Queima Automatizada Para Fornos

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Então as peças cortadas são transportadas até prateleiras, onde permanecem por cerca de 10 dias para secagem. Após este período as peças são transportadas até os fornos e empilhadas de forma que a queima se processe de forma homogênea em todas as peças.

Os fornos da indústria cerâmica vêm evoluindo ao longo dos anos, mas inicialmente a queima era muito precária utilizando lenha, sem controle algum da temperatura e dependia apenas da experiência do operador para saber se todo o processo havia chegado ao fim. Com o passar dos anos e a constante evolução da da tecnologia e de termômetros mais precisos foi possível acompanhar a temperatura de queima em tempo real. No meio desta evolução surgiram vários tipos de fornos alguns desenvolvido pelos próprios ceramistas e por especialistas no qual cobram um valor alto pela venda do projeto.

O controle atual mais utilizado é feito manualmente, sendo que para o controle da temperatura é necessário que o operador a visualize no indicador de temperatura e assim tome uma decisão determinando o tempo de acionamento do queimador. Para o acionamento do queimador de sólidos é utilizado um temporizador que faz o controle liga/desliga do sistema. Este faz com que o motor fique ligado por determinado tempo, e também que o motor fique desligado.

Este processo gera descontinuidade na temperatura, fazendo com que o tijolo altere suas propriedades físicas tais como: resistência e dimensão. Sabendo que para uma melhoria na qualidade no produto e adequar-se as normas da ABNT é preciso então ter um aprimoramento no processo de queima controlando a temperatura.

Neste trabalho será apresentada uma solução totalmente automatizada sem a intervenção do operador utilizando controlador lógico programável, inversor de freqüência e um sistema de controle PID e sensores de temperatura que aperfeiçoarão o processo de queima visando uma melhor eficiência energética, economia de matéria prima, uniformidade nos tijolos e lembrando também uma grande melhoria no nível de emissão de gases poluentes.

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FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

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HISTÓRICO DA AUTOMAÇÃO

Os primeiros sistemas de controle foram desenvolvidos durante a Revolução Industrial, no final do século XIX. Funções de controle eram implementadas por dispositivos mecânicos, realizando tarefas críticas e repetitivas em linhas d e montagem.

De acordo com (Alves, 2005) A maioria das plantas industriais eram operadas manualmente até por volta do ano de 1940, onde se usava apenas controladores elementares. Onde muitos homens eram necessários para manter o controle das diversas variáveis existentes nas plantas industriais.

Com o aumento de custo da mão-de-obra e equipamentos e também com o desenvolvimento de equipamentos e processos com maior performance na década de 1940 e 1950, tornou-se antieconômico, ou mesmo inviável, operar plantas sem dispositivos de controle automático.

Somente a partir da década de 1960 é que toda a teoria de controle e análise dinâmica, desenvolvidas inicialmente por engenheiros eletricistas e aeroespaciais, começou a ser aplicada em plantas de processos industriais. Já nos anos de 1970 e 1980, a teoria de controle evoluiu para a melhoria e o refinamento do controle. Nos anos de 1990, um novo incremento na capacidade de processamento dos computadores fez com que as técnicas de controle se voltassem para a aplicação da inteligência artificial no controle de processos industriais, com isso começaram a ser desenvolvidos Sistemas especialistas, controladores baseados em lógica difusa e em redes neurais.

Para (Marco Antonio Ribeiro, 2001), com o advento do circuito integrado 1960, e do microprocessador 1970, a quantidade de inteligência que pode ser embutida em uma máquina a um custo razoável tornou-se enorme. O número de tarefas complexas cresceu várias vezes. Atualmente, até pode-se dedicar ao computador pessoal para fazer tarefas simples e complicadas de modo econômico.

Fonte: Camargo & Franchi, 2009 p.23

Figura 2.1 – Evolução dos sistemas de controle desde o final do século XIX.

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CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMÁVEL

A sigla CLP, abreviação para Controlador Lógico Programável, leva esse nome porque um CLP é um controlador que efetua as funções lógicas e ainda mais algumas que podem ser determinadas ou induzidas através de um programa. As outras funções além das lógicas podem ser a execução de funções como temporização, contagem, seqüência, controle, etc. que variam de um modelo a outro de CLP.

Segundo a ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas) é um equipamento eletrônico digital com hardware e software compatíveis com aplicações industriais. Para NEMA (National Electrical Manufactures Association), é um aparelho eletrônico digital que utiliza uma memória programável para armazenar internamente instruções e para implementar funções específicas, tais como lógica, seqüenciamento, temporização, contagem e aritmética, controlando, por meio de módulos de entradas e saídas, vários tipos de máquinas ou processos.

As plantas industriais precisam de algo que possa controlá-las para garantir uma operação segura e economicamente viável. Desde os níveis mais simples, em que pode ser utilizado para controlar o motor elétrico de um ventilador para regular a temperatura de um ambiente, até um grau de complexidade elevado, controlando a planta de um reator nuclear para produção de energia elétrica. Embora existam tamanhos e complexidade diferentes, todos os sistemas de controle podem ser divididos em três partes com funções bem definidas, transdutores, controladores e atuadores (CAMARGO & FRANCHI, 2009)

Para entender melhor o funcionamento é necessário observar as definições feitas por SILVEIRA & SANTOS (2004) de que variáveis de entrada são sinais externos recebidos pelo CLP, seja um comando do operador e sinais providos de dispositivos como sensores diversos, chaves ou botoeiras, dentre outros. E que variáveis de saída são os dispositivos controlados por cada ponto da saída do CLP. Estes pontos poderão servir para intervenção direta no processo controlado por acionamento próprio, ou também poderão servir para sinalização de estado em painel sinótico. Podem ser citados como exemplos de variáveis de saída os contatores, válvulas, lâmpadas, displays,