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Controle de Motores de Indução

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  • UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO

    ESCOLA DE MINAS

    COLEGIADO DO CURSO DE ENGENHARIA DE

    CONTROLE E AUTOMAO - CECAU

    MILTON GONTIJO FERREIRA JNIOR

    CONTROLE DE UM INVERSOR DE FREQUNCIA VIA CLP

    MONOGRAFIA DE GRADUAO EM ENGENHARIA DE CONTROLE E

    AUTOMAO

    Ouro Preto, 2012

  • MILTON GONTIJO FERREIRA JNIOR

    CONTROLE DE UM INVERSOR DE FREQUNCIA VIA CLP

    Monografia apresentada ao Curso de

    Engenharia de Controle e Automao da

    Universidade Federal de Ouro Preto como parte

    dos requisitos para a obteno do Grau de

    Engenheiro de Controle e Automao.

    Orientador: Prof. Dr. Henor Artur de Souza

    Ouro Preto

    Escola de Minas UFOP

    Agosto/2012

  • AGRADECIMENTOS

    Agradeo primeiramente a Deus por possibilitar essa conquista.

    Aos meus pais, Milton e Leninha, que sempre me apoiaram em minhas decises e so grandes

    responsveis por essa vitria. s minhas irms, Raiane e Rejane, que so meus exemplos de

    vida, pois sempre enfrentaram seus desafios de cabea erguida. minha namorada, Carol,

    pelo amor, compreenso e pacincia que sempre me dedicou. A toda minha famlia que

    sempre depositou sua confiana em mim.

    Repblica Laje, em especial ao Andr, Glauco e Luiz Felipe que se tornaram minha famlia

    em Ouro Preto. Agradeo ao amigo Mrio Srgio pelo auxlio durante esse trabalho. A todos

    os professores com os quais tive o prazer de aprender, em especial ao meu orientador Henor

    pela oportunidade e ajuda nesse trabalho.

  • O sucesso um inimigo perverso. Ele seduz as

    pessoas inteligentes e as faz pensar que jamais vo

    cair.

    (Bill Gates)

  • RESUMO

    O controle de processos industriais de fundamental importncia para o crescimento e

    sobrevivncia das empresas uma vez que um controle eficiente produz ganhos significativos

    de qualidade e produtividade. Nesse trabalho apresenta-se um exemplo simplificado de

    controle de processo, no caso o controle de um inversor de frequncia por meio de um

    Controlador Lgico Programvel (CLP), para tornar esse controle possvel desenvolve-se um

    sistema SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition). O objeto do trabalho o

    controle da velocidade do ar no interior de um tnel de vento de pequenas dimenses,

    existente no Laboratrio de Transferncia de Calor e Massa da Escola de Minas, UFOP,

    gerado por um motor de induo acionado por um inversor de frequncia. A partir da

    aplicao do controle possvel visualizar o valor da velocidade e mant-la num valor

    desejado. A visualizao do valor obtida por meio de um transmissor de velocidade na sada

    do tnel que faz com que o sistema SCADA seja capaz de monitorar o valor em tempo real,

    tornando-se possvel o ajuste da velocidade no valor desejado. Os resultados obtidos

    demonstram a eficcia do sistema de controle proposto, uma vez que foi possvel o controle

    do motor e, consequentemente, o ajuste da velocidade do ar de forma satisfatria.

    Palavras chaves: CLP, controle, SCADA.

  • ABSTRACT

    The industrial process control is essential for growth and survival of businesses as an efficient

    control produces significant gains in quality and productivity. In this work present a

    simplified example of process control, where control of a frequency inverter via a

    Programmable Logic Controller (PLC), to make this possible, develops a SCADA system

    (Supervisory Control and Data Acquisition). The object of this work is to control the air

    velocity within a small wind tunnel, from the Laboratory of Heat and Mass Transfer of the

    School of Mines, UFOP, generated by an induction motor driven by a frequency inverter.

