UNIVERSIDADE ANHANGUERA EDUCACIONAL CURSO DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO
ALBERTO RODRIGUES DE FREITAS FREITAS EDUARDO MAGALHÃES RANGEL JOÃO PAULO SIQUEIRA DE SOUZA MAURO LUCIO VIEIRA DE SOUSA TARCISO SANTOS DOS SANTOS
SISTEMA DE ESTANTE COM PRATELEIRAS AUTOMATIZADAS
Osasco 2014
ALBERTO RODRIGUES DE FREITAS FREITAS EDUARDO MAGALHÃES RANGEL JOÃO PAULO SIQUEIRA DE SOUZA MAURO LUCIO VIEIRA DE SOUSA TARCISO SANTOS DOS SANTOS
SISTEMA DE ESTANTE COM PRATELEIRAS AUTOMATIZADAS Trabalho de conclusão de curso de graduação apresentado à Universidade Anhanguera Educacional, como requisito parcial para obtenção do grau de Bacharel em Engenharia de Controle e Automação.
_____________________________ _________________________________ ____ Prof.Msc. João Roberto do Carmo Universidade Anhanguera
_____________________________ _________________________________ ____ Prof.Msc. Wendell Mendes Luongo Universidade Anhanguera Unidade de Osasco
_____________________________ _________________________________ ____ Prof.Msc. José Benedito Pinto Universidade Anhanguera Unidade de Osasco
Osasco 2014
ALBERTO RODRIGUES DE FREITAS FREITAS EDUARDO MAGALHÃES RANGEL JOÃO PAULO SIQUEIRA DE SOUZA MAURO LUCIO VIEIRA DE SOUSA TARCISO SANTOS DOS SANTOS
SISTEMA DE ESTANTE COM PRATELEIRAS AUTOMATIZADAS Trabalho de conclusão de curso de graduação apresentado à Universidade Anhanguera Educacional, como requisito parcial para obtenção do grau de Bacharel em Engenharia de Controle e Automação.
_____________________________ _________________________________ ____ Prof.Msc. João Roberto do Carmo Universidade Anhanguera
_____________________________ _________________________________ ____ Prof.Msc. Wendell Mendes Luongo Universidade Anhanguera Unidade de Osasco
_____________________________ _________________________________ ____ Prof.Msc. José Benedito Pinto Universidade Anhanguera Unidade de Osasco
Osasco 2014
Dedicatória: Ao nosso colega Carmo Junior, que por motivos de saúde não pode concluir o curso conosco, mas sempre fará parte desse grupo.
AGRADECIMENTOS Primeiramente agradecemos a Deus, pois ele permitiu que tudo isso ocorresse, ao longo de nossas vidas, e não apenas nestes anos como universitários, mas que em todos os momentos é o que maior mestre que alguém pode conhecer. Agradecemos também à esta universidade, todo o corpo docente, administração e direção. Ao professor João Roberto do Carmo pelo apoio, confiança e orientação desde o inicio do desenvolvimento. Nosso agradecimento especial aos pais, namoradas, esposas, companheiros de trabalho e irmãos de amizade que fizeram parte da nossa formação e que continuaram presentes em nossas vidas.
RESUMO Este trabalho aborda o desenvolvimento de um protótipo funcional de um sistema de estante com prateleiras automatizadas possibilitando o fácil acesso de pessoas com pouca mobilidade a objetos em localizados prateleiras altas. A preocupação deste projeto é apresentar ao publico e colegas interessados, introduzindo a conceituação teórica de sistemas automatizados de armazenamento e descarregamento (Automated Storage and Retrieval System - AS/RS), em uma aplicação de baixa escala. O embasamento teórico e técnico desenvolvido pela instituição permitiu o esclarecimento da pesquisa, estruturando a técnica para desenvolvimento do sistema funcional para ser apresentado a comunidade. Identificamos as necessidades específicas que determinaram as dimensões ideais para o projeto, visando futuras melhorias no projeto para implementação ao mercado comercial. Concluiu-se, também que o modelo de armazenagem adaptado e implementado no sistema de estante com prateleiras automatizadas, apesar de ser totalmente diferente dos modelos encontrados em livros e na prática industrial, foi bem aceito sob vários aspectos nas pesquisas realizadas.
Palavras-chave: Sistemas Automatizados De Armazenamento;
ABSTRACT This work addresses the development of a functional prototype of an automated system bookcase with shelves allowing easy access for people with reduced mobility to objects located on high shelves. The concern of this project is to present to the public and interested colleagues, introducing the theoretical concept of automated storage and offloading systems (Automated Storage and Retrieval System - AS / RS) in a small-scale application. The theoretical and technical foundation developed by the institution allowed the clarification of research, structuring technique for development of system functional community to be presented. We identify the specific needs that determined the ideal size for the project, for future improvement in the project to implement the commercial market. It follows also that the model adapted and implemented in the bookcase with shelves automated storage system, despite being totally different from the models found in books and in industrial practice, was well accepted in many aspects in studies.
