Teste de ventilação automático

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Gerson Roberto da Silva
DISPOSITIVO PARA TESTE DE SISTEMA VENTILAÇÃO TIPO BLOWER
Trabalho de conclusão de curso apresentado a UNICEP, como parte dos requisitos para obtenção do título de bacharel em Engenharia Elétrica, sob a orientação do Professor Rodrigo Juliano
São Carlos

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10 de Maio de 2014
Agradeço primeiro a Deus, aos meus pais, pelo carinho e formação do meu caráter.
A minha esposa pela total compreensão e afeto nos momentos difíceis.
E a todos de minha família, por sempre acreditarem em mim.
Que Deus abençoe a todos.

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AGRADECIMENTOS
À UNICEP por nos proporcionar a oportunidade de cursar a graduação em períodos convenientes.
À empresa ELECTROLUX DO BRASL SA, por ser a fonte deste trabalho de conclusão de curso.

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Lembre-se que as pessoas podem tirar tudo de você, menos o seu conhecimento.
É o seu bem mais precioso. Explore; Viaje; Descubra; Conheça”.
Albert Einstein
(1879-1955)
Físico.
SUMARIO

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LISTA DE ABREVIATURAS E, SIGLAS E SIMBOLOS...................................................7
LISTA DE FIGURAS...............................................................................................................8
LISTA DE TABELAS..............................................................................................................9
RESUMO.................................................................................................................................10
1. INTRODUÇÃO...................................................................................................................11
2. REVISÃO BIBLIOGRAFICA..........................................................................................15
2.1 – Aplicação.............................................................................................................15
2.2 – Testes realizados.................................................................................................18
2.3 – Técnicas aplicadas..............................................................................................30
2.3.0 – Referencias de aplicação.....................................................................30
2.3.1 – NR-10....................................................................................................38
2.3.2 – NR-12....................................................................................................40
2.3.3 – NBR-5410.............................................................................................42
2.3.4 – Protocolo TCP/IP.................................................................................43
2.3.5 – Comunicação Serial.............................................................................44
2.3.6 – Modo Síncrono x Assincrono..............................................................44
2.3.7 – Padrão RS485.......................................................................................45
2.3.8 – MODIBUS............................................................................................45
2.3.9 – Processos físicos...................................................................................47
2.3.10 – PLC (Programable Logic Controller) ............................................49
2.3.11 – AutoCAD............................................................................................51
3. MÉTODOLOGIA...............................................................................................................53

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4. DICUSSÃO DOS RESULTADOS.....................................................................................70
5. CONCLUSÃO.....................................................................................................................80
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS..............................................................................82

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LISTA DE ABREVIATURAS, SIGLAS E SÍMBOLOS
TCC – Trabalho de Conclusão de Curso
UNICEP – Universidade Central Paulista
ISO - International Standard Organization
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas.
IHM – Interface Homem Máquina.
CLP – Controlador Logico Programável.
I/O – Entradas e Saídas de um CLP (Input/Output).
NR-10 – Norma Regulamentadora 10
NBR-60601-1 – Norma Brasileira Regulamentadora 60601-1
NBR-5410 – Norma Brasileira Regulamentadora 5410
IEC 60617 – Norma Internacional para símbolos elétricos.

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LISTA DE FIGURAS
Figura 1- Vista frontal do dispositivo HypotULTRA III...........................................................19
Figura 2 - Modelo de Transformador de corrente usado no projeto, fabricado pela SIEMMENS AG.......................................................................................................................20
Figura 3 - Modulo de entradas analógicas (Fonte www.siemmens.com).................................21
Figura 4 - Dispositivo de medição de fluxo de ar TESTO 6443...............................................22
Figura 5 - Dispositivo de conexão TSK....................................................................................23
Figura 6 - Imagem interna do painel elétrico............................................................................24
Figura 7 - Imagem interna do painel elétrico, ponto de curto – circuito ocorrido....................25
Figura 8 - Imagem interna do painel elétrico, visualização de ponto aterramento...................26
Figura 9 - Imagem da IHM utilizada........................................................................................27
Figura 10 - Imagem de operação da bancada de teste...............................................................28
Figura 11 - Imagem do painel de acionamento dos testes........................................................29
Figura 12 - Imagem de cabos expostos na máquina.................................................................29
Figura 13 - Imagem de ponto de chegada de ar industrial........................................................30
Figura 14 - Modelo de diagrama de Ishikawa ..........................................................................31
Figura 15 - Modelo de diagrama de Ishikawa encontrado pela equipe....................................33
Figura 16 – Modelo Ciclo de vida de um sistema de controle. (Miyagi 2001).......................35
Figura 17 - Modelo de comunicação serial RS 485..................................................................45
Figura 18 - Modelo de PLC utilizado em nosso projeto (fonte www.siemmens.com).............50
Figura 19 - Modelo de instruções de programação para PLC...................................................51
Figura 20 - Imagem de desenho elétrico realizado com AutoCad Electrical (imagem particular do autor)....................................................................................................................................52
Figura 21 - Tela inicial do TIA Portal® v.12.............................................................................62
Figura 22 - Tela de escolha de CLP do TIA Portal® v.12.........................................................63
Figura 23 - Tela de programação do TIA Portal® v.12.............................................................64

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LISTA DE TABELAS E GRAFICOS
Gráfico 1 – Gráfico 1 número de lavadoras que retornam para retrabalho por falhas..............56
Gráfico 2 – Gráfico 2, Numero de ordens de serviço abertas em 30 dias de produção............56
Tabela 1 – Principais itens a serem utilizados no novo projeto................................................57
Tabela 2 – Lista enviada ao setor de compras..........................................................................61

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RESUMO
Ao observar e atuar na identificação de problemas existentes em um dispositivo que executa testes de funcionamento em um kit de ventilação tipo “BLOWER” (que em inglês significa Ventilador) de uma lavadora de roupas tipo Top-Load, de uma grande empresa montadora de eletrodomésticos, que por motivos de direitos autorais chamaremos de “EB”, constatamos diversos pontos de falhas, sejam eles ocasionados por: software, hardware, a falta de requisitos de segurança exigidos pelas normas de segurança NR-10 e NR-12 ou pela não repetitividade de testes executados.
O dispositivo de estudo deste trabalho executa e verifica diversos testes, rigidez elétrica, continuidade elétrica, fluxo mínimo de ventilação, resistência mínima e máxima, tais teste são necessários pois são a forma de se identificar kits de ventilação que não estejam dentro dos padrões pré-definidos pelo setor de qualidade da empresa EB.
Este projeto tem por objetivo, analisar, viabilizar e implementar um controle efetivo sobre todos as fase do processo de testes, através do retrofit do equipamento já existente, neste sentido este trabalho visa a automação de todas as fases de testes com intuito da redução de erros e falhas. Para atingir os objetivos traçados este trabalho foi estruturado na metodologia proposta por Ishikawa (1943), onde os problemas são classificados em seis tipos diferentes: método, matéria-prima, mão-de-obra, máquinas, medição e meio ambiente. Esse sistema permite estruturar hierarquicamente as causas potenciais de um determinado problema ou também uma oportunidade de melhoria, assim como seus efeitos sobre a qualidade dos produtos, orientando desta forma o melhor método a ser aplicado na resolução dos problemas.
É com base nos dados obtidos que conseguimos propor e concretizar o projeto de reforma do equipamento com o reaproveitamento de alguns itens já existentes e a instalação de outros novos com intuito de adequar as normas de segurança, adequar ao padrões da empresa, reduzir o tempo de parada de máquina, agilidade nos testes, confiabilidade, diminuição no número de produtos finais com retorno por falhas no dispositivo de ventilação e consequentemente redução nos custos finais do produto.
Palavras – chaves: Automação, Retrofit, Qualidade.

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1 - INTRODUÇÃO
Nos dias atuais a disputa por uma posição de destaque no mercado globalizado é cada vez maior. Nesse universo, aquela empresa que conseguir ter uma melhor gestão de custo, tempo e pessoal terá grande vantagem sobre as demais.
Na indústria, um dos principais indicadores de desempenho é a eficiência da produção, a qual avalia a quantidade de produtos que são fabricados em um intervalo de tempo determinado. Uma maior eficiência garante um menor custo de produção, sem precisar descuidar da qualidade intrínseca e visual do produto para garantir seu fornecimento.
No início da civilização humana, os processos industriais eram totalmente manuais, dependendo a todo o instante da atuação dos operadores .Os primeiros sistemas de controle de processos implantados eram pneumáticos e instalados próximos ao ponto a ser controlado, desde então os controles de processo e a automação industrial vêm evoluindo gradativamente, passando por inovações que geram vantagens e desvantagens em suas aplicações, porém nos últimos anos a eletrônica e a micro eletrônica possibilitaram um grande salto na evolução de novas tecnologias para automação e controle de processo.
A evolução das tecnologias, equipamentos e sistemas de controle de processos e automação industrial, sempre objetivam a eliminação ou minimização de algum problema gerado pela implantação anterior. Sempre que se desenvolve uma nova solução busca-se a obtenção de maiores vantagens, como controle em tempo real a longas distâncias, redução de tempo de manutenção e consequentemente maior produtividade. A definição pela utilização ou não da nova solução é sempre baseada em um fator de custo/benefício, visto que nenhum sistema de controle atende perfeitamente todas as necessidades do mercado industrial.
Com a padronização dos produtos industriais, o surgimento de sistemas de garantia de qualidade (ISO) e a exigência cada vez maior do mercado globalizado, se deu à necessidade de controles de processos e automação mais precisos e eficientes.
Com a tendência global de automação das manufaturas, surgiram os padrões de qualidade e de valores agregados ao produto, o que obrigou as empresas a manterem um alto nível de

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qualidade e confiabilidade dos processos, proporcionando cada vez mais o emprego de sistemas de automação e novas tecnologias.
Nos dias de hoje, o retrofitting é amplamente utilizado em máquinas e/ou processos onde a demanda de produção é cada vez maior, seja em termos quantitativos quanto qualitativos, por isso será apresentada algumas das novas tecnologias que são empregadas nesse serviço, visando atingir os objetivos impostos pelos processos de produção.
A automação, como o próprio nome sugere, é a automatização e a integração de sistemas mecânicos, hidráulicos, elétricos, eletrônicos das máquinas e equipamentos com o computador, para operar e controlar um sistema de produção. É sugerida para substituir o trabalho humano de forma rápida e econômica nas situações em que o processo de automação muitas vezes visa o fator segurança das pessoas envolvidas no processo, da qualidade do produto final, da rapidez do processo de fabricação, entre outros trabalhos, que na lógica, melhoram o produto final (MORAES e CASTRUCCI, 2001).
Sendo assim o objetivo deste trabalho é identificar e ordenar as principais falhas hoje existentes no dispositivo já existente consideradas importantes pelas empresa usuária e fornecer uma solução viável no âmbito da qualidade, produtividade, segurança e adequação aos padrões já encontrados na empresa.
Pretende-se ainda com base nas evidências identificadas, propor uma lista de principais falhas para a correta implantação das novas tecnologias no dispositivo de execução de teste; o escopo dessa lista é poupar a empresa de possíveis erros no processo de automatização e facilitar a forma como será feito o processo.
A concepção de um novo produto ou de uma nova marca sempre se segue de uma série de exigências e necessidades que incluem desde, anos de planejamento, a criação de itens de hardware e software que nos auxiliarão na montagem e desenvolvimento do produto. Porem nem sempre suprimos todas as necessidades, e em muitos dos casos à necessidade de se ajustar, reavaliar e readequar alguns periféricos envolvidos nos processos de produção.

