Revista Controle & Instrumentação Edição nº 230 2017
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Cover Page
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Temperatura e pressão:
especififi cação, tendências
e mercado |
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Um sensor é um dispositivo capaz de detectar
ações ou estímulos físicos externos e responder
com sinais elétricos em consequência destes estímulos
– transformando essas grandezas físicas ou químicas
em grandezas elétricas. Normalmente, os sensores estão
associados a outros circuitos e que podem reagir ao estímulo
de acordo com as necessidades
específicas do que se quer medir
ou controlar. Em função de seu
funcionamento e características
é que teremos a determinação
de performance e confiabilidade
do instrumento. |
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Denis William Felix de
Souza, supervisor comercial da
Novus, pontua que “sensores são
dispositivos que nos permitem quantificar
certas grandezas físicas, convertendo-as em sinais de
fácil medição, como os sensores de temperatura do tipo
termopares que apresentam uma variação de tensão na
escala de milivolts (mV) de acordo com a mudança de
temperatura”. |
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“O sensor é provavelmente a parte mais importante,
é o elemento que traduz os impulsos mecânicos do
próprio processo em sinais e deve ser
tão sensível quanto possível, mas
forte para suportar as condições
de processo mais difíceis”, comenta
Jorge Espinoza, gerente
de Marketing para Medição de
Pressão da Emerson. |
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Rafael Derencio, especialista
de produtos de pressão eletrônica
e SF6 da Wika, define sensor como o
elemento que sofre e sente as alterações
do meio; já o transmissor é o equipamento capaz
de transmitir um sinal para um sistema que vai utilizar
esta informação.
Para Renan Oliveira, gerente para Produtos de
Temperatura da Endress+Hauser, o sensor é o coração
de um instrumento de medição, pois, é este elemento
que realmente interpretará a informação do meio que
está sendo medido. “Mas, ainda fazendo uma analogia
com o corpo humano, este não se resume apenas
ao coração e, sim, a um complexo sistema interligado.
Com instrumentos de medição funciona da mesma
maneira, pois, o sensor sozinho não faz todo o serviço
esperado. Por isso, temos outros componentes tais como transdutores, conversores, indicadores e outros
tipos de componentes que completam esse sistema
que, só então, entregará ao usuário ou aos sistemas de
controle a medição desejada. Existem aplicações onde
um simples sensor atenderá integralmente ao usuário.
Da mesma maneira que outras aplicações necessitarão
de sensores mais complexos, inteligentes e, que possam
concentrar o máximo de informações disponíveis.
É bastante comum, por exemplo, encontrar medidores
de vazão mássica do tipo Coriolis que, além da vazão,
podem informar outras variáveis
como temperatura, densidade,
concentração e viscosidade – além
da indicação local das variáveis, e
remota através de protocolo digital
wireless”. Um sensor pode gerar
um sinal elétrico em resposta a um
estímulo sem necessidade de uma
fonte de energia externa; outro
tipo de sensor pode necessitar de
uma fonte de energia ou sinal de
excitação sem a qual não apresenta
sinal elétrico de saída – conhecido
como sensor paramétrico porque
seus parâmetros variam com um
estímulo externo modificando ou
modulando as características de um sinal de excitação. |
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A palavra sensor vem de sensibilidade, capacidade
de perceber alterações em uma variável. Tecnicamente
o sensor digital é composto de um elemento transdutor,
que altera uma de suas características em função da variável
medida. No caso de sensores digitais de pressão,
o transdutor pode alterar sua frequência de ressonância
em função da variação de pressão a ser medida. Um
medidor de vazão Coriolis varia a frequência de ressonância
dos tubos de medição em função do fluxo mássico
que passa por seus tubos. Em um medidor de vazão
por efeito vórtex, o transdutor altera a frequência
em função da variação de velocidade do fluido. Deste
modo, o sensor é a combinação de um elemento
transdutor (que sente as variações) e um conversor
que converte esse valor em indicação
proporcional à variável e será uma saída de
comunicação (digital ou analógica)”, comenta
Cassius Barros, head do Grupo de
Aplicação e Promoção da Yokogawa. |
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“A escolha de um sensor passa sempre
por alguns aspectos da empresa onde vamos
instalá-los – qual é o processo a ser monitorado
e controlado, qual é a capacitação das equipes
de engenharia e manutenção, qual o nível de integração
entre TO e TI e, em função destas respostas, poderemos
escolher entre sensores mais inteligentes ou com funções
mais avançadas de processamento da informação.