Key words: Automated Systems Storage;
LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Projeto Mecânico ........................................................................................ 11 Figura 2: Projeto Elétrico ........................................................................................... 12 Figura 3: Inicio da Montagem da Estrutura. .............................................................. 13 Figura 4: Parte Frontal Parcial................................................................................... 14 Figura 6: Estrutura da Prateleira Finalizada. ............................................................. 15 Figura 7: Inicio da Instalação da Parte Elétrica. ........................................................ 16 Figura 8: Instalação dos Motores DC. ....................................................................... 17 Figura 10: Instalação do Motor de Indução com Eixo de Rosca Sem Fim. ............... 18 Figura 11: Instalação dos Sensores Magnéticos....................................................... 19 Figura 12: Instalação dos Sensores Fim de Curso. ............................... ................... 19 Figura 13: Painel Elétrico com Todos Componentes de Proteção e Controle do Equipamento. ............................................................................................................ 20 Figura 14: Vista Traseira da Estante com Acabamentos. ......................................... 21 Figura 15: Protótipo Finalizado. ................................................................................. 22 Figura 16: Protótipo Na Apresentação CenterBan .................................................... 22 Figura 17: Entradas de Sinal do Controlador Lógico Programável (CLP) ................. 24 Figura 18: Saídas de Sinal do Controlador Lógico Programável (CLP) .................... 25 Figura 19: Saídas de Sinal do Modulo de Expansão 1 ............................. ................ 26 Figura 20: Saídas de Sinal do Modulo de Expansão 2 ............................. ................ 27 Figura 21: Lógica de Programação Rung 0. .............................................................. 28 Figura 22: Lógica de Programação Rung 1. .............................................................. 28 Figura 23: Lógica de Programação Rung 2. .............................................................. 29 Figura 24: Lógica de Programação Rung 3. .............................................................. 29 Figura 25: Lógica de Programação Rung 4. .............................................................. 30 Figura 26: Lógica de Programação Rung 5. .............................................................. 30 Figura 27: Lógica de Programação Rung 6. .............................................................. 31 Figura 28: Lógica de Programação Rung 7. .............................................................. 31 Figura 29: Lógica de Programação Rung 8. .............................................................. 32 Figura 30: Lógica de Programação Rung 9. .............................................................. 32 Figura 31: Lógica de Programação Rung 10. ............................................................ 33
Figura 32: Lógica de Programação Rung 0 (rotina de devolução). ........................... 33 Figura 32: Lógica de Programação Rung 1 (rotina de devolução). ........................... 34 Figura 33: Lógica de Programação Rung 2 (rotina de devolução). ........................... 34 Figura 34: Lógica de Programação Rung 3 (rotina de devolução). ........................... 35 Figura 35: Lógica de Programação Rung 4 (rotina de devolução). ........................... 35 Figura 36: Lógica de Programação Rung 5 (rotina de devolução). ........................... 36 Figura 37: Lógica de Programação Rung 6 (rotina de devolução). ........................... 36 Figura 38: Lógica de Programação Rung 7 (rotina de devolução). ........................... 37 Figura 39: Lógica de Programação Rung 8 (rotina de devolução). ........................... 37 Figura 40: Lógica de Programação Rung 9 (rotina de devolução). ........................... 38 Figura 41: Lógica de Programação Rung 10 (rotina de devolução). ......................... 38 Figura 42: Lógica de Programação Rung 11 (rotina de devolução). ......................... 39
LISTA DE TABELAS
Tabela 1: Materiais Utilizados ................................................................................... 10
SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ......................................................................................................... 1 2 JUSTIFICATIVA ....................................................................................................... 3 3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA .................................................................................... 4 3.1 DEFINIÇÃO DE ADULTOS IDOSOS ......................................................... 7 3.2 DEFINIÇÃO DE PESSOAS COM BAIXA ESTATURA ............................... 8 3.3 DEFINIÇÃO DE PESSOAS DEFICIENTES/PARAPLEGIA........................ 9
4 DESENVOLVIMENTO ........................................................................................... 10 4.1 MÁTERIAIS UTILIZADOS ........................................................................ 10 4.2 PROJETO MECÂNICO ............................................................................. 11 4.3 PROJETO ELÉTRICO .............................................................................. 12 4.4 MONTAGEM DO PROTÓTIPO FUNCIONAL ..................................... ..... 13 4.5 PROGRAMAÇÃO DO PROTÓTIPO......................................................... 23 4.5.1 LISTA DE ENTRADAS E SAÍDAS (I/Os) .................................... 24 4.5.2 LADDER ...................................................................................... 28
