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SENAI Dendezeiros Curso de Automação Industrial Edson Prazeres Pires Emerson Santos de Moura Gabriel Coelho do Nascimento Jadson Ferreira Menezes Jonathan Santos de Oliveira Reidison Reis de Souza Projeto de Controle de Pragas em Plantações Agrícolas 20 Salvador 2021 SENAI Dendezeiros Curso de Automação Industrial Edson Prazeres Pires Emerson Santos de Moura Gabriel Coelho do Nascimento Jadson Ferreira Menezes Jonathan Santos de Oliveira Reidison Reis de Souza Projeto de Controle de Pragas em Plantações Agrícolas Relatório referente à conclusão da disciplina PFC II, elaborado pelos alunos da turma 64259 do curso de Automação Industrial do Senai - Dendezeiros sobre o projeto de Controle de Pragas em Industriais Agrícolas. Salvador 2021 Agradecimentos Agradecemos primeiramente a Deus, a nossa família e ao Professor Péricles pelas orientações na matéria PFC II, ao Professor Cesar Feijó pela bagagem em programação Ladder, ao Professor Péricles na matéria de Comandos Elétricos e ao Professor Jadson pela coordenação do curso de Automação Industrial. Resumo Hoje com o crescimento da população e com o aumento das exportações do Brasil para o exterior de alimentos. Aumenta cada vez mais a demanda do setor agrícola então este projeto busca produzir cada vez mais com qualidade e rapidez. Foi desenvolvido uma aplicação que traz eficiência e segurança para a produção. Neste documento possuí todas as informações para implantação da aplicação como os materiais até instalação e programação do sistema. Sumário Introdução 9 Cliente 9 Justificativa 9 Objetivo 10 Lista de Materiais 10 Custo do Projeto 18 Funcionamento 18 Fluxograma de Funcionamento 19 Diagrama P&ID 20 Instalação 21 Programação 22 Conclusão 26 Templates 27 Referencias 34 Lista de Figuras Figura 1: Mangueira de irrigação 1’ polegada. Pág. 10. Figura 2:. Sensor Fotoelétrico. Pág. 11. Figura 3: Válvula Solenoide 1”. Pág. 11. Figura 4: Botoeira verde. Pág. 12. Figura 5: Botoeira de emergência Pág. 12. Figura 6: Cabo Flexível 1,5mm Pág. 13. Figura 7: Cabo Flexível 6mm Pág. 13. Figura 8: Rele de interface Pág. 14. Figura 9: Micro aspersor Estático Pág. 14. Figura 10: Bomba centrifuga 1 cv Pág. 15. Figura 11: Relé Programável Pág. 15. Figura 12: Contator Pág. 16. Figura 13: Relé Térmico Pág. 16. Figura 14: Disjuntor Bipolar Pág. 17. Figura 15: Fonte de Alimentação. Pág. 17. Figura 16: Fluxograma de funcionamento. Pág. 19. Figura 17: Diagrama P&ID. Pág. 20. Figura 18: Diagrama Elétrico. Pág. 21. Figura 19: Entradas Digitais. Pág. 22. Figura 20: Entradas Analógicas. Pág. 23. Figura 21: Saídas Digitais. Pág. 24. Figura 22: Rung 0. Pág. 24. Figura 23: Rung 1. Pág. 24. Figura 24: Rung 2. Pág. 24. Figura 25: Rung 3 até rung 6. Pág. 25. Figura 26: Rung 7. Pág. 24. Lista de Tabela Tabela 1: Tabela de custo de projeto. Pág. 18. 