Se, ao final do meu processo, por exemplo, existem altas
temperaturas, se descartarem os sensores e a informação
obtida atender aos propósitos da medição, os sensores
tipo commodity são bem indicados. Ou seja, o processo
é mandatário, dependendo do tipo de indústria, temos
problemas sérios de tempos de resposta dos sensores, oxidação,
interferências de sinais, eficiência de diagnóstico
de problemas e tempo de substituição (MTTF), tempo de
operação (MTBF), entre outros”, completa Marcilio Pongitori,
presidente da ISA Campinas e diretor da Dynamis.
César Cassiolato, presidente da Vivace, ressalta que,
como a utilização de sensores nas aplicações industriais
é muito extensa, é importante harmonizar conceitos
porque, muitas vezes, na prática, os termos sensor e
transdutor acabam sendo usados como sinônimos. Para
esclarecer, transdutor é um dispositivo que “toma” energia
de um sistema em medição, convertendo-a em um
sinal de saída que pode ser traduzido em sinal elétrico e
que corresponde ao valor medido; o sensor sugere algo
além de nossas percepções físicas, envolvendo exatidão,
precisão, tempo de resposta, linearidade, histerese,
zona morta etc.
Quando se fala em sensores, é importante ter em
mente que podemos ter domínios elétricos da informação
relacionados aos mesmos – domínio analógico,
onde se tem a amplitude do sinal; domínio do
tempo, onde se tem relação de tempos; domínio
digital, onde a informação é caracterizada
binariamente e pode ser conduzida
por um trem de pulsos, ou codificação
serial ou paralela, por exemplo. Também
existem os domínios não-elétricos, como
por exemplo, os químicos. E, devido à ampla
variedade de sensores, eles são classificados
segundo alimentação, saída, modo de operação
ou entrada-saída. E podem ser indutivos, capacitivos,
óticos, ultrassônicos, etc. |
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Denis ressalta que, como o sensor é o coração
do instrumento de medição, é nítida sua importância
em conseguir mensurar se uma máquina ou processo se encontra em condições adequadas de trabalho, e
os problemas que uma medição incorreta – ou a sua
ausência – podem causar em termos de qualidade e
segurança. Jorge pontua que, depois da exatidão, a característica
mais importante de um sensor é a confiabilidade – habilidade
que tem de desempenhar uma dada função sob
condições específicas por um dado período de tempo.
Além da repetibilidade – que é a consistência no sinal
de saída ao medir a mesma variação física – ele precisa
processar mudanças e ser forte o suficiente para não
se quebrar. E é importante lembrar que o design do
próprio sensor ajuda a eletrônica a compensar a variabilidade
do processo de uma maneira melhor, mas o
inteligente depende da eletrônica. Um sensor nunca
opera sozinho e quase sempre faz parte de um sistema
maior – que faz aquisição e armazenamento dos
dados dos sensores e realiza as computações e decisões
de modo a responder ao mundo externo através
de atuadores ou gerar informação através
de periféricos. “É imperativo que um bom
elemento secundário seja responsável por
entender os sinais de baixa energia provenientes
do sensor. Às vezes, pode ser
integrado ao sensor ou pode ser instalado
como uma unidade separada”, diz Jorge. |
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Segundo Renan Oliveira, existem diferenças
– que podem ser muito grandes – para
se escolherem instrumentos. “Por exemplo, entre
um sensor Pt-100 mais simples para medição de água
gelada em um chiller, e um termopar tipo S com tubo
de proteção cerâmico para medir temperatura
dos gases de um forno a mais de 1.000°C. |
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As diferenças começam justamente no tipo de
sensor, buscando o que mais se aplica ao processo
desejado, passando por características
de materiais, classificações de área, protocolos
de comunicação, vida útil, etc. O interessante
é que nem sempre a precisão é o fatorchave
da decisão. É sempre importante uma
medição confiável, porém, por muitas vezes
deve-se atentar também a outras características,
como vida útil, compatibilidade química
dos materiais etc. Por outro lado, dependendo
da criticidade da medição, podem ser necessárias
funções avançadas no equipamento,
como auto avaliação, diagnóstico ou outras
facilidades de operação como Bluetooth e
WebServer”.
