A aquisição de dados está presente em quase todas as nossas atividades. Estamos cercados por todos os lados, pelos mais diversos tipos de sistemas que recolhem informações e auxiliam o processo de tomada de decisão.

Cada vez mais os sistemas mecatrônicos necessitam gerar sinais de alta frequência para controle de vários atuadores, porém como a maioria dos controladores possuem uma só unidade central de processamento, esse controle é necessariamente serial, isto é, um controle espera pela ação ou processamento dos demais antes de poder assumir uma determinada tarefa. Algo semelhante acontece na área de medição onde pode ser necessário ler sinais oriundos de vários sensores, muitas vezes exigindo uma quantidade de amostras suficientemente alta. Esses sinais são gerados ou adquiridos em paralelo, porém são processados serialmente estabelecendo-se uma fila de processamento e com isso pode ocorrer atrasos nas medições, inviabilizando ações corretivas.

Visando resolver esse problema de uma forma distinta do que tem sido tradicionalmente adotado, este trabalho se propõe explorar o processamento paralelo, por meio de 1 processador Sitara, da Texas Instrument^©, embarcados nas placas conhecidas como BeagleBone Black, que possui 3 núcleos independentes, sendo que dois deles são dedicados ao controle e aquisição de dados, e um terceiro núcleo tem a função de gerenciar um sistema operacional Linux e fazer o gerenciamento dos demais núcleos. Esses processadores se comunicam entre si, mas operam de maneira independente, podendo fazer aquisição e gerar sinais em alta frequência, de maneira paralela e independentes.

Os resultados alcançados demostram as vantagens e desvantagens de se utilizar a unidade de processamento paralelo do processador Sitara, tornando-se uma boa opção para controle em tempo real.

Na indústria, o que mais tem se ouvido falar recentemente é da quarta revolução industrial, a famosa indústria 4.0, que tem por trás a internet das coisas (IoT) conectando todos os equipamentos da planta. O Brasil caminha a passos curtos neste tema, pois é um assunto ainda bastante limitado às grandes indústrias. Os principais motivos são a falta de incentivos e os valores envolvidos para implantar essas tecnologias, o que, muitas vezes, acaba inviabilizando-as para pequenas e médias indústrias.
A proposta deste trabalho é elaborar um middleware para comunicação via SERVIÇO WEB entre um hardware de aquisição e ERP (Enterprise Resource Planning). Com base nessa estrutura, pretende-se propor uma arquitetura de supervisório para chão de fábrica com baixo custo, a qual viabilize disseminação da internet das coisas nas empresas de pequeno e médio porte.

Este trabalho descreve o desenvolvimento de um sistema de visão computacional para a inspeção dos produtos gerados em máquina refiladeira de madeira, tendo o objetivo validar uma tecnologia eficiente e de baixo custo para atender serrarias de pequeno e médio porte. O desenvolvimento do sistema foi motivado para a criação de uma alternativa tecnológica própria e de custo mais baixo para a empresa Mendes e Cia Ltda realizar o controle de qualidade de tábuas de madeira. O sistema desenvolvido é composto por câmeras e sistema de processamento digital de imagens para a medição do material em movimento, buscando identificar na matéria prima a presença de imperfeições laterais das tábuas serradas. Juntamente com a detecção de áreas defeituosas o sistema realiza a medição de largura de matéria prima aproveitável, fornecendo essa informação para referenciar a posição do melhor corte na máquina refiladeira com duas serras laterais controladas independentemente por servos motores. O sistema foi avaliado e ao final do desenvolvimento do projeto pode-se afirmar que atendeu requisitos da aplicação, superando a capacidade de avaliação realizada por operadores humanos, a um custo baixo, além de empregar tecnologias de hardware e software modulares e abertas.

