MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO
UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DE PERNAMBUCO
UNIDADE ACADÊMICA DO CABO DE SANTO AGOSTINHO
COORDENAÇÃO GERAL DOS CURSOS DE GRADUAÇÃO
RELATÓRIO FINAL
ESTÁGIO SUPERVISIONADO OBRIGATÓRIO
CABO DE SANTO AGOSTINHO
2024
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MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO
UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DE PERNAMBUCO
UNIDADE ACADÊMICA DO CABO DE SANTO AGOSTINHO
COORDENAÇÃO GERAL DOS CURSOS DE GRADUAÇÃO
RELATÓRIO FINAL
ESTÁGIO SUPERVISIONADO OBRIGATÓRIO
JOÃO PAULO DOS SANTOS PEREIRA
Relatório apresentado como conclusão do
Estágio Supervisionado Obrigatório nível
BACHARELADO
do
curso
de
ENGENHARIA ELETRÔNICA da Unidade
Acadêmica Cabo de Santo Agostinho UACSA orientado pelo(a) docente REINEL
BELTRAN AGUEDO no período de
15/05/2024 à 30/06/2024
CABO DE SANTO AGOSTINHO
2024
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IDENTIFICAÇÃO DO CAMPO DE ESTÁGIO
DADOS DA EMPRESA/INSTITUIÇÃO
Nome da empresa: Nojosa Automação
Endereço completo: Av. Paulo Moreira, 962. Bairro Garapu, Cabo de Santo Agostinho
CEP: 54500-995
Telefone: 81 981311866
E-mail: adelson@nojosaautomacao.com.br
APRESENTAÇÃO DA EMPRESA/INSTITUIÇÃO
A Nojosa Automação é uma empresa brasileira fundada no ano de 2018
localizada na cidade do Cabo de Santo Agostinho e que atua na área de automação e
controle industrial com foco na área de sistemas de Aquecimento, Ventilação e
Ar-Condicionado (AVAC). Atualmente, se dedica a planejar, projetar, executar e
supervisionar sistemas AVAC de diversas empresas, como shoppings, hospitais e
laboratórios. Além disso a empresa planeja aumentar sua área de atuação, atuando
também nas áreas de qualidade de energia e eficiência energética.
DADOS DO ESTÁGIO OBRIGATÓRIO
Área na empresa onde foi realizado o estágio: Automação e Controle
Data de início: 15/05/2014
Data de término: 30/06/2024
Duração total em horas: 200
Nome do(a) supervisor(a) do estágio na empresa: Adelson Nojosa da Silva
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SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO........................................................................................................................5
2. ATIVIDADES DESENVOLVIDAS.........................................................................................6
2.1 PROJETO DE QUADROS ELÉTRICOS DE AUTOMAÇÃO E COMANDO.................6
2.2 DESENVOLVIMENTO DE LÓGICAS DE CONTROLE EM CLP’S.............................10
2.3 DESENVOLVIMENTO DE SISTEMAS SUPERVISÓRIOS..........................................16
3. CONCLUSÃO.........................................................................................................................18
4. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.....................................................................................19
ANEXO 01- FICHA DE AVALIAÇÃO SUPERVISOR(A) DA CONCEDENTE
ANEXO 02- FICHA DE AVALIAÇÃO ORIENTADOR(A) DA UFRPE
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1. INTRODUÇÃO
Para uma sólida formação técnica, profissional e pessoal no campo da engenharia, é crucial
possuir não apenas conhecimentos teóricos, técnicos e científicos, mas também estabelecer um
contato com a prática, interagir com profissionais da área e estabelecer uma rotina de trabalho em
equipe. A etapa do estágio representa a primeira oportunidade para os estudantes se conectarem
com o mercado, sendo um processo de grande relevância na trajetória acadêmica, profissional e
pessoal do aluno. Diante desse cenário e com a perspectiva de prosperar em um mercado com um
vasto potencial futuro, desenvolvi um interesse pela área de automação industrial, onde tive a
oportunidade de iniciar um estágio junto à Nojosa Automação.