5 CONCLUSÃO ........................................................................................................ 40 6 REFERÊNCIAS ...................................................................................................... 42
1
1 INTRODUÇÃO Bastante difundida nos diversos ramos industriais, a automação alcançou as edificações corporativas. A cada dia, novos componentes que agregam tecnologias a ela relacionadas são aplicados às instalações residenciais e prediais. A aplicação da automação residencial tem demonstrado que é possível proporcionar ou ampliar benefícios em fatores como: gerenciamento técnico, conforto, economia, prevenção de acidentes e falhas de equipamentos, e também segurança aos usuários. Em geral, os projetos das residências convencionais não satisfazem por completo aos anseios dos moradores, o que se constitui num contra- senso, pois a habitação, por atender às necessidades básicas do ser humano como as de proteção, segurança e bem estar, é considerada como um dos bens de consumo de maior importância para a maioria das famílias. A moradia, o abrigo, o lar, deve ser prazeroso, eficiente, dignificante e, por ser um bem de grande vida útil, flexível às transformações sociais e tecnológicas. O presente projeto tem como objetivo elaborar uma estante automatizada, que deve facilitar o acesso as prateleiras que ficam em local de difícil acesso para cadeirantes ou pessoas com pouco mobilidade. A realização deste projeto exige bastante trabalho em equipe, fixação de conhecimento básicos da engenharia de automação,
capacidade de avaliação
técnica e econômica. Nesse projeto será colocado em prática os ensinamentos transmitidos e exigidos no currículo de um engenheiro, utilizando conceito de diversas disciplinas sendo as principais para o desenvolvimento do protótipo funcional, elétrica que disponibiliza os motores, seus acionamentos, eletrônica indispensável para o controle e automação das malhas do processo, visando a preparação para situações da vida profissional aonde precisaremos criar soluções de acordo com cada necessidade.
2
O projeto consiste um sistema padrão de armazenagem automatizada para prateleiras que integra o produto a estante. Na parte traseira da estante é formada pela área aonde ocorre a manipulação das prateleiras, formada por um eixo de rosca sem fim que movimenta o transelevador, guias para armazenamento, onde o transelevador deposita as prateleiras. Os transportadores levam a prateleira até o usuário que fica posicionado na parte frontal da estante, uma vez finalizado seu trabalho, o usuário através do painel de controle da comando para que o transelevador posicione a prateleira na estante. Todo o sistema é dirigido por um logica de movimentação, controlada por PLC (Controlador Lógico Programável), onde o usuário tem acesso apenas ao painel de controle selecionando a prateleira desejada.
3
2 JUSTIFICATIVA Este projeto tem como foco ajudar na acessibilidade de pessoas com algum tipo de dificuldade em acessar prateleiras altas. Evitando possíveis acidentes, tornando pessoas com pouca mobilidade mais independentes, com a praticidade e eficiência de um sistema simples e de grande utilidade, elevando a autoestima dos usuários por torna-los de certa forma independentes, partindo do principio básico de transportar algo de um local inacessível para um local acessível a qualquer usuário do sistema. As máquinas industrias de armazenamento e descarregamento (Storage and Retrieval - S/R) automáticas estão integradas num sistema automatizado de armazenamento e descarregamento (Automated Storage and Retrieval System AS/RS), onde trabalham com caminhos fixos em vetores definidos entre as estantes de armazenamento. Uma operação típica de um AS/RS pode ser descrita de seguinte maneira: A máquina vai buscar a carga ao local de input/output (I/O), de seguida ela é transportada e depositada numa posição vazia e finalmente a máquina volta vazia para o local de I/O. Esta operação é designada como operação de comando simples. O comando simples só consegue efetuar uma operação por cada visita ao local de I/O, ou seja, armazenar ou retirar uma unidade de carga.
4
3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA A automação é um conceito e um conjunto de técnicas por meio das quais se constroem sistemas ativos capazes de atuar com eficiência ótima pelo uso de informações recebidas do meio sobre o qual atuam. (ESP, 2007). Assim, a automação, tão presente nos processos industriais, está presente também nas atividades humanas, as mudanças no perfil demográfico nas últimas décadas, destacando-se o aumento da expectativa de vida, a redução do número de filhos, o crescimento do número de famílias não convencionais, assim como o crescimento da violência nas cidades, principalmente nos grandes centros, fato este agravado pelo fenômeno mundial da urbanização, concorrem significativamente para a promoção do isolamento das pessoas em suas residências. Esses fatores refletem-se diretamente nas novas necessidades das moradias das famílias, com grande consideração na concepção dos novos projetos habitacionais. (ESP, 2007). Novos requisitos tem surgido nos novos conceitos de habitações, também devido ao aumento da faixa etária da população, uma vez que as pessoas idosas são acometidas por enfermidades, típicas da idade avançada, que limitam suas atividades. A automação residencial apresenta valiosos recursos tecnológicos que podem ser incorporados às instalações domesticas e com isso promoverem, além de conforto e segurança, a redução de barreiras que dificultam as atividades das pessoas dessa faixa cada vez mais numerosa da população. (ESP, 2007). A inclusão desses elementos promove maior independência e contribui para que o idoso possa continuar residindo em seu domicilio. Para o idoso, a condição de viver só em sua residência pode ser sua opção, e a Automação Residencial, p or !
