Desenvolvimento de módulos de hardware para aquisição e condicionamento de sinais para a indústria 4.0

Abstract

Ao longo da história a indústria tem sofrido alterações e evoluções constantes a nível de métodos e processos de fabrico devido a um conjunto de factores que estiveram sempre ligados à inovação tecnológica na área. Com esta evolução surgiram também novas necessidades dentro desta área, de modo a elevar a competitividade das empresas no mundo industrial. Estas visam atingir a maior redução de custos possível através do aumento da eficiência de processos, não só a nível de matéria prima e consumos associados à produção, mas também ao aumento de complexidade dos equipamentos e das interações entre estes numa instalação fabril. A manutenção industrial é atualmente a principal aposta na redução de custos, através da implementação da manutenção preditiva, com o objectivo de prever falhas em equipamentos. Para esse efeito são usados inúmeros sistemas que permitem efetuar a monitorização em tempo real destes equipamentos, permitindo a deteção de falhas e anomalias num curto período de tempo, sendo assim possível fazer um planeamento da intervenção de uma forma atempada e adequada. O uso destes sistemas reflete-se numa grande redução de custos não só na substituição de peças na manutenção, mas principalmente na redução das paragens inesperadas de produção. O projeto em que o presente relatório se insere que tem por objetivo global desenvolver um sistema de monitorização de equipamentos em conjunto com a Renault CACIA, desde a aquisição de dados, até à interface onde os mesmos são expostos. O objetivo final passa por integrar este sistema numa linha pré-definida de modo a eliminar a necessidade de efetuar planos de manutenção de uma forma manual, dando ao operador responsável por esse plano as informações em tempo real e o histórico de leituras dos equipamentos em que o sistema esteja instalado, sem a necessidade de fazer o deslocamento ao local. Para além dos operadores, o sistema terá também grande utilidade para as equipas de manutenção, que poderão planear e agendar as intervenções com antecedência. No âmbito deste relatório de projeto foram desenvolvidas soluções para a aquisição, condicionamento e envio de dados recolhidos do equipamento para uma base de dados, que servem de complemento para um trabalho desenvolvido de forma externa a este relatório com o objectivo de fazer o armazenamento e disponibilização dos dados recolhidos numa interface gráfica. Os resultados finais obtidos superaram as expectativas iniciais, tendo cumprido todos os objetivos delineados para o projeto e recolhido interesse e feedback muito positivo por parte de entidades internas ao grupo Renault.

Throughout history industry has undergone changes and constant evolutions in the methods and processes of manufacture due to a set of factors that have always been linked to the technological innovation in the area. With this evolution, new needs have also arisen within this area, in order to raise the competitiveness of companies in the industrial world. These are aimed at achieving the greatest cost reduction possible by increasing process efficiency, not only at raw material and costs associated with production, but also by increasing the complexity of the equipment and the interactions between them in a manufacturing facility. Industrial maintenance is currently the main focus on cost reduction, through the implementation of predictive maintenance, with the aim of predicting equipment failures. For this purpose, a number of systems are used that allow real-time monitoring of these devices, allowing the detection of faults and anomalies in a short period of time, thus making it possible to plan the intervention in a timely and adequate manner. The use of these systems is reflected in a great reduction of costs not only in the replacement of parts in the maintenance, but mainly in the reduction of the unexpected stops of production. The project in which this report is inserted has the overall objective of developing an equipment monitoring system in conjunction with Renault CACIA, from the acquisition of data, to the interface where they are exposed. The final objective is to integrate this system into a predefined line in order to eliminate the need to carry out maintenance plans manually, giving the operator responsible for this plan the real-time information and the history of the equipment readings where the system is installed, without the need to move to the location. In addition to operators, the system will also be very useful for maintenance teams, who can plan and schedule interventions in advance. In the scope of this project report, solutions were developed for the acquisition, conditioning and transmission of data collected from the equipment to a database, which complement a work developed outside this report in order to make the storage and availability of the data collected in a graphical interface. The final results obtained exceeded initial expectations, having fulfilled all the objectives outlined for the project and collected interest and very positive feedback from entities within the Renault group.