Durante este período de trabalho, tive a oportunidade de aplicar as diversas habilidades e
conhecimentos adquiridos na minha trajetória acadêmica, empregando-os no planejamento, projeto,
execução e solução de problemas. Em cada etapa participei ativamente da investigação e
acompanhamento das atividades realizadas. Além disso, pude contribuir com a aplicação de
conhecimentos científicos provenientes de diferentes áreas de atuação, enriquecendo o
desenvolvimento de soluções eficientes no campo da engenharia eletrônica. Meu objetivo era
otimizar a operação de sistemas de automação reduzindo os custos de implementação do mesmo.
Nos tópicos seguintes deste relatório, irei expor e explicar minuciosamente as atividades
realizadas, ressaltando sua importância para meu crescimento acadêmico, bem como as ideias que
surgiram e que almejo desenvolver ao longo da continuidade deste estágio.
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2. ATIVIDADES DESENVOLVIDAS
2.1 PROJETO DE QUADROS ELÉTRICOS DE AUTOMAÇÃO E COMANDO
Após várias visitas às obras e uma familiarização com os sistemas gerenciados pela
empresa, adquiri uma compreensão à respeito do funcionamento e da importância de um quadro de
automação bem projetado e organizado. Munido dessa experiência prática e baseado nos
conhecimentos teóricos adquiridos, fui capaz de desenvolver quadros de automação que atendiam
às necessidades de demanda que surgiram na empresa. Esses quadros foram elaborados com a
utilização de controladores Mercato e Honeywell, incorporando comandos acionados por
contatores, inversores de frequência, dimensionamento de disjuntores de segurança monofásicos e
trifásicos, fontes de alimentação de tensão contínua, réguas de bornes, barramentos trifásicos e
monofásicos, bem como bornes com fusíveis, e transformadores de potência, sempre ajustados às
especificações de cada sistema e sob a orientação constante do supervisor.
Essa atividade permitiu-me desenvolver habilidades a respeito de comandos elétricos,
enquanto também ressaltou a importância de um planejamento organizado e bem feito para abordar
possíveis desafios futuros no sistema de controle.
Para exemplificar, na figura 1, é possível visualizar a fachada do Pronto-Socorro
Cardiológico Universitário de Pernambuco (PROCAPE), primeiro local em que participei
ativamente da obra.
Figura 1: Entrada do PROCAPE.
Fonte: Autor.
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Nela, foram projetados um total de 6 (seis) quadros elétricos de automação, que foram
instalados nos seguintes setores: Subsolo 1 e 2, Bloco Cirúrgico, UTI, Farmácia e CAG (Central de
Água Gelada).
Um projeto se inicia com a definição dos pontos de campos que estarão presentes no
ambiente. Sejam eles, pontos de temperatura, pressão ou umidade e o que será controlado. Após
essas definições, utilizamos um software de desenho técnico (AutoCad, ZWCad, EPAN) para
desenvolvimento do diagrama elétrico e layout do quadro de automação. Um exemplo de um dos
quadros de automação que projetei é mostrado na figura 2. Na figura 2 (a), é mostrado o projeto do
diagrama elétrico e layout do quadro de automação utilizando o software de desenho AutoCad. Na
figura 2 (b), é mostrado o quadro de automação montado.
Figura 2: Quadro Elétrico de Automação: (a) Projeto do diagrama elétrico e layout utilizando
AutoCad; (b) Quadro Elétrico de Automação montado e instalado.
(a)
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(b)
Este quadro de automação conta com um controlador MCP50-PRO, uma expansão
MCP46-I/O, um Gerenciador M-Jace-8000, e um transformador monofásico. Além das réguas de
bornes fusíveis para a alimentação elétrica do quadro e captação dos sensores de campo.