meio de suas variadas aplicações, oferece elementos para dar suporte a essa
opção, na visão de “Viver só pode ser um estagio temporário do ciclo de vida e pode !
estar refletindo preferencias”. CAMARANO (2002, P. 7), Registra a importância do suporte da tecnologia para que os idosos superem as dificuldades da vida independente, destacando que:
5
[...] pesquisas recentes tem mostrado que a universalização da Seguridade Social, as melhorias nas condições de saúde e outros avanços tecnológicos,
tais
como
comunicação,
elevadores,
n os
meios
automóveis,
de
entre
outros, podem estar sugerindo que viver só , para !
os idosos, representa mais formas inovadoras e bem-sucedidas de envelhecimento do que de abandono, descaso e/ou solidão. DEBERT (1999, P. 42) Diversos fatores indicativos como: o aumento das vendas pela internet, os serviços de tele-entregas, os circuitos internos de TV, os canais por assinatura, os serviços remotos de vigilância apresentam-se como fatores que, com a mudança nas características econômicas e sociais, demonstram que a população adquiriu, nos últimos anos, novos hábitos de consumo, de acordo com pesquisa da Fundação Getúlio Vargas. Assim, o mercado mobiliário deve considerar a existência atual de uma classe de consumidores mais exigente, que tem procurado produtos e serviços com qualidade e diferenciação, e ainda, que as pessoas tem buscado agregar a suas moradias, elementos que lhes proporcionam o aumento do conforto e segurança. (FGV, 2004, P. 6). Inicialmente na historia dos projetos para concepção de automação residencial é demonstrado um quadro para atender à vaidade dos proprietários de
maior poder aquisitivo, ou ainda, permitindo agregar valor aos empreendimentos, mas, com o transcurso do tempo, deve-se considerar as semelhanças evolutivas dos elementos que passaram a fazer parte da rotina domestica da classe media, como os computadores pessoais, a Internet, os fornos micro ondas, freezers, telefones celular, TV por assinatura etc. Os elementos que compõem a automação residencial reduzirão seu custo e oferecerão aos arquitetos, integradores e aos diversos agentes idealizadores e executores das habitações melhor condição de tornar as habitações mais adaptadas aos anseios das famílias dessa nova sociedade. Afirma WERNECK (1999, P. 132) que:
6
Depois
de
o
publico
conhecer
uma
residência
automatizada, não haverá como retroceder, toda a cadeia de !
concepção da moradia, (a arquitetura construção etc.), evoluirá, !
e, principalmente, o ocupante do imóvel. Assim, deverão ser necessários vários profissionais que, interagindo, permitirão o real desenvolvimento das técnicas.
7
3.1 DEFINIÇÃO DE ADULTOS IDOSOS A expressão de terceira idade é um termo antrópico-social referente à população de idosos. Nesta fase, o corpo vai deteriorar-se e é, portanto, sinônimo de velhice e terceira idade. É um grupo de pessoas que é de 70 anos de idade ou mais. Hoje, o termo folhas usadas por profissionais e é mais usado os idosos prazo (em Espanha e Argentina) e idosos (na América Latina). Ele é a sétima e última etapa da vida (pré-natal, infância, adolescência , juventude, idade adulta e velhice ou idade avançada). Essa faixa etária vem crescendo na pirâmide da população ou distribuição por idade na estrutura da população, devido, principalmente, à diminuição da taxa de mortalidade, melhorando a qualidade e expectativa de vida de muitos países. As condições de vida para as pessoas da terceira idade são especialmente difíceis, como eles irão rapidamente perder oportunidades de trabalho, atividade social e capacidade de socialização, e em muitos casos são adiados e excluídos. Nos países desenvolvidos, principalmente eles desfrutar de melhores condições de vida, eles são subsidiados pelo Estado a ter acesso a pensões, garantias de saúde e outros benefícios. Há ainda países que concedem trabalho sem discriminação por idade e onde a experiência e capacidade. (EDUKAVITA, 2013).
