Projeto de Painéis de Controle em Equipamentos Industriais.



Projeto de Painéis de Controle em Equipamentos Industriais.


 Aumentar a eficiência de controladores de motor, melhorar a produtividade e garantir a diminuição dos custos são alguns dos principais objetivos a serem alcançados por quem busca otimizar o projeto de painéis de controle elétricos.


Engenheiros responsáveis pelo projeto de painéis possuem cada vez mais desafios atribuídos a seus projetos existentes, a fim de obter o maior desempenho possível.


Esses desafios abrangem questões como impacto ambiental, custos com segurança, problemas relativos aos ruídos de interferência eletromagnética e a otimização do espaço do painel de controle.


Projetistas e engenheiros geralmente possuem prazos bastante limitados para concluírem o projeto do painel de controle e, com frequência, encontram problemas relacionados à fabricação dos produtos com ciclo de vida confiável, e que ainda cumpram com todas as exigências do projeto.

Os produtos não tem o mesmo desempenho e durabilidade em ambientes turbulentos, em comparativo com ambientes ideais.

Problemas práticos enfrentados em campo podem levar à paralisação necessária para sanar os sistemas danificados, o que pode resultar em manutenção cara.

Vamos introduzir  práticas e soluções que auxiliam o controle por engenheiros e projetistas no desenvolvimento do painel e o ciclo de vida do produto.

Isso fornecerá dicas e ferramentas que proporcionam soluções melhores ao processo para a redução dos custos e o aprimoramento do desempenho do ciclo de vida.

Otimização do Espaço do Painel de Controle.

Engenheiros e projetistas de máquinas são constantemente desafiados a reduzir o tamanho e as áreas das máquinas construídas. Isso significa que é preciso construir áreas menores para se ajustar melhor dentro dos painéis de controle existentes.

Ampliar o espaço da plataforma do anexo é uma boa solução. Porém, existem diversos desafios em relação ao desenvolvimento de painéis de controle menores.

As considerações incluem:

ü  Segregação do cabo;
ü  Gestão Térmica;
ü  Entrada do cabo;
ü  Interferência Eletromagnética;
ü  Raio de curvatura do cabo;
ü  Espaço para futura expansão.

Além de problemas de segurança, o cumprimento dos padrões e dos códigos, bem como o cumprimento das exigências de separação de componentes eletrônicos torna o trabalho do engenheiro e do projetista muito mais complicado.

Os painéis de controle passaram por diversas mudanças desde a caixa do painel tradicional e do projeto de porta única.

Os painéis de controle possuem muito mais versatilidade com caixas de painel projetadas com pontos de acesso múltiplos, compartimentos do subpainel e sistemas de resfriamento integrado opcionais.

Uma área que tende a não ser usada é o espaço entre a porta do quadro e os componentes montados na parte traseira do subpainel.

A utilização de vias DIN com componentes que poderiam ser normalmente instalados sobre o subpainel.

Com sistemas de resfriamento integrado, os painéis de controle possibilitam que equipamentos elétricos sejam montados e instalados próximos um do outro.Isso reduz o espaço usado e aprimora a eficiência de dissipação de calor dentro da unidade.

Existem muitos sistemas de resfriamento disponíveis e escolher o correto depende das necessidades dos painéis de controle.

Redução de ruídos.

         A interferência eletromagnética proveniente de componentes externos emite ruídos que podem interferir decisivamente nas operações normais de outros componentes.

O risco de EMI aumenta com a adição de componentes de rede e dispositivos de energia, enquanto reduz os custos do painel. É difícil detectar o ruído emitido pelos componentes, uma vez que, o painel de controle está finalizado, por conseguinte, as chances de uma possível EMI são reduzidas. É fundamental reunir soluções para a redução dos ruídos dentro do projeto original.

        Aterrar corretamente os componentes que emitem ruídos é um ótimo passo inicial para reduzir as emissões de EMI. Os fios que formam os circuitos também servem para fabricar excelentes antenas e minimizam o tamanho dos circuitos, o que ajudará a reduzir os ruídos recebidos.

Em vez de fios de circuito, execute o processo de alimentação e coloque os fios juntos novamente. Torcer os fios juntos também reduz os efeitos de EMI. Ligue a entrada dos condutores terra ao subpainel onde eles entram usando uma barra à terra universal.

O layout do fio é uma consideração crucial no controle do ruído e a distância entre dois é um grande fator junto ao trajeto do layout do fio. Cruzar o fio condutor nos ângulos corretos, desde que os condutores perpendiculares possuam menor comprimento comum do que dos condutores paralelos, consequentemente, reduzirá os ruídos. Evite operar o CC próximo do CA e as entradas próximas das saídas. Para reduzir a EMI há uma recomendação de distância de 3 a 6 polegadas entre condutores de alta voltagem e baixa voltagem em operações paralelas.

