Projeto Piso Cisalhamento ver 0

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Projeto monitoramento dos sensores de Pino de Cisalhamento das unidades 
geradoras do complexo Fundão/Santa Clara 
 
Objetivo: Viabilizar a visualização/retenção da atuação do sensor de pino de 
cisalhamento rompido/danificado. 
 
Introdução: 
Atualmente o sensor de pino de cisalhamento é utilizado para atuar o bloqueio 
86H devido a alguma nomalia na pá do distribuidor da turbina, como por exemplo 
desalinhamento. Entretanto, é difícil a identificação de qual sensor atuou devido a 
configuração elétrico do circuito, pois há somente um alarme coletivo no SSC 
Em cada palheta do distribuidor há um sensor do tipo indutivo que atua caso 
ocorra um rompimento do pino de cisalhamento. A ligação elétrica atual dos 
sensores está disposta em 4 caixas de passagem distribuidas ao longo da tampa da 
turbina., sendo que os sensores estão interligados de 5 em 5 em régua de bornes. 
Vide figura 1. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1: Esquema elétrico atual dos sensores indutivos 
 
 
 
 
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A alimentação dos sensores é proveniente do PSC da unidade em tensão de 
24Vcc, o sinal de saída do sensor (24Vcc) é enviado para uma contatora auxiliar no 
PSC-U#, a qual uma vez acionada desencadeia o TRIP da unidade geradora pelo 
bloqueio 86H, como pode ser observado no figura 2. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2: Esquema elétrico atual dos sensores indutivos no PSC-U# para atuação do 86H e 
sinalização no SSC 
Desenvolvimento: 
 
A ideia inicial principal consiste na visualização e retenção da atuação de 
qualquer sensor de quebra do pino de cilhamento. Para tanto há algumas 
possibilidades. Diante das atualizações tecnológicas e das diversas configurações 
elétricas possiveis form elaboradas algumas prospostas técnicas, sendo destacadas 
os caracteríscticas de cada uma, sendo em comum para todas as propostas o 
detalhe de que cada sensor será individualizado, mantendo a alimentação em 24Vcc 
do PSC-U#, alterando apenas o modo de atuação. 
 
 
 
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Sensor 1 Sensor 20 
Vai para TRIP 86H 
PSC-U# 
Vai para Sinalização 
PSC-U# 
Vai para TRIP 86H 
PSC-U# 
Vai para Sinalização 
PSC-U# 
Alimentação 24Vcc 
Caixa de passagem na tampa da 
turbina 
Mini Relé 
Phoenix 
Contact 
PBT-U# 
Descrição da proposta 1: Utilização do CLP do PSC-U# 
 
Etapa do arranjo físico: 
 
Cada sensor será individualizado, mantendo a alimentação em 24Vcc 
proveniente do PSC-U#. 
Para a individualização dos sensores é necessário alterações nas caixas de 
passagem, alterando o arranjo elétrico nos bornes de conexão. Os sinais 
individualizados serão levados ao PBT-U# por um cabo de comando de no mínimo 8 
vias/pernas de 1,0mm2. Esses cabos deverão ser lançados das caixas de passagem 
até o PBT-U#. 
No PBT-U# será instalado um conjunto de 20 relés de interface. Cada relé de 
interface terá 2 contatos NA, sendo que o primeiro contato deverá atuar no TRIP 86H 
e o segundo a sinalização de sensor atuado. Um esboço do arranjo é demostrado na 
figura 3. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 3: Arranjo padrão para individualização dos sinais de TRIP e sinalização 
 
 
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Para que os sinais de atuação de cada sensor sejam visualizados no SSC 
(console na sala de comando) é necessário que o sinal passe pelo CLP da unidade, 
todavia não há 20 entradas digitais reservas. Com isso é necessário implementar im 
cartão de no mínimo 20 entradas digitais em um slot reversa do rack do CLP. 
Também é necessário uma placa de bornes de interface. 
Para que os sinais dos sensores chegem ao PSC-U# tem-se a necessidade 
de lançar um cabo de comando/sinalização entre o PSC-U# e o PBT-U#. tal cabo 
deverá possuir no mínimo 24 pernas por 1,0mm2, ou dois cabos de 12 pernas por 
1,0mm2. 
Abaixo a figura 4 com o Slot vago para inserção de mais um cartão de 
entradas digitais. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 4: CLP GE-FANUC no PSC-U# - Indicação de Slot vago 
 
Etapa de software: 
 
É necessário configurar o CLP com o novo cartão de entrada digital, bem 
como elaborar uma lógica para reter as atuações intermitentes dos sensores. 
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Realizar alterações na base de dados do supervisório e confeccionar tela para 
mostrar a atuação dos pinos de cisalhamento, bem como inserir eventos na IHM 
local do PSC-U#. 
 