A presente dissertação de mestrado traz o problema da interoperabilidade entre equipamentos
e softwares industriais, mostrando a relevância de se adotar medidas e padronizações que permitam
e facilitem a troca de informações.
O autor inicia por abordar as tecnologias envolvidas para a supervisão e controle da planta em
estudo, detalhando os sistemas supervisórios mais utilizados nas principais concessionárias de água
e esgoto do país. Também são abordados os protocolos industriais que historicamente vêm sendo
utilizados nessas aplicações e por fim se encontram os middlewares, o objeto principal de estudo.
A proposta deste trabalho consiste em implementar um middleware que ofereça a possibilidade
de interfaceamento entre um sistema supervisório de uma estação de tratamento de esgoto e um
software proprietário que irá manipular em conjunto dados e controles da planta.
O trabalho prossegue com a implementação do middleware, utilizando o padrão de
comunicação OPC Classic e abordando as vantagens, desvantagem e futuras otimizações da
tecnologia do padrão de comunicação escolhido.
Este projeto será implementado na estação de tratamento de esgotos em Joinville, na unidade
de Jarivatuba e está alinhado com a empresa Pesco Automação & Controle, que deverá realizar a
entrega juntamente com a Companhia Águas de Joinville (CAJ) no segundo semestre de 2019.

Historicamente, o processo produtivo de revestimentos cerâmicos do sul de
Santa Catarina é reconhecido por seu vanguardismo tecnológico, o que justifica a
posição de destaque ocupada por essa região no mercado internacional desse
segmento, tanto em volume produzido quanto na qualidade do produto final. Apesar
de contar com equipamentos de alta tecnologia, em algumas etapas do processo é
imprescindível a interação humana, como no setor de classificação, onde é feito o
controle de qualidade. Em indústrias de menor porte ou que produzem peças de
pequenos formatos, todo o processo de classificação é realizado de forma manual, no
qual operadores humanos identificam os defeitos visuais e geométricos das peças,
julgando seu destino comercial. A repetitividade da atividade e a acuidade visual
exigida, podem não somente provocar falhas humanas na inspeção quanto ocasionar
doenças ocupacionais, motivando a busca por soluções tecnológicas para essa etapa
do processo. No presente trabalho é apresentado o desenvolvimento de um sistema
mecatrônico para a identificação automática de defeitos geométricos dimensionais de
placas cerâmicas por meio de técnicas de visão computacional. As especificidades do
sistema manual de classificação e as imposições das normas vigentes nortearam a
definição dos requisitos funcionais do sistema, em que o mesmo além do baixo custo
de implantação, deve realizar medições tridimensionais das peças de forma eficiente
o suficiente para uma correta classificação. Com esse propósito foi estudado e
implementado um método de medição óptica por triangulação ativa somado a técnicas
de visão computacional. O sistema proposto foi avaliado sob duas perspectivas: sua
capacidade de realizar medições tridimensionais e sua capacidade de classificar
corretamente placas cerâmicas de revestimentos. Os resultados alcançados indicam
a possibilidade de se empregar um sistema automatizado de baixo custo para a
classificação de peças cerâmicas, contribuindo no controle de qualidade do setor.

Esta dissertação trata do desenvolvimento de um sistema para monitoramento e controle
de cultivos em estufas para produção hidropônica utilizando o protocolo MQTT para
comunicação, visando melhorar o controle das variáveis envolvidas em uma produção,
diminuindo a interferência humana e com baixo custo de implantação. Capaz de controlar mais
de uma bancada ou estufa, e reunindo todas as informações em um único sistema supervisório,
o mesmo é divido em três módulos: Principal, Hidrológico e Meteorológico, módulos
responsáveis por coletar dados do ambiente de cultivo. Foi produzido um protótipo para teste
piloto em condições reais de produção, voltado para a técnica de cultivo hidropônico mais
utilizada no Brasil, a NFT (Técnica de filme de nutriente).
O experimento consistiu em produzir em duas estufas a mesma quantidade de alfaces
no mesmo período de tempo utilizado em uma o método convencional que os produtores
utilizam, e em outra o sistema desenvolvido apresentado nesse projeto. A utilização do sistema
automatizado para cultivo hidropônico facilitou o controle da cultura, diminuiu a intervenção
humana durante o período de cultivo. O desenvolvimento da cultura no ambiente automatizado
teve uma notável melhora em relação ao cultivo convencional no final do experimento. Este
experimento serviu para verificar o comportamento do sistema e sua viabilidade de
implantação.