E 12 polegadas são recomendadas entre cabos codificadores e cabos de retorno de separador e o motor ou quaisquer cabos de alimentação CA.

Proteção Ambiental.

         Quadros do painel de controle precisam proteger os sistemas essenciais, fornecer um risco de paralisação potencial reduzida e garantir a proteção dos funcionários.

Os riscos ambientais tais como a corrosão, a exposição à substâncias, o ruído elétrico e a temperatura ambiente podem ter efeitos nocivos em relação aos sistemas do painel de controle.

Determinar se a aplicação será em ambiente interno ou externo é extremamente dependente desses fatores. Fatores ambientais globais incluem:

Interação humana (Por Segurança, Isolar o Equipamento dos Funcionários);
Exposição à Substâncias (Manter poeira, umidade, óleos para vedação distantes do Sistema);
Fluidos e Abrasivos de Alta Pressão (Limpeza e Agente de Lavagem);
Temperatura (Manter o Equipamento Eletrônico dentro das Temperaturas Operacionais);
Raios UV (Degradação Material devido à Luz Solar);
Elementos Corrosivos (Sais e Produtos Químicos que podem causar Corrosão no Equipamento).

Para a proteção dos painéis de controle da exposição à substâncias, estes devem possuir vedações impermeáveis nas superfícies de acoplamento, a fim de isolar os sistemas internos essenciais.

A aplicação de acabamentos apropriados na superfície externa do quadro pode ajudar a suportar riscos elevados de pressão e temperatura, bem como os raios UV e potencial de corrosão.

Sistemas de gerenciamento térmico podem auxiliar na manutenção dos sistemas do painel de controle dentro de temperaturas de funcionamento concebidos.

A proteção do painel de controle de fatores ambientais é importante para garantir que o sistema opere regularmente, enquanto a produtividade e a longevidade do equipamento não são perdidas.

Durante a escolha do quadro do painel de controle, é importante entender os fatores ambientais, a fim de especificar o quadro com base na exigência de entrada e no cumprimento do padrão para conseguir uma proteção adequada.


Proteção de Pessoal (funcionários).

Fornecer um local de trabalho seguro para os funcionários é fundamental para o cotidiano operacional. Como os sistemas de controle continuam a se desenvolver e se tornam mais complexos, é mais importante do que nunca seguir os passos necessários para garantir a segurança.

O número de acidentes elétricos tem aumentado, o que confirma a necessidade em melhorias da segurança. Quando riscos ambientais são negligenciados, lesões aos funcionários podem causar multas e aumento de custos operacionais.

Uma explosão do arco elétrico é muito perigosa e o mau funcionamento elétrico dispendioso que ocorre como um curto-circuito entre os condutores eletrificados.

Frequentemente, um arco elétrico é ativado pelo movimento do operador ou contato com equipamento energizado. Uma falha na fase terra ou na fase a fase pode resultar em lesões fatais e danos ao equipamento.

Identificação visual, rotulagem e sistemas de identificação podem ser usados para garantir que os funcionários entendam que existe uma possibilidade de risco dentro dos painéis de controle e sistemas próximos.

Barreiras físicas são importantes para a proteção contra riscos mecânicos. É necessário projetar equipamentos para que os funcionários sem treinamento permaneçam longe das fontes de risco. Barreiras físicas incluem:

    Mecanismos de Trava de Proteção (Segurança Preventiva que Bloqueia Fontes de Energia quando Ligadas)
    Portas de Dados (Possibilita o Diagnóstico de Fora do Painel longe do Risco)
    Travamentos (Garante que todas as Fontes de Energia estejam proporcionando Segurança antes da Manutenção)

É importante que as instalações com sistemas de controle e painéis tomem as precauções necessárias para manter a segurança dos funcionários durante as operações.

Não pode haver custos significativos associados a incidentes elétricos, como compensação do trabalhador, custos de seguro e taxas legais. Ao avaliar e compreender os riscos do local de trabalho, os sistemas de painéis de controle e componentes podem ser projetados com a segurança dos funcionários em mente.

Desenvolvimento do Projeto do Painel de Controle.

         O módulo fornece uma completa interface em detalhes para projetar e desenvolver o layout do painel de controle.

Essa plataforma pode integrar facilmente o desenho mecânico 3D ao componente elétrico para visualizar a colocação de componentes, buscando a otimização de espaço no painel de controle.

