TCC TOMAS REV 4

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CENTRO DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DO AMAZONAS – CETAM
CURSO TÉCNICO EM ELETROTÉCNICA
Melhoria na Vida Útil das Esteiras Transportadoras e Redução do Custo Elétrico
Tomás Obed Javier Galán
Sandro Pereira da Motta
Stefano Souza Cavalcante
MANAUS
2017
CENTRO DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DO AMAZONAS – CETAM
CURSO TÉCNICO EM ELETROTÉCNICA
Após a exposição dos alunos Tomás Obed Javier Galán, Sandro e Estefano, matrícula nº00000, sobre a Defesa do Projeto Técnico intitulado Automação das Esteiras Transportadoras de P.A (Produto Acabado) das Linhas de Hazelnut, a Banca Examinadora / Coordenador abaixo, aprovam o presente Projeto que, por atender aos requisitos estabelecidos, recebeu a nota (_____) __________________.
Prof.: Ader de Bastos
Professor Orientador – CETAM/IBC
Prof.: .........................................
Membro da Banca Examinadora – CETAM/IBC
Prof.....................................................
Membro da Banca Examinadora – CETAM/IBC
Sr.(a).....................................................
Instituição – CETAM/IBC
Sr. (a).....................................................
Coordenador – CETAM/IBC
SUMÁRIO
1 APRESENTAÇÃO....................................................................................................4
2 CARACTERIZAÇÃO DO PROBLEMA.....................................................................5
3 JUSTIFICATIVA TÉCNICA.......................................................................................5
3 ÁREA DE ABRANGÊNCIA.......................................................................................6
4 OBJETIVOS..............................................................................................................7
5 METAS......................................................................................................................8
6 FASES DE EXECUÇÃO...........................................................................................9
7 METODOLOGIA......................................................................................................10
8 ÓRGÃOS ENVOLVIDOS........................................................................................11
9 MECÂNISMOS E NORMAS DE EXECUÇÃO.........................................................12
10 ORÇAMENTO.......................................................................................................13
11 CRONOGRAMA....................................................................................................14
12 REFERÊNCIAS.....................................................................................................15
13 APÊNDICE............................................................................................................16
14 ANEXOS...............................................................................................................17
DADOS DE IDENTIFICAÇÃO
Título do Projeto: Melhoria na Confiabilidade e Disponibilidade das Esteiras Transportadoras de P.A (Produto Acabado)
Orientando: Tomás Obed Javier Galán, Sandro Pereira da Motta e Stefano Cavalcante de Souza
Professor: Ader de Bastos
Instituição: CETAM
Linha da Temática: PCM e Automação Industrial.
1. APRESENTAÇÃO
A razão de ser da Manutenção é garantir a Confiabilidade e a Disponibilidade dos ativos de uma planta industrial. A participação do PCM (Planejamento e Controle da Manutenção) é contribuir para essa Confiabilidade e Disponibilidade, otimizando a utilização dos recursos (mão-de-obra e materiais). Se considerarmos que, mais de 60% dos custos de Manutenção são devidos a mão de obra e a materiais, percebe-se a razão da criação dos núcleos de PCM. Se o PCM atinge esses objetivos, tanto ele contribui nos custos de Manutenção quanto na disponibilidade dos ativos na medida em que, ao otimizar os recursos da Manutenção, suas atividades aumentam a disponibilidade da linha de produção, reduzindo os tempos de parada.
Para que seja atingida a máxima eficiência de um equipamento, célula de produção ou planta, é fundamental o conhecimento dos conceitos de confiabilidade, manutenibilidade e disponibilidade, pois eles demonstram a “saúde” de um processo produtivo.
Confiabilidade é a probabilidade de um equipamento, célula de produção, planta ou qualquer sistema funcionar normalmente em condições de projeto, por um determinado período de tempo preestabelecido.
A confiabilidade é definida em função do tempo médio entre falhas (MTBF).
Isto significa que, a partir de uma taxa de falha constante, pode-se estimar a probabilidade do equipamento falhar dentro de um período definido de tempo.
Manutenibilidade é a probabilidade de se executar um reparo de uma falha dentro de um prazo preestabelecido, tomando-se como base o histórico de outros reparos. Porém, para este índice ser calculado deve-se ter um tempo para reparo constante ao longo do tempo. 
A Manutenibilidade é definida em função do tempo médio para reparos (MTTR).
A disponibilidade de um sistema reflete o tempo em que o equipamento está disponível quando é solicitado para o trabalho. O equipamento está disponível quando ele está em um estágio operacional. O tempo total em um estágio operacional é o somatório do tempo gasto quando está em uso e quando está como reserva (standby).
Este trabalho objetiva melhorar os conceitos de Confiabilidade e Disponibilidade dentro de uma linha de produção. O desenvolvimento do trabalho se baseará na automação de 6 esteiras transportadoras. Será apresentado os principais benefícios dessa automação como o aumento da vida útil do equipamento e o reflexo dessa automação na redução do consumo de energia elétrica.
O departamento a ser estudado é o de produção de Blocos na empresa Ceras Johnson, composto por três linhas de produção: Pedras, Hazelnut 1 e Hazelnut 2. Especificamente, trabalharemos nas duas linhas de Hazelnut.
Esteiras Transportadoras de Correia Plana são aquelas cuja correia passa sobre superfícies planas ou por rolos, utilizadas em geral para peças ou volumes de pequeno a médio porte.
Os Transportadores de Correia Plana podem ser telescópicos, móveis e acessórios para desvios, etc. Utilizados também com mesas laterais para bancadas e operações seriadas.
Os transportadores de Correia Plana podem ter acessórios ou elementos de curva, operando horizontalmente a 90º ou a 180º com motorização independente.
Base para linhas de produção, transporte de peças, pacotes ou até mesmo pessoas, carregamento e descarregamento (especialmente os tipos móveis e telescópicos) ou como transporte. De modo mais restrito, as Esteiras Transportadoras de Correia Plana são usadas na movimentação de materiais a granel (peças em geral). Transportam de peças de um equipamento para outro, ou peças entre postos de trabalho.
 