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É nesta abordagem que se enquadra o dispositivo de teste em questão, uma vez que a concepção inicial da máquina era de um sistema que seria responsável por testar, diagnosticar e indicar, quais peças seriam qualificadas como, conforme ou não conformes, e assim seguindo ou não para a próxima etapa de montagem. A ideia proposta pelo setor de engenharia responsável pela criação desta nova lavadora, era de que uma empresa terceira ficaria responsável pelo desenvolvimento de um dispositivo de testes, que realizaria uma série de procedimentos pré-determinados. A sequência de testes a serem realizados e os motivos pelos quais a reforma deste equipamento foi proposta se segue abaixo:
- O primeiro e com certeza mais importante dos testes, é o teste realizado por um dispositivo chamado HypotULTRA III da empresa Associated Research, este equipamento realiza o teste conforme exigências da NBR 60601-1, os ensaios de rotina exigidos são: ensaio de resistência de aterramento, ensaio de corrente de fuga e ensaio de rigidez dielétrica.
No caso desses testes, a máquina montada falha na comunicação com o dispositivo HypotULTRA uma vez que o dispositivo se comunica via ModBus RS232 com o CLP que é responsável por informar o diagnostico obtido, gerando assim uma interpretação não confiável do teste.
- O segundo teste se trata da coleta dos valores de corrente e potência da resistência elétrica, tais dados são obtidos com a ajuda de um transformador de corrente 30/5 e enviados a placa de expansão analógica do CLP, e após efetuados os cálculos obtém-se os valores de corrente e potência, que devem estar dentro de valores previamente determinados.
Nesta fase do teste já foi possível observar o dispositivo aprovar itens com valores completamente fora dos padrões, e também reprovar itens dentro dos valores aceitáveis.
- O terceiro teste corresponde a verificação de continuidade dos 2 trompares encontrados no sistema de ventilação, um deles responsável por informar a temperatura ao sistema de controle e o outro por fazer a segurança contra acidentes de superaquecimento que possam acontecer.
Este teste deve ser feito da forma mais rigorosa possível, uma vez que o mal funcionamento dos dispositivos de controle e segurança de temperatura, podem causar sérios danos ao equipamento e também ao usuário.

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- O quarto teste mede a eficácia do motor responsável pela ventilação do ar quente para o interior da lavadora, tal dado é obtido com a ajuda de um medidor de fluxo de ar, que informa analogicamente os valores ao CLP que por sua vez os compara com os valores padrão.
A verificação do fluxo de ar é de suma importância por dois motivos, o primeiro trata-se da correta circulação de ar quente, que necessita de um fluxo pré-determinado para funcionar de forma eficaz, já o segundo motivo seria para proteção da resistência que caso funcione sem a troca de calor gerada pela passagem do ar, chegaria facilmente a valores não toleráveis para seu invólucro.
- O quinto teste faz a checagem de duas travas de segurança, verificação de três termopares de controle de temperatura e a continuidade de uma série de cabos e conectores.
Como em todo os demais testes qualquer verificação errônea, gera atrasos na produção pois caso os defeitos sejam encontrados com a máquina ainda no processo de montagem, o item deve ser levado ao retrabalho, executando desta forma a eliminação de todas as não conformidades. Porem caso o defeito venha a surgir já com o consumidor final, haverá maiores custos relacionados com o envio a assistência técnica, e uma péssima avaliação da marca por parte destes clientes.
Somando-se a estes problemas existem ainda, a falta de uma normalização de esquemas elétricos e mecânicos e a baixa qualidade dos componentes empregados na construção do dispositivo.
Fica evidente que após a análise geral do equipamento e sabendo da sua importância no processo de produção, decidiu-se propor o “retrofitting” deste equipamento dentro das necessidades da equipe de engenharia de qualidade e a produção.

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2 - REVISÃO BIBLIOGRAFICA
2.1 – Aplicação
Na Inglaterra, no início do século XVIII, a mecanização dos sistemas de produção foi responsável pela Revolução Industrial. Este é considerado o ponto inicial do desenvolvimento da automação industrial, além de outras tecnologias. Segundo Capelli (2006), a máquina a vapor, por exemplo, criada nesse período, acelerou e aumentou a produção, tendo como consequência o decréscimo do preço das mercadorias. Entretanto, essa mecanização que se ampliou e se aprimorou ao passar do tempo, necessitou de um sistema de produção com poucas paradas e que atendesse a crescente demanda pelas mercadorias (CAPELLI, 2006).
As técnicas desenvolvidas por Henry Ford, no século XX, e a produção em série tomaram conta dos cenários fabris, principalmente das indústrias automobilísticas. Neste contexto, de acordo com Silveira e Santos (1998), o controle lógico das linhas de produção era feito através de dispositivos eletromecânicos, os relés, que eram interconectados por meio de uma lógica. Apesar desse sistema de controle representar um grande progresso, continha alguns problemas de ordem prática. Além de ocupar um enorme espaço e de trabalhar com poucas variáveis, quando ocorria algum defeito, este comprometia horas ou até dias de trabalho para a correção da falha (SILVEIRA; SANTOS, 1998).
Na década de 50, o aperfeiçoamento da eletrônica e o desenvolvimento dos processadores fizeram com que os computadores fossem integrados nas indústrias e, deste modo, as tecnologias para automação industrial ganharam espaço. Já, no final da década de 60, a indústria automobilística General Motors foi a pioneira a te star um controlador lógico que permitia a programação através de software que possibilitava operações diversas. Este dispositivo desenvolvido pela Bedford Associates recebeu o nome de MODICON 084, sigla de Modular Digital Controller e representou o primeiro controlador lógico programável (CAPELLI, 2006).
Durante a década de 70 ocorreram diversos progressos no desenvolvimento do PLC. Computadores robustos com processadores precários foram substituídos por microprocessadores. Nessa década também foi desenvolvido um sistema que

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intercomunicava, através de redes, os PLCs, possibilitando assim o controle remoto de máquinas. Além disso, foram criadas interface e programação que permitiriam configurações exclusivas de acordo com a necessidade do usuário (SILVEIRA e SANTOS, 1998).
Atualmente os ambientes de produção industrial vêm se aprimorando cada vez mais, através de máquinas mais velozes, componentes mais compactos, processos que necessitam de maior controle, melhor gerenciamento de falhas e uma redução no tempo de parada, o que aumenta a eficiência na produção. As novas tecnologias utilizadas nesses processos de automação industrial englobam o emprego da Interface Homem-Máquina, comumente chamada de IHM, que está presente em boa parte dos equipamentos e sistemas automatizados de forma a desempenhar um papel importante em diversas funções, tais como a verificação de status de produção, cumprimento de ordens do controlador, avisos de alarme, entre outras (VIEIRA, 2004).
Assim, este trabalho acompanha a tendência mundial no cenário da indústria da automação em supervisionar um equipamento de uma fábrica através de um PLC e IHM. Os sistemas de IHM atuais devem oferecer a interface ao operador, controle supervisionado e aquisição de dados, além de proporcionar alarmes e informações para o sistema de planejamento corporativo. O setor industrial que será estudado para a realização deste trabalho envolve a fabricação de eletrodomésticos da linha branca, especialmente lavadoras de roupas. Para a fabricação deste tipo de produto são empregados diversos tipos de equipamentos de uso especifico que auxiliam em diversos pontos onde o produto é montado
Esse projeto é de fundamental importância para a agregação de novos conhecimentos aos envolvidos e ao mesmo tempo garante uma solução que reduzirá custo para a empresa, melhorar as condições de funcionamento do equipamento de testes, visando aumentar assim sua confiabilidade e produtividade, reduzindo custos operacionais, através da realização de estudos contemplando diversas áreas do conhecimento relacionado à engenharia e levantamento de dados e conclusões teóricas que possam auxiliar a sua implementação. O desenvolvimento do projeto segue as seguintes etapas que podem ser consideradas metas intermediarias indispensáveis para a conclusão dos trabalhos e para chegarmos nos resultados finais:
1. Estudo em campo com o acompanhamento do operador, com a finalidade de aumentar os conhecimentos operacionais do equipamento.

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2. Pesquisa com técnicos eletricistas que realizam a manutenção programada no equipamento para garantir o perfeito entendimento do esquema elétrico atual e do funcionamento lógico do acionamento.
3. Estudo em literatura existente sobre os componentes que podem ser utilizados, para ser definido o esquema elétrico que deverá ser implementado.
4. Melhoria no controle de e analise de todos os sinais usados na confirmação dos teste.
5. Consultas a lojas especializadas, fornecedores e fabricantes dos equipamentos principais para especificar as peças necessárias e seus custos envolvidos.
6. Adequação dos equipamentos à norma de segurança vigente (NR10), (NR12) e (NBR5410), pois tais padrões estão desatualizados.
7. Estudo da viabilidade econômica da implantação desse sistema e da real necessidade de sua utilização, através de cálculos que englobam tópicos como perdas de receita atual (produtividade) devido a falha, eficiência energética, modificação da vida útil dos equipamentos.
8. Elaboração de um novo esquema elétrico do equipamento e a documentação necessária para garantir a perfeita implementação.
A máquina de teste fonte de estudo deste trabalho possui duas aplicações básicas, “verificar e validar” um conjunto de peças que formam o sistema de ventilação da lavadora de roupas, seguimos desta forma os seguintes critérios:
Validação:
Confirmar por testes e com provas objetivas que requisitos particulares para um determinado uso foram cumpridos.
Busca provar que o software implementa cada um dos requisitos corretamente e completamente ou seja, tenta responder à pergunta:
O produto correto foi construído?

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Verificação:
Confirmar por testes e com provas objetivas que requisitos especificados foram cumpridos.
Visa garantir que os produtos de uma dada fase implementam em sua totalidade as entradas para aquela fase, ou seja, tenta responder à pergunta:
O produto foi construído corretamente?
Segundo Montgomery apud Garvin (2004), é possível definir oito dimensões para qualidade, são elas:
• Desempenho;
• Confiabilidade;
• Durabilidade;
• Assistência Técnica;
• Estética;
• Características;
• Qualidade percebida;
• Conformidade com especificações.
No entanto, a definição mais moderna para a palavra qualidade é, segundo Montgomery, qualidade é inversamente proporcional à variabilidade. Diante disso, diversas ferramentas e técnicas estatísticas são usadas para controlar um processo e, assim, manter alto o nível de qualidade.
2.2 – Testes realizados
O equipamento de teste do BLOWER realiza uma série de testes que são descritos abaixo, assim como as principais falhas encontradas no dispositivo.
- O primeiro e com certeza mais importante dos testes, é o realizado por um dispositivo chamado HypotULTRA III que podemos ver na Figura 1, da empresa Associated Research, este equipamento realiza o teste conforme exigências da NBR 60601-1, os ensaios de rotina exigidos são: ensaio de resistência de aterramento, ensaio de corrente de fuga e ensaio de rigidez dielétrica.
No caso desses testes, a máquina montada falha na comunicação com o dispositivo HypotULTRA uma vez que o dispositivo se comunica via ModBus RS232 com o CLP que é

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responsável por informar o diagnostico obtido, gerando assim uma interpretação não confiável do teste.
Figura 1 Vista frontal do dispositivo HypotULTRA III (foto retirada do dispositivo).
- O segundo teste se trata da coleta dos valores de corrente e potência da resistência elétrica, tais dados são obtidos com a ajuda de um transformador de corrente 30/5 Figura 2 e enviados a placa de expansão analógica do CLP, e após efetuados os cálculos obtém-se os valores de corrente e potência, que devem estar dentro de valores previamente determinados.
Nesta fase do teste já foi possível observar o dispositivo aprovar itens com valores completamente fora dos padrões, e também reprovar itens dentro dos valores aceitáveis.

