04 agosto 2019

Caso de sucesso 4 - Sistema Supervisório.


Em abril de 2015, fomos convocados para o restabelecimento de um sistema supervisão e alarmes de máquinas a bordo do navio mercante Babitonga Bay (IMO: 9164809)... 

NM Babitonga Bay - Construído em 1999.
Um sistema de supervisão e alarmes tem o papel de adquirir e processar os dados dos diversos sensores instalados nas principais máquinas - motores, geradores, bombas, tanques, válvulas, etc - e, de acordo com a sua programação, o sistema alerta aos operadores quando algum dos pontos monitorados alcançou um estado não desejável, permitindo aos operadores uma imediata reação e intervenção para a correção do problema apresentado.

Além de inoperante, o sistema supervisório original existente a bordo do NM Babitonga Bay - Norcontrol DataChief 100 - encontrava-se descontinuado (obsoleto) e com isso naturalmente existia uma grande dificuldade e altíssimo custo para se conseguir componentes de reposição aqui no Brasil...

Componentes do sistema supervisório original.
Devido à necessidade da operação comercial da embarcação e aos sérios riscos causados pela inexistência da indicação e alarmes das variáveis físicas de temperatura, pressão, níveis, rotação, posição, frequência, tensão, horas de funcionamento, etc, a R3 Técnica iniciou estudos para a substituição parcial do sistema supervisório existente.

Como pre-requisito, teríamos que propor a instalação de um novo sistema que pudesse atender integralmente todas as funções do equipamento original além de possuir características de robustez, confiabilidade e principalmente uma excelente relação custo x benefício para o Armador.

O prazo para a viabilização e conclusão do projeto também era um fator determinante pois a embarcação continuava navegando "as cegas" sem nenhum alarme de segurança além da atenção redobrada dos próprios tripulantes.

Após um estudo intensivo onde procuramos "entender" e aproveitar ao máximo os recursos disponíveis, propomos um projeto  com a reutilização de todos os sensores e respectivo cabeamento já existentes...

O sistema foi concebido para atender 250 pontos de entrada de sensores digitais (pressostatos, termostatos, boias de nível, microswitches, contatos, etc...) e 120 pontos analógicos (transmissores de temperatura / pressão, termorresistências, termopares, transdutores de nível, etc...).


Assim como o sistema original, o novo sistema continuou utilizando as mesmas designações para as cinco estações remotas e mesmos tags para os diversos pontos sensores...
  •     SAU: Signal Aquisition Unit.
  •     SAX: Signal Aquisition Extension.
Cada uma das cinco estações SAU/SAX existentes foram reprojetadas e passaram a ser compostas por CLPs + Módulos de Extensão produzidos pela coreana LS Industrial Sytems (LG).




 AM8DI: Módulo de entrada para sensores digitais;
 AM8RO: Módulo de saída digital;
 AM8C: Módulo de entrada de corrente 0-4... 20mA;
 AM6OC: Módulo de saída de corrente 0-4... 20mA;
 AM8T: Módulo de entrada para sensores de temperatura tipo termopar (J, K ou T);
 AM8P: Módulo de entrada para sensores de temperatura tipo PT-100;
 AM8V: Módulo de entrada 0 - 10 Vdc;
 AM6OV: Módulo de saída 0 - 10 Vdc.
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Para a exibição das informações aos usuários, utilizamos duas interfaces Weintek modelo mTV-100.


Atendendo às regras de segurança, o sistema contemplou a instalação de duas redes de comunicação (Modbus RS-485) redundantes e independentes para a monitoração dos alarmes. No caso de uma eventual falha em uma das redes de comunicação, o sistema supervisório permanecerá em plena operação através da rede redundante.

Após o desenvolvimento do projeto e respectivas telas de supervisão, o novo sistema de supervisório tomou o seguinte aspecto...

0. Tela principal...





1. Motor Principal.
2. Sistema de injeção de combustível do MCP.
3. Sistema de lubrificação do MCP.
4. Bombas de óleo combustível do MCP.


5a. Sistema de resfriamento dos pistões do MCP (lista).

5b. Sistema de resfriamento dos pistões do MCP (gráfico).