O principal motivo para desenvolver esse trabalho nas Esteiras Transportadoras é devido ao seu funcionamento contínuo desnecessário durante o processo produtivo. Desnecessário, porque existem as paradas de máquinas constantemente. O Correto é as esteiras funcionarem em sincronismo com os equipamentos periféricos que as acompanham, ou seja devem ser automatizadas. Além do mais, existe um significativo desperdício de energia elétrica nesse período. 
É uma grande oportunidade para automatizar estas Esteiras, onde refletirá principalmente em maior vida útil de seus componentes, uma menor frequência de manutenção preventiva e menor consumo de energia elétrica. O resultado final da automação garantirá maior Confiabilidade e Disponibilidade na manutenção das Esteiras Transportadoras.
A automação de máquinas vem evoluindo cada vez mais, logo, esta área vem sendo aplicada nas indústrias. É de extrema importância para substituir o homem em trabalhos pesados e repetitivos. Além do mais, uma máquina automatizada é mais rápida, econômica e possui uma precisão maior do que a do ser humano.
Em certostrabalhos, a máquina não poderá substituir a mão humana, mas irá aliviar esforços desnecessários. A história mostra a evolução das máquinas para que o homem tenha seu esforço minimizado. Um exemplo disso é o inventor da roda, criando assim um veículo para transportar objetos de utilidades variadas para o ser humano.
Simples ideias evoluíram para complexas máquinas que ajuda o homem em diversos trabalhos.
2. CARACTERIZAÇÃO DO PROBLEMA 
De um modo geral, podemos dizer que a evolução de uma empresa e sua competitividade no mercado, estão ligadas, diretamente, à relação existente entre as lideranças e seus colaboradores. Isso ocorre por um motivo simples: não é possível que uma única pessoa (o gestor) tenha mais ideias e conhecimento sobre os vários problemas do que toda uma empresa (os colaboradores).
Pensando assim, a empresa Ceras Johnson busca o melhor caminho para a melhoria contínua nas linhas de produção, valorizando as ideias de melhoria dos funcionários nos métodos de produção, funcionamento dos equipamentos e redução de custos. 
As linhas de produção do setor de Blocos produzem pedras e pastilhas sanitárias em diversas fragrâncias.
A Linha de Pedras produz pedras sanitárias nas fragrâncias flores do campo, pato (lavanda), brisa marinha e pinho. Nas duas linhas de Hazelnut produzem pastilhas adesivas sanitárias nas fragrâncias lavanda, citrus e pinho. 
Produtos da Linha de Pedras Sanitárias
Lavanda
Brisa Marinha
Pinho
Lavanda
Flores do Campo
Produtos das Linhas de Pastilhas Adesivas
Lavanda
Fresh
Citrus
Linha de Pedras			Linha de Hazelnut
 
