ANALYSIS OF A CONTROL BOARD PROTOTYPE WITH AN ELECTRONIC SAFETY SYSTEM WITH MACHINERY AND EQUIPMENT SAFETY DEVICES
REGISTRO DOI: 10.69849/revistaft/ra10202409151006
SOUZA, Daniel Oliveira1
OLIVEIRA, Raquel Paiva2
RESUMO
Introdução: A integração de sistemas de segurança eletrônica com dispositivos de segurança de máquinas e equipamentos representa um grande passo para a proteção do ambiente industrial. Ao unir tecnologias avançadas com dispositivos físicos de proteção, é possível criar ambientes de trabalho mais seguros, eficientes e produtivos. Objetivo: analisar um protótipo de quadro de comando com partida direta que integre um sistema de segurança eletrônica com dispositivos de segurança de máquinas e equipamentos. Metodologia: O presente estudo trata-se de uma pesquisa qualitativa com tipo estudo de caso envolvendo a elaboração de um protótipo de um quadro de comando com partida direta e suporte da literatura com base de dados Revista de engenharia, Scielo, Scorpus de 2019 a 2024. Resultados: Os resultados indicam que o sistema é robusto, com baixa latência na transmissão de vídeo e boa eficiência energética. O protótipo também apresentou flexibilidade, podendo ser adaptado a diferentes contextos de automação industrial e vigilância. Conclusão: a integração pode contribuir significativamente para o desenvolvimento de soluções inovadoras no campo da automação e da segurança, garantindo maior controle e eficiência na supervisão de ambientes industriais.
Palavras-chave: Sistema de monitoramento. Automação industrial. Engenharia elétrica.
ABSTRACT
Introduction: The integration of electronic security systems with machine and equipment safety devices represents a major step towards protecting the industrial environment. By combining advanced technologies with physical protective devices, it is possible to create safer, more efficient and productive work environments. Objective: to analyze a prototype control panel with direct start that integrates an electronic safety system with machine and equipment safety devices. Methodology: The present study is a qualitative research with a case study type involving the elaboration of a prototype of a control panel with direct departure and support from literature with a database Revista de Engenharia, Scielo, Scorpus from 2019 to 2024 .Results: The results indicate that the system is robust, with low latency in video transmission and good energy efficiency. The prototype also presented flexibility, being able to be adapted to different industrial automation and surveillance contexts. Conclusion: integration can significantly contribute to the development of innovative solutions in the field of automation and security, ensuring greater control and efficiency in the supervision of industrial environments.
Keywords: Monitoring system. Industrial automation. Electrical engineering.
1. INTRODUÇÃO
A integração de sistemas de segurança eletrônica com dispositivos de segurança de máquinas e equipamentos representa uma evolução significativa na proteção do ambiente industrial. Com o avanço tecnológico, tornou-se possível combinar sistemas de monitoramento eletrônico com dispositivos de segurança física, garantindo maior eficácia na prevenção de acidentes e falhas operacionais (Costa, 2021).
Máquinas e equipamentos industriais são responsáveis por uma grande parte dos acidentes de trabalho, muitas vezes decorrentes de falhas no manuseio ou falta de sistemas de proteção adequados. A inserção de dispositivos de segurança, como intertravamentos e barreiras, é essencial para minimizar os riscos e garantir a integridade física dos trabalhadores.
Os sistemas de segurança eletrônica incluem uma série de tecnologias, como câmeras de vigilância, alarmes, sensores de movimento e sistemas de monitoramento remoto. Eles são amplamente utilizados em ambientes industriais para monitorar o acesso e detectar comportamentos anômalos que possam indicar riscos iminentes (Zanotti, 2023).
Dispositivos de segurança são elementos projetados para impedir o funcionamento perigoso de máquinas. Entre eles, destacam-se os sensores de presença, interruptores de emergência, barreiras de luz e intertravamentos. Esses mecanismos são essenciais para garantir que o operador não seja exposto a áreas perigosas durante o funcionamento da máquina (Silva; Ramos, 2022).
No Brasil, a Norma Regulamentadora NR-12 é a principal diretriz para a segurança no trabalho com máquinas e equipamentos. Ela define padrões para a instalação de dispositivos de segurança e a adoção de práticas que visem à redução de riscos, estabelecendo requisitos claros para a proteção dos trabalhadores (Cavalcante, 2020).
