1.0 - desenvolvimento de sistemas automatizados

Desenvolvimento De sistemas

automatizaDos

AtuAlizAção tecnológicA em mecAtrônicA



automatizaDos

CONFEDERAÇÃO NACIONAL DA INDÚSTRIA – CNIRobson Braga de AndradePresidente

DIRETORIA DE EDuCAÇÃO E TECNOLOgIARafael Esmeraldo Lucchesi RamacciottiDiretor de Educação e Tecnologia

SENAI-DN – SERVIÇO NACIONAL DE APRENDIZAgEM INDuSTRIAL

Conselho Nacional

Robson Braga de AndradePresidente

SENAI – DEPARTAMENTO NACIONALRafael Esmeraldo Lucchesi RamacciottiDiretor-Geral

Gustavo Leal Sales FilhoDiretor de Operações



automatizaDos

SENAIServiço Nacional de Aprendizagem Industrial Departamento Nacional

SedeSetor Bancário Norte . Quadra 1 . Bloco C . Edifício Roberto Simonsen . 70040-903 . Brasília – DF . Tel.: (0xx61)3317-9190 http://www.senai.br

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Esta publicação foi elaborada pela equipe da Unidade Estratégica de Desenvolvimento Educacional – UEDE/Núcleo de Educação a Distância – NEAD, do SENAI do Rio Grande do Sul, com a coordenação do SENAI Departamento Nacional, para ser utilizada por todos os Departamentos Regionais do SENAI nos cursos presenciais e a distância.

SENAI Departamento NacionalUnidade de Educação Profissional e Tecnológica – UNIEP

SENAI Departamento Regional do Rio Grande do SulUnidade Estratégica de Desenvolvimento Educacional – UEDE/Núcleo de Educação a Distância – NEAD

S491 Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial. Departamento Nacional Desenvolvimento de sistemas automatizados/ Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial. Departamento Nacional, Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial. Departamento Regional do Rio Grande do Sul. – Porto Alegre: SENAI-RS, 2014. 45 p.: il. (Atualização Tecnológica em Mecatrônica).

1. Mecatrônica 2. Sistema automatizado I. Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial - Departamento Regional do Rio Grande do Sul. II.Título. III. Série

CDU – 681.51

Responsável pela Catalogação na Fonte: Enilda Hack –CRB10/599

1 Introdução ........................................................................................................................................................................7

2 Introdução a técnicas de controle ............................................................................................................................82.1 Análise de viabilidade ...............................................................................................................................9

2.1.1 Fluxo de caixa ............................................................................................................................92.1.2 Método do payback .............................................................................................................112.1.3 Método do payback simples ............................................................................................122.1.4 Método do payback descontado ....................................................................................132.1.5 Índice de lucratividade .......................................................................................................142.1.6 Valor presente líquido .........................................................................................................152.1.7 Taxa interna de retorno ......................................................................................................15

2.2 Especificações dos requisitos do projeto .........................................................................................162.2.1 Stakeholders ............................................................................................................................162.2.2 Objetivos fundamentais ......................................................................................................162.2.3 Requisitos funcionais ...........................................................................................................172.2.4 Requisitos não funcionais ...................................................................................................172.2.5 Requisitos inversos ................................................................................................................172.2.6 Escopo .......................................................................................................................................172.2.7 Premissas e restrições...........................................................................................................172.2.8 Práticas sugeridas para a especificação de requisitos em projetos de mec-atrônica e automação industrial ....................................................................................................18

2.3 Cronograma das atividades ..................................................................................................................182.4 Planejamento de recursos .....................................................................................................................20

2.4.1 Planejamento de recursos humanos ..............................................................................212.4.2 Planejamento dos recursos físicos...................................................................................21

2.5 Plano de ação .............................................................................................................................................23

3 Execução do processo ................................................................................................................................................263.1 Ciclo PDCA ..................................................................................................................................................263.2 Fluxogramas e diagramas .....................................................................................................................27

3.2.1 Diagrama de blocos ..............................................................................................................283.2.2 Diagrama de tubulação e instrumentação P&ID .......................................................283.2.3 Fluxograma de processo ANSI ..........................................................................................293.2.4 Diagramas elétricos, pneumáticos e hidráulicos ........................................................31

3.3 Integração dos elementos do projeto ..............................................................................................333.3.1 Lista de alocação ....................................................................................................................343.3.2 Topologia de rede ..................................................................................................................363.3.3 Protocolos de comunicação ..............................................................................................37

3.4 Procedimentos de segurança ..............................................................................................................383.4.1 Níveis de segurança ..............................................................................................................38

Sumário

3.4.2 Grau de proteção - IP ............................................................................................................393.4.3 Equipamentos de proteção individual...........................................................................413.4.4 Equipamentos de proteção coletivos ............................................................................413.4.5 Elementos e dispositivos de segurança .........................................................................423.4.6 Identificação de riscos .........................................................................................................42

4 Referências ......................................................................................................................................................................44

Introdução

1

A unidade curricular “Desenvolvimento de Sistemas Automatizados” tem o objetivo de apresentar os tópicos principais do planejamento de projetos e da execução de processos relacionados ao desenvolvimento de sistemas automatizados para a área de mecatrônica.

O capítulo 2 abordará os conhecimentos relacionados ao planejamento de projetos, especificamente, a análise de viabilidade, as especificações dos requisitos, o cronograma das atividades, planejamento de recursos e o plano de ação. Apresentaremos as ferramentas, os métodos e as práticas que são sugeridas para as etapas iniciais de processos discretos de automação direcionados à área da mecatrônica.

No capítulo 3, estudaremos os fundamentos para a execução do processo: ciclo PDCA, fluxograma e diagramas, integração dos elementos do projeto e os procedimentos de segurança. Analisaremos metodologias e ferramentas que podem ser empregadas para a condução do projeto de forma sistêmica e organizada. Enfatizaremos a importância da simbologia correta na utilização de padrões dos elementos do projeto, as principais características da integração dos elementos do projeto e os assuntos relacionados às especificações dos procedimentos de segurança.

Introdução a técnicas de controle

2

Neste capítulo, vamos estudar os principais aspectos relativos ao planejamento, utilizando a análise de viabilidade de um projeto, as especificações dos requisitos e o planejamento de recursos, para o detalhamento das atividades e a elaboração e desenvolvimento de sistemas automatizados.

Você saberia dizer como podemos utilizar os conhecimentos do planejamento nos processos industriais? Na indústria, a equipe responsável pelo planejamento desenvolve um plano com ações integradas e coordenadas a fim de alcançar um objetivo. Desse modo, evita-se a ocorrência de falhas por meio de decisões antecipadas. Na área da mecatrônica, o planejamento representa uma ferramenta de trabalho para o desenvolvimento de sistemas automatizados, por meio da previsão e organização de ações e processos, aumentando a eficiência e eficácia do trabalho.

Podemos também considerar o planejamento como uma tarefa de gestão e administração que permite que as ações sejam executadas de forma adequada e diretamente relacionadas com a preparação, organização e estruturação de um determinado objetivo, considerando aspectos como prazo, custos, qualidade, segurança, desempenho e outras condicionantes.

De acordo com a ISO 10006, um projeto é descrito como “processo único, consistindo de um grupo de atividades coordenadas e controladas com datas para início e término, empreendido para alcance de um objetivo conforme requisitos específicos, incluindo limitações de tempo, custo e recursos”.

VOCÊ SABIA?

Além de conhecer os conceitos de projeto e de planejamento, devemos compreender como algumas práticas e métodos podem nos ajudar a conduzir as etapas do desenvolvimento de sistemas automatizados. Nosso objetivo no planejamento é refletir sobre os principais aspectos que contribuem para minimizar o retrabalho ou a perda de tempo. Para alcançar esse objetivo, estudaremos os seguintes aspectos em relação ao planejamento:

•análise de viabilidade do projeto;

•especificações dos requisitos;

•planejamento de recursos.

2 Introdução a técnIcas de controle 9

2.1 AnálISe de vIAbIlIdAde

Para iniciarmos nossos estudos, devemos saber que a viabilidade define se um projeto atende ou não aos requisitos. Ou seja, um projeto é ou não é viável. Desse modo, o que muda de empresa para empresa são, justamente, os requisitos relacionados à viabilidade de determinado projeto.

Há várias formas de se calcular e avaliar os requisitos. O objetivo é saber em quanto tempo o investimento terá seu retorno e passará a dar lucro. Contudo, ao iniciarmos um projeto de desenvolvimento de sistemas automatizados surgem várias dúvidas:

•qual é o custo total de implantação?

•qual é o valor de investimento inicial?

•qual é o tempo de retorno desse investimento?

•o projeto em questão é viável ou não financeiramente?

Para dar início a qualquer projeto, é fundamental o aporte de recursos financeiros. Isso pode ser realizado por meio de investimentos de capital feito pelo empreendedor. O dinheiro é investido com a expectativa de receber algum retorno superior ao valor aplicado, compensando, inclusive, a perda de recursos durante o período de investimento (juros ou lucros em longo prazo).

Para auxiliar os administradores na decisão de qual tipo de investimento deve ser feito, as empresas utilizam, geralmente, as técnicas mostradas no Quadro 1 a seguir.

Grupo de Técnicas nome do méTodo

Análise dos PrazosPayback Simples

Tempo de Recuperação de CapitalPayback Descontado

Análise dos Valores

VPL Valor Presente Líquido

VFL Valor Futuro Líquido

VUL Valor Uniforme Líquido

IL Índice de Lucratividade

Análise das Taxas

TIR Taxa Interna de Retorno

TER Taxa Externa de Retorno

TIJ Taxa Interna de Juros

Quadro 1 - Técnicas de análise financeira.Fonte: SENAI-RS.

Devemos realizar uma estimativa de fluxo de caixa, sendo necessário definir o horizonte de análise a ser utilizado e projetar os fluxos de caixa futuros. Para isso, é necessário saber qual o valor do investimento inicial, como será o fluxo de caixa incremental ao longo da vida do projeto e qual o valor residual financeiro.

2.1.1 Fluxo de caixa

O fluxo de caixa refere-se ao fluxo do dinheiro no caixa da empresa. Em determinados projetos, podemos representá-lo por meio do desenho de uma escala horizontal em que são marcados os períodos de tempo. Nessa escala, são desenhadas setas para cima significando as entradas e setas para baixo representando as saídas de caixa.

