Baixe Sensor UNITENS Artigo e outras Manuais, Projetos, Pesquisas em PDF para Engenharia de Produção, somente na Docsity! UNIS/MG — Centro Universitário do Sul de Minas Curso de Engenharia de Produção et Automação Industrial: Sensor UNITENS N a Sensor UNITENSº: Medição de Tensão em tempo real Daniel Teotonio Martins daniel Oinjesul.com.br Marcelo César de Moura marcelomoura 1979 Gyahoo.com.br Márcio Péricles Militani mpmilitani O yahoo.com.br Thiago Mendes Martins thiagomendesmCbol.com.br Orientador: Prof. João Mário joão.marioCunis.edu.br Resumo O presente trabalho pretende apresentar de forma sucinta o sensor UNITENS? de medição de tensão em tempo real, utilizado para assegurar a qualidade de produtos do setor Têxtil, em máquinas texturizadoras de fio de Poliéster e Nylon. O dispositivo abordado foi desenvolvido pela empresa alemã Barmag e é amplamente utilizado em empresas do Brasil e do mundo. Suas características de trabalho serão abordadas, juntamente com a plataforma gráfica utilizada pelo Software. Palavras-Chave: Barmag, Sensor UNITENS, Texturização. 1. Introdução Este trabalho foi realizado pelos alunos do 8º período de Engenharia de Produção, tendo como desafio a demonstração de um tipo de sensor que fosse utilizado no mercado atual. Eles teriam de se basear no conteúdo adquirido no semestre durante a disciplina de Automação Industrial, para identificar a aplicação do sensor, fazer um paralelo explicando a finalidade e o porquê da aplicação deste sensor na Indústria. 2. Motivação para o artigo Devido ao fato de um dos integrantes ter trabalhado em uma indústria do setor têxtil, mais precisamente no ramo de Texturização de fios de Poliéster e Nylon, o grupo decidiu trabalhar em um tipo de sensor com características muito peculiares e aplicação muito específica, ou seja, algo relativamente novo para os alunos, que desta forma, teriam acesso a um campo novo de trabalho. Outro fator importante para a escolha do UNITENSS foi a sua plataforma gráfica que facilita o entendimento da informação transmitida e reforça uma preocupação do mercado em agilizar a disponibilidade dos resultados de um processo. 3. O Sensor UNITENSº 31 História Em 1974, a Barmag desenvolveu e construiu o primeiro UNITENS € (cabeças de medição de tensão de fios para operação on-line em máquinas de texturização). Em 1975, em Milão, a TTMA - quando o UNITENSO e "Barmag-UNILOG" (sistema de dados operacionais) foram estreados — marcou-se a primeira vez que um sistema de gestão total de qualidade foi UNIS/MG — Centro Universitário do Sul de Minas Curso de Engenharia de Produção et Automação Industrial: Sensor UNITENS apresentado. Hoje, o UNITENSO conta com um número superior a 400.000 sensores em mais de 2.000 máquinas pelo mundo, considerado o melhor sistema de garantia de qualidade, na liderança em instalações de texturização. 3.1.1 Como tudo começou O processo de texturização por falsa torção revelou que a tensão do fio na área do agregado era um indicador ideal para a estabilidade do processo e, portanto, associado com a qualidade da texturação. Figura 1 — Agregado: dispositivo com fio passando entre os discos Em particular, os defeitos de acabamento dos discos da unidade de torção, o desgaste dos materiais, mau ajustamento das unidades do eixo e fusos incorretamente lançados, tiveram uma enorme influência sobre a tensão do fio. Por esta razão, as plantas de funcionamento com máquinas FK3 e FK4 no ano de 1960, criaram uma comissão (controladores de processo) que mediriam a tensão do fio de todas as posições pelo menos uma vez por turno. Figura 2 — Dispositivo de medição de tensão usado na década de 60 Estas medidas tinham consideráveis inconvenientes: * A inversão (força) considerável dos dispositivos e o tratamento em si levaram a erros de torção nas fibras e portanto, erros de qualidade que foram causados durante as medições; * Os erros que ocorriam durante o intervalo de tempo até o acompanhamento da próxima medição de controle eram despercebidos; * Os aparelhos tinham uma baixa eficiência natural na medição e eram exibidos apenas valores médios. Em 1974, o referido UNITENSG UNILOG foi concebido, apresentando o primeiro