35
ML-DM03-001 Impresso em 26/12/03 Revisado em 15/11/2002 Página 1 de 1 Por Eng. Marcelo Ribeiro da Silva Alta Tecnologia em Detecção Dinâmica de Metais MANUAL DE INSTALAÇÃO, OPERAÇÃO, CALIBRAÇÃO E MANUTENÇÃO DETECTOR DE METAIS PARA CORREIA TRANSPORTADORA DM-03 ENGELETRO COMERCIAL LTDA. Rua Gabriela de Melo, 484 Olhos d’Água Norte 30390-080 Belo Horizonte MG Tel (31)3288-1366 Fax (31)3288-1099/1340 [email protected] http://www.engeletro.ind.br A ENGELETRO reserva a si o direito de alterar quaisquer das informações contidas neste Manual sem aviso prévio. Este documento não pode ser reproduzido total ou parcialmente, sem a autorização por escrito da ENGELETRO. Direitos Reservados.

MANUAL DE INSTALAÇÃO, OPERAÇÃO, CALIBRAÇÃO E …

  • Upload
    others

  • View
    8

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: MANUAL DE INSTALAÇÃO, OPERAÇÃO, CALIBRAÇÃO E …

ML-DM03-001

Impresso em 26/12/03 Revisado em 15/11/2002 Página 1 de 1Por Eng. Marcelo Ribeiro da Silva Alta Tecnologia em Detecção Dinâmica de Metais�

MANUAL

DE

INSTALAÇÃO, OPERAÇÃO, CALIBRAÇÃO

E

MANUTENÇÃO

DETECTOR DE METAIS PARA

CORREIA TRANSPORTADORA

DM-03

ENGELETRO COMERCIAL LTDA. Rua Gabriela de Melo, 484 Olhos d’Água Norte

30390-080 Belo Horizonte MG Tel (31)3288-1366 Fax (31)3288-1099/1340

[email protected] http://www.engeletro.ind.br

A ENGELETRO reserva a si o direito de alterar quaisquer das informações contidas neste Manual sem aviso

prévio. Este documento não pode ser reproduzido total ou parcialmente, sem a autorização por escrito da ENGELETRO.

Direitos Reservados.

Page 2: MANUAL DE INSTALAÇÃO, OPERAÇÃO, CALIBRAÇÃO E …

ML-DM03-001

Impresso em 26/12/03 Revisado em 15/11/2002 Página 2 de 2Por Eng. Marcelo Ribeiro da Silva Alta Tecnologia em Detecção Dinâmica de Metais�

ÍNDICE LISTA DAS ILUSTRAÇÕES........................................................................................................................... 3 GARANTIA...................................................................................................................................................... 4

1. INTRODUÇÃO........................................................................................................................................................... 5 2. CARACTERÍSTICAS DO EQUIPAMENTO .............................................................................................................. 6

2.1 UNIDADE ELETRÔNICA..................................................................................................................................... 6 2.1.1 CARACTERÍSTICAS FÍSICAS ..................................................................................................................... 6 2.1.2 CARACTERÍSTICAS ELÉTRICAS............................................................................................................... 8

2.1.2.1 MÓDULO AS-DM03-110 ........................................................................................................................ 8 2.1.2.2 MÓDULO DA FONTE DE ALIMENTAÇÃO AS-DM03-121................................................................... 8 2.1.2.3 PAINEL INTERNO AS-DM03-120.......................................................................................................... 8 2.1.2.4 MÓDULO DE CONTROLE DO DETECTOR DE EMENDAS AS-DM03-510 (OPCIONAL).................. 8 2.1.2.5 MÓDULO DE CONTROLE DO MARCADOR POR PÓ CORANTE AS-DM03-410 (OPCIONAL) ....... 8

2.1.3 CARACTERÍSTICAS GERAIS ..................................................................................................................... 9 2.2 CAIXA DE LIGAÇÕES ........................................................................................................................................ 9 2.3 SISTEMA DE BOBINAS AS-DM03-300............................................................................................................ 10 2.4 ESTRUTURA SUPORTE................................................................................................................................... 12 2.5 MARCADOR POR PÓ CORANTE (OPCIONAL).............................................................................................. 12 2.6 SENSOR DE EMENDAS METÁLICAS (OPCIONAL) ...................................................................................... 13

3. INSTALAÇÃO.......................................................................................................................................................... 14 3.1 GENERALIDADES ............................................................................................................................................ 14 3.2 DESEMBALAGEM E INSPEÇÃO INICIAL....................................................................................................... 14 3.3 INSTALAÇÃO DA UNIDADE ELETRÔNICA.................................................................................................... 14 3.4 SISTEMA DE BOBINAS E ESTRUTURA SUPORTE ...................................................................................... 14 3.2 FIAÇÃO DE CAMPO ......................................................................................................................................... 16 3.3 SENSIBILIDADE UTILIZÁVEL.......................................................................................................................... 16

4. INSTRUÇÕES DE OPERAÇÃO E AJUSTES ........................................................................................................ 17 4.1 GENERALIDADES ............................................................................................................................................ 17 4.2 DETECTOR DE EMENDAS METÁLICAS AS-DM03-500 (OPCIONAL).......................................................... 17

4.2.1 SEQÜÊNCIA DE AJUSTES........................................................................................................................ 17 4.3 MARCADOR POR PÓ CORANTE (OPCIONAL).............................................................................................. 18

5. TEORIA DE FUNCIONAMENTO ............................................................................................................................ 19 5.1 PRINCÍPIO FÍSICO............................................................................................................................................ 19 5.2 CIRCUITO ELETRÔNICO ................................................................................................................................. 20

5.2.1Circuito de Controle ................................................................................................................................... 20 5.2.1.1 CI-5=COMPARADOR LM-311 ............................................................................................................. 20 5.2.1.2 CI-7=PLL CD4046 ................................................................................................................................ 21 5.2.1.3 CI-6=CONTADOR DE 12 BITS CD4040.............................................................................................. 22 5.2.1.4 CI-8=MEMÓRIA EPROM 2716............................................................................................................. 22 5.2.1.5 “CI-10” Multivibrador Monoestável 74121........................................................................................ 23 5.2.1.6 “CI-9” Multivibrador Monoestável 74121.......................................................................................... 23 5.2.1.7 “CI-10” Comparador Quádruplo LM339............................................................................................ 23

5.2.2 Circuito de Detecção................................................................................................................................. 23 5.2.3 Circuito Detector........................................................................................................................................ 24

5.2.3.1 Amplificador ........................................................................................................................................ 24 5.2.3.2 Circuito de Chaveamento 1................................................................................................................ 24 5.2.3.3 Filtro passa-baixas/ Amplificador “BF”............................................................................................ 25 5.2.3.4 Circuito de Chaveamento 2................................................................................................................ 25 5.2.3.5 Circuito de Acionamento para Relé. ................................................................................................. 25

6. AJUSTES................................................................................................................................................................. 26 6.1 Ajuste do Circuito “PLL” (Trimpot P8)........................................................................................................... 26 6.2 Ajuste do Circuito Transmissor...................................................................................................................... 28 6.3 Ajuste do Circuito Detector............................................................................................................................. 28 6.4 Padrão para Avaliação de Desempenho........................................................................................................ 29

7. MANUTENÇÃO ....................................................................................................................................................... 32 7.1 ANÁLISE INICIAL.............................................................................................................................................. 32 7.2 SINTOMAS ........................................................................................................................................................ 32

7.2.1 SINTOMA #1 ............................................................................................................................................... 32 7.2.2 SINTOMA #2 ............................................................................................................................................... 33

Page 3: MANUAL DE INSTALAÇÃO, OPERAÇÃO, CALIBRAÇÃO E …

ML-DM03-001

Impresso em 26/12/03 Revisado em 15/11/2002 Página 3 de 3Por Eng. Marcelo Ribeiro da Silva Alta Tecnologia em Detecção Dinâmica de Metais�

LISTA DAS ILUSTRAÇÕES

Figura Nº Título 2.1 Unidade Eletrônica - Vistas Externas2.2 Unidade Eletrônica - Vista Interna2.3 Caixa de Ligações2.4 Sistema de Bobinas e Suporte de Fixação - Vista Lateral 2.5 Sistema de Bobinas e Suporte de Fixação - Vista Frontal2.6 Conjunto Pulverizador de Pó Corante e Bico Pulverizador 2.7 Sensor de Emendas Metálicas3.1 Sistema de Bobinas - Instalação Típica3.2 Esquema Típico de Ligações5.1 Diagrama de Blocos5.2 Funcionamento do "PLL" como Multiplicador de Freqüência5.3 Sinais de Controle - Programação da Memória5.4 Amplificador de Recepção - Resposta de Freqüência5.5 Princípio de Funcionamento6.1 Pontos de Teste6.2 Pontos de Teste6.3 Pontos de Teste6.4 Pontos de Teste6.5 Padrão de Avaliação de Desempenho