1. Introdução O Brasil é um dos líderes de exportações agrícolas, é quase a base da nossa economia, porém a demanda é muito alta, e a necessidade de produzir cada vez mais surge como um desafio para a indústria alimentícia. Por isso a necessidade de automatizar todo o processo de produção é essencial para aumentar a oferta de produtos. Com isso surgiu nosso projeto de Controle de pragas automatizado, que auxilia o agricultor no combate a pragas que hoje é um dos principais fatores na perda de produtividade. Em um estudo feito pelo Centro de Estudos Avançados em Economia Aplicada (CEPEA), da ESALQ/USP estima-se uma perda de produtividade que varia entre 9,5% e 40% o que traz prejuízos financeiros relevantes aos produtores agrícolas. O Projeto de Controle de Pragas traz a solução para esses problemas com um sistema simples, de baixo custo e robusto. 2. Cliente. Produtores agrícolas em geral, sendo grandes exportadores ou pequenos agricultores que busquem maior controle e produtividade de sua plantação. Principalmente produtores de soja, milho e algodão do Brasil, que hoje são os mais afetados por pragas agrícolas, significando em torno de 40% na diminuição de produtividade. 3. Justificativa. O Projeto de controle de pragas automatizado tem a função de combater pragas de forma inteligente, evitando assim prejuízo financeiro e diminuição do contato de trabalhadores rurais com inseticida. Com um controle automatizado sendo separado a produção por áreas é feito o controle gradual evitando grandes proliferações de pragas. 4. Objetivo O Projeto de controle de pragas em plantações agrícolas tem o objetivo de trazer um pouco da automação já presente na indústria para a área de produção agrícola, que hoje é o carro chefe da economia no país. Com isso aumentar a produtividade e eficiência das plantações agrícolas em até 40%, além de evitar afastamentos causados por exposição de pessoal há agentes químicos usados no combate a pragas. O projeto traz a ferramenta de controle do tipo o feedback, que consiste em medir a variável a ser controlada (a plantação), compara com o SetPoint(Detecção das pragas através de sensor fotoelétrico) e atuar através de um controlador a variável manipulada(o inseticida). 5. Lista de Materiais 1- Mangueira De Irrigação 1’ – 100 metros Figura 1: Mangueira de irrigação ‘1 polegada. · Diametro: 1’ Polegada. · Cumprimento: 100 mt. · Material: Polietileno · Pressão máxima de trabalho: 40 MCA / 4,0 bar. · Espessura da parede: 2 mm. 2- Sensor Fotoelétrico. – 1 unidade Figura 2: Sensor Fotoelétrico. · Marca: Metaltex · Tubular de Barreira PMB-15MDN · Distância sensora: 15 M · Tipo de Luz: infravermelha · Tensão de Operação: 10...30 VDC · Corrente de consumo: 24 V < 18mA · Tempo de resposta: 3ms ou menos · Sensibilidade: Ajustável 3- Válvula Solenoide – 4 unidades. Figura 3: Válvula Solenoide 1” · Tipo de válvula: DIAFRAGMA SOLENOIDE NORMAL FECHADA · Rosca fêmea de 1" BSP · Fluxo máximo de água: 800 l/min · Temperatura máxima: 80 °C · Material: Latão · Pressão de trabalho: 0 - 8 Kgf / cm² ( 0 - 116 psi ) · Pressão máxima de trabalho: 10 kgf / cm² ( 145 psi ) · Tensão de Trabalho: 220 volts AC 4- Botoeira de acionamento. – 1 unidade Figura 4: Botoeira verde · Marca: Stark · Cor: Verde · Contatos: 1 NO · Diametro: furação 22,0 mm · Tipo de acionamento: Pulsante · Tensão de trabalho: 110/220 V · Corrente nominal: 10 A 5- Botoeira de emergência - 1 unidade Figura 5: Botoeira de emergência. · Marca: Metaltex · Cor: Vermelho · Contatos: 1 NF · Diâmetro: furação 22,0 mm · Tipo de acionamento: Cogumelo Trava · Tensão de trabalho: 250 V · Corrente nominal: 10 A 6- Cabo Fio Elétrico 1,5 mm Flexível – 50 mt Figura 6: Cabo Flexível 1,5 mm · Diâmetro: 1,5 mm · Marca: Cobrecom · Material condutor: Cobre 7- Cabo Fio Elétrico Flexível - 100 mt Figura 7: Cabo Flexível 6 mm · Diâmetro: 6 mm · Marca: Cobrecom · Material condutor: Cobre 8- Relé de interface – 5 unidades. Figura 8: Rele de interface. · Marca: 3PINUS · Modelo: AA1R · Alimentação de entrada: 24 VCC/VCA · Corrente máxima de comutação: 15 A · Tensão máxima de comutação: 250 V 9- Micro aspersor estático – 4 unidades Figura 9: Micro aspersor estático · Diâmetro do Furo: 1,5 mm · Ângulo de Rega: 360°. · Pressão Vazão Diâm: 05 mca 25 l/h 1,60m 10 mca 35 l/h 2,00m 15 mca 43 l/h 2,40m 10- Bomba Centrifuga - 1 unidade. Figura 10: Bomba centrifuga · Marca: Worker · Modelo: 244996 · Potência: 1cv · Fluxo máximo de água: 110 l/min · Altura manométrica total: 32 · Pressão de trabalho: 6 bar · Diâmetro de entrada: 1 " · Tensão: Bivolt 127 V / 220 V · Classe de proteção: IP44 11- Relé Programável – 1 unidade Figura 11: Relé Programável · Marca: Schinaider · Modelo: Zelio Sr2b201bd · tempo do ciclo: 6…90 ms · tensão nominal de fornecimento : 24 V CC · tensão de entrada digital: 24 V CC · Número de entrada digital 12 · Número de entrada analógica 6 · Tipo de entrada digital Resistivo 12- Contator - 1 unidade. Figura 12: Contator · Marca: HS Automação · Modelo: CJX2-5011-220 V · Tensão da Bobina: 220 V · Corrente Nominal – 50 A · Potência de acionamento: 10cv 13- Relé Térmico De Sobrecarga – 1 unidade. Figura 13: Relé Térmico De Sobrecarga · Marca: Decorlux · Modelo: RT-2504 · Ajuste: 2,5 A - 4ª · Categoria: AC15 · Voltagem Máxima: 600 V 14- Disjuntor Bifásico – 1 unidade. Figura 14: Disjuntor bifásico · Marca: Elitek · Modelo: ED6 · Corrente nominal In: 50 A · Tensão nominal de serviço máxima: 600 V 15- Fonte de alimentação 24 V Figura 15: Fonte de alimentação · Tensão de entrada: 110 – 220 V (bivolt); · Tensão de saída: 24 V; · Corrente de saída: 5 A; · Potência de saída: 120 W; 6. Custo do Projeto Componente Und. Preço unitário Preço Total Mangueira de irrigação 1” 100 mt 1 R$ 298,90 R$ 298,90 Sensor de umidade 1 R$ 989,00 R$ 989,00 Válvula Solenoide 4 R$ 254,00 R$ 1.016,00 Botoeiras de acionamento - verde 1 R$ 16,20 R$ 16,20 Botoeira de Emergência 1 R$ 18,99 R$ 18,99 Cabo Fio Elétrico 1,5 mm Flexível – 50 mt 1 R$ 91,00 R$ 91,00 Cabo Fio Elétrico 6 mm Flexível – 100 mt 1 R$ 750,00 R$ 750,00 Relé de interface 24 V 5 R$ 23,33 R$ 116,65 Micro aspersor estático kit c\20 uni. 1 R$ 15,88 R$ 15,88 Bomba Centrifuga 1 R$ 699,95 R$ 699,95 Relé Programável (CLP) 1 R$ 1.700,00 R$ 1.700,00 Contactor 220v 1 R$ 36,17 R$ 36,17 Relé Térmico De Sobrecarga 1 R$ 67,00 R$ 67,00 Disjuntor Bifásico 220 V 1 R$ 28,27 R$ 28,27 Fonte de alimentação 24 V 1 R$ 53,99 R$ 53,99 Total R$ 5.898,00 Tabela 1: Tabela de custo do projeto. 7. Funcionamento. O Sensor de detecção de pragas (Sensor fotoelétrico de barreira que funciona jogando um feixe de luz que quando interrompido manda sinal para o controlador.) é instalado no campo em 4 diferentes áreas, após a leitura e detecção da praga, liga a bomba centrifuga que capta o produto ideal para plantação no tanque reservatório. Com o produto chegando em toda área, a válvula solenoide respectiva é aberta, liberando através de micro aspersor estático. O funcionamento do motor é prolongado em relação a abertura da solenoide para evitar que ele fique ligando e desligando devido a detecção simultânea de pragas em áreas diferentes. 