Custos aproximados envolvidos por unidade geradora – Proposta 1 
Materiais 
Item Descrição Quantidade Valor aproximado (R$) 
01 Cartão de entrada digital de 32 entradas em 24Vcc 1 6000,00 
02 Placa bornes de interface 1 1000,00 
03 Relés de interface (base e relé) 20 1000,00 
04 Cabo de comando/sinalização 300 metros 
3000,00 
 
05 Diodos 20 20,00 
06 Bornes de conexão 50 250,00 
Total Aproximado 11270,00 
 
Caracteríscticas da proposta 1: 
Pontos Fortes Pontos Fracos 
� Individualização dos sinais de TRIP e 
sinalização 
� Visualização de atuação local somente 
se o sensor ficar atuado direto 
� Visualização no supervisório e IHM do 
PSC-U# 
� Não há possibilidade de reter a 
visualização de atuação do sensor 
localmente, caso for atuação intermitente 
� Utilização do CLP e software já 
conhecidos pela equipe 
� Espaço fisíco limitado no PSC-U# para 
novas placas de conexão/bornes e 
limitação de entrada de novos cabos 
� Alterações no supervisório e lógica 
Ladder independe de máquina parada 
� Alterações físicas depende de máquina 
parada 
 
 
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Sensor 1 Sensor 20 
Vai para TRIP 86H 
PSC-U# 
Vai para Sinalização 
Local Sinóptico 
Vai para TRIP 86H 
PSC-U# 
Vai para Sinalização 
Local Sinóptico 
Alimentação 24Vcc 
Caixa de passagem na tampa da 
turbina 
Mini Relé 
Phoenix 
Contact 
PBT-U# 
Descrição da proposta 2: Utilização de quadro sinóptico simples local 
 
Etapa do arranjo físico: 
 
Cada sensor será individualizado, mantendo a alimentação em 24Vcc 
proveniente do PSC-U#. 
Para a individualização dos sensores é necessário alterações nas caixas de 
passagem, alterando o arranjo elétrico nos bornes de conexão. Os sinais 
individualizados serão levados ao PBT-U# por um cabo de comando de no mínimo 8 
vias/pernas de 1,0mm2. Esses cabos deverão ser lançados das caixas de passagem 
até o PBT-U#. 
No PBT-U# será instalado um conjunto de 20 relés de interface. Cada relé de 
interface terá 2 contatos NA, sendo que o primeiro contato deverá atuar no TRIP 86H 
e o segundo a sinalização de sensor atuado. Um esboço do arranjo é demostrado na 
figura 5. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 5: Arranjo padrão para individualização dos sinais de TRIP e sinalização 
 
 
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Alimentação 24Vcc 
PBT U# 
Contato Mini-Relés 
Entradas Digitais – Quadro Sinóptico Local Simples 
Reconhece 
Reseta 
Silencia 
Botões 
“Push 
Botton” 
Teste LEDs 
No painel PBT-U# será instalado um quadro sinóptico simples. Tal quadro 
sinóptico tem a caracteristica de reter a atuação do sensor de quebra do pino de 
cisalhamento, evidenciando alguma palheta desalinhada, por meio de visualização 
de LED´s. 
Os LED´s/janelas atuação poderão ser escrito em revelo no quadro sinóptico, 
por exemplo “Palheta 2 desalinhada”. O quadro possui botões tipo “push botton” 
para testar os led´s, reconhecer e silenciar os alarmes. Segue na figura 6 um esboço 
do arranjo para esta proposta. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 6: Arranjo com quadro sinóptico simples instalado na porta do PBT-U# 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Custos aproximados envolvidospor unidade geradora – Proposta 2 
Materiais 
Item Descrição Quantidade Valor aproximado total (R$) 
01 
Módulo Anunciador de Alarmes SEL-2522 
Alarm Panel – Fabricante SEL com 36 
pontos de monitoramento 
1 4950,00 
02 Relés de interface (base e relé) 20 1000,00 
03 Cabo de comando/sinalização 100 metros 1000,00 
04 Diodos 20 20,00 
05 Bornes de conexão 50 250,00 
Total Aproximado 7220,00 
 