Page 4: MANUAL DE INSTALAÇÃO, OPERAÇÃO, CALIBRAÇÃO E …

ML-DM03-001

Impresso em 26/12/03 Revisado em 15/11/2002 Página 4 de 4Por Eng. Marcelo Ribeiro da Silva Alta Tecnologia em Detecção Dinâmica de Metais�

GARANTIA A ENGELETRO garante que o equipamento fornecido estará livre de defeitos de componentes e de fabricação. Tal garantia não se aplica aos acessórios, peças e materiais comprados pela ENGELETRO de terceiros a menos que sejam fabricados de acordo com projeto da ENGELETRO, mas será válida para a mão de obra incorporada na instalação destes itens no equipamento completo. Para os acessórios, peças e materiais que tenham garantias dos fabricantes, estas garantias serão repassadas pela ENGELETRO ao comprador. A garantia da ENGELETRO é condicionada ao equipamento com defeito posto em sua fábrica em Belo Horizonte MG, com frete de ida e volta por conta do comprador.

Page 5: MANUAL DE INSTALAÇÃO, OPERAÇÃO, CALIBRAÇÃO E …

ML-DM03-001

Impresso em 26/12/03 Revisado em 15/11/2002 Página 5 de 5Por Eng. Marcelo Ribeiro da Silva Alta Tecnologia em Detecção Dinâmica de Metais�

1. INTRODUÇÃO Os processos de transporte de materiais sólidos a granel, em instalações de mineração, usinas siderúrgicas, portos de embarque etc. devem assegurar, ao final do processo, que a qualidade dos produtos atenda às especificações e normas pré-estabelecidas. Na maioria dos casos, o transporte de peças metálicas misturadas indevidamente ao material do processo poderá influir na qualidade do produto final ou provocar danos aos processos e/ou equipamentos. Torna-se portanto extremamente importante, que durante o processo de transporte, a detecção e a conseqüente remoção de objetos metálicos indesejáveis, indevidamente misturados ao material de processo, seja feita com um alto grau de confiabilidade. Os processos de detecção de peças metálicas têm se baseado na medição da variação da impedância de um sistema de bobinas sensoras ou na medição da variação do fator de mérito de um circuito oscilador LC, causada pela passagem das peças metálicas a serem detectadas. Estes métodos tornam-se ineficazes quando o próprio material do processo possuir características magnéticas, que provocarão variações nas grandezas acima, ocasionando falsas detecções que inviabilizam o funcionamento do equipamento. A ENGELETRO desenvolveu o Detector de Metais DM-03, com base na medição da condutividade elétrica do material de processo, tornando-o indiferente às características magnéticas ou não dos materiais de processo, além de detectar todo tipo de metal que esteja indevidamente misturado ao material de processo: cobre, alumínio, latão, aço, ferro, aço manganês (não-magnético), etc.. As dimensões mínimas das peças metálicas a serem detectadas são função da instalação , largura da correia, vazão de material de processo, etc., tendo como valor típico uma esfera de aço de 25 mm de diâmetro.

Page 6: MANUAL DE INSTALAÇÃO, OPERAÇÃO, CALIBRAÇÃO E …

ML-DM03-001

Impresso em 26/12/03 Revisado em 15/11/2002 Página 6 de 6Por Eng. Marcelo Ribeiro da Silva Alta Tecnologia em Detecção Dinâmica de Metais�

2. CARACTERÍSTICAS DO EQUIPAMENTO 2.1 UNIDADE ELETRÔNICA 2.1.1 CARACTERÍSTICAS FÍSICAS A unidade eletrônica do Detector de Metais MD-M-03 é abrigada em uma caixa de aço bitola 16, com teto protetor, conforme Fig. 2.1.

Figura 2.1 Unidade Eletrônica

Vistas Externas

A caixa é fornecida normalmente na cor cinza RAL 7032 com grau de proteção IP-65. Na porta frontal , estão instalados 2 (dois) sinaleiros: - Cor verde: Equipamento energizado; - Cor Vermelha: Metal detectado.

813

DETALHE A

690

200

216

MD-M-03

METALDETECTADO

ENERGIZADO REARMEMANUAL

DETECTOR DE METAIS

Ø15

540

480

760

271

Page 7: MANUAL DE INSTALAÇÃO, OPERAÇÃO, CALIBRAÇÃO E …

ML-DM03-001

Impresso em 26/12/03 Revisado em 15/11/2002 Página 7 de 7Por Eng. Marcelo Ribeiro da Silva Alta Tecnologia em Detecção Dinâmica de Metais�

Abrindo-se a porta frontal, temos acesso aos módulos eletrônicos e demais partes do equipamento, conforme Figura 2.2

Figura 2.2 Unidade Eletrônica

Vista Interna

Na parte superior temos a Fonte de Alimentação AS-DM03-120, constituída por uma caixa com fusíveis, chave liga-desliga e bornes de alimentação. Dentro da caixa, estão localizados os transformadores e o filtro de linha. O circuito eletrônico da Fonte de Alimentação é constituído por um módulo em circuito impresso (AS-DM03-121), montado fora da caixa. No centro da caixa temos o módulo em circuito impresso AS-DM03-110 que contém o circuito principal do Detector, com conectores para os módulos opcionais: - Módulo de Controle do Detector de Emendas Metálicas (AS-DM03-510); - Módulo de Controle do Marcador por Pó Corante (AS-DM03-410). Na parte inferior da caixa temos a régua de terminais para receber a fiação de campo. Um flange removível na face inferior da caixa, contém a furação necessária para receber os eletrodutos que abrigarão a fiação de campo.

2016 1918171510 14131211

RB3

987651 432 232221 24

RESERVA

2015 181716 1910 11 12 13 145 6 7 8 91 2 3 4 21 22 23 24

SENSIBILIDADE

120/220V

F4F3

9

LIGA120V

F3F412

1110

DESL.220V

4

5A

F2

5A

F1

-20VCC

220V-0,25A

86

7T2

+20VCC

220V-1,5A120-3A5 120V-0,5A

RB1

VCA

12

3

RB2

3T1

21

RÉGUA DE BORNESPARA FIAÇÃO DE CAMPO

IMPRESSO AS-DM03-110 PLACA DE CIRCUITO RELÉ DE SAÍDA

PLACA DE CIRCUITOIMPRESSO AS-DM03-121

MARCADOR POR PÓ CORANTEAS-DM03-410 (OPCIONAL)

ATRASO

AÇÃO

AÇÃO

DENS.

ATRASO

AS-DM03-510 (OPCIONAL)DETECTOR DE EMENDAS

RELÉ DO MARCADOR PORPÓ CORANTE (OPCIONAL)

Page 8: MANUAL DE INSTALAÇÃO, OPERAÇÃO, CALIBRAÇÃO E …

ML-DM03-001

Impresso em 26/12/03 Revisado em 15/11/2002 Página 8 de 8Por Eng. Marcelo Ribeiro da Silva Alta Tecnologia em Detecção Dinâmica de Metais�

2.1.2 CARACTERÍSTICAS ELÉTRICAS 2.1.2.1 MÓDULO AS-DM03-110 O módulo AS-DM03-110 contém os circuitos transmissores, detector e de controle lógico bem como serve de base para a conexão dos módulos de controle do Detector de Emendas Metálicas e do Marcador por Pó Corante. É confeccionado em fibra de vidro, face dupla, com os filetes de cobre com tratamento especial de estanho-chumbo e máscara de solda em tinta epóxi. Dados da Alimentação do Módulo AS-DM03-110

TENSÃO TENSÃO TENSÃO TENSÃO TENSÃO TENSÃO TENSÃO TENSÃO CORRENTE CORRENTE CORRENTE CORRENTE CORRENTE CORRENTE CORRENTE CORRENTE

24VCC +15VCC +5VCC 0VCC -15VCC +20VCC/2 0VCC/2 -20VCC/2 90mA 50mA 100mA 50mA 50mA 50mA

/2=terra #2 2.1.2.2 MÓDULO DA FONTE DE ALIMENTAÇÃO AS-DM03-121 O módulo AS-DM03-121 é constituído por 2 (duas) fontes de alimentação isoladas, sendo uma de ±20VCC, para o circuito transmissor e uma de +24VCC, ±15VCC e +5VCC para os circuitos de detecção e de controle. Esta fonte recebe 2 (duas) alimentações diferentes: a. 19VCA para os circuitos de detecção e de controle; b. 15,6VCA para o circuito transmissor. Dados da Alimentação do Módulo AS-DM03-121