A integração entre os sistemas de segurança eletrônica e os dispositivos de segurança de máquinas possibilita a criação de um ambiente de monitoramento e controle mais eficiente. Por exemplo, ao detectar uma falha no dispositivo de segurança de uma máquina, o sistema eletrônico pode acionar um alarme imediato ou até mesmo interromper o funcionamento do equipamento (Sales et al., 2023)
A principal vantagem da integração é a criação de uma abordagem proativa para a segurança. Com o monitoramento contínuo e a interconexão de dispositivos, é possível identificar falhas ou situações de risco em tempo real, possibilitando a adoção de medidas preventivas antes que um acidente ocorra (Costa, 2021).
Apesar dos benefícios, a integração de sistemas de segurança eletrônica com dispositivos de máquinas apresenta desafios. A compatibilidade entre diferentes tecnologias, a necessidade de manutenção contínua e a capacitação dos operadores são alguns dos pontos críticos que precisam ser endereçados para garantir o sucesso dessa integração (Zanotti, 2023).
A automação industrial desempenha um papel fundamental na integração de sistemas de segurança. Controladores Lógicos Programáveis (CLPs), por exemplo, podem ser usados para coordenar a operação de máquinas e dispositivos de segurança, garantindo que, em caso de falha, as operações sejam imediatamente interrompidas (Cavalcante, 2020).
A Internet das Coisas (IoT) tem contribuído para a evolução da integração de sistemas de segurança. Sensores conectados à internet permitem o monitoramento remoto de equipamentos e sistemas de segurança, proporcionando uma visão em tempo real das condições operacionais e facilitando a tomada de decisões rápidas em situações críticas(Sales et al., 2023)
Com a integração dos sistemas, o monitoramento em tempo real se torna uma ferramenta poderosa. Sensores e câmeras conectados podem detectar imediatamente qualquer comportamento irregular ou falha, acionando alarmes ou desligando automaticamente as máquinas para prevenir acidentes (Zanotti, 2023).
Este estudo justifica-se devido a integração de sistemas de segurança eletrônica com dispositivos de segurança de máquinas e equipamentos representa um grande passo para a proteção do ambiente industrial. Ao unir tecnologias avançadas com dispositivos físicos de proteção, é possível criar ambientes de trabalho mais seguros, eficientes e produtivos, reduzindo significativamente os riscos de acidentes e melhorando a qualidade de vida dos trabalhadores.
Sendo assim como objetivo geral analisar um protótipo de quadro de comando com partida direta que integre um sistema de segurança eletrônica com dispositivos de segurança de máquinas e equipamentos, ao mesmo tempo como objetivos gerais: (1) verificar as tecnologias de monitoramento eletrônico com dispositivos físicos de segurança; (2) identificar os dispositivos de segurança em máquinas e equipamentos; e por fim (3) descrever como se dá a integração de sistemas de segurança.
2. REFERENCIAL TEÓRICO
2.1 Tecnologias de monitoramento eletrônico com dispositivos físicos de segurança
As tecnologias de monitoramento eletrônico, quando combinadas com dispositivos físicos de segurança, criam um sistema de proteção robusto e multifacetado. Este sistema visa garantir a segurança em ambientes industriais, onde a proteção dos trabalhadores e a integridade dos equipamentos são essenciais para uma operação segura e eficiente (Pastori; Rodolpho, 2020).
O monitoramento eletrônico inclui várias tecnologias, como câmeras de vigilância, sensores de movimento, alarmes e sistemas de controle remoto. Esses dispositivos são projetados para detectar e registrar atividades em tempo real, oferecendo uma visão detalhada do ambiente e permitindo a identificação rápida de situações de risco (Matos, 2020).
As câmeras de vigilância são uma das tecnologias mais comuns em sistemas de monitoramento eletrônico. Elas permitem o registro visual contínuo do ambiente, o que facilita a detecção de comportamentos anômalos e eventos suspeitos. Além disso, as câmeras modernas frequentemente incorporam tecnologia de análise de vídeo para identificar automaticamente atividades potencialmente perigosas (Morais, 2019).
Os sensores de movimento detectam mudanças no ambiente, como a presença de pessoas ou a movimentação de objetos. Quando integrados com sistemas de segurança, esses sensores podem acionar alarmes ou alertas quando detectam movimentos inesperados em áreas sensíveis, como ao redor de máquinas em operação (Marciano et al., 2019).
Os alarmes são fundamentais para notificar os operadores sobre situações de risco ou falhas. Eles podem ser configurados para emitir sinais sonoros, visuais ou ambos, alertando rapidamente os trabalhadores sobre a necessidade de interromper a operação ou tomar outras medidas preventivas (Dias, 2021).
Os sistemas de controle remoto permitem a monitoração e o gerenciamento de equipamentos e sistemas de segurança a partir de locais distantes. Com a conectividade via internet, é possível monitorar o estado de dispositivos de segurança e equipamentos em tempo real, facilitando a resposta a emergências e a manutenção preventiva (Morais, 2019).