O
MCP50-PRO (ver figura 3) é um controlador programável que combina recursos de
gerenciamento como: gateway, roteador de rede e trend logs. Ele é desenvolvido pela Mercato
Automação e conta com diversas entradas e saídas digitais e analógicas, sendo 18 entradas digitais
ou
NTC (para leitura de temperatura); 8 entradas analógicas; 8 saídas analógicas e 16 saídas
digitais. Ele ainda possibilita a expansão via módulos com 17 ou 46 outros pontos (MCP17-I/O ou
MCP46-I/O, respectivamente).
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Figura 3: Controlador Lógico Programável MCP50-PRO.
Fonte: Mercato.com
Para expansão, foi utilizado o módulo MCP46-I/O (ver figura 4), que conta com 18 entradas
digitais/ NTC; 8 entradas analógicas; 4 saídas analógicas e 16 saídas digitais.
Figura 4: Módulo de expansão MCP46-I/O.
Fonte: Mercato.com
Para a supervisão do todo sistema instalado no PROCAPE, foi utilizado o Gerenciador e
Controlador M-JACE-8000 (ver figura 5). Esse gerenciador apresenta funções de controle,
supervisão, data logging, alarmes, programações horárias e gerenciamento de rede. Ele também
armazena e apresenta gráficos e telas gráficas em uma interface web através de uma rede Ethernet.
Figura 5: Gerenciador M-JACE-8000.
Fonte: Mercato.com
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2.2 DESENVOLVIMENTO DE LÓGICAS DE CONTROLE EM CLP’s
Além da etapa de projetar o quadro elétrico, na automação industrial, existe uma etapa
essencial que se trata do desenvolvimento da lógica de controle do sistema. Após a elaboração do
quadro de automação, com todos os pontos de controle e o CLP (Controlador Lógico Programável)
configurados, a lógica de controle é desenvolvida de acordo com as variáveis que precisam ser
controladas.
Na Nojosa Automação, a maioria dos projetos de controle estava voltada para sistemas
AVAC (Aquecimento, Ventilação e Ar Condicionado) de hospitais e shoppings, nos quais era
necessário controlar a temperatura nos shoppings, e temperatura, umidade e pressão nos hospitais.
Para realizar esses controles, desenvolvi lógicas de blocos que faziam uso de controladores PID
(Proporcional, Integral e Derivativo) para regular válvulas de água gelada, água quente, frequência
de motores de indução, dampers de passagem, bem como ligar e desligar máquinas conforme os
setpoints predefinidos e as medições de entrada provenientes de sensores de diversos fabricantes.
Durante todo esse processo, eu estava sob supervisão constante e orientação do meu
supervisor, o que me permitiu aplicar conhecimentos de técnicas digitais, como o uso de portas
lógicas AND, OR, XNOR, NAND, MUX entre outras, nas lógicas de controle. Também apliquei
conceitos de sistemas realimentados e controle por PID, sempre buscando otimizar os pontos de
operação de cada máquina para garantir a melhor eficiência energética.
Na figura 6, a seguir, apresento um exemplo de uma lógica em blocos desenvolvida no
software Mprog da Mercato que foi utilizada para o monitoramento e controle de um fancoil
(dispositivo que consiste em um trocador de calor e ventilador, ver figura 7) do setor: Bloco
Cirúrgico.
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Figura 6: Lógica de Controle de um fancoil.
Fonte: Autor.
Figura 7: Sala de máquinas com fancoil.
Fonte: Autor.
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Nessa lógica, desejo controlar uma válvula de água gelada e outra de água quente por meio
de controladores PID, com o objetivo de regular a temperatura e umidade no ambiente onde a
máquina está operando.
A lógica se inicia com o comando de acionamento do fancoil, ver figura 8.
Figura 8: Lógica para acionamento do fancoil.
Fonte: Autor.
