Sistemas de Automação na Indústria
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Automação Total
S e o sistema de ar condicionado é considerado o “coração” de uma sala limpa por sua importância em todo o processo, a automação do HVAC pode ser considerada o “cérebro”. Afinal, é o sistema de automação é o responsável por analisar de forma contínua as condições do ambiente, identificar a necessidade de correções, acionar os componentes para garantir a manutenção dos parâmetros definidos em projeto e ainda emitir alarmes e alertas caso suas tentativas de correção não surtam o efeito esperado, tornando-se um elemento essencial de qualquer projeto de áreas limpas ou ambientes controlados.Apesar das normas relacionadas a projetos de salas limpas não exigirem de forma direta sua inclusão, ele é fundamental para atender a parte dos textos que determinam o funcionamento do ambiente dentro das faixas limites previstas de seus indicadores, sendo também a forma mais adequada para se obter registros de operação fidedignos.
Assim como ocorre em praticamente tudo o que é relacionado aos ambientes classificados, o sistema de automação é totalmente moldável às necessidades do processo produtivo, podendo ser desde uma solução bastante simples ou um projeto muito complexo, inclusive com integração a outros dispositivos da operação. Seja qual for o papel que a automação irá desempenhar, não se pode abrir mão de que a automação seja pensada e definida juntamente com o projeto de toda a área limpa.
“É preciso de antemão definir quais serão os papéis do sistema de automação e como se deseja que ele opere, porque isso irá impactar nas demais definições de todo o ambiente, inclusive na infraestrutura necessária para o perfeito funcionamento.”
Múltiplas funções
Sílvia explica que as funções básicas de um sistema de automação de uma área limpa são monitorar as condições do ambiente e controlar os demais dispositivos para mantê-las de acordo com o set point determinado. Por exemplo, em uma sala na qual se precise manter temperatura, umidade e pressão em faixas pré-determinadas, sensores posicionados estrategicamente enviam as informações de forma contínua e em tempo real para o sistema de automação que, a qualquer alteração percebida, acionará os demais componentes para garantir que o local retorne ao ideal. “O sistema de automação é o grande maestro, ou seja, aquele que indica o que é deve ser feito. Desta forma, ele pode acionar a válvula de água gelada, aumentar a velocidade do motor do ar condicionado ou qualquer outra ação necessária”, diz Sílvia. A sensibilidade dos sensores é algo que precisa ser considerado. “Há um intervalo de tempo entre o momento no qual o sensor registra uma variação e passa a agir para corrigir, o que pode ou não ser crítico, dependendo da curva de operação tolerada pelo processo”, explica Wili Colozza Hoffmann, engenheiro de Desenvolvimento de Produto da Vectus, empresa que fornece sensores/transmissores para o mercado. “Às vezes não é necessária uma ação tão imediata, mas investe-se em soluções sofisticadas, o que encarece o projeto. Outro risco é fazer o contrário, optar por algo barato e não contar com a resposta do sistema no tempo adequado”, complementa Hoffmann.Os componentes de automação são os principais responsáveis pelo registro de dados críticos de processo na indústria
Economia e Segurança
É claro que podem ocorrer situações que o sistema não consiga resolver por si só, como uma pane elétrica que impeça o acionamento de algum dos componentes. Neste caso, entram em cena os alarmes, que notificam a ocorrência de uma anomalia, avisando os operadores do problema. Outra função que pode ser atribuída ao sistema de automação é a de auxiliar a manutenção preventiva. Isto porque os registros realizados ao longo do tempo das condições apresentadas pelo ambiente podem ser trabalhados em formato de gráficos, dando indicações valiosas de seu funcionamento, que servem como parâmetros para que os profissionais decidam o melhor momento de realizar as trocas e ajustes previstos, reduzindo o risco de uma ação emergencial. O monitoramento de filtros é um exemplo. “É possível monitorar os filtros não só mais avaliando a condição dele naquele momento pontual, mas criando uma curva de saturação, que indicará, por exemplo, que ele irá saturar daqui a um mês, com isso é possível programar de forma mais precisa a manutenção, evitando
Principais Componentes de Automação
- CLP
- Sensores - Controle
- Sensores - Monitoramento
- Dispositivos Controlados
- IHM
- Alarmes
- Supervisório
- Servidor de Validação
- Backups e Redundâncias
Automação acoplada
Uma tendência que começa a ser vislumbrada em projetos europeus de salas limpas é a automação acoplada ao próprio equipamento, possibilitando soluções do tipo plug and play. “A vantagem é que, desta forma, não é necessária envolver outra empresa para fazer toda a integração do sistema”, explica Marco Adolph, gerente internacional da Trox Latino América. Ele comenta que na Alemanha já são comercializados condicionadores de ar dotados de automação, que emitem os sinais de seu funcionamento a uma central que armazena, interpreta e realiza as análises necessárias.