Os dispositivos físicos de segurança, como barreiras de proteção e intertravamentos, desempenham um papel crucial na proteção dos operadores e na prevenção de acidentes. Esses dispositivos são projetados para impedir o acesso a áreas perigosas e garantir que as máquinas não funcionem quando não estão em condições seguras (Pastori; Rodolpho, 2020).
Barreiras de proteção, como cercas e painéis, são usadas para criar zonas seguras ao redor de equipamentos e máquinas. Elas ajudam a evitar que trabalhadores entrem em áreas perigosas enquanto as máquinas estão em operação, reduzindo o risco de contato acidental com partes móveis ou componentes perigosos (Dias, 2021).
Os intertravamentos são dispositivos que garantem que uma máquina não possa operar a menos que todas as condições de segurança estejam atendidas. Por exemplo, um intertravamento pode garantir que uma máquina pare de funcionar se uma porta de proteção for aberta, protegendo o operador de contato com partes móveis (Matos, 2020).
Sensores de presença detectam a presença de objetos ou pessoas em áreas específicas e podem ser usados para acionar dispositivos de segurança, como parar a máquina ou emitir alarmes. Eles são especialmente úteis em áreas onde a movimentação é constante e onde a segurança do operador é uma preocupação constante (Pastori; Rodolpho, 2020).
A integração de tecnologias de monitoramento eletrônico com dispositivos físicos de segurança permite uma abordagem mais abrangente para a proteção no ambiente industrial. Essa integração assegura que a detecção de riscos seja rápida e eficaz, e que as respostas sejam coordenadas para minimizar danos e prevenir acidentes.
A principal vantagem da integração é a criação de um sistema de segurança mais completo e eficiente. Com a combinação de tecnologias eletrônicas e dispositivos físicos, é possível melhorar a detecção de riscos, acelerar a resposta a emergências e reduzir a probabilidade de acidentes (Morais, 2019).
Apesar dos benefícios, a integração de diferentes tecnologias pode apresentar desafios, como a compatibilidade entre sistemas, a complexidade na instalação e a necessidade de manutenção contínua. Garantir que todos os componentes funcionem em conjunto de maneira eficaz é crucial para o sucesso da integração (Marciano et al., 2019).
O futuro da integração entre tecnologias de monitoramento eletrônico e dispositivos físicos de segurança promete avanços significativos com a evolução da inteligência artificial e da automação. Tecnologias emergentes poderão fornecer monitoramento mais preciso, respostas automatizadas e análises preditivas, aprimorando ainda mais a segurança industrial e a eficiência operacional (Matos, 2020).
2.2 Dispositivos de segurança em máquinas e equipamentos
Os dispositivos de segurança em máquinas e equipamentos são componentes essenciais para garantir a proteção dos trabalhadores em ambientes industriais. Eles são projetados para prevenir acidentes e minimizar os riscos associados ao manuseio de equipamentos complexos. A eficácia desses dispositivos é fundamental para a segurança operacional e para a conformidade com as regulamentações de segurança no trabalho (Dias, 2021).
Entre os principais dispositivos de segurança utilizados em máquinas, destacam-se os intertravamentos, barreiras de proteção, sensores de presença e sistemas de parada de emergência. Cada um desses dispositivos desempenha um papel específico na proteção contra riscos e perigos operacionais. A escolha adequada e a correta instalação desses dispositivos são cruciais para garantir uma proteção eficaz (Silva, 2023).
Os intertravamentos são dispositivos de segurança projetados para impedir que uma máquina opere enquanto uma proteção física está aberta ou em uma posição não segura. Eles são comumente usados em portas de acesso e proteções móveis. Quando a proteção é aberta, o intertravamento desliga a máquina automaticamente, evitando a exposição do operador a áreas perigosas (Pellin, 2023).
As barreiras de proteção são estruturas físicas instaladas ao redor de máquinas para evitar que os trabalhadores entrem em contato com partes móveis ou áreas de risco. Essas barreiras podem ser fixas ou móveis, e devem ser projetadas para suportar o impacto e prevenir o acesso não autorizado. Barreiras de luz também são utilizadas para criar zonas de segurança sem necessidade de estruturas físicas (Silva, 2023).
Sensores de presença, como os sensores de proximidade e fotocélulas, são utilizados para detectar a presença de pessoas ou objetos em áreas perigosas. Esses sensores podem acionar sistemas de alerta ou interromper a operação das máquinas quando detectam a presença de um operador em uma zona de risco, aumentando a segurança no ambiente de trabalho (Pereira, 2024).
