Resumo da Revista Robótica 76

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.pt 76 3º TRIMESTRE número 76 | trimestral | portugal 9.50 ARTIGOS TÉCNICOS . Robotic Setup for Medical Applications . Multi-Camera Active Perception System with Variable Image Perspective for Mobile Robot Navigation . Robust Real-Time Digital Control for Differential Mobile Robots . Resolving Inconsistencies using Multi-agent Sensor Systems COLUNA: SOCIEDADE PORTUGUESA DE ROBÓTICA . O transporte personalizado público DOSSIER: INDÚSTRIA DO PROCESSO DA ÁGUA . Sensores nas ETAR´s . Sistemas de abastecimento e tratamento de água . Economia de custos através da utilização de Conversores de Frequência inteligentes . Tratamento de Águas: a importância da redundância no seu sistema REPORTAGEM . Convívio e competição na 9.ª edição do Festival Nacional de Robótica . Logística Global recebe missões empresariais internacionais . 25 anos dos modernos casquilhos deslizantes em polímeros . Soluções personalizadas completas para sistemas integrados, oferecidas por um só distribuidor ENTREVISTA . ATEC - Academia de Informação: “Investir na formação é investir no futuro do país” TABELA COMPARATIVA . Bombas submersíveis www.coimbraiparque.pt 2009

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Revista tecnico-cientifica de automação, controlo e insrumentação

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.pt

763º TRIMESTRE

número 76 | trimestral | portugal 9.50

ARTIGOS TÉCNICOS. Robotic Setup for Medical Applications. Multi-Camera Active Perception System with

Variable Image Perspective for Mobile Robot Navigation

. Robust Real-Time Digital Control for Differential Mobile Robots

. Resolving Inconsistencies using Multi-agent Sensor Systems

COLUNA: SOCIEDADE PORTUGUESA DE ROBÓTICA. O transporte personalizado público

DOSSIER: INDÚSTRIA DO PROCESSO DA ÁGUA. Sensores nas ETAR´s. Sistemas de abastecimento e tratamento de água. Economia de custos através da utilização de

Conversores de Frequência inteligentes. Tratamento de Águas: a importância da

redundância no seu sistema

REPORTAGEM . Convívio e competição na 9.ª edição do Festival

Nacional de Robótica . Logística Global recebe missões empresariais

internacionais . 25 anos dos modernos casquilhos deslizantes em

polímeros. Soluções personalizadas completas para sistemas

integrados, oferecidas por um só distribuidor

ENTREVISTA . ATEC - Academia de Informação: “Investir na

formação é investir no futuro do país”

TABELA COMPARATIVA . Bombas submersíveis

www.coimbraiparque.pt

2009

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PUBLICAÇÃO PERIÓDICA: Registo n.º 113164

ISBN: 152701/00

ISSN: 0874-9019

TIRAGEM: 5000 exemplares

Os trabalhos assinados são da

exclusiva responsabilidade dos seus autores

SUMÁRIO

2 EDITORIAL Novos desafios 8 ARTIGOS TÉCNICOS [4] Robotic Setup for Medical Applications [8] Multi-Camera Active Perception System with Variable Image Perspective for Mobile Robot Navigation [16] Robust Real-Time Digital Control for Differential Mobile Robots [22] Resolving Inconsistencies using Multi-agent Sensor Systems

28 COLUNA: SOCIEDADE PORTUGUESA DE ROBÓTICA O transporte personalizado público

30 ESPAÇO QUALIDADE Máquinas e Pessoas – uma questão de relacionamento

32 ACTUALIDADE Notícias da Indústria

40 DOSSIER Indústria do Processo da Água

56 INFORMAÇÃO TÉCNICO-COMERCIAL [56] BRESIMAR: Automação Inteligente para o sector das águas e estações de tratamento de águas residuais [58] NESSIE: Nessie implementa dispositivo de Alerta de Segurança na Barragem de Alqueva [60] SIEMENS: Gestão, exploração e tratamento eficientes dos recursos hídricos [66] WEIDMüLLER: Nova geração da Ferramenta de descarne Stripax®

[68] IGUS: Módulos de articulações para robôs [70] OMRON: Novo sistema Xpectia FZ3: “uma visão avançada” [72] SEW-EURODRIvE: Gateway para comunicação eficiente [82] PROSISTAv: Novos standards para a indústria da automação [84] WEIDMüLLER: Relés de segurança “WRS 24V DC SIL 3” [86] PILZ: Mini Multi-PNOZ mm0p, compacto e configurável [87] SEW-EURODRIvE: Ficha Prática [88] REIMAN: HIWIN mais próxima de si [90] SCHMERSAL: Higiene na interface Homem-Máquina [92] M&M ENGENHARIA: EPLAN Data Portal acelera a execução dos seus projectos [94] BONFITEC: Última geração de caixa de transmissão helicoidal com eixo cónico paralelo 64 PUBLI-REPORTAGEM [64] ACCIONA Agua: Portugal possui várias das estações de tratamento de águas mais respeitáveis da Europa

74 REPORTAGEM [74] Convívio e competição na 9.ª edição do Festival Nacional de Robótica [76] Logística Global recebe missões empresariais internacionais [78] igus: 25 anos dos modernos casquilhos deslizantes em polímeros [80] Rutronik: Soluções personalizadas completas para sistemas integrados, oferecidas por um só distribuidor

96 ENTREvISTA: ATEC - ACADEMIA DE FORMAÇÃO “Investir na formação é investir no futuro do país”

100 TABELA COMPARATIvA Bombas Submersíveis

102 BIBLIOGRAFIA

104 PRODUTOS E TECNOLOGIAS Novidades da Indústria

122 FEIRAS E CONFERÊNCIAS Calendário

124 FEIRAS Eventos e Formação

128 LINKS Controlo 2010 em Coimbra

APOIO À CAPA

Nova geração da Ferramenta de descarne Stripax® da Weidmüller

Com o stripax® – o original – a Weidmüller apresenta a quarta geração da ferramenta de descarne

de renome, novamente definindo os novos padrões no corte e descarne económico e preciso de

condutores. Toda a informação no artigo da página 66.

wEIDMüLLER – SISTEMAS DE INTERFACE, S.A.

Tel.: +351 214 459 190 . Fax: +351 214 455 871

[email protected] . www.weidmuller.pt

[ FICHA TÉCNICA ]

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D A M E S A D O D I R E C T O R

2[ ] �������������������������������������robótica

J. Norberto Pires Prof. da Universidade de CoimbraCEO do Coimbra Inovação Parque

Novos desafios

As cidades têm um papel fundamental na economia do século XXI. Se desenvolveram a sua capaci-dade para atrair e fixar pessoas, aliando-as a infra-estruturas bem pensadas e de qualidade, podem constituir verdadeiros pólos de desenvolvimento do país. A associação em rede com outras cidades permitirá desenvolver zonas metropolitanas alargadas com serviços coordenados e complementares, condições de vida atractivas e elementos diferenciadores que constituam mais-valias para a vida das pessoas e das empresas. É importante que as cidades percebam que têm de se organizar para estabelecer nas pessoas a ideia simples: tenho de estar aqui porque viver aqui é excitante.

No cenário actual de enormes dificuldades financeiras e económicas, o foco está a ser colocado na capacidade de criar valor tendo por base as competências que fomos capazes de desenvolver, as sinergias e redes que fomos capazes de colocar no terreno, bem como as infra-estruturas de suporte que soubemos planear e construir. Isso constitui uma mais-valia sólida que permite perspectivar o futuro de forma sustentável.

Para além disso, é necessário adoptar uma atitude mais proactiva na promoção da criatividade e do empreendedorismo na população em geral, e nos mais novos em particular, com o objectivo de criar a consciência colectiva da necessidade de esforço, iniciativa pessoal e original como forma de encarar a vida e planear o futuro. Este esforço é particularmente necessário junto de escolas secundárias onde é importante fazer chegar o exemplo de empreendedores e respectivos trajectos de vida, bem como demonstrar formas alternativas e originais de trabalhar, para que os jovens possam alargar horizontes e se apercebam que dependem de si e do que aprenderam. É preciso que eles percebam que o seu futuro depende da qualidade da educação que tiveram, mas também, em grande medida, da sua atitude perante a vida. Será esse binómio que lhes permitirá aproveitar as oportunidades que a vida lhes proporcionará, mas também criar as suas próprias oportunidades, seja por conta própria ou por conta de outrem. Os cursos de empreendedorismo, o contacto com empresas inovadoras e a relação das escolas com a Universidade e centros de saber, são ainda mais críticos nestas faixas etárias.

É importante perceber que tudo isto tem de ser interligado para que a atractividade do país aumente.

Estes objectivos devem ser materializados procurando coordenar as valências já existentes no pais, fazendo parcerias com parceiros nacionais e internacionais, de experiência e resultados demonstra-dos, no sentido de garantir uma organização simples e eficaz, procurando financiamento público e privado como forma de alargar a sua actividade.

É preciso também coordenar os espaços industriais do país, planear o seu desenvolvimento e ser capaz de criar e manter a rede de parcerias com todos os elementos do ecossistema de inovação e criatividade do pais. Captar investimentos participando nos eventos, fóruns, organizações e certames onde se apresente Coimbra como uma opção de qualidade para o investimento na área industrial, dando a todos os pedidos a resposta adequada e acompanhando a respectiva instalação no pais.

É preciso ainda ser proactivo na ligação com a cultura, pois uma cidade atractiva tem de ser excitante do ponto de vista cultural, multifa-cetada e cosmopolita, sabendo que esses são elementos chave para fixar pessoas de qualidade que procuram locais interessantes para as suas empresas, mas também para viver.

É preciso promover as necessárias ligações à educação, através das escolas, promovendo o espírito empresarial e empreendedor, como forma de alertar os mais novos para os novos tempos em que muito se espera dessa nossa capacidade.

É preciso ainda uma ligação evidente ao turismo porque muitos dos que nos visitam são empre-sários e devem levar uma imagem de um país diferente, capaz de acolher e ser o palco ideal das boas iniciativas empresariais que colocam o foco em recursos humanos de qualidade, na ligação aos centros de saber e na investigação em consórcio.

É esta estratégia conjunta, que une e tira partido das várias valências do pais, que tornará Portugal atractivo para o investimento estrangeiro de qualidade que é necessariamente aquele que aposta nas nossas capacidades e as usa como vantagem competitiva. Apostar em nós próprios, numa lógica de dentro para dentro, tendo como objectivo fixar as boas iniciativas, é a melhor forma de ser atractivo e apostar nas iniciativas de fora para dentro (investimento estrangeiro) mas também de reforçar a nossa capacidade de colocar no mercado internacional aquilo que fazemos (de dentro para fora).

Dá que pensar, não é?

J. Norberto Pires

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[ ]4 �������������������������������������robótica

and is connected by a CAN bus to a PC (Intel® CoreTM 2 Duo at 2.13GHz) running RTAI Linux. For simulation purposes, the WAM® can be replaced by its simulator providing a noiseless and well defined environment for testing and development. A screenshot of the simulator is depicted in Fig. 1(c). The simulation takes into account the real robot dynamic and kinematic parameters, including: link size, mass and inertia parameters. Based in the

AbstrAct The paper presents a robotic setup for medical applications developed at the Institute of Systems and Robotics – University of Coimbra. Computed torque control, feedback linearization and operational space techniques are used to develop a telemanipulation system with haptic force feedback. The operational space control has a position-position teleoperation architecture with a haptic device in the loop. Based on position commands, the Cartesian dimensions are controlled by a decoupled plant powered by multiple Active Observers (AOBs), whichprovide model reference adaptive control. In addition, an active impedance control scheme for comanipulation tasks is described following the same decoupled control structure. The system devices as well as the involved communication protocols are discussed. Finally, the developed software architecture that integrates the different system components is presented.Keywords:Telemanipulation, haptics, telepresence, comanipulation robot, active observer, impedance.

I. INtrODUctIONThe impact of robotic systems in surgery promises to be comparable to the manufacturing robots in industrial production. Surgical robots and robotic systems may be seen as “smart” surgical tools that enable surgeons to treat individual patients with improved efficacy, greater safety, and less morbidity then would be possible otherwise [1]. The goal of medical robotics is not to replace the physician by a robot, but to provide a new set of versatile tools to treat patients in a faster and better way.

Surgical robots can be grouped into two main groups: 1) surgeon extenders, which are operated directly by the surgeon, augmenting and enhancing the ability to manipulate surgical instruments. Examples include the Intuitive Surgical DaVinci system [2], the Zeus system, the ROBODOC system for jointreplacement surgery [3], [4] and the Accuracy Cyberknife for radio-surgery [5]. 2) auxiliary surgical tools [6]. In this group, robots generally work side-by-side with the surgeon and perform such functions as endoscope holding or retraction and automatic laparoscopic camera guidance [7]. These systems typically provide one or more direct control interfaces such as joysticks, head trackers or voice control. However, there have been some efforts to make these systems more autonomous to require less surgeon control. The paper describes a robotic setup for medical applications addressing telemanipulation and comanipulation paradigms. It is organized as follows. Sections II and III describe the experimental setup and the software architecture, respectively. Sections IV and V discuss telemanipulation and comanipulation, focusing in computed torque control techniques. Finally the conclusions are summarized in Section VI.

II. EXPErIMENtAL sEtUPFigure 1 shows the main components of the master and slave stations. The master station has a Phantom Desktop haptic device, with 6-DOF position/orientation outputs and 3-DOF force inputs (see Fig. 1(a)). The slave station depicted in Fig. 1(b) has the WAM® medical robot, which is a lightweightanthropomorphic arm with 7 Degrees of Freedom (DOF). Since almost all joints are cable driven (only the last one has gears) the robot has almost zero backlash and is highly backdrivable. All of these characteristics make the WAM® an excellent platform for force control and human interaction applications. To measure the contact forces and moments, a JR3 force sensor is attached to the robot end-effector. The robot is joint-torque controlled

rObOtIc sEtUP fOr MEDIcAL APPLIcAtIONs

Pedro Queirós, Cristóvão Sousa, Rui Cortesão Institute of Systems and Robotics,

University of Coimbra, [email protected], [email protected], [email protected]

This work was partially supported by the Portuguese Science and Technology Foundation FCT project number PTDC/EEA-ACR/72253/2006 and by the FCT

National Program for Scientific Re-Equipment, REEQ/1113/EEI/2005

a) b)

c)

Figure 1 . Master and slave stations. a) Phantom Desktop haptic device. b) Robot manipulator WAM®

7-DOF with a JR3 force sensor at the end-effector. c) WAM® simulator screenshot.

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[ ]8 �������������������������������������robótica

Multi-CaMera aCtive PerCePtion SySteM withvariable iMage PerSPeCtive for Mobile robot navigation

M. Oliveira, V. SantosMember, IEEE

Department of Mechanical EngineeringUniversity of Aveiro, Portugal

{mriem, vitor}@ua.pt

abStraCtThis paper describes a system and associated procedures to efficiently manage and integrate dynamic multi-perspective images for robot navigation on a road-like environment. A multi-camera device atop a pan-and-tilt unit has been conceived for enhanced perception and navigation capabilities. These capabilities will cover for active perception, dynamic tracking, foveated vision and, possibly in the future, stereo perception. Due to the large variation of points of view, the vision unit generates images with verydifferent perspectives distortions which inhibit image usage without geometric correction either for image fusion or geometric evaluation of targets and objects to track. By using a versatile kinematics model and efficient multi-camera remapping techniques, a procedure was developed to reliably detect the road and features. The systems is now capable of generating a bird view of the road from several images with different perspectives, in under 30 ms on a 1.8GHz Dual Core machine, enabling the application of this technique in real time navigation systems.

i. introDuCtionIn the context of the Portuguese Robotics Open (Festival Nacional de Robótica) competition of Autonomous Driving [1][2], several issues arise when robot navigation is to be performed solely based on vision. The main goal of the contest is to traverse a road-like track seeded with several ad-ditional difficulties such as a zebra crossing area, a mid-road dashed line, traffic lights and other limiting demands (Figure 1). Fast and reliable execu-tion of this task using vision requires large amounts of image acquisitionand processing both to mind the road and to perceive other information such as signs and indications, and even unknown obstacles. A single fixed camera with common optics makes the task fairly complex due to the wide field to be observed, so the solution often ends up in using two or more cameras to split the perception focus and keep the desired pace of fast motion with safety and respect for signs and other directives.

Figure 1 . Autonomous Driving competition environment.

When using limited or fixed cameras, the navigation problem is further increased for some types of maneuvers such as parking on a delimited area; it is clear that when reaching immediately above the delimited area theperception is much more difficult because the target vanishes and no references exist to track. Another example might be what may be called dynamic tracking which occurs when the target (obviously) moves but also the tracking system moves with its own motion law, increasing the complexity of the overall relative motion. An example of this problem is car overcoming on real roads.

The tracking problem in wide fields is by itself a demanding issue due to the tradeoff between image detail and speed of processing. Current trends [3][4] are converging into foveated vision where attention mechanisms operate on a low resolution wide field image and tele-lenses, or other

Figure 2 . Atlas MV Robot with the multi-camera perception unit.

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[ ]9�������������������������������������robótica

higher resolution sources, permit target verification or analysis. This multi-camera system requires its own orientation capabilities using pan and/or tilt degrees of freedom, and is mounted in the frontal part of a mobile robot for the Autonomous Driving competition (Figure 2).

In summary, perception with multi-camera and multi focal length lenses definitely makes the vision process extremely complex due to the innumer-ous ways in which images are distorted by perspective. Mainly two im-portant reasons exist to undistort image perspective and regain calibrated and Cartesian representation of the environment (at least approximately): to combine or merge images with highly variable points of views, and to perceive a constant geometry of objects and targets during the activeperception task.

The remainder of the paper describes the multi-camera perception unit developed, including the camera calibration issues; then a general geomet-ric model for this kind of unit is derived, and finally the text explains thesparse image processing technique that results from image remapping followed by results and future perspectives.

II. MULTI-CAMERA ACTIVE PERCEPTION UNITThe multi-camera perception unit developed includes four cameras and a servo actuated pan and tilt unit, as shown on Figure 3. The pan and tilt is controlled through RS232 serial protocol. It presents a pan range of ap-proximately 270 degrees, and a tilt range of around 90 degrees.

Figure 3 . Multi-camera active perception unit.