TENSÃO TENSÃO TENSÃO TENSÃO TENSÃO TENSÃO TENSÃO TENSÃO CORRENTE CORRENTE CORRENTE CORRENTE CORRENTE CORRENTE CORRENTE CORRENTE

24VCC +15VCC +5VCC 0VCC -15VCC +20VCC/2 0VCC/2 -20VCC/2 900mA 80mA 50mA 50mA 80mA 80mA

/2=terra #2 2.1.2.3 PAINEL INTERNO AS-DM03-120 O Painel Interno abriga e proporciona blindagem para os transformadores e contém os comandos de energização, seleção 110/220VCA, fusíveis e tomada de serviço. É confeccionada em alumínio nas dimensões 110x210x155mm. Especificações dos Fusíveis: Fonte ±20VCC: 2 fusíveis de 0,5A (∅5mmx20mm); Fonte de +24VCC, +15VCC, -15VCC: 1 fusível de 0,5A (110vCA) ou 0,25A (220VCA) (∅5mmx20mm); Tomada de Serviço: 1 fusível de 3A (∅5mmx20mm). 2.1.2.4 MÓDULO DE CONTROLE DO DETECTOR DE EMENDAS AS-DM03-510 (OPCIONAL) O Módulo de Controle do Detector de Emendas AS-DM03-510 é montado em posição vertical sobre o Módulo AS-DM03-110, apoiado lateralmente por 2 (duas) guias - cartas. É confeccionado em circuito impresso em fibra de vidro, face dupla, com filetes de cobre tratados com liga estanho-chumbo e máscara de solda em resina epóxi. Na parte superior localiza-se um pequeno painel em alumínio, com 3 (três) potenciômetros para os seguintes ajustes: - (P1) Ajuste do Retardo na resposta (0-25 segundos); - (P2) Ajuste do Tempo de Atuação (0-5 segundos); - (P3) Ajuste da Sensibilidade (0-50% da sensibilidade normal) Possui também um LED para monitorar o tempo de atuação. Alimentação: 15VCC. 2.1.2.5 MÓDULO DE CONTROLE DO MARCADOR POR PÓ CORANTE AS-DM03-410 (OPCIONAL) O Módulo de Controle do Marcador por Pó Corante AS-DM03-410 é montado em posição vertical sobre o Módulo AS-DM03-110, apoiado lateralmente por 2 (duas) guias-carta. É confeccionado em circuito impresso em fibra de vidro, face dupla, com filetes de cobre tratados com liga de estanho-chumbo e máscara de solda em epóxi. Na parte superior localiza-se um pequeno painel em alumínio, com 2 (dois) potenciômetros para os seguintes ajustes: - (P1) Ajuste do Retardo na atuação (0-25 segundos); - (P2) Ajuste do tempo de Atuação (0-5 segundos) Possui também um LED para monitorar o tempo de atuação. Alimentação: 15VCC.

Page 9: MANUAL DE INSTALAÇÃO, OPERAÇÃO, CALIBRAÇÃO E …

ML-DM03-001

Impresso em 26/12/03 Revisado em 15/11/2002 Página 9 de 9Por Eng. Marcelo Ribeiro da Silva Alta Tecnologia em Detecção Dinâmica de Metais�

2.1.3 CARACTERÍSTICAS GERAIS Peso total: 32kg; Alimentação Elétrica: 110/220V 60Hz; Consumo: 25VA; Temperatura ambiente de operação: 0-70ºC; Contatos disponíveis para acionamento externo: - Metal Detectado: 2 x SPDT, 250V 10A; - Comando do Marcador por Pó Corante: 1 x SPDT, 250V 6A. 2.2 CAIXA DE LIGAÇÕES É fornecida em alumínio fundido para fixação em superfície vertical, pesando 1 kg. Assegura a imunidade do sistema de bobinas contra interferências eletromagnéticas externas pela ligação das bobinas receptoras com polaridade subtrativa para sinais externos e aditiva para o campo gerado pela bobina transmissora. Deve ser instalada próxima ao Sistema de Bobinas. A Figura 2.3 mostra as dimensões e vistas externas desta caixa de ligações.

Figura 2.3 Caixa de Ligações

125

202

224

23214

5

154

VISTA LATERAL

VISTA SUPERIORVISTA FRONTAL

Page 10: MANUAL DE INSTALAÇÃO, OPERAÇÃO, CALIBRAÇÃO E …

ML-DM03-001

Impresso em 26/12/03 Revisado em 15/11/2002 Página 10 de 10Por Eng. Marcelo Ribeiro da Silva Alta Tecnologia em Detecção Dinâmica de Metais�

2.3 SISTEMA DE BOBINAS AS-DM03-300 O Sistema de Bobinas é constituído por 1 (uma) Bobina Transmissora e 2 (duas) Bobinas Receptoras. A Figura 2.4 mostra uma instalação típica de um Sistema de Bobinas.

Figura 2.4 Sistema de Bobinas e Suporte de Fixação

Vista Lateral

Page 11: MANUAL DE INSTALAÇÃO, OPERAÇÃO, CALIBRAÇÃO E …

ML-DM03-001

Impresso em 26/12/03 Revisado em 15/11/2002 Página 11 de 11Por Eng. Marcelo Ribeiro da Silva Alta Tecnologia em Detecção Dinâmica de Metais�

A Bobina Transmissora é instalada sobre o transportador, paralela a ele, enquanto as bobinas receptoras são instaladas abaixo dele, paralelas entre si e perpendiculares à direção do transporte de material, conforme mostrado na Figura 2.5.

Figura 2.5 Sistema de Bobinas e Suporte de Fixação

Vista Frontal As dimensões de cada uma destas bobinas serão determinadas de acordo com as dimensões do transportador em questão. O dimensionamento do sistema de bobinas é feito caso a caso.

Page 12: MANUAL DE INSTALAÇÃO, OPERAÇÃO, CALIBRAÇÃO E …

ML-DM03-001

Impresso em 26/12/03 Revisado em 15/11/2002 Página 12 de 12Por Eng. Marcelo Ribeiro da Silva Alta Tecnologia em Detecção Dinâmica de Metais�

2.4 ESTRUTURA SUPORTE É fornecida uma estrutura suporte para o Sistema de Bobinas em fibra de vidro reforçada com parafusos de nylon. Esta estrutura possui furos de ajuste da altura da Bobina Transmissora em relação à correia transportadora para ficar localizada na posição de distância mínima, levando-se em conta a altura do material transportado pela correia. 2.5 MARCADOR POR PÓ CORANTE (OPCIONAL) É alimentado por ar comprimido. É utilizado para assinalar a região onde foi detectado o metal, misturado ao material de processo, para agilizar a sua retirada pelo operador, após a parada da correia. A figura 2.6 mostra o Marcador por Pó Corante. Para maiores informações a respeito deste acessório, solicitar catálogo específico.

Figura 2.6 (a) Conjunto Pulverizador de Pó Corante

(b) Bico Pulverizador

Page 13: MANUAL DE INSTALAÇÃO, OPERAÇÃO, CALIBRAÇÃO E …

ML-DM03-001

Impresso em 26/12/03 Revisado em 15/11/2002 Página 13 de 13Por Eng. Marcelo Ribeiro da Silva Alta Tecnologia em Detecção Dinâmica de Metais�

2.6 SENSOR DE EMENDAS METÁLICAS (OPCIONAL) É utilizado nos casos em que a correia transportadora possua emendas metálicas. O sensor detecta a emenda metálica, provocando uma redução momentânea da sensibilidade do Detector para evitar que o Detector provoque a parada da correia pela detecção da própria emenda. Após a passagem da emenda metálica, a sensibilidade volta ao normal. A Figura 2.7 mostra a localização do Sensor de Emendas Metálicas.