Os sistemas de parada de emergência são dispositivos críticos que permitem a interrupção imediata das operações de uma máquina em situações de risco iminente. Normalmente acionados por botões de emergência, esses sistemas devem ser facilmente acessíveis e capazes de parar rapidamente a máquina para prevenir acidentes graves (Dias, 2021).
A instalação e a operação de dispositivos de segurança são reguladas por normas específicas, como a NR-12 no Brasil, que estabelece requisitos para a segurança no trabalho com máquinas e equipamentos. Essas normas garantem que os dispositivos de segurança atendam a padrões mínimos de proteção e operem de forma eficaz para prevenir acidentes (Silva, 2023).
A manutenção e inspeção regular dos dispositivos de segurança são essenciais para garantir seu funcionamento adequado. Falhas nos dispositivos de segurança podem comprometer a proteção oferecida e aumentar o risco de acidentes. Programas de manutenção preventiva e inspeções periódicas ajudam a identificar e corrigir problemas antes que se tornem críticos (Pellin, 2023).
A implementação de dispositivos de segurança pode apresentar desafios, como a compatibilidade com diferentes tipos de máquinas e a necessidade de ajustes constantes. Além disso, a integração desses dispositivos com sistemas de controle existentes pode ser complexa e exigir conhecimento técnico especializado (Dias, 2021).
O treinamento adequado dos operadores é fundamental para garantir que eles compreendam o funcionamento e a importância dos dispositivos de segurança. Os operadores devem ser capacitados para usar os dispositivos corretamente e para realizar as ações necessárias em caso de falha ou emergência (Pellin, 2023).
Embora a instalação de dispositivos de segurança possa inicialmente parecer um obstáculo à produtividade, a proteção proporcionada contribui para uma operação mais segura e eficiente a longo prazo. A redução de acidentes e falhas operacionais pode levar a uma maior eficiência e menor tempo de inatividade (Silva, 2023).
2.3 Integração de sistemas de segurança
A integração de sistemas de segurança é uma abordagem que busca combinar tecnologias de monitoramento eletrônico com dispositivos físicos de segurança, como intertravamentos e barreiras de proteção. Essa união visa garantir uma proteção mais eficaz em ambientes industriais, aumentando a capacidade de prevenção e resposta a incidentes de segurança. Com o avanço das tecnologias digitais e a crescente demanda por soluções mais seguras, a integração de sistemas de segurança tornou-se uma prática cada vez mais comum (Ribeiro, 2021).
A integração de sistemas de segurança refere-se à unificação de diferentes tecnologias e dispositivos em uma plataforma centralizada, permitindo a comunicação e coordenação entre eles. Isso é particularmente importante em indústrias que operam com máquinas e equipamentos pesados, onde a falha em um único dispositivo de segurança pode causar sérios acidentes. A centralização do controle e monitoramento facilita a detecção de anomalias e a tomada de decisões rápidas, minimizando os riscos para os trabalhadores (Pincovscy, 2022).
Um sistema de segurança integrado é composto por diferentes elementos, como sensores, câmeras de vigilância, alarmes e dispositivos de parada de emergência. Esses componentes trabalham juntos para monitorar e proteger áreas de risco em tempo real. Os sensores podem detectar a presença de operadores em áreas perigosas, enquanto câmeras monitoram visualmente o ambiente. A coordenação desses dispositivos permite que o sistema reaja automaticamente a situações de perigo, como a interrupção imediata da operação de uma máquina (Notargiacomo, 2024).
Uma das principais vantagens da integração de sistemas de segurança é a eficiência aumentada na prevenção de acidentes. Ao combinar tecnologias diferentes, é possível obter um monitoramento mais abrangente e detalhado das condições operacionais. Além disso, sistemas integrados facilitam a automação de processos de segurança, reduzindo a dependência de ações manuais e, assim, minimizando o erro humano. Com a comunicação entre dispositivos, a resposta a incidentes é mais rápida e precisa (Fares, 2021).
Apesar dos benefícios, a integração de sistemas de segurança enfrenta desafios significativos. Um dos principais obstáculos é a compatibilidade entre tecnologias diferentes, já que muitos dispositivos operam com padrões de comunicação variados. Além disso, o custo inicial de implementação de sistemas integrados pode ser elevado, exigindo um investimento significativo em infraestrutura e treinamento de pessoal. Outro desafio é garantir que todos os componentes do sistema funcionem de maneira coesa e sem falhas (Correia, 2022).