Caracteríscticas da proposta 2: 
Pontos Fortes Pontos Fracos 
� Individualização dos sinais de TRIP e 
sinalização 
� Não há possibilidade de visualização no 
supervisório e IHM do PSC-U# 
� Visualização local (no PBT-U#) via 
LED´s mesmo atuação do sensor sendo 
intermitente 
� Alterações físicas depende de máquina 
parada 
� Configuaração do quadro sinóptico é 
simples 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Sensor 1 Sensor 20 
Vai para TRIP 86H 
PSC-U# 
Vai para Sinalização 
Local Sinóptico 
Vai para TRIP 86H 
PSC-U# 
Vai para Sinalização 
Local Sinóptico 
Alimentação 24Vcc 
Caixa de passagem na tampa da 
turbina 
Mini Relé 
Phoenix 
Contact 
PBT-U# 
Descrição da proposta 2: Utilização de quadro sinóptico Digital, com 
comunicação ModBus 
 
Etapa do arranjo físico: 
 
Essa etapa consiste na mesma etapa da proposta 2, o diferencial está no 
quadro sinóptico que possui comunicação digital via protocolo ModBus. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 7: Arranjo padrão para individualização dos sinais de TRIP e sinalização 
 
No painel PBT-U# será instalado um quadro sinóptico digital. O quadro 
sinóptico digital, além da caracteristica de reter a atuação do sensor de quebra do 
pino de cisalhamento, poderá enviar via protocolo de comunicção ao PSC-U-# os 
sensores que atuaram, mesmo que intermitentemente. 
O descritivo em cada janela do quadro sinóptico poderá ser escrito em revelo. 
O quadro possui botões tipo “push botton” para testar os led´s, reconhecer e 
silenciar os alarmes. Segue, na figura 8, um esboço do arranjo para esta proposta. 
 
 
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Alimentação 24Vcc 
PBT U# 
Contato Mini-Relés 
Entradas Digitais – Quadro Sinóptico Local com 
Comunicação ModBus 
Reconhece 
Reseta 
Silencia 
Botões 
“Push 
Botton” 
Teste LEDs 
Comunicação com PSC-U# 
Eventos para o SSC 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 8: Arranjo com quadro sinóptico digital instalado na porta do PBT-U# 
 
Custos aproximados envolvidos por unidade geradora – Proposta 3 
Materiais 
Item Descrição Quantidade Valor aproximado total (R$) 
01 
Módulo Anunciador de Alarmes 3011b – 
Fabricante Mauell com 24 pontos de 
monitoramento 
1 4291,00 
02 Relés de interface (base e relé) 20 1000,00 
03 Cabo de comando/sinalização 100 metros 1000,00 
04 Cabo de comunicação 200 metros 2000,00 
05 Diodos 20 20,00 
06 Bornes de conexão 50 250,00 
Total Aproximado 8561,00 
 
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Caracteríscticas da proposta 3 
Pontos Fortes Pontos Fracos 
� Individualização dos sinais de TRIP e 
sinalização 
� Não há possibilidade de visualização no 
supervisório e IHM do PSC-U# 
� Visualização local (no PBT-U#) via 
LED´s mesmo atuação do sensor sendo 
intermitente 
� Alterações físicas depende de máquina 
parada 
� Visualização no supervisório e IHM do 
PSC-U# 
� Alterações no supervisório e lógica 
Ladder independe de máquina parada 
� Desenvolvimento da equipe para 
programar o quadro sinóptico digital 
(software novo) 
 
� Desenvolvimento da equipe para o CLP 
Ge-Fanuc com comunicação via 
protocolo ModBus 
 
 
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Sensor 1 Sensor 20 
Vai para TRIP 86H 
PSC-U# 
Vai para Sinalização 
PSC-U# 
Vai para TRIP 86H 
PSC-U# 
Vai para Sinalização 
PSC-U# 
Alimentação 24Vcc 
Caixa de passagem na tampa da 
turbina 
Mini Relé 
Phoenix 
Contact 
PBT-U# 
Descrição da proposta 4 Utilização de CLP com IHM incorporada, com 
comunicação ModBus 
 
Etapa do arranjo físico: 
 
Cada sensor será individualizado, mantendo a alimentação em 24Vcc 
proveniente do PSC-U#. 
Para a individualização dos sensores é necessário alterações nas caixas de 
passagem, alterando o arranjo elétrico nos bornes de conexão. Os sinais 
individualizados serão levados ao PBT-U# por um cabo de comando de no mínimo 8 
vias/pernas de 1,0mm2. Esses cabos deverão ser lançados das caixas de passagem 
até o PBT-U#. 
No PBT-U# será instalado um conjunto de 20 relés de interface. Cada relé de 
interface terá 2 contatos NA, sendo que o primeiro contato deverá atuar no TRIP 86H 
e o segundo a sinalização de sensor atuado. Um esboço do arranjo é demostrado na 
figura 9 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 9 Arranjo padrão para individualização dos sinais de TRIP e sinalização 
 