AtuAlizAção tecnológicA em AutomAção inDuStRiAl10

A Figura 1 representa um exemplo de fluxo de caixa de um projeto. Dividido em quatro períodos, o fluxo de caixa possui um investimento inicial de R$ 5.000,00, com rendimento de R$ 3.000,00 no final do segundo período e de R$ 2.500,00 no final do quarto período.

0

1

3.000

2 3 4

5.000

2.500

Figura 1 - Diagrama do fluxo de caixa.Fonte: SENAI-RS.

A avaliação de projetos de investimentos envolve um conjunto de técnicas que buscam determinar sua viabilidade econômica e financeira, considerando uma determinada taxa mínima de atratividade. Normalmente, esses parâmetros são medidos pelo payback (prazo de retorno do investimento inicial), pela TIR (Taxa Interna de Retorno) e/ou pelo VPL (Valor Presente Líquido) (CASAROTTO FILHO; KOPITKE, 2000).

Exemplo de fluxo de caixa

Considere um projeto de atualização de uma planta industrial que necessite desembolsar R$ 800,00 para a compra de um CP novo e desembolsar mais R$ 400,00 para a manutenção preventiva desse equipamento no terceiro ano. Com essa compra, espera-se melhorar a qualidade do produto principal da empresa e gerar aumento nas vendas, da seguinte forma: R$ 500,00 no primeiro ano; R$ 200,00 no segundo ano; R$ 200,00 no terceiro ano; R$ 700,00 no quarto ano e R$ 200,00 no quinto ano.

O diagrama de fluxo de caixa dessa alternativa de investimento está demonstrado na Tabela 1.

Tabela 1: exemplo de fluxo de caixa.

ano ouTflow inflow fluxo de caixa do ano fluxo de caixa acumulado

0 R$ 800,00 -R$ 800,00 -R$ 800,00

1 R$ 500,00 R$ 500,00 -R$ 300,00

2 R$ 200,00 R$ 200,00 -R$ 100,00

3 R$ 400,00 R$ 200,00 -R$ 200,00 -R$ 300,00

4 R$ 700,00 R$ 700,00 R$ 400,00

5 R$ 200,00 R$ 200,00 R$ 600,00

Fonte: SENAI-RS.

Na Figura 2a, temos a apresentação gráfica desse fluxo de caixa, com o resultado anual e na Figura 2b, temos o gráfico do mesmo fluxo de caixa, com o resultado acumulado.


Fluxo de Caixa do Ano

Fluxo de Caixa do Ano

0 1 2 3 4 5

R$ 1.000,00

R$ 500,00

R$ -

-R$ 500,00

-R$ 1.000,00

Fluxo de Caixa Acumulado

R$ 1.000,00

R$ 500,00

R$ -

-R$ 500,00

-R$ 1.000,00Fluxo de Caixa do Acumulado

0 1 2 3 4 5

Figura 2 - a) Exemplo de fluxo de caixa anual; b) Exemplo de fluxo de caixa acumulado.Fonte: SENAI-RS.

No eixo horizontal dos gráficos, há a escala de tempo representando o período total escolhido para essa análise. O ponto zero é o ano em que se faz o investimento. As barras acima do eixo horizontal representam o tempo e refletem as entradas (ou recebimentos - inflow) de dinheiro. As barras abaixo do eixo indicam as saídas (ou investimentos ou despesas - outflow) de dinheiro.

FIQUE ALERTA

Geralmente, nos projetos de mecatrônica os investimentos são elevados. Por isso, o estudo da análise de viabilidade de projetos é considerado um tópico de extrema importância, pois se utilizarmos as ferramentas e os métodos corretos conseguiremos um resultado muito próximo ao ideal.

2.1.2 Método do payback

O tempo necessário para que os fluxos de caixa nominais cubram o investimento inicial realizado é definido como payback, ou prazo de retorno de um projeto (DAMODARAN, 2002). O método do payback apresenta os seguintes pontos fracos: não considera o valor do dinheiro no tempo, não considera todos os capitais do fluxo de caixa, não é uma medida de rentabilidade do investimento (LAPPONI, 2000) e exige um limite arbitrário de tempo para a tomada de decisão (ROSS; WESTERFIELD; JORDAN, 1998). Pode-se incluir o custo de oportunidade no cálculo do payback, o que significa payback descontado (LAPPONI, 2000).

Devido à simplicidade do método e suas limitações, normalmente as empresas podem utilizar o período de payback de um investimento como uma norma auxiliar para a tomada de decisões sobre investimentos. Desse modo, se utiliza o método como um parâmetro limitador (prazo máximo de retorno) sobre a tomada de decisões, ou como definidor de escolha de projetos que tenham desempenho igual em relação à regra básica de decisão (DAMODARAN, 2002).


CASOS e RelATOS

o retorno de um investimento

Um promotor de vendas de uma grande empresa de informática, localizada na região metropolitana de Minas Gerais, utiliza transporte coletivo para atender seus clientes. Desse modo, ele consegue atender 6 clientes por dia obtendo, assim, um lucro líquido de R$ 2.000,00/mês. Caso o promotor compre um carro com R$ 10.000,00 que ele conseguiu economizar, a projeção é que ele consiga atender 8 clientes, passando o lucro líquido para R$ 2.400,00/mês, ou seja, obtendo R$ 400,00/mês a mais. Dividindo R$ 10.000,00 por R$ 400,00, veremos que em 25 meses o investimento do promotor no carro passará a dar lucro. Essa análise foi simplificada porque não leva em consideração o custo com o transporte coletivo e o custo com o combustível/manutenção do veículo, mas serve para pensarmos sobre como as empresas definem o tempo máximo para um determinado investimento gerar lucro. Em nosso caso, de forma simplificada, temos: Investimento = R$ 10.000,00; Lucro = R$ 400,00/mês; Tempo de retorno = 25 meses.

2.1.3 Método do payback siMples

O Método do Payback Simples (MPS) mede o prazo necessário para recuperar o investimento realizado. Ele é recomendado como método inicial ou complementar de análise. A regra é a seguinte:

PBS do projeto < PBS máximo -> aceita-se o projeto;

PBS do projeto = PBS máximo -> indiferente;

PBS do projeto > PBS máximo -> rejeita-se o projeto.

méTodo do payback simples

vanTaGens desvanTaGens

•Método de avaliação de fácil aplicação;

•Apresenta um resultado de fácil interpretação;

•É uma medida de análise de risco do projeto;

•É uma medida de liquidez do projeto.

•Não considera o valor do dinheiro no tempo;

•Não considera todos os capitais do fluxo de caixa;

•Não é uma medida de rentabilidade do investimento.

Quadro 2 - Vantagens e desvantagens.Fonte: SENAI-RS.

Vamos estudar alguns exemplos de utilização do método do payback simples que podem ser aplicados nas empresas.

Exemplo 1: Cálculo do payback de um fluxo de caixa uniforme

Considere um investimento de R$ 20 milhões que gere retornos anuais de R$ 5 milhões a partir do final do primeiro ano, durante 10 anos. O diagrama de fluxo de caixa dessa alternativa de investimento é:


5 milhões

20 milhões

Figura 3 - Exemplo 1 de Payback..Fonte: BERTOLO, [2014?].

O período de recuperação (payback) será calculado pela razão entre investimento e receitas anuais, ou seja:

Payback = 20 milhões / 5 milhoes = 4 anos

Sendo assim, após quatro anos, a empresa investidora terá um lucro anual de 5 milhões, durante os próximos 6 anos.

Exemplo 2: Fluxo de caixa uniforme

Considere um investimento de 18 milhões que gere resultados líquidos de R$ 6 milhões por ano, durante quatro anos. O diagrama do respectivo fluxo de caixa é:

6 milhões

18 milhõesFigura 4 - Exemplo 2 de Payback.

Fonte: BERTOLO, [2014?].

O payback para esse exemplo será de três anos, como evidenciado a seguir.

Payback = 18 milhões / 6 milhoes = 3 anos

2.1.4 Método do payback descontado

O Método do Payback Descontado (MPD) mede o prazo de recuperação do investimento remunerado. A diferença entre o PBS e o PBD é que o PBS mede o ponto de equilíbrio contábil, enquanto o PBD mede o ponto de equilíbrio financeiro.

CASOS e RelATOS

a escolha do melhor projeto

O diretor de uma indústria de alimentos está pensando em trocar todo o sistema automatizado de torrefação das sementes de cacau. Para isso, ele solicitou a análise de dois projetos: o projeto A, que exige um investimento inicial de 45 mil reais, e o projeto B, que exige 50 mil reais de investimento inicial. Os fluxos de caixa relativos a esses projetos estão representados na Tabela 2 a seguir:


Tabela 2: fluxo de caixa e média das entradas de caixa dos projetos a e b.

ano projeTo a (em r$) projeTo b(em r$)

0 - 45.000 - 50.000

1 15.000 30.000

2 15.000 20.000

3 15.000 10.000

4 15.000 10.000

5 15.000 5.000

média 15.000 15.000

Fonte: SENAI-RS.

Analisando a tabela, podemos definir o payback dos dois projetos. O projeto A precisa de três anos para recuperar os R$ 45 mil de investimento inicial, isto é, são R$ 15 mil recuperados a cada ano. Já o projeto B precisa de apenas dois anos para recuperar os R$ 50 mil investidos: R$ 30 mil no primeiro ano e R$ 20 mil no segundo ano.

Portanto, avaliando esse processo pelo ponto de vista do método payback, a melhor escolha seria o projeto B, pois a recuperação do investimento inicial é mais rápida. Entretanto, deve ser observado que não foi considerado o valor do dinheiro no tempo, nem foram considerados os fluxos de caixa após o período de payback.

Apesar de o método de payback descontado ser mais difícil, ele é melhor para projetar os cálculos de fluxo de caixa e minimizar os riscos de investimento. Caso não seja possível fazer um payback descontado, opte pelo payback simples, pois é melhor do que não realizar nenhum tipo de análise.

2.1.5 Índice de lucratividade

O Índice de Lucratividade (IL) faz a mensuração do retorno de cada valor investido, sendo mais indicado para situações de restrição de capital. A equação para seu cálculo é apresentada a seguir:

ΣΣIL =

VPRet

VPInv

Sendo:

•VPRet = Valor presente dos fluxos de caixa de retornos;

•VPInv = Valor presente dos fluxos de caixa dos investimentos.

