Aterramento Elétrico.

O que é e qual seu objetivo?

O aterramento elétrico é, basicamente uma das formas mais segura de interferirmos na eletricidade de maneira a proteger e garantir um bom funcionamento da instalação elétrica, além, é claro, de atender exigências de normas de segurança.

Segundo a ABNT, aterrar significa colocar instalações e equipamentos no mesmo potencial de modo que a diferença de potencial entre a terra e o equipamento seja zero. Isso é feito para que, ao operar máquinas e equipamentos elétricos ao realizar uma manutenção, o operador ou o profissional da área elétrica não receba descargas elétricas do equipamento que ele está manuseando, seja por corrente de falta (fuga para massa) ou por descarga eletrostática.

O que é Aterramento Elétrico?

Aterrar um dispositivo ou equipamento está relacionado a interliga-lo com a terra propriamente dita ou a uma grande massa que possa a substituir. Então quando nos referenciamos a um dispositivo aterrado estamos afirmando que pelo menos um de seus terminais estão propositalmente ligados a terra.

Na maioria das vezes, um equipamento não necessita possuir aterramento elétrico para funcionar (Infelizmente), no entanto, quando nos referimos a um nível de tensão ou de um sistema de comunicação a referencia é na maioria das vezes um potencial “zero”que tradicionalmente é a terra e a falha/falta desta referência causará o mau funcionamento do equipamento ou a perda de comunicação.

Imagine então que um objeto sobre a terra está em seu potencial, ou seja, “Está Aterrado Eletricamente“.

Aterramento Elétrico: Qual o objetivo?

Podemos pontuar o objetivo do aterramento em três:

Proteção da integridade física do homem;

Facilitar o funcionamento de dispositivos de proteção;

Descarregar cargas eletrostáticas de carcaças de objetos e equipamentos;

Aterramento Elétrico: Proteção da integridade física.

É sabido que o principal objetivo do aterramento elétrico é garantir a integridade física do homem seja na utilização da eletricidade de forma doméstica quanto no uso profissional. A segurança com instalações elétricas é abordado de diversas formas através da NBR 5410 ou mesmo na Norma Regulamentadora NR10 (Conheça mais sobre os assuntos da NR10 Aqui!) que postamos aqui na Sala da Elétrica Anteriormente.

O fato é que um equipamento que não esteja aterrado não consegue se “desfazer” da corrente de fuga e quando um indivíduo entra em contato sofre toda a descarga elétrica da estrutura, já com o aterramento elétrico, toda a corrente de fuga é direcionada a terra através dos condutores.

Não podemos esquecer também que toda a instalação elétrica deve estar prevendo este sistema de proteção, inclusive as emendas devem ser sempre muito bem feitas, veja nosso post de emendas: Derivação e Prolongamento.

Facilitar o funcionamento de dispositivos de proteção.

Pense bem! Como funciona os dispositivos de proteção (disjuntores, fusíveis, etc…)? seja por corrente de curto circuito ou sobrecarga eles sempre irão depender do aumento da corrente, logo, se não houver aterramento não existe “vazão”da corrente elétrica, por exemplo: uma geladeira cujo motor está com fuga de corrente e não possui aterramento, a corrente excedente somente será descarregada da carcaça quando um indivíduo estabelecer um contato entre esta e a terra.

Porém, quando existe o aterramento a corrente elétrica é direcionada a terra e temos o aumento excessivo da corrente causando o acionamento do dispositivo de proteção (seja um fusível. disjuntor,etc…), o seja, facilitando seu funcionamento.

Descargas de cargas eletrostáticas.

Como sabemos, cargas eletrostáticas são geradas a todo momento seja através do atrito, do caminhar de uma pessoa ou até mesmo reações químicas, porém, nem sempre são notadas, mas este fenômeno pode ser prejudicial ao desempenho de equipamentos eletrônicos e até mesmo para a sua segurança.

Como Assim? Imagina um caminhão de combustível ao realizar a descarga de gasolina em Posto, se este não possuir um aterramento neste momento corre um sério risco de explosão pois durante a viagem ficou exposto ao atrito com o vento/ar e seus pneus o isolam da terra.

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Implementação da Indústria 4.0 em sua Fábrica.

Sabemos que o termo Indústria 4.0 vem sendo muito utilizado nos últimos anos, sabemos também que isto não é só um conceito é uma realidade que prevê equipamentos e sensores operando por toda a fábrica, gerando dados a serem analisados e ajudando para que as tomadas de decisões sejam feitas de forma mais rápida, prática e eficaz.