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3.2 DEFINIÇÃO DE PESSOAS COM BAIXA ESTATURA A baixa estatura se aplica a qualquer pessoa que está significativamente abaixo da altura média para uma pessoa da mesma idade e sexo. O termo muitas vezes diz respeito a crianças ou adolescentes que estão significativamente abaixo da altura média de seus pares. A baixa estatura que não tem causa médica (baixa estatura idiopática) pode se dever a: Atraso no desenvolvimento constitucional. Crianças são pequenas para sua idade, mas estão crescendo a uma taxa normal. A puberdade muitas vezes está atrasada. Essas crianças continuam a crescer depois que a maioria de seus pares parou de crescer. Na maior parte das vezes, elas atingem na idade adulta altura semelhante à de seus pais. Seus genes. Um ou ambos os pais são baixos. Pais baixos, porém saudáveis, podem ter um filho saudável que está nos 5% mais baixos. Essas crianças são baixas, mas devem chegar à altura de um ou ambos os pais. Baixa estatura pode ser um sintoma de uma série de doenças ou problemas médicos, incluindo: Doenças ósseas ou esqueléticas, tais como raquitismo ou acondroplasia Doenças crônicas, tais como doença cardíaca congênita, doenças renais, asmaanemi falciforme, talassemia, artrite reumatoide juvenil,doença intestinal inflamatória, doença celíaca, doença de Cushing, hipotireoidismoe diabetes Condições genéticas, tais como Síndrome de Down, Síndrome de Turner, Síndrome de Williams , Síndrome de Russell-Silver e Síndrome de Noonan Deficiência de hormônio do crescimento Infecções do bebê em desenvolvimento antes do nascimento Desnutrição Crescimento insatisfatório de um bebê dentro do útero (restrição de crescimento intrauterino ) ou pequeno para a idade gestacional. (EDUKAVITA, 2013).
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3.3 DEFINIÇÃO DE PESSOAS DEFICIENTES/PARAPLEGIA A paraplegia ou paralisia é a pessoa que sofre quando a região inferior do seu corpo está paralisada por algum tipo de dano. A paralisia pode ser causada por doenças hereditárias ou adquiridas, raquimedular ou tumor. Por exemplo: "a cantora sofre de paraplegia desde que ele colidiu com seu avião", "Ter paraplegia não impedir o desenvolvimento de atividades desportivas", "o homem atingido pelo motorista bêbado foi com paraplegia". Paraplegia pode ocorrer por um trauma. Uma bala, um acidente ou uma queda de grande altura são situações que podem danificar a medula óssea, comprimindo-o ou corte. O problema na medula óssea também pode ocorrer por crescimento de um tumor comprimindo o proprietário. Pessoas que sofrem de esclerose múltipla ou Mielite Transversa podem também ser paraplégicas. Devido a este estado, pessoas enfrentando grandes problemas para rolar (geralmente têm que recorrer a uma cadeira de rodas) e pode sofrer distúrbios intestinais, incontinência e impotência. Paraplegia, por outro lado, pode gerar efeitos colaterais sobre a saúde, como pneumonia ou trombose. Isso é porque a incapacidade para rolar normalmente, que atrofia o corpo. Para minimizar a possibilidade de aparecer estes efeitos, a fisioterapia é uma boa alternativa. (EDUKAVITA, 2013).
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4 DESENVOLVIMENTO 4.1 MÁTERIAIS UTILIZADOS Tabela 1: Materiais Utilizados DESCRIÇÃO
FORNECEDO R
REF.
QTD
TIPO
ABL1REM120 50
01
PÇ
FONTE CHAVEADA 12V/5A 60W
SCHNEIDER
GV2RS
01
PÇ
SCHNEIDER
XB7ES542P
01
PÇ
XB6DA11B TWDLCDE4 0DRF TM2DRA16R T TSXCUSB48 5 AB1VV215B L RSLZVA1
06
PÇ
01
PÇ
DISJUNTOR MOTOR K32A 2PC 25A BOTAO 22MM EMERG GIRAR P/ DESTRAVAR D40 1NF VM BOTAO 22MM PLASTICO A IMPULSAO CONTROLADOR PROGRAMAVEL 40 ES C ETHERNET
02
PÇ
MODULO DE EXPANSAO DIGITAL 16 RELÉ
SCHNEIDER
01
PÇ
CABO DE PROGRAMACAO USB PARA RS485
SCHNEIDER
40
PÇ
BORNE DE CONEXÃO TRIPLO
SCHNEIDER
06
PÇ
SCHNEIDER
-
01
PÇ
XCKJ10511 XCKJ10511
12 05 05
PÇ PÇ PÇ
-
04
PÇ
-
04 01 05 06
PÇ CJ PÇ PÇ
BORNE RELÉ MOTOR DE INDUÇÃO ! CV COM GUIA DE ROSCA SEM FIM RELE COM BASE 220V MOTOR DC 24V COM REDUTOR SENSORES FIM DE CURSO 1NA + 1NF SENSOR MAGNETICO 24V COM PROTEÇÃO PLASTICA PÉS NIVELADORES COM RODIZIO ESTRUTURA EM PERFIL DE ALUMINIO ENGRENAGENS MODULO 1 CREMALHEIRO MODULO 1
Fonte: Arquivo Pessoal
SCHNEIDER SCHNEIDER SCHNEIDER
WEG SCHNEIDER SCHNEIDER METALTEX USICORP USICORP
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4.2 PROJETO MECÂNICO
Figura 1: Projeto Mecânico Fonte: Arquivo Pessoal
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4.3 PROJETO ELÉTRICO
Figura 2: Projeto Elétrico Fonte: Arquivo Pessoal
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4.4 MONTAGEM DO PROTÓTIPO FUNCIONAL A estrutura do projeto, foi utilizado perfis de alumínio na cor branca. O principal motivo da utilização do perfil de alumínio, a redução de peso, e a fácil manipulação dos perfis para montagem da estrutura, sem a necessidade de soldas, sendo a estrutura toda unificado com parafusos adequados ao perfil de alumínio utilizado.
