Detalhamento do Sistema de Direção e Translação

A concepção do funcionamento do sistema de direção e de translação é basicamente a mesma, assim, ambos os movimentos serão explicados na mesma subseção. De modo geral, a estrutura que rege o funcionamento destes sistemas é muito parecida com a estrutura do sistema de elevação, por isso, e para evitar uma redundância de explicação, alguns itens não serão explicados novamente, sendo apenas citados, e quando houver diferenciação, se fará a explicação.

Diferentemente da elevação, o comando do movimento de direção e da translação é dado numa única manete, que por sua vez possui quatro movimentos:

 Direita e Esquerda: Comando do Carro, movimento de direção.  Frente e Ré: Comando da Ponte, movimento de translação:

O controle de velocidade dos movimentos segue a mesma lógica apresentada na descrição do movimente de elevação. Ou seja, de acordo com a intensidade do comando da manete, o potenciômetro instalado na base da mesma aumenta ou diminui o nível de tensão que é direcionado ao inversor, e a partir de setpoints, o motor atuará em três velocidades distintas. Apesar de possuir quatro movimentos, a combinação binária de velocidade segue a mesma lógica da manete de elevação, porém ao invés de termos dois contatores que determinam a direção do movimento, teremos quatro contatores, sendo dois para a direção e dois para a translação.

Semelhantemente à elevação, para que o comando dos movimentos de direção e de translação sejam habilitados, algumas condições devem ser satisfeitas:

 O inversor de frequência do respectivo movimento não pode estar falha, o que é representado pelo contator 2KA11 (direção) e 3KA11 (translação);  Os termistores associados ao motor 2M1 (direção) e 3M1/3M2 (translação)

não podem estar atuados, ou seja, a temperatura de operação dos motores deve estar abaixo do setpoint do termistor. Para o movimento de direção a condição é dada pelo contator 2KA9, e para o movimento de translação pelo contator 3KA9.

 Os fins de curso limites não podem estar ativos, sendo representados por 2SE1 (limite direção – esquerda), 2SD1 (limite direção – direita), 3SF1 (limite translação – frente) e 2SR1 (limite translação – ré).

Figura 30 - Lógica de comando do movimento de direção e translação Fonte: Diagrama elementar da ponte rolante referência – Folha 29 e 33/38 (2002)

Na lógica apresentada na figura anterior fica ainda mais claro a semelhança entre os movimentos de direção e de translação da ponte rolante referência. Isso ocorre devido ao fato de ambos os movimentos possuírem infraestruturas parecidas, sendo o movimento de direção dado sobre trilhos instalados nas vigas principais, e a translação sobre trilhos instalados ao longo da viga caminho.

As entradas e saídas dos inversores de frequência são apresentadas nas tabelas a seguir, porém, é importante lembrar que apesar do movimento de translação possuir dois motores (3M1 e 3M2), existe um único inversor de frequência responsável por realizar o controle dos mesmos.

Segue o resumo de entradas e saídas do inversor de frequência do sistema de direção do ponte rolante.

Tipo de Sinal Nomenclatura Descrição Função/Origem

Entrada 2SD2 e 2SE2 Limites _{desaceleração do} de Carro.

- 2SD2: Limite que força a desaceleração do Carro para 1ª velocidade (direita).

- 2SE2: Limite que força a desaceleração do Carro para 1ª velocidade (esquerda).

Entrada 2KA3 Comando

esquerda

Direciona o movimento do Carro para a esquerda.

Entrada 2KA4 Comando direita Direciona o movimento do Carro para a direita. Entrada 2Q3 e 2Q4 Falhas externas relacionadas ao desarme dos disjuntores termomagnéticos.

- 2Q2: Indica sobrecarga ou curto circuito no sistema de frenagem. - 2Q3: Indica sobrecarga ou curto circuito na refrigeração forçada.

Entrada 2JS Controle da

velocidade Dado pelo potenciômetro da manete Saída 2KA10 _{Libera freio} Inicia o processo de abertura do freio a _{fim do movimento ocorrer sem o}

resistência mecânica.

Saída 2KA11 Falha interna do _{inversor de} frequência.

Indica falhas internas do inversor de frequência definidas pelo fabricante e/ou pelo usuário.

Saída C/L+ e C/L- Unidade e resistor de franagem

Dissipar energia cinética proveniente da frenagem.