A cada dia surgem novas ferramentas analíticas a serem integradas com os dados de produção (Nuvem ou Local) que podem ser acessadas pelo seu smartphone e até mesmo pelo seu smart watch, isto é o que chamamos de revolução tecnológica, ter todos os dados a um clique.

Por trás disso, que parece tão simples e revolucionário está o IoT industrial e o Big Data.

Há 5 passos para que você possa fazer a sua implementação de forma rápida e segura:

Passo 1: Implementar conectividade através da automação de suas máquinas.

A atualização das suas máquinas antigas por máquinas novas que já possuam conectividade é uma das principais soluções para a conectividade, porém sabemos que no mundo real esta atualização vem em conjunto com altos custos de instalação e torna a solução inviável em alta escala.

Um dispositivo IoT para instalação em suas máquinas sem conectividade, que realiza a coleta de dados e transforma o que a máquina antiga produz em dados que podem ser acessados em tempo real. Este produto chegou ao mercado com valores bem acessíveis, fazendo os olhos brilharem e fazerem a implementação de melhorias se tornar possível em escala.

Passo 2: Conecte Equipamentos, adquira dados e visualize seus processos.

Depois de conectar as suas máquinas antigas, é necessário realizar a aquisição de dados da sua linha de produção, e enviá-los a próxima camada de ação, para integra-los com o seu sistema MES ou ERP.

Nesta etapa, os computadores industriais são muito importantes pois assumem papéis importantes em diferentes cenários:

Gateway: O computador deve concentrar a informação de diferentes máquinas para envio aos sistemas de gerenciamento, pois o envio direto destas informações pode cria problemas de segurança. Desta forma, o gateway pode receber informações de diferentes protocolos (Modbus, Ethernet IP, Profinet) e convertê-los em um protocolo comum para o sistema de gerenciamento como o OPC-UA ou MQTT.

Concentrador de dados: Os computadores podem trabalhar com diversos softwares diferentes que auxiliem em tomada de decisão dentro da área industrial que não são necessárias ao nível gerencial, desta forma os computadores são comumente usados em softwares SCADA, OEE e Thin Manager por exemplo.

Soluções de computação industrial, e com a tecnologia iDoor permite customização dos produtos para atender diversas necessidades, principalmente entre os protocolos de comunicação de equipamentos antigos com os mais novos através de seus computares modulares.

Se você é responsável por implementar as tecnologias da Indústria 4.0 em sua empresa, lembre-se sempre que este computador será o coração da sua empresa, pois ele irá centralizar todas as informações coletadas em sua linha de produção para tomadas de decisão locais, comunicação com a nuvem e outros níveis da organização.

Passo 3: Faça a otimização de sua produção e de seu controle de qualidade

Através do OEE (Overall Equipment Effectiveness), isto é, um indicador utilizado para medir a eficiência de uma linha de produção é possível analisar e entender como está a sua produção atual, nível de perda, parada de máquinas, motivo destas paradas, capacidade produtiva de diferentes turnos e até mesmo o questionamento básico, você sabe realmente o quanto está produzindo?

Essas e tantas outras perguntas são facilmente respondidas com os dados coletados, ajudando você a tomar decisões mais assertivas para fazer a otimização de sua produção e uma melhoria no controle de qualidade das peças produzidas.

Com a disponibilidade para visualização dos dados em qualquer lugar, hora do dia e em qualquer dispositivo, é possível aumentar sua capacidade produtiva, reduzir seus custos operacionais e melhorar sua performance produtiva fazendo muito mais por muito menos.

Dica: a visualização dos processos produtivos permite uma tomada de decisões mais assertiva, as empresas costumam aumentar a produtividade e ganhos em aproximadamente 15% com a implementação dessas ações.

Passo 4: Análise do Big Data e Manutenção preditiva

Nesta etapa você já terá acessado muitas informações, algumas com certeza ajudaram a mudar o seu olhar sobre a sua produção e outras talvez fizeram você mudar os seus processos internos, mas para que você tenha total suporte com relação a estes dados, você precisará ter plataformas confiáveis e de fácil integração para que você não tenha problemas na visualização dos seus dados ou até mesmo perca alguma informação crucial para o seu negócio.