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Figura 2 Modelo de Transformador de corrente usado no projeto (fonte http://www.industry.siemens.com.br)
- O terceiro teste corresponde a verificação de continuidade dos 2 termopares encontrados no sistema de ventilação, um deles responsável por informar a temperatura ao sistema de controle e o outro por fazer a segurança contra acidentes de superaquecimento que possam acontecer, o teste de continuidade é efetuado pelo cartão de entrada analógica do CLP Figura 3.
Este teste deve ser feito da forma mais rigorosa possível, uma vez que o mal funcionamento dos dispositivos de controle e segurança de temperatura, podem causar sérios danos ao equipamento e também ao usuário.

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Figura 3 Modulo de entradas analógicas (Fonte www.siemmens.com)
- O quarto teste mede a eficácia do motor responsável pela ventilação do ar quente para o interior da lavadora, tal dado é obtido com a ajuda de um medidor de fluxo de ar TESTO 6443 Figura 4, que informa analogicamente os valores ao CLP que por sua vez os compara com os valores padrão.
A verificação do fluxo de ar é de suma importância por dois motivos, o primeiro trata-se da correta circulação de ar quente, que necessita de um fluxo pré-determinado para funcionar de forma eficaz, já o segundo motivo seria para proteção da resistência que caso funcione sem a troca de calor gerada pela passagem do ar, chegaria facilmente a valores não toleráveis para seu invólucro.

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Figura 4 Dispositivo de medição de fluxo de ar TESTO 6443 (foto retirada do dispositivo)
- O quinto teste faz a checagem de duas travas de segurança, verificação de três termopares de controle de temperatura e a continuidade de uma série de cabos e conectores, todos estes dispositivos são conectados em uma placa conhecida como “placa de teste TSK” como pode ser observado na Figura 5.
Como em todo os demais testes qualquer verificação errônea, gera atrasos na produção pois caso os defeitos sejam encontrados com a máquina ainda no processo de montagem, o item deve ser levado ao retrabalho, executando desta forma a eliminação de todas as não conformidades. Porem caso o defeito venha a surgir já com o consumidor final, haverá maiores custos relacionados com o envio a assistência técnica, e uma péssima avaliação da marca por parte destes clientes.

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Figura 5 imagem retirada do dispositivo de conexão TSK (foto retirada do dispositivo).
A falta de uma normalização de esquemas elétricos e mecânicos e a baixa qualidade dos componentes empregados na construção do dispositivo, também é uma das principais preocupações deste trabalho, uma vez que a inexistência de alguns requisitos básicos de projeto, demandam horas de trabalho de manutenção, como pode ser observado nas Figuras 6, Figura 7 e Figura 8.

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Figura 6 Imagem interna do painel elétrico de comando do dispositivo de testes (foto retirada do dispositivo)
Na Figura 6 é possível observar que o critérios como organização, otimização e qualidade na montagem o painel elétrico não foram levados em consideração na montagem original do dispositivo.

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Figura 7 Imagem de um ponto de curto circuito ocorrido dentro do painel elétrico (foto retirada do dispositivo).
Na Figura 7 fica evidente que a falta de padrões pode ocasionar acidentes gravíssimos, podemos observar um ponto onde, ocorreu um curto circuito dentro do painel e que por sorte, não veio a se tornar um princípio de incêndio ou até ferir algum colaborador.

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Figura 8 Imagem do ponto de aterramento utilizado no painel (foto retirada do dispositivo)
A Figura número 8 nos mostra outro ponto de falha gravíssima na montagem deste dispositivo, onde é possível ver um ponto central de aterramento onde foram utilizadas peças completamente fora dos padrões industriais, a barra de aterramento utilizada na imagem é para ser utilizada em pontos de aterramento no solo.
O ponto de aterramento central de uma máquina ou dispositivo é de suma importância não apenas para o funcionamento da mesma, mas também, para a proteção de todos aqueles envolvidos em qualquer tipo de contato com a máquina.
Existe uma tela de Interface Homem Maquina (IHM) Figura 9, que é responsável por controlar, indicar, criar ou editar receitas dos testes realizados, que está localizada de forma pouco ergonômica, onde a sua leitura e utilização estão comprometidas, além do fato de se tratar um dispositivo de baixa qualidade e já descontinuado pelo fabricante.

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Figura 9 imagem da IHM utilizada nos testes (foto retirada do dispositivo).
Existem também problemas ergonômico relacionados a utilização do dispositivo, na Figura 10 é possível observar que dois colaboradores tem de dividir o espaço na máquina, que oferece baixa visualização dos periféricos que informam o estado dos teste. Dificultando assim o diagnostico para solução de falhas encontrados durante os testes.

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Figura 10 imagem do espaço de trabalho reduzido no equipamento (foto retirada do dispositivo).
As Figuras 11, 12 e 13 tem a finalidade de mostrar pontos de falhas sejam elas de montagem ou de utilização que serão eliminadas no novo projeto a ser executado.
A Figura 11 nos mostra os botões de acionamento da máquina que serão substituídos ou simplesmente eliminados durante o processo de readequação na forma de execução dos testes e sua programação.
A Figura 12 nos mostra pontos onde fios e cabos ficam expostos próximos a pontos de contato com o colaboradores durante o trabalho, que serão realojados corretamente no novo projeto.
A Figura 13 nos mostra um exemplo de pontos onde serão necessários trabalhos mecânico para melhora no posicionamento de alguns componentes pneumáticos.

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Figura 11 imagem dos botões de acionamento dos teste (foto retirada do dispositivo)
Figura 12 imagem de pontos onde existem cabos de energia expostos (foto retirada do dispositivo).

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Figura 13 imagem de ponto de chegada de ar (foto retirada do dispositivo).
Após a análise de todos os pontos de falhas ou aqueles que necessitem de algum tipo de correção, sejam de pequena ou grande relevância, é que decidimos propor a reforma do dispositivo de teste do sistema de ventilação. Uma vez que a solução de todas as falhas encontradas resultará em um ganho relevante de produção e na redução considerável de dispositivos enviados para retrabalho, necessariamente reduzindo assim os custos de produção.
2.3 – Técnicas aplicadas
2.3.0 – Referencias de aplicação
A forma como as empresas se comportam no mercado global tem se alterado constantemente nas últimas décadas, devido ao dinamismo, incerteza e desconhecimento, esses fatores vêm forçando as indústrias a demandar produtos diversificados e cada vez mais complexos, abolindo os padrões fordista-taylorista utilizados por décadas pelas empresas com objetivo de maximizar a produção em série e reduzir os custos de fabricação com a baixa diversificação dos produtos (FLEURY, 1990 e GOUVÊA DA COSTA, 2003).
Com a finalidade de adquirir conhecimento sobre os principais problemas, foi proposta uma pesquisa multidisciplinar inicial para levantar as recomendações de procedimentos para implantação do novo modelo de dispositivo. Essa abordagem foi estendida para setores

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como; qualidade, processo, manutenção, coordenação de produção e gerencia esta última é responsável por aceitar ou não a reforma do dispositivo. Para a correta execução do levantamento de todos os pontos necessários de mudanças urgentes, decidimos fazer uso do diagrama de causa e efeito, também conhecido como diagrama de Ishikawa ou espinha de peixe, que é uma ferramenta utilizada para a análise de dispersões no processo. O nome Ishikawa tem origem no seu criador, Kaoru Ishikawa que desenvolveu a ferramenta através de uma ideia básica: Fazer as pessoas pensarem sobre causas e razões possíveis que fazem com que um problema ocorra.
Para montarmos o diagrama de Ishikawa, reunimos as pessoas em times para realizar um braimstorming (tempestade de ideias) de forma a levantar as causas raízes que dão origem aos principais problemas. Em virtude desta função, o diagrama de Ishikawa também pode ser denominado como diagrama de causa e efeito. O diagrama, quando elaborado, assemelha-se a uma espinha-de-peixe, motivo pelo qual ele também é conhecido por este nome.
O diagrama espinha-de-peixe é uma das 7 ferramenta da qualidade utilizada para o gerenciamento do controle de qualidade e sua composição leva em consideração de que as causas do problemas podem ser classificadas em 6 tipos diferentes de causas principais que afetam os processos (Método, Máquina, Medida, Meio Ambiente, Mão-de-Obra, Material). Justamente pelo motivo da denominação das 6 causas principais iniciarem com a letra M, também pode ser chamado de 6M’s. Podemos visualizar isto na Figura 14 abaixo:
Figura 14 Modelo para diagrama de Ishikawa

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De acordo com Ishikawa (1993), qualidade é a rápida percepção e satisfação das necessidades do mercado, adequação ao uso e homogeneidade dos resultados do processo. Com a qualidade é possível desenvolver, projetar, produzir e comercializar um produto mais econômico, mais uteis e satisfatórios para o consumidor.
Vejamos então o significado de cada M:
Método – É método utilizado para executar o trabalho ou um procedimento.
Matéria-prima – A matéria prima utilizada no trabalho que pode ser a causa de problemas.
Mão de Obra – A pressa, imprudência ou mesmo a falta de qualificação da mão de obra podem ser a causa de muitos problemas.
Máquinas – Muito problemas são derivados falhas de máquinas. Isto pode ser causado por falta de manutenção regular ou mesmo se for operacionalizada de forma inadequada.
Medida – Qualquer decisão tomada anteriormente pode alterar o processo e ser a causa do problema.
Meio Ambiente – O ambiente pode favorecer a ocorrências de problemas, está relacionada neste contexto a poluição, poeira, calor, falta de espaço, etc.
A ideia de tentar “encaixar” todos os M’s foi de permitir à equipe pensar em todas as possibilidades e visualizar todos os fatores que podem impactar no problema, evitando desta forma que a equipe fique focada em apenas um problema.
O Diagrama de causa e efeito nos apresentou visualmente e graficamente as causas potenciais dos problemas ocorridos e seus efeitos que impactam diretamente na qualidade do equipamento de testes, esta praticidade na leitura facilita o entendimento do processo do ponto de vista do trabalhador da empresa. Além disto, o diagrama de causa e efeito foi uma ferramenta que contribui para o aperfeiçoamento do processo, uma vez conseguimos reunir uma diversificada equipe e promovemos uma bateria de discussões em torno dela, uma ferramenta que nos ajudou à elevar o nível de compreensão das pessoas responsáveis em propor soluções para os problemas encontrados, visto que através dele foi possível detalhar as causas das causas dos problemas até chegar numa causa raiz.