Saída T1, T2 e T3 _{Saída de potência Potência do motor}

Tabela 10 - Resumo de I/Os do inversor de frequência direção. Fonte: Autoria própria

Semelhantemente ao movimento de direção, a Tabela 11 são apresentadas as entradas e saídas do inversor de frequência relacionado ao controle dos motores do sistema de translação da Ponte.

Tipo de Sinal Nomenclatura Descrição Função/Origem

Entrada 3SF3 e 3SR3 Limites _{desaceleração da} de Ponte.

- 3SF3: Limite que força a desaceleração da Ponte para 1ª velocidade (frente).

- 3SR3: Limite que força a desaceleração da Ponte para 1ª velocidade (ré).

Entrada 3KA3 Comando frente Direciona o movimento do Carro para a frente.

Entrada 3KA4 Comando ré Direciona o movimento do Carro para a esquerda. Entrada 3Q2, 3Q3 e 3Q4 Falhas externas relacionadas ao desarme dos disjuntores termomagnéticos.

- 3Q2: Indica sobrecarga ou curto circuito no sistema de frenagem. - 3Q3 e 3Q4: Indica sobrecarga ou curto circuito na refrigeração forçada do motores 3M1 e 3M2, respectivamente.

Entrada 3JS Controle da

velocidade Dado pelo potenciômetro da manete

Entrada 3F1 e 3F2 Relés térmicos dos motores

Devido a frequência dos movimentos, somente os motores da translação possuem relés térmicos.

Entrada 3KA9

Rele que indica atuação dos termistores dos motores.

Semelhantemente à aplicação dos reles térmicos, serve como redundância para proteção dos motores de translação.

Saída 2KA10 _{Libera freio} Inicia o processo de abertura do freio a _{fim do movimento ocorrer sem o} resistência mecânica.

Saída 2KA11 Falha interna do _{inversor de} frequência.

Indica falhas internas do inversor de frequência definidas pelo fabricante e/ou pelo usuário.

Saída C/L+ e C/L- Unidade e resistor de frenagem

Dissipar energia cinética proveniente da frenagem.

Saída T1, T2 e T3 _{Saída de potência Potência do motor}

Tabela 11 - Resumo de I/Os do inversor de frequência da translação. Fonte: Autoria própria

Analisando as tabelas anteriores percebe-se a existência de fins cursos de desaceleração, que são ausentes no sistema de elevação. Esses dispositivos estão

instalados a cerca de 15 metros dos fins de curso limites, e a partir da atuação dos mesmos, o equipamento apenas atua na primeira velocidade. Essa aplicação visa antecipar o arrasto que tanto o Carro quanto a Ponte fazem no processo de frenagem. A lógica de funcionamento do sistema de frenagem dos sistemas de direção e de translação é exatamente a mesma explicada na subseção anterior (elevação), ou seja, ao movimentar a manete de comando, o inversor de frequência recebe um sinal digital correspondente ao sentido do movimento em questão e aciona uma saída digital, que por sua vez acionará um rele intermediário (24V). Em seguida, um contato NA deste rele intermediário aciona um contator auxiliar (115V) que ao ser acionado dispara paralelamente dois contatores temporizados, um deles atua na potência do freio do movimento, provocando a abertura e fechamento do mesmo, e o outro derruba uma das fases da alimentação do freio, fazendo com que o freio se mantenha aberto com uma tensão de 240V bifásica.

Dessa forma, pode-se entender que o sistema elétrico da ponte rolante referência funciona a partir de três lógicas básicas:

1) Lógica de acionamento dos movimentos;

2) Lógica de controle dos movimentos, baseada no funcionamento de inversores de frequência;

3) Lógica de frenagem do sistema.

Além das lógicas básicas, o sistema elétrico também possui uma série de circuitos e lógicas auxiliares, mas como se tratam de dispositivos de sinalização, iluminação, tomadas e sirene não terão seu conteúdo aprofundados. Logo, visando explicar o diagrama elétrico descrito ao longo desta seção de forma resumida, elaborou-se o diagrama apresentado na Figura 31.

Figura 31 - Diagrama resumo do sistema elétrico Fonte: Autoria própria

Nas próximas seções serão apresentados os equipamentos de automação industrial constituintes do projeto de atualização tecnológica de uma ponte rolante proposto por este trabalho.