Para subsidiar a escolha de determinado projeto, utiliza-se o seguinte critério de decisão: se o índice de lucratividade for igual ou maior que 1, significa que o investimento é rentável e aceita-se o projeto; caso contrário, rejeita-se.


2.1.6 valor presente lÍquido

O Valor Presente Líquido (VPL) é o método mais utilizado pelas grandes empresas na análise de investimentos (COPELAND, 2001). O método consiste em calcular o valor presente dos demais termos do fluxo de caixa para somá-los ao investimento inicial, utilizando, para descontar o fluxo, uma taxa mínima de atratividade (CASAROTTO; KOPITTKE, 2000).

CASOS e RelATOS

o investimento adequado

O diretor de uma indústria de alimentos está pensando em trocar todo o sistema automatizado de moagem das sementes de cacau e solicitou a análise do projeto. O sistema novo terá custos de implantação, custos operacionais e fluxos de caixa entrantes durante seis anos. Esse projeto terá uma saída de caixa (t=0) imediata de R$ 125.000 (que pode incluir as máquinas, equipamentos e custos de treinamento de empregados).

Outras saídas de caixa são esperadas do 1º ao 6º ano no valor de R$ 25.000 ao ano. Espera-se que as entradas de caixa sejam de R$ 60.000 ao ano. Todos os fluxos de caixa são feitos após o pagamento de impostos, e não há fluxo de caixa esperado após o sexto ano. A TMA é de 12% ao ano. Na tabela abaixo, temos o cálculo do valor presente líquido para cada ano.

T=0 -R$125.000 / 1,12^0 = -R$125.000 VP

T=1 (R$60.000 - R$25.000)/ 1,12^1 = R$31.250 VP

T=2 (R$60.000 - R$25.000)/ 1,12^2 = R$27.902 VP

T=3 (R$60.000 - R$25.000)/ 1,12^3 = R$24.912 VP

T=4 (R$60.000 - R$25.000)/ 1,12^4 = R$22.243 VP

T=5 (R$60.000 - R$25.000)/ 1,12^5 = R$19.860 VP

T=6 (R$60.000 - R$25.000)/ 1,12^6 = R$17.732 VP

A soma de todos esses valores será o VPL que é igual a R$18.899. Como o VPL é maior que zero, o diretor da indústria deveria investir neste projeto. Em uma situação real, seria necessário considerar outros valores, tais como cálculo de impostos, fluxos de caixa não uniformes, valores recuperáveis no final do projeto, entre outros.

2.1.7 taxa interna de retorno

A Taxa Interna de Retorno (TIR) é a taxa de desconto que iguala os fluxos de entradas com os fluxos de saídas de um investimento. Com ela, procura-se determinar uma única taxa de retorno dependente exclusivamente dos fluxos de caixa do investimento que sintetize os méritos de um projeto (ROSS; WESTERFIELD; JORDAN, 1998).

Para o cálculo da TIR, apresentamos a seguinte equação:

ΣN

t=1

Ft

(1 + TIR)tVPL = 0 = Investimento Inicial +


Exemplo: Cálculo da TIR em um fluxo de caixa

O fluxo de caixa de um determinado projeto é composto apenas de uma saída, no período 0, de R$ 100,00, e uma entrada, no período 1, de R$ 120,00. Em que i corresponde à taxa de juros ou à taxa interna de retorno, conforme apresenta a fórmula a seguir:

VPL = - 100 +120

(1 + i )1

Para VPL = 0, temos: i = TIR = 0.2 = 20%

A TIR é utilizada como uma ferramenta de decisão, a fim de avaliar investimentos alternativos. Geralmente, a opção de investimento que apresenta a TIR mais alta é a preferida. Deve-se levar em consideração que a aplicação do investimento em um banco sempre é uma alternativa.

FIQUE ALERTA

O investimento não deve ser realizado se nenhuma das alternativas atingir a taxa de rendimento bancária ou a Taxa Mínima de Atratividade (TMA).

2.2 eSpeCIfICAçõeS dOS RequISITOS dO pROjeTO

As especificações dos requisitos do projeto têm um papel fundamental no desenvolvimento de sistemas automatizados. Essa fase ocorre logo após a aprovação da viabilidade do projeto, e os stakeholders têm um papel fundamental nesse processo.

2.2.1 stakeholders

Os stakeholders representam os principais interessados na elaboração de um projeto. Na área da mecatrônica, os stakeholders são o cliente, os técnicos, os engenheiros, o vendedor, o consultor, o patrocinador, o analista, os fornecedores, entre outros. A documentação dos requisitos é recomendada para evitar falhas de entendimento por parte dos envolvidos. É comum perceber a participação de um novo stakeholder durante a etapa de especificação de requisitos, pois nem sempre todos os envolvidos são definidos no início da atividade.

2.2.2 objetivos FundaMentais

Com a identificação dos envolvidos no projeto, deve-se verificar se todos compreenderam de forma clara os objetivos. É fundamental que as pessoas responsáveis pela especificação de requisitos percebam as necessidades do cliente em relação ao projeto, mesmo que para isso sejam realizados inúmeros questionamentos.

FIQUE ALERTA

Muitas vezes, o cliente expõe diretamente suas necessidades na forma de uma solução, sem passar pela etapa da análise do problema. Nesses casos, recomenda-se que os objetivos do projeto sejam bem definidos.


2.2.3 requisitos Funcionais

Após a análise dos objetivos, é importante realizar o registro das principais funcionalidades do projeto, ou seja, o que o projeto deve fazer. Como exemplo de um requisito funcional, temos o seguinte registro: um determinado sistema mecatrônico deve selecionar algumas peças, separando as de aço das de plástico.

2.2.4 requisitos não Funcionais

Os requisitos não funcionais são especificações referentes às restrições ou às qualidades necessárias para o desenvolvimento do sistema. Nem sempre essas especificações estão explícitas nos requisitos funcionais.

Como exemplo de um requisito não funcional temos: em um determinado sistema automatizado, deve-se evitar movimentos desnecessários, reduzindo desgastes e aumentando a eficiência energética.

2.2.5 requisitos inversos

Para evitar que o sistema admita ações indesejadas, além de registrar o que deve ser feito, também é importante registrar o que não deve ser feito. Os requisitos inversos são especificações que definem situações, estados ou atividades que nunca devem ocorrer. Como exemplo de um requisito inverso, temos a seguinte situação: o sistema não deve iniciar caso a pressão do ar comprimido seja inferior ao valor de 6 BAR.

2.2.6 escopo

O escopo é a base de um projeto. É no escopo que se descreve o trabalho realizado para a entrega de um produto ou serviço. Caso o escopo se refira a um produto, também trará as funções que esse produto deverá executar.

O escopo é definido com todas as partes interessadas, de modo que fique claro o que o projeto ou produto deverá entregar ou fazer. Devem ser evitadas alterações no escopo ao longo da execução do projeto, pois, provavelmente, causaria impacto nos custos e nos prazos.

2.2.7 preMissas e restrições

Premissas são hipóteses, situações incertas que geram certo risco ao projeto. Como exemplo de uma premissa temos: em um determinado projeto, considera-se que todos os equipamentos utilizados na implementação do projeto possuam tensão 220 V.

Restrições são limitações impostas ao projeto. Para exemplificar uma restrição em um projeto temos: A alimentação de energia elétrica na empresa em que será implementado o projeto será de 220 V, monofásica, ligada em quadro elétrico com DR e disjuntor de 20 A.


FIQUE ALERTA

Algumas situações observadas devem ser amplamente documentadas para evitar que elementos restritivos sejam esquecidos. Além disso, deve-se observar o regulamento de segurança interno da empresa.

2.2.8 práticas sugeridas para a especiFicação de requisitos eM projetos de Mecatrônica e autoMação industrial

Durante o levantamento de requisitos em projetos de mecatrônica e automação industrial, sugerimos a observação de alguns aspectos apresentados no Quadro 3.

aspecTos descriÇÃo

funcionalidades São essencialmente os requisitos funcionais, ou seja, tudo que o sistema proposto deve fazer.

eficiênciaRefere-se aos requisitos não funcionais relativos à expectativa de tempo de ciclo, energia consumida, consumo de matéria-prima e otimizações possíveis.

escopo Observar e documentar os requisitos, os recursos e as etapas para que o projeto seja desenvolvido.

manuTenibilidadeVerificar os requisitos não funcionais relativos à manutenção do sistema, levando em consideração como a manutenção preventiva, preditiva ou corretiva será aplicada.

seGuranÇaObserve as normas de segurança vigentes e aplicáveis ao processo. Observe, também, quais são os req-uisitos em relação à robustez do sistema e a possíveis erros de operação por parte dos usuários.

porTabilidadeVerifique se o sistema deverá funcionar em outros locais, ou qual a necessidade de prever o uso de outros tipos de peças, matérias-primas ou variações no ambiente.

inTeGraÇÃoO sistema proposto deverá funcionar de forma integrada a outros equipamentos ou processos? É necessário prever algum tipo de conexão específica ou troca de informações com outros sistemas?

usabilidadeComo é a expectativa do usuário em relação ao uso do sistema? Como são esperadas as interfaces de operação (chaves, botões, painéis)? Veja também os requisitos quanto à ergonomia.

confiabilidadeQual a expectativa em relação ao nível de tolerância para variações do sistema? Por exemplo, em um sistema de seleção de peças, qual a tolerância para erros? Em um sistema de controle de qualidade, qual a tolerância admitida para possíveis variações no sistema?

economiaObserve quais as restrições econômicas, limites de gastos, forma de compra dos elementos necessários para a implementação.

prazoVerifique quais as restrições relativas à data de finalização do processo, buscando informações sobre expectativas em relação à data de entrega (instalação, startup, etc.).

maTeriaisObserve se há restrições em relação aos materiais que serão utilizados. Alguns projetos exigem que haja materiais específicos ou que os componentes sejam de determinadas marcas.

Quadro 3 - Aspectos relevantes do planejamento de projetos.Fonte: SENAI-RS.

Documente os aspectos observados, validando-os com os stakeholders envolvidos. Esse documento será utilizado pela equipe de desenvolvimento, melhorando o entendimento sobre o projeto e minimizando as chances de retrabalho ou de falhas de dimensionamento na elaboração de cronogramas e orçamentos.