Na linha de desenvolvimento e atualização tecnológica de máquinas automáticas, elaborou-se o projeto conceitual de um sistema mecatrônico automático desbobinador de cabos. Este equipamento tem como objetivos a redução do tempo de setup da máquina de crimpagem de terminais. Para análise do tempo de setup utilizou-se da metodologia de classificação das atividades oriundas da filosofia do SMED. Outro objetivo é a redução do risco ergonômico, o qual o operador está submetido com o manuseio das bobinas além do aumento da acuracidade do estoque de cabos presente na fábrica. Justifica-se a dedicação para esse projeto ao analisarmos o cenário de fabricação de cabos que evidencia a real possibilidade de ganhos significativos para empresa e para o crescimento tecnológico. O projeto foi criado com base na metodologia de projetos de Rozenfeld (2006) dando ênfase no projeto informacional e conceitual. Foi realizada a validação dos resultados através da simulação computacional. Por fim, conclui-se que o equipamento desenvolvido atinge os objetivos iniciais bem como sugere-se a possibilidade de expansão do mesmo.

A concorrência global tem levado as indústrias a testar e certificar toda sua produção, diferentemente de um passado não tão distante, quando a qualificação de um lote produtivo era feita por amostragem. Em função disso, sistemas de visão computacional têm sido largamente empregados em processos da indústria manufatureira ou de transformação na detecção de defeitos e em tantas outras caracterizações, com o propósito de analisar a qualidade em 100% da produção. Com o aumento da demanda por velocidade de processamento, uma vez que a necessidade de uma análise computacional mais abrangente se faz necessária, a consideração de se utilizar algoritmos não mais desenvolvidos em software, mas agora implementados em hardware, se torna imperativa. No presente trabalho é discutida e avaliada a viabilidade de integração de módulos baseados em componentes FPGA para a obtenção de um sistema de processamento de imagens digitais em tempo real. Uma solução composta por módulos de hardware e software onde são implementados algoritmos de análise de imagens é proposta. Os resultados obtidos na inspeção de peças reais em aplicações clássicas de inspeção encontrados na indústria demonstram a efetividade da solução proposta.
Todos os nomes de componentes, equipamentos, ferramentas de software, fabricantes e empresas mencionados neste trabalho são marcas registradas de seus respectivos proprietários e, como tal, protegidas na forma da lei.

O sucesso das operações automáticas de fabricação como furar, cortar, fresar, prensar e soldar depende de um eficaz sistema de fixação e posicionamento das peças. Para essas funções, há diferentes tecnologias de atuadores como a elétrica, a pneumática, a hidráulica e, ainda, a híbrida que são concorrentes entre si na fase de seleção dos componentes. Geralmente, os atuadores híbridos levam vantagem na relação custo/benefício por agregar as boas características de mais de um tipo de tecnologia. Nesse contexto, o presente trabalho trata do desenvolvimento de um atuador híbrido para operar como dispositivo de fixação de peças em máquinas automáticas. Para isso, uma morsa hidropneumática foi construída e testada em laboratório. Suas principais características são: amplificação de pressão de 7:1, curso máximo de 100 mm, capacidade de aperto nos mordentes de até 10,12 kN para uma pressão pneumática nominal de 7 bar, massa de 26,62 kg e dimensões máximas de 420 x 144 x 118 mm. A seguir, foi definido o diagrama de comando pneumático de acordo com a NR12 para o correto acionamento da morsa nas diferentes situações: avanço com baixa e alta pressão hidráulica, retorno e parada. Na sequência foi desenvolvido, tanto o circuito elétrico, quanto o programa de CLP para o acionamento não simultâneo dos solenoides da eletroválvula de centro fechado. Por fim, foi construída uma bancada de ensaios com sensores e instrumentos para a aquisição de dados referentes ao comportamento estático e dinâmico da morsa em pressão pneumática nominal. O ensaio estático mostrou uma redução de pressão hidráulica com comportamento exponencial e inferior a 6% para um período superior a duas horas após a interrupção das energias, elétrica e pneumática, na eletroválvula de centro fechado. No ensaio dinâmico de avanço, o mordente móvel da morsa levou 0,84 s para percorrer o curso máximo desde o acionamento do interruptor de avanço e mais 1,20 s para aplicar força de aperto máxima. No ensaio de retorno, o mordente móvel da morsa levou 0,48 s para reduzir a força de aperto desde o acionamento do interruptor de retorno e mais 1,08 s para percorrer o curso máximo.