Para garantir a eficácia e a segurança dos sistemas integrados, é fundamental que a implementação siga normas e regulamentações específicas. No Brasil, a NR-12 estabelece diretrizes para a segurança no trabalho com máquinas e equipamentos, incluindo a obrigatoriedade de dispositivos de proteção. Em nível internacional, normas como a ISO 13849 tratam da segurança de sistemas de controle e da implementação de tecnologias integradas, orientando sobre como realizar uma integração segura e eficiente (Correia, 2022).
As tecnologias de monitoramento e controle são peças-chave na integração de sistemas de segurança. Sensores, câmeras IP e softwares de gestão são algumas das ferramentas mais utilizadas. Esses dispositivos estão conectados a controladores lógicos programáveis (CLPs), que são responsáveis por monitorar e coordenar as respostas do sistema em tempo real. O uso de tecnologias avançadas de automação torna o sistema de segurança mais reativo e dinâmico, garantindo que, qualquer falha ou anomalia seja rapidamente identificada e corrigida (Ribeiro, 2021).
A Internet das Coisas (IoT) tem se mostrado uma ferramenta poderosa para a integração de sistemas de segurança. Sensores conectados à internet permitem o monitoramento remoto e em tempo real de máquinas e dispositivos de segurança. Esses sensores fornecem dados contínuos sobre as condições operacionais e podem alertar automaticamente os responsáveis por qualquer irregularidade. A IoT facilita a implementação de uma infraestrutura de segurança mais inteligente e responsiva, capaz de prever falhas e atuar antes que um acidente ocorra (Correia, 2022).
Os CLPs desempenham um papel central na integração de sistemas de segurança, atuando como o cérebro do sistema integrado. Eles processam as informações recebidas de sensores e dispositivos e coordenam as ações necessárias, como a interrupção de máquinas em caso de perigo. Além disso, os CLPs permitem a personalização do sistema de segurança, permitindo que ele seja ajustado de acordo com as necessidades específicas de cada operação industrial (Fares, 2021).
Com a integração de sistemas de segurança, a automação das respostas a incidentes se torna uma realidade. Em vez de depender exclusivamente de operadores humanos para identificar e reagir a perigos, o sistema automatizado pode detectar anomalias e tomar medidas preventivas em tempo real. Isso inclui desde o desligamento automático de máquinas até o acionamento de alarmes e o envio de alertas para os responsáveis. A automação torna o processo de segurança mais ágil e reduz o tempo de reação a situações de emergência (Notargiacomo, 2024).
Um dos grandes benefícios de sistemas integrados é a capacidade de monitoramento centralizado. Todas as informações sobre o status das máquinas, equipamentos e dispositivos de segurança são reunidas em um único painel de controle, permitindo que os gestores tomem decisões informadas rapidamente. Esse monitoramento centralizado também facilita a auditoria e o rastreamento de eventos, garantindo que todos os incidentes sejam devidamente registrados e analisados para prevenir ocorrências futuras (Pincovscy, 2022).
Para garantir a eficácia contínua de sistemas integrados de segurança, a manutenção regular é essencial. Isso inclui a verificação do funcionamento correto de todos os dispositivos, a atualização de softwares e a revisão das configurações de segurança. A falta de manutenção pode comprometer a integridade do sistema, resultando em falhas que poderiam ter sido evitadas. Além disso, com a evolução tecnológica, é necessário realizar atualizações periódicas para incorporar novas funcionalidades e melhorias no sistema (Ribeiro, 2021).
A capacitação dos operadores é um fator crucial para o sucesso da integração de sistemas de segurança. Embora o sistema possa automatizar muitas funções, os operadores devem ser treinados para entender o funcionamento dos dispositivos e como reagir em caso de falhas ou emergências. Treinamentos específicos para o uso de interfaces de monitoramento e softwares de gestão de segurança são essenciais para garantir que o sistema seja utilizado de maneira eficaz (Fares, 2021).
O futuro da integração de sistemas de segurança promete avanços ainda mais significativos com o desenvolvimento de tecnologias como a inteligência artificial (IA) e a análise preditiva. Sistemas baseados em IA serão capazes de analisar grandes volumes de dados em tempo real, prevendo falhas e incidentes antes que ocorram. Com isso, a segurança industrial atingirá novos níveis de eficácia, transformando a maneira como as empresas protegem seus trabalhadores e seus ativos (Ribeiro, 2021).
3. METODOLOGIA
O presente estudo trata-se de uma pesquisa qualitativa com tipo estudo de caso envolvendo a elaboração de um protótipo de um quadro de comando com partida direta integrado a ele terá um rele de contato aberto e fechado para fazer a comutação do sinal que virar da câmera de segurança que vai fazer o monitoramento de uma área.