sistema on-line de monitoramento real de tensão, segundo o qual, um sensor de medição individual foi integrado em cada posição dos fios de uma máquina de texturização (96 ou 216 posições). No sistema UNILOG da Barmag, o sensor captava os valores analógicos da tensão do fio e estes foram digitalizados com ajuda de Conversor A/D, avaliada por meio de um minicomputador e alinhados dentro de intervalos de tolerância pré-definidos. Um alarme foi adicionado ao sistema para que quando o sensor atingisse um valor acima da tolerância a bobina fosse UNIS/MG — Centro Universitário do Sul de Minas Curso de Engenharia de Produção et Automação Industrial: Sensor UNITENS Não se sabe muito mais sobre o funcionamento do sensor em si, porque ele fica enclausurado em uma capa blindada. Por ser altamente robusto, com vida útil longa e custo de aquisição elevado, não foi possível “abrir” um desses sensores para estudo. 3.3 Alternativas para o Sensor 3.3.1 MEMO-TENS Este na verdade foi o primeiro modelo de sensor utilizado para medir as tensões no setor Têxtil. Ele é produzido ainda hoje pela empresa ROTHSCHILD — INSTRUMENTS ZÚRICH, uma empresa Suíça que fez melhorias no seu produto, porém, não alcançando o nível de flexibilidade que o setor necessita. Em termos de confiabilidade, o MEMO-TENS é bastante preciso e suas informações são utilizadas até mesmo para aferir outros instrumentos de medição de tensão (pode medir de 10 a 5.000 cN). A restrição fica por conta da tecnologia utilizada na cabeça de medição, que tem um mecanismo muito complexo e consequentemente com alto custo de aquisição. Enquanto que um sensor UNITENS completo custa na ordem de R$ 800,00 a cabeça de medição de um MEMO-TENS chega a custar mais de R$ 3.000,00. Não é fabricado em modelos em modelos fixos (máquina) e possui um software interno capaz de armazenar e compilar dados, gerar gráficos e até mesmo imprimir relatórios. Figura 8 - MEMO-TENS: ROTHSCHILD — INSTRUMENTS ZÚRICH Além do custo, é sabido que o sistema de guias do cabeçote agride mais o fio, devido ao aumento considerável de tensão causado pela angulação no momento da medição. Outra desvantagem é que um mesmo cabeçote não pode ser utilizado para uma faixa grande de titulação (Calibre do fio a ser medido), sendo que, o aparelho deve possuir uma série de guias dedicados que têm de ser trocado dependendo da necessidade específica. Figura 9 — Modelo MINI-TENS e detalhe do cabeçote de medição 3.3.2 On Line Tension (OLT) Outra alternativa para uma possível substituição do sensor UNITENS é o sensor OLT (Online Tensor) produzido pela empresa americana TEMCO. Este sensor tem um custo mais barato tanto no dispositivo de medição, quanto na aquisição da plataforma de compilação dos dados. UNIS/MG — Centro Universitário do Sul de Minas Curso de Engenharia de Produção et Automação Industrial: Sensor UNITENS Figura 10 — Sensor OLT da americana TEMCO O princípio básico do funcionamento continua o mesmo, com pequenas diferenças, por exemplo, no guia utilizado na captação analógica de dados. Enquanto que no Sensor UNITENS este guia possui uma série de micro-molas e com um sensor óptico-mecânico fazendo a conversão, no sensor OLT existe uma única mola, do tipo plana que faz a mesma função. Na extremidade dessa mola existe um ímã que interage com outro posicionado em frente a ele; da interação desses dois dispositivos magnetizados, surge um campo eletro- magnético que tem sua intensidade medida pelo sensor. Quando o fio toca o guia, ele desalinha a posição inicial dos ímãs e interfere no campo eletro-magnético. Essa diferença é convertida para Volts, numa faixa de O a 10 V, e posteriormente convertida em Newtons, numa faixa de O a 100 centi-Newtons, semelhante ao UNITENS. Outra característica importante que diferencia os dois sensores são os plugues conectores do sensor com a régua que conduz as informações até o processador. O conector usado pelo OLT é composto de três entradas macho/fêmea e podem ser facilmente instalados, ou retirados para manutenção. Já no sensor UNITENS, a conexão é realizada através de Flat- cable, que necessitam da completa desmontagem da seção, para realizar instalação/troca, ou