Two of the cameras, Cam0 and Cam

1, are positioned on the far sides of the

unit, and are equipped with 2.1 mm focal length wide angle lenses. They are intended solely for navigation and should therefore provide a completeview of the road’s entire width. For these two cameras, the supporting structure allows to position the following parameters: vergence, torsion about the principal axis and distance to the unit’s centre.

Figure 4 . Positioning of camera at the end of the PTU arm.

Cam2 and Cam

3 add up to define a foveated system. Cam

2 is also equipped

with a wide angle lens. It’s intended to have a wide field of view so that it can effectively search for known objects of interest. It is also called theperipheral camera. Aligned on the same vertical axis is Cam

3, whose

large focal distance lens allows the extraction of a high detail view of a particular object. This is also called the foveated camera. Figure 5 shows the peripheral/foveated cameras setup in more detail as well as a couple of example images of both the peripheral and the foveated camera.

Figure 5 . Foveated unit and examples of associated images.

For the purpose of navigation and more precise geometric evaluation of the environment, each camera undergoes a camera distortion correction namely barrel and similar intrinsic issues. The procedure uses the classic chessboard approach available in several software packages, as in the OpenCV libraries [5] used in this project. For each camera an intrinsic constant matrix K is obtained experimentally to be used further in the perspective projection transform.

III. THE PTU KINEMATICS MODELThe pan-and-tilt system plus its cameras can be described as a set of several kinematics open chains and can therefore be modeled using the Denavit-Hartenberg (DH) notation for serial open kinematics chains [6]. For the sake of simplicity and conciseness, only one kinematics chain model is described in detail. The other are easily derived from this one, as mentioned further.

Figure 6 . Kinematics chain for the “left” part of the PTU.

Each “link” in the kinematics chain can be described by 4 parameters where usually only one is variable. Figure 6 illustrates the main kinemat-ics chain where the camera lies at the end of the link with its optical axis aligned with the Z axis of the last coordinate system and its focal plane onthe XY plane of this last coordinate frame too; only some more relevant coordinate frames are shown. The angle θ

1 is the pan angle, θ

2 is the tilt

RS232 serial protocol. It presents a pan range of

approximately 270 degrees, and a tilt range of around 90

degrees.

Figure 3 -Multi-camera active perception unit.

Two of the cameras, Cam0 and Cam1, are positioned on

the far sides of the unit, and are equipped with 2.1 mm

focal length wide angle lenses. They are intended solely

for navigation and should therefore provide a complete

view of the road’s entire width. For these two cameras, the

supporting structure allows to position the following

parameters: vergence, torsion about the principal axis and

distance to the unit’s centre.

Figure 4 - Positioning of camera at the end of the PTU arm.

Cam2 and Cam3 add up to define a foveated system.

Cam2 is also equipped with a wide angle lens. It’s intended

to have a wide field of view so that it can effectively

search for known objects of interest. It is also called the

peripheral camera. Aligned on the same vertical axis is

Cam3, whose large focal distance lens allows the extraction

of a high detail view of a particular object. This is also

called the foveated camera. Figure 5 shows the

peripheral/foveated cameras setup in more detail as well as

a couple of example images of both the peripheral and the

foveated camera.

For the purpose of navigation and more precise

geometric evaluation of the environment, each camera

undergoes a camera distortion correction namely barrel

and similar intrinsic issues. The procedure uses the classic

chessboard approach available in several software

packages, as in the OpenCV libraries IX used in this

project. For each camera an intrinsic constant matrix K is

obtained experimentally to be used further in the

perspective projection transform.

Figure 5 - Foveated unit and examples of associated images.

III. THE PTU KINEMATICS MODEL

The pan-and-tilt system plus its cameras can be

described as a set of several kinematics open chains and

can therefore be modeled using the Denavit-Hartenberg

(DH) notation for serial open kinematics chains IX. For the

sake of simplicity and conciseness, only one kinematics

chain model is described in detail. The other are easily

derived from this one, as mentioned further.

- 5

0

5 - 5

0

50

1

2

3

4

5

θ1

θ2

θ5

θ6

d4

L1

L5 L6

L2

L3

Figure 6 - Kinematics chain for the “left” part of the PTU

Each “link” in the kinematics chain can be described by

4 parameters where usually only one is variable. Figure 6

illustrates the main kinematics chain where the camera lies

at the end of the link with its optical axis aligned with the

Z axis of the last coordinate system and its focal plane on

the XY plane of this last coordinate frame too; only some

more relevant coordinate frames are shown. The angle θ1 is

the pan angle, θ2 is the tilt angle, θ5 is the camera vergence

(normally fixed in run-time), and θ6 accounts for possible

camera roll around its optical axis (normally zero). From

the lengths shown (L1, L2, L3, d4, L5, L6), only d4 was made

adjustable on the hardware. From Figure 6 the following

Denavit-Hartenberg parameters can be obtained:

Link

i

θi li di αi

1 θ1 0 L1 π/2

2 θ2+ π/2 L2 0 0

3 –π/2 L3 0 π

4 0 0 d4 π/2

5 θ5+ π/2 0 L5 π/2

6 θ6 0 L6 0

Table 1 - D-H parameters for one kinematics chain of the PTU

The geometric transformation from the PTU base

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[ ]16 �������������������������������������robótica

Robust Real-time Digital ContRol foR DiffeRential mobile Robots

João Monteiro* and Rui RochaISR – Institute of Systems and Robotics

Department of Electrical and Computer EngineeringUniversity of Coimbra, Portugal

[email protected], [email protected]

abstRaCtThis article formulates the robust digital control of a differential mobile robot, including trajectory planning and real-time requirements. Pose stability convergence is used in order to meet high demanding timing restrictions and immediate responsiveness. A special emphasis has been put on the design of a robust controller, which is not only suitable for any robotic platform with differential kinematics but also can accommodate, through adaptive control, uncertainty regarding the platform’s dynamic parameters. The pose estimation in the controller’s feedback is achieved through the sensor fusion between odometry and vision in a high sampling rate Kalman filter. The controller is implemented in a real-time kernel, which allows to respond accurately, with high predictability.Experimental results obtained with small-sized soccer player robots demonstrate this high performance.

i. intRoDuCtionTrajectory planning and execution are well known tasks to be performed by mobile robots. Its importance aroused in the past from the need to replace humans when performing either complex or dangerous tasks, mainly in industrial environments. Nowadays, the capabilities and ap-plications of mobile robots are far more general and more complex tasks pose more demanding control requirements within trajectory execution, including high responsiveness and predictability. Robot soccer might be used as a testbed to enact most of these requirements on an amusing environment and evaluate solutions to important robotic problems such as control, perception, intelligent systems, etc. Therefore, a robot-soccer team has been used as testbed to study and validate the motion controller described within this article. This controller’s project consists of two main parts: 1) the digital controller, and 2) the real-time system.

Extensive work has been done on control of differential mobile robots. For instance, [1] presents a generic controller wherein pose estimation is extracted from the robot’s kinematics, and an adaptive control block is introduced to deal with modelling errors. In [3], a Lyapunov based nonlinearkinematic controller is presented where the influence of the control parameters is studied, without giving emphasis to modelling errors. The approach proposed herein brings together the simplicity of the Lyapunov mathematical laws, the adaptive control concept to deal with modelling errors and proper fusion of two sensorial data – vision and odometry – for robust pose estimation [4].

Besides addressing the control issue, this article also describes a real-time system to complement the developed control module, so that it is able to fulfill pre-defined timing constraints. A considerable number of approaches such as [7] and [8] evidence the need of integrating a real-time system in robot control.

The modularity of the proposed control scheme makes easier its integration with higher level software modules for intelligent perception and actuation of the robot, based on either reference velocity vectors (magnitude and angle) or target poses within the environment.

Figure 1 . Representation of qc and q

d.

ii. PRoblem foRmulationIt is desired that, given a target pose, the robot can be able to plan its trajectory, execute it, and make its pose converge to a stable state with minimum error. Obstacle avoidance is considered to be performed by a higher level software module, capable of perceiving the world using vision data. Within the testbed robot soccer team, once an object is detected near the robot by the tactic software module, it immediately changes the target point of the robot to an obstacle-free destination pose. So, the problem to be solved by the controller described herein is the following:• Given a desired pose vectorq

d = [x

d y

d h

d], a velocity vector with

magnitude vmod

and direction qv , and also the current pose of the robot

q = [x y h], a trajectory must be planned so that the robot can reach qd

with minimal pose error qe = [x

e y

e h

e] oriented by q

v .

In order to deal with this problem, a digital control with a simple, yet

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[ ]21�������������������������������������robótica

controller. These remarkable results allow the robot to precisely reach a desired target point and proceed to the next one with high precision.

Figure 6 . Robot-soccer player robot.

Figure 7 . Instruction setTrajectory – case 1: Start point is the far left robot representation and the

final one is the same as the start point.

As for task activation times, the observed values possess an average value of 10ms. These times are perfectly acceptable for the application. These practical results demonstrate that the system’s timing requirements are successfully met.

Vi. eXPeRimental ResultsA high number of experimental results with the robot on the field (see Fig. 6) were carried out in order to validate the proposed real-time controller. The following results were achieved by setting target points on the field which the mobile robot had to reach. The images represent screenshots of the developed visualization tool that depicts an on-line virtual repre-sentation of what is happening on the (real) field. It only receives data from the robot to update the image. Red dots represent the virtual points associated with the planned trajectory, white dots the actual (real) trajec-tory performed by the robot and the blue mark the real representation of the robot when a target is reached. The final position is not represented. As it can be seen from both Fig. 7 and 8, the robot accurately follows the self-planned virtual point paths, which validates not only the devel-oped controller approach but also the trajectory planning capability. It is important however to underline that the virtual point path plan is made accordingly with a velocity vector with no stop point defined (visible by the red dots that go farther than the desired point to achieve. The stop point is detected by the setTrajectory task, which is periodically checking the distance to the desired point.

Figure 8 . Instruction setTrajectory – case 2: Start point is the far left robot representation and the

final position is the far right white dot.

The system is very accurate even in the presence of sensor noise. It is capable of reconfiguring the trajectory if it is placed elsewhere on the environment during the motion execution, due to the effective pose error elimination accomplished by the controller.

The real-time system allows to attain dynamic responsiveness and task scheduling. For instance, due to the robust projected task priority system, the controller runs in parallel with the setTrajectory task which, in turn, checks periodically the distance left to the target point. The robot accu-rately switches the movement to reach the next target point, as soon as the actual target point accomplishment is detected.

Vii. ConClusionA real-time controller for pose error elimination of differential mobile robots was developed, which includes a trajectory planning algorithm. In the controller’s theoretical formulation, particular emphasis was given to the design of a generic control scheme, robust against errors in the estimation of the robot’s dynamic parameters. The projection of the real-time system was made so that specific timing constraints were also met. Experimental results obtained on a real mobile robot reveal that the proposed approach is not only valid but also robust. It allows the robot to correct its trajectory, leading it to converge to the desired pose.

RefeRenCes

[1] GholipourA.,YazdanpanahM.J.,Dynamictrackingcontrolofnonholonomicmobilerobotwith model reference adaptation for uncertain parameters, in proc. ECC2003: European Control Conference, Cambridge, UK, Sep. 2003.

[2] M. Vidygascar, Nonlinear Systems Analysis, Prentice Hall, New Jersey, NJ; 1993.[3] Kanayama,Y.,Kimura,Y.,Miyazaki,F.,andNoguchi,T.,“AStableTrackingControlMethod

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[5] D.Wang,GuangyanXu,”FullStateTrackingandInternalDynamicsofNonHolonomicWheeled Mobile Robots”, in Proc. of the American control Conference, June, 2000, pp. 3274 - 3278.

[6] A. Martinelli, R. Siegwart, Estimating the Odometry Error of a Mobile Robot During Navigation, in Proc. of European Conference on Mobile Robots, ECMR03.

[7] R.Pissard-Gibollet1,K.Kapellos1,P.Rives1Contact,J.J.Borrelly1,“Real-timeprogram-ming of mobile robot actions using advanced control techniques”, Springer Berlin / Heidelberg 1997

[8] H.Burkhard,“Real timecontrol forautonomousmobilerobots”,Fundamenta Infor-maticae, IOS Press Amsterdam, Netherlands, 2002, pp. 251 - 270.

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Resolving inconsistencies using Multi-agent sensoR systeMs

Ruben Benkmann, Uwe-Philipp Käppeler, Oliver Zweigle, Reinhard Lafrenz, Paul Levi

Institute of Parallel and Distributed Systems (IPVS) University of Stuttgart

abstRactAgents acting in physical space use perception in combination with their own world models and shared context models to orient. The shared context models have to be adapted permanently to the conditions of the real world. If a measurement of an agent’s sensor does not fit to the corresponding data in the shared context model the system contains an inconsistency. In this case it is necessary to decide whether the reason for the discrepancy is a change in the real world or a measurement error. If there is a change in the real world the shared context model has to be corrected. A single agent can hardly answer this question using its local world model.This work describes the scenario of a context model that is shared with and updated by many agents that possess one or more sensors. In occurrence of an inconsistency it is possible to call other agents to validate a measurement. The functions to call the other agents are provided by the Nexus platform, a federation of systems that manages users and objects in shared dynamic context models. The study reported in this paper evaluates procedures that combine a multitude of measurements to a single result that canbe integrated in the shared context model. The statistically optimized procedure based on ratings of the participating agents is enhanced using scaled weighted arithmetic means which prevents the system from running into singularities caused by the feedback from the ratings. The method is combined with an additional preprocessing based on fuzzy clustering that detects aberrant measurements which can be excluded from further processing.

i. MotivationThe main objective of the Nexus Center of Excellence is the definition and realization of dynamic shared context models for context-aware applica-tions. In this scope, issues concerning communication, information man-agement, methods for model representation and sensor data integrationare covered. Based on these digital world models, new innovative appli-cations become possible, which can access information of the real world originating from sensors and additional, aggregated information. We cur-rently witness the rapid proliferation of different kinds of sensor systems. These systems allow the acquisition of context information and make the integration of the sensor data an important research aspect. Open ques-tions are which sensors are suitable for providing context information to the world model with as little redundancy as possible. The problem in updating the world models by sensor measurements is to reduce uncer-tainty and inconsistency.

If a local world model of an application or agent conflicts with data in the shared context model the system contains an inconsistency. It is hard to decide, whether the data of one single local world model based on sensor data is erroneous or if the shared world model is out of date and needs a correction. If the application needs to be sure about this specific information to work properly, the inconsistency needs to be resolved. One solution to this problem is to repeat the measurement with different sensors and to reduce uncertainty by redundancy. Methods to address other agents with access to sensors and to communicate the sensor data are provided by the Nexus Platform. The study described in this paper examines methods to statistically optimize the reduction of uncertainty where only a few meas-urements of corresponding physical values are available. This is necessary to make relevant contributions to the shared world model, maintaining a high degree of reliability while keeping costs and expenditure of timewithin an acceptable range.

ii. neXus PlatFoRM anD agent negotiationThis section gives an overview of the architecture of the nexus platform and the process of the agent negotiation to exchange sensor data. More details are described in [1]. The Nexus platform provides methods to detectinconsistencies between models, to call agents and start the negotiation about measurements.

The goal of the Nexus Platform is to support all kinds of context-aware ap-plications by providing a shared global world-context model. To achieve this goal, the platform federates local context models from so-called context servers. The local models contain different types of context information: representations of real world objects like streets, rooms or persons and virtual objects that link to digital information spaces. Sensors keep the data of local context models up to date (e.g. the position of a person).

Resolving Inconsistencies using Multi-agent Sensor Systems

Ruben Benkmann, Uwe-Philipp Kappeler, Oliver Zweigle, Reinhard Lafrenz, Paul LeviInstitute of Parallel and Distributed Systems (IPVS)

University of Stuttgart, Universitatsstraße 38, 70569 Stuttgart

Abstract— Agents acting in physical space use perceptionin combination with their own world models and sharedcontext models to orient. The shared context models have tobe adapted permanently to the conditions of the real world.If a measurement of an agent’s sensor does not fit to thecorresponding data in the shared context model the systemcontains an inconsistency. In this case it is necessary to decidewhether the reason for the discrepancy is a change in the realworld or a measurement error. If there is a change in thereal world the shared context model has to be corrected. Asingle agent can hardly answer this question using its localworld model.

This work describes the scenario of a context model thatis shared with and updated by many agents that possessone or more sensors. In occurrence of an inconsistency itis possible to call other agents to validate a measurement.The functions to call the other agents are provided by theNexus platform, a federation of systems that manages usersand objects in shared dynamic context models. The studyreported in this paper evaluates procedures that combinea multitude of measurements to a single result that canbe integrated in the shared context model. The statisticallyoptimized procedure based on ratings of the participatingagents is enhanced using scaled weighted arithmetic meanswhich prevents the system from running into singularitiescaused by the feedback from the ratings. The method iscombined with an additional preprocessing based on fuzzyclustering that detects aberrant measurements which can beexcluded from further processing.

I. MOTIVATION

The main objective of the Nexus Center of Excellenceis the definition and realization of dynamic shared contextmodels for context-aware applications. In this scope, is-sues concerning communication, information management,methods for model representation and sensor data integra-tion are covered. Based on these digital world models, newinnovative applications become possible, which can accessinformation of the real world originating from sensors andadditional, aggregated information. We currently witnessthe rapid proliferation of different kinds of sensor systems.These systems allow the acquisition of context informationand make the integration of the sensor data an importantresearch aspect. Open questions are which sensors aresuitable for providing context information to the worldmodel with as little redundancy as possible. The problemin updating the world models by sensor measurements isto reduce uncertainty and inconsistency.

If a local world model of an application or agentconflicts with data in the shared context model the systemcontains an inconsistency. It is hard to decide, whether thedata of one single local world model based on sensor datais erroneous or if the shared world model is out of dateand needs a correction. If the application needs to be sureabout this specific information to work properly, the incon-sistency needs to be resolved. One solution to this problemis to repeat the measurement with different sensors and

to reduce uncertainty by redundancy. Methods to addressother agents with access to sensors and to communicatethe sensor data are provided by the Nexus Platform. Thestudy described in this paper examines methods to statis-tically optimize the reduction of uncertainty where onlya few measurements of corresponding physical values areavailable. This is necessary to make relevant contributionsto the shared world model, maintaining a high degree ofreliability while keeping costs and expenditure of timewithin an acceptable range.

II. NEXUS PLATFORM AND AGENT NEGOTIATION

This section gives an overview of the architecture ofthe nexus platform and the process of the agent negotia-tion to exchange sensor data. More details are describedin [1]. The Nexus platform provides methods to detectinconsistencies between models, to call agents and startthe negotiation about measurements.

