes da torre, dos quais abaixo é descrito os elementos da tela e suas funções:
Abre purga: (estado de válvula fechada) acionamento e visualização do estado da válvula de purga;
Abre válvula 1: (estado de válvula fechada) acionamento e visualização do estado da válvula de saída da bomba 1;
Fecha válvula 2: (estado de válvula aberta) acionamento e visualização do estado da válvula de saída da bomba 2;
Dosando ácido: (estado de bomba ligada) acionamento e visualização do estado da bomba de dosagem de ácido;
Dosar nalco 1: (estado de bomba desligada) acionamento e visualização do estado da bomba de dosagem de nalco 2;
Dosar nalco 2: (estado de bomba desligada) acionamento e visualização do estado da bomba de dosagem de nalco 2;
Dosando nalco 3: (estado de bomba ligada) acionamento e visualização do estado da bomba de dosagem de nalco 3;
Desligar ventilador: (estado de ventilador ligado) acionamento e visualização do estado do ventilador;
Ligar bomba 1: (estado de bomba 1 desligada) acionamento e visualização do estado da bomba 1;
Desligar bomba 2: (estado de bomba 2 ligada) acionamento e visualização do estado da bomba 2;
Figura 25 – Tela manual IHM
Fonte: O autor, 2020
Junto ao controle das bombas dosadoras é apresentado o estado dos reservatórios dos produtos de tratamento, sinalização esta que passará do estado “verde”, que se encontra, para “vermelho” ao momento que os produtos se encontrarem em nível mínimo.
Além dos comandos citados acima, na tela do manual ainda é possível definir a frequência que é desejado acionar os motores em manual, de mesma forma é mostrado a frequência que eles se encontram em operação e respectivamente a corrente de operação dos mesmos.
Além da temperatura da água, também é mostrado as grandezas de qualidade da água, pH, condutividade e o potencial de redução de oxidação (ORP).
O segundo menu que é possível acessar a partir da tela inicial é o menu automático, destinado ao monitoramento das principais condições da torre. Apresentado na Figura 26 – Tela automático IHM, é observado a apresentação das grandezas da água da torre em tempo real e a frequência de operação dos motores da torre, desta forma neste momento está apresentando operação do ventilador em velocidade máxima e também em operação a bomba 2.
Figura 26 – Tela automático IHM
Fonte: O autor, 2020
Com a finalidade de obter a programação dos períodos de operação da torre, o menu de agendamentos, Figura 27 – Tela agendamento IHM, estabelece os horários de trabalho do sistema conforme os dias da semana. Para compreender o entendimento, na situação apresentada se encontra programado o funcionamento da torre de segunda-feira até sexta-feira, ligando o sistema seis horas da manhã e o desligando uma hora e doze minutos do dia seguinte.
Se tratando de dia de finais de semana existem duas programações por dia, possibilitando assim uma programação no turno da manhã e outro da tarde ou noite quando necessário. No exemplo da Figura 27 – Tela agendamento IHM, a torre entrará em funcionamento no sábado pela manhã, das cinco horas até doze horas, e no domingo entra em funcionamento as vinte e uma horas e desliga as cinco horas de segunda.
Figura 27 – Tela agendamento IHM
Fonte: O autor, 2020
O último menu, mas não de menor importância, apresenta os alarmes gerados durante a operação da torre de resfriamento. O menu de alarmes, Figura 28 – Tela alarmes IHM, tem o objetivo de auxiliar a operação a identificar qualquer problema da torre de resfriamento ou mesmo condições como nível baixo de produtos, avisos que devem ser exportados pela torre com a finalidade de não deixar o sistema parar.
Os alarmes gerados pelo sistema além de apresentados na tela de alarmes, serão exportados via e-mail para os responsáveis pelo sistema seguindo a competência das áreas.
Figura 28 – Tela alarmes IHM
Fonte: O autor, 2020
Com a finalidade de ter o controle e gerenciamento dos alarmes, é disposto nesta tela a botão limpar que irá excluir todos alarmes ocorridos até o momento e o botão de rearme que confirma ao sistema que este alarme foi visto e reconhecido por algum colaborador.
6 CONCLUSÃO
Diante dos objetivos inicialmente proposto, pode-se afirmar que estes foram executados de forma satisfatória, uma vez que foram desenvolvidos os objetivos específicos do projeto.
Automação foi a principal ferramenta de estudo do presente trabalho, área da engenharia que possibilita a estruturação e desenvolvimento de formas automáticas de funcionamento aplicadas a sistemas de certa complexidade. Na torre de resfriamento a automação tem duas responsabilidades que serão capazes de gerar retorno financeiro, a primeira redução de custo na operação da torre está no acionamento dos motores conforme a necessidade, relacionado à temperatura da água, e por segundo, mas não menos impactante, a automação das dosagens de produtos químicos, fazendo com que não exista a necessidade de intervenção manual de colaboradores todos os dias na torre, risco operacional quando se trata de produto químicos.
Conhecendo a necessidade do sistema para se tornar um sistema automático foi possível definir os principais componentes de automação e controle. Após a definição de todo material necessário para a execução do projeto de automação da torre de resfriamento industrial, pode-se elaborar o projeto elétrico, ambos objetivos deixam o projeto em condições de execução viável e possível.
Após desenvolvido o projeto elétrico do novo sistema da torre de resfriamento, o momento de iniciar o desenvolvimento de software dos principais componentes de automação, objetivo de maior dificuldade do projeto, foi momento de desenvolver novas habilidades por tratar de componentes e softwares de programação desconhecido até o presente projeto.
Uma vez desenvolvido o projeto, o mesmo se encontra em condições para a execução da compra dos itens de automação, confecção dos painéis elétricos e o mais almejado momento de montar os equipamentos na torre e realizar seu início de funcionamento e a conclusão das programações de software.
Devido a existência de sete torres de resfriamento na empresa, e as mesmas possuírem características idênticas, com pequenas diferenças de potência de motores, é possível replicar o sistema e executar a instalação em todas torres de resfriamento da empresa, gerando um
nivelamento de funcionamento e proporcionando uma maior redução de custo de resfriamento de máquinas da planta.
Principal trabalho futuro após a execução do presente projeto, é replicar o sistema à todas torres de resfriamento e concentrar os sete sistemas em um único webserver, tal meio de interface já foi criado no desenvolvimento deste projeto.
Dadas as oportunidades, obtidas através da aplicação de novas tecnologias, possibilita ao acadêmico novos horizontes, quando inserido ao mercado de trabalho, visto que o conhecimento adquirido na carreira acadêmica proporcionou a possiblidade do desenvolvimento do presente projeto com o embasamento teórico desenvolvido pela universidade.
Ainda como resultado deve ser considerado a importância da inter-relação entre universidades e empresas, tendo em vista que os profissionais formados pela universidade serão responsáveis por projetos de características semelhantes ou idênticas ao desenvolvido neste relatório.
REFERÊNCIAS
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Série nexto – como conectar o computador ao nexto disponíveis em < https://www.altus.com.br/base-conhecimento/categoria/19/detalhe/519/serie-nexto---como-
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Criando uma visualização web com o NX3005 ou XP340 – o básico [parte 1] disponíveis em < https://www.altus.com.br/base-conhecimento/categoria/19/detalhe/177/criando-uma-
visualizacao-web-com-o-nx3005-ou-xp340--E2-80-93-o-basico--5Bparte-1-5D>. Acesso em: setembro, 2020.
Protocolo Modbus: Fundamentos e aplicações disponíveis em < https://www.embarcados.com.br/protocolo-modbus/>. Acesso em: outubro, 2020.