GERÊNCIADOR ESTATÍSTICO DE PROCESSOS

A pesquisa aqui apresentada foi analisada, a partir do histórico de que empresas construídas a partir da década de 80 e que permanecem até hoje no mercado, que não possuíam ou não possuem recursos para investir em um processo automatizado, mas possuem maquinários de vital importância para continuidade de sua produção, muitos deles de operação manual ou semi-automático que precisam de manutenção, porém não possuem um planejamento para realizarem manutenções programadas, realizando estes trabalhos somente na apresentação de defeitos gerando situações inconvenientes, ou em outros casos mantêm históricos ou relatórios com os dados da data da manutenção, estes dados são registrados manualmente, onde se pode registrá-los de forma incorreta ou perder-se com o tempo.
A fim de auxiliá-los foi desenvolvida uma ferramenta que auxilie as empresas no planejamento de manutenção a partir do tempo real de operação dos equipamentos analisados pelo sistema de gerenciamento estatístico de processos, uma vez que o mercado consumidor cresce a cada ano, fazendo que a indústria atenda sua demanda e cada vez mais priorizando a qualidade dos seus serviços e o bom relacionamento com o meio ambiente, e tudo isso é concebido a partir do maquinário utilizado e de seu bom funcionamento.
Este sistema supervisiona a quantidade de acionamento de relés, tempo em que estes ficaram energizados, tempo total de funcionamento, gerando históricos destes dispositivos e ao que a eles estiverem associados, desta forma é possível criar relatórios prevendo a data estimada de inspeção, limpeza, manutenção ou substituição de determinados componentes, dispositivos, que tenham vida útil conhecida.

2. Funcionamento do sistema
A partir de um CLP (controlador lógico programável), é quantificado o número de atuações ou tempo de uso do equipamento supervisionado desde que o equipamento possua condições básicas para implementação do sistema (contatos auxiliares).
Estes dados são tratados no CLP de forma a criar uma lista com o total de atuações, tempo parcial e total de operação de motores, relés e outras máquinas que possam ser monitoradas.
Estes dados são disponibilizados a um computador com software supervisório e um software SQL Server para armazenar estas informações por meio ao protocolo de comunicação ADS (Automation Device Specification).
O protocolo de comunicação ADS funciona somente com sistemas operativos baseados no Windows NT, pois o software de programação do CLP foi desenvolvido para este sistema.
Com o software supervisório é possível configurar cada entrada do CLP para um dispositivo ou conjunto deles, informando quantidade total de acionamentos prevista pelo fabricante para execução de manutenções periódicas, tempo de operação para realizar inspeções, limpezas, substituições de dispositivos e gerar rotinas de como o trabalho deverá ser realizado.
Com essas configurações efetuadas, no momento em que os prazos ajustados estiverem próximos a serem atingidos será gerado um informativo do dispositivo a ser analisado, além disso, podem-se criar relatórios, planilhas contendo informações destes dispositivos a fim de manter um histórico do sistema e seu desempenho.


3. Estrutura
A estrutura do sistema no CLP (controlador lógico programável), as informações são recebidas do campo, processadas pelo CLP e disponibilizadas para o computador armazenar os dados em seu banco de dados através do protocolo ADS eliminando a necessidade do sistema OPC.

A interface entre o usuário e os dados gerados pelo CLP, servindo como visualizador dos dados aquisitados do campo e configurar os ajustes de controle.
Com os dados armazenados podem ser gerados relatórios e gráficos dos dispositivos supervisionados, possibilitando entender como está se comportando e se sua vida útil atingiu o informado pelo fabricante para planejar o momento da manutenção.


4. Processos de criação
Para criação do projeto foram efetuadas pesquisas nas áreas de automação e software para que fossem identificados quais os itens de hardware e software seriam necessários.
O CLP escolhido foi o da marca Beckhoff. Empresa pioneira no fornecimento de tecnologia para automação utilizando um PC ou um notebook para rodar os seus programas.
Isso é permitido por conta do software de programação de linguagem do CLP denominado de Twincat PLC. O Twincat PLC permite trabalhar em até 6 (seis) linguagens de programação, dentre elas a linguagem de texto estruturado usada neste projeto.
Para o software supervisório, projetou-se um sistema na plataforma Visual Studio que é desenvolvido pela Microsoft. O Visual Studio é uma ferramenta que permite a elaboração de elementos gráficos em uma tela e que para o nosso caso, pode ser voltada para uma linha de supervisão, desde que adequadamente programada.
O Visual Studio permite programação em linguagens como visual basic, C#, Java Script, HTM e Ajax. Além disso, o Visual Studio permite a utilização do SQL Server. Esta ferramenta é capaz de armazenar informações em um banco de dados. O SQL Server suporta até 4GB de informação. Até 4GB o seu uso é grátis.
Então, para efetuar as telas do supervisório foi utilizada linguagem HTML. Para permitir que as telas mantivessem-se atualizadas, foi utilizado o Ajax. O link para botões de comando (endereçamento) foi obtido por meio de C#. O banco de dados é endereçado ao SQL Server.

5. Custos e benefícios
Abaixo são citados valores de mercado da manutenção preventiva e da necessidade de compra de um equipamento.
Estes dados da tabela 1 são referentes a um gerador elétrico de 12KW fornecido pela Thales, um fabricante francês.

Processo parada-----------------------------------Custo
Gerador elétrico 12kW R$ 4000,00
com manutençao prev.

Gerador elétrico 12kW R$ 45000,00
sem manutençao prev.

Fonte: gerador elétrico trifásico(Thales).

Tabela 1 ? Custos de um gerador trifásico de 12KW

A tabela 2 demonstra o custo dos equipamentos necessários para a inserção de um sistema de controle na planta.

Arquitetura do sistema---------------------------Custo
PC/PLC e painel de supervisão R$ 20000,00

PC com PLC remoto R$ 15000,00
e painel de supervisão

Fonte: Preço de mercado.

Tabela 2 ? Custos de implementação de sistema de supervisão (Não acrescido o valor do software)

A tabela 1 demonstra que é excessivamente danoso não atentar-se ao fato das manutenções periódicas baseadas nas informações técnicas do fabricante do material.
A tabela 2 demonstra que um sistema simples (PC com CLP escravo e painel de supervisão) é capaz de supervisionar uma planta para dispor informações, permitindo a análise de dados para desta forma, planejar-se da melhor forma possível as necessidades de paradas da linha de produção, e principalmente em qual momento essas paradas serão efetuadas.

6. Conclusões
Conclui-se que ao implementar o sistema GEP (Gerenciador estatístico de processos) em um equipamento, tornar-se uma boa alternativa, permitindo ganhos em questões econômicas com alimentação de dados em planilhas ou relatórios (dados aquisitados automaticamente), precisão no trabalho a ser realizado e qualidade de execução, auxílio no planejamento da produção, harmonizando o perfeito funcionamento do processo com os trabalhos a serem realizados nos equipamentos.
A intenção deste artigo é a de expor uma forma de supervisão de processos inovadora, utilizando equipamentos, no caso o CLP, de uma nova maneira, integrando funções e permitindo com isso uma maior flexibilidade no tratamento de falhas e eventuais paradas do sistema, implantando este sistema em equipamentos já instalados tornando a análise dos eventos mais clara e dinâmica.


7. Referências
[1] Figueiredo Miguel Mitre de Amorim, Análise do desempenho humano na operação de sistemas elétricos, Chesf, 2007.
[2]www.beckhoff.com. Site da fabricante do CLP.
[3]www.microsoft.com.Site da empresa desenvolvedora do Visual Studio.