The goal of the Nexus Platform is to support all kindsof context-aware applications by providing a shared globalworld-context model. To achieve this goal, the platformfederates local context models from so-called contextservers. The local models contain different types of contextinformation: representations of real world objects likestreets, rooms or persons and virtual objects that link todigital information spaces. Sensors keep the data of localcontext models up to date (e.g. the position of a person).

A. Nexus Platform Architecture

Fig. 1: Architecture of the Nexus Platform

An overview of the architecture is given in Figure 1. Acontext server stores a local context model. It is compara-ble to a web server in the WWW. The server has to fulfilltwo requirements in order to be part of the Nexus Platform:First it has to implement an interface that allows simplespatial queries and provides results in a specified XMLlanguage and secondly it is registered with its service areaand object types to the so-called Area Service Register,which is comparable to a spatially enhanced domain name

Figure 1 . Architecture of the Nexus Platform.

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Figure 11 . Ratings of agents with calibrated sensors.

Figure 12 . 1000 consecutive simulated negotiations with 5 agents. Artificially noise is added to the

measurements of one sensor from negotiation 400 onward.

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0.2

0.3

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0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

Fig. 10: Ratings of agents with uncalibrated sensors

than the others. A third sensor with a drift torwards thearithmetic mean can be identified by bad ratings in thebeginning.

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Fig. 11: Ratings of agents with calibrated sensors

In an open platform it is necessary to avoid that thesystem can be tricked by single agents, providers or users.In the simulations we proofed that altered ratings orerroneous data can be filtered in the negotiation process. Totest the robustness on real sensor data we influenced severalmeasurements in a row of one sensor with a strong magnet.The measurements with a deviation of up to 60 degreesare shown in Figure 12a, the results of the correspondingnegotiations with the other agents in Figure 12b. The resultduring the disturbance deviates only about 1.5 degreesin the beginning. Afterwards the affected sensor is ratedworse and has less influence to the negotiation result.Additional trust models to single sensors are dispensablewhen the rating of a sensor is not managed by itselfbut in the shared context models which prevents it fromcontinuous cheating.

VII. CONCLUSION

An open platform that manages and distributes sharedcontext models needs methods to include sensor data andthe possibility of updates based on multiple measurementsto eliminate inconsistencies. The statistically optimizedapproach to combine measurements of one phenomenon

0 500 1000 1500 20001100

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(a) Several measurements affectedby a magnet

0 500 1000 1500 20001595

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1605

1610

1615

1620

(b) Corresponding results

Fig. 12: 1000 consecutive simulated negotiations with 5agents. Artificially noise is added to the measurements ofone sensor from negotiation 400 onward.

described in [8] has one big disadvantage - the ratingsystem can run into a singularity of which it never recovers.In an open and worldwide system it is not possibleto reset the ratings during runtime. Therefore we hadto advance the approach and introduced the normalizedweighted arithmetic mean algorithm. The enhancementis a restricted quality description of each sensor thatprevents an infinite weight of a single measurement, aswe proofed in experiments on simulated and real sensordata. Combined with fuzzy clustering this approach adoptsrapidly to decalibration or erroneous sensor data.

ACKNOWLEDGMENT

This work was funded by the DFG (DeutscheForschungsgemeinschaft) as SFB 627.

REFERENCES

[1] D. Nicklas, M. Grossmann, T. Schwarz, S. Volz, and B. Mitschang,“A model-based, open architecture for mobile, spatially awareapplications,” in Proc. of Symp. on Spatial and Temporal Databases,2001.

[2] A. Leonhardi and K. Rothermel, “Architecture of a large-scalelocation service,” in 22nd International Conference on DistributedComputing Systems (ICDCS ’02). IEEE, 2002, pp. 465–466.

[3] O. Lehmann, M. Bauer, C. Becker, and D. Nicklas, “From home toworld – supporting context-aware applications through world mod-els,” in Proceedings of the Second IEEE International Conferenceon Pervasive Computing and Communications, 2003.

[4] M. Bauer, C. Becker, J. Hahner, and G. Schiele, “ContextCube –providing context information ubiquitously,” in Proceedings of the23rd International Conference on Distributed Computing SystemsWorkshops (ICDCS 2003), 2003, pp. 308–313.

[5] U.-P. Kappeler, T. Drosdol, T. Schwarz, and S. Michael, “Sensor-contextserver and sensorclient in der nexus-plattform,” Universityof Stuttgart,” Technical Report, 2005.

[6] M. Grossmann, M. Bauer, N. Honle, U.-P. Kappeler, D. Nicklas, andT. Schwarz, “Efficiently managing context information for large-scale scenarios,” in Proceedings of the 3rd IEEE Conference onPervasive Computing and Communications, March 2005.

[7] K. M. Muscholl, “Interaktion und Koordination in Multiagenten-systemen,” Dissertation, Universitat Stuttgart, Fakultat Informatik,Elektrotechnik und Informationstechnik, August 2001.

[8] C. F. Dietrich, Uncertainty, Calibration and Probability: The Statis-tics of Scientific and Industrial Measurement, 2nd ed. Adam Hilger,1991.

[9] J. Bacher, Clusteranalyse, Anwendungsorientierte Einfuhrung,2nd ed. Oldenbourg, 1996, in German.

[10] H. Timm, “Fuzzy-clusteranalyse: Methoden zur exploration vondaten mit fehlenden werten sowie klassifizierten daten,” Ph.D.dissertation, Otto-von-Guericke-Universitat Magdeburg, 6 2002.

[11] J. Bezdek, R. Hathaway, M. Sabin, and W. Tucker, “Convergencetheory for fuzzy c-means: Counterexamples and repairs,” in IEEETrans. on Systems, Man and Cybernetics, Oct. 1987, pp. 873–877.

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than the others. A third sensor with a drift torwards thearithmetic mean can be identified by bad ratings in thebeginning.

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1

Fig. 11: Ratings of agents with calibrated sensors

In an open platform it is necessary to avoid that thesystem can be tricked by single agents, providers or users.In the simulations we proofed that altered ratings orerroneous data can be filtered in the negotiation process. Totest the robustness on real sensor data we influenced severalmeasurements in a row of one sensor with a strong magnet.The measurements with a deviation of up to 60 degreesare shown in Figure 12a, the results of the correspondingnegotiations with the other agents in Figure 12b. The resultduring the disturbance deviates only about 1.5 degreesin the beginning. Afterwards the affected sensor is ratedworse and has less influence to the negotiation result.Additional trust models to single sensors are dispensablewhen the rating of a sensor is not managed by itselfbut in the shared context models which prevents it fromcontinuous cheating.

VII. CONCLUSION

An open platform that manages and distributes sharedcontext models needs methods to include sensor data andthe possibility of updates based on multiple measurementsto eliminate inconsistencies. The statistically optimizedapproach to combine measurements of one phenomenon

0 500 1000 1500 20001100

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(a) Several measurements affectedby a magnet

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(b) Corresponding results

Fig. 12: 1000 consecutive simulated negotiations with 5agents. Artificially noise is added to the measurements ofone sensor from negotiation 400 onward.

described in [8] has one big disadvantage - the ratingsystem can run into a singularity of which it never recovers.In an open and worldwide system it is not possibleto reset the ratings during runtime. Therefore we hadto advance the approach and introduced the normalizedweighted arithmetic mean algorithm. The enhancementis a restricted quality description of each sensor thatprevents an infinite weight of a single measurement, aswe proofed in experiments on simulated and real sensordata. Combined with fuzzy clustering this approach adoptsrapidly to decalibration or erroneous sensor data.

ACKNOWLEDGMENT

This work was funded by the DFG (DeutscheForschungsgemeinschaft) as SFB 627.

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[5] U.-P. Kappeler, T. Drosdol, T. Schwarz, and S. Michael, “Sensor-contextserver and sensorclient in der nexus-plattform,” Universityof Stuttgart,” Technical Report, 2005.

[6] M. Grossmann, M. Bauer, N. Honle, U.-P. Kappeler, D. Nicklas, andT. Schwarz, “Efficiently managing context information for large-scale scenarios,” in Proceedings of the 3rd IEEE Conference onPervasive Computing and Communications, March 2005.

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[10] H. Timm, “Fuzzy-clusteranalyse: Methoden zur exploration vondaten mit fehlenden werten sowie klassifizierten daten,” Ph.D.dissertation, Otto-von-Guericke-Universitat Magdeburg, 6 2002.

[11] J. Bezdek, R. Hathaway, M. Sabin, and W. Tucker, “Convergencetheory for fuzzy c-means: Counterexamples and repairs,” in IEEETrans. on Systems, Man and Cybernetics, Oct. 1987, pp. 873–877.

vii. conclusionAn open platform that manages and distributes shared context models needs methods to include sensor data and the possibility of updates based on multiple measurements to eliminate inconsistencies. The statistically optimized approach to combine measurements of one phenomenon de-scribed in [8] has one big disadvantage - the rating system can run into a singularity of which it never recovers. In an open and worldwide system it is not possible to reset the ratings during runtime. Therefore we had to advance the approach and introduced the normalized weighted arithmetic mean algorithm. The enhancement is a restricted quality description of each sensor that prevents an infinite weight of a single measurement, aswe proofed in experiments on simulated and real sensor data. Combined with fuzzy clustering this approach adopts rapidly to decalibration or er-roneous sensor data.

acKnoWleDgMentThis work was funded by the DFG (Deutsche Forschungsgemeinschaft) as SFB 627.

ReFeRences

[1] D. Nicklas, M. Grossmann, T. Schwarz, S. Volz, and B. Mitschang, “A model-

based, open architecture for mobile, spatially aware applications,” in Proc.

of Symp. on Spatial and Temporal Databases, 2001.

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porting context-aware applications through world models,” in Proceedings

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Communications, 2003.

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information ubiquitously,” in Proceedings of the 23rd International Confer-

ence on Distributed Computing Systems Workshops (ICDCS 2003), 2003, pp.

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and sensorclient in der nexus-plattform,” University of Stuttgart,” Technical

Report, 2005.

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ings of the 3rd IEEE Conference on Pervasive Computing and Communications,

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and Industrial Measurement, 2nd ed. Adam Hilger, 1991.

[9] J. Bacher, Clusteranalyse, Anwendungsorientierte Einf¨uhrung, 2nd ed. Old-

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Guericke-Universit¨at Magdeburg, 6 2002.

[11] J. Bezdek, R. Hathaway, M. Sabin, and W. Tucker, “Convergence theory for

fuzzy c-means: Counterexamples and repairs,” in IEEE Trans. on Systems, Man

and Cybernetics, Oct. 1987, pp. 873–877.

a) Several measurements affected by a magnet

0 500 1000 1500 20000.1

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than the others. A third sensor with a drift torwards thearithmetic mean can be identified by bad ratings in thebeginning.

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Fig. 11: Ratings of agents with calibrated sensors

In an open platform it is necessary to avoid that thesystem can be tricked by single agents, providers or users.In the simulations we proofed that altered ratings orerroneous data can be filtered in the negotiation process. Totest the robustness on real sensor data we influenced severalmeasurements in a row of one sensor with a strong magnet.The measurements with a deviation of up to 60 degreesare shown in Figure 12a, the results of the correspondingnegotiations with the other agents in Figure 12b. The resultduring the disturbance deviates only about 1.5 degreesin the beginning. Afterwards the affected sensor is ratedworse and has less influence to the negotiation result.Additional trust models to single sensors are dispensablewhen the rating of a sensor is not managed by itselfbut in the shared context models which prevents it fromcontinuous cheating.

VII. CONCLUSION

An open platform that manages and distributes sharedcontext models needs methods to include sensor data andthe possibility of updates based on multiple measurementsto eliminate inconsistencies. The statistically optimizedapproach to combine measurements of one phenomenon

0 500 1000 1500 20001100

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(a) Several measurements affectedby a magnet

0 500 1000 1500 20001595

1600

1605

1610

1615

1620

(b) Corresponding results

Fig. 12: 1000 consecutive simulated negotiations with 5agents. Artificially noise is added to the measurements ofone sensor from negotiation 400 onward.

described in [8] has one big disadvantage - the ratingsystem can run into a singularity of which it never recovers.In an open and worldwide system it is not possibleto reset the ratings during runtime. Therefore we hadto advance the approach and introduced the normalizedweighted arithmetic mean algorithm. The enhancementis a restricted quality description of each sensor thatprevents an infinite weight of a single measurement, aswe proofed in experiments on simulated and real sensordata. Combined with fuzzy clustering this approach adoptsrapidly to decalibration or erroneous sensor data.

ACKNOWLEDGMENT

This work was funded by the DFG (DeutscheForschungsgemeinschaft) as SFB 627.

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[8] C. F. Dietrich, Uncertainty, Calibration and Probability: The Statis-tics of Scientific and Industrial Measurement, 2nd ed. Adam Hilger,1991.

[9] J. Bacher, Clusteranalyse, Anwendungsorientierte Einfuhrung,2nd ed. Oldenbourg, 1996, in German.

[10] H. Timm, “Fuzzy-clusteranalyse: Methoden zur exploration vondaten mit fehlenden werten sowie klassifizierten daten,” Ph.D.dissertation, Otto-von-Guericke-Universitat Magdeburg, 6 2002.

[11] J. Bezdek, R. Hathaway, M. Sabin, and W. Tucker, “Convergencetheory for fuzzy c-means: Counterexamples and repairs,” in IEEETrans. on Systems, Man and Cybernetics, Oct. 1987, pp. 873–877.

a) Corresponding results

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[ ]30 �������������������������������������robótica

E S PA Ç O Q U A L I D A D E

Máquinas e Pessoas – uma questão de relacionamento

Pensar a máquina para além da pessoa, é como pen-sar uma criança para além dos seus pais: ela precisa de orientação (a máquina de manuseamento), de ajuda (a máquina de operacionalidade), de carinho (a máquina de manutenção), de desenvolvimento (a máquina de upgrades). Really.

Para que essa relação tenha resultados positivos deve estar sustentada em fortes pilares sistemati-zados, com um conjunto de processos capazes de contribuírem para uma evolução constante, para que, no futuro, não haja um desfasamento entre o que a máquina é e o que precisa de ser pelas exigências do mercado. É desta preocupação que deverá surgir todo o desenvolvimento de ferramentas e equipamentos que contribuam, constantemente, para a melhoria das nossas prestações, para dar resposta às nossas actuais necessidades e do futuro, bem como as nossas expectativas.

Ao nível do futuro interessa atentar para um facto extremamente importante e que se prende com os necessários investimentos a serem feitos pelas empresas. A análise necessária ajuda sempre a deter-minar com segurança qual o retorno do investimento, quais os esforços a serem feitos, qual a duração da implementação dos equipamentos e ferramentas e quais as resistências possíveis de serem encontradas ao longo do processo de mudança.

O retorno do investimento traduz-se em duas ques-tões simples: quanto vou ganhar com o investimento e quando. A duração da implementação dos equi-pamentos e ferramentas prende-se com questões de formação a ser dada aos colaboradores que irão utilizar as novas facilidades, assim como o respecti-vo acompanhamento técnico; quais os períodos de adaptação aos novos equipamentos/ferramentas, objectivos específicos para cada colaborador, bem como para cada equipamento.

A questão mais pertinente e mais difícil de resolver será, sem dúvida, a resistência à mudança que poderá existir por parte dos colaboradores, ou até

mesmo dos líderes e/ou decisores. Até que ponto essa resistência poderá ser um impedi-mento para o desenvolvimento da organização, ou simplesmente para a adopção de uma outra técnica, uma ou outra ferramenta, ou até mesmo a aquisição de um equipamento.

Sabemos perfeitamente que são inúmeras as questões que nos fazem resistir à mudança: homeostasia, inércia, medo, falta de autocon-fiança, falta de conhecimento, cinismo, falta de visão, entre muitas outras. Mas existe sempre uma razão da resistência à mudança e da dificul-dade de não a ultrapassarmos que é a falta de disponibilidade, ou capacidade, ou competência, por parte do líder/decisor para motivar cada um dos seus colaboradores e toda a equipa. Ou tão simplesmente o próprio líder/decisor, ele mes-mo, tomar as decisões correctas e em tempo útil.

O líder/decisor deve então encarar os seus investimentos em facilidades, técnicas e equi-pamentos, tal como se de pessoas se tratasse: avaliando muito bem as necessidades do mercado, medindo expectativas, tendências e projecções, bem como aferindo cuidadosa-mente o “perfil de competências” exigível para cada equipamento, a sua entrada ao serviço e o seu acompanhamento durante o período de adaptação – coaching, fazendo uma escrupu-losa e atempada “avaliação de desempenho”, constantes levantamentos de necessidades, aplicando sempre “acções de melhoria” e, cla-ro, determinar “medidas de correcção” que se considerem necessárias.

Este conjunto de preocupações vai fazer o in-vestidor pensar os seus investimentos de uma forma mais absoluta, transversal e, obviamente, mais rentável – realização de investimentos mais conscientes, úteis, inovadores e, acima de tudo, responsáveis. Enfim, tratar das máquinas, ferramentas, equipamentos e toda a empresa como se cuida de uma criança: de muito perto.

por Pedro Sanches Silva – consultor e empresário

[email protected]

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A C T U A L I D A D E N O T Í C I A S D A I N D Ú S T R I A

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União Europeia elege FCTUC para liderar Projecto de Robótica Industrial

Criar um Centro de Excelência Europeu na área da Robótica Cognitiva para competir no Mercado Mundial é o objectivo do ECHORD - European Clearing House for Open Robotics Development, um projecto europeu pioneiro, liderado pelo investigador J. Norberto Pires, da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra (FCTUC), em parceria com Alois Knoll, da Universidade Técnica de Munique e Bruno Siciliano da Universidade de Nápoles Federico II. Inteiramente financiado pela União Europeia, o ECHORD centra-se na robótica produtiva, ou seja, dirigida à indústria e tem um orçamento global de 19 milhões de euros. Será realizado em parceria com as Universidades de Munique e de Nápoles. O ECHORD vai ser responsável pelo desen-volvimento de uma Nova Geração de Sistemas Robóticos (robôs, sensores, sistemas de detecção e de inteligência artificial, entre outros), o que, segundo considera J. Norberto Pires, um dos Coordenadores deste projecto Europeu, “é um ambicioso e complexo desafio porque estamos a falar de robôs altamente inteligentes, que vão trabalhar em ambientes extremamente adversos, onde não há tolerância a erros.