Devido à competividade e a concorrência do mercado atual, as empresas sempre estão com necessidade de eliminar as perdas durante o processo e diminuir os custos na geração do produto. Atualmente tem-se no processo de fabricação dos motores de indução, uma etapa, de fixação das tampas traseira e dianteira, e a centralização do estator e rotor do motor. Este processo é executado em duas etapas: primeiro a tampa é prensada em uma máquina e depois é transferida para outra máquina, onde são fixados os rebites. Neste processo, devido à troca de postos de trabalho e fragilidade em que o processo atua, não é possível garantir a conformidade dimensional da distância do rotor com estator, chamado de entreferro, que dificulta a montagem dos motores desta linha de produção. Neste trabalho foi desenvolvido um protótipo de máquina com a finalidade de modificar o processo de centralização do estator e rotor, e fixação das tampas do motor. Como existem muitas variáveis no processo de injeção, a solução proposta foi retirar a exigência de precisão existente no projeto da tampa injetada em alumínio e atribuir esta precisão para o protótipo da máquina, que tem a finalidade de centralizar o rotor e estator sem depender unicamente das dimensões da tampa injetada. Além disso, foi necessário realizar o processo de montagem das duas tampas em uma única operação, tendo assim maior produtividade, maior confiabilidade e precisão para o processo. Foram realizadas pesquisas buscando soluções para a fixação de motores de indução sendo o conceito de pinos injetados adotado na solução escolhida. Foram desenvolvidos dois protótipos de moldes para a validação do conceito adotado. O primeiro foi montado em injetora horizontal com canais frios e o segundo em injetora vertical com canais quentes. Os testes comprovaram o ganho de qualidade e eficiência do novo processo em relação ao atual. O aperfeiçoamento do processo e a maior precisão da medida do entreferro do motor, poderá permitir a redução da distância do entreferro e a minimização de componentes, usados no motor, devido aos ganhos de eficiência e rendimento mecânico.

Testes funcionais de fontes chaveadas costumam ser uma tarefa complexa que envolve
bastante experiência do engenheiro, muitos equipamentos e várias horas de trabalho. Tal fato é
influenciado pela falta de equipamentos dedicados a essa finalidade.
Existem algumas soluções capazes de auxiliar neste processo através da combinação de
equipamentos de uso genérico com software de controle e análise. Salienta-se que esse tipo de
solução é cara e inviável para empresas com baixo volume de produção de fontes.
Neste cenário, surge o presente trabalho que objetiva apresentar uma solução na qual
um registrador digital de perturbações, modelo DR60 da linha de produtos Reason da empresa
General Electric, foi modificado para que pudesse realizar a aquisição de dados de forma
automática. Tal modificação utiliza os canais de tensão e corrente para medição da entrada e
saída da fonte sob teste, bem como emprega o uso das saídas digitais para controle dos estágios
de acionamento da carga e energização da fonte.
A implementação da lógica de controle e acionamento dos circuitos presentes no
hardware do DR60 foi feita através do desenvolvimento de um programa que é executado
diretamente no equipamento. A sequência de eventos descrita no programa foi pensada de
modo a provocar todas as condições de funcionamento necessárias para execução dos testes.
A grande vantagem da solução desenvolvida é possibilitar ao engenheiro a visualização
de todas as formas de onda de tensão e corrente necessárias para obtenção dos resultados de
cada teste. Neste ponto, uma planilha de cálculo foi elaborada especificamente para auxiliar na
análise dos dados e na geração do relatório do teste.
Para a validação do protótipo e da planilha de cálculo, duas fontes chaveadas foram
testadas seguindo a nova metodologia de testes em comparação com a atual. Os resultados
obtidos com o protótipo foram considerados satisfatórios e coerentes com os resultados obtidos
pelo método atual de teste. Além disso, o tempo de testes foi reduzido de 16 para 2 horas – uma
redução de quase 90%. Considerando os resultados e comparações com o método atual de
testes, pode-se afirmar que o DR60 modificado é uma ferramenta eficiente de desenvolvimento
de fontes chaveadas.