6a. Sistema de resfriamento dos cilindros do MCP (lista).

6b. Sistema de resfriamento dos cilindros do MCP (gráfico).

7. Bombas de água doce / salgada do MCP.

8a. Sistema de ar de lavagem do MCP e ar comprimido (lista).

8b. Sistema de ar de lavagem do MCP e ar comprimido (gráfico).

9. Sistemas de ar do MCP.

10a. Temperatura dos Gases de descarga do MCP (gráfico).

10b. Temperatura dos gases de descarga do MCP (diferencial).

11. Caldeira Auxiliar.

12. Máquina do Leme.
13. Máquinas Auxiliares A.
14. Máquinas Auxiliares B.
15. Diversos.

16. Eletricidade / Geradores A.
17. Eletricidade / Geradores B.
18. Gerador No.1 A.
19. Gerador No.1 B.

20. Gerador No.2 A.
21. Gerador No.2 B.
22. Gerador No.3 A.
23. Gerador No.3 B.

24. Purificadores.
25. Purificadores Funcionamento.
26. Tanques de Armazenamento A.
27. Tanques de Armazenamento B.

28 a, b, c e d. Horímetros.

A apresentação das horas de funcionamento de cada equipamento monitorado 
é mostrado em horas, minutos e segundos...

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O sistema supervisório desenvolvido inclui as indicações e as proteções do motor de propulsão principal - Slow-down / Shut-down. 

29. Proteções do MCP.

No total o sistema desenvolvido pela R3 Técnica Ltda. possui 70 telas funcionais...

A fim de facilitar a compreensão pelo Usuário, o sistema adotou a apresentação do status de cada ponto monitorado através da diferenciação do texto apresentado por cores...


Desde o início do projeto até a sua efetiva entrega ao Armador, o tempo decorrido foi de apenas 45 dias...

Todas as funcionalidades de monitoração e alarme originalmente existentes foram integralmente cumpridas.

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A R3 Técnica é uma empresa Brasileira, especializada no retrofit de equipamentos e sistemas de automação industrial / naval.

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Para mais informações, consulte-nos...


R3 Técnica Ltda.
www.r3brasil.com.br


   







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08 março 2019

Sensor hidrostático FPC / Water Ingress Alarm System.



Em 2005, em nossa área profissional, percebendo a necessidade das diversas empresas de navegação nacionais operando no transporte de sólidos granulados - minérios, grãos, sal, etc..., desenvolveu um sensor específico para o atendimento das diretrizes das regras recém adotadas pela IMO.


Contratualmente, toda carga transportada por navios mercantes, deverá ser protegida contra água de chuva, ondas fortes, e água do mar entrando por algum eventual furo ou ruptura do casco da embarcação.
A qualidade da estanqueidade dos porões de carga deverá ser monitorada por sensores de nível integrados a um sistema de alarme (Water Ingress Alarm System  SOLAS XII, IMO Regulation 12, IACS UR S24, 46/18/1 and IMO DE46/18/2 performance standard for water level detectors & IACS UI SC180).
O problema é que devido à compactação da carga no fundo do porão, os sensores tipo boia magnética (reed switch) não funcionam. Os sensores de humidade do tipo condutivo não são eficientes para esta aplicação e devido a necessidades de realizar ajustes individuais para cada tipo de carga transportada, os sensores capacitivos também não servem bem.
Estudando o problema, após diversas considerações técnicas e testes, conseguimos desenvolver um sensor de nível on/off que é capaz de “sentir” a presença de água através da pressão hidrostática exercida pelo liquido independentemente da quantidade de carga granular armazenada no porão.
Detalhe:
Arranjo de instalação:
Na prática são instalados dois sensores em cada porão de carga. Um sensor de pré-alarme que fica a 0,5 metros do fundo. O outro sensor de alarme está a 2,0 metros.
Estes sensores operam como um pressostato ultrassensível, interligado ao processo por uma sonda de nível - um tubo flexível ¼” em Nylon com até 100 metros de comprimento. A sonda de nível é instalada verticalmente no porão de carga.
Um outro tubo de PVC 1, ½” cumpre as funções de fixação e proteção das sondas de nível.
Para facilitar a instalação, o tubo de proteção fica posicionado atrás da escada de acesso ao porão de carga - A escada também serve de proteção para o tubo de PVC.