O processo de fabricação dos produtos inicia-se nos Misturadores, responsáveis em misturar os insumos químicos das fragrâncias. As Extrusoras recebem a mistura e homogeneízam a massa sanitária para formar o cordão retangular. As Cortadoras são responsáveis para executar o corte do cordão no comprimento determinado de 60 mm, formando a pastilha ou a pedra. As máquinas de Flow Pack ou Módulos envolvem os produtos sanitário nas suas respectivas embalagens individuais. No caso das pastilhas adesivas, as Encartuchadoras organizam as pastilhas já embaladas em cartuchos com 3 ou 4 unidades de pastilha. Os Transportadores de Correia levam os cartuchos para serem organizados nas caixas de papelão com 24 unidades de cartucho. As Seladoras de caixa fecham as caixas com fita adesiva automaticamente e direcionam para o Transportador de Correia Final. Ao acumular em até 10 caixas nesse Transportador, o operador retira e organiza as caixas em um pallet de madeira até completar um lote com176 caixas. Os pallets são organizados em locais exclusivos do setor, aguardando o recolhimento do empilhador que direcionará o lote para a área de estoque final do produto, localizado no depósito.
Observando o processo de produção identificou-se que as horas trabalhadas das Esteiras Transportadoras são de 8 horas interruptas por turno, independente dos equipamentos anteriores ou posteriores. As esteiras permanecem funcionando mesmo quando alguns dos equipamentos periféricos param por algum motivo. Isso significa um desperdício de energia elétrica e maior desgaste prematuro dos componentes da esteira como o motor-redutor, retentores, rolamentos de esfera e componentes elétricos do painel de comando (inversor de frequência, disjuntor de força, fonte de alimentação 24 VDC, relé de comando, cabos, etc.).
As paradas de linhas (minor stops - pequenas paradas) acontecem constantemente durante a produção. São causadas principalmente por problemas nos equipamentos e que, geralmente, são corrigidos pelos operadores técnicos através de ajustes ou reparos. Esses intervalos acontecem em períodos de 5 a 10 minutos geralmente, mas podem chegar a 30 minutos dependendo do caso. É nesse momento que estas esteiras transportadoras devem parar.
3. JUSTIFICATIVA TÉCNICA
A temática do projeto foi definida pela necessidade aplicar os conceitos de Confiabilidade e Disponibilidade do PCM – Planejamento e Controle da Manutenção nas Linhas de Produção de Hazelnut. A automação das Esteiras Transportadoras foi escolhida por ser mais simples e de baixo custo, mas que favorecerá uma significativa melhoria com a aplicação desses conceitos. Obteremos menor tempo de trabalho por turno de trabalho, o que torna possível reduzir da frequência de manutenção preventiva dos motores, redutores e outros componentes. Outro benefício dessa automação está em um menor consumo de energia elétrica durante a produção.
Utilizaremos um PLC para intertravar estas esteiras o com os equipamentos periféricos da linha de produção.
Os Controladores Lógicos Programáveis (CLP’s) foram desenvolvidos na década de 60, nos Estados Unidos, com a finalidade de substituir painéis de relés que eram muito utilizados nas indústrias automobilísticas para executar controles baseados em lógicas combinacional e sequencial. Por serem eletromecânicos, os relés que eram utilizados nos dispositivos de controle apresentavam diversas desvantagens como problemas nos contatos, desgastes devido ao contato repetitivo, dificuldade na modificação da lógica de controle e necessidade de manutenções periódicas.
 