Marcílio adicionaria como importante
para a escolha dos instrumentos, o custo total
– os custos de projeto, de implantação, de
treinamento, de manutenção e a análise do
parque já instalado, para plantas existentes.
Para Cassius, mais do que medir, precisamos
ter certeza que o transdutor está em
condições normais de operação, que seus limites funcionais
são respeitados e que está aplicado devidamente
ao processo. “Então, além de obter uma indicação,
precisamos ter certeza de que a indicação é
confiável para tomada de decisões operacionais e/ou
ações de segurança. Pensando um pouco em IIoT, as
informações que compõem o Big Data e serão disponibilizadas
para análises remotas, criação de modelos
analíticos e tomadas de decisões só serão efetivas se,
além do valor, tivermos a qualidade (grau de confiabilidade
no valor medido). Um sensor inoperante ou
com problema poderá gerar valores falsos e consequentemente
análises erradas. Deste modo, o sensor
deve ter a capacidade de traduzir variáveis, indicar
diagnóstico de funcionamento, desvio em relação a
condição de projeto e eventualmente fornecer falhas
de processo”. |
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“Na prática, o que se espera de um sensor é que
sua sensitividade seja devida à quantidade em
interesse (grandeza a ser medida) e que o
sinal de saída seja inteiramente função da
entrada. Porém, nenhuma medição é obtida
em circunstâncias ideais e qualquer
sensor sofre algum tipo de interferência
e perturbações internas, como por exemplo,
efeitos em temperatura, efeitos em
pressões estáticas, efeitos devidos à interferência
eletromagnética etc. Outro fator a ser
considerado é o comportamento estático e que
afeta diretamente o comportamento dinâmico de um
sensor – exatidão, precisão, sensitividade, linearidade, resolução, erros sistemáticos, randômicos e dinâmicos,
velocidade de resposta, impedância de entrada,
etc. Com o avanço tecnológico, várias técnicas de
compensação foram desenvolvidas e hoje são empregadas,
minimizando estes efeitos a níveis aceitáveis e
confiáveis“, complementa Cassiolato.
“Transmissores inteligentes medem e processam
dados, eventualmente tomam decisões e fornecem
feedback. Certas ações exigem um mínimo de processamento,
assim, quanto mais avançada as capacidades
de um transmissor, maior a quantidade de informações
disponíveis para análise e tomada de decisão”, afirma
Rafael.
Denis lembra que, como as aplicações não são
mais isoladas – e frente às necessidades latentes de troca
de informações entre dispositivos, aumentadas com
o advento da Indústria 4.0 e a aplicação IoT voltadas ao
ambiente industrial –, não somente equipamentos de
controle, cada vez mais veremos o mesmo instrumento
de medição também ser responsável pelo armazenamento
de dados. O mesmo dispositivo, ainda, realizará
o envio da informação – via alguma
interface que propicie conectividade
– ao gestor da aplicação
de forma remota. “Um exemplo
são os equipamentos TagTemp-
NFC e TagTemp-S da Novus que,
além de medir a temperatura de
um ambiente também podem enviar
os dados para a plataforma
em nuvem, ficando a informação
disponível a qualquer momento e
em qualquer lugar”.
“Quanto mais inteligência um
sensor tiver, melhor, porém, tudo
acaba sendo uma questão de custo
e exigências das aplicações. O
mercado já oferece sensores bem
avançados com processadores de
baixo custo, sensores para a aquisição
das mais diversas grandezas e infraestrutura para
comunicação sem fio, sensores com técnicas de aprendizagem
e inteligência artificial, sensores que eventualmente
tomam decisões sob diversas circunstâncias e
nos mais diversos graus de severidade em termos de
ambiente, sensores com autocalibração, etc. Usuários
vêm colhendo benefícios dos sensores inteligentes, de
alta performance e robustez nos mais diversos sistemas
de aquisição de dados e supervisão e essa utilização
traz vantagens competitivas, no sentido de que as novas
tecnologias trazem aumento de produtividade pela
redução das variabilidades dos processos e dos tempos
de indisponibilidade das malhas de controle. A Vivace
já faz transmissores de pressão inteligentes, microprocessados,
com diagnósticos avançados e tempo de resposta menor do que 50ms”, conta Cassiolato.