2.3 CROnOgRAmA dAS ATIvIdAdeS

O planejamento é a primeira fase de desenvolvimento de um projeto em que são realizados:

•o cronograma de atividades;

•o plano de ação;

•a descrição das funções e dos atributos do produto;


•os recursos materiais, humanos e financeiros;

•os prazos para a implementação.

No mercado, há diversos softwares comerciais específicos para a criação e gerenciamento de cronogramas e projetos. O mais conhecido deles é o MS Project. Entretanto, há alguns softwares gratuitos de gestão de projetos, como o Gantt Project e o Open Workbench. Pesquise esses softwares na internet.

SAIBA MAIS

A identificação das tarefas e o calendário das atividades a serem executadas são partes fundamentais da fase de planejamento do projeto. Para a execução dessas tarefas, há a necessidade de alocar recursos financeiros, pessoas, recursos materiais, instalações e equipamentos. Os recursos necessários nem sempre se encontram disponíveis, por isso deve-se levar em consideração a programação das atividades.

É importante observar o sequenciamento das tarefas e a criação dos marcos de controle na transição das atividades que representam a conclusão e aprovação da etapa anterior, validando-a e liberando-a para o início da atividade posterior.

Um exemplo de elaboração do cronograma mestre é apresentado na Tabela 3 a seguir.

Tabela 3: cronograma mestre: projeto de um sistema automatizado.

aTividadesduraÇÃo/mês

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1 planejamenTo do produTo

2 esTudos de viabilidade

3 projeTo básico

4 projeTo execuTivo

5 implanTaÇÃo da produÇÃo

6 comercializaÇÃo

AP

VE

VD

VP

AP= Aprovação do projeto; VE= Validação do esboço; VD= Validação do detalhamento; VP= Validação do produto.Fonte: SENAI-RS.

Um exemplo de recursos humanos vinculados às atividades de um projeto é apresentado na Tabela 4 a seguir.

Tabela 4: recursos humanos vinculados às atividades de um projeto.

seTor aTividades aTribuídas

Gerencia geral 1; 2; 3; 4; 5; 6

Engenharia 1; 2; 3; 4

Comercial e marketing 6

Logística 5; 6

Financeiro 2; 5; 6

Produção 5

Fonte: SENAI-RS.


O cronograma exemplificado na Tabela “Cronograma mestre – Projeto de um sistema automatizado” apresenta as atividades planejadas. O gestor precisa realizar o monitoramento das atividades no decorrer do projeto e, para isso, é criada uma linha adicional em cada tarefa para que possa ser feita a marcação do andamento do projeto. Portanto, cada atividade terá uma linha representando o planejado e outra para registrar o que foi realizado.

CASOS e RelATOS

falta de planejamento

Uma grande empresa nacional convidou políticos importantes para o dia do start-up de sua planta industrial. Entretanto, por falta de planejamento, a planta não estava pronta para operar na data prevista, devido a um grave erro de cronograma. Como não havia mais tempo para cancelar o convite de lançamento da planta industrial, decidiu-se manter o que estava combinado. No dia marcado, compareceram diversas personalidades do mundo político, jornalistas, diretores e funcionários da empresa.

Para resolver essa situação delicada, criou-se um artifício. Em vez de o político dar o start-up em toda a planta industrial, ele apenas “apertou um botão” que acionou um simples motor instalado próximo aos convidados. Essa ação serviu apenas para que a mídia registrasse o evento, pois, na verdade, o funcionamento completo desta planta industrial ocorreu apenas 20 dias após o “lançamento” oficial.

Esse caso, que realmente aconteceu, serve para mostrar o que a falta de planejamento e o não cumprimento das etapas do cronograma de um projeto pode provocar.

2.4 plAnejAmenTO de ReCuRSOS

Agora que já estudamos como se elabora um cronograma de atividades, veremos a importância do planejamento dos recursos humanos e físicos envolvidos no projeto. De fato, no desenvolvimento de sistemas automatizados, deve-se ter especial atenção quanto ao planejamento de recursos humanos e físicos.


2.4.1 planejaMento de recursos huManos

O planejamento de recursos humanos deve definir todos os colaboradores que estarão envolvidos no processo, especificando os que irão trabalhar diretamente no desenvolvimento e identificando as competências dessas pessoas (o que elas sabem fazer) e suas necessidades (o que elas não sabem fazer). Esse planejamento também deve determinar por quanto tempo cada colaborador estará envolvido (alocação) e se há substitutos que possam assumir atividades em casos de faltas, atrasos ou saídas de colaboradores da equipe.

Com o objetivo de conhecermos esses recursos, descrevemos, no Quadro 4, um modelo de planilha de planejamento de recursos humanos.

nome do projeTo aTividade

Informar o nome do projeto Informar a atividade a ser desenvolvida

o que fazer? como fazer?

quem será o responsável? quanTo Tempo será necessário? ponTos críTicos

Descrever as etapas da atividade da forma mais específica possível.

Informar o nome da pessoa responsável pela atividade. Mesmo que mais de uma pessoa seja envolvida na atividade, procure centralizar a responsabilidade em uma única pessoa, pois isso facilita o controle e evita ruídos na comunicação.

Informar a quantidade de horas ou dias de envolvimento da equipe na responsabilidade. Esta informação é importante para que o recurso humano seja adequadamente alocado, definindo o tempo de envolvimento necessário para cada pessoa que trabalhará no projeto.Os gestores do projeto ainda podem usar essa informação para realizar a gerência do tempo e definir ou acompanhar a execução, adequando as datas de início e de entrega das ações subsequentes no cronograma.

Listar os pontos críticos do projeto, as ações que podem gerar atraso ou comprometer a qualidade ou custo do projeto. Essas ações devem ter especial atenção.

Quadro 4 - Modelo de planilha de planejamento de recursos humanos.Fonte: SENAI-RS.

O Quadro 5 apresenta o exemplo da planilha de planejamento de recursos humanos preenchida.


Sistema de envase de refrigerantes. Instalar motor e inversor na esteira de transporte de garrafas.

descriÇÃo do serviÇo responsávelquanTidade de horas previsTas

ponTos críTicos

Montagem do motor elétrico na esteira.

Seguir procedimento de montagem MON143/2014.Paulo César 5 horas

Encaixe da chaveta do eixo do motor

na esteira.

Instalação elétrica do motor elétrico na esteira.

Seguir procedimento de instalação INS254/2014.Jean Muller 10 horas Aterramento do motor elétrico.

Integração do motor da esteira ao inversor de frequência.

Seguir procedimento de integração INT341/2014.Alexandre Luiz 12 horas Parametrização do inversor.

Quadro 5 - Planilha de planejamento de recursos humanos preenchida.Fonte: SENAI-RS.

2.4.2 planejaMento dos recursos FÍsicos

Nesse planejamento, deverão ser listados os elementos físicos necessários para a implementação de um determinado projeto, como:

•quais as ferramentas ou equipamentos utilizados para realizar a atividade;

•quais os componentes indispensáveis para construção do sistema;


•qual a descrição desses elementos e se há elementos compatíveis que possam ser utilizados sem oferecer risco ou diminuir a qualidade do sistema;

•quais são os itens de consumo (presilhas, solda, conectores, anilhas de identificação) que serão utilizados para construção.

A seguir, no Quadro 6, apresentamos um modelo de planilha de planejamento de recursos físicos.


Informar o nome do projeto Informar a atividade a ser desenvolvida

elemenTos necessários

Elementos Descrição (características mais relevantes) Quantidade

Descrever o nome do elemento, de forma

clara e objetiva.

Descrever de forma detalhada o elemento,

informando suas variações e características,

para evitar que o elemento selecionado seja

confundido com outro incompatível.

Quantidade desse elemento (unidades,

metros, jogos, entre outros).

ferramenTas

Ferramentas

Descrição, ou informações relevantes (em

quais situações serão usadas, principais

características)

Quantidade

Descrever as ferramentas que serão

utilizadas durante a atividade.

Com o planejamento da utilização dos recur-

sos, evitam-se problemas de alocação (alocar

mais de uma equipe desnecessariamente)

e de aquisição (definição das compras mais

urgentes).

Quantidade dessa ferramenta (pode ser

em unidades, jogos, entre outros).

consumíveis

ConsumíveisEm quais situações serão utilizados, quais são

as características relevantes.Quantidade

Descrever os elementos que sofrerão

desgaste ou consumo durante a con-

strução do projeto.

Ao contrário das ferramentas, esses el-

ementos sofrerão transformações durante

o uso, como: colas, fitas adesivas, presilhas

não reutilizáveis, tintas, material de solda e

elementos isolantes.

Quantidade desse consumível (unidades,

metros, jogos, entre outros).

Quadro 6 - Modelo de planilha de planejamento de recursos físicos.Fonte: SENAI-RS.

O Quadro 7 apresenta o exemplo da planilha de planejamento de recursos físicos preenchida.


Informar o nome do projeto. Informar as atividades a serem desenvolvidas.

elemenTos descriÇÃo quanTidade

Condutor azul 1,5mm² Flexível, material isolante antichama. 10 metros

Sensor óptico difuso PNP, 10 a 30 V, diâmetro e rosca (M12), proteção IP65. 2 unidades

Sensor indutivo NPN, M18, proteção IP65, com ajuste de sensibilidade. 1 unidade

(continua)


ferramenTas descriÇÃo quanTidade

Alicate de cortePara cortar condutores de até 3 mm², com cabo isolante até

1000 V.1 unidade

Jogo de chaves Allen Padrão métrico, com corpo em L. 2 jogos

Estação de solda 1,5; 2; 2,5; 3; 4; 4,5; 5; 5,5; 6; 7; 8; 9; 10 mm 1 unidade

consumíveis descriÇÃo quanTidade

Abraçadeiras de nylon (cinta plástica) 25x100mm Brancas ou transparentes. 50 unidades

Solda Em Fio C/ Fluxo (Estanho)Espessura de 0,5mm a 1 mm, 60x40 ou 63x37 (Sn/Pb) C/

Fluxo Ra.25 gramas

Terminais de crimpar vermelhos, para fio 0,5 mm².Comprimento do contato de 5 a 10 mm, com anilhas ver-

melhas em material isolante.100 unidades

Quadro 7 - Planilha de planejamento de recursos físicos preenchida.Fonte: SENAI-RS.