O software WisePaaS/RMM  permite o gerenciamento e monitoramento da sua linha de produção através do gerenciamento de alarmes de manutenção dos computadores do seu parque industrial, antecipando-se aos problemas e fazendo com que a manutenção preditiva tome o lugar da manutenção preventiva.

Mais uma vez você estará à frente de outras indústrias, pois diminuirá o tempo de parada em suas máquinas e fará paradas sempre de forma programada. Assim, os problemas que você tinha no passado não irão tirar suas noites de sono e você conseguirá monitorá-los antes mesmo que eles aconteçam. 

Passo 5: Revolução do modelo de negócios

Por fim, você terá transformado a maneira de fazer seus negócios. Terá as informações na palma da sua mão a qualquer hora do dia, se antecipará aos problemas e conseguirá aumentar a sua capacidade produtiva e lucros.

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O que é CLP: Tudo sobre a Programação Ladder.

Quando se trata de automação, certamente um dos primeiros dispositivos que vem à sua mente é o CLP.

Este dispositivo tem sido um dos assuntos mais pedidos em nosso canal Sala da Elétrica. Certamente você já ouviu falar sobre este dispositivo ou até mesmo já trabalhou com ele, mas fique tranquilo, o CLP não é um bicho de 7 cabeças.

Mas o que é o CLP? Porque ele é tão falado entre os eletricistas? Qualquer pessoa pode aprender sobre este assunto?

Sim, este assunto exige um pouco de dedicação e estudo, mas nada que o impeça de aprender sobre ele e aprimorar seus conhecimentos para seus estudos, seus trabalhos ou até mesmo para conseguir a sua promoção no trabalho. Neste artigo vou falar sobre o CLP, vou abordar as principais características sobre este componente.

O que é CLP?

No início dos anos 1970, com a indústria automobilística em alta, surgiram problemas relacionados à produção.

Estes problemas eram relacionados a como fazer carros do mesmo modelo, porém com cores diferentes, ou até mesmo em uma mesma linha com produzir diferentes modelos de veículos.

Este tipo de problema gerava a necessidade de reformulação dos painéis e comandos, e consequentemente gerava um grande trabalho e custo.

Devido a inflexibilidade e complexibilidade dos painéis, foi necessário buscar por novas opções, inovações que facilitassem esse trabalho e tornasse hábil a produção dos automóveis.

Então, uma empresa norte americana desenvolveu um dispositivo de computação que atendia às especificações da indústria automotiva, ou seja, foi criado então o CLP.

Mas como sabemos, o CLP não era uma necessidade somente da indústria automotiva, este dispositivo virou uma necessidade industrial.

O CLP nada mais é do que um Controlador Lógico Programável ou, também conhecido como PLC (Programmable Logic Controller).

Segundo a ABNT, CLP é um equipamento eletrônico digital com hardware e software compatíveis com as aplicações industriais.

Para a NEMA (National Electrical Manufacturs Association) o CLP é um aparelho eletrônico digital que utiliza memória programável para armazenar internamente instruções e para implementação de funções específicas, tais como lógica, sequenciamento, temporização contagem aritmética, entre outros.

Estas funções são feitas por meio de módulos de entradas, saídas e um módulo programável.

As partes mais importantes do CLP

Antigamente os CLPs só tinham as entradas e saídas discretas, e isso limitava o controle, fazendo com que fosse possível apenas o controle parcial dos sistemas.

Por esta razão, com o passar dos anos houve a necessidade de melhoria deste dispositivo, então foram criados os módulos de entrada e saída analógica, e desta forma foi possível controlar melhor os processos.

O CLP tem basicamente 3 partes que devem ser consideradas, sendo elas: Entradas, saídas e o dispositivo de programação.

Entradas do CLP

Podemos falar que as entradas do CLP representam a parte sensitiva do CLP, pois são elas que recebem os sinais de entrada do sistema, temos basicamente dois tipos de sinal de entrada, os sinais analógicos e digitais.

As entradas analógicas permitem a medição de sinais analógicos como tensão e corrente.

Este tipode de entrada permite com que o CLP seja sensitível ao processo produtivo, um exemplo é a variação de corrente e/ou tensão que represente um determinado status, por exemplo, a variação de temperatura vinda de um termopar, ou a variação de prssão proveniente de um pressostato, estes dispositivos representam estas variações através da variação de tensão e/ou corrente

As entradas digitais são aquelas que representam somente duas variáveis em seu funcionamento, são aqueles que demonstram apenas dois estados, por exemplo, uma botoeira só pode estar acionada ou não, ou estar ligado ou não, é 0 ou 1, este é um sinal digital.