Logismarket presente nos maiores eventos da indústria

O Directório Logismarket vai estar presente nos mais importantes eventos e feiras do sector logístico e industrial em Portugal nos próximos meses. Primeiro, apresenta-se no Congresso da APLOG, em Lisboa, seguindo-se as participações nas feiras Concreta e Logística Global, ambas na Exponor.De acordo com os mais recentes dados globais anuais, o Logismarket ultrapassou a fasquia dos 10 milhões de utilizadores únicos, divulgando 71 mil produtos de 4.300 empresas. Em termos de vantagens para as empresas presentes no directório, uma delas reflecte-se no contacto entre empresas, gerando 355 mil pedidos de orçamento direccionados aos anunciantes no Logismarket. O Logismarket associa-se ao 12º Congresso de Logística da APLOG, que terá lugar nos dias 13 e 14 de Outubro, no Centro de Congressos de Lisboa (Junqueira), com o tema “Logística em Tempos de Incerteza”. Para promover a categoria de «Construção e Obras Públicas», o Logismarket apresenta-se com um stand de 18 metros quadrados na Concreta. A Feira Internacional de Construção e Obras Públicas vai para a sua 24ª edição, decorre entre os dias 20 e 24 de Outubro e reúne o sector da cons-trução civil na Exponor, no Porto. Neste evento será distribuída aos participantes a mais recente edição do CD-Rom do Directório Logismarket, uma ferramenta útil de pesquisa de informação e de divulgação de empresas.Este ano estreia-se a Logística Global, Feira de Logística, Serviços e Transportes, entre os dias 4 e 6 de Novembro. O Logismarket não podia faltar, para promover a informação das empresas e produtos presentes no portal e que se enquadram no âmbito do certame. A nível internacional, o Directório Logismarket chegou ao Chile a 28 de Setembro com o novo website www.logismarket.cl. O Logismarket apostou no Chile por ser um país que registou um forte crescimento nos os últimos anos e que tem, segundo a OCDE, boas perspectivas de aumento da compra de bens de equipamento nos próximos anos.

Logismarket

Tel.: +351 214 150 166 · 808 24 23 22 · Fax: +351 214 151 889

[email protected] · www.logismarket.pt

Teremos robôs autónomos dotados de mecan-ismos de decisão e precisão que não podem gerar erros ou acidentes.” Numa primeira fase, adianta J. Norberto Pires, “estamos a juntar os melhores grupos empresariais e os melhores cientistas europeus para definir necessidades e prioridades de acção. Pretendemos casar as melhores competências para fortalecer a robótica europeia e competir com os mercados asiáticos e americanos. Impõe-se criar um Cen-tro Europeu de Excelência na área da robótica industrial”, assevera o investigador da FCTUC que faz o aviso: “as Empresas e os Cientistas têm de coordenar agendas. Não podem continuar com agendas diferentes e tempos diferentes. A indústria robótica perdeu o grande mercado, e por isso, há que apostar nos nichos de mercado que exigem desenvolvimentos específicos. É uma oportunidade única para modernizar as empresas, aumentar a produtividades e baixar os custos. Esta união será altamente vantajosa para ambas as partes”.Sendo o estado de arte actual da robótica in-dustrial o sistema de co-worker, isto é, o robô é funcionário do Homem (realizando as tarefas

mais duras), o passo seguinte passa por desen-volver células hiperflexíveis, e posteriormente, avançar para o cenário cognitivo – criar sistemas robóticos com capacidade de decisão, análise crítica, avaliação da qualidade e produção alta-mente qualificada. A “experiência acumulada e a excelência da investigação desenvolvida na Universidade de Coimbra foram factores decisivos para a escolha da União Europeia, cujo processo de concurso passou por um rigoroso crivo científico internacional”, concluiu o Coorde-nador Europeu do projecto ECHORD.

Faculdade de Ciências e Tecnologia da Univ. de Coimbra

Tel.: +351 239 700 600 · Fax: +351 239 700 688

[email protected] · http://www.uc.pt/fctuc

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[ ]40 �������������������������������������robótica

dossierindústria doprocesso da água

Todos nós, no nosso dia-a-dia, utilizamos água como bem de consumo essencial, desde a sua utilização como bebida e para confeccionar os alimentos, e até mesmo na higiene pessoal. Por isso, é necessária uma qualidade mínima na água.

Nos tratamentos de água podemos ter por base as ETAR’s (Estações de Tratamento de Águas Residuais) e ETA’s (Estações de Tratamento de Águas) onde as várias fases do processo de tratamento de água são monitorizadas, desde a decantação, trata-mento primário, tratamento biológico, tratamento de lamas, entre outros. E tudo isto é feito através de um processo devidamente controlado. Na sua concepção, todo o tratamento é verificado por meios áudio visuais, desde PC’s Industriais até sinais sonoros de alarmes.

Em toda a transformação, de água “suja” para água “limpa”, todos os depósitos e tanques estão equipados com sensores de segurança, de controlo de PH, controlo de nível, entre outros. E todas estas medições e controlos estão conectados de uma forma correcta para uma boa funcionalidade da ETAR.

Não de menos importância existe o controlo de motores, onde uma avaria pode parar um processo de tratamento de água completo, e aí nasce a necessidade de haver uma manutenção preventiva de modo a que estas paragens não ocorram.

Todas estas especificações podem ser devidamente analisadas no Dossier seguida-mente apresentado sobre a Indústria do Processo da Água.

[42] SenSoreS naS eTar´S óscar Seabra, Siemens Industry

[46] SiSTemaS de abaSTecimenTo e TraTamenTo de água Luís Cristóvão (Instalcontrol, Lda.), Weidmüller – Sistemas de Interface

[48] economia de cuSToS aTravéS da uTilização de converSoreS de Frequência inTeligenTeS João Pratas e David Braga, SEW-EURODRIVE PORTUgAL

[52] TraTamenTo de águaS: a imporTância da redundância no Seu SiSTema grant Van Hemert - Schneider Electric E.U.A. Traduzido e adaptado por Hélio Alves - Schneider Electric Portugal

PRO

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IndÚstrIa dO PrOcessO da Águapor Ricardo Sá e Silva

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D O S S I E R

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SenSoreS naS eTar´S

Óscar SeabraSiemens Industry

Tel.: +351 229 992 175 . Fax: +351 229 992 230www.siemens.pt

O recurso vital mais importante é a água, recurso esse que é constantemen-te ameaçado quer pelo uso excessivo, quer pela poluição ambiental. Por sempre ter desempenhado um papel muito importante na vida dos seres humanos, a existência de fontes de água limpa é hoje um dos maiores desafios colocados às sociedades.

Nesse sentido, a indústria da água tem vindo a registar um crescimento muito grande a nível mundial. O único compromisso possível passa por um

abastecimento seguro e sem perdas e pelo tratamento das águas residuais com qualidade e a custos reduzidos. Em todo o processo do ciclo da água, desde a captação à distribuição, passando pelo seu tratamento, diversos equipamentos, soluções e serviços são necessários para um controlo total.

Os produtos, especialmente concebidos para a indústria das águas, estão cada vez mais presentes em todos os processos neste segmento das águas limpas e residuais, municipais e industriais.

As numerosas fases de funcionamento de uma ETAR, desde o filtro de grades até ao digestor, têm de estar perfeitamente sincronizadas, só assim é possível garantir o melhor tratamento e optimizar os meios de produção. É neste contexto que surgem equipamentos de alta precisão, que constituem os olhos e os ouvidos que vigiam o processo.

Layout dos processos de uma ETAR com indicação dos locais onde são aplicados todos os tipos de sensores de nível, pressão, caudal, temperatura e pesagem.

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D O S S I E R

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SiStemaS de abaStecimento e tratamento de água

Luís Cristóvão (Instalcontrol, Lda.)

Weidmüller – Sistemas de Interface, S.A.Tel.: +351 214 459 190 . Fax: +351 214 455 871

[email protected] . www.weidmuller.pt

Figura 1 . Fabricação do quadro.

Para que as soluções se apresentem tecnicamente robustas e fiáveis, deverá ter-se em linha de conta a qualidade dos equipamentos utiliza-dos, bem como a qualidade da execução e montagem desses mesmos equipamentos.

Para que todo o processo funcione necessitamos de energia eléctrica, mas como consegui-la? Através da média e baixa tensão ou proveniente das energias renováveis, como a fotovoltaica e a eólica. Na média tensão existem soluções de telecontagem inseridas numa caixa equipada para tal efeito, e para as energias fotovoltaicas existem os descarregadores de sobretensão que protegem a instalação. Quando passamos à distribuição da energia dentro da mesma instalação, a empresa tem como tarefa a aplicação, a selecção dos equipamentos com que devemos contar para que tudo corra como esperado, associados aos diversos aparelhos de medida digitais, com os descarregadores de sobretensão, amperímetros e com a mais variada gama de bornes, quer sejam de parafusos, mola ou mais recentemente a conhecida técnica Push-In, podendo eles serem simples ou duplos e de diversas secções. Estes bornes são de fácil montagem e podem ser montados em calha ômega.

Figura 2 . Detalhes interiores do quadro.

Depois de ultrapassado o problema da distribuição de energia, passamos ao módulos de automação, e nesta área há muita oferta de soluções, quer na parte de ligações do quadro eléctrico ao campo, quer em elementos de ligação interna. Pode ser utilizada uma vasta gama de bornes, como bornes fusível, bornes relé, e para que nenhuma ponta do fio fique por identificar podemos contar com uma enorme gama de etiquetas de identificação, bem como os mais sofisticados sistemas de impressão. Os isoladores galvânicos analógicos são indispensáveis na protecção entre o campo e os PLC’s, e para que possa existir uma normalização nos sinais analógicos podemos escolher também os conversores do tipo ITX.

Naturalmente também não podemos ignorar os descarregadores para os circuitos de medida e controlo, extremamente importantes em todo este processo de protecção. Ainda neste campo podemos contar com os módu-los de díodos RSD, aplicados quando necessitamos que toda a instalação funcione de uma forma manual através de botoneiras. E para os circuitos

Com um gesto de abertura de uma simples torneira de água em nossa casa, não nos apercebemos da complexidade que poderá estar por detrás desse mesmo gesto.A indústria da água abrange, nos dias de hoje, uma tecnologia que vai da média tensão, baixa tensão, energias renováveis, instrumentação, automação, comunicações, supervisão e telegestão. A interligação de todas estas áreas resulta na optimização de processos que nos permitem com um simples gesto, que o precioso líquido corra nas torneiras de nossa casa.

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Economia dE custos através da utilização dE convErsorEs dE FrEquência intEligEntEsAumento do preço dA energiA e Aumento dA responsAbilidAde com o Ambiente e com o climA

João pratas1 david braga2

1departamento de engenharia, 2departamento de serviços

seW-eurodriVe portugAlTel.: +351 231 209 670 · Fax: +351 231 203 685

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introdução O aumento galopante do preço da energia eléctrica, preocupações com condições ambientais e questões políticas, estão a obrigar a indústria a repensar a sua estratégia. Conduzido por considerações políticas e pela identificação dos potenciais componentes causadores do maior consumo energético, a indústria centra cada vez mais a sua atenção na eficiência energética, debruçando-se essencialmente na tecnologia dos accionamen-tos, a qual é responsável por cerca de 70% da energia total consumida em ambientes industriais. Os stakeholders das empresas devem ter em mente que, a utilização de accionamentos energeticamente eficientes, não só traz vantagens para o clima e meio ambiente, mas também têm uma palavra bastante significativa na factura eléctrica. Os custos de energia constituem, geralmente mais de 90% dos custos do ciclo de vida de um accionamento. Consequentemente, aumentar a eficiência energética tem um impacto directo nos custos do ciclo de vida do accionamento. Existe um potencial de economia identificado, associado à utilização de componentes de alto rendimento, em sistemas de accionamento:

— 10% Aumento da utilização de motores de alto rendimento— 30% Utilização de controlo electrónico de velocidade— 60% Optimização dos sistemas mecânicos

Muitos países, estão a estimular cada vez mais os consumidores para utilizarem produtos energeticamente eficientes, nomeadamente através de legislação que obriga à utilização de motores de elevada eficiência e/ou através da concessão de benefícios fiscais para a implementação de sistemas industriais eficientes. Entretanto, no campo da engenharia de accionamentos, podem ser realizadas economias de energia para além das conseguidas única e exclusivamente pela utilização de motores de alto rendimento. Dependendo da aplicação em questão, economias de

energia na ordem dos 50% a 70% podem ser conseguidas mediante a optimização de processos (como por exemplo ajuste da velocidade) através da utilização de um CF. Bombas e aplicações de controlo de fluxo, que regulam a capacidade através de alhetas e válvulas, são exemplos clássicos das aplicações cujo consumo de energia pode ser reduzido consideravelmente pelo controlo de velocidade. Para transportadores e aplicações semelhantes, onde o grau de complexidade do controlo é reduzido, a nota dominante passa pelos arranques/paragens e pela con-figuração do perfil de carga apropriado para a aplicação, o qual tem um papel preponderante para melhorar o consumo energético. A optimização do sistema mecânico oferece grande potencial de poupança energética. A solução neste caso é executar medidas que ajudem a reduzir as perdas por atrito. Focando assim as questões ambientais e a redução dos custos de ciclo de vida, os fabricantes de accionamentos podem oferecer o seu contributo para que cada vez mais se utilizem equipamentos eficientes. Quanto à variação electrónica de velocidade, podem ser implementadas medidas para que os CF tenham um papel crucial no sentido de tornar as aplicações mais eficientes, nomeadamente aplicações com requisitos especiais, tais como, bombas, ventiladores, entre outros, onde funções economizadoras de energia poderão contribuir para obtenção de elevados ganhos para o consumidor.

1. diFErEntEs FilosoFias dE FunçõEs Economizadoras dE EnErgia

1.1. Solução especial Muitos fabricantes de CF oferecem funções economizadoras de energia nos seus CF. Há um sem número de maneiras de executar este tipo de função. Uma das filosofias existentes para implementar este tipo de função,

conduzidos pelo aumento crescente dos preços da energia e pela pressão política, os industriais estão a focar-se cada vez mais na eficiência energética dos accionamentos. os fabricantes, por seu lado, estão a responder a estes desenvolvimentos, esforçando-se por melhorar a eficiência global. os conversores de Frequência (cF) podem assim ter um papel chave nesta matéria, pois oferecem grande potencial de economia de energia. os utilizadores são confrontados, frequentemente, com aplicações especiais, ou, funções específicas de bombas e ventiladores, nos quais têm de seleccionar a curva de carga mais adequada à aplicação. se a curva de carga seleccionada for a correcta, estas aplicações podem conseguir economias de energia consideráveis, mantendo as características de controlo adequadas. no entanto, e na prática, a função seleccionada raramente combina na perfeição com a exigência específica da aplicação. este facto tem um impacto negativo no controlo e uso eficiente da energia. por seu lado, e ao invés de se centrar num campo de aplicações específico, os cF que utilizam a Fee tornam-se extremamente flexíveis e eficazes em aplicações em que não seja exigido elevado dinamismo. este método baseia-se em adaptar o fluxo magnético e o binário às exigências concretas da aplicação. A “Função economia de energia” é ideal para accionamentos que movimentam cargas parciais, por exemplo transportadores de objectos isolados ou a granel, escadas rolantes, bombas e ventiladores. dependendo da carga, o consumo de energia pode ser reduzido até 30%. para concluir, informa-se que esta função é fácil de activar através do ajuste de um único parâmetro.

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TraTamenTo de Águas: a imporTância da redundância no seu sisTema

Grant Van HemertCentro de Competência para Tratamento de Água

- Schneider Electric E.U.A.Traduzido e adaptado por Hélio Alves - Schneider Electric Portugal

Schneider Electric PortugalTel. + 351 217 507 100 - Fax + 351 217 507 101

www.schneiderelectric.pt

o que é redundância?Redundância surge em múltiplas formas e é implícita em certos níveis de qualquer estação de tratamento.

A forma mais básica de redundância requer a inclusão de um selector manual-desligado-automático para cada componente. Em modo auto-mático, o sistema de controlo dirige o processo. Em modo manual esse controlo é ignorado, resultando num processo continuado de operação, mas com perdas de eficiência e/ou qualidade. Tomemos como exemplo uma vala de oxidação. A operação em modo automático pode regular o funcionamento dos arejadores com base nos níveis de oxigénio dissolvido. Em modo manual todos os arejadores estão ligados. Só assim podemos assegurar níveis adequados de oxigenação, sem monitorizar continuamente as condições do processo.Contudo, estamos a desperdiçar energia.

Como alternativa, por vezes, uma etapa de processo pode ser contornada. Este procedimento é comum no processo de filtragem primário (Tamisação e Gradagem), no qual é normal existir um canal de bypass em torno da grade de filtragem. A utilização deste canal de bypass pode assegurar a continuidade de funcionamento da estação, mas pode levar à acumulação de partículas nas bacias e clarificadores a jusante, e consequente danifi-cação de equipamentos.

Outra forma de redundância possível é a instalação de uma quantidade de equipamentos superior ao necessário. Por exemplo, serem instaladas três bombas quando apenas duas garantem as necessidades. Este tipo de redundância é bastante comum. Tipicamente esta terceira bomba tem os seus próprios componentes de controlo, arranque e variação de velocidade. Este método permite também estender alguma redundância ao sistema de automação e controlo.

Também é possível obter redundância com múltiplas cadeias de proces-so. Por vezes, cada cadeia tem o seu próprio sistema de automação, ou encontram-se agrupadas em múltiplos painéis de comando. Também esta configuração representa um nível de redundância na estação.

Finalmente, a redundância pode ainda ser integrada no sistema de au-tomação.

Três Tipos de redundância em auTomaçãoA redundância em automação pode ser implementada através de três métodos — cold-standby, warm-standby e hot-standby.

Redundância COLD-standbyA redundância Cold-standby é indicada para processos em que o tempo de resposta tem uma importância reduzida e necessita de intervenção de um operador. Como exemplo, ter duas prensas de cinta, cada uma com um painel de controlo dedicado. Se uma das prensas apresentar problemas, o operador pode retomar a operação, iniciando a outra prensa.

Neste exemplo, a perda de uma prensa pode resultar numa acumulação de sólidos não compactados, mas não terá impacto na continuidade do processo. Assim sendo, a intervenção do operador é aceitável, e uma arquitectura do tipo redundância Cold-standby pode ser uma boa solução.

Figura 1 . Exemplo de operação com redundância COLD-standby.