Figura 2.7 Sensor de Emendas Metálicas

Localização

Page 14: MANUAL DE INSTALAÇÃO, OPERAÇÃO, CALIBRAÇÃO E …

ML-DM03-001

Impresso em 26/12/03 Revisado em 15/11/2002 Página 14 de 14Por Eng. Marcelo Ribeiro da Silva Alta Tecnologia em Detecção Dinâmica de Metais�

3. INSTALAÇÃO 3.1 GENERALIDADES Considerações gerais e instruções de instalação do Detector de Metais MD-M-03 são apresentadas nesta seção. As figuras deste manual contêm informações típicas. Para casos específicos, devem ser considerados os desenhos certificados fornecidos pela ENGELETRO para cada configuração e local de instalação em particular. 3.2 DESEMBALAGEM E INSPEÇÃO INICIAL Cada Detector DM-03 é exaustivamente testado antes do embarque e embalado convenientemente para se evitar danos durante o transporte. O equipamento deve ser inspecionado imediatamente após o recebimento para se evitar perdas de tempo e se for o caso, utilizar a cobertura do seguro referente ao transporte desde a fábrica até o destino. Esta inspeção é muito importante se a embalagem tiver indícios de danos. Todas as reclamações referentes a danos durante o transporte devem ser feitas imediatamente à empresa transportadora. 3.3 INSTALAÇÃO DA UNIDADE ELETRÔNICA A Unidade Eletrônica pode ser abrigada em vários tipos de caixas de proteção, de acordo com as especificações de engenharia. Para cada tipo de caixa, é fornecido um desenho de dimensões para facilitar o planejamento da instalação. A distância em cabo entre a Unidade Eletrônica e as Bobinas Detectoras não deve exceder 100 (cem) metros. 3.4 SISTEMA DE BOBINAS E ESTRUTURA SUPORTE O Sistema de Bobinas deve ser instalado na linha de centro entre 2 cavaletes do transportador. O espaçamento entre os cavaletes do transportador não deve ser menor que 1,20m entre eixos. Se os cavaletes não puderem ser espaçados por esta distância no mínimo, esta distância poderá ser reduzida para até 1,1m desde que os roletes sejam substituídos por roletes do tipo “impacto” de borracha, com núcleo metálico com diâmetro no máximo de 45mm. Estas dimensões não são absolutas, podendo variar para alguma aplicação específica. Devem ser removidas chapas coletoras de pó e quaisquer outras peças metálicas que estejam montados no vão onde está montado o Sistema de Bobinas. As chapas coletoras de pó podem ser substituídas por chapas de plástico, de madeira ou fibra de vidro (material não-condutor). Os roletes de retorno da correia ou as pernas de suporte do transportador devem ser posicionados no alinhamento dos cavaletes superiores. Caso o transportador possua taliscas laterais metálicas de contenção do material do processo, na região do Sistema de Bobinas, estas deverão ser substituídas por material plástico, madeira ou fibra de vidro. No caso de cobertura metálica do transportador através de telhas metálicas, estas também deverão ser removidas e/ou substituídas por telhas plásticas, fibra de vidro ou de amianto. Os alimentadores ou chutes metálicos deverão estar a uma distância mínima de 2,5m do local de instalação do Sistema de Bobinas. Os separadores eletromagnéticos de metais ferrosos (eletroímãs) deverão estar afastados a pelo menos 10 m. Os cabos elétricos de energia (de cobre ou de alumínio) não deverão passar próximos ao Sistema de Bobinas. Deverão ser mantidos a uma distância mínima de 3 m destas. A estrutura suporte do Sistema de Bobinas é feita em madeira ou fibra de vidro. O Sistema de Bobinas é fixado à Estrutura Suporte por meio de parafusos, porcas e arruelas de “nylon”. A Bobina Transmissora, feita de PVC de alto impacto, é suspensa acima da correia de tal maneira que permita a passagem normal do material de processo. Caso ocorra a passagem de carga com altura excepcional chocando-se com a Bobina Transmissora, esta se deslocará dando passagem à carga sem se danificar, voltando à posição normal após a passagem desta carga extraordinária. Se a Bobina Transmissora é suspensa muito alta em relação à correia, ocorrerá uma diminuição da sensibilidade na detecção de peças metálicas. Assim, com uma separação excessiva entre a Bobina Transmissora e as Bobinas Receptoras, mesmo com a Unidade Eletrônica ajustada para a sensibilidade máxima, o Detector pode não detectar peças com as dimensões especificadas. As colunas laterais da Estrutura Suporte possuem furos para facilmente ajustar a altura da Bobina Transmissora, após a estabilização do processo e do melhor conhecimento da altura da carga de material de processo na correia. A Bobina Transmissora deverá ficar a no mínimo 900 mm das estruturas do transportador. Os pontos mais externos dos 2 (dois) roletes mais próximos devem estar a uma distância mínima de 600mm das bobinas receptoras. Deve ser instalada uma viga protetora entre 1,5 a 2,5m antes do Sistema de Bobinas para garantir a altura máxima do material da correia (Figura 2.6).

Page 15: MANUAL DE INSTALAÇÃO, OPERAÇÃO, CALIBRAÇÃO E …

ML-DM03-001

Impresso em 26/12/03 Revisado em 15/11/2002 Página 15 de 15Por Eng. Marcelo Ribeiro da Silva Alta Tecnologia em Detecção Dinâmica de Metais�

As Bobinas Receptoras são localizadas por baixo da correia a uma distância de aproximadamente 2,5cm, de maneira que a correia não as toque. As dimensões, posição e separação das Bobinas Receptoras são especificadas pela ENGELETRO. Distâncias a serem observadas para o Sistema de Bobinas: - Motores elétricos: 15 m; - Equipamentos portáteis de telecomunicação: 25 m; - Máquinas de Solda Elétrica: 40 m; - Separadores eletromagnéticos de metais ferrosos: 10 m. No caso da correia ser emendada com grampos metálicos é necessária a utilização do Detector de Emendas Metálicas. Este Detector de Emendas Metálicas é posicionado no vão de cavaletes anterior ao das Bobinas Detectoras conforme desenho fornecido pela ENGELETRO. O sistema de bobinas não pode ser submetido a vibrações excessivas. Estas instruções gerais podem ser modificadas no campo de maneira a acomodar as diversas circunstâncias especiais encontradas no campo.

A Figura 3.1 mostra uma instalação típica de um Sistema de Bobinas.

Figura 3.1 Sistema de Bobinas Instalação Típica

Page 16: MANUAL DE INSTALAÇÃO, OPERAÇÃO, CALIBRAÇÃO E …

ML-DM03-001

Impresso em 26/12/03 Revisado em 15/11/2002 Página 16 de 16Por Eng. Marcelo Ribeiro da Silva Alta Tecnologia em Detecção Dinâmica de Metais�

3.2 FIAÇÃO DE CAMPO A Figura 3.2 mostra o diagrama da fiação de campo. Recomenda-se não utilizar cabos de controle e de alimentação de energia no mesmo eletroduto. Atenção especial deve ser prestada à polaridade das bobinas receptoras: se a polaridade for invertida, o equipamento pode ter a sua sensibilidade aumentada mas fica aumentada também , e em proporção muito maior, a incidência de alarmes falsos.

Figura 3.2 Esquema Típico de Ligações

3.3 SENSIBILIDADE UTILIZÁVEL A sensibilidade do Detector de Metais DM-03 é ajustada através de um potenciômetro no Módulo AS-DM03-110 e determina a peça mínima a ser detectada. A sensibilidade máxima utilizável é o valor além do qual o próprio transportador e o material de processo transportado pela correia apresentam para o circuito uma resposta superior à da peça a ser detectada. Em testes de laboratório, na ausência de vibrações ou peças metálicas próximas e a uma distância entre bobinas de 400 mm, a menor peça detectável é uma esfera de aço de 2,5cm de diâmetro (Figura 6.6). Este limite teórico é bem definido uma vez que a sensibilidade varia com a quarta potência do diâmetro da esfera: assim, para uma esfera de 20 mm de diâmetro teríamos uma sensibilidade resultante de cerca de 2,5 vezes menor do que para uma esfera de 25 mm de diâmetro. Outros fatores que afetam a sensibilidade são: - Formato das peças a serem detectadas; - Vibração das bobinas; Devido ao grande número de variáveis envolvidas, recomendamos que o ponto de operação seja determinado empiricamente, conforme seqüência de calibração do item 4.1. O Capítulo 6 analisa a resposta do circuito às variações dimensionais, orientação e material das peças a serem detectadas.