Outros exemplos de sinal digital são chaves fim de curso, um contato, que pode estar aberto ou fechado.

Saídas do CLP

As saídas do CLP são os receptores de ordem, é a interface com os atuadores, são para as saídas que a CPU envia a informação resultante do processamento do programa executado. O cartão de saídas será responsável por acionar as cargas de acordo com o que foi determinado no programa do CLP.

São considerados componentes de saída os contatores, solenoides, são os componentes que necessitam ter as bobinas acionadas para realizar determinada ação. Assim como as entradas, as saídas também podem ser analógicas ou digitais.

As saídas analógica funcionam de maneira a disponibilizar um sinal variável para um determinado controle ou acionamento, por exemplo, supondo que queira controlar a velocidade de um motor elétrico através do CLP, você precisará de um inversor de frequência certo?

Mas para que o inversor seja sensível a variação desejada, você precisa que este sinal variável venha, neste nosso exemplo, do CLP, é exatamente neste momento que entra a necessidade da saída analógica, você poderá programar o CLP para variar o sinal de saída de maneira a controlar a velocidade desejada no motor através do inversor de frequência.

As saídas digitais, podem ser de dois tipos: a relé ou a transistor, estas, sempre trabalharão de maneira binária, ou seja, com dois únicos estados ógicos (ligado ou desligado), logo, você somente conseguirá realizar o “comando” de ligado ou desligado, acionando por exemplo uma bobina de um relé ou um sinaleiro.

Dispositivo de Programação

Dentro do módulo de programação existem algumas partes como CPU, processador e  dispositivo de programação que fazem com que o CLP funcione, é o computador do CLP, a CPU é a unidade central de processamento, é o cérebro do CLP.

Tem a função de ler os valores lógicos presentes nas entradas, executar as instruções do programa e transferir para as saídas as ordens provenientes dessas instruções, é formada basicamente por duas partes fundamentais: os processadores e as memórias.

O processador tem como função principal a execução do programa realizado pelo usuário.

Entretanto possui também outras tarefas como o gerenciamento da comunicação e execução dos programas de auto-diagnósticos.

Para poder realizar todas estas tarefas, o processador necessita de um programa escrito, denominado sistema operacional, como um computador, e também precisa do programa determinado pelo usuário.

Existem atualmente CLP’s que utilizam mais de um processador, conseguindo assim, dividir tarefas e com isso ganhar maior velocidade de processamento e facilidade de programação.

O dispositivo de programação é o dispositivo através do qual o programa é inserido na memória do processador, eles são bastante utilizados para programação e manutenção de CLP’s em campo.

Qual a diferença entre o CLP e Comandos Elétricos

Os conceitos de comandos elétricos é a base para você compreender como funciona o CLP. Na verdade, a lógica é a mesma, porém a leitura muda um pouco, por exemplo, a lógica ladder (linguagem CLP) nem sempre o contato fechado é realmente fechado, e nem o contato aberto é realmente fechado.

Na lógica de comandos e ladder o contato aberto é representado da seguinte forma:

E o contato fechado nas duas lógicas é representado da seguinte maneira:

E certamente as bobinas tem uma forma de representação também:

Em ladder o sentido de leitura é na horizontal de cima para baixo e na lógica de comandos o sentido de leitura é na vertical de cima para baixo, veja a imagem de comparação:

Esta dica de segurança você precisa entender [OBRIGATÓRIO]

Porém quando se trata de segurança existem algumas exigências e uma dela é que sempre que houver um dispositivo de segurança, com um botão de emergência, ele deve ser representado por um contato fechado no comando.

No CLP funciona da seguinte forma, este botão de emergência estará no cartão de entradas do CLP, e como o S0 é um botão NF, quando o CLP for acionado o contato I0.1 do CLP já vai ficar acionado.

Ou seja, o contato I0.1 do CLP vai receber constantemente uma alimentação em sua entrada como no exemplo:

Então o contato I0.1 do CLP vai entender que esta entrada está ativa, isso faz com que o comportamento na programação seja um pouco diferente do que o esperado.

Então, na lógica ladder se for inserido um contato NF na entrada, o contato laddder or NF e permanecer energizado, então o contato ladder I0.1 vai ficar constantemente aberto, impedindo assim o funcionamento do restante do circuito certo?