7.1. Fluxograma de Funcionamento: Figura 16: Fluxograma de funcionamento Fase 1: Liga-se o sistema com botoeira. Fase 2: Sinaleira verde é acionada após o sistema entrar em funcionamento. Fase 3: Os sensores instalados no campo para detecção de pragas fazem a leitura da sua área. São 4 áreas de cobertura com 4 sensores nomeados de 1 a 4. Fase 4: Caso algum sensor ultrapasse o 50% de detecção de pragas é enviado um sinal para o controlador que liga a bomba que fica em funcionamento por 10min. Fase 5: Ligando a bomba, liga o sinaleiro vermelho. Fase 6: Após ligar a bomba, de forma conjunta é aberta a solenoide por 4 min. Fase 7: Após o tempo estimado de 5min, se nenhum outro sensor ultrapassar o seu set point a bomba é desligada. 7.2. Diagrama P&ID: TK01 Figura 17: Diagrama P&ID 8. 9. Instalação Figura 18: Diagrama elétrico 10. Programação Entradas Digitais: Figura 19: Entradas digitais. Entradas Analógicas: Figura 20: Entradas analógicas. Saídas Digitais: Figura 21: Saídas Digitais. Lógica Ladder: Rung0: Apertando a botoeira de acionamento liga o bit de memória %M3 e o sinaleiro verde. Ao mesmo tempo o contato de %M3, cela o sistema. Figura 22: Rung0 Rung1: Faz o acionamento do motor, quando o bit de memória %M3 e o %M1 são acionados ligando um timer de 10 min do tipo TOF. Figura 23: Rung1 Rung2: Essa rung contém 4 blocos comparadores(Senso1, sensor2, sensor3 e sensor4) onde quando cada sensor enviar um sinal de 12 mA para o controlador, o bit de memória %M1 é acionado. Figura 24: Rung2 Rung3 até rung6: Faz o acionamento das válvulas, com o acionamento do contato do bit de memória %M3, o bloco de comparação quando atingido valor de 12000 ( 12 mA) é acionado a válvula solenoide e o time do tipo TP que conta 4min. Figura 25: Rung 3 até rung 6. Rung7: Quando o motor é acionado é acionado o contato aberto que liga o sinaleiro vermelho. Figura 26: Rung7. 11. Conclusão O Projeto de controle automatizado de plantações agrícolas que tem o objetivo de aumentar a produtividade e eficiência nas plantações agrícolas, trazendo a tecnologia embarcada nas grandes industrias solucionando de maneira simples um grande problema dos produtores agrícolas do Brasil. E justamente a proposta da automação é aumentar a produtividade e eficiência Com o desenvolvimento e pesquisa do projeto, a equipe adquiriu experiências e aprimorou habilidades que foram desenvolvidas durante todo o curso. Enfim com esse projeto sairmos um pouco mais próximos da prática e fica a experiência de ter trabalhado em uma aplicação simples, porém robusta e didática que além de trazer conhecimento traz uma solução eficaz para um problema da nossa indústria agrícola. 