FIQUE ALERTA

Após o preenchimento das planilhas de planejamento de recursos humanos e recursos físicos, procure possíveis conflitos. Veja se não há possíveis incompatibilidades entre os elementos.

2.5 plAnO de AçãO

De maneira simplificada, um bom plano de ação consiste na elaboração do planejamento de todas as ações necessárias para se atingir um objetivo. Além de prever os recursos necessários, o plano ajuda a prever e alocar o tempo de envolvimento de cada colaborador da equipe de trabalho.

Desse modo, há o ordenamento das atividades para que elas ocorram de forma paralela ou sequencial, auxiliando, assim, a previsão correta dos prazos de entrega. Estudaremos um importante recurso que auxilia a elaboração e a documentação de um projeto, conhecido como matriz 5W2H.

Matriz 5W2H

A matriz 5W2H é um método muito eficaz para o planejamento de atividades, ações e demais aspectos necessários para a execução de um projeto. A aplicação desse método consiste, de forma resumida, na elaboração de uma tabela em que cada coluna apresenta um dos sete aspectos (5W + 2H) de planejamento das atividades. A reunião desses aspectos busca dar uma visão sistêmica, integrada e multidimensional ao projeto. Cada linha da tabela representa uma ação específica do projeto.

Esse método é bastante útil, tanto na etapa de planejamento, pois permite o planejamento dos recursos e ações necessárias e previstas, quanto na etapa de execução, já que funciona como um checklist de apoio ao acompanhamento das atividades. Ao responder às sete perguntas da matriz 5W2H, você estará estruturando o planejamento de seu projeto.

(conclusão)


O nome 5W2H corresponde aos termos em inglês que denominam os sete aspectos de planejamento de projetos, conforme demonstrado no Quadro 8 a seguir.

siGla Termo em línGua inGlesa Termo em línGua porTuGuesa descriÇÃo

5w

What? O quê? A atividade do processo a que a linha se refere.

Why? Por quê? O motivo ou razão para que a etapa seja feita.

Who? Quem? Quem é o responsável pela etapa.

When? Quando? Até quando deve ser feito (tempo).

Where? Onde? Onde deve ser realizada a ação.

2hHow? Como? Como a ação deve ser realizada.

How much? Quanto custa? Quanto irá custar para realizar a etapa.

Quadro 8 - Descrição dos termos que compõem a matriz 5W2H.Fonte: SENAI-RS.

A matriz 5W2H pode ser construída com algumas variações, mas, geralmente, é apresentada de acordo com a seguinte estrutura de formulário, como se observa no Quadro 9.

projeTo auTor daTa

Descrição do projeto Elaborador do plano Data da elaboração do plano

o quê(whaT)

por quê (why)

quem (who)

quando (when)

onde (where)

como (how)

quanTo cusTa(how much)

Atividade Justificativa Responsável Tempo Local Método Custo

Quadro 9 - Estrutura de formulário da matriz 5W2H.Fonte: SENAI-RS.

O Quadro 10 apresenta a estrutura do formulário da matriz 5W2H preenchida, a partir do exemplo do plano de ação de um projeto de montagem de uma esteira de expedição.

projeTo auTor daTa

Montagem da esteira de expedição Daniel 04/04/2014

aTividade jusTificaTiva responsável Tempo local méTodo cusTo

Desenhar flange

e suporte para o

moto-redutor da

esteira

Posterior construção

das peças de fixação

do moto-redutor à

esteira

Cristiano Até 10/04Laboratório

de CAD

Usando ferramenta

de CAD e gerando

desenho em PDF

4 h.h.

Solicitar construção

do suporte e flange

ao fornecedor

Construção das

peças de fixação

do moto- redutor à

esteira

Charles Até 16/04Setor de

compras

Enviando desenho

aprovado aos fornece-

dores e recebendo

produto pronto

4 h.h. + R$ 590,00

Instalar moto-

redutorImplementar esteira Carlos Até 24/04

Oficina de

manutenção

Usando flange e

suporte recebidos por

Charles

3 h.h.

Realizar ligação

elétrica do motor ao

quadro de comando

Construção do

sistema de aciona-

mento do motor

Prestador de

serviços externo

com supervisão

de Carlos

Até 30/04Oficina de

manutenção

Seguindo indicações

do diagrama elétrico

do projeto. Parametri-

zando o inversor de

frequência.

R$ 1.150,00

(terceirizado)

Quadro 10 - Estrutura de formulário da matriz 5W2H.Fonte: SENAI-RS.


A avaliação do projeto pelo critério da efetividade é a parte mais complexa do projeto e, portanto, deve ser prevista e contemplada no plano de ação. Esse critério é definido por sua capacidade de verificar, de forma objetiva, se o problema e a necessidade do cliente foram de fato resolvidos.

VOCÊ SABIA?

execução do processo

3

No capítulo anterior, estudamos os aspectos mais relevantes do planejamento do processo. Como vimos, cabe à fase de planejamento, a definição de todas as etapas que ocorrerão na fase de execução. Um dos objetivos do planejamento é reduzir ao máximo a possibilidade de ocorrência de falhas em relação ao que foi planejado.

A execução de projetos diz respeito ao ato de coordenar as ações de modo que as atividades aconteçam de forma correta, no tempo e lugar programados e utilizem os recursos (técnicos, materiais, humanos e financeiros) necessários à realização de um determinado processo. Para compreendermos os aspectos relacionados à execução de processos, estudaremos os seguintes tópicos:

• ciclo PDCA;

•fluxogramas e diagramas;

• integração dos elementos;

•procedimentos de segurança.

3.1 CIClO pdCA

O PDCA é um ciclo de melhoria contínua de processos, amplamente utilizado na administração de empresas. O principal objetivo desse método é permitir que a cada execução (ciclo) de um determinado processo possam ser identificadas melhorias a serem agregadas neste próprio processo. O método PDCA, ou simplesmente PDCA, significa: Plan (Planejar), Do (Executar), Check (Verificar) e Act (Agir). Esses quatro passos podem esquematizar a execução de qualquer atividade, conforme apresenta a Figura 5.

3 ExEcução do ProcEsso 27

ActionAgir

CheckVeri�car Do

Executar

PlanPlanejarATUAR

CORRETIVAMENTE

Fazer

Testes, veri�cações, medir e comparar os resultados

Adequações, correções, realizar ações quemelhorem o processo em ciclos futuros

AtuarCorretivamente

De�nir MetaisObjetivos

De�niros MétodosPlanejar como objetivos serão atingidos

TreinarAprimorar técnicas econhecimentos necessários

Executara Tarefa

Veri�car osResultados

Figura 5 - Ciclo PDCA.Fonte: SENAI-RS.

O PDCA pode ser utilizado para estruturar a condução de um processo mais amplo, como a instalação de uma linha de produção de uma grande fábrica, mas também para processos mais pontuais, como a instalação de um motor em um equipamento. Sugerimos que seja feito um exercício mental, imaginando como seria o PDCA de ações realizadas em nosso dia a dia.

O PDCA é empregado em grandes indústrias, mas também pode ser muito bem utilizado em atividades extremamente simples. Tente utilizar a lógica do PDCA para melhorar alguma atividade que você faz diariamente, como, por exemplo, melhorar o tempo que você leva de sua residência até o seu local de trabalho.

VOCÊ SABIA?

3.2 fluxOgRAmAS e dIAgRAmAS

Quando for necessário implementar dispositivos de máquinas, equipamentos ou sistemas automatizados de manufatura, o projetista deve representar todas as sequências operacionais dos eventos envolvidos, por meio de fluxogramas e diagramas, de forma clara e objetiva.

Fluxogramas são diagramas que expressam com gráficos compostos de blocos e setas direcionais o fluxo (com caminho e direção) de materiais ou de energia e, principalmente, a execução de processos. Portanto, os fluxogramas são recursos muito úteis para expressar, de forma clara e objetiva, a dinâmica (sequência) dos eventos de um dado sistema.

Há várias formas de representação gráfica de sistemas. Essas representações assemelham-se aos esquemas dos circuitos eletrônicos, os quais, por meio de símbolos padronizados, mostram as relações funcionais entre os seus diversos componentes. Por meio desse método gráfico, um engenheiro pode entender e restaurar as condições operacionais de um sistema ou processo que acaba de lhe ser apresentado.

Para representar as sequências operacionais de um processo ou sistema automatizado, temos:

•diagrama de blocos;

•diagrama de tubulação e instrumentação;

•fluxograma de processo ANSI.


3.2.1 diagraMa de blocos

No diagrama de blocos, também conhecido como fluxograma linear, as várias operações das sequências de processamento são mostradas na forma de blocos retangulares, interligados por flechas que indicam a sequência de trabalho.

É um tipo de diagrama que não envolve tomada de decisões e não mostra os tipos de equipamentos utilizados. Evidencia somente a sequência das etapas do processo, permitindo também mostrar as necessidades de balanço de massas.

Um exemplo de utilização desse diagrama pode ser visto na figura a seguir, que representa o processo de produção e mistura do chocolate em pó em uma linha de produção de achocolatados. (Figura 6)

Sementessecas de cacau manteiga de

cacau

cacau em póvitaminas

minerais

achocolatadoem pó

açúcar

leite em pó

Seleção eLimpeza

Torrefação

Descasque

Moagem

Misturação

Figura 6 - Diagrama de blocos do processo de produção e mistura do chocolate.Fonte: SENAI-RS.

3.2.2 diagraMa de tubulação e instruMentação p&id

Os diagramas são meios de comunicação complementares, mas se pode dizer que o diagrama de tubulação e instrumentação, também conhecido como fluxograma de engenharia, é o elemento indispensável para a comunicação entre os diferentes especialistas que colaboram nos processos e os engenheiros de mecatrônica.

Esse tipo de diagrama apresenta uma fotografia completa do processo, com riqueza de detalhes, e permite representar equipamentos, tubulações e instrumentos utilizados em um sistema automatizado (MORAES; CASTRUCCI, 2007).

