Dispositivos de detecção do elevador

Para controlar qualquer sistema, são necessários dispositivos que meçam as grandezas e condições do sistema e a convertam em sinais elétricos que sejam processados pelos controladores (CLPs, microcontroladores ou microprocessadores embutidos) através de módulos de entrada. Para isso são utilizados os sensores ou detectores que são definidos como dispositivos que recebem e respondem a um estímulo ou um sinal.

Os sensores artificiais são aqueles que respondem com sinal elétrico a um estímulo ou um sinal. Um transdutor, por sua vez, é um dispositivo que converte um tipo de energia em outra não necessariamente em um sinal elétrico. Muitas vezes, um sensor é composto de um transdutor e uma parte que converte a energia resultante em um sinal elétrico. Uma maior quantidade de sensores possibilita um melhor controle do sistema.

Como a função básica do elevador é o transporte de passageiros, os sensores mais importantes são o de velocidade e posição. Outros sensores também importantes são: o sensor de presença da porta, que evita que a mesma se feche, esmagando o passageiro e a chave de fim de curso, que confirma o fechamento das portas para evitar a movimentação do elevador com as portas abertas. Alguns elevadores atuais possuem também sensores de peso da cabine que ajudam no controle do elevador a fim de evitar sobrecarga e otimizar o tráfego. No modelo em redes de Petri do controle do elevador, somente serão utilizados os sensores de posição, velocidade e presença que serão descritos a seguir.

5.2.5.1 Sensor óptico de posição e velocidade (Encoder)

Para medição de posição e velocidade, são utilizados encoders que são transdutores de movimento capazes de converter movimentos lineares ou angulares em informações elétricas que podem ser transformadas em informações binárias e trabalhadas por um programa que converta as informações passadas em algo que possa ser entendido como distância, velocidade etc. Em outras palavras, o encoder é uma unidade de realimentação que informa sobre posições atuais de forma que possam ser comparadas com posições desejadas e seus movimentos sejam planejados [13].

Os encoders possuem internamente um ou mais discos (máscaras) perfurados, que permitem, ou não, a passagem de um feixe de luz infravermelha, gerado por um emissor que se encontra de um dos lados do disco e captado por um receptor que se encontra do outro lado do disco. Dessa forma a velocidade ou posicionamento é registrado contando-se o número de pulsos gerados. A quantidade de pulsos em uma volta, nos encoders rotativos, demonstra a relação impulso/volta do mesmo. Quanto maior for esta relação maior a precisão obtida.

Figura 5.2 - Esquema ilustrativo do encoder linear [13].

Os sensores de posição e velocidade podem, basicamente, ser divididos em: (i) lineares (figura 5.2), também conhecidos como réguas digitais, que são instalados diretamente no local onde se realiza o movimento e fornecem medidas de posicionamento direto e instantâneo;(ii)

O sensor óptico, embora seja mais utilizado no controle de posição, também é utilizado para medir velocidade, uma vez que medindo a distância total percorrida (através da contagem dos pulsos na saída) e o tempo necessário para esta distância ser percorrida, consegue-se calcular a velocidade. São muito precisos, e apresentam longa vida útil, se alguns cuidados elementares forem tomados em relação à sua utilização. No caso base do elevador do caítulo 6, o sensor óptico utilizado será o rotativo para controle da velocidade do inversor de frequência.

5.2.5.2 Sensor de presença da porta da cabina

Os sensores de presença têm como objetivo detectar a presença de pessoas e objetos que possam vir a obstruir o fechamento das portas da cabina. São sensores infravermelhos ativos (como o enconder) do tipo de sistema por barreira, onde o elemento transmissor de irradiação infravermelha é alinhado frontalmente a um receptor infravermelho, a uma distância pré- determinada para cada tipo de sensor. Se ocorrer alguma interrupção desta irradiação, ocorrerá um chaveamento eletrônico, pois não haverá sinal recebido pelo receptor.

5.2.5.3 Sensores mecânicos (Chaves de fim de curso)

Os sensores mecâncios monitoram movimentos, posições ou presença usando recursos mecânicos como, por exemplo, chaves (switches) que emitem um sinal elétrico (ou pneumático) quando há um contato físico entre o objeto a ser detectado e o mecanismo de detecção. Possui uma construção simples e robusta com funções de contato normalmente aberto, normalmente fechado ou reversivo. Nessa categoria, inclui-se os micro-switches e chaves de fim-de-curso [13].

É possível usar esses sensores de diversas formas: para detectar a abertura ou fechamento de uma porta, a presença de um objeto em um determinado local, ou ainda quando uma parte mecânica de uma máquina está numa certa posição. Uma variação desse tipo de sensor é o sensor de “fim-de-curso” que, conforme o nome indica, detecta quando uma parte mecânica de um dispositivo atinge seu deslocamento máximo.

Sensores mecânicos podem ainda ser utilizados para posicionamento da cabina do elevador e para a confirmação do fechamento ou abertura de portas. Especificamente confirmam o fechamento das portas dos andares e da cabina e a abertura da porta da cabina.

5.2.5.4 Sensores magnéticos

Os sensores magnéticos possuem o mesmo príncipio de funcionamento que os mecânicos, no entanto, captam a variação do campo magnético pela proximidade de um imã. Funciona como uma chave que quando o sensor magnético fica próximo de um imã, a variação do campo

magnético gera um sinal que muda seu estado de fechado para aberto ou vice versa. É o mais utilizado atualmente para o posicionamento dos elevadores, pelo seu baixo custo, durabilidade, robustez e precisão.

Os sensores magnéticos são muito utilizados no posicionamento do cabina do elevador. Os sensores ficam posicionados no teto do carro e imãs são posicionados na guia do elevador em distancias pré-estabelecidas no projeto construtivo do elevador. Numa configuração básica, para operação normal, são utilizados três sensores magnéticos, um para cada uma das seguintes aplicações: confirmar a posição na zona de destravamento, confirmar a posição de início de desaceleração de subida e confirmar a posição de início de desaceleração de descida.