Então, para driblar esse comportamento, dentro da lógica ladder, quando se trata de circuitos de segurança, o contato que representa o botão S0 na lógica ladder, neste exemplo é o I0.1, deve ser NA.

Desta forma, quando o botão S0 NF estiver ligado a entrada, o contato I0.1, na linguagem ladder um contato NA, vai permanecer alimentado constantemente e então ficará fechado.

E quando o botão S0, for realmente acionado (NA), o contato I0.1 vai deixar de ser alimentado e então voltará ao seu estado inicial NA.

Lógica comandos contato S0 NF, lógica ladder contato I0.1 fechado (ERRADO)

Lógica comandos contato S0 NF, lógica ladder contato I0.1 aberto (CORRETO)

Por esta razão utilizamos este recurso.

Conexões CLP

Para que o CLP funcione corretamente é necessário fazer a ligação entre as entradas, CLP e saídas.

No cartão de entrada vamos conectar os componentes responsáveis pelos status externos, por exemplo um contato fechado do relé térmico (95 e 96), contato fechado de um botão (S0) (1 e 2) e o contato aberto de um outro botão (S1) (3 e 4). Então vamos conectar os dispositivos de saída, lembrando que raras vezes será possível colocar um contator direto na saída do CLP, por isso, utilizamos um relé de interface para realizar esta conexão.

Então deve-se conectar o CLP ao notebook e então desenvolver a programação. Após desenvolver a programação e carregá-la no CLP então sugiro que sempre seja testado o circuito desenvolvido.

Conclusão

O CLP (controlador lógico programável) foi, sem sombra de dúvidas, uma das criações mais úteis para as indústrias.

Este dispositivo auxilia na produção das grandes empresas como na Schneider por exemplo onde eles utilizam o CLP em sua linha de produção de interruptores.

Existem algumas particularidades no CLP, na linguagem ladder, mas pode-se dizer que os conceitos de Comandos elétricos são essenciais para o bom entendimento da lógica e programação CLP.

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Novos Inversores De Frequência Mitsubishi Electric Oferecem Conectividade Ethernet.

A Mitsubishi Electric anuncia o lançamento de versões com conexão Ethernet de seus inversores de frequência das séries FR-A800 e FR-F800. Segundo a empresa, esses modelos são indicados para a automação industrial nos setores automotivo e de processamento de alimentos, além de plantas de tratamento de água.

Inversores de frequência FR-A800-E e FR-F800-E

Os novos inversores de frequência FR-A800-E e FR-F800-E fornecem conectividade Ethernet como recurso padrão, permitindo que as unidades sejam conectadas diretamente aos sistemas de gerenciamento de informações e equipamentos de automação.

Eles podem ser utilizados ​​em aplicações de controle de processo, sistemas de controle de bombas múltiplas e em redes que exigem monitoramento contínuo, como a medição do consumo de energia.

Além disso, os novos inversores podem ser conectados a uma rede MES, oferecendo a capacidade de trocar dados em qualquer direção. Juntos, podem atuar como uma “equipe” de inversores interconectada, sem a necessidade de um controlador separado, simplesmente entrando com a programação do CLP diretamente nos inversores.

Dessa forma, eles podem operar simultaneamente dentro de um ambiente Ethernet e praticamente qualquer outra rede de automação, formando um gateway entre os outros equipamentos de automação de uma planta.

“Esses dois novos inversores, que também suportam os protocolos CC-Link IE Field e Modbus/TCP Ethernet, podem otimizar demasiadamente a conectividade de uma planta”, afirma Renato Bedendi, engenheiro da Mitsubishi Electric

“Os inversores podem identificar rápida e automaticamente todos os drives em uma rede utilizando o software de programação padrão. Isso pode ser feito remotamente, reduzindo a necessidade de visitas ao local para o comissionamento”, finaliza Bedendi.

Sobre a Mitsubishi Electric do Brasil

Atuando no país desde 1975 como subsidiária e desde 2012 como escritório de vendas, a Mitsubishi Electric do Brasil é uma companhia sustentável, comprometida com a criação de sociedades mais prósperas, por meio de suas tecnologias e serviços, que englobam produtos de automação industrial, sistemas de ar condicionado, autopeças, elevadores, sistemas visuais, sistemas de transporte, entre outras soluções.

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