“O paradigma tecnológico está em oferecer ao
mercado instrumentos de alta performance a baixo
custo. O avanço da Indústria 4.0 e a necessidade
latente de obter o máximo de variáveis para análise
de equipamentos impulsiona a criação de sensores
alimentados por bateria, de fácil instalação e de alta
confiabilidade. Não bastam medições de alta performance,
é preciso verificar a qualidade da informação.
Na área médica, por exemplo, a criação de sensores
cada vez menores e de alto desempenho permitem a
monitoração online da qualidade de vida de pacientes”,
conta Cassius. |
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Jorge Espinoza acredita que “os instrumentos devem
ser percebidos como ativos estratégicos que fornecerão
informações estratégicas para tomar decisões
que provavelmente afetarão os negócios. Se suas decisões
dependem de um tipo de informação de commodity,
suas decisões são também commodities. Se
seus instrumentos não forem os melhores, você pode
estar impedindo sua empresa de estar entre as melhores.
Então, idealmente, as empresas devem pensar em
quais informações precisam e não em qual variável.
Em seguida, deve-se analisar a infraestrutura, os protocolos
de comunicação utilizados, DCS, instalações
físicas, etc. Dessa forma, pode-se escolher um dispositivo
wireless para reduzir o tempo de implementação
ou por conta de disponibilidade de cartões de E/S, ou
ainda mudar de transmissores de variáveis ????únicas para
variáveis ????múltiplas para reduzir o orçamento, para sair
da tradicional placa de orifício para medição de fluxo,
esperando uma menor perda de pressão permanente
e assim melhorar a eficiência energética ou buscar reduzir
a necessidade de um trecho reto na tubulação...
Há muito que se pode fazer”.
Renan considera as diferenças entre segmentos
industriais e resume: “para manufatura e automobilísticatica, atentar para sensores simples e práticos, de fácil
instalação e integração com o sistema; para alimentos
& bebidas, sensores com alto grau de limpeza das partes
em contato com o meio (assepsia), boa exatidão,
custo/benefício adequado para cada tipo de medição,
facilidade de parametrização, manutenção e integração
com o sistema; no setor de óleo & gás, os sensores
devem atentar para os materiais a serem utilizados, se
existem problemas de compatibilidade química com o
meio; dados de processo (temperatura, pressão, vazão,
etc), boa exatidão, segurança e fácil acesso a parametrização
do equipamento; já para papel & celulose, é
importante ter custo acessível, vida útil extensa e boa
exatidão”.
“Ambientes severos, por exemplo, irão apresentar
cenários onde os níveis de temperatura serão demasiadamente
elevados ou negativos; assim como a medição
de pressão pode ser na presença de alguma substância
que seja amplamente agressiva a equipamentos que
não foram projetados para suportar tais condições adversas.
Então, a escolha do instrumento de medição
deve ser condizente com o ambiente em que este irá
operar, a fim de se obterem medições confiáveis. A recomendação
é que a escolha não ocorra puramente
em função do menor valor ou do produto com
mais recursos – que algumas vezes nem são
utilizados – mas pelo que melhor atenda
às reais necessidades do processo”, diz
Denis. |
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Rafael Derencio afirma que existe diferença
na escolha de um instrumento dependendo
da aplicação, mas o maior impacto
são as funções que exigirão requisitos
diferentes que afetem sua seleção como, por
exemplo, para aplicações de saúde: a confiabilidade
é crítica, mas a maioria das aplicações médicas podem
cair na categoria não-crítica e, portanto, pedir uma
solução de alto volume e baixo desempenho. “Cada
área industrial possui suas características e requisitos específicos
e, consequentemente, existem produtos direcionados
para cada uma delas. Claro que existem áreas
comuns, críticas ou não críticas, que compartilham especificações
e os equipamentos aplicáveis poderão ser
os mesmos. Entretanto, quando se entra nos detalhes
dos processos, é necessário um conhecimento específico,
algumas vezes solicitando certificações apropriadas
para atender aos requisitos mínimos da aplicação.
