Case de Sucesso
Retrofit da automação da Trefila M09 – Mario Frigerio
- Cliente: Gerdau
- Localidade: Cotia – SP
- Setores: Siderurgia, Metalurgia
- Tecnologias: Retrofit de Automação Industrial, PROFINET, SINAMICS G120
- Fabricantes: Siemens
Desafio
Como parte da estratégia de modernização tecnológica da unidade da Gerdau em Cotia (SP), foi desenvolvido um projeto de retrofit para o sistema de automação da Trefila M09 – Mario Frigerio, com o objetivo de substituir uma plataforma baseada em equipamentos Siemens já em processo de obsolescência por uma arquitetura de última geração, preservando o desempenho e as características originais da máquina.
O principal desafio consistiu na migração do sistema de controle baseado em PLC Siemens S7-300 e acionamentos SIMOVERT MasterDrive para uma nova plataforma composta por SIMATIC S7-1500 e acionamentos SINAMICS, mantendo os motores e encoders existentes, reduzindo investimentos e garantindo total compatibilidade com o processo produtivo.
Além da atualização da plataforma de automação, o projeto contemplou a modernização da Interface Homem-Máquina (IHM), o desenvolvimento de um novo sistema de controle para a bobinadeira, a otimização das malhas PID responsáveis pelo sincronismo entre os equipamentos da linha e a execução de todas as atividades durante uma janela de parada cuidadosamente planejada, minimizando impactos na produção.
Solução
A Simatec foi responsável pelo desenvolvimento e implantação completa da nova arquitetura de automação, conduzindo todas as etapas do projeto, desde a engenharia de software até o comissionamento e a operação assistida da linha.
O sistema de controle foi modernizado por meio da migração do PLC Siemens S7-300 CPU 315-2 DP para um SIMATIC S7-1500 CPU 1515F-2 PN, com conversão da aplicação desenvolvida em STEP 7 para o ambiente TIA Portal. Durante esse processo, as lógicas de controle foram reestruturadas, contemplando melhorias em diagnósticos, alarmes, intertravamentos e funcionalidades operacionais.
Os acionamentos SIMOVERT MasterDrive foram substituídos por equipamentos da família SINAMICS, utilizando inversores SINAMICS G120 com unidades de controle CU250S para os acionamentos principais e um servoacionamento SINAMICS S110 com unidade CU305 dedicado ao sistema de bobinamento. Toda a parametrização dos acionamentos foi realizada pela equipe da Simatec, incluindo ajustes de aceleração, desaceleração e sincronismo entre os eixos, preservando os motores e encoders originais da máquina.
A Interface Homem-Máquina também foi totalmente modernizada com a implementação de uma IHM Siemens KTP700, oferecendo uma navegação mais intuitiva, monitoramento em tempo real das variáveis do processo, gerenciamento de alarmes e recursos avançados de diagnóstico para operadores e equipes de manutenção.
Como parte da solução, foi desenvolvido um novo sistema de controle da bobinadeira, proporcionando maior precisão no bobinamento e melhor sincronismo entre os equipamentos da linha. As malhas PID foram revisadas, recalibradas e otimizadas para proporcionar maior estabilidade dinâmica, respostas mais rápidas às variações de carga e melhor desempenho operacional.
Toda a comunicação entre PLC, inversores e IHM foi atualizada para a rede PROFINET, garantindo maior velocidade de comunicação, diagnósticos mais completos e uma arquitetura preparada para futuras expansões.
O projeto foi concluído com testes funcionais, comissionamento, startup assistido, ajustes finos dos acionamentos e acompanhamento da produção até a estabilização completa da operação.
Tecnologias Utilizadas
- Plataforma de automação Siemens;
- SIMATIC S7-1500 CPU 1515F-2 PN;
- TIA Portal;
- SIMATIC HMI KTP700;
- Inversores SINAMICS G120 com unidade de controle CU250S;
- Servoacionamento SINAMICS S110 com unidade CU305;
- Rede Industrial PROFINET;
- Conversão de software STEP 7 para TIA Portal;
- Desenvolvimento de software para PLC e IHM;
- Otimização de malhas PID;
- Parametrização de acionamentos e sincronismo entre eixos.
Resultados
A modernização da Trefila M09 proporcionou uma atualização tecnológica completa da arquitetura de automação, eliminando equipamentos obsoletos e elevando significativamente a confiabilidade operacional da linha.
A migração para a plataformaSIMATIC S7-1500e a substituição dos acionamentosSIMOVERT MasterDrivepela linhaSINAMICSaumentaram a disponibilidade de peças de reposição, simplificaram as atividades de manutenção e prepararam o sistema para futuras expansões tecnológicas.
O reaproveitamento dos motores e encoders originais permitiu reduzir os custos de implantação sem comprometer o desempenho da máquina. Paralelamente, a implementação do novo sistema de controle da bobinadeira e a otimização das malhas PID proporcionaram maior estabilidade dinâmica, melhor sincronismo entre os acionamentos e maior precisão durante o processo de bobinamento.
A nova Interface Homem-Máquina tornou a operação mais intuitiva e facilitou o diagnóstico de falhas, enquanto a arquitetura baseada em PROFINET ampliou a integração entre os equipamentos e a velocidade de comunicação do sistema.
Como resultado, a Gerdau passou a contar com uma trefiladora modernizada, mantendo sua velocidade nominal de produção, reduzindo riscos associados à obsolescência tecnológica e aumentando a confiabilidade, a disponibilidade e a facilidade de manutenção de todo o processo produtivo.
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