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Botões 
 “Push Botton” 
“Touch Screen 
programáveis 
 
No painel PBT-U# será instalado um CLP com IHM incorporada, a qual possui 
a versatilidade de programação, com issso tranforma-se a IHM em um quadro 
sinóptico, como exemplo a figura 10. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 10: Exemplo de tela na IHM local no PBT-U# 
 
A tela pode possuir botões tipo “push botton” “touch screen” para testar os 
led´s, reconhecer e resetar os alarmes. O CLP-IHM tem a possibilidade de se criar 
outras telas com outras informações. 
Com é um CLP com comunicação via protocolo, pode-se enviar as 
informações para PSC-U# e consequentemente para o supervisório. 
Como o CLP-IHM é modular (pode-se acomplar diversos módulos de I/O), é 
necessário um cartão para as entradas digitais em 24Vcc. 
 
Etapa de software: 
É necessário programar o CLP-IHM, elaborarando uma lógica para reter as 
atuações intermitentes dos sensores. Programar a comunicação do protocolo 
Modbus para enviar as informações para o PSC-U#. 
Para este CLP-IHM é necessário o desenvolvimento de telas para visualizar 
os pontos atuados. Outras telas poderão ser desenvolvidas na IHM local para outras 
informações. 
O CLP da unidade também deve ser programado para receber as novas 
informações. Realizar alterações na base de dados do supervisório e confeccionar 
tela para mostrar a atuação dos pinos de cisalhamento, bem como inserir eventos na 
IHM local do PSC-U#. 
 
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Alimentação 24Vcc 
PBT U# 
Contato Mini-Relés 
Entradas Digitais – CLP IHM Local 
CLP com IHM 
Reconhece 
Reseta 
Teste Led´s 
Tela com 
botões 
“Touch 
Screen” 
Comunicação 
com PSC-U# 
Eventos para o SSC 
Abaixo, na figura 11 segue um esboço do arranjo para esta proposta. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 11: Arranjo com CLP com IHM incorporada instalada na porta do PBT-U# 
 
Custos aproximados envolvidos por unidade geradora – Proposta 4 
Materiais 
Item Descrição Quantidade Valor aproximado total (R$) 
01 CLP com IHM incorporada com display gráfico Colorido. Tela Touchscreen 1 6180,00 
02 Módulo com no mínimo 20 Entradas digitais 1 2000,00 
03 Relés de interface (base e relé) 20 1000,00 
03 Cabo de comando/sinalização 100 metros 1000,00 
04 Cabo de comunicação 200 metros 2000,00 
05 Diodos 20 20,00 
06 Bornes de conexão 50 250,00 
Total Aproximado 12450,00 
 
 
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Caracteríscticas da proposta 4 
Pontos Fortes Pontos Fracos 
� Individualização dos sinais de TRIP e 
sinalização 
� Pouca experiência da equipe em 
programação de IHM`s 
� Visualização local (no PBT-U#) via 
LED´s mesmo atuação do sensor sendo 
intermitente 
� Alterações físicas depende de máquina 
parada 
� Visualização no supervisório e IHM do 
PSC-U# 
� Alterações no supervisório e lógicaLadder independe de máquina parada 
� Desenvolvimento da equipe para 
programar o CLP-IHM (software novo) 
� Desenvolvimento da equipe para o CLP 
Ge-Fanuc com comunicação via 
protocolo ModBus 
 
� Possibilidade de inserir novos pontos de 
monitoração e desenvolver outras telas 
para inspeção da operação localmente 
 
 
Conclusão: 
 
A disponibilidade da unidade geradora ao menor tempo possível é o grande 
balizador para implementação da solução da não retenção do alarme de palheta 
desalinhada. Sendo que as soluções são visualizadas e compartilhadas sob 
aspectos tecnológicos, praticos e custos, ou melhor, investimento. Pois qualquer 
solução trará benefícios tant o para a operação como para manutenção. 
Dfevse-se salientar que tdas as propostas terão atualizações em desenhos, 
esquemas, diagramas de interligação e listas de cabos, sendo inprescindível a 
participação de outras equipes e do escritótio técnico. 
Sob o aspecto de desenvovimento a alternativa que mais agrada a equipe 
eletrônica é a proposta 4, pois há possibilidade desenvolvimento tecnológico 
(atualização) da equipe e possibilidade de agregar novos pontos/monitorações 
futuramente no CLP-IHM. 
 
Equipe participante da análise e fomentadora das oluções 
 
Mayco José Leandro 
Elcio Faustino de Macedo 
Denilson José Camargo