A GM (General Motors), montadora americana de automóveis, tinha dificuldade em atualizar seus sistemas automáticos de montagem, pois sempre que mudava um modelo de automóvel ou método de produção, os técnicos passavam horas e até mesmo semanas fazendo alterações em painéis de controle, mudando fiação e instalando mais relés, algo que trazia à empresa grande ociosidade e baixa produtividade. Diante desses e outros inconvenientes, e com a evolução dos processadores, a GM desenvolveu o primeiro projeto de CLP para automatizar de forma eficiente os processos em sua linha de montagem.
A partir deste momento, várias outras indústrias adotaram o CLP’s em suas linhas de produção e nos anos seguintes, com a aceleração de tecnologias eletrônicas os controladores lógicos programáveis foram cada vez mais difundidos. 
 
Painel de um Controlador Lógico Programável (CLP) da Altus, série AL-2000.
Para o protótipo dos Transportadores de Correia utilizaremos um arduino uno para realizar a mesma função do CPL, desse modo, conseguiremos simular a situação atual e a melhoria a ser aplicada com a demonstração em maquete.
O Arduino foi criado em 2005 por um grupo de cinco pesquisadores: Massimo Banzi, David Cuartielles, Tom Igoe, Gianluca Martino e David Mellis. O objetivo era elaborar um dispositivo que fosse ao mesmo tempo barato, funcional e fácil de programar, sendo dessa forma acessível a estudantes e projetistas amadores. Além disso, foi adotado o conceito de hardware livre, o que significa que qualquer um pode montar, modificar, melhorar e personalizar o Arduino, partindo do mesmo hardware básico.
 
Assim, foi criada uma placa composta por um microcontrolador Atmel, circuitos de entrada/saída e que pode ser facilmente conectada a um computador e programada via IDE (Integrated Development Environment, ou Ambiente de Desenvolvimento Integrado) utilizando uma linguagem baseada em C/C++, sem a necessidade de equipamentos extras além de um cabo USB.
Depois de programado, o micro controlador Arduino pode ser usado de forma independente, ou seja, você pode colocá-lo para controlar um robô, uma lixeira, um ventilador, as luzes da sua casa, a temperatura do ar condicionado, pode utilizá-lo como um aparelho de medição ou qualquer outro projeto que vier à cabeça. 
 
4 ÁREA DE ABRANGÊNCIA
A empresa localiza-se no bairro Tarumã, na cidade de Manaus. A implantação do sistema de sensores na máquina estará obedecendo as normas da ABNT. O equipamento na área de produção receberá sensores com um arduino que irá controlar o motor da esteira. 
5 OBJETIVOS
	Criar um projeto para automatizar esteiras transportadoras.
5.1 OBJETIVO GERAL
	Desenvolver um projeto de automação, segundo as normas da ABNT, das esteiras transportadoras de produto, “Pastilha Adesiva Sanitária”,das duas Linhas de Hazelnut. Alcançar níveis satisfatórios dos índices de manutenção como a quebra de equipamentos (Breakdown) e MTBF (Tempo Médio Entre Falhas). Melhorar a confiabilidade e disponibilidade da manutenção desses equipamentos.
5.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Automatizar o funcionamento das esteiras transportadoras;
Reduzir o consumo de energia elétrica;
Otimizar o plano de manutenção preventiva;
Conhecer a Norma NBR 5410.
6. METAS
Levantamento de dados de pequenas paradas nas linhas de produção;
Levantamento de dados para os cálculos de consumo e custo de energia elétrica;
Estudar e entender automação com o uso do CLP;
Levantamento de dados de manutenção preventiva das esteiras transportadoras;
7 FASES DA EXECUÇÃO
	FASES
	SEMANAS
	
	1ᵃ
	2ᵃ
	3ᵃ
	4ᵃ
	5ᵃ
	1. Análise de dados da residência a ser implantado o projeto elétrico. 
	X
	 