Para fornecer um tratamento fiável de águas limpas e de águas residuais, as entidades gestoras devem proporcionar uma operação contínua 24 sobre 24 horas, com orçamentos reduzidos, estando atentos às constantes alterações regulamentares, às novas preocupações de segurança e às infra-estruturas desactualizadas.Para enfrentar esses desafios, muitos clientes estão a considerar uma actualização do seu actual sistema de automação ou a ponderar instalar sistemas de automação novos. Na análise de um projecto de automação a questão da redundância é frequentemente colocada. Mas o que é redundância e será que equivale sempre a um sistema hot standby?

Publicado anteriormente em: Plant Engineering, E.U.A.

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I N F O R M A Ç Ã O T É C N I C O - C O M E R C I A L

�������������������������������������robótica[ ]60

Juntamos a este panorama a disponibilidade do recurso em questão. O volume total de água no nosso planeta é cerca de 1,4 mil milhões de km3. O recurso de água potável é de 35 milhões de km3, ou seja, cerca 2,5 por cento, em que 70 por cento está na forma de gelo ou neve em regiões montanhosas, no Árctico e Antárctica. Quase 30 por cento está no subsolo e apenas 0,3 por cento em lagos e rios, totalizando 105.000 km3.

Outro factor importante a referir é a explosão demográfica a que assisti-mos. Cerca de 60 por cento das cidades europeias com mais de 100 mil habitantes utilizam água a um ritmo mais rápido do que ela consegue ser restabelecida. Em 2025, 1.800 milhões de pessoas irão viver em países com escassez de água e dois terços da nossa população vão viver em situação de stress hídrico.

Tanto o balanço hídrico como a situação sanitária actuais sugerem um cenário catastrófico. Para o evitar devem ser disponibilizadas elevadas quantidades de água com qualidade, de uma forma sustentada pelas infra-estruturas adequadas.

Situação que a Singapura presentemente vive, e onde se encontrou uma solução com água reciclada de elevada qualidade produzida através da filtração por membranas, a Newater. No final do processo de tratamento biológico por lamas activadas, no tanque final de sedimentação, são

Siemens IndustryTel.: +351 214 178 612 . Fax: +351 214 178 050

www.siemens.pt

Gestão, exploração e tratamento eficientes dos recursos hídricos

De acordo com o Programa de Monitorização Conjunto WHO/UNICEF para o abastecimento de água e saneamento (JMP), 2,5 mil milhões de pessoas não têm acesso a instalações sanitárias e 900 milhões não têm acesso a água potável. Inúmeras doenças que têm a sua origem em condições sanitárias deficientes, como a diarreia, são a terceira causa de morte a nível mundial, mais do que o HIV/SIDA, afectando principalmente crianças com menos de 5 anos. Estas mortes podem ser prevenidas com o aumento das condições sanitárias ou até com a adopção de melhores hábitos de higiene, como, por exemplo, o simples acto de lavar as mãos.

aplicadas membranas de micro ou ultra-filtração, finalizando o tratamento com osmose inversa e UV, com o consumo total energético de 0,8 Khw/m3. Em 2011, espera-se que esta tecnologia responda directamente a 30 por cento das necessidades de consumo de água potável de Singapura (superando o objectivo inicial de 15 por cento).

Como vimos anteriormente, é necessária uma mudança na abordagem tecno- lógica convencional aos conceitos de saneamento e abastecimento nos países industrializados. As diferentes formas de oferta de água, condições climatéricas, sociais e infraestruturais requerem uma adaptação regional, sobretudo nas tecnologias para gestão do abastecimento e saneamento da água, bem como reutilização, desinfecção e dessalinização da água do mar. Independentemente do processo de tratamento, é ainda importante ter em conta a gestão energética destas soluções e o impacto ambiental que têm, como a produção de dióxido de carbono.

A contribuição da tecnologia em termos electrónicos para uma verdadeira gestão é frequentemente subestimada. Automação, accionamentos e distribuição de energia oferecem um potencial de optimização elevado, devido ao facto do ciclo de vida de uma instalação ser de 40 anos. Para os operadores de uma instalação, a estabilidade e manutenção mantêm-se como os critérios de operação mais importantes, mas é fundamental ter em atenção a optimização do processo. Por exemplo, a utilização de motores eficientes (novas classes de eficiência IE1 – IE3) reduz os custos operacionais, os consumos energéticos, (97 por cento do custo total do equipamento está relacionado com a energia que consome), e as emissões de CO

2, o que permite alcançar uma rápida amortização do custo do equi-

pamento. Numa instalação, 66 por cento da emissão de carbono está relacionada directamente com a energia consumida e apenas 33 por cento é proveniente de CH

4 e N

20 relacionados com o processo, nomeadamente

no tratamento e descargas.

a forma mais eficiente de poupar custosOs accionamentos representam cerca de 2/3 do consumo da energia eléctrica industrial. As más notícias: os custos energéticos continuam a subir. As boas notícias: para cada instalação, isto representa um enorme potencial em termos de poupança de custos que presentemente não é alcançado, que pode representar até 70 por cento na poupança de energia, no caso das indústrias intensivas.

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P U B L I - R E P O R T A G E M

[ ]64 �������������������������������������robótica

ETAR multiusosUma das instalações mais interessantes é a ETAR de Vale de Faro, em Al-bufeira, no Algarve, de tratamento terciário e construída para a Câmara Municipal de Albufeira. Situa-se no centro urbano da cidade e tem capa-cidade para servir uma população equivalente de 130.000 habitantes. A sua integração arquitectónica e social na malha urbana é a sua prin-cipal característica: inclui um lago alimentado com água tratada pela própria ETAR, zonas verdes e a cobertura integral da instalação. Esta morfologia comunica sem estridências com o estilo urbanístico da zona turística que a rodeia e com uma piscina de um hotel. A cobertura da instalação é utilizada como zona desportiva e para albergar eventos culturais da cidade.

Mínimo impactoEm Janeiro de 2008, a Câmara Municipal de Ponta Delgada, Ilha de São Miguel, nos Açores, adjudicou a ACCIONA Agua a construção da ETAR da Pranchinha, para tratar a água residual de uma população equivalente a 30.000 habitantes, com um caudal de 6.000 m3/dia. Os engenheiros da Acciona Agua conseguiram superar sérias complicações técnicas, como a escassez de espaço (3.000 m2 disponíveis, nos quais já existia uma estação de tratamento que não funcionava), e a integração urbanística na área: a estação situa-se num terreno que confina no mar e que inter-rompia o passeio marítimo de Ponta Delgada junto ao mar. Além disso, o

ACCIONA Agua reduz ao mínimo o impacto urbano e ambiental

PoRTugAl Possui váRiAs dAs EsTAçõEs dE TRATAMEnTo dE águAs MAis REsPEiTávEis dA EuRoPA

Os engenheiros da Acciona Agua integram as instalações no ambiente urbano, natural e social mediante o projecto arquitectónico e as últimas técnicas em tratamento de águas.Algumas das estações de tratamento de águas potáveis e residuais mais importantes e avançadas de Portugal são projectos da ACCIONA Agua, construídas em colaboração com empresas de construção civil portuguesas. A Acciona Agua em Portugal tem escritório permanente em Lisboa e conta com uma equipa de 11 trabalhadores.

ACCIONA Agua PortugalTel.: +351 218 162 555 . Fax: +351 218 162 549

[email protected] . www.acciona-agua.com

cliente pretendia uma solução que minimizasse o impacto visual da ETAR, que não emitisse odores e maximizasse a utilidade social do espaço.

ETAR Vale Faro - Albufeira

ETAR da Pranchinha – Ponta Delgada (interior)

ETAR da Pranchinha – Ponta Delgada (exterior)

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�������������������������������������robótica[ ]68

Figura 2 . A igus, especialista em tecnologia de plásticos, desenvolveu para robôs humanóides

um elemento estrutural, leve e isento de manutenção. O novo sistema modular “robolink” é

flexível e de montagem fácil, e assim, os projectistas não precisam de desenvolver soluções a

partir de muitas peças individuais.

Figura 1 . Encaixar simplesmente: o novo sistema modular com unidade de accionamento e

de comando, os braços articulados em vários comprimentos e versões, articulações em vários

tamanhos, incluindo a passagem para cabos de comando adicionais. Além disso, há a possibilidade

de conexão para ferramentas de vários tipos.

Com o novo sistema de articulação em plástico, a igus entra em novos campos. Rudolf Bannasch, responsável pela empresa EvoLogics em Berlim, uma firma hightech no sector da biónica e dos robôs humanóides, deu o impulso e o apoio para este desenvolvimento. “Durante o desenvolvimento dos robôs humanóides passamos muitíssimo tempo nos mecanismos”, diz o Bannasch. “Já há muito tempo que sonhamos com um sistema modular, em que os elementos possam ser simplesmente encaixados uns nos outros.” Assim obtinha-se uma redução drástica no tempo de desenvolvimento e os programadores de inteligência artificial poderiam entrar mais rapida-mente no processo. A igus, por seu lado, há anos que tem experiência no sector de robôs humanóides para uso industrial. Por exemplo, os sistemas móveis autónomos baseiam-se na tecnologia de polímeros da igus e os robôs industriais são equipados em todo o mundo com sistemas de calhas articuladas “Triflex R”, no movimento multidimensional.

O novo sistema modular apresentado dirige-se principalmente a técnicos e laboratórios, que desenvolvem robôs que trabalham em sistemas hu-

igus® Lda.Tel.: +351 226 109 000 · Fax: +351 228 328 321

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Módulos de articulações para robôs

Os robôs humanóides estão a chegar! Na “RoboCup” quem teve a oportunidade de ver um atleta artificial a jogar futebol, tem já uma ideia da velocidade de progresso neste campo. A igus, especializada em triboplásticos, está a dedicar-se a um problema ainda não resolvido, apresentando na Feira de Hannover, pela primeira vez: um novo “sistema modular para robôs” destinado às articulações. Até agora os projectistas foram obrigados a desenvolver soluções a partir de muitos componentes individuais. As articulações do sistema modular “robolink”, apresentado agora, são accionadas por um princípio de cabos de tracção, semelhantes aos dos mecanismos humanos de rótulas e tendões. Nos braços articulados em polímero que fazem parte do esqueleto do robô é possível colocar, além do sistema pneumático e hidráulico, todos os cabos de dados de modo a garantir um funcionamento seguro. Estes cabos controlam o seguimento das imagens, as medições das forças e os sensores acústicos, ou seja, os órgãos dos sentidos artificiais dos robôs humanóides.

manóides e soluções construtivas leves para a manipulação e automação. O objectivo da igus foi reduzir ao máximo as massas em movimento, para poder separar os actuadores dos elementos funcionais – tais como garras, mãos, ventosas, entre outros. Foi prestada uma especial atenção para uma montagem rápida e um desenho agradável, assim como a aplicabilidade das vantagens dos plásticos tribologicamente optimizados, como a isenção de lubrificação e o baixo peso.

configurar articulações de robôsO conceito modular “robolink” consiste numa unidade de accionamento e controlo, com braços articulados em vários comprimentos e execuções, articulações em diversos tamanhos, incluindo a passagem para cabos de comando adicionais. No final da conexão em série das articulações, eventualmente de comprimento variável, a igus oferece a possibilidade da

A igus ApresentA soLuções prontAs pArA sistemAs humAnóides, ideiAs dAdAs peLA biónicA.

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�������������������������������������robótica[ ]70

Uma das tarefas mais difíceis no processamento de imagens é a geração da imagem mais apropriada para resolver a aplicação. Para isso a Omron desenvolveu novas e revolucionárias tecnologias que permitem soluções não possíveis até agora. Uma delas é a ligação de duas ou quatro câmaras até 5 MgPix de resolução, que permitem realizar medidas e inspecções com maior precisão, ao mesmo tempo que aumenta, consideravelmente, o rendimento da instalação, reduzindo o custo. O CPU do Xpectia FZ3, em combinação com estas câmaras, é um dos mais rápidos do merca-do. Também se podem ligar câmaras ultra-compactas, que permitem a captura de imagens em aplicações onde o espaço de instalação é muito reduzido. Possui HDR (5000:1) que permite obter imagens de alto contraste, minimizando os efeitos de alteração de luz nas zonas de inspecção. Para além disso, com esta nova função obtêm-se imagens fiáveis de superfí-cies metálicas reduzindo os brilhos e sombras, que até agora tornavam praticamente impossível resolver aplicações deste tipo.

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Novo sistema Xpectia FZ3: “uma visão avaNçada”

A Omron ampliou a sua gama de sensores de visão com o lançamento do novo sistema de visão artificial Xpectia FZ3 que às características avançadas do seu antecessor Xpectia FZ2 adiciona novas prestações que agilizam e simplificam os controlos de qualidade, optimizando, ainda mais, o rendimento dos processos de produção, e, consequentemente, reduzindo os custos. O Xpectia FZ3 combina flexibilidade e simplicidade de uso com potentes e avançadas ferramentas que o tornam ideal para resolver aplicações de controlo de qualidade em áreas industriais, tais como a alimentação, enchimento e embalagem, farmácia, automação, entre outros. A inspecção de qualidade nos processos de produção será, a partir de agora, mais rápida, simples, flexível e precisa.

Além disso também permite criar uma imagem panorâmica mediante a composição de imagens capturadas por duas ou quatro câmaras. Deste modo, a imagem obtida processa-se como uma só, calibrando automa-ticamente as diferenças de brilho, ângulo e tamanho das imagens das diferentes câmaras. Possibilita uma correcção trapezoidal que minimiza o efeito da imagem distorcida pelo ângulo de instalação da câmara. Já não é necessário fazer na máquina suportes complexos para colocar a câmara numa posição determinada, reduzindo o tempo e o custo de instalação. Permite ainda uma construção horizontal de imagens circulares para facilitar a leitura de caracteres dispostos em círculo. Esta função permite o reconhecimento de caracteres impressos em forma circular, sem perder resolução ao converter a imagem, e poupando tempo de configuração durante a instalação. O filtro anti-reflexos elimina, automaticamente, os reflexos causados pela iluminação, na imagem a processar. É muito útil em aplicações de alta velocidade ou em inspecções realizadas através de filme transparente. A detecção é muito estável em imagens com fundo irregulares, devido à utilização de um novo filtro que elimina o fundo da imagem. Realiza-se a detecção de alta precisão a um nível até agora impossível.

A alta funcionalidade do equipamento permite solucionar aplicações, como leitura de códigos de barras e códigos bidimensionais (Data Matriz e QR Code), leitura OCR e verificação de datas, inspecção precisa de defeitos em qualquer superfície, medida de cotas em peças, discri-minação de cores em diferentes objectos, entre outros. Tal como no anterior sistema FZ2, encontram-se disponíveis modelos de controlador com monitor táctil integrado que facilitam ainda mais a monitorização e o ajuste de parâmetros.

Por outro lado, graças à ferramenta de simulação em PC Simulation Tool, pode-se avaliar a viabilidade de uma aplicação recorrendo a um PC, o que reduz os tempos de avaliação, arranque e manutenção de uma aplicação. Tem ainda uma nova forma de comunicação de dados, para além dos já existentes (série, paralelo, Ethernet). Trata-se do PLC Link, que minimiza o desenho do programa de comunicação entre o PLC e o sistema FZ3.

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Naquela que é uma das novidades do calendário de eventos organizados este ano pela EXPONOR – Feira Internacional do Porto, a Logística Global - 1.ª Feira de Logística, Serviços e Transportes recebe, de 4 a 6 de No-vembro, das 10 às 20 horas, uma missão de negócios constituída por 20 empresários (das áreas de logística, transportes, operação de terminais de carga e exportação e importação de perecíveis) do Estado de Minas Gerais, sob promoção da Câmara Portuguesa de Comércio no Brasil. A co-mitiva brasileira é apenas uma, de entre várias, que estarão de visita ao certame que a Feira Internacional do Porto dedica a toda a cadeia deste sector vital da economia portuguesa. A Confederação de Empresários de Pontevedra (Espanha), por exemplo, tem prevista a deslocação de altos representantes de 30 empresas galegas com a actividade na área.

A sub-secretária de Estado do Ministério das Infra-estruturas da Polónia, Anna Wypych-Namiotko, também confirmou a sua presença na Logística Global e no seminário paralelo, organizado pela Embaixada da Polónia em Portugal, destinado a abordar a condição e os desafios da econo-mia marítima e dos transportes – vectores fundamentais da logística nacional e global, de grande impacto na rendibilidade dos negócios, sobretudo agora, num contexto de crise mundial. À distância de menos de um mês, a 1.ª Feira de Logística, Serviços e Transportes assegurou igualmente a participação de várias entidades institucionais públicas e privadas de peso. A Administração dos Portos do Douro e Leixões (APDL) é uma delas, mas da lista fazem também parte o Porto de Luanda (An-gola), o Porto de Vigo (Espanha), a ANA - Aeroportos de Portugal, a

Logística gLobaL recebe missões empresariais internacionais

A Logística Global pretende unir diversos parceiros junto de um mesmo objectivo: apresentar as melhores soluções para o sector da logística, serviços e transportes. A revista “robótica” e “manutenção” estarão presentes no certame.

Texto: Helena Paulino

Logística Global – EXPONOR Tel.: +351 808 301 400

[email protected] · www.logisticaglobal.exponor.pt

CP Carga - Logística e Transportes Ferroviários de Mercadorias, a AICEP Global Parques, a Tertir (Grupo Mota-Engil), os CTT – Correios de Portugal, a Agility Transitários, a David José de Pinho Filhos e a Admar Shipping – Services, entre muitos outros.

póLo agLutinador de soLuçõesDesenhada em colaboração com a Associação Portuguesa de Logística (APLOG), a feira surge para funcionar como um “pólo aglutinador da massa crítica mais representativa” da actividade em Portugal, não descurando o “estabelecimento de pontes e abertura de portas empresariais internacio-nais”, como recorda o Director da Logística Global 2009, António Proença. “A actualidade e a evolução desta área de actividade mostra ser impe-rativo a criação de um local que sirva como ponto de encontro entre os que apresentam as mais modernas soluções, em termos de serviços de logística e transportes, e os que as procuram para fazer face a um merca-do cada vez mais exigente e competitivo”, concretiza António Proença. O responsável da EXPONOR vê a logística como um “sector determinante”,

EXPONOR - Vista exterior

Campanha de comunicação da Logística Global

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[ ]78 �������������������������������������robótica

Em Abril de 2009, a igus dispõe a nível mundial do maior programa em casquilhos deslizantes tribologicamente optimizados, para rotação, os-cilação e linear. Proporcionam mais de 10.000 artigos em stock em 29 diferentes materiais de catálogo para praticamente qualquer aplicação, com uma gama com casquilhos em conformi-dade com a FDA até aos casquilhos para eleva-das temperaturas e subaquáticos. Os polímeros de alta performance “iglidur”, próprios da igus e indestrutíveis, são continuamente submetidos a testes – mais de 8.000 testes por ano – de dura-bilidade, atrito e desgaste. Criaram, assim, nes-tes 25 anos um ficheiro único da empresa com as propriedades tribológicas dos polímeros.