3.1 Matérias para elaboração do protótipo
Foram selecionados os seguintes materiais: 01 régua de rack, 06 patch cord de 1,5 CAT5E,,01 fonte de 24V 10ª, 01 fonte de 12V 5ª, 01 Disjuntor Motor de 2,5 ~ 4ª, 01 Disjuntor de 10ª, 03 Sinaleiro, 01 relé de 24V NA/NF, 01 Câmera IP VIP5280 IA, 02 conversor de fibra de até 20KM, 01 roteador, 02 cullen simulando um equipamento industrial, 20m de cabos elétricos e 04 quadros de comando de PVC (Figura 1).
3.2 Elaboração do protótipo
Para a elaboração do protótipo seguiu-se as etapas:
a) Quadro de Comando (Figura 2):
* Dijuntor para Motor: Instalou-se o disjuntor de 2,5 ~ 4A para proteger o circuito do motor. Conecte-o ao motor e ao relé para garantir proteção contra sobrecarga e curtocircuito.
* Fonte de 24V e 12V: Conectou-se as fontes de alimentação ao relé e aos outros componentes que requerem alimentação específica. A fonte de 24V pode alimentar o relé, e a fonte de 12V pode ser usada para outros dispositivos.
* Relé de 24V NA/NF: Usou-se o relé para comutar o sinal da câmera IP. Conecte a bobina do relé à fonte de 24V e configure os contatos normalmente abertos (NA) e normalmente fechados (NF) para alternar o sinal da câmera.
b) Sistema de Câmeras e Rede (Figura 2):
* Câmera IP VIP5280 IA: Conectou-se a câmera à rede usando os patch cords CAT5E. Conecte a câmera ao roteador para que ela possa se comunicar pela rede.
* Conversores de Fibra: Usou-se os conversores de fibra para conectar a câmera IP ao roteador, se necessário, para uma distância maior ou uma conexão mais estável.
* Roteador: Configurou-se o roteador para gerenciar a rede e garantir que a câmera IP e outros dispositivos se conectem corretamente.
c) Sinaleiros, cabos e conexões (Figura 2):
* Instalação dos Sinaleiros: Instalou-se os sinaleiros nos quadros de comando para indicar o status dos diferentes componentes (por exemplo, motor ligado/desligado, sistema de câmera ativo/inativo).
* Cabos Elétricos: Usou-se os cabos elétricos para conectar os componentes no quadro de comando e garantir que todas as conexões estejam seguras.
* Patch Cords CAT5E: Utilizou-se os patches cords para conectar a câmera IP e outros dispositivos de rede.
3.3 Montagem e Testes:
* Montagem (Figura 3): Colocado todos os componentes nos quadros de comando de PVC e fixe-os de forma organizada.
* Testes: Após montagem o sistema, testado cada componente para garantir que tudo está funcionando corretamente. Verifique a comutação do relé, o funcionamento dos sinaleiros, e a conexão da câmera com a rede.
4. RESULTADOS E DISCUSSÕES
4.1 Funcionamento do sistema de monitoramento integrado com o motor
O protótipo desenvolvido visa integrar o controle de um motor, por meio de uma partida direta, com um sistema de monitoramento por câmera de segurança. A inovação principal está na utilização de um relé que atua como intermediário entre o motor e a câmera, permitindo a comutação de sinais em tempo real. Correia (2022), afirma que essa configuração tem o objetivo de automatizar a vigilância de uma área específica, de modo que o funcionamento do motor influencie diretamente o monitoramento da câmera.
O sistema foi montado em um quadro de comando, onde a partida direta do motor foi controlada por um disjuntor de 2,5 ~ 4A para proteção. Um relé de 24V NA/NF foi incorporado ao circuito, conectando a saída da câmera ao sinal que será comutado conforme o estado do motor. Fares (2021), destaca que quando o motor é acionado, o relé responde com a mudança dos contatos, alternando a transmissão do sinal da câmera de segurança.
A integração entre o motor e o relé foi uma das partes mais críticas do sistema. O relé de 24V foi configurado para atuar diretamente sobre os contatos de monitoramento. Ribeiro (2021), esclarece que quando o motor está desligado, os contatos normalmente fechados (NF) do relé permanecem ativos, permitindo o fluxo normal de dados da câmera. No entanto, quando o motor é acionado, os contatos normalmente abertos (NA) são ativados, alterando o estado do sistema e mudando o caminho do sinal de monitoramento.