seja, se cada seção possui 12 posições independentes e se faz necessário que todas estejam desativadas para a manutenção, conclui-se um prejuízo relevante ao se realizar o procedimento. Figura 11 — Esquema de interação do OLT com o Software 3.4 Vantagens competitivas do sensor UNITENS Por questões óbvias não focaremos as vantagens sobre o MEMO-TENS, tendo em vista de que se trata de uma opção já ultrapassada para esta aplicação e que seu grau superior de precisão não se faz necessário em medições full-time. É importante, porém, comentar que ele ainda é utilizado para medições específicas, principalmente para setores de desenvolvimento de novos produtos (P&D). Embora custo de aquisição do UNITENS seja bem maior, a sensibilidade e a confiabilidade do sensor alemão se pagam. O sistema de molas utilizado possui uma tecnologia mais robusta que o concorrente, haja vista que a versão americana de dispositivo tem constantes problemas de oxidação da mola plana, que interferem na informação passada para o software. UNIS/MG — Centro Universitário do Sul de Minas Curso de Engenharia de Produção bs Automação Industrial: Sensor UNITENS As dificuldades com instalação causadas pelos conectores flat-cable são pequenas se comparadas aos problemas de perda de conexão por falso-contato, frequentes nos plugues dos OLT que se soltam ao longo do tempo, devido às vibrações naturais das máquinas texturadoras. O flat-cable conduz a informação com mais velocidade e capta um nível mais complexo de variáveis, aumentado a gama de oportunidades para o software. Ambos os sensores permitem a conexão das máquinas a uma rede central de monitoramento, porém, é preciso destacar que a plataforma gráfica do software UNITENS é muito mais rica em detalhes e sua configuração é bem mais simplificada para os operadores. Uma observação importante é que os dois fabricantes tiveram de atualizar suas plataformas compatíveis com o sistema operacional WINDOWS da Microsoft Corporation, devido a exigências do mercado. Para finalizar, podemos citar a facilidade de calibração do sensor UNITENS, que pode ser feita via software, enquanto que no OLT o sensor só pode ser calibrado em uma bancada específica, com auxílio de um simulador de tensão constante. No MEMO-TENS a arquitetura é tão fechada, que ele só é calibrado por especialistas treinados pelo fornecedor. 3.5 Cuidados na implantação do sensor Antes de se escolher um sensor é necessário avaliar a real necessidade de medição para o produto. É notório que existem aplicações têxteis que dispensam uma monitoração constante, como é o caso de tecidos utilizados em forros, etiquetas, tapetes, etc. Uma outra preocupação está em ter pessoal qualificado para atuar na montagem e manutenção do sistema. Como nos modelos mais atuais podemos realizar a maioria dos procedimentos via software, faz se necessário a contratação de especialistas com formação tanto em eletrônica, quanto em informática. Recomenda-se sempre o acompanhamento de uma profissional experiente na fase de implantação. Para o UNITENS, hoje temos a empresa SAURER oferecendo suporte para a BARMAG no Brasil. 4. Conclusão O sensor UNITENS se mostrou superior aos concorrentes, em virtude de sua robustês, flexibilidade e confiabilidade percebidas. Conclui-se que, para aplicações em produtos que exijam alto grau de qualidade, a melhor opção atual é o sensor UNITENS. Conclui-se também que a disciplina de Automação Industrial instigou os estudantes a buscarem novos conhecimentos fora do campo teórico e além da ementa do curso, agregando alto valor aos futuros profissionais e alimentando sua gama de informações para o setor industrial 5. ReferênciasBibliográficas OERLIKON Textile Components. Mastering Fibers. Disponível em: http://Awww.components.oerlikontextile.com/en/desktopdefault.aspx (acessado em 22/11/2009 — 12:00 hs) ROTHSCHILD - Instruments Zurich. Catálogo MEMO-TENS modelo R-2002. Disponível em: http:/Avww.rothschild-instruments.ch/produkte/memotens (acessado em 22/11/2009 — 10:00 hs. STÚTTEN, Manfred; NEUMANN, Bernd. Unitens — The quality Management is 30. Disponível em: www.texdata.com/content/0318e.pdf (acessado em 22/11/2009 — 09:00 hs)