A Wika possui um portfólio específico para cada segmento
industrial. Também é fundamental, em qualquer
área, conhecer o sistema em que o novo instrumento
será conectado, evitando assim surpresas no momento
do comissionamento. Se o instrumento não fala a língua
do seu sistema, não será possível nenhuma troca
de informação. Além disso, garantir que se tem o tipo
de conexão correta, tanto no quesito mecânico quanto
elétrico, é primordial para que o sistema como um todo
seja capaz de ser conectado e alimentado, funcionando
e respondendo como esperado”. |
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Para Cassius, “a seleção de instrumentos está intimamente
ligada a fatores como disponibilidade de
infraestrutura no local de medição, tipo de entrada do
sistema que vai receber as informações, tempo para
disponibilizar a informação, solução de conectividade
requerida. Os diferentes tipos de indústrias, com as
mais diversas aplicações, sujeitas a grandes variações
nas condições de instalação, vão requerer instrumentos
que atendam aos limites de processo, condições ambientais
e questões de conectividade. E é mais lógica
a busca de instrumentos que atendam à maior gama
de aplicações com modelos únicos, como a opção de
um único modelo oferecer conformidade para aplicações
de segurança (nativo), aprovação para uso em
área potencialmente explosiva, certificação da agência
de telecomunicações, certificação das entidades de
protocolo de comunicação. Com isso o usuário poderá
atender qualquer aplicação em seu ambiente, garantindo
rápida implementação e disponibilidade do
valor medido – e agora com instrumentos autônomos
(baterias) e baixo custo”.
O executivo da Yokogawa ressalta que os requisitos
mecânicos são importantes para definir
o local de instalação ou limitações dos
sensores. Requisitos como redundância,
consumo de energia, certificação SIL estão
ligados ao tipo de aplicação e limitações
ou disponibilidade elétrica. “Um sensor
deve atender aos requisitos de compatibilidade
com o processo (resistência química e
mecânica) e com as condições ambientais (temperatura,
humidade, pressão atmosférica, corrosão).
Adicionalmente, deve-se verificar requisitos de infraestrutura
local (alimentação elétrica, cabos de comunicação,
aterramento). Quando optamos por soluções sem
fio, os requisitos são reduzidos drasticamente”.
Denis concorda que sempre se deve observar as
particularidades de cada processo. “Por exemplo, no
segmento alimentício, o corpo dos sensores de temperatura
e pressão e suas partes em contato com o produto
devem ser em aço inoxidável, para melhorar a
higienização do processo, a fim de se evitar contaminação.
Para todos os tipos de processo, é importante
conhecer o objeto da medição, a fim de que o sensor
possua construção mecânica com material adequado
para o caso. No caso da medição de pressão, é importante
verificar a vedação apropriada ao fluido com o
qual se esteja trabalhando. Informações como ambiente
de instalação, construção mecânica (rosca, material,
comprimento, diâmetro, tamanho de cabo), precisão,
tempo de resposta do sensor são fatores importantes a
serem considerados no momento de dimensionar qualquer solução. Sempre optar por seguir normas, pois
elas padronizam, por exemplo, tamanho e conexão de
equipamentos, e adotar protocolos de comunicação
que não sejam fechados, faz com que haja uma intercambialidade
entre dispositivos sem acarretar perdas
de funcionalidades ao usuário”.
Cassiolato afirma que o grau de performance
versus custo em cada aplicação é fundamental para
a escolha adequada do tipo de sensor. “Cada tipo de
sensor dentro de sua classe de medição possui suas
características de performance. Na escolha do sensor,
devemos estar atentos às exigências da medição, erro
total provável aceitável, custo e, a partir daí, analisar
no sensor a exatidão, resolução, rangeabilidade,
calibração, linearidade, histerese, zona morta, repetitividade,
drift, robustez, confiabilidade, baixa probabilidade
de falha em demanda,
limites de temperatura de
operação, consumo de energia
etc. Aplicações em alto volume
em sua maioria demandam baixo
desempenho e baixo custo.