Vantagens do sensor hidrostático modelo FPC:
§ Não utiliza partes mecânicas móveis;
§ São instalados no convés da embarcação, permitindo o livre acesso para manutenção independentemente da condição de carregamento do porão;
§ Os sensores hidrostáticos podem ser instalados numa distância de até 100 metros do ponto de medição;
§ O arranjo de instalação permite o teste real de funcionamento dos sensores independentemente da carga existente no porão do navio;
§ Pode ser também usado em silos ou em qualquer outro reservatório de contenção.
§ Fabricado no Brasil com tecnologia 100% nacional.
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Sistema WIAS confeccionado e instalado pela R3 Técnica
a bordo do NM Frotargentina (IMO: 7433658).


Sistema WIAS confeccionado e instalado pela R3 Técnica
a bordo do NM Frotargentina (IMO: 7433658).
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Veja também...

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A R3 Técnica é uma empresa brasileira especializada em soluções
para as áreas industrial / naval e de offshore.


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28 janeiro 2019

Telegrafo de Máquinas

Em uma embarcação marítima, os oficiais de náutica controlam o sistema de navegação do navio a partir da ponte de comando (passadiço) e os oficiais de máquinas controlam a instalação de propulsão da sala de máquinas
A ponte de comando está localizada bem acima da embarcação, portanto o oficial na ponte não sabe sobre a condição do motor propulsor bem como o oficial maquinista na sala de controle (CCM) não sabe para onde o navio está indo enquanto a sala de máquinas está situada abaixo da linha d'água do navio. Portanto, uma comunicação à prova de falhas entre o oficial de navegação (passadiço) e o maquinista (CCM) é necessária para garantir a navegação suave e segura do navio.
Como a palavra descreve, o telégrafo de máquinas a bordo do navio é usado como um dispositivo de comunicação para transferir ordens de mudança de velocidade ou direção do passadiço para a sala de controle do motor.
O telégrafo de máquinas é um equipamento de segurança obrigatório para embarcações.
Originalmente, o telégrafo de ordem do motor consiste de uma alavanca mecânica que pode ser movida em diferentes posições de velocidade para a direção dianteira (à vante) e traseira (à ré).
Telegrafo de máquinas

No início de 2018, um de nossos Clientes nos procurou, solicitando uma solução para o funcionamento de um telégrafo de máquinas em estado de obsolescência.

O telegrafo desta embarcação encontrava-se inoperante. Nenhuma tentativa de reparo foi bem sucedida devido a falta de disponibilidade de componentes de reposição.
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Após alguns estudos, oferecemos um sistema confeccionado através de estações de comando localizadas no passadiço (mestre), sala de controle de máquinas e estações de emergência no motor principal e no controle do passo variável.
Cada estação funciona com uma IHM (Interface Humano-Máquina) 7”, LED, touch screen, full color,  sem partes móveis e grau de proteção IP-65. 

O equipamento exibe uma tela sinótica
representando as teclas de comando do telégrafo

A partir da estação mestre, ao tocar na posição desejada por um tempo superior a 0,5 segundos (esta característica evita o acionamento inadvertido ou acidental), a tecla correspondente piscará na cor amarela em todas as estações e o alarme sonoro será acionado.
A tecla permanecerá piscando até que a ordem seja aceita pela estação remota selecionada. Após a confirmação, a respectiva tecla passará a cor fixa verde e o alarme sonoro cessará.
A comunicação entre a estação mestre e as demais estações será realizada através de redes independentes Ethernet ou RS-485 MODBUS.


com duas estações...

Ou...

 com três estações...


Registrador de manobras:

O sistema desenvolvido conta também com o registro das ordens de comando e aceitação, realizadas em um banco de dados inviolável. O usuário poderá efetuar uma cópia (backup) destas informações utilizando um cartão SD ou pendrive comum.
Registrador de manobras

Indicadores opcionais:
§  RPM do motor principal.
§  Posição % do passo variável (pitch).
§  Pressão de ar de partida (c/ alarme de baixa pressão).

Estas informações também servirão para o alarme / bloqueio por discordância de direção – “wrong way”.