98

NA

C4 1918 2220 21 23

BOBINA TRANSMISSORA

REL

É D

E SA

ÍDA

REL

É D

E SA

ÍDA

REL

É D

E SA

ÍDA

EQU

IPAM

EN

TO E

NER

GIZ

ADO

ME

TAL

DET

ECTA

DO

IND

ICAD

OR

PO

R P

Ó C

OR

ANTE

(OPC

ION

AL)

PAR

AR O

TR

ANSP

OR

TAD

OR

RES

ERVA

2 x SPDT-10A-220VCA(CARGA RESISTIVA)

NA

CNF

SAÍDA

NFC

120/220VCA-60Hz

(NOTA 1)

ALIMENTAÇÃO

TERRA

FASENEUTRO

20

2223

21

19

18

T

FN

8 9

RB3 6

1 2

1 2 3 4 5 7 98 1110 12

REARME

MANUAL

C1

C3

C2

RESERVA

19161413 15 17 18 2120 22 2423

DETECTOR DE METAIS

UNIDADE ELETRÔNICA

MD-M-03F

2

1T

3N

RB1

C5

C6 2 3

5 6

CAIXA DE LIGAÇÕESBOBINAS RECEPTORAS

151 2 3 964 5 7 8 10 11 12 13 1614

1211

1514

C7

Page 17: MANUAL DE INSTALAÇÃO, OPERAÇÃO, CALIBRAÇÃO E …

ML-DM03-001

Impresso em 26/12/03 Revisado em 15/11/2002 Página 17 de 17Por Eng. Marcelo Ribeiro da Silva Alta Tecnologia em Detecção Dinâmica de Metais�

4. INSTRUÇÕES DE OPERAÇÃO E AJUSTES 4.1 GENERALIDADES A Sensibilidade é o único ajuste a cargo do usuário. Recomenda-se o seguinte roteiro para colocar o Detector de Metais DM-03 em operação: a. Executar a fiação de campo conforme o esquema de ligações; b. Selecionar, no Painel Interno, a tensão de alimentação: 110 ou 220 VCA; c. Definir a opção de programa posicionando as pontes W1/W2. Ver o quadro do item 5.2.1.4. Em caso de dúvida, iniciar pela ponte W1. d. Energizar o equipamento. Observar o acendimento da lâmpada Verde na porta frontal. e. Aguardar um mínimo de 5 (cinco) minutos para equalização térmica do equipamento antes de iniciar os testes. f. Escolher uma peça metálica para calibração. Esta peça representará o mínimo objeto a ser detectado. g. Ajustar o potenciômetro da Sensibilidade para a posição 0 (zero); h. Passe a peça no centro do Sistema de Bobinas, aumentando a sensibilidade em pequenos incrementos até que a peça seja detectada. i. Com o transportador em funcionamento, transportando material de processo, passe a peça agora presa a um fio de nylon, e obtenha uma posição de ajuste do potenciômetro da sensibilidade que atenda aos seguintes requisitos: - Detecte a peça de teste em todas as passagens; - Não apresente alarmes falsos. Uma vez definido o ponto de operação, observar o funcionamento durante um mínimo de 30 minutos a fim de confirmar o ajuste ou proceder a pequenas alterações, travando em seguida o potenciômetro. 4.2 DETECTOR DE EMENDAS METÁLICAS AS-DM03-500 (OPCIONAL) No caso da correia ser emendada com emendas metálicas, é necessária a instalação de um sistema capaz de sentir a passagem da emenda e avisar ao Detector para se evitar que esta emenda provoque a parada da correia indevidamente. No caso também de correias com alma de aço, é provável que, nas emendas da correia, alguns fios de aço se interliguem formando "loops" que tendem a ser detectados como se fossem peças metálicas. Nestes casos, torna-se necessária a instalação de pequenas chapas de aço, com dimensões mínimas de 60 x 60 mm, para acionar o sensor de emendas. (Figura 2.6). O Sensor de Emendas Metálicas AS-DM03-520 é instalado antes do Sistema de Bobinas. Na Unidade Eletrônica é instalado o Módulo de Controle de Emendas Metálicas AS-DM03-510 que é interligado ao Sensor de Emendas e é responsável pelas temporizações de retardo e de atuação. O Módulo de Controle de Emendas Metálicas AS-DM03-510 é um circuito impresso, tipo "plug-in", contendo um pequeno painel frontal contendo 3 (três) potenciômetros de ajuste e um LED. O 1º potenciômetro (P1) ajuste o tempo decorrido entre a passagem da emenda metálica no Sensor de Emendas e a entrada da mesma no Sistema de Bobinas: este tempo é função da distância de instalação do Sensor de Emendas no transportador e a velocidade da correia. O 2º potenciômetro (P2) ajusta o tempo durante o qual o Detector deve ficar com a sua sensibilidade reduzida, para que possa deixar passar a emenda metálica sem detectá-la; O 3º potenciômetro (P3) ajusta a sensibilidade do Detector para um valor tal que não detecte esta emenda. 4.2.1 SEQÜÊNCIA DE AJUSTES a. Para um bom funcionamento do Detector de Emendas Metálicas, é imprescindível que o "offset" do CI-2 no Módulo de Controle AS-DM03-110 esteja ajustado. Este ajuste é obtido atuando-se um P5 até que a diferença de potencial entre o ponto "0" e qualquer terminal de R42 seja inferior a 50 mVCC. b. Com a correia na velocidade normal, cronometrar o tempo decorrido entre a passagem da emenda no Sensor de Emendas e a sua passagem no eixo do Sistema de Bobinas; c. Girar os potenciômetros de tempo de atuação para a posição máxima e o de sensibilidade para a posição mínima; d. Atue no potenciômetro “Tempo de Ação” no sentido anti-horário, continuando os testes, até um ponto abaixo do qual a emenda comece a ser detecta. Anote a posição do potenciômetro; e. Através de novos testes, verifique se o tempo de ação pode ser reduzido sem que a emenda seja detecta. Tente ajustar com maior precisão o tempo de atraso. O objetivo desse ajuste final é manter o tempo de ação na menor duração possível; f. Observe a operação do sistema. Para que o mesmo seja confiável, a emenda não deve ser detecta em hipótese alguma. Caso contrário, atue no sentido de diminuir o tempo de atraso e aumentar o tempo de ação;

Page 18: MANUAL DE INSTALAÇÃO, OPERAÇÃO, CALIBRAÇÃO E …

ML-DM03-001

Impresso em 26/12/03 Revisado em 15/11/2002 Página 18 de 18Por Eng. Marcelo Ribeiro da Silva Alta Tecnologia em Detecção Dinâmica de Metais�

g. Aumente a sensibilidade do módulo Detector de emendas até o ponto em que a emenda comece a ser detecta. Retroceda nesse ajuste até obter a posição ideal, na qual se encontre a máxima sensibilidade possível sem detecção. h. Faça com que a correia passe a operar com material e verifique se será necessário novo ajuste. Após esta fase, trave os potenciômetros. 4.3 MARCADOR POR PÓ CORANTE (OPCIONAL) O módulo marcador por pó corante é um conjunto temporizador que permite, mediante instalação de sistema eletromecânico externo, identificar visualmente a região da correia que contém a peça metálica. É composto por dois temporizadores – tempo de atraso e tempo de ação – como no módulo Detector de emendas. O comando externo é gerado por um contato “SPDT” (para maiores informações, vide o esquema de ligações). Os ajustes necessários são definidos abaixo:

a. O tempo de atraso é o tempo decorrido entre a detecção do metal e o início da atuação do sistema marcador. Deve ser igual ao tempo gasto pela peça para chegar até o marcador;

b. Durante o tempo de ação, o “LED” no módulo se acende e um contato de relé comandará o acionamento do sistema marcador, que despejará pó corante sobre a correia. Após os ajustes, trave os potenciômetros.

Page 19: MANUAL DE INSTALAÇÃO, OPERAÇÃO, CALIBRAÇÃO E …

ML-DM03-001

Impresso em 26/12/03 Revisado em 15/11/2002 Página 19 de 19Por Eng. Marcelo Ribeiro da Silva Alta Tecnologia em Detecção Dinâmica de Metais�

5. TEORIA DE FUNCIONAMENTO 5.1 PRINCÍPIO FÍSICO A condutividade de um material pode ser determinada medindo-se a intensidade das correntes parasitas induzidas neste material quando submetido a um campo eletromagnético variável no tempo. A operação do Detector de Metais MD-M-03 baseia-se neste princípio. Os seus sensores, chamado de Sistema de Bobinas, são constituídos de 1 (uma) Bobina Transmissora e 2 (duas) Bobinas Receptoras. A Bobina Transmissora recebendo pulsos cíclicos de corrente, gera um campo eletromagnético variável no tempo, chamado de campo principal, que será aplicado ao material sob inspeção. Este material, submetido a este campo eletromagnético variável no tempo, influenciará o campo principal da seguinte maneira: - Se este material for de baixa condutividade elétrica, o campo principal terá a sua amplitude determinada pela permeabilidade magnética deste material (µ); - Se este material tiver uma alta condutividade elétrica (caso dos metais), o campo principal será afetado pelo campo gerado pelas correntes parasitas cujo campo resultante estará defasado em relação ao campo principal original. Nas Bobinas receptoras será induzida uma tensão dependente deste campo resultante modificado pelas características do material. Em condições normais, ou seja, sem a presença de metais condutores misturados ao material de processo, a tensão induzida nas bobinas receptoras estará em quadratura com a tensão aplicada à bobina transmissora. A presença de metais faz com que a tensão induzida nas bobinas receptoras permita a detecção de uma sustentação anormal do pulso transmitido, caracterizando a presença de peças metálicas condutoras de corrente elétrica no material de processo. A comparação entre os componentes em fase e fora de fase provocará o acionamento do relé de saída do Detector, indicando a presença de metal. Em alguns materiais de processo tais como a magnetita e os sulfetos de ferro podem circular correntes parasitas induzidas, mas devido a sua baixa condutividade elétrica não interferem significativamente no processo de detecção. A característica indutiva dos sensores do Detector de Metais MD-M-03 pode, em uma primeira análise, levar à conclusão de que o equipamento é sensível a campos eletromagnéticos externos. Um dos cuidados tomados no desenvolvimento deste projeto foi a obtenção da imunidade a interferências externas de origem eletromagnética. Para tanto, foi adotada a recepção de 2 (dois) canais paralelos, representados pelas 2 (duas) Bobinas Receptoras. Estas bobinas são montadas de modo a apresentar polaridade subtrativa para sinais eletromagnéticos externos e aditivos para o campo principal gerado pela Bobina Transmissora e modificado pelas correntes induzidas no metal. Esta configuração assegura um alto grau de imunidade a interferências externas tornando a sua operação possível e confiável em ambientes industriais sujeitos a interferências em todo o espectro eletromagnético.

Page 20: MANUAL DE INSTALAÇÃO, OPERAÇÃO, CALIBRAÇÃO E …

ML-DM03-001

Impresso em 26/12/03 Revisado em 15/11/2002 Página 20 de 20Por Eng. Marcelo Ribeiro da Silva Alta Tecnologia em Detecção Dinâmica de Metais�

5.2 CIRCUITO ELETRÔNICO O Detector de Metais DM-03 é constituído eletronicamente por 3 (três) blocos básicos: - Circuito de Controle; - Circuito de Detecção; - Circuito Transmissor. A Figura 5.1 dá uma visão geral de como se interligam estes blocos, que são descritos a seguir.

Figura 5.1 Diagrama de Blocos

5.2.1Circuito de Controle O circuito de controle tem por finalidade gerar, dentro da seqüência adequada, os pulsos para chaveamento dos circuitos transmissor e de detecção. A frequência-base de 7.200Hz a partir da qual são gerados os sinais de controle é sincronizada com a rede (60Hz), por meio de um circuito integrado (CI) denominado de PLL (CI-7=CD4046) exceto para o programa R+1 (ver item 5.2.1.4). Este método anula grande parte das interferências elétricas sobre o sistema. Em casos especiais em que a rede elétrica não apresenta estabilidade de freqüência adequada, este sincronismo é eliminado. Os pulsos são produzidos por uma memória EPROM (CI-8), cujo endereçamento é comandado pelo CI-6 (CD4040=contador de 12 bits). Estes sinais são em seguida conformados pelos CI-12 (LM339= comparador quádruplo) e Q-13. A função de cada circuito integrado (CI) e componentes associados é descrita a seguir: 5.2.1.1 CI-5=COMPARADOR LM-311 O comparador recebe através de R6 uma amostra do sinal da rede proveniente da fonte de alimentação. Um circuito limitador D5 e D6 é utilizado para proteção das entradas. A histerese, dada por R52, assegura a imunidade a ruídos e R53 polariza a saída que é do tipo "coletor aberto".

Page 21: MANUAL DE INSTALAÇÃO, OPERAÇÃO, CALIBRAÇÃO E …

ML-DM03-001

Impresso em 26/12/03 Revisado em 15/11/2002 Página 21 de 21Por Eng. Marcelo Ribeiro da Silva Alta Tecnologia em Detecção Dinâmica de Metais�

5.2.1.2 CI-7=PLL CD4046 A Figura 5.2 mostra o funcionamento básico do CD4046 como multiplicador de freqüência, função na qual é utilizado nos programas "N" e "R+1S".

Figura 5.2 Funcionamento do “PLL” como multiplicador de Freqüência

No programa R+1N o sincronismo é eliminado e o CD4046 opera como simples oscilador. O circuito integrador opera normalmente em uma freqüência de livre oscilação (pino 14) dada por R1 e C1, podendo ser alterada através de uma tensão de controle no pino 9. Ao conectarmos um circuito RC ao pino 2 (ou13) filtrando a tensão para o pino 9, estamos condicionando a freqüência de saída à diferença entre as freqüências dos pinos 14 e 3. Desta forma, a freqüência de saída só se estabilizará para o valor que produza freqüências iguais na entrada.

Page 22: MANUAL DE INSTALAÇÃO, OPERAÇÃO, CALIBRAÇÃO E …

ML-DM03-001

Impresso em 26/12/03 Revisado em 15/11/2002 Página 22 de 22Por Eng. Marcelo Ribeiro da Silva Alta Tecnologia em Detecção Dinâmica de Metais�

Logo, (f de saída)/N=(f de entrada ou (f de saída no pino 4) = (f de entrada no pino 14) x N No circuito do MD-M-03 utilizamos o Comparador de Fase I pela sua maior imunidade a ruídos. O ajuste do VCO deve ser feito de maneira cuidadosa pois o Comparador de Fase I produz sincronismo do VCO com harmônicos da freqüência de entrada. 5.2.1.3 CI-6=CONTADOR DE 12 BITS CD4040 O Contador CD4040 é utilizado para endereçar a memória EPROM, alimentado pela frequência-base de 7.200Hz. O retorno a zero é comandado pelo bit D0 da memória EPROM. 5.2.1.4 CI-8=MEMÓRIA EPROM 2716 Na programação da EPROM, cada bit é considerado como um dado independente. A Figura 5.3 mostra a forma de onda em cada saída, de acordo com as abreviaturas a seguir:

Figura 3.3 Sinais de Controle (Programação da Memória)

DO-RST – Retorno a zero D1-RXN – Habilitação de “Q12”. Quando for igual a zero, permite a passagem de sinal por “Q12” D2-RXP – Habilitação de “Q11”. Quando for igual a zero, permite a passagem de sinal por “Q11” D3-TXN – Transmissor negativo. Quando for igual a zero emite um pulso de –20V na bobina transmissora. D4-TXP – Transmissor positivo. Quando for igual a zero emite um pulso de +20V na bobina transmissora. D5-EST – Estabilização. Antes de receber os pulsos, carrega os capacitores “C4” e “C7” com o inverso da tensão de “Offset” do amplificador. D6-SINC – Freqüência de “clock” dividida por 120, para utilização no “PLL” (“CI-7”).

Page 23: MANUAL DE INSTALAÇÃO, OPERAÇÃO, CALIBRAÇÃO E …

ML-DM03-001

Impresso em 26/12/03 Revisado em 15/11/2002 Página 23 de 23Por Eng. Marcelo Ribeiro da Silva Alta Tecnologia em Detecção Dinâmica de Metais�

São disponíveis três configurações de programas: As configurações têm efeitos diferenciados no desempenho do detector. Em cada caso, sempre

será possível encontrar a mais adequada.

5.2.1.5 “CI-10” Multivibrador Monoestável 74121 O circuito fornece, a cada impulso de “clock” do contador, um pulso de curta duração (10us) para inibir (colocar em alta impedância) a saída de “EPROM”. Este procedimento tem por finalidade impedir que a “EPROM” apresente saídas errôneas durante as mudanças de estado do contador “CD4040”, que é assíncrono, e de baixa velocidade. 5.2.1.6 “CI-9” Multivibrador Monoestável 74121 O monoestável “CI-9” é utilizado para garantir o “RESET” para zero, mantendo o pulso por 10us. 5.2.1.7 “CI-10” Comparador Quádruplo LM339 Converte o sinal de entrada 0/5VCC para 0/-15VCC, invertendo o sentido dos pulsos, com função semelhante a de “Q13”. 5.2.2 Circuito de Detecção O circuito transmissor recebe os comandos do gerador de pulsos e excita alternadamente os transistores de potência (Q19 e Q20) para alimentar a bobina transmissora. Na entrada do circuito temos os dois transistores comutando os opto-acopladores “CI-13” e “CI-14”. Os foto-transistores são alimentados com fonte isolada +/- 20V. Os transistores de potência têm suas saídas acopladas com diodos ao estágio amortecedor (D18, R88, D19, R89, R90, R91 e C52), que evita o aparecimento de transientes de alta tensão na bobina. A figura 5.5 Mostra as formas de onda de tensão e corrente na bobina transmissora.