	 
	 
	 
	1. Cálculo da área e perímetro para definição de potência instalada e demanda.
	 
	X
	 
	 
	 
	1. Definição dos pontos de iluminação em todos os cômodos da residência
	 
	 
	X
	 
	 
	1. Cálculo para escolha de disjuntores adequados para cada circuito da residência.
	 
	 
	 
	X
	 
	1. Definição das disposições das tomadas TUG'S e TUE'S na residência.
	 
	 
	 
	 
	X
8. METODOLOGIA
8.1 PREVISÃO DE CARGAS
	Para determinar a potência total prevista para instalação elétrica, é preciso realizar a previsão de cargas. E isso se faz com o levantamento das potências (cargas) de iluminação e tomadas a serem instaladas. Conforme demonstra a instalação elétrica da residência a seguir:
Figura1: residência modelo.
9. RECOMENDAÇÕES DA NORMA ABNT NBR 5410 PARA O LEVANTAMENTO DA CARGA DE ILUMINAÇÃO
9.1 CONDIÇÕES PARA ESTABELECER A QUANTIDADE MÍNIMA DE PONTO DE LUZ:
Prever pelo menos um ponto de luz no teto, comandado por um interruptor de parede;
Nas áreas externas, a determinação da quantidade de ponto de luz fica a critério do instalador;
Arandelas no banheiro devem estar distantes, no mínimo, 60 cm do limite do box ou da banheira, para evitar o risco de acidentes com choques elétricos.
9.2 CONDIÇÕES PARA ESTABELECER A POTÊNCIA MÍNIMA DE ILUMINAÇÃO
	A carga de iluminação é feita em função da área do cômodo da residência. Em área igual ou inferior a 6m², atribuir no mínimo 60VA. Em área superior a 6m², até 10,5 atribuir no mínimo 100VA conforme tabela abaixo:
	Tabela 1 - Dimensionamento de Iluminação
	Dependência
	Dimensões Área (m²)
	Potência de Iluminação (VA)
	Sala/Quarto
	15
	160
	Cozinha
	12
	160
	Corredor
	3
	60
	Banheiro
	6
	100
	Total
	480
	Fonte: Próprio do Autor
	
10 RECOMENDAÇÕES DA NORMA ABNT NBR 5410 PARA O LEVANTAMENTO DA CARGA DE PONTOS DE TOMADA E CIRCUITOS INDEPENDENTES
10.1 CONDIÇÕES PARA ESTABELECER A QUANTIDADE MÍNIMA DE PONTO DE TOMADA:
Banheiros (local com banheira ou chuveiro): qualquer que seja a área em m², quantidade mínima de uma junto ao lavatório, potência mínima 600 VA. A uma distância de no mínimo 60 cm da banheira ou do box. Se houver mais de uma tomada, a potência mínima será de 600 VA por tomada;
Cozinha, copa, copa-cozinha, área de serviço, lavanderia e locais similares: qualquer que seja a área em m², quantidade mínima de uma para cada 3,5m, ou fração de perímetro, potência mínima de 600 VA por ponto de tomada, até três pontos, e 100 VA por ponto adicional.Acima de cada bancada deve haver no mínimo dois pontos de tomada de corrente, no mesmo ponto ou em pontos distintos;
Varanda: qualquer que seja a área em m², quantidade mínima de 1, potência mínima 100 VA, admite-se que o ponto de tomada não seja instalado na própria varanda, mas próximo ao seu acesso, quando, por causa da construção ela não comportar ponto de tomada;
Salas e dormitórios: qualquer que seja a área em m², quantidade mínima de um ponto de tomada para cada 5m, ou fração de perímetro, espaçadas tão uniformemente quanto possível, potência mínima de 100 VA, quando a área do cômodo ou da dependência só for igual ou inferior a 2,25m², admite-se que esse ponto seja posicionado externamente ao cômodo ou a dependência, no máximo a 80 cm da porta de acesso. Conforme tabela abaixo:
 