Mas acredito que todo segmento
tem espaço para sensores de
baixo e alto desempenho; tudo
depende de quão exigente é a
medição/controle em termos de
desempenho e segurança. O importante
é que as especificações
estejam adequadas ao projeto de
automação e instrumentação. As
empresas devem trabalhar nos
chamados datasheets para garantir
a perfeita especificação. Aqui
vale comentar que, muitas vezes,
vemos no campo equipamentos
sendo usados sem as certificações adequadas, por
exemplo, em área classificadas. O usuário é responsável
por este uso inadequado. Outro ponto muito
comum é a quantidade de equipamentos além da
permitida em segmentos fieldbus/profibus”.
Mesmo assim, Jorge reforça que se deve sempre
confiar em protocolos abertos e padrões porque, se um
instrumento afirma que é Hart ou FieldbusFoundation,
por exemplo, esse instrumento deve ser certificado
pela respectiva base e assim garantir interoperabilidade
e sua confiabilidade – de maneira documentada,
garantir que a verificação foi realizada comparando o
transmissor com um padrão no mínimo três vezes mais
preciso em condições laboratoriais e, a partir daí, estabelecer
a própria periodicidade de verificações.
Cassius afirma que, para garantir questões como
precisão, exatidão e repetibilidade, devem-se definir
os requisitos mínimos de processo ao qual será
aplicado o instrumento. O instrumento que for aplicado
deverá possuir os certificados de calibração do
órgão legal (RBC, Inmetro, Receita Federal, ANP) que
ateste os requisitos. Neste ponto é muito importante
o usuário checar na documentação do fabricante se
as condições requeridas são atendidas em condições
de processo ou apenas em condições de laboratório.
“Garantir que um instrumento entrega precisão 1% é
bem diferente de garantir que o mesmo instrumento
entrega os mesmos 1% sob variação de pressão, temperatura
e alimentação elétrica. Outro item importante
e verificar por quanto tempo é garantida a precisão.
Quanto às questões de comunicação, é mandatório
verificar o fabricante do instrumento, e se o instrumento
é homologado pela fundação que atesta compatibilidade
com o protocolo de comunicação. Caso
o fabricante/instrumento não esteja homologado pela
fundação competente, não existe qualquer garantia
de comunicação. Os protocolos devem ser compatíveis
e, em termos de soluções IIoT, o protocolo passa
a exercer papel secundário, uma vez que os dados
disponibilizados na nuvem são valores universais convertidos
em campos do tipo numérico ou texto, sendo
assim compatível e aberto”.
A calibração é ferramenta básica para assegurar a
confiabilidade de um instrumento de medição, por meio
da comparação do valor medido com um padrão rastreado.
Ela assegura que os instrumentos usados estão dentro
de um critério aceitável e que não vão prejudicar a qualidade
final dos processos envolvidos.
“É importante conhecer a frequência de calibração
de um equipamento. A frequência ideal de calibração de
um instrumento de medição pode variar de acordo com
o instrumento a ser calibrado e a frequência de utilização
do mesmo. Por exemplo: um instrumento pode ter uma
frequência de calibração de um ano e ser usado raramente; outro instrumento que já é usado mais frequentemente
deve ter uma frequência menor, por exemplo, 6 meses.
Não é uma regra, existem diversos estudos para se saber
a frequência ideal de calibração de um instrumento, mas
é sempre importante analisar onde e como o instrumento
é usado antes de se determinar um período. Porque o
desempenho dos instrumentos pode degradar em proporções
diferentes, dependendo da utilização,” detalha
Cassiolato.
“A informação de calibração do instrumento é importante
para definir a periodicidade ou até mesmo optar
por execução de calibração baseado em condição.
Com o advento dos sensores inteligentes, capazes de
indicar desvio entre o estado de fabricação e o estado
atual, podemos garantir com evidências auditáveis que
determinado sensor continua dentro das condições projeto,
não sendo necessárias intervenções periódicas que
geram custos desnecessários. O nível de desenvolvimento
dos sensores permite acompanhar a degradação e determinar
o momento exato de intervenção. Hoje, temos
a calibração baseada na condição: uma vez que seja necessária
a intervenção é preciso saber como executar a
calibração, recomendações, limites, procedimentos” diz
Cassius. |
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“E sempre atentar para uma boa análise do parque
instalado, a confiabilidade dos fornecedores, necessidades
de treinamentos das equipes, interdependência
dos processos, existência ou não
de um plano diretor de automação, e planejamento
futuro da planta na hora de escolher
novas tecnologias”, finaliza Marcílio
Pongitori. |
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O mundo observa algumas tendências
nesses segmentos:
1. Redução dos preços
“Sempre existirá uma busca por preços mais baixos,
porém não devemos confundir preço com custo.