Figura 5.5 Princípio de Funcionamento

Page 24: MANUAL DE INSTALAÇÃO, OPERAÇÃO, CALIBRAÇÃO E …

ML-DM03-001

Impresso em 26/12/03 Revisado em 15/11/2002 Página 24 de 24Por Eng. Marcelo Ribeiro da Silva Alta Tecnologia em Detecção Dinâmica de Metais�

5.2.3 Circuito Detector O circuito Detector é composto por um amplificador, dois circuitos de chaveamento, filtro passa-baixas e circuito de acionamento do relé.

Apresentamos, a seguir, a descrição de cada um desses blocos: 5.2.3.1 Amplificador O Circuito é um amplificador operacional formado por componentes discretos, com características de alta freqüência muito superiores aos amplificadores operacionais de uso geral, como o 741, 301, etc. (Gráfico, Figura 5.4). Possui ganho igual a 1000, e permite ajustes de polarização e balanço (P3, P4 e P7). Os trimpots devem ser ajustados para que a forma de onda tenha máxima amplitude e perfeita simetria, (ver capítulo 6). O amplificador é composto pelos transistores Q3, Q4, Q5, Q6, Q7, Q8, Q9 e Q10 e tem suas tensões de alimentação fornecidas por “CI-15” e “CI-1” (“CI-1” é ajustado para aproximadamente 10V).

Figura 5.4 Amplificador de Recepção Resposta de Freqüência

5.2.3.2 Circuito de Chaveamento 1 Composto por Q11 e Q12, e comandado pelos sinais RXP e RXN, respectivamente, é o principal responsável pela função de detecção de metais. O circuito amostra o sinal recebido pouco após o fim do pulso de transmissão . Havendo peça metálica no campo das bobinas, o fluxo magnético será sustentado após a extinção do pulso transmitido. A tensão amostrada é recolhida e acumulada no filtro passa-baixas.

Page 25: MANUAL DE INSTALAÇÃO, OPERAÇÃO, CALIBRAÇÃO E …

ML-DM03-001

Impresso em 26/12/03 Revisado em 15/11/2002 Página 25 de 25Por Eng. Marcelo Ribeiro da Silva Alta Tecnologia em Detecção Dinâmica de Metais�

5.2.3.3 Filtro passa-baixas/ Amplificador “BF” O filtro passa-baixas é composto por Q8, R21, R22, C13 e C14 e integra o sinal de metal detectado, transformando-o em tensão contínua. Em seguida, temos um amplificador para baixa freqüência (CI-2) cujo ajuste de ganho é o próprio controle de sensibilidade do Detector (P6). 5.2.3.4 Circuito de Chaveamento 2 O circuito tem a finalidade de realimentar periodicamente, e de maneira inversa, a tensão de “Offset” do circuito receptor, estabilizando-o contra variações de temperatura. É composto por Q1 e Q2, e comandado pelo sinal “EST”. 5.2.3.5 Circuito de Acionamento para Relé.

Após o amplificador “BF”, o sinal passa por um comparador duplo com limites de +/- 0,8V, formado pelo circuito integrado amplificador operacional duplo LM747.

Quando o sinal de entrada exceder os limites de +/-0,5V, um pulso de nível alto será enviado a “CI-11” (LM555).

“CI-11” é um monoestável ligado para gatilhamento positivo, com “Q” normalmente em nível 1, temporizando em zero e desenergizando K1, quando houver metal detectado.

Page 26: MANUAL DE INSTALAÇÃO, OPERAÇÃO, CALIBRAÇÃO E …

ML-DM03-001

Impresso em 26/12/03 Revisado em 15/11/2002 Página 26 de 26Por Eng. Marcelo Ribeiro da Silva Alta Tecnologia em Detecção Dinâmica de Metais�

6. AJUSTES Os ajustes do Detector de Metais “MD-M-03” são executados normalmente em fábrica. Em campo, os ajustes, exceto sensibilidade, são necessários apenas quando houver troca de componentes. Para ajustes de sensibilidade, vide capítulo 4. O princípio físico utilizado afeta a forma de onda recebida quando há passagem de metal. Desta forma, torna-se imprescindível para os ajustes, o uso de um osciloscópio com sensibilidade igual ou melhor que 50mV/DIV

Figura 6.1 Pontos de Teste

6.1 Ajuste do Circuito “PLL” (Trimpot P8) Para ajustar “P8”, observe no osciloscópio os pontos “B”, “C”, e siga as etapas abaixo: Etapa1 : Com o circuito fora de sincronismo, ou sintonizado com harmônicos, teremos duas freqüências diferentes e estáveis em "B” e “C”. Atuar em “P8” para passar à etapa 2. Etapa2: Ao entrar na “Faixa de Captura” (ponto em que o circuito começa a ser influenciado pelo controle), o sinal “C” apresenta-se completamente instável. Nesses pontos, o “LED1” começa a piscar. Continuar atuando em “P8” no mesmo sentido. Etapa3: Havendo sincronismo, os dois pontos apresentarão a mesma freqüência (60Hz), sendo que a imagem em “C” não será completamente estável, com as bordas dos pulsos variando ligeiramente de posição (como efeito de uma mola). Isto significa que o oscilador está sendo continuamente corrigido, a fim de manter o sincronismo. “P8” deve ser ajustado de forma a minimizar essa variação. Etapa 4: Após ajustar “P8” para mínima variação na forma de onda, desligar e ligar a alimentação. O circuito deverá voltar sincronizado. Caso isto não aconteça, retroceder no ajuste de “P8”, repetindo a experiência.

Page 27: MANUAL DE INSTALAÇÃO, OPERAÇÃO, CALIBRAÇÃO E …

ML-DM03-001

Impresso em 26/12/03 Revisado em 15/11/2002 Página 27 de 27Por Eng. Marcelo Ribeiro da Silva Alta Tecnologia em Detecção Dinâmica de Metais�

Completando o ajuste, teremos no pino 4 a freqüência de 7200Hz (120 x 60Hx). Uma vez ajustado “P8”, podemos verificar as formas de onda “A” a “I” (Figura 6.1 e 6.2) em relação ao comum da fonte principal (ponto 0).

Figura 6.2 Pontos de Teste

Page 28: MANUAL DE INSTALAÇÃO, OPERAÇÃO, CALIBRAÇÃO E …

ML-DM03-001

Impresso em 26/12/03 Revisado em 15/11/2002 Página 28 de 28Por Eng. Marcelo Ribeiro da Silva Alta Tecnologia em Detecção Dinâmica de Metais�

6.2 Ajuste do Circuito Transmissor Os únicos ajustes necessários no circuito transmissor são as polarizações de “Q17” e “Q18”, para esta finalidade foram previstos os Trimpots P8 e P9 Ajuste estes Trimpots até que a forma de onda entre pontos “L” e “M” corresponda ao indicado na figura 6.3

Figura 6.3 Pontos de Teste

6.3 Ajuste do Circuito Detector Verifique se as bobinas receptoras estão instaladas com distância e polaridade corretas. Em seguida, ajuste “P1” para que tenhamos, no pino 1 de “CI-1”, a tensão de 10Vcc. Ajuste em seguida P2, P3 e P4 para que se obtenha nos pontos “P” e “Q”, as formas de onda da figura 6.3. Observe o ponto “R” e ajuste “P7” para obter a forma de onda adequada, também segundo a figura 6.3. Elimine o “Offset” de “CI-2” através de “P5”, até que a tensão entre o ponto “o” e qualquer do resistor R42 tenha valor médio zero.

Page 29: MANUAL DE INSTALAÇÃO, OPERAÇÃO, CALIBRAÇÃO E …

ML-DM03-001

Impresso em 26/12/03 Revisado em 15/11/2002 Página 29 de 29Por Eng. Marcelo Ribeiro da Silva Alta Tecnologia em Detecção Dinâmica de Metais�

6.4 Padrão para Avaliação de Desempenho As formas de onda nos pontos “S” e “T”, na figura 6.4, são função da peça metálica que está passando sob a bobina.

Figura 6.4 Pontos de Teste

Page 30: MANUAL DE INSTALAÇÃO, OPERAÇÃO, CALIBRAÇÃO E …

ML-DM03-001

Impresso em 26/12/03 Revisado em 15/11/2002 Página 30 de 30Por Eng. Marcelo Ribeiro da Silva Alta Tecnologia em Detecção Dinâmica de Metais�

A Figura 6.5 e a Tabela 6.1 fornecem um padrão para avaliação do desempenho de todo o conjunto do Detector.