A robótica e os sistemas de visão computacional vêm conquistando espaço no aprimoramento de novas tecnologias. Este cenário faz com que a integração entre essas duas áreas seja explorada. Neste contexto, o presente trabalho apresenta o desenvolvimento de um sistema de caracterização da forma tridimensional de peças a serem soldadas, integrado a um braço robótico e empregando tecnologias abertas. Para tal, foi realizado o estudo da técnica de triangulação laser e de trabalhos correlatos. Para realizar a integração do sistema de visão computacional com um braço robótico foi desenvolvido um projeto que contempla a área mecânica, eletroeletrônica e de software. Os resultados foram avaliados e comparados a um sistema comercial. Os resultados apresentados caracterizam a forma tridimensional de peças, bem como possibilitam a extração das coordenadas que compõe a junta de soldagem. Os resultados obtidos demonstram a efetividade da utilização de tecnologias abertas para a aplicação de visão de máquina. Bem como, a eficácia de integração da arquitetura proposta acoplada a um braço robótico.

Esta dissertação tem como objetivo principal desenvolver o projeto de
um equipamento automático para a brasagem e teste de relés da
empresa objeto de estudo.
O desenvolvimento do projeto foi realizado em duas etapas. Na primeira
fase, os equipamentos da linha de montagem foram adequados aos
quesitos de segurança, barreiras ópticas, barreiras físicas, entre outros á
na segunda fase foram desenvolvidas as melhorias nos equipamentos
sugeridas nesta dissertação como a priorização e aprovação do projeto
e investimento, definição do conceito, detalhamento e elaboração do
trajeto passo dos atuadores bem como a lógica de programação incluída
no CLP.
O produto final resultado deste desenvolvimento é composto por uma
esteira de alimentação, duas estações de brasagem por resistência e
uma estação de teste.
A máquina é capaz de realizar os processos de fabricação de forma
autônoma, através do processamento da lógica de programação
desenvolvidas no decorrer deste projeto e inseridas no CLP, ao qual
garante o correto funcionamento dos periféricos.
Os resultados alcançados com a implantação desta proposta não se
resumem apenas no ganho financeiro estimado em 565.121,00 R$ ano
com retorno sobre o capital investido avaliado em 0,87 ano Em
qualidade foi possível reduzir em torno de 60% o índice de falhas de
brasagem ainda que na fase teste do equipamento.
Porém o ganho mais importante foi o da garantia de integridade física
dos operadores com a eliminação do risco de esmagamento e
queimadura no processo de brasagem.

