TVDA - Tested, validated, documented architectures: arquitecturas de automação testadas e validadas

DOSSIER António Varandas Schneider Electric Portugal Tel. + 351 217 507 100 - Fax + 351 217 507 101 www.schneiderelectric.pt

TVDA – TESTED, VALIDATED, DOCUMENTED ARCHITECTURES ARQUITECTURAS DE AUTOMAÇÃO TESTADAS E VALIDADAS PARA MÁQUINAS

A evolução tecnológica está a gerar um incremento da componente de automação nos sistemas de controlo das máquinas.

A tendência actual, ao nível do projecto eléctrico de uma máquina, aponta para: - Uma maior incorporação de servomotores e servo sistemas, procurando uma maior precisão e velocidade; - Uma descentralização do controlo, passando esse mesmo controlo a ser assegurado por consolas de diálogo ou mesmo por drives.

OS DESAFIOS DO FABRICANTE DE MÁQUINAS Actualmente, a engenharia, o marketing e os custos associados às vendas apresentam valores com um incremento significativo, com impacto em todo o ciclo de vida de uma máquina.

O desafio permanente dos fabricantes de máquinas é o de minimizar os custos nas diversas fases desse ciclo de vida como sejam o projecto, a construção, a programação, a instalação, a operação e a manutenção, assegurando os requisitos funcionais exigidos pelo mercado.

SEGMENTAÇÃO MÁQUINA Em termos gerais, a segmentação e os requisitos de cada tipo de máquina, podem ser sintetizados da seguinte forma:

Figura 1: TVDA para máquinas simples.

TVDA – UMA METODOLOGIA INOVADORA Dada a variedade possível do tipo de máquinas e no sentido de responder aos desafios com que se deparam actualmente os fabricantes de máquinas, conjugando os requisitos técnicos exigidos pelo mercado, têm sido desenvolvidos conceitos e metodologias que visam definir de forma simples e prática arquitecturas de controlo.

Máquinas Simples

Máquinas Distribuídas

Máquinas Complexas

Máquinas Modulares

Máquinas Especiais

Descrição:

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Máquinas Máquinas constituídas por Normalmente são máquinas de Máquinas constituídas constituição compacta com diversas por diversos subconjuntos que possuem diversos subconjuntos de subfunções simples, conjugadas simples que processam normalmente poucos máquinas mais simples. actuadores (<3) e O comando está distribuído por de forma complexa (de 10 até 100 diferentes funções de com automatismo diversos quadros espalhados ao entradas/saídas). complexidade variável (de simples (< 20 longo da máquina.

10 até 50 entradas/saídas). entradas/saídas).

A coordenação e supervisão do As diversas funcionalidades estão sistema são efectuadas a partir concentradas num só quadro. de uma unidade central.

Requisitos técnicos

Requisitos técnicos

Cablagem fio-a-fio Cablagem reduzida Instalação compacta Projecto modular Configuração simples Módulos interligados por redes de comunicação standard dos parâmetros funcionais De fácil instalação e manutenção simples Manutenção simples

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robótica

Requisitos técnicos Instalação compacta com características funcionais optimizadas em termos de tempo de ciclo e tempo de resposta A tendência actual aponta para uma simplificação da montagem e da instalação

Requisitos técnicos

Máquinas que utilizam diversas funcionalidades com diversos graus de complexidade e especificidade dedicada.

Requisitos técnicos

Cablagem reduzida entre Instalação compacta Blocos funcionais normalizados para redução módulos do tempo de resposta Módulos normalizados, simples de fácil instalação Integração de funcionalidades específicas e que permitem reduzir desenvolvidas pelo fabricante o tempo de resposta do Assegurar produção contínua com tempos de paragem mínimos fabricante para o mercado

DOSSIER AUTOMAÇÃO DE MÁQUINA

Divididas em soluções simples e complexas, compactas e distribuídas, a metodologia TVDA permite dar resposta directa á grande maioria das especificações técnicas solicitadas pelo mercado.

As arquitecturas propostas são previamente testadas, garantindo ao fabricante de máquinas que não há risco, que a compatibilidade dos equipamentos é garantida e que no final a solução obtida responde adequadamente ao pretendido.

A personalização da solução final é efectuada de forma simples, permite garantir a diferenciação entre fabricantes.

Cada solução é acompanhada de um guia aplicativo, contendo: - Exemplos de aplicações; - Descrição completa dos diversos passos a seguir para a instalação, implementação, programação e arranque do sistema; - Exemplos de programação; - Lista de material necessário.

Figura 5: TVDA para máquinas que requeiram alta disponibilidade. As funções de segurança estão totalmente integradas num bus AS-interface Safe.

VANTAGENS PARA O FABRICANTE DE MÁQUINAS As vantagens da aplicação desta metodologia são diferentes consoante o estágio do ciclo de vida em que se encontra a máquina: - Para a fase de Definição e Projecto: disponibiliza guias de utilização com informação completa sobre a arquitectura e os esquemas eléctricos; - Para a fase de Implementação e Optimização: disponibiliza guias de implementação com detalhes sobre a montagem e cablagem do equipamento bem como códigos fonte para auxílio na programação.

Figura 4: TVDA para máquinas que necessitem de performance e robustez.

BLOCOS FUNÇÃO – FUNÇÕES COMPLEXAS DE SIMPLES UTILIZAÇÃO Com o objectivo de reduzir o tempo de desenvolvimento de funções máquina específicas, a utilização de rotinas aplicativos de funções pré construídas e devidamente testadas, são um complemento enriquecedor das soluções obtidas com a metodologia TVDA. Particularmente indicados para máquinas repetitivas que utilizam funções complexas mas tipificáveis, os blocos função são a resposta adequada, necessitando apenas de uma personalização de parâmetros em função dos requisitos pretendidos para cada máquina.

Estão disponíveis blocos função tipificados por funcionalidades específicas de segmentos de mercado, como por exemplo para sistemas de elevação, sistemas de embalagem ou para sistemas de manipulação de material.

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robótica

Para o fabricante da máquina, as vantagens são inúmeras: - Incremento das características funcionais da máquina, através de: - Soluções centradas nas novas tendências construtivas, visando incrementos de produtividade ou resposta a características específicas de determinados mercados; - Uma conjugação de produtos optimizada, garantindo uma total compatibilidade dos diversos elementos seleccionados.

- Redução do custo de projecto e desenvolvimento, através de: - Recurso a soluções pré-definidas, devidamente testadas; - Quadros eléctricos e diagramas unifilares pré-definidos e desenvolvidos para programas CAD. - Redução do tempo de resposta ao mercado: - Ganhos efectivos de até 50% na fase de projecto e instalação; - Funcionalidades testadas e prontas a operarem; - Comissionamento simples e eficaz.

CONCLUSÃO Através de uma abordagem sistematizada, a metodologia TVDA permite responder a 3 aspectos fundamentais do dia-a-dia do fabricante de máquinas: - Incremento de rentabilidade; - Incremento de eficiência; - Possibilitar uma gestão adequada ao longo de todo o período de vida útil da máquina.

A conjugação de arquitecturas TVDA com blocos função aplicativos específicos, torna a implementação do projecto eléctrico numa máquina, uma tarefa fácil, rápida e segura.