Outras características:
§  Atende ao SOLAS 74/88 Reg. II - 1/37;
§  Atendendo às regulamentações, o firmware foi confeccionado na língua inglesa, todavia o Cliente poderá optar pela apresentação dos comandos também em português BR (ou outro idioma à escolher).
§  Não possui partes móveis;
§  Equipamento desenvolvido por empresa brasileira, utilizando componentes com qualidade reconhecida e de fácil obtenção no mercado local;
§  Assistência técnica local garantida;
§  Fácil operação;
§  Excelente relação Custo X Benefício.

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A R3 Técnica é uma empresa brasileira especializada em modernizar equipamentos e/ou sistemas considerados obsoletos ou fora de norma.

Consulte-nos, teremos prazer em ajudá-lo.




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02 novembro 2018

Pirometria para motores de combustão interna

Um sistema de medição de temperatura de gases de descarga (Exhaust Gas Temperature - EGT) é um instrumento usado para monitorar a temperatura dos gases de escape de um motor de combustão interna.
Medidores de EGT são encontrados em motores de certos carros, aviões e navios. Ao monitorar o EGT, o motorista, piloto ou operador pode ter uma ideia da relação ar-combustível entregues ao motor.
Em uma relação estequiométricaa temperatura dos gases de descarga em um motor, varia com a relação entre a quantidade de combustível e o ar que entra nos cilindros. A medição do EGT pode ser usada como uma referência base para regular a mistura de combustível / ar que entra no motor. Motores bem regulados têm um maior rendimento, menor consumo de combustível e menor emissão de gases e poluindo significativamente menos.
Outro fator a ser considerado é que altas temperaturas (geralmente acima de 1.100 °F ou 600 °C) podem ser um indicador de condições perigosas que podem levar a danos catastróficos ao motor. Um monitor de temperatura poderá evitar este risco.
A R3 Técnica desenvolve sistemas de medição, registro e alarmes de EGT - pirometria - para embarcações de todos os tipos, abrangendo motores de propulsão (MCP) e motores auxiliares (MCAs). 

O sistema de medição da temperatura de gases de descarga produzidos pela R3 utiliza sensores tipo termopar para a captação da temperatura diretamente e logo após a válvula de descarga de cada cilindro do motor, e antes e após o turbocharger.

Sensores instalados no duto de descarga de gases.
O sinal diferencial de tensão (mV) medido em cada sensor é convertido em uma string hexadecimal por um conversor A/D específico para a aplicação proposta.


Arranjo de instalação
Os dados referente as temperaturas obtidas são transmitidos através de uma rede RS-485 Modbus RTU - imune à interferências - para uma IHM (Interface Homem-Máquina) localizada na sala de controle da embarcação.



A IHM mostrará as informações de EGT em imagens gráficas sinóticas oferecendo ao operador as temperaturas instantâneas de cada ponto e médias do conjunto. O operador também poderá ajustar os limites - set points - para alarme e proteção - slow down / shut down - do motor monitorado.
 


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Um banco de dados seguro e inviolável registrará todas as ocorrências dos alarmes e fatos relevantes. O operador poderá fazer um backup do banco de dados em um pendrive comum e posteriormente imprimi-lo caso deseje.
Características:
§   Faixa de indicação:
    - Termopar J: 0 a 790 ºC (resolução 0,2 ºC).
    - Termopar T: 0 a 400 ºC (resolução 0,1 ºC).
    - Termopar K: 0 a 1100 ºC (resolução 0,3 ºC).
§   Taxa de amostragem: 1 segundo.
§   Precisão: 0,25% + 1 ºC.
§   Deriva térmica: 0,3% FE (0 a 60ºC).
§   Detecção de termopar / linha rompida.
§   Não utiliza PLC.
§   Possibilidade de instalação de outras IHMs remotas e/ou integração à rede ethernet da embarcação.   
§  Excelente robustez.
§  Baixo custo.
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Contacte-nos... Teremos prazer em atende-lo.
R3 Técnica Ltda.
Tel.: (+55 21) 2713-7332  /  98802-6684.
E-mail: r3tecnica@gmail.com
www.r3brasil.com.br

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