    From the application of control you can see the value of speed and keep it in a desired value.

    The display value is obtained by a transmitter speed in the tunnel output that allows the

    SCADA system be able to monitor the value in real time, making it possible to adjust the

    speed at the desired value. The results demonstrate the effectiveness of the proposed control,

    since it is possible to control the motor and consequently the wind speed setting satisfactorily.

    Keywords: PLC, control, SCADA.

  • LISTA DE ABREVIATURAS

    CLP Controlador Lgico Programvel

    CPU Central Processing Unit

    DSC Datalogging and Supervisory Control

    EPROM Erasable Programmable Read Only Memory

    IHM Interface Homem Mquina

    OLE Object Linking and Embedding

    OPC OLE for Process Control

    PLC Programmable Logic Controller

    RAM Random Access Memory

    ROM Read Only Memory

    SCADA Supervisory Control and Data Acquisition

    UV Ultravioleta

  • LISTA DE FIGURAS

    Figura 2.1 Princpio de funcionamento .................................................................................16

    Figura 2.2 CLP GE Fanuc Versamax ...................................................................................17

    Figura 2.3 CLP Versamax .....................................................................................................17

    Figura 2.4 Tela Inicial CIMPLICITY Machine Edition ........................................................19

    Figura 2.5 Lgica de programao........................................................................................20

    Figura 3.1 Localizao das conexes de potncia, aterramento e controle ..........................22

    Figura 3.2 Posio dos jumpers para seleo

    das entradas e sadas analgicas e entradas digitais..................................................................26

    Figura 3.3 Borne de Controle XC1 .......................................................................................26

    Figura 4.1 Motor de Induo .................................................................................................28

    Figura 4.2 Im permanente suspenso por um fio ..................................................................28

    Figura 4.3 Transmissor de Velocidade CTV100 com display ..............................................30

    Figura 4.4 Arquitetura Cliente/Servidor OPC .......................................................................32

    Figura 4.5 Tela inicial MatrikonOPC Server for GE PLCs ..................................................32

    Figura 5.1 Tela do Sistema SCADA .....................................................................................33

    Figura 6.2 Aparato Experimental ..........................................................................................33

    Figura 5.3 Lgica do Boto Liga/Desliga Geral ...................................................................34

    Figura 5.4 Lgica do Setpoint ...............................................................................................35

    Figura 5.5 Lgica do Grfico Velocidade do Vento .............................................................35

    Figura 5.6 Evoluo Temporal da Velocidade do Vento.......................................................36

  • LISTA DE TABELAS

    Tabela 2.1 Norma Internacional de Endereamento .............................................................21

  • LISTA DE QUADROS

    Quadro 2.1 Comandos da Linguagem Ladder ......................................................................19

  • SUMRIO

    1 INTRODUO ............................................................................................................... 13

    1.1 Objetivo ......................................................................................................................... 14

    1.2 Metodologia ................................................................................................................... 14

    1.3 Estrutura do Trabalho ..................................................................................................... 14

    2 CONTROLADOR LGICO PROGRAMVEL .......................................................... 15

    2.1 Histrico ........................................................................................................................ 15

    2.2 Princpio de Funcionamento ........................................................................................... 16

    2.3 CLP GE Fanuc Versamax.............................................................................................. 16

    2.4 Programao .................................................................................................................. 19

    3 INVERSOR DE FREQUNCIA .................................................................................... 22

    3.1 Parmetros ..................................................................................................................... 23

    3.1.1 Parmetros de leitura ................................................................................................... 23

    3.1.2 Parmetros de regulao .............................................................................................. 24

    3.1.3 Parmetros de configurao ......................................................................................... 24

    3.1.4 Parmetros do motor ................................................................................................... 25

    3.2 Configurao das entradas .............................................................................................. 25

    3.3 Controle XC1 ................................................................................................................. 26

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