Sensores para Automação Industrial

Quase todas as condições mensuráveis podem ser monitoradas com sensores, criando uma rede de dados que pode ajudar a prever falhas, melhorar a eficiência e manter a ordem. Ao detectar e processar as condições de forma instantânea e contínua, os sensores podem criar níveis de precisão e uniformidade que não são possíveis apenas com o trabalho manual. 

As indústrias aeroespacial e de defesa, de dispositivos médicos e farmacêutica, assim como a fabricação de semicondutores, operam em ambientes altamente controlados para evitar defeitos. Dispositivos de detecção instalados ao longo da linha de produção são usados para sinalizar imediatamente qualquer desvio que, se não for identificado e corrigido, pode comprometer um lote inteiro.

Tarefas repetitivas fazem parte da manufatura desde a invenção da linha de montagem, e os sensores refinam ainda mais esse trabalho ao fornecer feedback instantâneo As tarefas automatizadas são realizadas em velocidades muito superiores às capacidades humanas, sem fadiga ou distrações, enquanto sensores de pressão e posição garantem um controle rigoroso das especificações de produção. Processos personalizados, como a automação por lotes, podem ser monitorados quanto às variações de custo, enquanto lotes serializados podem ser rastreados para atender às exigências regulatórias.

A natureza personalizável desses sistemas significa que novas informações podem ser rapidamente realimentadas, proporcionando capacidade de resposta aos requisitos definidos. Por exemplo, reclamações causadas por peças soltas podem levar as equipes de produção a implementar verificações adicionais no hardware, como confirmar se os parafusos estão corretamente apertados. O ajuste da sensibilidade também pode ajudar no controle de qualidade, seja aumentando a sensibilidade para identificar defeitos e contaminantes que passariam despercebidos pelo olho humano, seja diminuindo a sensibilidade para ignorar poeira e partículas finas que criam falsos positivos. Dados oriundos de vários sensores podem ser usados para criar intertravamentos complexos, impedindo que o equipamento atue a menos que vários parâmetros de posição sejam atendidos simultaneamente.

Sensores ópticos e de pressão podem ser combinados para rastreamento de inventário, permitindo o monitoramento automatizado de materiais e peças em áreas específicas de armazenamento. Ao alertar o sistema quando os níveis de estoque ficam baixos, as empresas conseguem manter entregas consistentes sem excesso de compras nem risco de falta de materiais. Com o tempo, os registros históricos podem mostrar macrotendências para desenvolver uma previsão de demanda mais precisa. Isso é particularmente útil para setores que dependem de matérias-primas com prazo de validade limitado ou requisitos de armazenamento delicados, como o farmacêutico ou o de microeletrônica.

Embora a inspeção regular seja uma parte importante de um programa de segurança industrial, a falha inesperada de componentes ainda é possível. Sensores de vibração e temperatura podem detectar alterações mínimas, imperceptíveis a olho nu, que sinalizam os estágios iniciais do malfuncionamento. Combinados com dados históricos, esses alertas podem permitir que os gestores de um sistema programem paradas planejadas em horários convenientes, consertando ou substituindo apenas as peças necessárias e, assim, otimizando os custos e o estoque. Além disso, sensores de vibração também podem detectar movimentos ou sons que indiquem adulteração ou vandalismo, como perfuração ou intromissão de equipamentos.

Sensores de pressão são usados em tapetes e bordas de segurança, protegendo os funcionários de pontos de esmagamento, cisalhamento ou aperto criados por equipamentos automatizados. Quando uma pressão suficiente é aplicada à superfície desses sensores, duas placas condutoras fazem contato para completar um circuito. O sinal elétrico resultante aciona uma ação de segurança. Os tapetes de segurança são revestimentos de piso usados para proteger um perímetro específico em torno de uma máquina, interrompendo a operação se alguém entrar na zona de risco. As bordas de segurança são tiras flexíveis montadas diretamente nas partes móveis de uma máquina, projetadas para interromper ou reverter o movimento em caso de impacto. Eles são mais indicados para riscos lineares específicos, como portões motorizados ou braços robóticos.

Usados com botões de parada de emergência (e-stop), sensores de proximidade e sensores ópticos podem monitorar desvios não autorizados ou adulterações. Isso confirma que a equipe está seguindo procedimentos adequados de bloqueio/etiquetagem e, ao mesmo tempo, permite que os trabalhadores acionem intencionalmente a parada imediata da máquina em caso de emergência. As chaves de intertravamento de segurança usam sensores de automação semelhantes para impedir o acesso a áreas protegidas enquanto o equipamento está em funcionamento, efetivando a parada imediata se os mecanismos de segurança forem levantados ou abertos. Para segurança de precisão, os sensores de detecção de violação são usados para detectar a violação de um perímetro físico em torno de um ativo definido. Um laminado personalizado de várias camadas é enrolado ou dobrado em torno do ativo, o que alerta em caso de ruptura física ou química. Todas as tentativas de remover, contornar ou alterar o sensor são registradas. Esses sensores são essenciais para setores que lidam com dados confidenciais, bem como para sistemas de controle que mantêm serviços públicos e outros serviços essenciais.

As cortinas de luz são dispositivos de segurança que usam um transmissor e um receptor para criar uma barreira virtual feita de luz. Calibrados para dedos, mãos ou corpos inteiros, elas detectam a interrupção do feixe e respondem acionando um alarme ou parando o equipamento conectado. Como elas detectam, mas não bloqueiam fisicamente o movimento, não impedem o acesso, não afetam a ergonomia nem bloqueiam a inspeção visual. As cortinas de luz são usadas quando a intervenção humana é frequente ou necessária, mas deve ser realizada com cautela. Qualquer processo automatizado que envolva altas velocidades, pressão intensa, riscos de corte ou pontos de aperto pode se beneficiar das cortinas de luz. Aplicações mais comuns incluem prensas e máquinas de estamparia, manuseio de materiais e logística, células de trabalho robóticas e linhas de montagem automotivas. As cortinas de luz também podem monitorar o tráfego de funcionários ou clientes para respeitar os limites de ocupação de acordo com o código de incêndio ou para fazer ajustes em condições ambientais especializadas. Para fins de segurança, as cortinas de luz podem monitorar limiares para registrar o acesso ou avisar sobre entradas ou saídas não autorizadas.

Sensores de movimento, em especial os sensores de posição e de tráfego, são usados para rastrear atividades em áreas restritas. O tráfego de pedestres, empilhadeiras e veículos guiados automaticamente (AGVs) são registrados e analisados para criar mapas de fluxo. Esses dados são usados para criar sistemas de gerenciamento de tráfego que otimizam as rotas e evitam colisões, permitindo a segurança dos funcionários e a integridade das máquinas. Um fluxo de trabalho simplificado não apenas evita lesões e melhora a logística, mas também pode minimizar o desgaste de equipamentos especializados ao determinar o deslocamento mínimo necessário para o uso. Além disso, os sensores de movimento podem alertar os gerentes do site sobre o acesso não autorizado a locais específicos, protegendo os ativos físicos e de dados contra agentes mal-intencionados.