Para que o sistema seja acionado, são necessários dois comandos estarem habilitados:
HORARIO_FCZ_35 e HAB_FCZ_35. Por se tratar de um ponto de rede, esses comandos podem
ser definidos e programados de acordo com a demanda. Uma vez acionados simultaneamente
(condição do bloco lógico AND), o controlador irá enviar o comando para acionar o fancoil,
definido como sendo o seguinte ponto físico: LD_FCZ_35.
A segunda parte do código consiste no sistema de segurança do fancoil em caso de falha, ver
figura 9. Utilizando o bloco STATUS, é possível monitorar uma saída através de uma entrada
digital e indicar um estado de falha caso a saída esteja ativada e a entrada de status não. Ou seja, de
acordo com o bloco STATUS, temos as seguintes entradas: OUT, que é o estado da saída a ser
monitorada; STATUS, que é o estado da entrada de monitoração e temos como saída: ALARM,
onde, se ativada, indica falha da saída monitorada.
Figura 9: Lógica para monitoramento do fancoil.
Fonte: Autor.
Caso os pontos físicos: ST_FCZ35 (status do fancoil 35) ou LD_FCZ35 (comando de
acionamento do fancoil 35) não estejam acionados, iremos obter no sistema supervisório a
informação de falha do fancoil, sendo necessário a averiguação do problema.
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Seguindo, na figura 10, é mostrado o código desenvolvido para o controle do fancoil, que
foi realizado através da temperatura de retorno e da umidade.
Figura 10: Lógica de controle por temperatura de retorno e umidade.
Fonte: Autor.
Essa lógica consiste no controle da válvula de água gelada (V2V_AG_FCZ35) através da
utilização de dois blocos PID’s. Um bloco é destinado ao controle da temperatura e outro ao
controle da umidade. O controle de temperatura ocorre da seguinte maneira: Definido pelo usuário
um setpoint de temperatura ambiente e o status do fancoil estiver ativado, ou seja, o fancoil está
ligado,
o bloco PID irá comparar a temperatura ambiente lida pelos sensores com o setpoint
definido. Estando a temperatura dentro da faixa de referência (5°C à 40°C) a válvula irá abrir ou
fechar, de modo que torne a temperatura ambiente igual ao setpoint.
Como estou utilizando um bloco MUX, sua saída OUT copia o valor das entradas IN0 e IN1
conforme o valor da entrada SEL. Se o SEL = 0, então OUT = IN0 e se SEL = 1: OUT = IN1.
Analisando o MUX 1, vemos que o controle de temperatura terá prioridade no controle da válvula
de água gelada, ver figura 11, pois o controle por umidade só atuará quando houver falha do
controle de temperatura.
Para o MUX 2, defini a referência na entrada IN0 = 0 e IN1 = a saída do MUX 1. Na
entrada SEL do MUX, foi ligado diretamente o ponto de status do fancoil, pois, caso o fancoil
esteja desligado, a válvula irá automaticamente fechar.
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Figura 11: Lógica de controle por temperatura de retorno e umidade.
Fonte: Autor.
A falha do controle de temperatura se dá através de um erro na leitura do sensor ou se a
temperatura estiver fora da faixa definida. Ou seja, se a temperatura ambiente for maior que 40°C
ou menor que 5°C, irá ser acionado o ponto de falha (FALHA_T_AMB_FCZ_35), ver figura 12.
Figura 12: Lógica de controle da falha de leitura da temperatura ambiente.
Fonte: Autor.
Caso o controle por temperatura apresenta falha, seja por falha na leitura ou por estar fora da
faixa, o controle da válvula de água gelada passa a ser realizado pela umidade, onde o segundo
bloco PID realiza a comparação entre a umidade do ambiente e o setpoint de umidade relativa
(UR_AMB_FCZ35 e SET_UAMB_REL_FCZ_35, respectivamente).