Para atingirmos certos patamares, muitas vezes afetamos
outras áreas, que podem ou não ser aceitáveis para o
cliente, tais como qualidade, confiabilidade, entre outras”
– afirma Rafael
“É observada uma redução de preço quando comparamos
as soluções existentes às décadas anteriores,
em virtude da evolução na produção de componentes
e também do emprego de manufaturas automatizadas
SMT que permitem a produção em larga escala e menor
tempo. Essa mesma evolução que propicia equipamentos
com custos acessíveis também trouxe maior confiabilidade
e exatidão aos instrumentos de medição”, complementa
Denis
“Algumas marcas estão empurrando os preços para
baixo, mas continuamos a ver alguns clientes tentando
alcançar o melhor desempenho em segurança de projetos,
confiabilidade, eficiência energética e IIoT (primeiro
quartil), investindo em melhores dispositivos pensados
nas melhores decisões”, destaca Jorge
2. Miniaturização
“À medida que a tecnologia evolui temos uma tendência
de diminuição de custos”, cita Marcílio.
“A miniaturização de controladores torna possíveis
novos avanços em semicondutores, aumenta a confiabilidade,
melhora recursos e funcionalidades e, definitivamente,
vai continuar”, afirma Jorge.
3. Cresce utilização de softwares
Os softwares suportam controladores, facilitando a
configuração, controle e monitoramento. A configuração
pode ser feita no ambiente do Windows e os valores do
processo podem ser monitorados remotamente.
“As empresas estão investindo no fornecimento de
interfaces amigáveis para o usuário, não necessariamente
da maneira que os fornecedores querem mostrar. Uma
vez que a experiência está sendo reduzida, esses softwares
facilitam aos novos técnicos ou engenheiros atuarem
da mesma maneira ou melhor do que alguém com anos
de experiência”, mostra Jorge.
“Os softwares de configuração auxiliam muito as
equipes técnicas em campo, pois muitas vezes existe
uma grande quantidade de parâmetros a serem
configurados. Quando se trata de máquinas seriadas,
o ganho em tempo é enorme. Já em
processos, a possibilidade de guardar a programação
traz uma segurança maior caso
sejam necessários ajustes futuros. Já os softwares
de monitoração e supervisão do tipo
SCADA, quando aplicados, proporcionam
uma ampla visão dos processos e ajudam a
manter qualidade e homogeneidade dos produtos
finais”, diz Denis.
4. Padronização permite revisão de processos
e previsão de tendências
“Não tenho certeza quanto à padronização, mas
as indústrias, especialmente as que procuram o melhor
desempenho, estão buscando tecnologias preditivas e a
capacidade de previsão, o que requer análise de dados
para detectar, em tempo real, desempenhos fora da especificação”,
afirma Jorge.
“Um passo importante neste caminho é a comunicação
M2M com envio de informação quanto a decisões já
resolvidas e a construção de árvores de falhas via software,
permitindo seu diagnóstico e implementação de soluções
e procedimentos”, pontua Marcílio.
5. Medir e controlar vários pontos
“Por certo é tendência, suportada pelo aumento de
transmissores multi-sensores”, cita Jorge.
“Com controles de qualidade cada vez mais rigorosos, não basta apenas medir com precisão e controlar com
exatidão: é necessário documentar tais evidências de processo.
Para suprir tal demanda de vários pontos de temperatura,
muitas vezes se opta por adotar um registrador
de dados que permita uma grande densidade de pontos
de temperatura, concentrando os dados para emissão de
relatórios ou ainda se comunicando com o dispositivo responsável
pelo controle do processo. Dentro do portfólio de
produtos Novus, o FieldLogger, um módulo de aquisição e
registro de entradas analógicas e digitais, tem a capacidade
de ser um data logger e ainda prover a troca de informação
com PLCs e sistemas Scada”, afirma Denis.
“Isto se deve à redução dos custos e a flexibilidade
de novos sensores”, pontua Marcílio.