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Podemos citar que as principais vantagens da utilização do método:
Obtenção de diferentes opiniões a partir de um time de trabalho.
Fácil de aplicar.
Pouco esforço na prática.
Melhor entendimento das causas e efeitos.
O diagrama de Ishikawa que a equipe envolvida no processo encontrou pode ser visto na Figura 15, onde nela podemos citar as principais razão para indicarmos a gerencia que o “retrofit” do equipamento era uma proposta totalmente viável.
Figura 15 Diagrama de Ishikawa montado pela equipe.
Das principais causas encontradas as que foram colocados em nosso diagrama podem ser correlacionadas da seguinte forma.
Baixa qualidade no material utilizado – é o item em que foram constatados falhas durante a utilização da máquina devido à baixa qualidade em alguns componentes utilizados na montagem do painel elétrico, ou até mesmo em alguns periféricos, ocasionando falhas nos
RETROFIT SISTEMA VENTILAÇÃO BLOWER
BAIXA QUALIDADE MATERIAL UTILIZADO
TESTE LENTO, IMPRECISO, COMPLEXO
POUCO ESPAÇO, CALOR, ERGONOMIA
TREINAR OPERADOR REDUZIR FALHAS OPERACIONAIS
FALHA DURANTE OS TESTES
NÃO GARANTIA NA REPETIÇÃO DOS TESTES
CAUSAS
EFEITOS

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testes, paradas por quebra. Podemos citar como exemplo CLP e IHM descontinuados, contadores, botões e bancada de testes de qualidade indesejável.
Teste lento, impreciso e complexo – foram constatadas falhas devido a imprecisão dos testes realizados, como a aprovação de um item fora dos padrões de conformidade, alta complexidade nos processos de execução das tarefas, ocasionando um baixo volume de produção.
Pouco espaço, calor e ergonomia – foi possível observar que os dispositivo de teste encontra- se em uma área de pouco espaço, onde ao longo do dia as temperaturas em dias mais quentes são mais elevadas e a falta de uma posição correta de trabalho, são fatores que influenciam diretamente na qualidade de trabalho e consequentemente no processo de testes.
Treinar colaboradores, reduzir falhas operacionais – treinar, informar o colaborador que trabalha com um equipamento seja ele de qualquer tipo, é com certeza, ponto decisivo para uma correta execução de tarefas, colaborador que entende o que está fazendo enxerga desvios de processo informa os responsáveis, e em muitos casos o corrige.
Falhas durante os testes – devido ao conjunto de problemas citados acima é comum ocorrer falhas durante a execução dos testes, o equipamento em muitos casos para de funcionar sem exibir nenhum tipo de aviso e como não existe documentação técnica sobre a sua construção todas a intervenções executadas sempre exigem demasiado tempo de reparo.
Não garantia da repetição dos testes – se o equipamento não tem uma qualidade assegurada, seus componentes são de baixo custo é de se esperar que qualquer valor medido em muitos casos não seja confiável e não repetível.
Após a análise do diagrama de Ishikawa encontrado foi possível listar quais as principais necessidades do equipamento e qual seriam as melhores aplicações de novos equipamentos e ou as mudanças em métodos de funcionamento do equipamento já existente.
Como forma de tecer os argumentos necessários para sustentar os objetivos propostos neste trabalho e sustentar a solução dos problemas encontrados com o auxílio do Diagrama de Ishikawa, é de fundamental importância a estruturação deste trabalho com base numa metodologia de projeto de sistema de controle. Este processo será fundamentado na metodologia de projeto de sistemas de controle descrita por Miyagi (2001), a fim de realizar

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um eficiente procedimento de sistematização e gerenciamento da reforma do dispositivo de testes delimitado por esse projeto de pesquisa.
Quando se estuda a aplicação de um sistema de controle de sistemas e eventos discretos (SED), é comum defini-lo a partir de um “ciclo de vida” padrão de modo a demarcar o projeto em si e seu desenvolvimento. Segundo Miyagi (2001), deverá conter nesse processo uma clara definição das tarefas delimitando cada etapa do desenvolvimento, bem como a especificação de parâmetros de avaliação de qualidade de cada parte de forma a abranger uma visão geral do sistema de controle. Além disso, deverá ser considerada a padronização de recursos e a otimização das ferramentas utilizadas para uma avaliação mais precisa dentro dos padrões econômicos esperados.
A partir das orientações de Miyagi (2001), o fluxograma do ciclo de vida de um sistema de controle a seguir, conforme a Figura 16, demonstra as etapas fundamentais de uma metodologia de pesquisa a ser adotada por meio de uma cronologia de procedimentos.
Figura 16 – Ciclo de vida de um sistema de controle. (Miyagi 2001)

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Da mesma forma, faz-se necessária uma análise não somente das etapas do ciclo de vida de um sistema de controle como delimitado acima, mas também é de fundamental importância um estudo minucioso em cima do conteúdo dos procedimentos de controle envoltos nesse sistema. Segundo Miyagi (2001), o conteúdo desses processos engloba as seguintes atividades:
- Identificação do objetivo final do sistema;
- Compreensão do objeto de controle, instalações e equipamentos;
- Organização dos conhecimentos sobre o sistema de controle (dispositivo
de controle e equipamentos periféricos);
- Abstração e análise das funções de controle (modos de operação e monitoração das instalações e equipamentos);
- Definição das funções de controle;
- Definição do fluxo das funções de controle;
- Divisão das funções e definição das interfaces;
- Definição e alocação dos sinais de entrada e saída;
- Definição da estrutura do sistema de controle;
- Projeto da reutilização;
- Projeto do programa;
- Projeto de programas não padronizados;
- Desenvolvimento do programa e seu carregamento nas máquinas;
- Teste por unidade;
- Teste do sistema
A devida associação entre o ciclo de vida e o conteúdo dos procedimentos do sistema de controle acima detalhados, determinarão uma análise mais organizada do projeto de pesquisa em questão, minimizando erros de processos e, por consequência, diminuindo custos durante todo o ciclo de vida do sistema de controle.
A fase de projeto dentro da esquematização do ciclo de vida do sistema de controle é o principal processo para garantir o sucesso do projeto de pesquisa como um todo, justamente por averiguar, em teoria, todo e qualquer tipo de possíveis falhas que possam acarretar ao sistema quando se processar a fase de implementação. Essa fase de projeto, que envolve

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inúmeras etapas como mostrado na Figura 16, deve ser relacionada com as atividades apresentadas pelos procedimentos de controle, assim definindo o que será realizado em cada etapa. Para Miyagi (2001), essa associação pode ser efetuada da seguinte maneira:
ANÁLISE DAS NECESSIDADES:
1) Identificação do objetivo final do sistema;
2) Compreensão do objeto de controle, instalações e equipamentos;
3) Organização dos conhecimentos sobre o sistema de controle;
4) Abstração e análise das funções de controle.
DEFINIÇÃO DAS NECESSIDADES:
5) Definição das funções de controle;
6) Definição do fluxo das funções de controle.
PROJETO DO SISTEMA DE CONTROLE:
7) Divisão das funções e definição das interfaces;
8) Definição e alocação dos sinais de entrada e saída;
9) Definição da estrutura do sistema de controle.
PROJETO DO SOFTWARE DE CONTROLE:
10) Projeto da reutilização;
11) Projeto do programa;
12) Projeto de programas não padronizados.
DESENVOLVIMENTO (PRODUÇÃO) DO SOFTWARE:
13) Desenvolvimento do programa e seu carregamento nas máquinas.
TESTES:
14) Teste por unidade;
15) Teste do sistema.
Com o retrofit é de se esperar que haja uma diminuição no retrabalho e no desperdício de matéria-prima e mão de obra, consequentemente levando a um aumento na produção. Este

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aumento da capacidade ocasiona uma maior lucratividade para empresa. Para verificação deste lucro, será feito um e studo comparativo entre o sistema atual e o que se pretende implementar.
O inicio do processo de retrofit começa no conhecimento de normas tecnicas envolvidas na montagem de dispositivos eletricos em geral são elas:
2.3.1 - NR - 10
Segurança em Instalações e Serviços em Eletricidade.
Esta NR fixa as condições mínimas exigidas para garantir a segurança e a saúde dos empregados que trabalham em instalações elétricas, nas fases de geração, transmissão, distribuição e consumo, incluindo as etapas de projeto, construção, montagem, operação, manutenção das instalações elétricas e quaisquer trabalhos realizados nas suas proximidades.
Os serviços em instalações elétricas devem:
a) ser planejados e realizados em conformidade com procedimentos de trabalho específicos, padronizados, com descrição detalhada de cada tarefa, passo a passo;
b) ser precedidos de medidas preventivas de controle do risco elétrico e de outros riscos adicionais, mediante técnicas de análise de risco, de forma a garantir a segurança e a saúde no trabalho;
c) prever e adotar, medidas de proteção coletiva: desenergização elétrica (prioritariamente), tensão de segurança, isolação das partes vivas, obstáculos, barreiras, sinalização, sistema de seccionamento automático de alimentação, bloqueio do religamento automático;
d) ser precedidos de ordens de serviço especificas;
e) ser suspensos quando verificada situação ou condição de risco não prevista, cuja eliminação ou neutralização imediata não seja possível;

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f) ser realizados por profissionais com treinamento de segurança específico para suas atividades. Devendo ser realizada reciclagem bienal e sempre que ocorrer uma das situações: troca de função ou mudança de empresa; retorno de afastamento ao trabalho ou inatividade, por período superior a três meses; modificações significativas nas instalações elétricas ou troca de métodos, processos e organização do trabalho.
Todas as empresas que possuem estabelecimentos com carga instalada superior a 75 kW; as que operam em instalações ou equipamentos integrantes do Sistema Elétrico de Potência; ou, as que realizam trabalhos em proximidade do Sistema Elétrico de Potência devem constituir e manter o Prontuário de Instalações Elétricas. Esse documento deve ser organizado e mantido atualizado pelo empregador ou pessoa normalmente designada pela empresa.
Com relação aos projetos de instalações elétricas, os mesmos devem:
a) especificar os dispositivos de desligamento de circuitos que possuam recursos para impedimento de reenergização;
b) na medida do possível, prever a instalação de dispositivo de seccionamento de ação simultânea, que permita a aplicação de impedimento de reenergização do circuito;
c) considerar o espaço seguro, quanto ao dimensionamento e a localização de seus componentes e as influências externas, quando da operação e da realização de serviços de construção e manutenção;
d) definir a configuração do esquema de aterramento, a obrigatoriedade ou não da interligação entre o condutor neutro e o de proteção e a conexão à terra das partes condutoras não destinadas à condução da eletricidade;
e) prever condições para a adoção de aterramento temporário;
f) ficar à disposição dos trabalhadores autorizados, das autoridades competentes e de outras pessoas autorizadas pela empresa e deve ser mantido atualizado;

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g) atender ao que dispõem as Normas Regulamentadoras de Saúde e Segurança no Trabalho, as regulamentações técnicas oficiais estabelecidas, e ser assinado por profissional legalmente habilitado;
h) assegurar que as instalações proporcionem aos trabalhadores iluminação adequada e uma posição de trabalho segura, de acordo com a NR 17 – Ergonomia.
2.3.2 - NR - 12
Esta norma estabelece requisitos para adoção de medidas de proteção para garantir a saúde e a integridade física dos trabalhados e requisitos mínimos para a prevenção de acidentes e doenças do trabalho.
Lembrando que, toda lei e norma possui em si requisitos mínimos de cumprimento, ou seja, o que for adotado conforme a lei ou norma é o mínimo que se deve fazer, é importante que seja adotado uma política de segurança eficaz com parâmetros nas normas e incremento de outras técnicas e procedimentos cabíveis para os trabalhadores.
Essa norma abrange todos os processos que rege máquinas e equipamentos, do seu início – a construção – até sua fase final – desmonte. Aplica-se a máquinas e equipamentos novos e usados.
O empregador deve adotar medidas de proteção para todos os funcionários e inclusive para portadores de necessidades especiais que são inseridos nesse contexto, para garantir a saúde e a integridade física, mental, social e intelectual de todos os trabalhadores.
As medidas de proteção adotadas devem seguir uma ordem de prioridade que é adoção de equipamentos de proteção coletiva, em primeiro lugar implanta proteção no local de trabalho de modo a não sobrecarregar o fator humano, se não for suficiente adotar medidas administrativas intervendo em mudança de layout, mudança de função, intercalar, entre outras e por fim e em última instância a implantação do uso de equipamentos de proteção individual.
Ter um ambiente em que há instalado diversas máquinas e equipamentos deve possuir um arranjo físico e instalação apropriados para suportar toda a aparelhagem e garantir um local