De forma resumida, apenas um dos blocos PID funciona por vez, já que o controle é feito
para água gelada, abrindo ou fechando a válvula conforme necessário. O bloco de controle compara
constantemente a medição com o setpoint e ajusta o sistema. Se houver uma falha na medição de
temperatura ou se ela estiver fora da faixa normal, o controle é transferido para a umidade. Quando
a temperatura atinge o setpoint, o ar pode ficar seco, então o controle muda para a umidade,
fechando a válvula para aumentar a umidade. Quando a temperatura sobe novamente, o controle
volta para o bloco de temperatura, e o ciclo se repete.
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Por fim, a lógica termina com controle da válvula de água quente, ver figura 13.
Figura 13: Lógica de controle da válvula de aquecimento.
Fonte: Autor.
Para este controle, também utilizei um controlador PID, que utiliza como base para operação
o valor de duas variáveis: Temperatura ambiente (T_AMB_FCZ35) e o Setpoint de temperatura
(SET_T_AMB_FCZ35). Estando o fancoil ativado, ou seja, status estiver ligado, este aciona o PID
que por sua vez, realizará a comparação entre a temperatura ambiente e o setpoint, acionando a
válvula (V2V_AQ_FCZ35).
Não haverá controle da válvula no caso em que houver alguma falha no sinal de leitura da
temperatura ambiente (FALHA_T_AMB_FCZ_35), mudando a referência do MUX, que
inicialmente estava com a referência da entrada IN0 (saída do controle PID) para IN1, cuja
referência é 0 (zero), ou seja, a válvula irá fechar.
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2.3 DESENVOLVIMENTO DE SISTEMAS SUPERVISÓRIOS
Sistemas supervisórios desempenham um papel fundamental no acompanhamento,
manutenção e otimização de sistemas de controle. Durante o meu estágio, tive a oportunidade de
desenvolver sistemas supervisórios usando uma variedade de plataformas, tanto pagas quanto
open-source. Destaco a plataforma Niagara e o ScadaBR como as principais ferramentas que utilizei
para essa finalidade. Com a orientação do meu supervisor, adquiri conhecimento abrangente, desde
a infraestrutura física de comunicação dos CLP’s até os protocolos de comunicação mais comuns do
mercado. Isso incluiu a instalação e integração de diversos protocolos, como ModbusIP, Modbus
RTU, Modbus Serial, BacnetIP, Niagara Network, entre outros.
Nas figuras 14 e 15, é possível visualizar exemplos de sistemas supervisórios que desenvolvi
durante o período de estágio. Esses sistemas supervisórios permitem que os clientes visualizem
gráficos de variáveis de interesse, ajustem setpoints, habilitem ou desabilitem máquinas, monitorem
alarmes e gerem relatórios sobre alarmes e o comportamento das variáveis.
Figura 14: Sistema AVAC mostrado no Supervisório.
Fonte: Autor.
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Figura 15: Sistema de monitoramento de um Fancoil mostrado no Supervisório.
Fonte: Autor.
Nesta etapa do projeto, apresentei maior dificuldade devido a complexidade em manusear o software
Niagara, porém, com a ajuda do supervisor, foi possível desenvolver algumas telas, integrando os pontos
físicos e virtuais definidos, além de configurar valores de leitura, gráficos e programação horária no mesmo.
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3. CONCLUSÃO
A partir destas atividades pude concluir que a experiência do estágio foi bastante relevante
para mim, pois pude aplicar na prática alguns conhecimentos teóricos aprendidos em disciplinas
durante o meu período de graduação. Após vivenciar a experiência do estágio, ficou evidente para
mim que o contato com a prática no mundo real da engenharia é de grande importância na formação
de um profissional.
Durante o estágio, deparei-me com situações que exigiram a administração e a resolução de
problemas, bem como adaptações no planejamento e no projeto de acordo com o andamento da obra
e imprevistos que iriam acontecendo. Isso me proporcionou a oportunidade de desenvolver um
pensamento crítico, sempre buscando identificar possíveis desafios e encontrar as melhores soluções
para superá-los.