Durante os testes, foi possível verificar que a ativação do motor resulta na comutação imediata do relé. Essa transição ocorre de forma rápida e precisa, sem interferir no funcionamento do motor ou da câmera. Silva (2023), explica que a ativação do relé ao receber o sinal de partida do motor garante que o sistema de monitoramento altere seu comportamento automaticamente, respondendo de maneira coordenada às mudanças no estado do motor.
Uma das vantagens do sistema integrado é a capacidade de monitoramento em tempo real da área designada. A câmera IP VIP5280 IA, conectada ao sistema por meio de patch cords CAT5E e conversores de fibra óptica, é responsável por transmitir imagens ao vivo. Pastori, Rodolpho (2020), afirma que a comutação do relé, que altera o estado do sinal de vídeo, é refletida de forma imediata no sistema de vigilância, garantindo que o operador receba feedback visual sobre o funcionamento do motor e a área ao seu redor.
Para auxiliar na supervisão do sistema, foram instalados três sinaleiros que indicam o estado atual dos componentes. Zanotti (2023), destaca que quando o motor é ativado, um dos sinaleiros acende para sinalizar que o relé está comutando corretamente. Esses indicadores luminosos ajudaram a verificar a resposta do sistema durante os testes, permitindo que qualquer falha na comutação fosse detectada rapidamente.
A comunicação entre a câmera e o relé foi estabelecida de forma eficiente. O relé, ao receber o sinal de ativação do motor, interrompe temporariamente o sinal de vídeo da câmera ou o redireciona, dependendo da configuração utilizada. Cavalcante (2020), afirma que o sistema foi projetado para minimizar a interrupção no fluxo de dados, garantindo que a troca de estados não comprometa a transmissão de vídeo em tempo real.
A resposta do relé ao sinal de ativação do motor foi praticamente instantânea. Testes de tempo de resposta demonstraram que a comutação ocorre em frações de segundo, o que é crucial para o funcionamento integrado de sistemas de segurança. Ribeiro (2021), esclarece que a eficiência do relé garantiu que o sistema pudesse responder rapidamente a qualquer mudança no estado do motor, sem atrasos significativos na transmissão de dados.
Durante os testes, um dos principais desafios foi garantir a sincronização precisa entre o motor, o relé e a câmera. O tempo de ativação do relé precisava estar perfeitamente alinhado com a partida do motor para evitar falhas na transmissão. Correia (2022), afirma que esse problema pode ser resolvido ajustando os tempos de resposta no circuito do relé e utilizando uma fonte de alimentação dedicada para evitar quedas de tensão durante a ativação do motor.
Além do motor, o sistema foi testado utilizando cullens que simulam equipamentos industriais. Zanotti (2023), afirma que a comunicação entre o sistema de monitoramento e esses equipamentos funcionam de maneira eficaz, demonstrando a flexibilidade do protótipo para ser integrado a uma ampla gama de maquinários. Isso amplia o potencial do sistema, permitindo sua aplicação em cenários industriais complexos.
O funcionamento do sistema de monitoramento integrado com o motor demonstrou ser eficiente e confiável. Silva (2023), esclarece que a integração do relé como elemento chave na comutação do sinal da câmera garantiu que o monitoramento fosse influenciado de forma direta pelo estado do motor, permitindo uma automação prática e segura. Pastori, Rodolpho (2020), completa dizendo que o sucesso dos testes de estabilidade e sincronização destaca o potencial do sistema para ser utilizado em diversas aplicações, incluindo áreas de vigilância e controle industrial.
4.2 Eficiência da comunicação entre dispositivos e estabilidade da rede
A eficiência da comunicação entre dispositivos é crucial para o funcionamento adequado do sistema de monitoramento integrado com o motor. Este protótipo visa garantir que a comunicação entre todos os componentes seja fluida e sem interrupções, mesmo em condições desafiadoras. Fares (2021), destaca que a qualidade da transmissão de dados entre a câmera IP, o roteador e os conversores de fibra óptica desempenha um papel vital na estabilidade geral do sistema.
Os conversores de fibra óptica foram implementados para garantir a transmissão de dados em longas distâncias sem perda de qualidade. Durante os testes, os conversores de fibra mostraram uma alta eficiência na conversão e transmissão de dados entre a câmera IP e o roteador. Cavalcante (2020), afirma que mesmo a uma distância de até 20 km, o sinal de vídeo pode ser transmitida de forma clara e sem interrupções significativas, evidenciando a robustez da solução de fibra óptica.
Durante os testes, não foram observados problemas de interferência ou degradação do sinal, o que confirma a eficácia dos cabos na manutenção da integridade da transmissão de dados. Ribeiro (2021), informa que os patch cords CAT5E desempenharam um papel fundamental na conexão entre a câmera IP e o roteador. Com 1,5 metros de comprimento, esses cabos garantiram uma comunicação estável e eficiente sem perda significativa de dados.