No Brasil, a Trox oferece ao mercado um modelo que se aproxima desta tendência: o Labcontrol. Trata-se de pequenas caixas de controle lógico programado que funcionam com as caixas de volume de ar variável da Trox, modulando a posição do damper e controlando tanto o insuflamento ou extração do ar, em função da diferença de pressão necessária no ambiente. “A solução foi inicialmente desenhada para ser usada em salas dotadas de capelas de exaustão, visando reduzir o consumo energético nos momentos em que as capelas estão fechadas, mas ela tem aplicações para outros ambientes controlados ou classificados”, diz Adolph.
Segundo ele, o Labcontrol, que controla principalmente diferencial de pressão e temperatura de uma sala, pode ser usado para programar a vazão ideal na qual uma sala limpa deve operar nos momentos diferentes do ciclo de operação. “A ideia do produto é facilitar o projeto de automação. É possível ajustar o sistema para que em determinados horários ele trabalhe com vazão mínima, normal ou máxima. Ele pode, inclusive, ser conectado ao sistema de gestão predial e as indicações de funcionamento virem diretamente de lá. Vale lembrar que o Lab Control não ‘conversa’ com os ventiladores, sendo preciso instalar um sensor de pressão no duto que indicaria a necessidade de se aumentar ou diminuir a rotação do ventilador, uma automação à parte que não é tão crítica”, afirma.
Critérios para aquisição
Com diversas opções no mercado, são vários os critérios a serem considerados para se escolher os modelos dos componentes de um sistema de automação. Um deles está relacionado com o fato de todo o sistema ser baseado nas leituras realizadas pelos sensores, o que definirá sua forma de agir, e é a precisão. “O projeto deve indicar claramente qual a faixa tolerável de operação, para se definir o melhor sensor”, comenta Wili Colozza Hoffmann, engenheiro de Desenvolvimento de Produto da Vectus.
Na escolha do produto deve-se avaliar a faixa na qual trabalha, exatidão (qual percentual de sua margem de erro) e resolução. “Além disso, é preciso ver se o produto é adequado para trabalhar nas condições do ambiente. Existem instrumentos que são muito sensíveis à variação de temperatura ou de pressão, por exemplo, e sua leitura será alterada caso haja uma mudança nestes valores. Então é preciso saber sua faixa de funcionamento e os desvios que podem ocorrer. São detalhes de projeto e definição de aquisição que podem se tornar muito importantes no momento da operação”, ressalta.
Outro critério a ser observado é o componente ser programável, ou seja, deve permitir a mudança de suas configurações, trazendo flexibilidade para o projeto, caso haja mudança de legislação ou de condições da produção que exijam a operação em parâmetros diferentes dos inicialmente pensados. A compatibilidade também é importante, afinal, todas as leituras realizadas devem convergir para um mesmo ponto. O ideal é que os sinais de saída sejam em protocolos abertos, como bacnet ou lonwork.