Posso afirmar com confiança que o estágio na Nojosa Automação enriqueceu
significativamente minha jornada acadêmica, profissional e pessoal. Além de me inserir no mercado
de trabalho, permitiu-me adquirir experiência em relações comerciais, negociação e gestão de
problemas, bem como otimização de atividades e resolução de problemas.
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4. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Sem
autor:
Apresentação
da
Empresa.
Nojosa
Automação,
2018.
Disponível
em:
https://www.nojosaautomacao.com.br/. Acesso em: 18, Jul. 2024.
Sem autor: Controlador Programável MCP50-PRO. Mercato Automação, 2024. Disponível em:
https://www.mercatoautomacao.com.br/products/mercato-mcp50-pro. Acesso em: 15, Ago. 2024.
Sem autor: Módulo de expansão para MCP50-PRO. Mercato Automação, 2024. Disponível em:
https://www.mercatoautomacao.com.br/products/mercato-mcp46-i-o. Acesso em: 15, Ago. 2024.
Sem
autor:
Gerenciadora
Jace
8000.
Mercato
Automação,
2024.
Disponível
em:
https://www.mercatoautomacao.com.br/products/mercato-m-jace-8000. Acesso em: 15, Ago. 2024.
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ANEXO 01 - FICHA DE AVALIAÇÃO SUPERVISOR(A) DA CONCEDENTE
FICHA DE AVALIAÇÃO ESTÁGIO SUPERVISIONADO OBRIGATÓRIO
SUPERVISOR(A) DA EMPRESA
ESTAGIÁRIO(A)
João Paulo dos Santos Pereira
CURSO
Engenharia Eletrônica
MODALIDADE
(
) Tecnológico
MATRÍCULA
( X ) Bacharelado
200694804
SEMESTRE LETIVO 2024.1
SUPERVISOR(A) Adelson Nojosa da SIlva
A SER PREENCHIDO PELO(A) SUPERVISOR(A) DA CONCEDENTE
ATIVIDADES DESENVOLVIDAS
Projeto de Painéis Elétricos de Automação
CARGA
HORÁRIA
PARECER
60 horas Nesta atividade o aluno demonstrou uma
excelente eficiência.
Desenvolvimento de Lógicas em CLP’s
80 horas
O estagiário mostrou bastante
desenvoltura com o desenvolvimento
desta atividade.
Desenvolvimento de Supervisórios
60 horas
Nesta atividade o aluno teve um pouco
de dificuldade, porém com o tempo e a
prática, ele conseguiu dominar o método
de desenvolvimento.
Após ter verificado e avaliado o conteúdo deste relatório, solicito a validação das atividades realizadas.
LOCAL E DATA
Cabo de Santo Agostinho, 17 de Julho de 2024
Assinatura SUPERVISOR(A) CONCEDENTE
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ANEXO 02 - FICHA DE AVALIAÇÃO ORIENTADOR(A) DA UFRPE
FICHA DE AVALIAÇÃO ESTÁGIO SUPERVISIONADO OBRIGATÓRIO
ORIENTADOR(A) DA UFRPE
ESTAGIÁRIO(A)
João Paulo dos Santos Pereira
CURSO
Engenharia Eletrônica
MODALIDADE
(
ORIENTADOR(A)
) Tecnológico
MATRÍCULA
( X ) Bacharelado
200694804
SEMESTRE LETIVO 2024.1
Reinel Bentran Aguedo
A SER PREENCHIDO PELO(A) ORIENTADOR(A) DA UFRPE
ATIVIDADES DESENVOLVIDAS
CARGA
HORÁRIA
Projeto de Painéis Elétricos de Automação
60 horas
Desenvolvimento de Lógicas em CLP’s
80 horas
Desenvolvimento de SUpervisórios
60 horas
NOTA
(de 0,0 a 10,0)
NOTA FINAL
Após ter verificado e avaliado o conteúdo deste relatório, solicito a validação das atividades realizadas.
LOCAL E DATA
Cabo de Santo Agostinho, 17 de Julho de 2024
Assinatura ORIENTADOR(A) UFRPE
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