12. Templates REGISTRO DE LIÇÕES APRENDIDAS Projeto: Controle de Pragas em Plantações Agrícolas Curso(s)/Turma(s): Tecnico de Automação Industrial Gestor do Projeto: Emerson Santos de Moura Orientador: Professor Péricles Acontecimentos mais Importantes Disciplinas usadas: Comandos Elétricos, Projeto de sistemas de controle, Sistemas Lógicos programáveis, Técnicas de Controle e Elementos finais de controle Influência Negativa Mudança de projeto mais de uma vez; Falta de direcionamento no PFC 1 para um projeto voltado a indústria. Falta de encontro presenciais; Dificuldade de cumprir os prazos devido a carga de trabalho de alguns colegas; Pandemia do Corona Vírus; Influência Positiva Desenvolver aplicações de forma prática; Conhecimento adquirido devido a dificuldade na realização da lógica e separação de materiais. Sugestão de Novos Projetos Elaborado por: Emerson Santos de Moura Aprovado por: REGISTRO DE SOLICITAÇÃO DE MUDANÇA Projeto: Controle de Pragas em Plantações Agrícolas Curso(s)/Turma(s): Técnico em Automação Industriais Gestor do Projeto: Emerson Santos de Moura Orientador: Péricles Determinar os responsáveis pela aprovação ou rejeição das mudanças Mudança proposta pelo Professor Pericles após conclusão que o trabalho anterior não atendia a proposta do PFC Descrição da mudança solicitada Mudança de Projeto, de Varal automatizado para Controle de Pragas. Justificativa relacionada à necessidade do negócio O Projeto anterior não atendia a demanda do PFC O que deverá ser feito Um novo Projeto foi elaborado e desenvolvido pelos integrantes. Elaborado por: Emerson Santos de Moura Avaliado pelo Orientador: Data de recebimento: Data de entrega: Assinatura: Aprovado pelo Gerente de Área Data de recebimento: Data de entrega: Assinatura: Aprovado pelo Representante da Empresa Data de recebimento: Data de entrega: Assinatura: REGISTRO REUNIÃO Projeto: Controle de Pragas em Plantações Agrícolas Curso(s)/Turma(s): Técnico Automação Industrial Gestor do Projeto: Emerson Santos de Moura Orientador: Péricles DATA: 09/10/2020 HORÁRIO: 19:30 DURAÇÃO: 2h OBJETIVO DA REUNIÂO Definir novo projeto PONTOS DE PAUTA Após a negativa do professor Péricles sobre o projeto Varal Automatizado PARTICIPANTES Emerson, Reidison, Edson, Gabriel, Jadson e Jhonatan O QUE DEVE SER FEITO Elaboração do projeto Irrigação automatizada. OBSERVAÇÕES GERAIS Desenvolver nossa aplicação que esteja dentro da demanda do PFC. PENDENCIAS DA REUNIAO ANTERIOR O QUE QUEM PRAZO REALIZADO? (S/N) Apresentação Todos Próxima aula Sim PENDENCIAS DESTA REUNIAO O QUE QUEM COMO PRAZO Produzir novo projeto Todos WhatsApp 15 dias REGISTRO REUNIÃO Projeto: Controle de Pragas em Plantações Agrícolas Curso(s)/Turma(s): Técnico Automação Industrial Gestor do Projeto: Emerson Santos de Moura Orientador: Péricles DATA: 20/11/2020 HORÁRIO: 19:30 DURAÇÃO: 2h OBJETIVO DA REUNIÂO Fazer a lógica do projeto de irrigaçãoautomatizada PONTOS DE PAUTA Lógica e parte de comando elétricos PARTICIPANTES Emerson, Reidison, Edson, Gabriel, Jadson e Jhonatan O QUE DEVE SER FEITO Criação e validação da logica em Ladder OBSERVAÇÕES GERAIS Desenvolver nossa aplicação que esteja dentro da demanda do PFC. PENDENCIAS DA REUNIAO ANTERIOR O QUE QUEM PRAZO REALIZADO? (S/N) Produzir novo projeto Todos Próxima aula Sim PENDENCIAS DESTA REUNIAO O QUE QUEM COMO PRAZO Criação e validação de lógica Todos WhatsApp 15 dias REGISTRO REUNIÃO Projeto: Controle de Pragas em Plantações Agrícolas