O visual do layout da fiação, componentes do sistema de controle, bem como a integração completa do projeto de circuito esquemático. Capaz de fornecer uma representação virtual que exibirá o projeto geral do painel, do tipo do painel da estrutura à rotulagem dos riscos potenciais para a produção.

Permite a passagem dos dutos e do roteamento do cabo aos componentes. Capaz de entregar rotas autênticas e cálculos de aproximação do comprimento para a melhoria das estimativas de custos diretos de materiais.

Fornece verificações de regra para garantir que o projeto seja executável sem interferências entre componentes.

O roteamento do fio automático ou manual é feito com base na disposição do componente, a fim de vedar um projeto do painel de controle inválido. Também fornece verificações de regra do projeto, para assim evitar o excesso de enchimento dos dutos e a disposição de peças em áreas restritas, bem como sua habilidade de cumprir com os padrões por meio do reconhecimento do fio e proximidade da peça.


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Barômetro.


Barômetro.



Se você deseja prever se vai chover, uma maneira fácil é medir a pressão do ar com um barômetro. De maneira geral, se a pressão do ar estiver subindo ou alta, provavelmente será um bom dia.


Por outro lado, caso a pressão estiver caindo ou baixa, é mais provável que o tempo estará nublado, chuvoso e com muito vento.

O barômetro é o instrumento certo para medir a pressão do ar e as pessoas empregam este instrumento para obter a previsão do tempo e realizar pesquisas científicas há centenas de anos.


O que é pressão de ar?



Se você já teve a experiência de mergulhar, sabe exatamente como é sentir a alteração de pressão pois quando mergulhamos abaixo da superfície do mar submetemos nosso corpo ao peso da água e obviamente a mesma exerce uma força sobre nós.

Quanto mais fundo uma pessoa mergulhar, mais água haverá acima dela, maior será o peso e consequentemente a pressão sentida. O exemplo do mergulho é apenas para reforçar a ideia de pressão, mas o simples ato de você estar sentado lendo este texto já é uma ação sendo executada com o corpo submetido a pressão atmosférica.

Pegando outro exemplo, olhe para o céu e tente imaginar o peso da atmosfera: a enorme quantidade de gás que circunda nosso planeta é levada à nossa superfície por gravidade.

Todo aquele gás pode parecer uma nuvem vasta e vazia, mas ainda assim possui um peso especifico que causa uma pressão de ar chamada de pressão atmosférica.

Se por um lado quando você está sob o mar, o peso da água pressionando o corpo dificulta a respiração caso você utilize um tanque de oxigênio, por outro lado, a pressão do ar nunca tem esse efeito no nosso organismo devido ao fato dos nossos corpos serem ocos e nossos pulmões estarem cheios de ar, de modo que o ar pressiona igualmente o interior e o exterior de nosso corpo ao mesmo tempo.

É por isso que não sentimos a pressão do ar da mesma forma que sentimos quando mergulhamos.

Por que a pressão do ar muda de um lugar para outro?
Se medirmos a pressão do ar com um barômetro em diferentes regiões do planeta, veremos que esta pressão varia dependendo do local. Assim, a pressão será maior em regiões ao nível do mar (onde há maior quantidade de ar sendo empurrado para baixo) e menor em regiões montanhosas em que há muito menos ar na atmosfera e menos oxigênio disponível para respirar.

É por isso que os alpinistas costumam usar cilindros de oxigênio e também por isso que os aviões devem ter cabines pressurizadas (compartimentos internos de passageiros, onde o ar é mantido sobpressão mais alta do que seria normalmente naquela altitude) para que as pessoas possam respirar confortavelmente.

Como Podemos medir a Pressão do ar?
Imagine que você seja um inventor e que seu trabalho seja criar uma máquina que possa medir a pressão do ar ou um barômetro. Como você faria isto? Pense no ar pressionando você e veja se consegue imaginar algo que possa medir sua pressão.

Veja se você pode esboçar algo agora em um pedaço de papel. Aqui está uma pista. Imagine que o ar que está sendo pressionado está contido dentro de um tubo gigante e invisível que pressiona a superfície da Terra ao lado de seus pés.

Se você imaginou algo um pouco parecido com um par de escalas que podem medir o peso do ar no tubo, parabéns! Essa é praticamente a solução.

Um dispositivo que pode medir a pressão do ar (que chamamos de barômetro) funciona medindo quanto o ar está pressionando para baixo.