6. Utilização dos PLCs para controle de
temperatura
“A capacidade de processamento de um PLC é sem
dúvida superior a de um controlador dedicado à temperatura,
contudo, com sensores cada vez mais inteligentes
baseados nos conceitos de IoT, eu não descartaria que, no
futuro, os controladores dedicados não possam virar o jogo
e retomar grande espaço no controle de processos até
mesmo complexos”, fala Denis.
“Sim, já que a indústria vem utilizando o
PLC para controle”, cita Jorge.
“Hoje já temos PLCs com cartões dedicados
a leitura de temperaturas com os
mais diversos sensores e o software onde são
executadas as funções de controle bastante
robustos para uma resposta adequada ao controle
de temperatura”, acrescenta Marcílio.
7. O PC sendo utilizado para controle de
temperatura
Ainda que apresente desvantagens quanto ao custo e
confiabilidade em aplicações críticas, é reconhecidamente
forte quando usado para aquisição de dados, relatórios,
programação e controle.
“A utilização de computadores como interface de
controle, embora possível, sempre encontrará grande
resistência no meio industrial, ainda que tenha sua utilização
amplamente difundida como meio de supervisão
através de softwares SCADA. Com a evolução e crescimento
das plataformas IoT de registro em nuvem, sua utilização
como registrador tende, com o passar dos anos,
a se limitar à programação de equipamentos e interface
de visualização dos dados que estarão armazenados em
servidores remotos”, lembra Denis.
“Se você não tem isso como uma possibilidade, não
está acompanhando o mercado”, acrescenta Jorge.
8. Redes de comunicação como links entre
componentes industriais e sistemas,
e à nuvem
A implementação das novas tecnologias passa pelos sistemas de comunicação, e as redes com ou sem fios se
tornam imprescindíveis para soluções de Indústria 4.0
e IIoT.
“Esse NÃO é o futuro, já estamos vivendo isso. E
quem não se adaptar, vai sofrer mais.”
Renan resume as tendências dos medidores de pressão
e temperatura em conectividade com redes e dispositivos
móveis (Indústria 4.0); maior inteligência nos
sensores; facilidade nas especificações e aquisições; mais
funcionalidades mesmo em instrumentos mais simples;
soluções para aplicações com alto grau de exigência dos
medidores (altas pressões e temperaturas, ambientes hostis
e de difícil acesso etc).
E entre as tendências para os instrumentos de
temperatura e pressão, pode-se incluir o aumento da
utilização da lógica Fuzzy – que, ao contrário da lógica
booleana tradicional que trabalha com uma série
de “sim” ou “não”, tenta inserir graduação de verdade
para a equação – e ainda o fato de que os controladores
embarcados e em paineis trouxeram um novo tipo
de DINrail com design menor e capazes de se conectar
a um PLC ou computador que, segundo Marcílio
Pongitori, foi possível pelo desenvolvimento
de tecnologias como sensores piezoelétricos
e os novos designs construtivos. |
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Para César Cassiolato, todos os pontos
listados já acontecem atualmente. A
questão de preços, principalmente para
a medição de temperatura e pressão de
baixo desempenho e com características
técnicas low end spec, realmente, é o que
o mercado deseja. Já uma medição high end
spec, de alto desempenho, confiabilidade e robustez
não suporta baixos preços no momento. |
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Mas são grandes mercados.
De acordo com a pesquisa sobre o “Mercado de
Sensores de Temperatura por Tipo de Produto (Bimetálico,
Termoistor, IC, RTD, Termopar, IR, Fibra Óptica),
Aplicação de Uso Final (Petróleo e Gás, Química,
Refinação, HVAC, Automotivo, Elétrica e Eletrônica)
e Geografia – Previsão Global para 2023“, da MarketsandMarkets,
a expectativa é de que este mercado
movimente US$ 6,86 bilhões até 2023, com
um crescimento médio anual de 4,5% entre 2017 e
2023 – com a crescente demanda de equipamentos
de saúde avançados e portáteis e a demanda do setor
automotivo sendo os principais fatores de crescimento.
Já o mercado global de transmissores de pressão foi
avaliado em US$ 2,82 bilhões em 2014, e deve atingir
US$ 3,77 bilhões até 2020, crescendo a uma taxa de 5%
durante esse período. Espera-se que a demanda da indústria
de energia, química, água e efluentes puxe esse
crescimento. |
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