Curso(s)/Turma(s): Técnico Automação Industrial Gestor do Projeto: Emerson Santos de Moura Orientador: Péricles DATA: 04/12/2020 HORÁRIO: 19:30 DURAÇÃO: 2h OBJETIVO DA REUNIÂO Nova Mudança de Projeto devido à semelhança com equipe da mesma turma. PONTOS DE PAUTA Nova Mudança de Projeto PARTICIPANTES Emerson, Reidison, Edson, Gabriel, Jadson e Jhonatan O QUE DEVE SER FEITO Um novo Projeto OBSERVAÇÕES GERAIS Desenvolver nova aplicação que esteja dentro da demanda do PFC. PENDENCIAS DA REUNIAO ANTERIOR O QUE QUEM PRAZO REALIZADO? (S/N) Criação e validação de lógica Todos 15 dias Não. PENDENCIAS DESTA REUNIAO O QUE QUEM COMO PRAZO Novo Projeto Todos WhatsApp Urgente REGISTRO REUNIÃO Projeto: Controle de Pragas em Plantações Agrícolas Curso(s)/Turma(s): Técnico Automação Industrial Gestor do Projeto: Emerson Santos de Moura Orientador: Péricles DATA: 18/12/2020 HORÁRIO: 19:30 DURAÇÃO: 2h OBJETIVO DA REUNIÂO Aprovação do Projeto de Controle de Pragas PONTOS DE PAUTA Validação do Projeto controle de pragas e criação da lógica em ladder PARTICIPANTES Emerson, Reidison, Edson, Gabriel, Jadson e Jhonatan O QUE DEVE SER FEITO Começar a escrever o projeto, fazer a cotação dos materiais e a programação OBSERVAÇÕES GERAIS PENDENCIAS DA REUNIAO ANTERIOR O QUE QUEM PRAZO REALIZADO? (S/N) Novo Projeto Todos Urgente Sim. PENDENCIAS DESTA REUNIAO O QUE QUEM COMO PRAZO Preparar o slide para apresentação. Todos WhatsApp Urgente REGISTRO REUNIÃO Projeto: Controle de Pragas em Plantações Agrícolas Curso(s)/Turma(s): Técnico Automação Industrial Gestor do Projeto: Emerson Santos de Moura Orientador: Péricles DATA: 27/12/2020 HORÁRIO: 19:30 DURAÇÃO: 2h OBJETIVO DA REUNIÂO Criação do slide de apresentação PONTOS DE PAUTA Organizar a apresentação PARTICIPANTES Emerson, Reidison, Edson, Gabriel, Jadson e Jhonatan O QUE DEVE SER FEITO Organizar a apresentação. OBSERVAÇÕES GERAIS PENDENCIAS DA REUNIAO ANTERIOR O QUE QUEM PRAZO REALIZADO? (S/N) Preparar o slide para apresentação. Todos Urgente Sim. PENDENCIAS DESTA REUNIAO O QUE QUEM COMO PRAZO Apresentação Todos Meet 19/01/2021 12- Referências: Uso de sensores no combate às pragas no campo. Canal Agro, 2020. Disponivel em: https://summitagro.estadao.com.br/tendencias-e-tecnologia/sensores-combate-pragas-campo/ Aceso em: 15/12/2020. Horta Inteligente. Saga Senai de Inovação, 2020. Disponível em: http://plataforma.gpinovacao.senai.br/plataforma/demandas-da-industria/interna/2926 Aceso em: 10/11/2020. Tabela de Corrente nominal. Faglioni Paineis, 2020. Disponível em: http://www.faglionipaineis.com/resources/Tabela%20de%20corrente%20nominal%20em%20Amperes%20de%20motor.pdf Aceso em: 03/01/2021. Diminuir a ação das pragas de grãos é um desafio para o setor agrícola. Prestaserv. 2020. Disponível em: https://prestaservmt.com.br/pragas-de-graos-conheca-os-prejuizos-na-industria-alimenticia/ Aceso em: 20/01/2021. Kaji, Fabio. Estudo destaca o impacto negativo na economia causado pelas pragas na lavoura. Revista Cultivar. 2020. Disponível em: https://www.grupocultivar.com.br/artigos/estudo-da-cepea-usp-destaca-o-impacto-negativo-na-economia-causados-pelas-pragas-na-lavoura Aceso em: 24/01/2021.
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