25 anos dos modernos casquilhos deslizantes em polímeros

igus: novos componentes em polímero ainda mais resistentes ao desgaste – 250 exemplos de clientes e mais de 80 candidaturas ao 4° concurso “manus”

Há exactamente 25 anos, a igus gmbH de colónia, especializada em casquilhos deslizantes em polímero, concentrou-se na investigação de materiais. para além de espessuras mais finas, garantidas através da moldagem por injecção, foram continuamente desenvolvidas novas substâncias com base em materiais compostos. desta maneira criou-se o programa de casquilhos deslizantes em polímero “iglidur”: elementos mecânicos isentos de lubrificação e de manutenção, com vida útil calculável, que ainda hoje em dia substituem casquilhos metálicos que necessitam de ser lubrificados ou oleados milhares de vezes. “A igus não é a inventora do casquilho deslizante em polímero, isso tem mais a ver com a descoberta das características do nylon. Nós representamos com certeza a empresa que mais se esforçou pela tendência na direcção ao casquilho deslizante em polímero moderno”, afirmou o responsável da empresa, gerhard Baus.

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ampliação dos limites de aplicação – novos: “iglidur J3” e “iglidur X6” Os componentes mais recentes são criados através dos últimos conhecimentos em ciên-cia dos materiais, testados detalhadamente e aperfeiçoados para ficaram prontos para o seu lançamento no mercado. Gerhard Baus referiu: “pretendemos ampliar cada vez mais os limites de aplicação dos casquilhos em polímero.” Na feira de Hannover a empresa apresentou entre outros, os novos materiais “iglidur X6”, com uti-lização de nano-partículas para temperaturas elevadas, até seis vezes mais resistente do que “iglidur X”, assim como o “iglidur J3” com des-gaste 300 por cento mais baixo que o “iglidur J”. A coincidir com o aniversário dos 25 anos de “iglidur”, a empresa colocou, para além disso, cerca de 250 exemplos de clientes na Internet, em www.igus.eu/250, que demonstram, se-gundo Gerhard Baus, “como é possível poupar custos e melhorar tecnicamente, com casqui-lhos deslizantes isentos de lubrificação.”

A empresa também apresentou na feira de Hannover o vencedor do 4.° concurso “manus” para aplicações inovadoras de casquilhos des-lizantes em polímero. “Manus” é uma iniciativa comunitária com parceiros científicos, como o Institut für Verbundwerkstoffe (Instituto para Materiais Compostos) em Kaiserslautern e a Fa-chhochschule (Escola Superior Profissional) em Colónia. Deram entrada um total de 83 candi-daturas algumas delas com muito valor.

O “manus” em ouro, um prémio no valor de 5.000 €, foi entregue pelo júri ao senhor Matthias Hermes, licenciado em engenharia da TU Dort-mund, Institut für Umformtechnik und Leicht-bau (Instituto de Tecnologia de Transformação e Construção Leve). Matthias Hermes desenvol-veu um sistema que permite dobrar perfis me-tálicos tridimensionalmente, e no qual é apli-cado um novo processo de produção trazendo vantagens, sobretudo em secções de perfis assimétricas. “Graças aos casquilhos altamente

resistentes e de baixo desgaste, ao contrário dos casquilhos de bronze, também aguentam a compressão nas arestas aquando de flexões, é de esperar tanto uma grande durabilidade

25 anos de casquilhos deslizantes em polímero “iglidur”

isentos de manutenção. Os investigadores da igus dese-

volvem continuamente novas e melhores substâncias à

base de materiais compostos.

IUL – Instituto de Moldação e Construção Ligeira, Dortmund.

Mathias Hermes, licenciado em Engenharia pela TU Dort-

mund, ganhou o “manus” em ouro. Ele desenvolveu um

sistema para dobrar tridimensionalmente perfis metálicos,

com casquilhos em polímeros altamente resistente e de

baixo desgaste.

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Os fabricantes de sistemas de comando indus-triais, de equipamento médico e hospitalar, bem como de sistemas POS (Point of Sale) ou POI (Point of Interest) são pioneiros na facili-dade de aplicação dos seus produtos devido a um manuseamento mais simples e com menos predisposição para erros. Hoje em dia, pratica-mente não há sistemas de comando de máqui-nas ou de robôs que dispensem um ecrã e um endereçamento inteligente. Os botões ou inter-ruptores são substituídos por ecrãs TFT ou LCD, ecrãs tácteis ou sistemas «Smart Panel». Para tal, as empresas desejam encontrar rápida e fa-cilmente um sistema perfeitamente adaptado às suas necessidades, que possa ser instalado pelo princípio «plug and play». «Na maioria das

A RuTROnIk enLAçA SISTemAS De «DISPLAyS & embeDDeD bOARDS» COm COmPOnenTeS De memóRIA InDuSTRIAIS

SoluçõeS perSonalizadaS completaS para SiStemaS integradoS, oferecidaS por um Só diStribuidor

A procura de soluções completas para sistemas integrados assiste, actualmente, a um verdadeiro surto. Nos últimos anos, as receitas subiram, na Europa, para mais de 40 milhões de euros. Um dos principais motores de crescimento é sobretudo o mercado industrial, devendo igualmente destacar-se os equipamentos médico-electrónicos, assim como os sistemas de quiosque multimédia e de sinalização digital. Com o intuito de satisfazer melhor as suas exigências, a Rutronik reúne, agora, o ramo comercial «Displays & Embedded Boards» (sistemas de visualização e placas integradas) e a filial a 100% Discomp, especializada em componentes de memória industriais. Os clientes usufruem de soluções completas para sistemas integrados oferecidos por um único distribuidor – incluindo consultoria técnica e soluções logísticas individuais.

RUTRONIK Elektronische GmbHTel.: +351 252 312 336 . Fax: +351 252 312 [email protected] . www.rutronik.com

vezes, porém, não é possível fazê-lo com so-luções standard. Especialmente os comandos industriais, mas em grande parte também os equipamentos médicos e hospitalares, colo-cam exigências muito complexas aos sistemas integrados», explica Frank bittigkoffer, Director da Discomp. «Foi por isso que a Rutronik re-forçou, agora, os laços de união entre o ramo comercial «Displays & Embedded Boards» e os componentes de memória industriais da filial Discomp, alargando ainda mais os serviços de assistência técnica. As vantagens para os nossos clientes: soluções personalizadas para sistemas integrados completos, assistência técnica mais abrangente, aquisição e armaze-namento eficientes.»

o eSSencial: aSSiStência técnicaAs soluções completas para sistemas integra-dos não só exigem componentes perfeitamen-te ajustados, mas também têm de cumprir uma série de condições ambientais, tais como economia de espaço ou estabilidade térmica. Clientes com assuntos complexos não são, neste ramo, nenhuma raridade, o que levou a Rutronik a fundar, há pouco, o denominado Departamento Técnico que está à disposição dos gestores de produtos e dos FAes como apoio interno. O Departamento Técnico adapta, por exemplo, os ecrãs às placas do cliente e testa o sistema completo.

Além disso, tem a seu cargo os kits personaliza-dos, sendo, portanto, responsável pela selecção de componentes perfeitamente adaptados entre si, tais como ecrã, placa, inversor, cabos, ecrã táctil, memória principal, disco rígido, placa de memória ou unidade de disco. «Por exemplo, os nossos clientes constatam frequentemente que têm de trabalhar com diversos tipos de cabos e de adaptadores. Nestas situações, podemos

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Existe uma procura cada vez maior de soluções de automação compactas e flexíveis que oferecem a melhor relação preço/desempenho. Com o novo desenvolvimento revolucionário - sistema de I/O SLIO - a VIPA estabelece novos standards, no sector da automação industrial. O sistema de I/O SLIO combina as funcionalidades elevadas com um conceito mecânico inteli-gente e prático, num design extremamente compacto. O SLIO® (marca registada pela VIPA) é sinónimo de Slice I/O, o novo sistema de I/Os com características de excepção, para ligação de sinais remotos a uma unidade central de processamento através das redes industriais mais avançadas. Com o seu design compacto, este sistema pode ser construído “fatia-a-fatia“ por forma a satisfazer exactamente as necessidades de cada aplicação.

O módulo de interface (IM) para PROFIBUS-DP, CANopen, PROFINET, Ether-Cat ou Modbus, suporta até 64 módulos electrónicos (EM). Os módulos de potência (PM), que contrastam em cor com os módulos de sinal (SM) e os módulos de função (FM), fornecem alimentação aos módulos elec-trónicos. Se necessário é possivel definir grupos separados. Os módulos electrónicos são ligados ao módulo de terminais (TM) com um mecanismo de encaixe seguro. O módulo de terminais inclui a fixação aos módulos electrónicos e acoplamento ao barramento. No caso de manutenção ou reposição, é necessário mudar apenas o módulo electrónico, removendo-o do terminal. A montagem e ligações do módulo terminal na calha DIN 35 mm mantêm-se inalteradas. O módulo de terminais de mola em escada oferece rapidez, organização e segurança das ligações. Com LEDs de status integrados e a etiqueta, a identificação e a monitorização dos canais I/Os é rápida e simples. O novo barramento tem uma velocidade de transmis-

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Manuel Raposo • Director Técnico e Gestor de Produto (autor)

Suzana Pardal • Resp. Marketing, Comunicação e Imagem (composição)

Novos staNdards para a iNdústria da automaçãoSLIO - O MAIS AVANçADO SISTEMA DE I/OS, DA VIPA

O novo sistema de I/O descentralizado da VIPA é uma solução extremamente compacta, rápida e simples. De fácil instalação e utilização, possuindo um design compacto e desempenho elevado, permite um diagnóstico e uma identificação exacta de cada canal.

são de dados de 48 Mbit/s, oferecendo uma resposta rápida com leitura de sinais inferior a 20 μs. O SLIO é um dos sistemas descentralizados mais rápido, simples, compacto e económico do mercado.

CoNstituição, CaraCterístiCas e fuNçõesO sistema Slice I/O é constituído por módulos de interface, módulos de alimentação, módulos de sinais e módulos de função. A montagem é direc-ta em calha DIN de 35 mm, e admite até 64 módulos de sinais e funções por módulo de interface. Possui uma ligação a diversas redes de campo e tem um barramento de desempenho elevado, para além das elevadas capacidades de diagnóstico do barramento e módulos.

Figura 1 . Sistema SLIO completo.

Figura 2 . Módulos de alimentação adicionais com isolamento.

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Com o novo “WRS 24V DC SIL 3”, a Weidmüller oferece um relé de segurança - requisitos de segurança de nível SIL 3 – para encerramento de emergência de fábricas de indústria de processos e componentes fabris. A Agência de Inspecção Técnica TÜV NORD certificou o relé de segurança de acordo com a norma EN 61508. Os circuitos de segurança e monitorização têm, cada um, um LED amarelo que sinaliza o funcionamento do relé. Os contactos de placa dourada e uma gama de corrente do circuito de monitorização, que varia dos 6 mA até aos 5 A, garantem uma reacção fiável ao encerramento de emergência do sistema. Existe um intervalo de tempo de apenas 4.5 ms (230 V AC) e 5.7 ms (120 V AC), respectivamente, entre o “Relé ON” e “RESPOSTA”. O “circuito SIL” tem uma ligação redundante de três relés. Este tipo de ligação garante um isolamento fiável dentro do circuito de saída. Um fusível interno de 5 A protege o circuito SIL contra curto-circuitos. Com as dimensões de 924 mm x 22.5 mm x 112.4 mm (comprimento, largura, altura) o relé de segurança tem um design compacto, que requer assim pouco espaço no armário de controlo, quando montado em calhas DIN TS35. Ligações fiáveis e à prova de vibração de condutores que variam entre os 0.5 mm2 e os 2.5 mm2, graças à ligação de rosca.

Cerca de 20% dos sinais em tecnologia de processos e energia são proces-sados em aplicações relacionadas com a segurança, ou seja, sistemas de encerramento de emergência. A sua tarefa está claramente definida: início imediato e automático de medidas correctivas – até ao encerramento de fábricas e suas componentes – em caso de perigo. Os relés de segurança são particularmente apropriados para estas tarefas e aplicações. Eles garantem o isolamento seguro do PLC de segurança no campo e iniciam medidas de protecção em secções de segurança ou cortam imediatamente o fornecimento de energia.

As aplicações possíveis encontram-se em sistemas de encerramento de emergência, descargas de emergência e sistemas de controlo de emergências para válvulas e portas, incluindo a indicação de um caso de emergência. As fábricas da indústria de processos têm de ser construídas e operadas no cumprimento da norma EN 61508 para a segurança fun-cional, incluíndo directrizes gerais para a prevenção e controlo, no que diz respeito a avarias de equipamentos eléctricos, electrónicos e programáveis. Existem quatro níveis de segurança para ambos e medidas de redução de riscos – variando entre o SIL 1 para baixo risco e o SIL 4, para risco muito elevado. Quanto mais elevado o nível de risco, mais fiáveis têm de ser as medidas de minimização de riscos; isto é válido até para a operação de um único equipamento.

O novo “WRS 24V DC SIL 3” disponibilizado pela Weidmüller é um relé de segurança para o encerramento de emergência de fábricas e seus componentes na indústria de processos. O relé aumenta considera-velmente a disponibilidade e segurança das instalações. Ele preenche os requisitos de segurança de nível SIL 3 (Safety Integrity Level) e foi certificado pela Agência de Inspecção Técnica TÜV NORD de acordo com a norma EN 61508.

Weidmüller – Sistemas de Interface, S.A.Tel.: +351 214 459 190 . Fax: +351 214 455 871

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Relés de seguRança “WRs 24V dC sIl 3”

Relé de seguRança ConVenCe Com o seu ConCeIto foRteLEDs amarelos, marcados com RELAY OUTPUT (circuito de segurança) e MONITOR (circuito de monitorização) sinalizam o funcionamento sem falhas do relé. À saída do circuito de segurança – Circuito SIL – três relés são ligados em paralelo, com os seus marcadores ligados em série. Graças ao seu sistema redundante, o relé qualifica-se para o nível de segurança SIL 3 e garante um isolamento permanente e fiável – mesmo em caso de contactos com fusíveis. A tensão máxima admissível é de 240 V AC e a corrente máxima é de 5 A, com um fusível interno de 5 A para a protecção contra curto-circuitos. O tempo de actuação é de 5.1 ms e o de corte é de 6.8 ms. O input do circuito de segurança “WRS 24V DC SIL 3” mostra os seguintes valores: tensão operacional de 24 V DC e corrente de 30 mA.Existem ainda outros dados técnicos e detalhes de construção convincentes no circuito de protecção: uma corrente adicional que varia entre os 8 mA e os 5 A, para além dos contactos de placa dourada garantem uma reacção fiável aos sistemas de encerramento de emergência. O intervalo de tempo desde o “RELAY ON” até “RESPONSE” é, no máximo, de 4.5 ms (230 V AC) ou de 5.7 ms (120 V AC), respectivamente.

A tensão máxima à saída do circuito de segurança é de 240 V AC. Dispo-nibilizando uma tensão operacional que varia entre os 120 /230 V AC à entrada do circuito de monitorização e uma gama de temperaturas dos -25º C até aos +50º C, o relé de segurança adequa-se a uma utilização internacional. Devido ao seu design compacto de 92.4 mm x 22.5 mm x 112.4 mm (comprimento/largura/altura), o relé de segurança requer pouco espaço no armário de controlo (IP20) quando montado em calhas DIN TS 35.

Os relés de segurança “WRS 24V DC SIL 3” da Weidmüller estão indicados para o encerramento de emergência de fábricas de indústria de processos e componentes fabris. Certificado TÜV de acordo com a EN 61508. – Requisitos de segurança de nível SIL 3 – LED de indicação de estado para circuitos de segurança e monitorização.

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O produto certo para cada aplicação. A HIWIN é o parceiro ideal no campo da Tecnologia Linear. As várias linhas de produto foram desenvolvidas para guiar e gerar movimentos lineares. Se a solução não existir, a HIWIN desenvolve-a para o cliente.

Guiamentos LinearesAs séries disponíveis foram desenvolvidas e optimizadas de acordo com as aplicações específicas. Basta escolher o melhor perfil para a aplicação em causa. A HIWIN disponibiliza também guiamentos já com sistema de medição de posição incluídos.

Figura 1 . Guiamento linear.

Fusos de esFerasA HIWIN fornece a solução óptima, independentemente do equipamento a actuar. O cliente selecciona o fuso de esferas adequado para a aplicação, e a HIWIN disponibiliza o seu know-how para o ajudar nesta decisão.

móduLos LinearesMódulos lineares compostos por fusos de esferas e guias lineares. Com a integração destes dois equipamentos obtém-se uma solução linear compacta e modular para as tarefas de accionamento, reduzindo tempos de construção e montagem. O movimento é gerado pelo fuso de esferas que tem predisposto um adaptador para receber um motor. O movimento é guiado pela guia linear.

REIMAN – Comércio de Equipamentos Industriais, Lda.Tel.: +351 229 618 090 · Fax: +351 229 618 001

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HiWin mais próxima de si

A HIWIN Technologies Corp. foi fundada em 1989, e é actualmente um dos fabricantes líder de produtos de Tecnologia de Movimento Linear. Desde a sua fundação que a HIWIN cresceu e é agora constituída por seis fábricas em Taiwan e duas na Alemanha, sendo que estas últimas incluem ainda um centro de pesquisa e desenvolvimento.Considerada por muitos como sendo a primeira empresa habilitada a fabricar fusos de esferas que correspondem aos graus de precisão mais rigorosos impostas pelas normas DIN e ISO, assim como guiamentos lineares, a HIWIN assume-se como um dos líderes mundiais no fabrico destes produtos. A HIWIN fornece componentes para a indústria de máquinas–ferramenta, equipamento médico, máquinas de vending, material de handling, indústria automóvel, entre outros.

