Confiabilidade de atuadores elétricos

Título do artigo:
Uma discussão da confiabilidade de atuadores elétricos atuando em rede

Os atuadores elétricos são importantes equipamentos para a automação de válvulas, contribuindo para a eficácia operacional e segurança de trabalhadores e do meio ambiente. Os atuadores podem ser acoplados a qualquer tipo e tamanho de válvula, atendendo comandos manuais ou automáticos, em operações locais ou remotas. Usualmente, eles permitem o controle do torque, velocidade de abertura e posição das válvulas, podendo, ainda, assumir funções de intertravamento, diagnose e alarmes. Em operações remotas, os atuadores elétricos são conectados através de redes industriais, que formam um Sistema de Telecomando de Válvulas Motorizadas (STVM).

Sareen, 2009 explica que, em geral, o objetivo das redes industriais contempla: conetividade a diferentes tipos de equipamentos, capacidade de coleta e compartilhamento de dados e flexibilidade para incorporar a evolução do próprio sistema e da tecnologia. A automação e o uso de redes industriais é lugar comum em muitos segmentos, como têxtil, químico, automotivo. A competitividade crescente no meio industrial exige sistemas de controle de alto desempenho, miniaturizados, sejam implantados através de soluções robustas e efetivas em custo.

Usualmente, as redes industriais controlam sistemas complexos de alto desempenho, monitorando e permitindo atuação sobre múltiplos parâmetros, associados a movimento, força, temperatura fluxo, pressão, etc. Não apenas o monitoramento e controle desses parâmetros são importantes, mas é necessário estabelecer a transferência contínua de sinais, sem falhas,
dos equipamentos para controladores centrais e vice-versa. Isso faz com que a implantação das redes industriais seja um componente essencial no sucesso da operação dos sistemas envolvidos (SAREEN, 2009).

Este campo da tecnologia digital tem apresentado uma evolução contínua nas últimas décadas, tanto em termos de tecnologia como em métodos, procedimentos e soluções para o uso dessas tecnologias. Um aspecto importante que contribuiu para a atual diversidade no mundo dos barramentos é que diferentes padrões foram desenvolvidos a partir de diferentes requisitos para diferentes aplicações. De acordo com Thomesse (2005), as redes industriais não são complexas apenas devido ao número de soluções possíveis, mas, sobretudo, porque existe uma variedade de aplicações. As necessidades industriais, variadas e complexas, conduzem às múltiplas soluções ofertadas no mercado.

Este artigo discute a confiabilidade das redes industriais que abastecem sistemas constituídos por atuadores elétricos. O estudo desses sistemas é complexo, tendo em vista os vários aspectos envolvidos e as diversas configurações de rede possíveis. Inicialmente, são apresentados os conceitos de confiabilidade de sistemas. Após, os mesmos são aplicados no cálculo da confiabilidade de redes industriais. Em particular, são derivadas as fórmulas de cálculo da confiabilidade para redes constituídas em barramento convencional, barramento isolado, barramento redundante e barramento anel. Isso implica no uso das fórmulas de confiabilidade de sistemas em série e em paralelo e das abordagens para o tratamento da confiabilidade de sistemas complexos. Os resultados são discutidos e são feitos comentários referentes aos fatores que degradam a condição da rede e à influência das atividades de manutenção na confiabilidade de redes.

DADOS DOS AUTORES

Jose Luis Duarte Ribeiro
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DEPROT/UFRGS

Carlos Hennig
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COESTER

Marcus Coester
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COESTER

Camila Costa Dutra
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PPGEP/UFRGS