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salubre. Deve atender a normas técnicas oficiais e ter sua circulação suficiente, sinalizada e adequada às máquinas e aos trabalhadores sem obstrução de passagem.
Bem como a circulação, o piso também deve ser adequado mantendo limpo, desobstruído, sem desnível e resistente a cargas a que estão sujeitos.
Máquinas que possuam dispositivos elétricos devem seguir parâmetros conforme a NR 10, pois podem se sobrecarregar, superaquecer e provocar um incêndio, é necessário um trabalho de prevenção e segurança para evitar tais riscos.
As máquinas devem possuir um dispositivo que ao serem energizadas não entrem em funcionamento, isto rege a partida, o acionamento e a parada, pois deve ser totalmente comandada por um fator humano, mesmo que seja bi manual os comandos acionados devem estar em harmonia para evitar qualquer tipo de acidente.
Máquinas e equipamentos devem possuir sistemas de segurança que contenham proteções fixas, móveis e dispositivos de segurança interligados, que garantam proteção à saúde e à integridade física dos trabalhadores. Esses sistemas devem considerar as características técnicas de cada máquina e equipamento para ser eficaz.
As máquinas devem possuir um ou mais dispositivos de parada de emergência, por meio dos quais possam ser evitadas situações de perigo, este dispositivo nunca deve ser usado para dar partida ou acionamento, devem ser posicionados em locais de fácil acesso e visualização pelos operadores em seus postos de trabalho e por outras pessoas, e mantidos permanentemente desobstruídos.
Além de todos os riscos já mencionados anteriormente, vale ressalta o item 12.106 da norma que ilustra riscos adicionais no manuseio da máquina, seus componentes e matérias primas e para cada risco identificado uma medida de controle deve ser adotada.
O empregador deve manter um inventário de cada máquina, os operários devem receber treinamentos específicos, a segurança deve ser eficiente e eficaz e o trabalho desenvolvido em harmonia com produtividade e segurança.

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2.3.3 – NBR – 5410
Esta Norma estabelece as condições a que devem satisfazer as instalações elétricas de baixa tensão, a fim de garantir a segurança de pessoas e animais, o funcionamento adequado da instalação e a conservação dos bens.
1.2 Esta Norma aplica-se principalmente às instalações elétricas de edificações, qualquer que seja seu uso (residencial, comercial, público, industrial, de serviços, agropecuário, hortigranjeiro, etc.), incluindo as pré-fabricadas.
1.2.1 Esta Norma aplica-se também às instalações elétricas:
a) em áreas descobertas das propriedades, externas às edificações;
b) de reboques de acampamento (trailers), locais de acampamento (campings), marinas e instalações análogas; e
c) de canteiros de obra, feiras, exposições e outras instalações temporárias.
1.2.2 Esta Norma aplica-se:
a) aos circuitos elétricos alimentados sob tensão nominal igual ou inferior a 1 000 V em corrente alternada, com frequências inferiores a 400 Hz, ou a 1 500 V em corrente contínua;
b) aos circuitos elétricos, que não os internos aos equipamentos, funcionando sob uma tensão superior a 1 000 V e alimentados através de uma instalação de tensão igual ou inferior a 1 000 V em corrente alternada (por exemplo, circuitos de lâmpadas a descarga, precipitadores eletrostáticos etc.);
c) a toda fiação e a toda linha elétrica que não sejam cobertas pelas normas relativas aos equipamentos de utilização; e
d) às linhas elétricas fixas de sinal (com exceção dos circuitos internos dos equipamentos).
1.2.3 Esta Norma aplica-se às instalações novas e a reformas em instalações existentes.
NOTA Modificações destinadas a, por exemplo, acomodar novos equipamentos elétricos, inclusive de sinal, ou substituir equipamentos existentes, não caracterizam necessariamente uma reforma geral da instalação.
1.3 Esta Norma não se aplica a:
a) instalações de tração elétrica;
b) instalações elétricas de veículos automotores;

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c) instalações elétricas de embarcações e aeronaves;
d) equipamentos para supressão de perturbações radioelétricas, na medida que não comprometam a segurança das instalações;
e) instalações de iluminação pública;
f) redes públicas de distribuição de energia elétrica;
g) instalações de proteção contra quedas diretas de raios. No entanto, esta Norma considera as consequências dos fenômenos atmosféricos sobre as instalações (por exemplo, seleção dos dispositivos de proteção contra sobretensões);
h) instalações em minas;
2.3.4 - Protocolo TCP/IP
Um dos protocolos mais utilizados nas redes locais é o protocolo TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) que aconteceu devido a popularização da internet, meio em que ele foi criado para ser usado. Suas grandes qualidades são: capacidade de roteamento, podendo ser usado em grandes redes e de longas distâncias, onde os dados podem seguir vários caminhos até atingirem o computador receptor, e possuir uma arquitetura aberta, onde pode ser moldado por qualquer fabricante, criando uma nova versão em seusistema, sem necessidade de pagar por direitos autorais. Tornou-se, então, um protocolo universal, de fácil acesso entre todos os sistemas.
O TCP/IP possui uma arquitetura com quatro camadas que é caracterizada pela união das camadas 5, 6 e 7 do modelo OSI em uma só, a camada de Aplicação. É ela a responsável pela comunicação entre os aplicativos e o protocolo de transmissão. Dentro desta camada do TCP/IP há muitos protocolos conhecidos como, por exemplo, o HTTP (Hypertext Transfer Protocol) responsável pelo encaminhamento do navegador à camada de aplicação do TCP/IP quando é acessado um endereço www, e o protocolo DSN (Domain Name System) que é responsável por dar nomes aos endereços de IP para melhor memorização dos mesmo. Assim não é necessário decorar o número de IP toda vida que for entrar em um site, e sim, apenas seu “apelido” (ROSÁRIO, 2005).

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2.3.5 - Comunicação Serial
Segundo ALBUQUERQUE (2007), para a comunicação entre sinais as formas mais utilizadas são a comunicação em paralelo e a comunicação em série. A primeira tem como característica principal a velocidade de transmissão, visto que vários bits podem ser transmitidos ao mesmo tempo, mas quando se fala em comunicação a distância essa opção torna-se inviável devido ao grande número de vias que é preciso para sua realização (em torno de10 vias). Este autor destaque que com a necessidade de se comunicar com equipamentos a distância foi que surgiu a comunicação em série. Nela apenas um kit é enviado por vez onde todos os caracteres serão transmitidos de formas equencial. E quando é comparada a comunicação em paralela, a em série possui ainda a vantagem de ter maior imunidade a ruídos e ser bem menos complexa.
2.3.6 - Modo síncrono x assíncrono
Ainda com o mesmo autor pode-se ver que na comunicação serial existem dois modos de transmissão: o síncrono e o assíncrono. O modo síncrono usa um sinal de clock para criar um sincronismo entre os dois sistemas em comunicação e intervalo de tempo entre dois caracteres subsequentes é fixo. Essa comunicação é eficiente devido não utilizar nenhum outro tipo de sinal (partida ou parada) tornando-se pouco sensível a distorções podendo, então, ser utilizada em velocidades mais altas.
Já o modo assíncrono não possui o clock como sinal de sincronismo, assim o tempo entre dois bits torna-se menos importante e o tempo entre dois byt estorna-se crítico. Para que isso ocorra os dois sistemas devem ter geradores de clock interno com a mesma taxa de transmissão, denominada “baud rate”. A transmissão é realizada caractere a caractere e é sempre antecedida de um sinal de start e procedida de um sinal de stop. Ele é mais utilizado que o modo síncrono devido necessitar de menos vias para seu funcionamento e possuir um hardware mais simples de ser implantado.

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2.3.7 - Padrão RS-485
Na interface serial há vários padrões existentes para especificar características elétricas, mecânicas e funcionais do circuito, entre eles: RS-232, RS-422, V.35 e RS-485. Este último, RS-485, é utilizado no laboratório a ser trabalhado e por isso será mais bem apresentado.
Ele possui apenas um par de fios transado para transmissão e recepção que deve ser compartilhado. A grande vantagem disto é que vários equipamentos podem ser interligados simultaneamente ao mesmo cabo ao contrário dos outros que só pode haver um dispositivo em cada extremidade do cabo. Com um alto alcance, o RS-485 está sendo cada vez mais utilizado em ambientes industriais onde há sistemas automatizados interligados a rede. Na Figura 14 é apresentado o driver do padrão de comunicação RS-485 (ALBUQUERQUE, 2007).
Figra 17 modelo de comunicação serial RS 485
2.3.8 - MODIBUS
O MODIBUS é um protocolo criado pela MODICON, empresa de automação, criado para fins próprios, ou seja, protocolo proprietário cujo uso era exclusivo da empresa. Com o passar do tempo, o MODIBUS começou a ser adotado por um grande número de fabricantes e tornou-se um protocolo aberto.

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Ele é baseado no modelo mestre/escravo onde os escravos não se comunicam entre si e todos os tipos de comunicação devem passar pelo mestre. Assim o mestre pode comunicar-se diretamente com um escravo através do modo requisição/resposta, onde irá enviar informações e aguardar respostas, ou com todos os escravos ao mesmo tempo pelo modo difusão (ALBUQUERQUE, 2007). No modo requisição/resposta todos os escravos irão receber as questões do mestre, porém, somente o escravo designado poderá responder, uma vez que todos os escravos devem possuir endereços únicos para que possam ser encontrados dentro da rede, que é bidirecional do tipo barramento (ALBUQUERQUE, 2007).
Ainda com o mesmo autor vê-se que as principais funções do mestre serão:
- Assegurar as trocas de informações, o diálogo com ooperador do sistema e com outros mestres ou com computador para uma gestão centralizada e, garantir a passagem de parâmetros para os escravos.
As mensagens são padronizadas e tanto as perguntas como as respostas possuem o seu próprio formato. A pergunta é da seguinte forma: um byte para o endereço do escravo designado, um bytepara o código da função que será utilizada, dois bytespara o endereço dentro do escravo (primeiro mais significativo e depois o menos significativo), dois bytes designados ao número de dados a serem transmitidos, os dados, dois bytespara a checagem de erros. Já a resposta possui um byte para o número do escravo, outro para a função realizada, outro para a quantidade de bytesda resposta, dados solicitados e dois bytespara a checagem de erros (ALBUQUERQUE, 2007).
As principais funções do protocolo MODBUS para troca de mensagens são leitura de dados, escrita de dados e difusão de dados. E tem-se ainda que este protocolo possui dois formatos de pacotes de comunicação: ASCII e RTU. O modelo ASCII é mais legível por pessoas, porém consome mais recursos da rede. O que não acontece com o modelo RTU (formato binário d oito bits) que deixa o pacote mais compacto.
Outros Protocolos
Outro modelo muito importante e mundialmente conhecido é o PROFIBUS que é muito utilizado na Europa e é muito valorizado pela sua interoperabilidade com outros