Nas últimas décadas, com o crescimento econômico aumentou a preocupação com a segurança dos trabalhadores. A segurança no trabalho tornou-se um fator relevante para o ambiente produtivo, nesse contexto, o ministério do trabalho vem atualizando a norma relativa à segurança de máquinas e equipamentos, a NR-12, tornando-a mais rigorosa, definindo obrigações, referencias técnicas, princípios fundamentais e medidas de proteção para garantir a saúde e a integridade física dos trabalhadores, estabelecendo ainda requisitos mínimos para a prevenção de acidentes e doenças relacionados ao trabalho. O presente trabalho mostra a conformidade da zona de prensagem de uma prensa excêntrica mecânica com freio e embreagem e com força nominal de 400 toneladas à Norma Regulamentadora NR-12 – Segurança no trabalho em máquinas e equipamentos, apresentando os diversos dispositivos de segurança e proteção de prensas excêntricas exigidos pela NR-12. O estudo foi desenvolvido com a revisão bibliográfica acerca do tema, análise do projeto eletroeletrônico e mecânico da prensa, seus dispositivos de segurança e proteção, verificação dos certificados dos dispositivos e ensaio para determinação da distância de segurança para o uso de cortinas de luz na zona de prensagem.

Sistemas de monitoramento de condição projetados para grandes plantas de energia são muito caros para serem aplicados em ativos de menor valor, como é o caso dos GMGs (Grupos Motor-Gerador). Para viabilizar o monitoramento on-line destes ativos de menor custo é preciso que o hardware possua um valor reduzido, o que implica em limitações de capacidade de processamento e comunicação. O conceito de Internet das Coisas (IoT - Internet of Things) e o uso de protocolos de comunicação como o MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) são ideais para lidar com tais limitações, sendo uma alternativa coerente e que torna viável economicamente o monitoramento em ativos de geração de menor custo.
Este trabalho propõe um Serviço de Descoberta para o protocolo MQTT e a utilização deste serviço na disponibilização dos dados coletados em um sistema de monitoramento de condição baseado em Internet das Coisas para Grupos Motor-Gerador usando o protocolo Modbus RTU (Remote Terminal Unit) sobre um barramento serial RS-485. Um protótipo do sistema proposto foi construído para testes, validações e comparações com sistemas existentes no mercado.
O Serviço de Descoberta foi desenvolvido sobre o payload (carga útil) do protocolo MQTT de forma a não modificar a especificação do protocolo, permitindo o uso do serviço com aplicativos MQTT já existentes. Foi possível, por exemplo, montar representações gráficas de forma automática através dos dados disponibilizados pelo serviço proposto.
Os resultados são de grande valor para a AQTech, para o setor elétrico, para os donos/usuários de grupos motor-gerador e para a sociedade. Como resultado econômico destaca-se o benefício para a AQTech, possibilitando a aplicação dos conceitos desenvolvidos em soluções de monitoramento, e benefício para o setor elétrico e para os donos/usuários de grupos motor-gerador, pois visa aumentar a disponibilidade e a vida útil dos ativos de geração. No contexto social contribui para um melhor aproveitamento de recursos, para redução da indisponibilidade da energia elétrica e para a geração distribuída em horário de ponta.

O texto desenvolvido refere-se a um sistema de monitoramento e operação remota para bombas de calor empregadas no transporte refrigerado. Traz em seu conteúdo uma abordagem inicial sobre o segmento logístico, objetivando retratar o cenário atual frente aos modais praticados, veículos e bombas de calor empregadas. Dificuldades encontradas em preservar a cadeia do frio, promover a segurança alimentar e a eficiência alimentar, vivenciadas pelos elos constituintes (embarcadores, transportadores seguradoras e órgãos fiscalizadores). Direciona-se a atender uma necessidade pontual de um dos elos mais fracos da cadeia do frio, o transporte frigorificado, dirigindo esforços a responder uma carência regional de empresas frigorificas e transportadoras quanto a rastreabilidade de perecíveis em transito bem como a continuidade de parâmetros fabris mantendo a qualidade da mercadoria embarcada. Buscou-se o desenvolvimento de uma solução fragmentada em hardware, firmware e software concebidas através de técnicas de benchmarking sob circuitos eletrônicos embarcados nas máquinas destinada ao acondicionamento de perecíveis, que integrada visam promover uma conexão direta com o microprocessador/controlador da bomba de calor imprimindo a rastreabilidade do perecível em transito, resguardo parâmetros fabris, promovendo a prática de uma logística 4.0 através do uso do princípio de internet das coisas (IoT).