Os resultados mostraram que o roteador manteve uma performance estável, com baixa latência e alta taxa de transferência de dados, mesmo durante períodos de alta demanda. O roteador foi configurado para gerenciar a rede e garantir a comunicação entre todos os dispositivos conectados. Ribeiro (2021), esclarece que a estabilidade da rede local é avaliada para verificar se o roteador consegue suportar a carga de dados proveniente da câmera IP e outros dispositivos sem sobrecarregar a rede.
O sistema demonstrou uma latência muito baixa, o que é essencial para garantir que o monitoramento em tempo real seja eficaz e que qualquer evento detectado seja exibido sem atrasos significativos. Durante os testes, a latência foi medida para garantir que o atraso entre a captura do vídeo pela câmera e a visualização no monitor fosse minimizado. Cavalcante (2020), afirma que a latência na transmissão de dados é um fator crítico para avaliar a eficiência do sistema.
Durante os testes, a qualidade do sinal foi mantida alta, e não foram observadas degradações significativas na imagem transmitida pela câmera, mesmo com a distância de até 20 km. Zanotti (2023), explica que embora os conversores de fibra óptica são eficazes em longas distâncias, a qualidade do sinal pode ser afetada por fatores externos, como interferências eletromagnéticas.
A análise revelou que as fontes de alimentação mantiveram uma entrega constante de energia, sem flutuações que pudessem impactar a comunicação de dados. As fontes de 24V e 12V foram projetadas para fornecer energia estável a todos os componentes do sistema. Silva (2023), destaca que a eficiência da fonte de alimentação garante que não haja variações na tensão que possam afetar o desempenho dos conversores de fibra ou da câmera IP.
A câmera IP VIP5280 IA foi testada em diferentes condições de iluminação e ambientes para avaliar sua capacidade de manter a qualidade do vídeo e a eficiência da comunicação com o roteador. Correia (2022), afirma que a câmera demonstra uma performance consistente, independentemente das condições externas, e a qualidade da transmissão permaneceu alta, garantindo que o sistema de monitoramento funcione de maneira confiável em diversas situações.
Foram implementadas medidas de segurança, como criptografia e autenticação, para proteger os dados transmitidos e evitar qualquer acesso não autorizado. Os testes confirmaram que as medidas de segurança foram eficazes, mantendo a integridade e a confidencialidade dos dados transmitidos pela rede. Cavalcante (2020), destaca que a segurança na transmissão de dados entre a câmera IP e o roteador é uma consideração importante.
5. CONSIDERAÇÕES FINAIS
O protótipo de integração entre um sistema de monitoramento por câmera IP e um motor controlado por partida direta demonstrou ser uma solução eficaz e inovadora, com resultados positivos em termos de automação e controle de segurança. A integração de um relé de 24V para comutar o sinal da câmera, em resposta ao acionamento do motor, permitiu uma automação prática e eficiente, respondendo de forma rápida e sincronizada a mudanças no estado do motor.
A comunicação entre os dispositivos foi estável e eficiente, com o uso de conversores de fibra óptica e cabos CAT5E garantindo a transmissão de dados de alta qualidade, mesmo em distâncias de até 20 km. O sistema mostrou baixa latência, com transmissão de vídeo em tempo real sem interrupções, o que é essencial para aplicações de vigilância e controle industrial.
Apesar de alguns desafios iniciais, como a interferência elétrica e a necessidade de ajustes na sincronização entre os componentes, o protótipo foi capaz de superar esses obstáculos por meio de melhorias no isolamento dos cabos e na configuração do relé. Além disso, os testes de durabilidade e sobrecarga reforçaram a robustez e confiabilidade do sistema em operação contínua.
Portanto, o sistema desenvolvido oferece uma integração eficiente entre automação industrial e monitoramento de segurança, com potencial para ser aplicado em diversos ambientes que exigem controle automatizado e vigilância constante. A flexibilidade do protótipo, aliada à sua eficiência energética e capacidade de atualização, garante que ele possa ser adaptado a diferentes contextos e demandas tecnológicas futuras.
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1 Graduando em Bacharelado em Engenharia elétrica, pela Universidade Nilton Lins. E-mail: daniel.l.d.a.209@gmail.com
2 Msc. em Ciências do Ambiente e Sustentabilidade na Amazônia, Orientadora do Curso de em Engenharia elétrica, pela Universidade Nilton Lins. E-mail: roliveira@niltonlins.br