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protocolos. Outros protocolos conhecidos são: FOUNDATION, AS-i, CAN, LONWOKS, Ethernet Industrial, HART, INTERBUS entre outros.
2.3.9 - Processos Físicos
Os processos físicos são os objetivos da automação, sendo monitorados e supervisionados o tempo todo. No desenvolver de um sistema de automação é necessário saber as variáveis que irão entrar no processo e posteriormente monitorá-las e até mesmo modificá-las (ALBUQUERQUE, 2005). Os principais elementos dentro do ambiente industrial que realizam essa tarefa são os sensores e os atuadores Eles verificam e interferem no sistemaagindo como os principais meios de comunicação entre os controladores do sistema, que receberão ordens vindas do supervisor, e o processo físico propriamente dito (Souza, 2005).
Sensores
Os sensores são dispositivos que irão capturar as informações relativas ao estado do processo físico industrial e as transmitirem ao controlador do processo (SOUZA, 2005). Para isso, esses dispositivos devem ser sensíveis a alguma forma de energia do ambiente como: luminosa, térmica, cinética entre outras. Assim, algumas grandezas poderão ser medidas como: temperatura, pressão, velocidade, corrente, aceleração, posição, entre outros (ALBUQUERQUE, 2005). Outras devem passar por algum tipo de interface para serem manipulados e posteriormente lidos pelos seus controladores, uma vez que não possuam características elétricas necessárias para serem utilizados diretamente pelo sistema de controle. Os sensores podem ser divididos em dois grupos: analógicos e digitais.
Os analógicos podem assumir qualquer valor de sinal de saída ao longo do tempo, desde que esteja dentro de sua faixa de operação. São eles: temperatura, pressão, velocidade, umidade, vazão etc. Já os sensores digitais só podem assumir dois valores: zero ou um. Sabe-se que não existem grandezas que assumam esses valores, mas, quando convertidos pelo circuito eletrônico do transdutor, eles são mostrados ao sistema de controle e são utilizados, normalmente, como detecção de passagem de objetos, encoders na detecção de velocidade e distancia entre outros (ALBUQUERQUE, 2005).

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Ainda com o mesmo autor, têm-se outras características importantes encontradas nos sensores:
- Sensibilidade: razão entre o sinal de saída e o de entrada. O sensor é dito muito sensível quando uma grande variação de sua saída é ocasionada por uma pequena variação em sua entrada.
- Exatidão: “aptidão de um instrumento de medição para dar respostas próximas a um valor verdadeiro”, caracterizando o erro da medida realizada pelo transdutor emrelação com um medidor padrão.
- Precisão: é a repetibilidade do valor medido, tratando-se do erro relativo que o sensor poderá apresentar.
- Alcance (range): toda faixa de valores que o sensor poderá receber em sua entrada.
- Velocidade de resposta: como o nome já diz, é a velocidade com a qual a medida fornecida pelo sensor alcança o valor real do processo. Ela vai interferir diretamente na eficiência do processo, uma vez que uma velocidade lenta possa prejudicar e até mesmo impedir o funcionamento do sistema.
Atuadores
Os atuadores são dispositivos capazes de modificar a variável controlada. São eles que irão agir sobre o sistema controlado após receber um comando de seu controlador (ALBUQUERQUE, 2005). Os principais tipos de atuadores são:
- Válvulas e cilindros (pneumáticos, hidráulicos),
- Relés (estáticos, eletromecânicos),
- Motores (step-motor, syncro, servomotor),
- Solenóides,
- Entre outros.

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2.3.10 - PLC (Programable Logic Controller)
Algumas décadas atrás, os controles lógicos de processos eram realizados, em sua grande maioria, por dispositivos eletromecânicos, principalmente os relés. Eles eram necessários sempre que se exigiam grandes complexidades nos processos produtivos como em industriais automobilísticas. O seu grande problema era que a complexidade do processo requeria painéis com centenas de relés e, conseqüentemente, inúmeras interconexões entre eles. Além disso, como os relés possuem dimensão física elevada, os painéis ficavam muito robustos e de difícil manutenção, o que fazia com que se perdessem horas na pesquisa do elemento faltoso. E por último, outro fator que comprometiaas instalações com relés era a dificuldade em alterações na programação lógica do processo, uma vez que as interconexões elétricas deles eram fixas e caso fosse necessário a sua alteração teriam que parar o processo produtivo, que não é muito bem vindo na produção industrial (SILVEIRA, 2002).
Com o avanço da tecnologia, surge o CLP para tentarresolver os problemas citados anteriormente além de inúmeras outras melhorias trazidas por eles. Ele é capaz de tornar qualquer sistema automático (inteligente) e capaz de controlar uma grande quantidade de variáveis, substituindo os relés com mais precisão e rapidez (NATALE, 2008). O CLP da Figura 7 é o modelo S7-200 da Siemens utilizado nas bancadas do laboratório utilizado.

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Figura 18 modelo de PLC utilizado em nosso projeto (fonte www.siemmens.com)
O desenvolvimento do PLC trouxe para o controle de processos um dispositivo que permite fácil diagnostico de funcionamento; cabines reduzidas; menores preocupações com segurança, já que não geram faíscas; facilidade de reprogramação, evitando a interrupção do processo produtivo; criação de um banco de dados; baixo consumo de energia; baixa equipe de manutenção; maior confiabilidade, uma vez que foi reduzido o número de defeitos; menores níveis de ruído; flexibilidade de expansão de entradas e saídas e muitos outros benefícios (SILVEIRA, 2002).
O princípio de funcionamento de um PLC é baseado na execução de um programa que foi gerado e carregado dentro do mesmo, o qual se realiza uma série de leitura das variáveis do processo por meio de suas entradas e, através da lógica do programa armazenado, faz ou não intervenções nas variáveis de saída pelo módulo de saída do PLC.
Eles possuem uma arquitetura com quatro partes importantes (ROSÁRIO,2005):
- CPU (Unidade Central de Processamento): aqui está o processador, o sistema de memória, RAM E ROM, e os circuitos internos.

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- Fonte de Alimentação: local de fornecimento de tensão da rede externa aos circuitos/módulos de entrada e saída do PLC.
- Entradas e Saídas: local de envio de recebimento de dados podendo ser analógicos ou digitais.
- Base: proporciona a conexão entre a CPU, os módulos de entrada e saída e a fonte de alimentação.
A programação de PLC exige uma linguagem. As mais comuns utilizadas por fabricantes hoje são: Diagrama de Contatos (LADDER), Lista de Diagrama em blocos de Funções, texto estruturado, linguagem seqüencial (grafcet), IL do inglês Instruction List, entre outros (NATALE, 2002). A Figura 16 mostra algumas dessas linguagens.
Figura 19 modelo de instruções de programação para PLC.
2.3.11 - AutoCAD
É um software do tipo CAD - computer aided design ou desenho auxiliado por computador - criado e comercializado pela Autodesk, Inc. desde 1982. É utilizado principalmente para a elaboração de peças de desenho técnico em duas dimensões (2D) e para criação de modelos tridimensionais (3D). Além dos desenhos técnicos, o software vem disponibilizando, em suas versões mais recentes, vários recursos para visualização em diversos formatos. É amplamente utilizado em arquitetura, design de interiores, engenharia mecânica, engenharia geográfica e

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em vários outros ramos da indústria. O AutoCAD é atualmente disponibilizado apenas em versões para o sistema operacional Microsoft Windows, embora já tenham sido comercializadas versões para UNIX e Mac OS.
A partir da versão R14 (publicada em 1997) potencializa a expansão de sua funcionalidade por meio da adição de módulos específicos para desenho arquitetônico, SIG, controle de materiais, etc. Outra característica marcante do AutoCAD é o uso de uma linguagem consolidada de scripts, conhecida como AutoLISP (derivado da linguagem LISP) ou uma variação do Visual Basic.
O AutoCAD® Electrical é o software AutoCAD® para projetistas de circuitos de comando e potência, concebido especificamente para criar e modificar sistemas de controlo eléctrico. A automatização de tarefas e uma extensa biblioteca de símbolos ajudam a aumentar a produtividade, eliminando erros e fornecendo informação precisa para a fabricação. O AutoCAD Electrical fornece as ferramentas necessárias para projetar sistemas de controlo de forma rápida e precisa com significativa poupança de custos, podemos na Figura 17 ver um modelo de desenho realizado com este software.
Figura 20 modelo de desenho elétrico realizado com AutoCad Electrical (imagem particular do autor).

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3 - Metodologia
A concepção deste projeto teve início na necessidade de se obter um teste confiável e eficaz para o dispositivo de ventilação, por se tratar de uma importante parte da montagem do produto final, e por se tratar de um dispositivo de teste tivemos que unir diversas tecnologias citadas acima. A execução do projeto pode ser separada em etapas dispostas sequencialmente seguindo as necessidades e possibilidades da empresa.
Primeiramente foi elaborado para ser executado em um prazo médio de 6 meses (24 semanas), podendo variar conforme necessário, cabe lembrar que o prazo foi determinado pela gerencia direta do setor de qualidade, visto o grande volume de produção deste modelo de lavadora.
As principais etapas do projeto podem ser observadas abaixo:
1 - Levantamento das necessidades do setor;
2 – Apresentação do projeto a Gerencia direta (liberação para execução do Projeto);
3 – Discussão técnica entre a equipe, responsável por definir novas modificações a serem executadas;
4 – Elaboração de esquemas técnicos conforme normas de segurança, execução e elaboração de projetos elétricos e mecânicos;
5 – Compra de todos os novos materiais necessários para o novo projeto;
6 – Criação do novo programa de controle da bancada para à execução dos testes, segundo necessidades do setor de qualidade;
7 – Montagem elétrica e mecânica do novo dispositivo;
8 – Integração máquina – software;
9 – Realização das modificações técnicas que forem necessárias;
10 – Realização de testes de validação;
11 - Entrega do dispositivo a produção
12 - Discussão dos resultados.
A descrição detalhada de cada etapa pode ser lida nas próximas páginas:

54
1 - Levantamento das necessidades do setor.
(Tempo de execução 4 semanas)
A utilização deste dispositivo de testes é feito pelo setor de montagem de produtos conhecido como LINHA DE MONTAGEM 1 que entre as diversas etapas de produção encontra-se os periféricos de testes que são responsáveis por assegurar a correta montagem e funcionamento do dispositivo, seja de forma completa (teste funcional do produto), ou de forma segmentada que é onde se enquadra o dispositivo de estudo deste projeto.
A grande demanda de pedidos de reparo junto ao setor de Manutenção, fez com que surgissem as dúvidas, “Por que tantos de pedidos de manutenção, por que tanto problemas na realização dos testes, qual a razão de tantos retornos de maquinas com defeitos no sistema de ventilação”. É sobre esta abordagem que nos do setor de manutenção juntamente com a coordenação de qualidade e produção, decidimos propor a reforma do dispositivo de testes.
O primeiro passo foi determinar quais são as principais razões dos defeitos ou falhas encontradas, o método escolhido foi, realizarmos uma reunião com membros de todas as áreas envolvidas no processo, sendo assim, tivemos a participação da qualidade, manutenção, produção e colaboradores ligados diretamente a utilização do equipamento. Com a realização do nosso BrainStorming, foi possível levantar uma série de problemas que após filtrarmos aqueles de maior relevância, aplicamos os pontos encontrados em um diagrama de causa efeito (Diagrama de Yshikawa – 1994) e assim chegamos as decisões que em princípio poderiam ser tomadas com intuito de reduzir drasticamente as falhas encontradas no dispositivo.
Foram também realizados estudos estatísticos sobre o número de conjuntos de ventilação que falharam por motivos ligados diretamente a máquina de testes, tais dados foram utilizados em nossa próxima etapa do projeto em que expusemos a gerencia direta a real necessidade da reforma do equipamento e com um feedback positivo daríamos continuidade na realização do projeto.
Tal estudo teve uma duração de 2 semanas entre a reunião da equipe e a pré-conclusão de quais seriam as melhores iniciativas a serem tomadas, cabe ressaltar que as reuniões multidisciplinares foram de grande aprendizagem, uma vez que, os diferentes conhecimentos e experiências nos possibilitou ver o dispositivo em diferentes abordagens.