Um diagrama P&ID (Piping and Instrumentation Diagram) deve mostrar:

• todos os equipamentos (na medida do possível) nas proporções relativas às suas dimensões físicas e nas posições de instalação;

•os dispositivos de alívio de pressão, como válvulas de segurança, discos de ruptura e válvulas de alívio de vácuo de tanques, com suas dimensões e pressões de ajuste;

•os indicadores de níveis críticos de líquido e de temperatura, entre outros;

•os itens de equipamentos, tubulações e instrumentos existentes ou futuros;

• todas as tubulações, incluindo informações necessárias para conexões com outras instalações e indicação do sentido de fluxo;


• todos os itens que afetam a funcionalidade do processo, como drenos, venteios, pontos de amostragem, reduções, filtros, entre outros;

•os tipos de conexões das tubulações (flangeadas, roscadas, etc.) com

•equipamentos ou terminais;

• todos os atuadores e válvulas de processo;

• todos os instrumentos de medição de vazão, com os símbolos ou tipos;

•os instrumentos instalados no campo, em painéis locais e na sala de controle;

• todas as malhas de instrumentos críticos;

•a primeira válvula de bloqueio de um instrumento de campo;

•os sistemas de purga, tracejamento e isolamento térmico para os instrumentos de campo.

A simbologia utilizada em diagramas P&ID deve ser padronizada por órgãos normativos. Ela está baseada nas normas ANSI (American National Standards Institute) / ISA (The International Society for Measurement and Control). A seguir, apresentamos os símbolos e os elementos de identificação utilizados nos diagramas de instrumentação, baseados nas normas ANSI/ISA.

3.2.3 FluxograMa de processo ansi

O fluxograma ANSI é um tipo de diagrama que pode apresentar uma relação fiel da interação entre as etapas do processo. Para executá-lo, começamos, normalmente, com um diagrama de blocos no qual detalhamos e incluímos alternativas de tomada de decisão até conseguirmos um retrato do processo que seja o mais próximo possível da realidade.

Esse fluxograma utiliza uma simbologia internacionalmente conhecida e compreendida, criada pelo ANSI que está disponível na biblioteca de símbolos de muitos softwares comerciais, o que facilita a criação e edição de fluxogramas sem necessitar de ferramentas dedicadas.

Para conhecer a norma ANSI/ISA, pesquise na internet:

•https://www.isa.org/pdfs/microsites1142/s_55/:textoeminglêssobreossímbolosgráficos para displays de processos;

•http://www.ihs.com/products/industry-standards/org/isa/list/index.aspx?ocid=pr-isa:site da empresa americana IHS.

SAIBA MAIS

Entre as vantagens desse tipo de fluxograma, podemos destacar:

•melhora a compreensão dos processos de trabalho;

•mostra os passos para a realização de cada tarefa;

• favorece a aplicação das normas, a elaboração de procedimentos e a criação de padrões de trabalho.

A simbologia básica mais utilizada nos fluxogramas de processo ANSI é apresentada na Figura 7 a seguir.


símbolo funÇÃo

Início ou término de processo

Processo, ação ou tarefa

Decisão

Conector

Espera ou atraso

Linha de fluxo

Somador

Operação manual

Figura 7 - Simbologia básica do fluxograma de processo ANSI. Fonte: SENAI-RS.

CASOS e RelATOS

a função do fluxograma

O engenheiro Carlos, responsável pela linha de produção de uma determinada indústria de achocolatados, desenvolveu um sistema automatizado para a realização de testes de altura dos frascos para envase. Nesse teste, o engenheiro definiu que o sistema automatizado deveria separar os frascos em alturas maiores e menores que 200 mm. Além disso, Carlos também determinou que os frascos de tamanhos diferentes deveriam ser descartados em rampas separadas.

Para implementar a lógica de programação do controlador PLC, o engenheiro utilizou o seguinte fluxograma de programação do controlador para teste de altura dos frascos, conforme representado na Figura 8.


Temfrasco?

altura <200mm?

Start

N

N

Avança magazine e Aciona vácuo

Recua magazine e Desaciona vácuo

Sobe elevador

Testa altura do frasco ( sensor analógico )

Y

Y

Recua expulsador

Stop

Desce elevador até rampa inferior

Avança expulsador

DELAY 3s. DELAY 3s.

Sobe elevador até rampa superior

Liga colchão de ar da rampa

Avança expulsador

Recua expulsador

Desce elevador até rampa inferior

Figura 8 - Programação do controlador para teste de altura dos frascos.Fonte: SENAI-RS.

Como podemos observar, o fluxograma desenvolvido pelo engenheiro Carlos apresenta um retrato claro e objetivo de todo o processo que ele planejou. Esse é exatamente a função do fluxograma.

3.2.4 diagraMas elétricos, pneuMáticos e hidráulicos

Os diagramas são partes integrantes dos processos de mecatrônica. Seja na área elétrica, em circuitos elétricos de motores e sensores, seja na área de pneumática e hidráulica, em circuitos contendo válvulas e atuadores, os diagramas elétricos, pneumáticos e hidráulicos são bastante utilizados. Para desenvolver um projeto de mecatrônica, é necessário conhecer muito bem cada uma dessas áreas envolvidas nos projetos e seus respectivos diagramas.

Antes de realizar qualquer serviço de manutenção em uma máquina ou equipamento, uma das primeiras medidas que devem ser feitas é a consulta e análise dos diagramas das máquinas e equipamentos apresentados nos manuais dos fabricantes.

VOCÊ SABIA?

A execução e o gerenciamento das atividades na indústria são estipulados por meio de diagramas dos processos industriais. Na Quadro 11, a seguir, apresentamos alguns dos diversos diagramas utilizados na mecatrônica.


diaGrama descriÇÃo desenho

diaGrama eleTrônico

Atualmente, os circuitos eletrônicos são

muito complexos. Além dos métodos

normais de circuitos impressos, existem

outras formas muito mais avançadas

de produção. O diagrama eletrônico

deixou de ser um circuito propriamente

dito e passou a ser encarado como um

componente eletrônico. Como exemplos

de diagramas eletrônicos, podemos citar,

dentre outros, os circuitos integrados e os

microprocessadores.

1N4004

1N4004

220R

220R

2k

10uF

10uF

LM317

100n1 2 3

3 2

1

AOI

+ VEOUT

- VEOUT

1N4004 X 4+

+

1k

LED

1k

LED2200uF35V

2200uF35V

+

+1k5

2k

1k5

VAC

(CT)

VACOV

1N4004

1N4004

32

1

AOI

LM337100n

25T

diaGrama eléTrico

Um diagrama elétrico é o desenho das

ligações e dos elementos elétricos (disjun-

tores, contatores, relés, motores elétricos,

soft-starter, inversores, fontes de tensão,

fontes de corrente), que formam uma

sequência lógica da ligação. O diagrama

elétrico apresentado ao lado foi elabo-

rado conforme a norma IEC 60617.

L1 L2 L3

1 3 5

2 4 6A F21

B

1 3 5K1

2 4 6

1 3 5FT1

2 4 6

U1 V1 W1

M3~

F22

S0

S1

1

2

3

4K1

13

14

K1A2

A195

96FT1

Q1

(continua)


diaGrama descriÇÃo desenho

diaGrama pneumáTico

O diagrama pneumático apresenta todos

os elementos de comando, controle, sinal

e elementos auxiliares de um circuito

pneumático. Ele serve para a montagem

ou manutenção de sistemas pneumáti-

cos. Esses diagramas são representados

conforme a norma ABNT NBR 8896.

1.0

A B1.1X Y

S R

P A 1.5

A1.3

P R

z P R

12P R

12

11

13

01

13

diaGrama hidráulico

O diagrama hidráulico é similar ao

pneumático, pois apresenta os elementos

de comando, controle, sinal e elementos

auxiliares, além do circuito de potência do

sistema hidráulico. É muito utilizado em

manutenção de máquinas e equipamen-

tos. Esses diagramas são representados

conforme a norma ISO 1219.

Y1P T

A B

Y2

A S1 S2

P T

M

0.11

Ts

BS3 S4

A B

Y3 Y4P T

Quadro 11 - Diagramas utilizados na mecatrônica.Fonte: SENAI-RS.

3.3 InTegRAçãO dOS elemenTOS dO pROjeTO

Após o estudo dos fluxogramas e diagramas utilizados para o desenvolvimento de um sistema automatizado, vamos aprender agora a integrar esses elementos em um projeto. Integrar, na área da automação industrial, significa unir as partes de um sistema ou sistemas, formando redes. Há vários níveis de integração, desde os mais simples, como uma esteira transportadora, até os mais complexos, como uma planta petroquímica.

Em uma rede, os sistemas são interligados, como, por exemplo, um quadro de comando ligado ao CP que, por sua vez, está integrado a outros elementos do sistema, como sensores e atuadores (robô, inversor de frequência, IHM). Na Figura 9, a seguir, identificamos vários elementos integrados em uma rede centralizada de um projeto de mecatrônica.

(conclusão)


Figura 9 - Elementos integrados em uma rede centralizada.Fonte: Novadidacta, [2014?].

Atualmente, o termo CLP (Controlador Lógico Programável) continua sendo utilizado, mas com o avanço da tecnologia dos controladores, muitos engenheiros e técnicos têm utilizado, simplesmente, CP (Controlador Programável).

VOCÊ SABIA?

3.3.1 lista de alocação

Para realizarmos a ligação dos sensores e atuadores ao CP, é importante definirmos o tipo de sinal e a alocação física (ponto de conexão). Geralmente, iniciamos essa ligação pelas pontas da rede. Para documentarmos essa etapa das entradas e saídas do CP, sugerimos a criação de uma lista de alocação para cada CP ou para o equipamento de controle que centraliza a ligação de sensores e atuadores.

Essa lista será de grande importância durante a programação desses elementos, pois ela serve para organizar e informar em quais saídas e entradas estão ligados os sensores e atuadores, como é o sinal fornecido ou enviado a eles e ainda qual a função no sistema. O Quadro 12, a seguir, apresenta um modelo dessa lista de alocação das I/O do CP.

lisTa de alocaÇÃo das i/o do cpequipamenTo:

projeTo:

enTradas

nome códiGo Tipo descriÇÃo/observaÇões alocaÇÃo

Botão de start B1 Chave NABotão pulsador sem

retençãoI1.0

Botão de emergência B2 Chave NFBotão com retenção.