Figura 3: Inicio da Montagem da Estrutura. Fonte: Arquivo Pessoal
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Parte frontal do projeto parcialmente montada, com rodízios para transporte instalados.
Figura 4: Parte Frontal Parcial. Fonte: Arquivo Pessoal Parte frontal e traseira sendo unidas e colocadas no prumo. Sendo esse passo fundamental para que o projeto fique robusto e confiável.
Figura 5: União das Partes Frontal e Traseira. Fonte: Arquivo Pessoal
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Estrutura finalizada, com roletes instalados, aonde as prateleiras deslizam horizontalmente, para cima do transelevador, ou para sua posição de armazenamento.
Figura 6: Estrutura da Prateleira Finalizada. Fonte: Arquivo Pessoal
16
Inicio da instalação dos componentes elétricos que incorporam o projeto, sendo todo o cabeamento acomodado em canaletas, para que o usuário não tenha acesso as partes elétricas e de comando.
Figura 7: Inicio da Instalação da Parte Elétrica. Fonte: Arquivo Pessoal
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Detalhe da posição aonde foram instalados os motores DC que fazem a movimentação horizontal das prateleiras, no eixo de cada motor, a um pinhão de 12 dentes modulo 1.
Figura 8: Instalação dos Motores DC. Fonte: Arquivo Pessoal Cada uma das prateleiras possui uma cremalheira, aonde o eixo do motor se encaixa através de um sistema pinhão/cremalheira fazendo movimentação horizontal das prateleiras.
Figura 9: Detalhe da Cremalheira Modulo 1 Utilizada em Cada Prateleira Móvel. Fonte: Arquivo Pessoal
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Suporte feito para fixação do motor de indução com eixo de rosca sem fim, responsável por fazer a movimentação vertical do transelevador por todos os níveis da estante.
Figura 10: Instalação do Motor de Indução com Eixo de Rosca Sem Fim. Fonte: Arquivo Pessoal
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Sensor magnético, que determina o nível que o transelevador deve parar, senso instalados 04 (quatro) sensores no projeto, 01 (um) para cada nível.
Figura 11: Instalação dos Sensores Magnéticos. Fonte: Arquivo Pessoal Sensor fim de curso, que determina que a prateleira chegou em sua posição de armazenamento, sendo instalados 05 (cinco) sensores no projeto, 01 (um) para cada nível, e 01 (um) no transelevador.
Figura 12: Instalação dos Sensores Fim de Curso. Fonte: Arquivo Pessoal
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Painel elétrico posicionado na parte inferior da estante, aonde tivemos a preocupação que os componentes de comando ficassem expostos para a apresentação do equipamento em pleno funcionamento.
Figura 13: Painel Elétrico Com Todos Componentes de Proteção e Controle do Equipamento. Fonte: Arquivo Pessoal
21
Projeto finalizado, apos a instalação dos acabamentos nas prateleiras.
Figura 14: Vista Traseira da Estante com Acabamentos. Fonte: Arquivo Pessoal
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Projeto finalizado, e últimos teste para a apresentação ao publico da universidade.