55
2 – Apresentação do projeto a Gerencia direta (liberação para execução do Projeto);
A etapa seguinte do nosso projeto foi com certeza ponto fundamental, pois sem a aprovação da gerencia direta não existe projeto. Para a gerencia apresentamos todos os dados obtidos em nossa reuniões, juntamente com todos os dados reais colhidos estatisticamente do número de dispositivos que falharam por causa diretas ao sistema de ventilação, vejamos abaixo alguns dados apresentados a gerencia:
A. - O primeiro e mais relevante dado que foi apresentado a gerencia foi o Gráfico 1, onde é apresentado o número de lavadoras prontas que retornam para retrabalho por falhas encontradas no seu dispositivo de ventilação, este dado nos foi fornecido pelo setor de qualidade com relação a um dia de produção de 2 ordens de montagem, sendo que cada ordem produz em média um total de 220 (duzentos e vinte) produtos por hora, ou seja, das 440 lavadoras produzidas, 37 delas apresentaram algum tipo de falha e que dessas 60,8%, 22,5 produtos retornam por falhas em seu dispositivo de ventilação. Se considerarmos que a linha de montagem possui mais de 250 metros de comprimentos e diversos outros dispositivos de montagem e teste, mais da metade das falhas são provenientes de um único local.
B. – O segundo dado apresentado foi o número de ordens de serviço que nos da manutenção abrimos todas as vezes que atendemos um pedido de auxílio técnico. Tais dados nos foi fornecido pela área administrativa da manutenção que é responsável por criar planos de ação com os dados colhidos em ordens de serviço aberta. Os dados podem ser observados no Gráfico 2, nele é possível observar que, das 208 ordens de serviço abertas em um período de 30 dias de trabalho nas LINHAS 1 e 2, 40 delas foram provenientes do dispositivo de testes de ventilação.
C. – O terceiro importante dado fornecido com intuito de conseguir à aprovação do projeto, foram algumas fotos apresentadas do atual estado em que a máquina se encontra em relação a organização, falta de espaço, inexistência de requisitos obrigatórios de segurança, falta de ergonomia, utilização de dispositivos obsoletos, entre outros. Tais dados podem ser observados nas Figuras de 4 a 13 disponíveis no item REVISÃO BIBLIOGRÁFICA a partir da página 21.

56
0
5
10
15
20
25
30
35
40
Produtos não conforme em um total de 37 pçs.
Motor Ventilação.
Resistência
Termopar
Bloco-porta
Cabos e conectores.
Outras falhas
Gráfico 1 número de lavadoras que retornam para retrabalho por falhas.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Ordens de Serviço abertas em um total de 208
Outros Chamados
Teste do BLOWER
Teste Trasmissão
ELLION
Tombador
Esteiras diversas
Enchimento
Teste Elétrico
Embaladoras
Girador
Elevador P.
Acabado
Gráfico 2, Numero de ordens de serviço abertas em 30 dias de produção

57
D. – O quarto dado apresentado foi uma tabela com os itens que seriam substituídos assim como a sua criticidade para a realização do teste, e um valor aproximado de gastos referente a compra de cada um dos itens, como pode ser visto na Tabela 1. É importante ressaltar que dos itens levantados com alta importância no dispositivo podem ser substituídos por peças já padronizadas, assim como a mão de obra utilizada será interna, tendo apenas que ser disponibilizado tempo para dedicar a execução da tarefa de montagem e programação do novo dispositivo.
E. O quinto tópico apresentado foi o prazo de execução do projeto, primeiramente estipulado em 6 meses ou 24 semana, podendo variar segundo as necessidades do setor e a disponibilidade da mão de obra em se dedicar exclusivamente a montagem do novo sistema.
Item Descrição Criticidade Valor (R$) Prazo de Entrega (dias) Quantidade Disponível na Fabrica 1 CLP Alta 1800,00 30 1 Sim 2 Expansão Entradas Analógica Alta 1600,00 30 1 Sim 3 Expansão Entradas Digitais Alta 1200,00 30 1 Sim 4 Expansão Saídas Digitais Alta 1200,00 30 1 Sim 5 IHM Media 1000,00 30 1 6 Relê de Segurança Media 400,00 15 1 Sim 7 Botões diversos Baixa 400,00 15 1 Sim 8 Conectores e cabos Baixa 300,00 7 1 Sim 9 Equipamentos Pneumáticos Média 2000,00 7 1 Não 10 Material montagens mecânicas Media 2500,00 3 1 Não 11 Mão de obra técnica Elétrica Alta 3000,00 1 1 Sim 12 Mão de obra técnica Mecânica Alta 3000,00 1 1 Sim Total 18400,00
Tabela 1- Principais itens a serem utilizados no novo projeto

58
F. – O último critério apresentado foram os resultados esperados com a construção de um novo dispositivo de teste, são eles:
Tornar 0 (zero) ou mais próximo possível de tal valor o número de dispositivos que falham por testes mal realizados no sistema de ventilação.
Reduzir o número de horas de máquina parada por manutenção.
Fornecer testes de confiança e repetitividade.
Aumentar a produção.
Construir um equipamento dentro das normas vigentes de segurança e qualidade.
Estas foram as principais argumentações apresentadas a gerencia direta, que após 2 semanas de negociações e com base em todo o estudo realizado “aprovou” com algumas exigências a execução do projeto de reforma proposto.
3 – Discussão técnica entre a equipe, responsável por definir novas modificações a serem executadas;
Com a liberação do projeto junto a gerencia direta pudemos dar continuidade as etapas seguintes do trabalho, onde foi necessário realizarmos o levantamento de como serão e quais serão as modificações que serão realizadas, com base nas principais dificuldades já levantadas pela equipe.
Sendo assim o primeiro item a ser modificado seria o CLP, dispositivo que é responsável por receber os dados dos testes, processá-los e aprovar ou não o item testado. Ficou definido que o novo dispositivo seria um modelo S7 – 1200 – 1214 DC/DC/DC da empresa SIEMMENS, uma vez que, este dispositivo é modelo de uso padrão da empresa para pequenas automações, também serão comprados 2 módulos digitais modelo SM 1223 DI16/DQ16 x 24VDC e um modulo de comunicação RS-232/485 modelo 6ES7241-1CH30-0XB0 9PIN, ambos da empresa SIEMMENS, com intuito de suprir o número de sinais a serem analisados assim como efetuar a comunicação com todos os periféricos.

59
Para o dispositivo de Interface Homem Maquina foi decidido que usaríamos o modelo MT 8070iE da fabricante WEINTEK, dispositivo que pelo seu tamanho e tela colorida sensível ao toque oferece diversificada gama de possibilidades de programações.
Com intuito de se preservar a integridade física do operador e atender as normas vigentes de segurança no trabalho, será instalado um sistema de parada de segurança, utilizando botões de emergência tipo soco posicionados em pontos estratégicos, com sistema de controle redundante, para isso será utilizado um rele de emergência conforme exigência da normas regulamentadora NR-10 e NR-12, o modelo escolhido foi o MSI-SR4 da fabricante alemã Leuze.
Para realização da nova montagem do painel de instalação de todos os componentes elétricos será utilizado um painel elétrico industrial com as seguintes dimensões, 1200x600x250 mm da fabricante CEMAR as dimensões escolhidas para este novo painel elétrico nos fornece 25% de espaço caso exista a necessidade de expansão, e todos os cabos de comando e potência serão estipulados segundo a NBR 5410, que diz o seguinte para instalação de força motriz a seção mínima do condutor é de 2.5 mm2 , e para os cabos de comando onde a tensão máxima de utilização será de 24 volts teremos a seção mínima de 1mm2.
Todos os materiais pneumáticos envolvido na nova montagem, como válvulas solenoides, mangueiras e conexões serão da fabricante FESTO. As novas montagens mecânicas a serem realizadas serão feitas em Aço carbono 1024, e após efetuadas todas as soldas, serão pintadas com tinta à base de Epóxi industrial garantindo assim grande durabilidade contra corrosão.
A realização de montagens elétricas, mecânicas, desenhos e esquemas técnicos e a programação dos dispositivos serão realizadas por membros do corpo técnico da manutenção da empresa, desta forma reduzindo consideravelmente custos com mão de obra.
Todas as modificações aqui levantadas foram decididas em conjunto com todas as áreas envolvidas com intuito de facilitar e agilizar todo trabalho de produção que este dispositivo realiza.

60
4 – Elaboração de esquemas técnicos conforme normas de segurança, execução e elaboração de projetos elétricos e mecânicos;
A documentação do projeto através de esquemas elétricos e mecânicos é de grande importância para a realização das a tarefas sendo que desta forma é possível que o trabalho seja compreendido e executados por outros profissionais que não tenham participado da elaboração do projeto e garanta uma fácil compreensão de possíveis falhas que venham a ocorrer com o dispositivo.
Sendo assim foi decidido por nível de conhecimento que dos diversos softwares disponíveis no mercado, o que a equipe utilizaria seria o AUTOCAD®. ELECTRICAL 2015 para desenhos e esquemas elétricos e AUTOCAD®. 2015 para desenhos mecânicos, ambos da empresa AUTODESK®, como pode ser visto no APENDICE A.
A elaboração de todos os esquemas elétricos foi montado conforme as exigências da NBR- 5410, NR-10 e NR-12, e toda simbologia utilizada foi segundo a norma IEC 60617. O desenho elétrico final ficou com a seguinte disposição:
1 – Capa, apresentação do projeto
2 – Folha com dados do projeto, normas seguidas, potência instalada, tensões de utilizadas, corrente máxima;
3 – Folha de legenda de componentes;
4 – Folha com esquemas de tensão de entrada e proteção;
5 – Folha de sistemas de proteção (disjuntores);
6 – Folha de transformadores de tensão e fonte de corrente continua;
7 – Folhas de sistemas de segurança e redundância;
8 – Folhas com desenhos do CLP (CPU, entradas e saídas digitais e analógicas);
9 – Folha de comunicação RS232;
10 – Folha de comunicação com a IHM;
11 – Acionamento de reles, contatores e lâmpadas;
12 – Folhas com esquemas dos pontos de ligação do dispositivo a ser testado;

