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Artigo técnico

Armazém Automático – Otimização do Binómio Performance/Custo Eng.o Luís Reis Neves Diretor Técnico da SEW-EURODRIVE PORTUGAL

1. INTRODUÇÃO

2. O PROBLEMA/DESAFIO

Os armazéns automáticos são sistemas

Devido à geometria da máquina, existem

complexos de elevado desempenho que

elevadas forças de inércia durante as fases

implementam um conceito logístico, tendo

de aceleração e desaceleração. No início da

em conta o fluxo de materiais, fazendo uso

aceleração a coluna move-se momentane-

de um controlo totalmente automático e

amente em sentido contrário ao do movi-

de tecnologia de informação “state-of-the-

mento, devido à sua inércia e, em seguida,

art”. Este conceito, geralmente, maximiza

executa pequenas vibrações naturais ligei-

Tempo de vida útil;

as saídas com uma utilização perfeita do

ramente amortecidas sobre a sua posição

Precisão de posicionamento;

espaço. O seu desempenho é medido atra-

central quasi-estática.

Comportamento no arranque e na

saída por unidade de tempo. A estratégia e

Estas vibrações restringem a operação de

disponibilidade de armazenamento são de-

posicionamento, tendo assim um impacto

cisivamente determinadas pela velocidade

negativo no tempo de ciclo da unidade uma

Tipo de alimentação;

e aceleração dos acionamentos utilizados.

vez que, primeiro, têm que baixar para um

Consumo energético, eficiência, energia

vés do número de entregas de entrada e de

paragem; Suavidade de operação, comportamento devido à vibração;

nível admissível antes do ciclo poder ser

regenerativa;

Num armazém automático é possível identi-

feito. Aumentar o desempenho e reduzir a

ficar vários movimentos, nomeadamente, a

carga dinâmica são os requisitos de opera-

Índice de Proteção;

translação, a elevação e o movimento dos

ção do sistema, para que as vibrações se-

Comissionamento, segurança funcio-

braços telescópicos. Frequentemente, estes

jam evitadas ou corrigidas.

Compatibilidade eletromagnética;

nal, manutenção.

eixos são complementados por eixos adicionais que fazem a interface do armazém com

Adicionalmente, as seguintes condições am-

o exterior. Os eixos principais são a elevação

2.1. Critérios de dimensionamento

bientais devem ser tidas em consideração:

e a translação, a qual será abordada mais

A interação entre a engenharia de aciona-

Temperatura ambiente;

em detalhe ao longo deste artigo.

mentos e o controlo em malha fechada,

Presença de agentes de limpeza;

bem como a mecânica (estática/dinâmica/

Armazenamento de produtos químicos;

vibração), determina o comportamento

Áreas com riscos de explosão;

dinâmico, assim como, o desempenho. O

Ambientes sensíveis ao ruído;

comportamento (estabilidade) da carga

Ambientes com sujidade e poeiras.

durante o movimento, particularmente na aceleração e desaceleração, tem um impacto significativo no projeto. Dependendo

3. CONDIÇÕES ADICIONAIS

dos requisitos do sistema são utilizados

Este tipo de aplicações requer que múlti-

motores controlados em velocidade ou em

plas condições adicionais sejam tidas em

posição.

conta antecipadamente, condições que vão afetar decisivamente a qualidade dos resul-

Os seguintes critérios são decisivos para a

tados.

seleção dos acionamentos: Figura 1. Armazém automático (Motion Solution

Massa a movimentar;

Se as condições adicionais não forem tidas

With MOVI-PLC®).

Resistências ao deslocamento;

em consideração e não forem tratadas anelevare

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Artigo técnico Tabela 2. Comparação em termos de custos energéticos.

Comparação de

Variante standard

Solução com partilha de energia

Componentes do projeto

Controlo convencional: a energia libertada é dissipada via resistência de frenagem

Ligação inteligente de barramento CC e Motion Controler MOVI-PLC®

Custos energéticos/ano*

€ 7,200

€ 5,750

Consumo de energia

125%

100%

Tempo de amortização

Imediato

Redução de CO2/ano

10 t

A solução com ligação do barramento CC poupa 7250€ apenas em 5 anos de operação

*Cálculos baseados no consumo de energia por ciclo, considerando 880 ciclos por dia, 350 dias por ano e 0,10 €/KWh.

5. ENERGIA REGENERADA

xos são o horizontal e o vertical. Normalmente, a estrutura

Com os seus movimentos, o sistema gera energia, tornando-

desloca-se sobre carris, sendo que existe a possibilidade de

se num enorme sistema gerador de energia. Num design con-

acionar uma ou ambas as rodas.

vencional, uma resistência de frenagem converte para calor a energia libertada quando o acionamento vertical desce e o

No caso de trajetórias com curva, o diferencial eletrónico

acionamento horizontal desacelera. Isto, do ponto de vista

reduz as cargas transversais, possibilitando velocidades ele-

energético, é um desperdício. Ainda mais quando temos à dis-

vadas. A gestão coordenada dos movimentos possibilita a

posição meios técnicos para, eficientemente, reutilizar a ener-

partilha de energia, alcançando-se poupanças energéticas até

gia libertada, isto é, “reciclá-la”. Uma possibilidade é a ligação

25% sem comprometer o dinamismo do sistema.

do barramento CC dos variadores, conforme se pode ver nas

Esta solução possibilita poupanças de energia até 25%. A energia regenerativa produzida por um eixo pode ser diretamente consumida pelo outro, maximizando assim a eficiência global do sistema. Uma outra possibilidade é o reenvio de energia para a rede, utilizando para o efeito unidades de regeneração. Esta de facto é outra alternativa bastante interessante, tecnicamente mais complexa e que requer um investimento adicional.

6. CONCLUSÃO Os armazéns automáticos são usados para armazenar cargas de forma rápida e segura. A sua dimensão pode ser consideravelmente grande, requerendo a coordenação de forma eficiente de diversos movimentos. Os principais ei-

Figura 5. Partilha de energia entre os Variadores de Translação e da Elevação.

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tabelas apresentadas.

Armazém automático – otimização do binómio performance/custos  
Armazém automático – otimização do binómio performance/custos  

Autor: Fernando Maurício Dias; Revista: oelectricista/elevare nº40

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