Figura 15: Protótipo Finalizado. Fonte: Arquivo Pessoal
Figura 16: Protótipo Na Apresentação CenterBan Fonte: Arquivo Pessoal
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4.5 PROGRAMAÇÃO DO PROTÓTIPO A programação está vinculada aos sinais de entradas e saídas digitais, que são sinais de campo disponíveis na forma digital, podemos citar esses sinais como: Entradas (Input), Saídas (Output) •
Acionamento de um Botão
•
Chaves Fim de Curso
•
Interrupção de um Feixe Infravermelho
•
Acionamento do Contato de um Relé
•
Sensores Magnético
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4.5.1 LISTA DE ENTRADAS E SAÍDAS (I/Os) Entradas de sinal no controlador logico programável:
Figura 17: Tabela de Entradas de Sinal no CLP Fonte: Arquivo Pessoal
25
Saídas de sinal no controlador logico programável:
Figura 18: Tabela de Saídas do CLP Fonte: Arquivo Pessoal
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Saídas de sinal no módulo de expansão para o controlador logico programável:
Figura 19: Tabela de Saídas do Modulo de Expansão 1 Fonte: Arquivo Pessoal
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Saídas de sinal no módulo de expansão para o controlador logico programável:
Figura 20: Tabela de Saídas Do Modulo de Expansão 2 Fonte: Arquivo Pessoal
28
4.5.2 LADDER Ao apertar o botão seleciona 1, que aciona o sentido de subida do motor de indução até o nível da primeira prateleira, desligando o motor quando alcança o sensor magnético de nível.
Figura 21: Lógica de Programação Rung 0. Fonte: Arquivo Pessoal O sensor magnético aciona um temporizador para dar o reset do borne relé.
Figura 22: Lógica de Programação Rung 1. Fonte: Arquivo Pessoal
29
O sensor magnético aciona os motores, assim a prateleira desliza para cima do transelevador, senso os motores desligados pelo fim de curso do transelevador.
Figura 23: Lógica de Programação Rung 2. Fonte: Arquivo Pessoal Após a prateleira acionar o fim de curso do transelevador, é acionado o sentido de descida.
Figura 24: Lógica de Programação Rung 3. Fonte: Arquivo Pessoal
30
Após o transelevador chegar ao nível mais baixo, ele aciona um contador, que por sua vez é responsável pelo acionamento dos motores que farão que a prateleira deslize de cima do transelevador, até a posição de home, localizada à frente do usuário .
Figura 25: Lógica de Programação Rung 4. Fonte: Arquivo Pessoal Ao apertar o botão seleciona 2, que aciona o sentido de subida do motor de indução até o nível da segunda prateleira, desligando o motor quando alcança o sensor magnético de nível.
Figura 26: Lógica de Programação Rung 5. Fonte: Arquivo Pessoal
31
O sensor magnético aciona os motores, assim a prateleira desliza para cima do transelevador, senso os motores desligados pelo fim de curso do transelevador. Após a prateleira acionar o fim de curso do transelevador, é acionado o sentido de descida.
Figura 27: Lógica de Programação Rung 6. Fonte: Arquivo Pessoal O sensor magnético da o reset do borne relé.
Figura 28: Lógica de Programação Rung 7. Fonte: Arquivo Pessoal
32
Ao apertar o botão seleciona 3, que aciona o sentido de subida do motor de indução até o nível da terceira prateleira, desligando o motor quando alcança o sensor magnético de nível.
Figura 29: Lógica de Programação Rung 8. Fonte: Arquivo Pessoal O sensor magnético aciona os motores, assim a prateleira desliza para cima do transelevador, senso os motores desligados pelo fim de curso do transelevador. Após a prateleira acionar o fim de curso do transelevador, é acionado o sentido de descida.
Figura 30: Lógica de Programação Rung 9. Fonte: Arquivo Pessoal
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O sensor magnético da o reset do borne relé.
Figura 31: Lógica de Programação Rung 10. Fonte: Arquivo Pessoal Ao apertar o botão devolve 1, que aciona os motores para que a prateleira deslize para cima do transelevador, sendo desligado quando o fim de curso do transelevador é acionado.
Figura 32: Lógica de Programação Rung 0 (rotina de devolução). Fonte: Arquivo Pessoal
34
O fim de curso, aciona o sentido de subida do motor de indução, sendo desligado quando alcança o nível 1.
Figura 32: Lógica de Programação Rung 1 (rotina de devolução). Fonte: Arquivo Pessoal O sensor magnético aciona os motores, assim a prateleira desliza do transelevador para sua posição na estante.
Figura 33: Lógica de Programação Rung 2 (rotina de devolução). Fonte: Arquivo Pessoal
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O fim de curso, aciona por um temporizador, que faz o motor de indução descer o transelevador por 3 segundos, e dando o reset do borne relé apos esse tempo.
Figura 34: Lógica de Programação Rung 3 (rotina de devolução). Fonte: Arquivo Pessoal Ao apertar o botão devolve 2, que aciona os motores para que a prateleira deslize para cima do transelevador, sendo desligado quando o fim de curso do transelevador é acionado.
Figura 35: Lógica de Programação Rung 4 (rotina de devolução). Fonte: Arquivo Pessoal
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O fim de curso, aciona o sentido de subida do motor de indução, sendo desligado quando alcança o nível 2.
Figura 36: Lógica de Programação Rung 5 (rotina de devolução). Fonte: Arquivo Pessoal O sensor magnético aciona os motores, assim a prateleira desliza do transelevador para sua posição na estante.