	Tabela 2 - Dimensionamento de pontos de tomadas
	Dependência
	Dimensões 
	Quantidade Mínima
	
	Área (m²)
	Perímetro (m)
	PTUG'S
	PTUE'S
	Sala/Quarto
	15
	16
	3
	1
	Cozinha
	12
	14
	0
	4
	Corredor
	3
	8
	1
	0
	Banheiro
	6
	11
	0
	1
	Fonte: Próprio do Autor
	
	
	
11 ÓRGÃOS ENVOLVIDOS
	Este projeto foi desenvolvido com o apoio das instituições parceiras, sem as quais o mesmo não seria possível. As instituições envolvidas são:
Centro de Educação Tecnológica do Amazonas – CETAM, representando a atuação do Poder Público Estadual na área da Formação de Recursos, Técnicos de Nível Médio, órgão responsável pela execução das Políticas de Educação Profissional do Estado do Amazonas.
Instituto Benjamim Constant – IBC, por meio do qual foi possível a operacionalização do curso Técnico em Eletrotécnica.
Escola Superior de Tecnologia – EST, pela parceria significativa e atuante durante esse período de curso com disponibilização de suas salas de aula e laboratórios para aprendizagem.
12 ORÇAMENTO
	QUADRO FINANCEIRO DO PROJETO
	Ordem
	Descrição dos materiais
	Unidade
	Quantidade
	Valor Unitário (R$)
	Valor Parcial (R$)
	MATERIAL PARA PESQUISA
	1
	Cópias de material/documentos para consulta
	Unidade
	200
	0,20
	40,00
	2
	Impressão do Tcc em preto e branco.
	Unidade
	 
	 
	 
	3
	Impressão do Tcc Colorido
	Unidade
	 
	 
	 
	4
	Compensado de 4" para maquete
	Folha
	 
	 
	 
	5
	Led para maquete
	Unidade
	 
	 
	 
	6
	Cabos para maquete
	metros
	 
	 
	 
	7
	Pregos para maquete
	Kg
	 
	 
	 
	8
	cola para madeira para maquete
	Tubo
	 
	 
	 
	9
	Mão de Obra para confecção da maquete
	Unidade
	 
	 
	 
	10
	Tinta para maquete
	lata
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	VALOR TOTAL DO PROJETO (R$)
	 
12 CRONOGRAMA
	ATIVIDADES
	DATAS/DIAS/SEMANAS
	
	01
	02
	03
	04
	05
	06
	07
	08
	09
	10
	Definição do tema e seleção do material para a pesquisa do assunto.
	X
	X
	X
	X
	X
	X
	X
	X
	X
	 
	Caracterização do problema e elaboração da justificativa técnica.
	 
	X
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	Definição área de abrangência.
	 
	 
	X
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	Definição das fases de execução e da metodologia.
	 
	 
	 
	X
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	Definição dos objetivos e das metas do projeto
	 
	 
	 
	 
	X
	 
	 
	 
	 
	 
	Especificação dos órgãos envolvidos no projeto.
	 
	 
	 
	 
	
	X
	 
	 
	 
	 
	Descrição dos mecanismos e normas de execução.
	 
	 
	 
	 
	 
	
	X
	 
	 
	 
	Elaboração do orçamento do projeto
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	
	X
	 
	 
	Aplicação do estudo e elaboração do projeto
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	
	X
	 
	Defesa do projeto
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	X
12 REFERNCIAS
Referência Bibliografica
http://www.escolaedti.com.br/como-estimular-a-melhoria-continua-em-sua-empresa/
http://www.pdca.com.br/site/perguntas-e-respostas/3-manutencao-do-tpm/13-o-que-e-manutencao-centrada-em-confiabilidade.html
http://www.ebah.com.br/content/ABAAAfiPIAA/tcc-sobre-a-manutencao-qualidade-energia-eletrica-ifpe
https://pt.wikipedia.org/wiki/Controlador_l%C3%B3gico_program%C3%A1vel
https://www.filipeflop.com/blog/o-que-e-arduino/
http://www.jhsobrinho.com.br/transportadores-de-correia-plana.php