Figura 6.5 Padrão para Avaliação de Desempenho

Page 31: MANUAL DE INSTALAÇÃO, OPERAÇÃO, CALIBRAÇÃO E …

ML-DM03-001

Impresso em 26/12/03 Revisado em 15/11/2002 Página 31 de 31Por Eng. Marcelo Ribeiro da Silva Alta Tecnologia em Detecção Dinâmica de Metais�

Tabela 6.1 Tensões Peça Orientação A B C Tarugo Latão 15mm(d) 60mm(h) X 0,3 1,4 1,4 Tarugo Latão 15mm(d) 60mm(h) Y 0,8 1,0 0,8 Tarugo Latão 15mm(d) 60mm(h) Z 0,8 1,6 1,6 Esfera Aço 2,54mm - 1,2 1,0 0,5 Chapa Alumínio 0,5mm (60x90) mm Plano XZ 12,0 12,0 3,2 Chapa Alumínio 0,5mm (60x90) mm Plano YZ 8,0 4,8 3,2 Parafuso Aço 20mm(d) 100mm(h) X 6,4 12,5 6,4 Parafuso Aço 20mm(d) 100mm(h) Y 3,2 12,5 12,5 Parafuso Aço 20mm(d) 100mm(h) Z 1,6 6,4 6,4 Parafuso Aço 15mm(d) 70mm(h) X 2,4 3,2 6,4 Parafuso Aço 15mm(d) 70mm(h) Y 1,1 6,4 6,4 Parafuso Aço 15mm(d) 70mm(h) Z 0,6 1,6 1,6 Parafuso Aço 8mm(d) 75mm(h) X 1,1 1,9 0,6 Parafuso Aço 8mm(d) 75mm(h) Y 0,3 4,0 4,0 Parafuso Aço 8mm(d) 75mm(h) Z 0,2 0,3 0,3

Observações: 1. Uma variação de +/- 20% nas tensões é considerada normal. 2. Valores obtidos em laboratório, com sensibilidade máxima. A tabela 6.2 relaciona tamanho e separação entre bobinas e mínima esfera de aço detecta, em laboratório. (diâmetro 1mm).

Tabela 6.2 Largura da Correia 24” 42” 64” 84”

Separação entre bobina transmissora e bobina receptora.

30 cm 19 25 28 32 40 cm 25 25 28 40 50 cm 38 35 38 50 60 cm 50 45 55 60 70 cm 70 65 65 70

Page 32: MANUAL DE INSTALAÇÃO, OPERAÇÃO, CALIBRAÇÃO E …

ML-DM03-001

Impresso em 26/12/03 Revisado em 15/11/2002 Página 32 de 32Por Eng. Marcelo Ribeiro da Silva Alta Tecnologia em Detecção Dinâmica de Metais�

7. MANUTENÇÃO O Detector de Metais para Correia Transportadora MD-M-03 é projetado para operação contínua, requerendo um mínimo de serviços de manutenção. Os serviços de manutenção devem ser executados por pessoal qualificado. A ENGELETRO tem interesse especial na operação satisfatória de seus produtos. Assim, a ENGELETRO coloca à disposição dos seus clientes pessoal qualificado para os serviços de supervisão de montagem de campo, calibração e colocação em operação bem como para dar treinamento no equipamento para o pessoal técnico do cliente se tornar qualificado a operar, calibrar e manter o equipamento em perfeitas condições operacionais. Além disso, a ENGELETRO está sempre à disposição dos clientes para atender a quaisquer questões referentes ao equipamento e suas aplicações não cobertas por este Manual. 7.1 ANÁLISE INICIAL

Antes de analisarmos os defeitos mais prováveis, solicitamos a verificação de:

a. Tensão de alimentação: 120/220V (verifique também a seleção de tensão);

b. Estados dos fusíveis;

c. Tensões CA na fonte: em J3

Tabela 7.1 Terminal Tensão Relativa ao Ponto

1 0V O 2 -15V O 3 +5V O 4 +15V O 5 +24V N/REG. O 7 0V M 8 +20V M 9 -20V M

7.2 SINTOMAS

Analisaremos os dois sintomas mais prováveis no caso de mau funcionamento, fornecendo as alternativas de localização do problema 7.2.1 SINTOMA #1

O Equipamento não detecta metais, ou só o faz com peças muito grandes

a. Fonte do circuito receptor com baixa tensão ou componentes sem alimentação no circuito de recepção;

b. Bobinas em circuito aberto (transmissora ou recepção);

. Bobinas receptoras com polaridade invertida;

d. defeito no amplificador de recepção: Trimpots desajustados ou transistores com fuga;

e. Problemas no chaveamento do sinal, transistores “Q11” e “Q12" (verifique a tensão na porta de cada um).

f. Baixa sensibilidade (“CI-2” ou componentes associados com defeito).

Page 33: MANUAL DE INSTALAÇÃO, OPERAÇÃO, CALIBRAÇÃO E …

ML-DM03-001

Impresso em 26/12/03 Revisado em 15/11/2002 Página 33 de 33Por Eng. Marcelo Ribeiro da Silva Alta Tecnologia em Detecção Dinâmica de Metais�

7.2.2 SINTOMA #2 O detector dispara constantemente, mesmo sem a presença de metal.

a. Fonte do circuito de transmissão, com “Ripple” e/ou sensível às oscilações de amplitude da rede

de energia elétrica (tensão de alimentação CA muito baixa);

b. Perda de sincronismo (não considerar esta possibilidade para programa R+1) – diferença de freqüência entre os pontos “B” e “C”. Este problema pode ser devido a “CI-7”, “CI-8”, “CI-9” e “CI-10”, uma vez que o circuito é totalmente realimentado e não permite individualizar os componentes. Também pode ser provocado por desajuste em “P8”. É possível isolar o defeito através do seguinte procedimento:

Retire o “CI-CD4046” e injete no lugar do pino 14, uma onda quadrada 0-5V, 7,2KHz. b1. Verifique se a cada transição positiva desta forma de onda, a saída de “CI-10” apresenta um

pulso de 10us;

b2. Verifique se os pulsos de “RST” (pino 9 de “CI-8”) ocorrem sempre dentro dos mesmos intervalos de tempo. Faça o mesmo no pino 11 e “CI-6”;

b3. Verifique se a saída “16” da “EPROM” apresenta uma onda quadrada de aproximadamente 60Hz. Se o equipamento funcionar bem em “B3”, o problema é “CI-7” ou ajuste de “P8”. Havendo problema em “B2”, a causa mais provável é a existência de ruído devido à má filtragem das saídas da “EPROM”. O problema em “B1” é solucionado pela substituição do 74121

c. “Ripple” na fonte do circuito receptor.

Page 34: MANUAL DE INSTALAÇÃO, OPERAÇÃO, CALIBRAÇÃO E …

ML-DM03-001

Impresso em 26/12/03 Revisado em 15/11/2002 Página 34 de 34Por Eng. Marcelo Ribeiro da Silva Alta Tecnologia em Detecção Dinâmica de Metais�

LISTA DE PRODUTOS ENGELETRO

- Sistemas Integrados de Controle de Processos e Automação Industrial;

- Balanças Dinâmicas para Correias Transportadoras MICROCONT Série 2010;

- Alimentadores Dosadores de Correia;

- Sistemas de Pesagem especiais sob encomenda;

- Detectores de Metais para Correias Transportadoras;

- Pesagem Industrial Estática com Controlador MICROCONT Série 2110;

- Conversores Sonoros para Controle de Alimentação de moinhos de bolas/barras;

- Balanças Ferroviárias Dinâmicas e Estáticas;

- Balanças Rodoviárias e de Plataforma;

- Sistemas de Comunicação Industrial em Alta Voz MODCOM;

- Engenharia de Automação Industrial e Controle de Processos Industriais;

- Manutenção e Assistência Técnica permanente aos nossos produtos;

- Manutenção e Assistência Técnica a equipamentos e instrumentos de automação industrial;

- Engenharia de Campo para calibração e Colocação em funcionamento;

- Treinamento.

=Marcas Registradas da ENGELETRO

Page 35: MANUAL DE INSTALAÇÃO, OPERAÇÃO, CALIBRAÇÃO E …

ML-DM03-001

Impresso em 26/12/03 Revisado em 15/11/2002 Página 35 de 35Por Eng. Marcelo Ribeiro da Silva Alta Tecnologia em Detecção Dinâmica de Metais�

ANOTAÇÕES