Figura 37: Lógica de Programação Rung 6 (rotina de devolução). Fonte: Arquivo Pessoal
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O fim de curso, aciona por um temporizador, que faz o motor de indução descer o transelevador por 7 segundos, e dando o reset do borne relé apos esse tempo.
Figura 38: Lógica de Programação Rung 7 (rotina de devolução). Fonte: Arquivo Pessoal Ao apertar o botão devolve 3, que aciona os motores para que a prateleira deslize para cima do transelevador, sendo desligado quando o fim de curso do transelevador é acionado.
Figura 39: Lógica de Programação Rung 8 (rotina de devolução). Fonte: Arquivo Pessoal
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O fim de curso, aciona o sentido de subida do motor de indução, sendo desligado quando alcança o nível 3.
Figura 40: Lógica de Programação Rung 9 (rotina de devolução). Fonte: Arquivo Pessoal O sensor magnético aciona os motores, assim a prateleira desliza do transelevador para sua posição na estante.
Figura 41: Lógica de Programação Rung 10 (rotina de devolução). Fonte: Arquivo Pessoal
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O fim de curso, aciona por um temporizador, que faz o motor de indução descer o transelevador por 10 segundos, e dando o reset do borne relé apos esse tempo.
Figura 42: Lógica de Programação Rung 11 (rotina de devolução). Fonte: Arquivo Pessoal
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5 CONCLUSÃO O principal objetivo deste trabalho foi fazer um protótipo de prateleiras automatizadas adaptando as prescrições do sistema industrial. Além disso, houve um estudo para avaliar as modificações necessárias do protótipo para atendimento da norma brasileira NR-12, em relação as prescrições da norma para segurança do usuário do sistema de prateleiras automatizada. Como sugestões para trabalhos futuros, propõe-se o desenvolvimento da
placa de controle do sistema, visando a diminuição do custo do sistema. Mudança no sistema de deslocamento das prateleiras para atendimento da norma NR-12, diminuindo o numero de motores utilizados. Ressalta-se que não encontramos no mercado nenhum sistema de uso residencial, o uso dessas novas tecnologias implementadas a um sistema de pequeno porte oferece aos usuários maior dinâmica, mobilidade, praticidade e organização de produtos, contribuindo a uma melhor qualidade de vida. Durante o processo de construção foram encontradas algumas dificuldades, coisas que não foram possíveis de verificar durante a fase de projeto. Notamos que para pegar/devolver a prateleira, com os motores de um lado apenas, não seria possível, pois a prateleira perdia o alinhamento e travava todo o sistema, tendo que ser reiniciado manualmente. Foi necessário instalar o motor do elevador em lado oposto ao da prateleira, fazendo assim um engrenamento preciso e alinhado para o funcionamento do sistema. Outro ponto critico foi o elevador, que também estava ficando fora de nível com a prateleira. Como sua fixação no motor foi através de apenas um ponto bem no eixo, fio necessário fabricar um reforço de ferro na base, acrescentar um apoio do lado de cada guia com roldanas reguláveis, fazendo com que a distribuição de forças fique mais bem equalizada não forçando nenhum componente a mais que o outro. O motor para movimentação do elevador a principio seria trifásico de 1/2cv, porem seria necessário desenvolver todo o sistema de acoplamento entre o motor e o eixo que faria o movimento vertical, alem de cabos e rodízios. Optou-se pelo motor com rosca sem fim, pois o mesmo já vinha com todo o sistema integrado, precisando apenas fixá-lo no elevador.
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Já para o acabamento, levantou-se a hipótese de trabalhar com acrílico, para facilitar a visualização de todo o sistema em funcionamento, devido ao custo elevado desse material, ficou definido deixar tudo a mostra. Alguns pontos devem ser melhorados, por exemplo o sistema de pegar/devolver que pode ser concebido com esteiras, o que já eliminaria todo o sistema de engrenagens e cremalheiras, deixando assim um produto mais limpo e menos perigoso para o uso. Outro ponto é o sistema do elevador, que mesmo com as modificações não funcionou da maneira como idealizada em projeto, é necessário criar um sistema de tração que consiga elevar os dois extremos de forma igualitária, aumentando assim a precisão no ponto de parada e capacidade de carga. Esse projeto atendeu a idéia principal, que era a de facilitar o acesso de pessoas à locais de armazenagem elevados. Como um primeiro protótipo, é possível retirar muitas informações, para que nos próximos esses pontos de dificuldade e deficiências venham sendo reduzidos, otimizando todo o processo e reduzindo os custos de produção, até se tornar um produto totalmente viável para qualquer pessoa ter isso em casa, escritório, consultório, bibliotecas, mercados e outros locais que necessitam armazenar objetos.