Contato auxiliarI1.1

Sensor de peça B3 Digital PNPSensor indutivo, 0/24V,

PNPI1.2

(continua)


lisTa de alocaÇÃo das i/o do cpequipamenTo:

projeTo:

enTradas


Sensor de barreira B4 Digital PNPSensor óptico, barreira,

PNP, NFI1.4

Chave seletora B5 Chave NAChave seletora duas

posiçõesI1.7

Sensor de nível B6Analógico

0-10 V

Sensor ultrassônico

analógico, 0 a 10 VUE1

saídas


Sinaleiro emergência H1 Digital Relé NATorre de sinalização – luz

vermelhaQ1.1

Motor esteira (inversor) M1 Analógico 0-10VControle de velocidade do

motor da esteiraUA1

Desviador (pneumático) 1M1 Digital Relé NASegrega peças da esteira

quando acionadoQ1.0

Bloqueador 1 2M1 Digital Relé NF

Deve estar acionado para

permitir a passagem das

peças, por isso NF

Q1.3

Bloqueador 2 3M1 Digital Relé NF

Ao acionar, bloqueia

peças antes do sensor de

nível

Q1.2

Sirene H2 Saída transistor PNPAciona buzzer, gerando

alerta sonoroQ2.0

Quadro 12 - Lista de alocação das I/O do CP. Fonte: SENAI-RS.

FIQUE ALERTA

Durante a montagem ou manutenção, a lista de alocação das I/O do CP também é utilizada, em conjunto com o diagrama elétrico, para orientar de que forma serão feitas as ligações entre os elementos.

Sugerimos a criação de uma lista com todas as variáveis utilizadas durante o desenvolvimento do programa para:

• resolução rápida de problemas por parte do desenvolvedor ou por terceiros;

(conclusão)


•permitir a instalação e configuração dos equipamentos nos casos em que o programador não é o integrador.

O Quadro 13, a seguir, apresenta um modelo dessa lista de variáveis de ligação.

lisTa de variáveis de liGaÇÃo

connecTor i/o Terminal (in)

o comenTário indica sinal nível 1

connecTor i/o Terminal (ouT)

comenTário indica sinal 1 (liGado)

DI 0 DO 0 Avança magazine

DI 1 Magazine recuado DO 1 Liga vácuo

DI 2 Magazine avançado DO 2 Desaciona vácuo

DI 3 Vácuo DO 3 Giratório para magazine

DI 4 Giratório no magazine DO 4 Giratório para próxima estação

DI 5 Giratório na próxima estação DO 5 Lâmpada vermelha

DI 6 Sem peças no magazine DO 6 Lâmpada amarela

DI 7 Estação seguinte pronta DO 7 Lâmpada verde

Quadro 13 - Lista de variáveis de ligação.Fonte: SENAI-RS.

3.3.2 topologia de rede

A topologia de rede é um tipo de interligação em que estão conectados os equipamentos da rede e pode ser descrita fisicamente ou logicamente. Há vários tipos de interligação dos equipamentos e diversas formas de estruturar a interligação dos equipamentos da rede, como apresenta o Quadro 14.

Tipo de rede descriÇÃo

pon

To-a

-po

nTo

A topologia ponto a ponto é a mais simples, pois une apenas dois dispositivos por um meio de transmissão

qualquer. Por esse motivo, não há a necessidade de identificação na rede.

ba

rra

men

To

Nesse tipo de rede, todos os equipamentos são ligados em um mesmo barramento. Entretanto, apenas

um equipamento por vez pode jogar dados na rede, e as demais estações somente recebem os dados caso

tenham sido destinados a elas.

an

el

Na topologia em anel, os dispositivos são conectados em série, formando um circuito fechado (anel). O

diferencial desse tipo de ligação é que todas as estações devem ler e reenviar os dados, mas isso pode

provocar atrasos e erros na mensagem.

esTr

ela A topologia estrela é a mais utilizada, pois todos os dados passam por uma estação com dedicação maior

para dados. E, caso ocorra algum problema com alguma estação, não interferirá nas demais, podendo o

sinal ser transmitido normalmente para as outras, a menos que o problema aconteça na estação central.

ma

lha Esse método pode garantir uma melhor integridade do sinal, pois, caso uma estação apresente problemas,

o sinal continuará fluindo. Por outro lado, haverá maior custo na aquisição dos equipamentos, pois cada

estação deve conter um número maior de conexões para possibilitar esse tipo de interligação.

(continua)


Tipo de rede descriÇÃoá

rvo

re

Esse é um sistema formado basicamente por derivações, o que facilita a organização e distribuição dos

dados. Essa topologia é utilizada quando há equipamentos que se comunicam somente com uma família

de dispositivos.

ca

dei

a Atualmente, esse modelo é muito utilizado devido à simplicidade de conexão dos equipamentos. Também

facilita a adição de mais pontos aos já existentes, pois não precisa modificar a estrutura para aumentar o

número de conexões.

híb

rid

a

A topologia híbrida é utilizada quando os componentes disponíveis já existem ou quando se pretende

conseguir o melhor de cada interligação, associando-se diferentes tipos, conforme a necessidade.

Quadro 14 - Estruturas de interligação de equipamentos em rede. Fonte: SENAI-RS.

Para que essas ligações em rede funcionem perfeitamente, cada dispositivo deve ter um endereço próprio para que os dados possam ter remetente e destinatário final, de modo que os dados sejam transmitidos corretamente somente para a estação desejada. Em ligações em que existe um dispositivo centralizador, ele é conhecido como mestre e os demais dispositivos, como escravos.

3.3.3 protocolos de coMunicação

Nas redes industriais, os protocolos de comunicação mais usados são o RS-232 e o RS-485. Os dados são transferidos em série por esses protocolos que definem uma série de parâmetros elétricos e mecânicos. A principal vantagem desse processo é a garantia da ligação entre dispositivos de diferentes fabricantes. O Quadro 15 apresenta as formas de utilização desses protocolos.

proTocolo uTilizaÇÃo

Modbus

O protocolo Modbus é usado na comunicação entre os CP e dos CP com os dispositivos de en-

trada e saída de dados, instrumentos eletrônicos inteligentes como relés de proteção, atuadores

de válvulas, controladores de processo e transdutores de energia.

O meio físico utilizado é o RS-232 ou RS-485 com o modelo de comunicação do tipo mestre-

escravo. Essa estrutura permite somente um único “mestre” e vários “escravos”.

Modbus TCP/IP

O protocolo Modbus TCP/IP é usado para comunicação entre sistemas de supervisão e CP. Esse

protocolo é encapsulado no protocolo TCP/IP e transmitido por meio de redes padrão Ethernet.

Permite utilizar vários “mestres” e vários “escravos”.

Modbus PLUS

O protocolo Modbus plus é utilizado para a comunicação de CP entre si, arrancadores suaves de

motores, interfaces homem-máquina, entre outros. O meio físico é o RS485 com taxas de trans-

missão de 1 Mbps. Permite também a utilização de vários “mestres” e vários “escravos”.

Quadro 15 - Utilização dos protocolos de comunicação.Fonte: SENAI-RS.

Ethernet TCP/IP

Na indústria, a aplicação da ethernet tornou-se atrativa devido à comunicação com os PCs, ao desempenho, ao baixo custo e à popularidade. A ethernet industrial e a ethernet comum são semelhantes, porém a primeira foi desenhada para a utilização em fábrica, por ser mais robusta com relação aos componentes e testes e por respeitar índices de proteção mecânica voltados a aplicações industriais.

(conclusão)


Essa tecnologia de transmissão pode ser utilizada em qualquer caso prático que exija redes entre CP e sistemas de supervisão. A ligação entre equipamentos pode ser feita por meio de diversos meios físicos, como cobre ou fibra óptica.

FIQUE ALERTA

Uma rede ethernet industrial, que interliga sistemas de automação, não deve ser utilizada para outros fins, como redes de informática ou sistemas de vídeo- vigilância. Utilizando a rede ethernet industrial de forma correta, garantimos sua eficiência na transferência de dados entre CP com a máxima segurança e evitamos a sobrecarga do meio físico.

3.4 pROCedImenTOS de SeguRAnçA

Um procedimento de segurança tem o objetivo de assegurar a saúde e a integridade física dos trabalhadores no cumprimento das ações de segurança. Em outras palavras, um procedimento de segurança é uma série de ações formalizadas em um ou mais documentos, conforme norma regulamentadora, que devem ser seguidas para realizar uma atividade, de modo que não cause danos ao seu executor ou a terceiros.

Durante o projeto e implementação de um sistema automatizado, são necessários, ao menos, três aspectos relativos à segurança:

•preservar a si mesmo e aos envolvidos no processo: observar a segurança dos envolvidos diretamente na construção do sistema; verificar se os equipamentos que serão utilizados podem oferecer riscos; observar quais são os equipamentos de proteção individual (EPI) e os equipamentos de proteção coletiva (EPC) que deverão ser utilizados, e se eles são utilizados corretamente; verificar se as pessoas envolvidas na atividade de construção são capacitadas e aptas a atuar nas ações que oferecem riscos; verificar se os ambientes que oferecem riscos estão devidamente demarcados ou isolados;

•preservar o usuário: a interação de usuário com equipamentos automatizados deve ser feita com segurança. No desenvolvimento de equipamentos, devem ser observados os requisitos de segurança, a fim de evitar expor o operador a riscos. Sempre que possível, devem ser gerados alertas e a documentação de segurança deve ser suficientemente clara para evitar acidentes;

•preservar o próprio equipamento: ao desenvolver um sistema automatizado, devemos observar se, durante seu funcionamento certas situações poderão gerar danos ao próprio equipamento. Devemos evitar situações que possam causar esses danos.

3.4.1 nÍveis de segurança

Em sistemas elétricos energizados, devem ser observados, com atenção redobrada, os níveis de segurança exigidos. Procure observar nos equipamentos a presença de inscrições que indiquem a categoria ou o grau de isolamento da ferramenta. Observe, na Tabela 5, as categorias e tensões de trabalho para a escolha de um multímetro.


Tabela 5: critérios de escolha de um multímetro.

caTeGoria TensÃo de Trabalho (dc ou ac rms para a Terra)

pico do pulso de TransienTe (20 repeTiÇões) fonTe de TesTe (0hms = v/a)

CAT l 600 V 2500 V 30 ohms

CAT l 1000 V 4000 V 30 ohms

CAT ll 600 V 4000 V 12 ohms

CAT ll 1000 V 6000 V 12 ohms

CAT lll 600 V 6000 V 2 ohms

CAT lll 1000 V 8000 V 2 ohms

CAT lV 600 V 8000 V 2 ohms

Fonte: SENAI-RS.