Figura 2 . Fusos de esferas.

sistemas de posicionamento e motores LinearesOs clientes HIWIN podem seleccionar soluções de posicionamento na gama de motores lineares standard. Em função da tarefa a executar, podem ser utilizados motores com componentes de núcleo férreo (ironcore) ou sem núcleo (coreless). A equipa técnica de apoio ao cliente HIWIN está sempre disponível para apresentar uma boa solução para sistemas de posicionamento dinâmico, que exijam elevada precisão e onde o uso de

Figura 3 . Eixos lineares.

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A Maschinenfabrik Seydelmann KG não precisa de apresentação para nenhuma empresa de talho ou matadouro, preocupados com a qualidade: provavelmente, qualquer empresa destas características já utiliza uma ou várias máquinas da Seydelmann. E mesmo não sendo assim, a firma cons-titui um verdadeiro sinal de identidade: a Seydelmann concebe e fabrica máquinas de processamento de carne, como por exemplo, cortadoras, cortadoras para cozinhar a vácuo e trituradoras de carne fresca e congelada. O programa, que se destaca tanto pela sua prolongada vida útil como pela sua alta qualidade, inclui também misturadoras, misturadoras-trituradoras e emulsificadoras. A gama de produtos abrange desde máquinas para quantidades reduzidas até cortadoras pesadas que chegam a 8 toneladas, as quais podem processar 700 quilogramas de carne para assar de uma vez. Frequentemente as máquinas individuais encontram-se também in-terligadas para formar linhas de produção completas. A boa reputação da companhia, que possui instalações em Aalen (fábrica) e Stuttgart (escritório de vendas) e que conta com um quadro de pessoal de, aproximadamente, 230 empregados, não se limita apenas ao mercado nacional: a quota de exportações chega, aproximadamente, a 75%.

Figura 1 . O programa N foi concebido de acordo com os requisitos em matéria de higiene

aplicáveis à maquinaria do sector do processamento alimentar.

ElEvado nívEl dE intEgração vErtical E dE alta qualidadETradicionalmente, a maquinaria Seydelmann caracteriza-se por um elevado nível de integração vertical, o que, certamente, constitui um factor decisivo para a sua elevada qualidade. Todo o processo de montagem da estrutura de aço é realizado a nível interno, bem como o fabrico das unidades de controlo. Ao conceber e fabricar as máquinas, aplicam-se os requisitos higiénicos mais exigentes, tanto nos materiais como na tecnologia. As superfícies de aço fino, processadas de forma minuciosa, são totalmente lisas para evitar a formação de qualquer depósito de resíduos materiais, mesmo do menor tamanho possível.

Nuno CruzSchmersal Ibérica, S.L.

Tel.: +351 219 593 835 · Fax: +351 219 594 [email protected] · www.schmersal.pt

HigiEnE na intErfacE HomEm-máquinaERgONOMIA NA MAquINARIA dE pROCEssAMENTO dE CARNE

As unidades de controlo da maquinaria da seydelmann foram concebidas a partir do zero, aplicando princípios de design adaptados às normas em matéria de higiene, e permitem uma utilização altamente ergonómica. desta maneira, a interface homem-máquina adapta-se também aos requisitos mais exigentes. Os elementos de controlo utilizados são botões, luzes indicadoras, comutadores selectores (de chave), unidades de potenciómetro e comutadores de alavanca da Elan, que foram desenvolvidos de forma específica para as máquinas de processamento de alimentos.

Figura 2 . Utilizam-se comutadores de alavanca e botões tanto em zonas críticas para a higiene

como em aplicações exteriores.

funcionamEnto: a Ergonomia é o primEiroO princípio do funcionamento foi concebido através de uma concentração total na ergonomia e na higiene. Segundo Bernd Werlein, Director de Cons-trução Eléctrica, “garantimos que todos os elementos de funcionamento e de controlo possuam uma organização ergonómica, e que seja possível activar as funções sem contacto visual.” Isto pode ser atingido mediante painéis de comando equipados com botões, comutadores selectores (de chave) e luzes indicadoras procedentes do programa N da Elan, bem como mediante comutadores de alavanca.

comutadorEs dE alavanca E botõEs: actuação intuitivaO comutador pode mover-se em quatro direcções diferentes, utilizando a alavanca de accionamento para activar diferentes funções. Bernd Werlein comentou: “os diferentes comutadores foram configurados com funções relacionadas de forma lógica. Desta maneira, permite-se uma utilização intuitiva da máquina que evita quase 100% dos erros do ope-rador.” Além disso, os engenheiros conceberam dispositivos de bloqueio eléctrico recíproco, que impossibilitam a actuação simultânea de funções incompatíveis. Deste modo, requerem-se apenas poucos elementos de funcionamento e de controlo com funções lógicas e intuitivas. Em alguns ciclos de funcionamento, utilizam-se botões de alavanca, cuja alavanca de accionamento fica fixa na posição activa, como alternativa aos comu-tadores de alavanca.

Design E construção dE acordo com as normas Em matéria dE HigiEnEDurante a construção dos elementos de funcionamento e de controlo,

Page 29: Resumo da Revista Robótica 76

I N F O R M A Ç Ã O T É C N I C O - C O M E R C I A L

�������������������������������������robótica[ ]92

O factor tempo conta. Adicionalmente a uma eficaz assistência ao software que em Portugal é assegurada pela M&M Engenharia Industrial, os engenheiros necessitam de dados de componentes adequados que possam ser importados directamente para o projecto. É aqui que entra o EPLAN Data Portal: Em apenas um ano tornou-se num indispensável datacenter. Com a sua extensa colecção de dispositivos e dados de com-ponentes, oriundos dos mais reputados produtores de equipamentos, assegura uma engenharia rápida e contínua. Num instante, através da inserção de uma palavra-chave na função de busca (nome do fabricante, grupo de produtos, ou vista do catálogo) poderá encontrar o componente pretendido. A morosa tarefa de consultar catálogos e transferir toda a informação manualmente é coisa do passado. Através do EPLAN Data Portal os dados são introduzidos directamente no projecto, com todas as vantagens inerentes a uma solução baseada na rede.

Fluxo de trabalho num ritmo constante e aceleradoPara um eficiente processo de desenvolvimento de um determinado pro-duto, são essenciais dados consistentes e fiáveis. Através de um simples clique pode importar directamente para o seu projecto EPLAN, por exemplo, macros completas, dispositivos PLC, aparelhos de medida ou conversores de frequência, entre outros. Diagramas de ligação e modelos de função

Dep. de Marketing da EPLAN Software & ServiceTraduzido por Manuel Peneda

M&M Engenharia Industrial, Lda.Tel.: +351 229 351 336 · Fax: +351 229 351 338

[email protected] · [email protected] · www.eplan.pt

ePlan data Portal acelera a execução dos seus Projectos

integrados facultam uma representação precisa dos mais complexos dis-positivos e componentes, e isto assegura uma perfeita implementação no projecto, como resulta num planeamento mais inteligente, eficácia na elaboração do layout do quadro, e consequentemente, uma electrificação mais eficiente.

mais interesse Por Parte dos FabricantesOs dados são fornecidos directamente dos fabricantes e verificados para o uso na Plataforma EPLAN. Caso não consiga encontrar um determinado componente, o utilizador pode comunicar essa necessidade através do EPLAN Data Portal, podendo ser integrado em futuras actualizações. Para além disso, a lista de fabricantes aderentes está em contínua expansão incluindo já 21 fabricantes.

Com uma aplicação deste tipo não são só os utilizadores os favorecidos. O EPLAN Data Portal permite aos produtores dos equipamentos facul-tarem a oferta dos seus produtos, e constatarem as necessidades reais dos seus clientes. Para tal, alguns destes fabricantes disponibilizam já versões multilingues dos seus catálogos. Com apenas alguns cliques, quaisquer produtos podem ser seleccionados e inseridos directamente

A INsERÇÃO dE dIspOsITIvOs E dAdOs dE COMpONENTEs CERTIFICAdOs gARANTEM RApIdEz E quALIdAdE NA ELAbORAÇÃO dE EsquEMAs ELÉCTRICOs

um ano após o seu lançamento, o EpLAN data portal transformou o conceito de engenharia, e os 4.5 milhões de downloads efectuados em todo o mundo falam por si. deste inovador portal online foram descarregadas cerca de 100.000 peças de componentes e dispositivos testados e certificados pelos principais fabricantes, proporcionando uma produtividade extra aos utilizadores.

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[ ]96 �������������������������������������robótica

e n t r e v i s t a

Que balanço fazem da ateC durante estes cinco anos?Hans Müller: No início havia a ideia de fazer da ATEC algo diferente do que havia em Por-tugal, incluindo uma componente de forma-ção profissional mais prática, semelhante ao que se passa dentro das próprias empresas. Por isso, criamos este espaço como um centro de formação assente na aprendizagem, onde é ministrada a formação teórica e a prática si-mulada, seguindo-se depois, naturalmente, a formação prática nas empresas. Esta academia de formação é única em Portugal e segue um ciclo novo em termos de aprendi-zagem e formação profissional, essencialmente assente no sistema Dual, onde alternam as com-ponentes formativas teóricas e práticas. Antes já existiam “escolas de formação” nos promotores, as quais tiveram um papel relevante na imple-mentação da ATEC pois, a partir das sinergias exis-tentes, consolidamos o know-how de todos e de cada um deles, criando um modelo em que todos se revêem mas que subsume o modelo específi-co e diferenciador da nossa Academia. Em 2003 foi proposta a ideia ao governo, a qual foi aceite, com base na expectativa de assegu-rarmos uma elevada taxa de empregabilidade dos formandos, tendo sido constituída no final do ano como associação sem fins lucrativos. Iniciou a sua actividade logo no início, de 2004, em instalações dispersas pertencentes aos promotores e, no ano seguinte, foram inaugu-radas as instalações actuais em Palmela, que

ATEC - ACADEMIA DE FORMAÇÃO“Investir na formação é investir no futuro do país”

Confiança, profissionalismo, transparência, respeito, reconhecimento, flexibilidade e responsabilidade são os grandes valores da ATEC, uma academia de formação com resultados muito positivos nos seus 5 anos de vida.

se encontram dotadas com uma arquitectura apropriada e um adequado layout dos equi-pamentos, vindo posteriormente a ATEC a ser distinguida com o estatuto de Entidade de Uti-lidade Pública. Continuamos a crescer, em ter-mos de número de formandos envolvidos, e a promover cursos direccionados para as neces-sidades do mercado, com o objectivo de alcan-çarmos a excelência na formação.

sandra neves: O projecto desencadeado pelos promotores foi inovador, em prol do futuro in-dustrial português. Sendo certo que os promo-tores não absorvem a maioria dos formandos, os demais são integrados em PMEs, as quais passam a beneficiar, também, com a integra-ção de novos colaboradores, formados com as mais modernas técnicas exigidas pelas empre-sas multinacionais, não só no âmbito do saber fazer mas, acima de tudo, ao nível do saber estar e do saber ser.Desta forma queremos contribuir para que exista inovação e valor acrescentado, não des-perdiçando oportunidades de dotar o país com novos e modernos instrumentos formativos. Como exemplo, pode ser apontada a criação de um novo curso, o Curso de Técnico/a de Produ-ção Automóvel, que neste momento já consta do Catálogo Nacional de Qualificações (CNQ) editado pela ANQ – Agência Nacional para a Qualificação, e que pode ser ministrado por qualquer entidade que assim o deseje. A nossa oferta formativa é direccionada não só

para jovens, mas também para adultos, haven-do capacidade de responder a diversificados públicos que nos contactam, quer sejam de-sempregados à procura de uma nova formação ou reciclagem, quer aqueles que, estando em-pregados, buscam na formação contínua um constante aperfeiçoamento do desempenho, por iniciativa individual ou por proposta das respectivas entidades empregadoras.Actualmente, no conjunto de cerca de 700 formandos que se encontram envolvidos em acções de formação, temos muitos jovens que optaram pela via profissional para atingirem os seus objectivos, tirando partido dos sistemas de equivalências em termos de certificação que não os impede de prosseguirem estudos de nível superior.

nestes 5 anos os objectivos a que se propu-seram no início, foram todos cumpridos, ul-trapassados ou houveram pormenores que ficaram aquém do que era esperado?Hans Müller: Temos um Acordo com o Estado desde o início, mais concretamente com o IEFP – Instituto do Emprego e Formação Profissional e, até agora, todos os objectivos foram cumpri-dos. O objectivo primordial da ATEC era colocar técnicos qualificados no mercado português e aumentar a empregabilidade destes, e isso temos conseguido quase a 100%. Aumentar a quota de mercado na prestação de serviços de formação a quadros activos de outras empre-sas também foi conseguido.

Helena Paulino

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[ ]98 �������������������������������������robótica

sandra neves: Em toda a equipa ATEC há uma identificação com o projecto e uma motivação, como já atrás foi referido. São pessoas com ex-periência que aqui estão por opção, os quais vão actualizando e reciclando os seus conhecimentos e adquirindo formação sobre novos equipamen-tos, porque aqui a renovação é uma constante. A ATEC confia no conjunto dos seus colaboradores, pois, aliado às suas competências profissionais, estão imbuídos de um elevado espírito de equi-pa e de motivação, o que nos permite encarar cada projecto, por mais simples que seja, como uma missão a levar a cabo com sucesso.

eMpregabilidade dOs fOrMandOs aCiMa da Média

Há pouco disse que os formandos da ateC possuem uma taxa de empregabilidade de quase 100%. porque é que as empresas es-colhem os formandos da ateC?sandra neves: Pela sua preparação técnica e pelas suas competências sociais e humanas, te-mos consciência de que os nossos ex-forman-dos têm a atitude certa, o que também marca a diferença. São jovens motivados, dedicados, habituados a cumprir as tarefas com disciplina, pontualidade e assiduidade, que são requisitos para o sucesso das empresas e em qualquer empresa. Se o operador chega atrasado a uma linha de produção, esta não pode iniciar a sua activi-dade, gerando-se perdas significativas, e esta consciência tem de estar bem inculcada nos nossos jovens. Encaramos esta nossa postura como sendo uma manifestação da nossa res-ponsabilidade social para com o projecto: pre-parar os formandos para o mundo competitivo das organizações do futuro. É nessa aposta que trabalhamos diariamente, para além de todo o

enquadramento técnico. Além disso, e é para nós um motivo de orgulho, já há ex-formandos da ATEC que se encontram a trabalhar no estrangeiro, tendo sido contra-tados por empresas multinacionais logo que concluíram a formação.

Hans Müller: O ambiente fabril não choca nada os nossos formandos porque eles gostam de trabalhar na indústria, e são preparados para isso desde o dia em que são aqui admitidos. Devido à componente prática que lhes é pro-porcionada, eles já conhecem o ambiente quan-do entram na empresa, porque eles próprios foram parcialmente formados nesse ambiente.

sandra neves: Temos como metodologia de trabalho que os formandos, em pequenos gru-pos mas sempre numa componente de traba-lho em equipa, desenvolvam projectos técnicos em toda a sua plenitude, desde a própria con-cepção até ao teste de funcionamento. Isso implica que os participantes tenham que se debruçar sobre a especificidade dos equi-pamentos e materiais a adquirir e sobre as al-ternativas quanto aos custos envolvidos, para executarem o projecto. Fruto de várias parcerias e acordos, temos vá-rios programas a decorrer a nível internacional, com formandos de várias nacionalidades, o que os prepara imediatamente para uma melhor in-tegração numa multinacional ou numa empre-sa que recorra a mão-de-obra estrangeira, em suma no mercado de trabalho global.

Há pouco falou na reciclagem de conheci-mentos dos desempregados que é feita na ateC. é uma necessidade ou uma conse-quência do desemprego?sandra neves: A aprendizagem ao longo da vida é, hoje, uma realidade e há cada vez mais

a consciência de que tirar um curso superior, por si só, não é uma garantia de empregabilidade.Por outro lado, a conjuntura actual é propícia para que haja um investimento na formação, promovendo acções de reciclagem ou mesmo de reconversão, aumentando as competências dos participantes. A aposta na formação profis-sional é reconhecida nesse enquadramento e, por isso mesmo, uma oportunidade e uma for-ma de perspectivar e facilitar opções futuras.

Quais os cursos profissionais que têm mais saída? Hans Müller: O nosso portfólio tem uma gran-de heterogeneidade de oferta que é o resul-tado daquilo que o mercado necessita. Não nos interessa, como é óbvio, formar pessoas para depois não terem lugar no mercado de trabalho. O mercado precisa de profissionais qualificados em áreas em que podemos res-ponder, mas nem sempre é fácil convencer os candidatos, principalmente os mais jovens, da importância e da necessidade desses cursos no mercado. Há cursos que todos querem fazer, sobretudo no sector automóvel, mas há outros cursos, também relacionados com a produção que nem sempre são tão desejados, havendo, no entanto, ao nível das ofertas de emprego, uma grande procura desses técnicos. No futuro queremos promover ainda mais es-ses cursos relacionados com a produção, des-mistificando a conotação negativa, que por vezes lhes é atribuída, porque as empresas com quem trabalhamos têm uma necessidade real desses profissionais, e pretendemos ajudá-las. Além disso, há também a preocupação em aumentar a produtividade e diminuir os des-perdícios, apostando na mudança de atitudes e de alguns processos. Nesse sentido estamos envolvidos em projectos europeus, com ferra-

“Já há ex-formandos da ATEC que se

encontram a trabalhar no estrangeiro, tendo

sido contratados por empresas

multinacionais logo que concluíram

a formação.”

Sandra Neves

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T A B E L A C O M PA R A T I V A

TABELA COMPARATIVA DE BomBas suBmersíveis

Uma bomba é um dispositivo que fornece ener-gia aos líquidos, a partir da energia mecânica de um eixo, de uma haste ou de um outro fluído. Há várias formas de transmitir esta energia, aumen-tando a pressão, a velocidade ou a elevação, ou qualquer combinação destas formas de energia. Desta forma facilita-se o movimento do líquido, que pode ser uma mistura de líquidos e sólidos, nas quais a fase líquida é preponderante.