Como Funciona o Barômetro?
Os barômetros modernos são totalmente eletrônicos e mostram a leitura de pressão em um display LCD. Os dois tipos tradicionais de barômetro são chamados de barômetros torricellianos e aneróides (de discagem) – e aqui está como eles funcionam.

O tipo mais simples de barômetro é um tubo alto e fechado que fica de cabeça para baixo em banho de mercúrio (um metal líquido e denso à temperatura ambiente), de modo que o líquido sobe parcialmente até o tubo, como faz em um termômetro. Utiliza-se o mercúrio em barômetros porque é mais conveniente do que usar água.

A água é menos densa (menos pesada, com efeito) do que o mercúrio, então a pressão do ar elevará um certo volume de água muito mais acima de um tubo do que o mesmo volume de mercúrio.

Em outras palavras, se você usa água, você precisa de um tubo realmente alto e seu barômetro será enorme e impraticável. Mas se você usar mercúrio, pode conseguir um equipamento muito menor.

Um aparato como esse é chamado de barômetro torricelliano criado pelo matemático italiano Evangelista Torricelli (1608-1647), um aluno de Galileu, que inventou o primeiro instrumento desse tipo em 1643.

Ao nível do mar, a atmosfera empurrará uma coluna de mercúrio e fará com que ela suba em um tubo até uma altura de aproximadamente 760mm (aproximadamente 30in).

Nós chamamos essa pressão de ar de uma atmosfera (1 atm).

Suba uma montanha e leve o seu barômetro Torricelliano com você, e você descobrirá que a pressão diminui quanto mais você for.

A atmosfera não vai mais empurrar o mercúrio e ele não vai subir tão longe no tubo.

Com exemplo, a pressão no topo do Monte Everest é ligeiramente menor que um terço da pressão atmosférica normal ao nível do mar (aproximadamente 0,3 atm).


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Borne para o seu Painel Elétrico.




Borne para o seu Painel Elétrico.

O que é um Borne?

O borne ou terminal de passagem ou ainda terminal SAK funciona como um ponto de conexão dedicado para os fios elétricos, evitando dessa forma a necessidade de emenda em cabos elétricos.


No nível mais básico, um borne ou bloco de terminais é uma tira de plástico moldada com placas de metal e parafusos ou molas onde cada ponto de conexão (terminal) possui uma placa de metal e dois parafusos paralelos que conduzem eletricidade e prendem os fios no lugar.


As conexões são formadas quando os fios (normalmente equipados com terminais) são presos entre os parafusos e a placa condutora.


Você também pode encontrar o borne em configurações mais complexas que fornecem recursos como terminais de grampo com mola e montagem em trilho DIN.


Configurações Comuns de Borne ou Bloco de Terminais:


Blocos terminais montados em trilho DIN;
Blocos terminais de fileira dupla;
Blocos terminais de fileira única;
Bloco mola;
Blocos SAK;
Borne Modular.


O terminal modular é utilizado ​​em todo o mundo e pode ser encontrado em painéis elétricos, quadros de distribuição, centros de controle ou sistemas de controle de máquinas.



Eles são responsáveis por garantir conexões seguras em todas as instalações de baixa tensão. Em vista desta aplicação versátil e universal, é possível encontrarmos diferentes fabricantes com padrões de qualidade diversos. Abaixo algumas características que devem ser observadas ao escolher um borne:



Seção Transversal:
A seção transversal nominal de um borne é o equivalente a seção transversal do condutor que será conectado ao borne e dependendo do fabricante pode ser produzido de forma a atender também requisitos térmicos e mecânicos.



Corrente Nominal:
A corrente nominal é um valor de corrente que é indicado pelo fabricante que atende os requisitos térmicos, mecânicos e elétricos da utilização da seção transversal nominal.



Tensão Nominal:
A tensão nominal é o valor de tensão suportada que é declarado pelo fabricante considerando distâncias de separação e folga e que não permitem qualquer deformação no produto.



Dimensões Nominais:
Dimensões nominais são as dimensões gerais do bloco de terminais com fixações, mas sem tolerâncias.



Para o terminal especificado com uma tolerância de +0,2 mm. deve ser permitido durante o projeto ao montar em filas.


Comprimento de decapagem da isolação:
O comprimento de decapagem necessário para cada cabo a fim de alocar o mesmo no terminal é indicado em mm. Esses comprimentos também devem ser observados.


Placa Terminal:
O último terminal em um conjunto montado em trilho DIN deve ser fechado com uma placa final sendo que esta placa final é mantida na posição pelo suporte final.


Separador:
O separador é necessário para a separação visual de circuitos ou para separação elétrica no caso de conexões cruzadas adjacentes.





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