FIQUE ALERTA

No desenvolvimento de sistemas automatizados, devem ser verificadas as informações de segurança nos manuais quanto à utilização de ferramentas e instrumentos como osciloscópios, chaves de fenda, alicates, multímetros, entre outros.

3.4.2 grau de proteção - ip

Muitas vezes, os instrumentos e ferramentas utilizados para desenvolver os sistemas automatizados são submetidos a condições ambientais adversas.

O grau de proteção IP ajuda a identificar a capacidade que o elemento tem de resistir à submersão ou aspersão de água, líquidos ou poeira. Essa informação consta de livros e tabelas com a respectiva categoria de proteção IP, conforme o grau de exigência do equipamento, instrumento ou ferramenta.

A Tabela 6 apresenta a lista de índices de proteção IP e a Tabela Y apresenta a lista de índices de proteção IK.

Tabela 6: lista de índices de proteção ip.

1º alGarismo proTeÇÃo conTra peneTraÇÃo de corpos sólidos

ip TesTes

0 Sem proteção

150 mm

Corpos sólidos superiores a 50 mm (ex.: contatos involuntários da mão)

212,5 mm

Corpos sólidos superiores a 12,5 mm (ex.: dedos da mão)

32,5 mm

Corpos sólidos superiores a 2,5 mm (ex.: chaves de fenda, fios)

41 mm

Corpos sólidos superiores a 1 mm (ex.: ferramentas finas, pequenos fios)

(continua)


1º alGarismo proTeÇÃo conTra peneTraÇÃo de corpos sólidos

ip TesTes

5 Poeira e areia (sem depósito prejudicial)

6 Totalmente protegido contra poeira

2º alGarismo proTeÇÃo conTra peneTraÇÃo de líquidos

ip TesTes

0 Sem proteção

1 Quedas de gotas de água (condensação)

275°

Quedas de água de até 15º de inclinação

360°

Chuva de até 60º de inclinação

4 Projeção de água de qualquer direção

5 Jato de água de qualquer direção (ex.: mangueira de bombeiro)

6 Projeção de água semelhante a vaga do mar

7 1 m 15 cmmin.

Imersão

8m

Imersão prolongada sob pressão

Fonte: SENAI-RS.

Tabela 7: lista de índices de proteção ik.

ik proTeÇÃo mecânica (em joule) 3º alGarismo ip correspondenTe

00 0 0

01 0,15

02 0,20 1

03 0,35

(conclusão)

(continua)


ik proTeÇÃo mecânica (em joule) 3º alGarismo ip correspondenTe

04 0,50 3

05 0,70

06 1

07 2 5

08 5

(1) 6 7

09 10

10 20 9

Fonte: SENAI-RS.

3.4.3 equipaMentos de proteção individual

Os equipamentos de proteção individual (EPI) são todos os equipamentos utilizados pelo indivíduo de forma a minimizar ou eliminar riscos de acidentes. A Figura 10 apresenta os principais EPIs.

Capacete

Óculos de segurança

Protetor Auditivo

Respirador

Uniforme

Calçado desegurança combico de aço

Luvas

Cinto de segurança

Figura 10 - Os principais EPIs.Fonte: SENAI-RS.

3.4.4 equipaMentos de proteção coletivos

Os objetivos do equipamento de proteção coletivo (EPC) são os mesmos dos EPIs, mas não se restringem à proteção individual; eles abrangem a proteção coletiva dos trabalhadores, como os sistemas de ventilação em locais de trabalho, o enclausuramento de máquinas e equipamento com isolamento acústico para fontes de ruídos e de gases, as proteções de partes móveis de máquinas e equipamentos, entre outros.

(conclusão)


Para o desenvolvimento de atividades em projetos ou sistemas de automação e mecatrônica, devemos ter conhecimento de algumas normas importantes. Pesquise na internet as normas a seguir, a fim de identificar e diferenciar os principais aspectos relativos à segurança individual e coletiva:

•NR-06:EquipamentosdeProteçãoIndividual;

•NR-10:InstalaçãoeServiçoemEletricidade;

•NR-35:TrabalhoemAlturas;

•NBR5410:InstalaçõesElétricasdeBaixaTensão;

•NBR14039:InstalaçõesElétricasdeAltaTensão.

SAIBA MAIS

3.4.5 eleMentos e dispositivos de segurança

Quando a avaliação dos riscos em uma máquina ou processo resulta em um risco ao operador, o risco deve ser minimizado ou extinto. O método utilizado para assegurar a proteção dependerá das variáveis envolvidas no processo: quem se deseja proteger; o ambiente ao seu redor; o tipo de equipamento de segurança a ser utilizado.

Durante o projeto ou construção de um sistema automatizado, procure utilizar elementos de segurança certificados. São exemplos típicos de medidas de proteção: relés de segurança, barreiras ópticas (cortinas de segurança), pedais de segurança, botões de emergência, tapetes de segurança, controles de habilitação de operação bi manuais, dentre outros elementos.

3.4.6 identiFicação de riscos

Os dispositivos de segurança possuem identificadores de categorias que apontam suas características. A determinação dos riscos e a seleção das categorias de segurança encontram-se na Figura 11.

B 1 2 3 4S1

S2

F1

F2

P1

P2

P1

P2

Figura 11 - Determinação dos riscos e seleção das categorias de segurança.Fonte: SENAI-RS.

Determinação dos riscos:

•S1: lesão reversível;

•S2: lesão irreversível;

•F1: frequência de exposição ao perigo baixa;

•F2: frequência de exposição ao perigo alta;


•P1: possibilidade de parada da máquina durante o ciclo;

•P2: impossibilidade de parada da máquina durante o ciclo.

Seleção das categorias:

•Categoria B: tecnologicamente adequado;

•Categoria 1: utilização de princípios e componentes consagrados (ex.: ruptura positiva);

•Categoria 2: verificação periódica do controle relacionado à segurança da máquina (pelo menos a cada partida da máquina);

•Categoria 3: sistema de controle não poderá perder as funções de segurança no caso de uma falha (não significa que todas as falhas devam ser detectadas);

•Categoria 4: a falha única deverá ser detectada antes ou durante a próxima função de segurança; monitoramento poderá ser interrompido após 3 falhas (auto monitoramento).

ReCApITulAndO

Neste livro, estudamos aspectos fundamentais sobre o planejamento do projeto e as melhores formas de execução do processo para o desenvolvimento de sistemas automatizados. Em relação ao planejamento do projeto, ressaltamos a importância da aplicação das metodologias de análise de viabilidade e das especificações de requisitos funcionais, não funcionais e inversos. Destacamos, também, a necessidade de haver um cronograma funcional, com definições claras e objetivas, para o correto planejamento de recursos em relação ao plano de ação. Na fase da execução do processo, compreendemos que a integração entre os elementos do projeto dependem fundamentalmente do que foi previsto na etapa de planejamento. Para tanto, revisamos conhecimentos sobre diagramas e fluxogramas de sistemas automatizados. Observamos, também, aspectos importantes relativos aos procedimentos de segurança que devem fazer parte da execução do projeto.

Todos os conhecimentos apresentados neste livro são fundamentais para que o profissional da área de mecatrônica desenvolva, de forma eficiente e eficaz, o planejamento e a execução de projetos na indústria.

RefeRênCIAS

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. nbr 8896: símbolos gráficos para sistemas e componentes hidráulicos e pneumáticos: símbolos básicos e funcionais: simbologia. 1985.

BERTOLO, Luiz. payback. Disponível: <http://www.bertolo.pro.br/AdminFin/AnalInvest/PAY%20BACK.pdf>. [2014?]. Acesso em: 23 jul. 2014.

CASAROTTO FILHO, Nelson; KOPITTKE, Bruno H. análise de investimentos. 9. ed. São Paulo: Atlas, 2000.

COPELAND, Tom E.; ANTIKAROV, Vladimir. opções reais: um novo paradigma para reinventar a avaliação de investimentos. Rio de Janeiro: Campus, 2001. DAMODARAN, Aswath. finanças corporativas aplicadas: manual do usuário. Porto Alegre: Bookman, 2002.

INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION. iec 60617: graphical symbols for diagrams. 2001.

INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION. iso 10006: quality management systems: guidelines for quality management in projects. 2003.

______.iso 1219 -1: fluid power systems and components: graphical symbols and circuit diagrams: part 1: graphical symbols for conventional use and data-processing applications. 2012a.

______.iso 1219 -2: fluid power systems and components: graphical symbols and circuit diagrams: part 2: circuit diagrams. 2012b.

LAPPONI, Juan Carlos. projetos de investimento: construção e avaliação do fluxo de caixa: modelos em Excel. São Paulo: Laponni Treinamento e Editora, 2000.

MORAES, Cícero C. de; CASTRUCCI, Plínio de L. engenharia de automação industrial. 2. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2007.

NOVA DIDACTA. Disponível em: <www.novadidacta.com.br>. [2014?]. Acesso em: 23 jul. 2014.

ROSS, Stephen A.; WESTERFIELD, Randolph W.; JORDAN, Bradford D. princípios de administração financeira. São Paulo: Atlas, 1998.

senai – deparTamenTo nacionalunidade de educaÇÃo profissional e TecnolóGica – uniep

Felipe Esteves Pinto MorgadoGerente Executivo

Nathália Falcão MendesGestora do Programa SENAI de Capacitação Docente

senai – deparTamenTo reGional do rio Grande do sul

Claiton Oliveira da CostaCoordenação da Gerência de Desenvolvimento Educacional no Departamento Regional

Fernando R. G. Schirmbeck Coordenação Técnica

João Charles dos SantosMarcelo Luiz de QuadrosElaboração

Marcelo de QuadrosRevisão Técnica

Enrique S. BlancoPatricia C. da S. RodriguesDesign Educacional

Aurélio RauberDireção de Arte

Bárbara Polidori BackesRafael AndradeEditoração

Aurélio RauberCamila J. S. MachadoRafael AndradeIlustrações

Roberta TriacaApoio a Normatização

Enilda HackNormatização

DuploklickRevisão Ortográfica e Gramatical

1.0 - desenvolvimento de sistemas automatizados

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