61
Para elaboração de esquemas de estruturas mecânicas a maior preocupação foi a de mantermos os requisitos ergonômicos exigidos pela NR – 17.
5 – Compra de todos os novos materiais necessários para o novo projeto;
Após realizarmos todos os desenhos mecânicos e elétricos conseguimos definir o número de componentes de cada área que teriam de ser comprados, ou retirados do estoque da empresa, uma vez que mesmo que alguns dos itens sejam produtos de estoque da empresa todos os itens devem ser repostos no sistema de estoque da empresa. A Tabela 2 que se segue é uma previa dos materiais que serão utilizados na montagem do dispositivo, e servem de base para que o setor de compras possa repor os itens que forem necessários.
Item
Descrição
Quantidade
Unidade
Fabricante
1
CLP S7-1200 1214 dc/dc/dc
1
pç
Siemmens
2
Expansão I/0 1223 dc/dc/dc
2
pç
Siemmens
3
Modulo RS232/485
1
pç
Siemmens
4
Modulo Entrada Analógica
6ES7 232-0HD22-0XA0
1
pç
Siemmens
6
Relê de segurança MSI – SR4
1
pç
Leuze
7
Botão de emergência
1
pç
Schneider
8
IHM MT 8070eI
1
pç
Weintek
9
Painel 1200x600x250
1
pç
Cemar
10
Cabo 2,5 mm2 preto
200
mts
Prysmian
11
Cabo 2,5 mm2 azul
50
mts
Prysmian
12
Cabo 1,00 mm2 azul escuro
200
mts
Prysmian
13
Cabo 1,00 mm2 azul claro
100
mts
Prysmian
14
Válvula 5x3x2
3
pç
Festo
15
Mangueiras 6mm
20
mts
Festo
16
Conexão 1/8
6
pçs
Festo
17
Reles 24 Vcc
30
pçs
Conexel
18
Viga I ¾ x 1’’
10
mts
-
19
Metalão ½ x 1”
10
mts
-
Tabela 2 Lista enviada ao setor de compras

62
6 – Criação do novo programa de controle da bancada para à execução dos testes, segundo necessidades do setor de qualidade;
A criação do novo programa de controle da bancada de teste seguiu a especificação do setor de qualidade, onde eles nos informarão quais eram os itens a serem testados e quais eram os valores de referência para que um item fosse considerado “BOM” para seguir adiante com o próximo teste.
Sendo assim a criação do novo programa foi efetuado com auxílio do software de utilização dos CLPs da SIEMENS, TIA Portal® v.12, ferramenta de fácil e intuitiva utilização, como é possível ver nas FIGURAS 21, 22 e 23
FIGURA 21 Tela inicial do TIA Portal® v.12.
A inicialização do programa é fase onde criamos o nome do programa e escolhemos onde o mesmo será salvo.

63
FIGURA 22 Tela de escolha de CLP do TIA Portal® v.12.
Após a criação do nome do programa a fase seguinte FIGURA 22, é a escolha dos itens de hardware utilizados no trabalho que no nosso caso trata-se do CLP S7-1200, as 2 expansões e o cartão de comunicação analógico.
A etapa seguinte Figura 23, já trata especificamente da criação do programa em si, com todas as logicas envolvidas no processo, como entrada de valores lido por periféricos externos e a saída de sinais para acionamento de reles, válvulas ou a comunicação com IHM e o HYPOTUltra®.

64
FIGURA 23 Tela de programação do TIA Portal® v.12.
A criação do programa de acionamento desta bancada de teste consistiu em basicamente 3 etapas:
1ª Etapa foi o início dos testes com o CLP iniciando o testes das resistências com auxílio do dispositivo HYPOTUltra®, onde os valores de potência e corrente, devem ficar dentro dos especificado para resistências de 220Vac e 110Vac, todas as etapas vão poder ser acompanhadas com auxílio da IHM que sempre irá fornecer um feedback do atual estado do teste.
2ª Etapa após a realização dos testes com as resistências a próxima etapa é a realização dos testes de continuidade de cabos e termostatos de segurança, onde um sinal de 24 Vcc é aplicado nos terminais dos cabos em um circuito fechado e caso todos os sinais retornem ao CLP é aprovada a etapa.

65
3ª Etapa trata-se do acolhimento de dados de fluxo de ar gerado por uma ventoinha e captados pelo medidor de vazão da TESTO®, tais dados são gerados de 4 a 20 mA e são captados pelas entradas analógicas do CLP onde são comparados com os dados de referência.
Além das etapas de testes realizados é de grande importância ressaltar que temos diversos sinais que devem ser lidos e interpretados, ou a geração de sinais de advertência, aprovação ou reprovação de uma etapa do teste, como os sinais de botões de emergência, inicio de teste, interrompe teste, libera ar comprimido, liga sinais luminosos entre outros.
A disposição da programação no TIA Portal® foi feita em blocos da seguinte forma, como pode ser visto no APENDICE B:
1 – Sinais de segurança (Botões de emergência e rele de segurança);
2 – Sinais de entradas digitais (Liga, desliga, aprovado, reprovado);
3 – Sinais analógicos (Medição de fluxo de ar);
4 – Sinais de saídas digitais (Liga lâmpadas, ar, contatores, relês, válvulas);
5 – Funcionamento Manual (Aciona as saídas de forma independente conforme necessidade);
6 – Funcionamento Automático (Aciona os testes de forma controlada, avança após retorno positivo do teste realizado);
7 – Comunicação com IHM e HYPoT (envia ou recebe dados aos aparelhos em rede);
7 – Montagem elétrica e mecânica do novo dispositivo;
A montagem elétrica e mecânica do novo dispositivo foi executada em 4 etapas conforme descrito abaixo:
1 – Montagem do novo painel elétrico onde foram acomodados todos os itens de acionamentos elétricos, dispostos de forma a otimizar a dissipação de calor e o acesso a bornes e terminais. O painel foi montado com uma chave geral lateral com intertravamento e portas com fechaduras com chave, com intuito de reduzir riscos e o acesso de pessoas não autorizadas ao interior do painel.

66
2 – Todos os cabos externos a máquina tem dupla isolação e protegidos por canaletas, o operador em momento algum fica exposto a uma tensão maior que 24vcc.
3 – Todas as montagens mecânicas foram feitas de forma a privilegiar a norma NR-17 que visa a ergonomia nos ambientes de trabalho. A disposição dos botões, IHM e posicionamento do item a ser testado foram remodelados para atender as exigências da norma, ocorreram também modificações em relação a altura total da máquina.
4 – Também foram realizadas modificações com relação aos pontos de tomada de ar industrial e quanto ao ponto de alimentação elétrica da máquina.
8 – Integração máquina – software;
(Tempo de execução 1 semana)
A integração novo dispositivo e software ocorreu com uma série de testes com relação ao que foi “programado na máquina x necessidade de produção”. Podemos destacar como principal ponto de mudança a necessidade da criação de uma tela na IHM onde através de acesso Usuário e Senha temos acesso aos valores de referência para dos testes realizados, onde desta forma é possível modificar e criar diferentes receitas, uma vez que, segundo o setor de qualidade existem projetos a serem implementados de outros diferentes tipos de lavadoras que utilizarão o sistema de ventilação com algumas diferenças construtivas.
Outra modificação foi quanto ao número de botões instalados na máquina que foram reduzidos e implementados na IHM, como forma de aumentar a área útil da máquina e facilitar o trabalho de encaixe de produtos no teste. Acrescentamos também um sistema de contagem do número de itens aprovados e reprovados como forma de controle estatístico.
O quesito velocidade também foi citado pela qualidade, uma vez que por se tratar de um CLP com maior capacidade de trabalho e pela otimização do processo nos foi questionado se, “... Mas estamos mesmo realizando todos os testes...”. Tal questionamento foi respondido com a criação de uma tela na IHM onde é possível observar quais valores lidos nos 3 (três) últimos testes realizados com o equipamento.

67
As demais alterações ocorreram de forma sucinta as necessidade de utilização e não exigiram grandes alterações no programa.
9 – Realização das modificações técnicas que forem necessárias;
(Etapa ocorreu em paralelo com a integração da nova programação)
Das modificações que ocorreram nesta etapa podemos ressaltar a retirada de alguns botões de acionamento e integrados a IHM. A modificação do método de encaixe do sistema a ser testado com intuito de agilizar o processo de testes.
A implementação de uma melhor fixação da IHM também foi realizada com intuito de beneficiar operadores de menor estatura física.
10 – Realização de testes de validação;
A validação do dispositivo ocorreu mediante a realização de diversos testes envolvendo os diferentes produtos que são utilizados, da seguinte forma:
1 – Realização de testes com 50 dispositivos 110 Vca, em perfeito funcionamento. Onde obtivemos 100% de aproveitamento dos testes.
2 – Realização de testes com 50 dispositivos 220 Vca, em perfeito funcionamento. Onde obtivemos 100% de aproveitamento dos testes.
3 – Realização de testes com 50 dispositivos 110 Vca, com falhas conhecidas e geradas por membros da qualidade. Onde obtivemos 97% de aproveitamento dos testes.
2 – Realização de testes com 50 dispositivos 220 Vca, com falhas conhecidas e geradas por membros da qualidade. Onde obtivemos 99% de aproveitamento dos testes.
3 – Realização de testes com 50 dispositivos, 110 e 220 Vca, que tiveram cabos desconectados durante a realização dos testes. Onde obtivemos 100% de aproveitamento.
Os testes realizados com o setor de qualidade foi possível observar quais as reações do que foi programado junto as necessidades diárias da máquina, e com base no resultados podemos propor novas alterações antes da entrega do dispositivo a produção.

68
11 - Entrega do dispositivo a produção
A entrega do dispositivo a produção ocorreu de forma gradativa uma vez que, seguindo as exigências da qualidade, caso ocorressem problemas durante os testes, deveria ocorrer a mudança para o equipamento antigo, que por sua vez foi deixado intacto ao lado do novo teste. Onde caso necessário poderíamos transferir os componentes que foram reaproveitados no novo teste de volta a máquina antiga, os dispositivos reaproveitados foram:
1 – HYPOTUltra;
2 – Medidor de Fluxo de ar TEXTO;
3 – Fonte 24 Vcc 5A Siemmens;
E após uma semana de produção, e de a realização de diversos testes aprovados, fomos autorizados a realizar a entrega do novo dispositivo a manutenção e realizar o descarte do equipamento antigo.
12 - Discussão dos resultados.
Com certeza o primeiro item a ser tratado nas discussões de resultado com a equipe envolvida foi a diferença de 3 semanas a mais no cronograma, quais os motivos de quase 1 mês de atraso.
Pois bem as justificativas apresentadas para o atraso foram:
- Demora na compra das peças requisitadas ao setor de compra;
- Demora na execução das montagens mecânicas e elétricas;
- Demora na liberação na realização de testes de validação;
- Falta de disponibilidade de tempo dos técnicos envolvidos;

69
- Realização de outras tarefas em paralelo;
- Incorreta elaboração do cronograma;
É possível levantar inúmeras dificuldades que não foram observadas na elaboração do projeto, porem a de maior relevância é o fato de que os profissionais envolvidos, são funcionários do setor de manutenção onde sua principal obrigação é garantir o funcionamento de uma linha de produção, ou seja, falta da disponibilidade na dedicação da montagem do dispositivo foi com certeza ponto decisivo no atraso do cronograma.
Porem com todos os intemperes, obtivemos 99% de aproveitamento na execução de teste realizados pelo dispositivo, resolvemos o problema de um setor de produção quanto a qualidade de seus trabalhos, iniciamos um trabalho em conjunto com diferentes áreas de forma sucinta, expusemos a qualidade técnicas das áreas envolvidas.
Sobretudo fomos capazes de comprovar que a realização de projetos dessa magnitude são totalmente possíveis de serem realizados apenas com a mão de obra interna da empresa, reduzindo gastos, construindo equipamentos mais específicos as necessidades de cada setor.

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