Existem muitos tipos de bombas, com carac-terísticas diferentes e com aplicações díspares, mas aqui quisemos dar destaque às bombas submersíveis, importantes para o processo de tratamento de água. As bombas submersíveis possuem o rotor e o “bombeador” num só conjunto, e este conjunto fica totalmente sub-merso no líquido a bombear. Normalmente não possuem uma pressão muito alta para águas, no entanto, podem conter alta pressão quando são bombas para poços semi-artesianos, para bom-bear água limpa, e neste caso, possuem motores especiais e vários estágios para propiciar altas pressões. Podem ser feitas em ferro fundido, aço inoxidável ou possuírem um revestimento

cerâmico para protecção contra a abrasão ou corrosão. Este tipo de bombas possui uma grande flexibilidade ao nível da gama (bombas até DN 600, motores até 710 kW), e também ao nível dos materiais.

As bombas submersíveis são concebidas para um grande leque de aplicações na área do abastecimento de água e transferência de líquidos, como abastecimento subterrâneo para

O dossier que organizamos para a edição desta revista é dedicado à Indústria no Processo da Água, ao processo de tratamento de água, à passagem da água “suja” para água “limpa”, feita sobretudo nas ETAR’s, e em todos os processos que isto implica. Em cada uma delas torna-se premente o uso de vários equipamentos, entre eles, bombas submersíveis.

habitações, sistemas de irrigação para agricul-tura ou horticultura, nivelamento de solos ou aumento de pressão, tal como as mais variadas aplicações industriais. As bombas submersíveis e centrais de drenagem e passagem de líquidos limpos ou sujos, com sólidos e fibras longas, podem ser aplicados em águas sujas, de fossas domésticas e industriais, da terra, limpas, de lavagens, de fontes, de lagos ou rios e ainda de água com areia.

A tabela seguinte apresenta algumas das várias gamas de bombas submersíveis, onde podemos comparar várias características, desde diâmetros a potências das respectivas bombas.

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Ricardo Sá e Silva

Page 33: Resumo da Revista Robótica 76

T A B E L A C O M PA R A T I V A B o m B A s s U B m E r s í v E i s

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Page 34: Resumo da Revista Robótica 76

robótica �������������������������������������[ ]102

Autores: Adriano M. Almeida Santos, António J. S. Ferreira da SilvaEditora: PublindústriaISBN: 978-972-8953-37-9Páginas: 344Edição: 2009(Obra em Português)Venda on-line: www.publindustria.pt

BIBLIOGRAFIA

f AutomAção PneumáticA - 2ª ediçãoEste livro é o resultado de um trabalho desenvolvido pelos autores ao longo de vários anos

de ensino na área de Automação e, talvez por isso, o seu carácter seja fundamentalmente

didáctico. Destina-se, pois, particularmente a alunos dos cursos de Engenharia Mecânica e

Electrotecnia, a profissionais na área da Automação Pneumática, bem como a todos aqueles

que, de algum modo, estão ligados à área da pneumática. Neste livro são focadas as principais

técnicas de comando de sistemas pneumáticos, recorrendo sempre que possível a software

de simulação, de forma a tornar mais simples e atractiva a sua completa compreensão. Os

temas relacionados com a produção, tratamento e dimensionamento de redes de distribuição

do ar comprimido são também abordados nesta nova edição.

ÍndIce: 1. A Pneumática - Nota histórica; 2. Produção e tratamento de ar comprimido; 3. Distribuição do ar comprimido,

dimensionamento de redes; 4. Actuadores pneumáticos; 5. Dimensionamento de actuadores pneumáticos; 6. Válvulas;

7. Técnicas de comando pneumático; 8. Técnicas de comando eléctrico; 9 Anexos.

Autor: José Luiz Loureiro AlvesEditora: LTCISBN: 978-852-1614-42-5Páginas: 288Edição: 2008(Obra em Português do Brasil)Venda on-line: www.publindustria.pt

f inStRumentAção, contRoLe e AutomAção de PRoceSSoSEste livro destina-se aos alunos dos cursos de formação nas áreas de Instrumentação Industrial,

Controlo de Processos e Automação de Processos Industriais, e também àqueles que, já exercendo

a sua profissão, precisam de se manter actualizados. O texto é resultado da experiência do autor

como profissional de engenharia e professor em cursos técnicos de nível médio, de graduação

em engenharia eléctrica e automação industrial, além de cursos de formação de técnicos para

plataformas de produção de petróleo. Por estar exposto de maneira clara e didática, o conteúdo,

na sua maioria, pode ser facilmente compreendido. Os assuntos são abordados num nível in-

trodutório, de modo a fornecer uma base para o desenvolvimento profissional do leitor e favorecer

o aprofundamento dos estudos.

ÍndIce: 1. Fundamentos do Controle de Processos; 2. Instrumentos para Controle de Processos; 3. Medição de Vazão e Noções

de Metrologia 4. A Dinâmica dos Processos e os Modelos Representativos; 5. O Controle PID; 6. Sintonia de Controladores PID;

7. Sintonia Automática de Controladores; 8. Sistemas de Automação de Processos Industriais; 9. Controlador Lógico Programável.

€ 25,00

€ 19,80

Autor: Albert Paul MalvinoEditora: McGraw-HillISBN: 972-773-063-9Páginas: 400Edição: 2000(Obra em Português)Venda on-line: www.publindustria.pt

fPRincÍPioS de eLectRÓnicA VoLume 2 - 6ª edição Publicada em dois volumes, esta sexta edição foi completamente adaptada ao mercado de língua por-

tuguesa, seguindo as normas internacionais e europeias. É ilustrado por inúmeras figuras e exemplos

resolvidos e por caixas destacadas sobre os últimos desenvolvimentos tecnológicos em electrónica e

electricidade. Este Volume 2 continua o paradigma prático do Volume 1, tomando o conjunto da obra um

texto de grande valia para o ensino secundário da electrónica analógica. Realmente, a formação básica

em electrónica concedida pelos dois volumes preenche muito bem o nível médio e profissionalizante em

electrónica. Mas o ensino superior politécnico também encontra aqui uma fonte pedagógica e didáctica

de alto relevo, dada a sua filosofia eminentemente executante da tecnologia electrónica. E o ensino

superior universitário pode igualmente beneficiar da simplicidade e eficácia de aprendizagem no âmbito

da electrónica moderna, permitindo dinamizar diversos cursos de engenharia, sobretudo orientados para

o desenvolvimento tecnológico que impulsiona os sectores económicos à entrada do século XXI.

ÍndIce: 16. Efeitos da frequência; 17. Amplificadores diferenciais; 18. Amplificadores operacionais; 19. Retroacção negativa; 20. Circuitos

lineares com amplificadores operacionais; 21. Filtros activos; 22. Circuitos não-lineares com amplificadores operacionais; 23. Osciladores;

24. Fontes de alimentação reguladas.

€ 37,40

10% de desconto € 22,00

Page 35: Resumo da Revista Robótica 76

P R O D U T O S E T E C N O L O G I A S N O V I D A D E S

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Desde o seu lançamento em 1981, a série de PLCs compactos FX da Mitsubishi, evoluiu mais de um quarto de século, providenciando soluções para diversos ramos da indústria. Com os seus recordes de longevidade, qualidade e fiabilidade, a Série FX apresenta-se ao mercado como o PLC compacto mais vendido do mundo, ultrapassando largamente os 8 milhões de unidades instaladas.Em 2009, e 28 anos depois das suas primeiras versões, a Mitsubishi apresenta o novo FX3G. Este modelo, de características ímpares, foi desenhado para substituir o já lendário FX1N, incorporando tecnologia já utilizada no seu “irmão” FX3U, apresentando-se como uma solução adequada para aplicações simples mas onde desempenho e velocidade de processamento são críticos. O modelo standard possui duas portas de comunicação de alta-velocidade, uma memória de programa alargada, memória de dados estendida, duas palavras-chave encriptadas, 8 contadores de alta velocidade, e um posicionamento simplificado. Pode ter, no máximo, duas cartas de expansão básica, 4 cartas de expansão avançada, 4 canais de comunicação e 8 módulos de cartas de sinais analógicos.

F.Fonseca apresenta novo PLC FX3G da Mitsubishi

Os autómatos ILC da Phoenix Contact podem ser programados para capturar consumos de energia eléctrica. A informação dos consumos é obtida por impulsos ou por analisadores de rede via, por exemplo, Modbus. Posteriormente, o ILC pode escrever esses consumos em tempo real numa base de dados SQL, através de funções disponíveis no software de programação PC WORX. Com os comandos SQL “Insert”, “Update” e “Select”, os dados dos consumos podem ser lidos (ou escritos) em tabelas da base de dados em tempo real. A comunicação entre o servidor da base de dados e o ILC é feita por Ethernet, via protocolo TCP/IP.

Phoenix Contact

Tel.: +351 219 112 760 · Fax: +351 219 112 769

www.phoenixcontact.pt

Leitura do consumo de energia eléctrica pelos autómatos ILC

Actualização do OPC Server da Beijer Electronics implementa melhorias

A Beijer Electronics lançou a nova versão 1.20 do seu OPC Server, melhorando a sua oferta em termos de conectividade, continuando a assegurar as ligações às maiores marcas e tipos de equipamento de automação. A nova actualização do OPC Server suporta não apenas os sistemas operativos Windows NT, Windows 2000 e Windows XP como também agora o Windows 2003 Server. Com esta actuali-zação pode-se agora ligar e desligar controladores individualmente, a partir de um OPC Server ou de um OPC Client, tal como beneficiar do acesso a mais de 70 drivers de comunicação directamente do website da Beijer.O OPC Server pode ser ligado a um número ilimitado de controladores simultaneamente, utili-zando um ou mais protocolos. Equipamentos de automação tais como conversores de frequência, servo-drives e PLCs de diferentes marcas podem ser ligados, graças à grande variedade de pro-tocolos disponíveis no OPC Server. Pode importar e exportar listas de variáveis, scripting e gerar variáveis para criar um número definido de variáveis numeradas, consecutivamente, de forma rápida. Possui um servidor DDE incorporado e permite que aplicações do Excel actuem como cli-entes, tem um módulo de monitorização incorporada que ajuda a supervisionar as comunicações e pode correr com um serviço Windows. A Beijer Electronics é representada em Portugal pela Bresimar Automação, S.A.

F.Fonseca, S.A.

Tel.: +351 234 303 900 · Fax: +351 234 303 910

[email protected] · www.ffonseca.com

Bresimar Automação, S.A.

Tel.: +351 234 303 320 · Fax: +351 234 303 328/9

[email protected] · www.bresimar.com

Page 36: Resumo da Revista Robótica 76

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F E I R A S E C O N F E R Ê N C I A S

robótica[ ]122

DRIvE IT 2009 Feira de Software e Electrónica para a Indústria Automóvel

EstugardaAlemanha

2 a 5 Novembro 2009

H & K [email protected]

SINOTEC 2009 Salão Internacional de Inovação e Tecnologias para a Indústria

3 a 8Novembro2009

LisboaPortugal

INTERNATIONAL INDUSTRIAL FORUM 2009

Fórum Industrial Kiev Ucrânia

24 a 27 Novembro2009

FIL - Feira Internacional de [email protected]

IEC - International Exhibition [email protected]

MOBILSHOW - INFOMARkET Feira para Tecnologia da Informação e Telecomunicações

BudapesteHungria

5 a 8Novembro2009

HUNGEXPO C. Co. [email protected]

PROTECH 2009 Feira de Subcontratação VarsóviaPolónia

18 a 19 Novembro 2009

Trade Media International [email protected]/en

FABTECH INTERNATIONAL & AWS WELDINg SHOW

Feira de Tecnologia do Metal ChicagoE.U.A.

15 a 18 Novembro 2009

[email protected]

AUTOMATION OPTIMATION EUROPE 2009

Exposição de todas as Soluções de Automação e Optimização para a Produção

Roissy Franca

1 Dezembro 2009

[email protected]

INDUSTRIAL AUTOMATION SHOW

Feira de Automação e Energia ShanghaiChina

3 a 7 Novembro2009

C. do Comércio e Indústria Luso-Alemã[email protected]

DESIgNAÇÃO TEMÁTICA LOCAL DATA CONTACTO

Informação sobre conferências IEEE por sociedade: http://www.ieee.org/web/conferences/search/index.htmlInformação sobre conferências IFAC: http://www.ifac-control.org/eventsInformação geral sobre conferências IASTED: http://www.iasted.com/conference.htm

SkLAD 2009 Logística, Transporte, Automação e Mecanização de Operações

MoscovoRússia

26 a 29Outubro 2009

[email protected]

INSTRUTEC 2009 Feira de Subcontratação Tallinn Estónia

18 a 20Novembro 2009

Estonian Fairs [email protected]

vISION Feira Internacional para Máquinas de Visão e Tecnologias de Identificação

EstugardaAlemanha

3 a 5 Novembro 2009

Landesmesse Stuttgart [email protected]

METAL ExPO Exposição da Indústria Internacional

MoscovoRússia

10 a 13Novembro2009

Metal-Expo, [email protected]/en

Page 37: Resumo da Revista Robótica 76

F E I R A S E V E N T O S E F O R M A Ç Ã O

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A SEW-EURODRIVE PORTUGAL marcou presença neste evento profissional de referência em todas as áreas da Indústria, dando destaque às suas inovações ao nível dos motores DR de alto rendimento, MOVIMOT® D, moto-redutores com motor DR, accionamento mecatrónico MOVIGEAR® e MOVIFIT® - SNI, apresentando, ainda, a sua gama de serviços CDS® - Complete Drive Service, escalonável e flexível, “A luz verde para a sua produção”. Este evento, no qual a SEW-EURODRIVE PORTUGAL participou mais uma vez, foi orientado para as empresas de transformação de tecnologia e processos de inovação, contribuindo para a dinamização de oportunidades de negócio e crescimento económico. Um en-contro potenciador das sinergias entre as temáticas do ambiente e desenvolvimento sustentável, da inovação e das tecnologias industriais. Este certame constitui-se como um cenário com interesse para estabelecer contactos e divulgar inovações, a nível nacional e internacional.O stand da SEW-EURODRIVE PORTUGAL contou, também, com a exposição de uma unidade nova série de redutores industriais – Série X. O aumento da procura de redutores industriais, para accionamentos de grandes transportadores e de maquinaria pesada em geral, tem crescido continuamente nos últi-mos anos. A Série X é um produto totalmente desenvolvido pela SEW-EURODRIVE, baseado na longa experiência adquirida no sector dos redutores industriais. Esta série oferece um adequado nível de flexibilidade, combinado com um número mínimo de componentes, estabelecido devido ao sistema de concepção modular. Conjuntamente com a possibilidade de ajustes na largura e comprimento, estas unidades permitem suportar elevadas cargas radiais, baixo nível de emissão de ruído e pos-suem uma impressionante relação peso/potência transmitida. Podem incluir bombas de lubrificação, filtros ou unidades de monitorização da condição, projectadas sem qualquer tubagem exterior.

SEW-EURODRIVE PORTUGAL na TECNOFIL 2009

SEW-EURODRIVE PORtUgal

www.sew-eurodrive.pt

A Siemens Industry Automation promoveu nos dias 9 e 11 de Setembro, workshops dedicados à indústria cimenteira e à indústria do gás natural. Em ambos os workshops estiveram representadas empresas e parceiros, com os quais a Siemens tem vindo a desenvolver uma relação de cooperação nas diversas soluções. Os workshops realizados tiveram como objectivo principal dar a conhecer aos participantes as potencialidades do Cromatógrafo Siemens Sitrans CV, direccionado para a monitorização e análise de gás natural. E contaram com a participação de colegas da Siemens AG.O cromatógrafo Siemens Sitrans CV é muito compacto e robusto, possui protecção contra explosão o que permite uma instalação directa em campo junto do ponto de amostragem do processo, fazendo com que o tempo de análise seja minimizado e a actuação sobre a eficiência dos processos maximizada. Este cromatógrafo tem aplicações na indústria química, petroquímica, farmacêutica e nos laboratórios de investigação e desenvolvimento, para separação cromatográfica de misturas cujos componentes se pretendem monitorizar. Permite, para além da monitorização dos componentes constituintes do gás natural, a medição do poder calorífico superior e inferior do gás natural.No workshop focalizado para a indústria cimenteira, apresentaram a Sonda Siemens FLK dedicada à extracção de amostras gasosas directamente do interior dos fornos rotativos. Este sistema de recolha foi desenvolvido para lidar com elevadas temperaturas (1.400º C) e concentrações de poeiras (2.000 g/m3). Um dos principais problemas na recolha de amostra em fornos rotativos de cimento é o facto de poder ocorrer uma condensação da amostra durante a refrigeração desta, o que em conjunto com a elevada concentração de poeiras conduz ao bloqueio das tubagens. Assim sendo, o sistema de refrigeração da sonda FLK é realizado através da utilização de um líquido sintético refrigerante que tem um ponto de ebulição acima dos 300º C, permitindo temperaturas de amostra mais elevadas (até 200º C), e consequentemente, evitam a condensação da amostra e o bloqueio das tubagens. Dado o sucesso da utilização deste líquido refrigerante, este sistema de recolha de amostra encontra-se instalado em mais de 150 unidades de processo em todo o mundo. Foram ainda realizadas apresentações do portfólio Siemens nas áreas de Análise Gasosa, Instrumentação de Campo, Drives e Sistemas Integrados de Supervisão e Controlo, demonstrando a capacidade da Siemens em fornecer uma solução global para as várias indústrias em causa.

Workshops dedicados à Indústria Cimenteira e do Gás Natural

Siemens, S.a.

www.siemens.pt

Page 38: Resumo da Revista Robótica 76

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L I N K S

Controlo 2010 em Coimbra

Para mais informaçãohttp://www.controlo2010.org

A conferência CONTROLO, organizada no âmbito do trabalho desenvolvido pela Associação Portuguesa de Controlo Automático, realiza-se de dois em dois anos numa cidade portuguesa. É um excelente evento científico e técnico que reúne a comunidade nacional e internacional na área do Controlo, Automação e Robótica. A edição de 2010 terá lugar em Coimbra, de 8 a 10 de Setembro.

Esta edição está a ser preparada com muito cuidado com o objectivo de constituir um evento único, no qual se possam discutir aspectos relevantes do controlo automático e respectivas aplicações práticas, dando espaço aos mais novos e a sessões temáticas de elevada actualidade científica e técnica.

A conferência terá o apoio de duas revistas internacionais de renome na área que publicarão versões revistas dos melhores artigos da conferência, bem como da revista Robótica que dará destaque ao evento.

Em 2010 a automação, controlo e robótica passam por Coimbra. Espero encontrar-vos lá partilhando convosco as excelentes sessões científicas e técnicas, mas também o ambiente e a hospitalidade da cidade portuguesa do conhecimento: Coimbra.

J. Norberto PiresChairman do Controlo 2010