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- Utilização de um aparelho de cortina de ar no isolamento térmico de duas divisõesPublication . Neto, Luís; Silva, Manuel Gameiro daEste trabalho versa o problema da vedação aerodinâmica de um espaço habitacional ou comercial climatizado, no qual se pretendem manter condições de conforto térmico, relativamente a um ambiente exterior, que poderá estar mais quente ou mais frio. Para a sua concretização recorreu-se a um conjunto de medições numa instalação experimental à escala real em que um aparelho de cortina de ar, de jacto plano descendente, não-recirculado, se encontra instalado por cima de uma porta que separa duas salas contíguas e iguais, que se pretendem manter com diferentes valores de temperatura. Após uma breve explicação sobre as técnicas e metodologias experimentais que foram aplicadas, apresentam-se alguns exemplos elucidativos da influência de alguns parâmetros geométricos e dinâmicos sobre a eficácia da vedação conseguida, a partir dos quais se estabelecem algumas recomendações sobre a selecção, instalação e operação deste tipo de aparelho. São ainda analisadas as poupanças energéticas conseguidas com a utilização deste tipo de aparelho como meio de vedação de espaços climatizados abertos ao público.
- Cyber-physical production systems supported by intelligent devices (smartboxes) for industrial processes digitalizationPublication . Torres, Pedro; Dionísio, Rogério; Malhão, Sérgio; Neto, Luis; Ferreira, Ricardo; Gouveia, Helena; Castro, Helderndustry 4.0 paradigm is a reality in the digitization of industrial processes and physical assets, as well as their integration into digital ecosystems with several suppliers of the value chain. In particular, Industry 4.0 is the technological evolution of embedded systems applied to Cyber-Physical Systems (CPSs). With this, a shift from the current paradigm of centralization to a more decentralized production, supported by Industrial Internet of Things (IIoT), is implied. The work reported in this paper focuses on the development of smart devices (SmartBoxes), based on low-cost hardware such as Raspberry Pi and also platforms certified for industrial applications, such as NI CompactRIO. Both platforms adopted the OPC-UA architecture to collect data from the shop-floor and convert it into OPC-UA Data Access standard for further integration in the proposed CPPS. Tests were also performed with the MQTT protocol for monitorization. Each SmartBox is capable of real-time applications that run on OPC-UA and MQTT, allowing easy interaction between supervisory systems and physical assets.
- Análise de um sistema de vedação térmica por cortina de arPublication . Neto, Luís; Silva, Manuel Gameiro daNeste trabalho são analisados alguns resultados obtidos numa instalação experimental à escala real em que uma cortina de ar de jacto plano, descendente, não-recirculado, se encontra instalada por cima de uma porta que separa duas salas contíguas e iguais, que se pretendem manter com diferentes valores de temperatura. Apresentam-se exemplos elucidativos da influência de alguns parâmetros geométricos e dinâmicos sobre a eficácia da vedação conseguida, a partir dos quais se estabelecem algumas recomendações sobre a selecção, instalação e operação deste tipo de aparelho. Conclui-se este trabalho com a apresentação das principais conclusões de um estudo paralelo em que se fez o levantamento das reais condições de instalação e operação de aparelhos de cortina de ar em estabelecimentos comerciais climatizados da cidade de Castelo Branco.
- On the development of a component model for the realization of Industry 4.0Publication . Neto, Luís; Gonçalves, Gil; Torres, Pedro; Dionísio, Rogério PaisThe fourth industrial revolution promotes Industrial Cyber Physical Systems (ICPS) as the key to achieve smart, efficient, flexible and self-organizing production plants. In a shop floor there are heterogeneous physical and logical assets that form the ICPS. But without proper communication and composition techniques the integration of these assets in ICPS is compromised. Component Based Software Engineering (CBSE) is a discipline of growing relevance for ICPS because integration and composition issues have been extensively researched in the software domain. Under the Reference Architecture for Industry 4.0 (RAMI 4.0), the Industry 4.0 Component Model inherits aspects of CBSE to specify how several industrial plant assets can form an ICPS. The technological aspects for physical assets digitalization and integration have been explored, but the I4.0 Component model lacks proposals and use cases for dealing with industrial software components. In this work we discuss the development of the Smart Component Model as a proposal for integration of software components in ICPS. Furthermore, we focus on how prediction and monitoring applications could be converted in I4.0 Components and integrated in ICPS. To sustain our proposals, we describe a real industrial case study where these developments are being applied.
- Digital twin environment for Forestry 4.0 application using a CAN Bus architecturePublication . Spencer, Geoffrey; Dionísio, Rogério Pais; Neto, Luis; Torres, Pedro; Gonçalves, GilThis paper presents a digital twin demonstrator of a forest harvesters and wood processing machines. The demonstrator is a cyber-physical system that allow the emulation and identification of faults that may occur during regular machine operations. The proposed solution includes a CAN Bus communication between several electronic controller units connected to sensors and actuators.
- Estudo de sistemas de vedação aerodinâmica do tipo cortina de arPublication . Neto, LuísResumo: Nos domínios comercial e industrial são frequentes as situações em que há necessidade de reduzir ou controlar as trocas de calor e de massa entre um espaço interior com atmosfera controlada – onde os parâmetros ambientais tais como temperatura, humidade, concentração de poluentes, etc. sejam mantidos em níveis compatíveis com a actividade aí exercida – e o ambiente exterior, exigindo-se, simultaneamente, facilidade de circulação de pessoas e/ou equipamentos. Em termos práticos, o confinamento de ambientes específicos é normalmente conseguido com a utilização de barreiras aerodinâmicas – habitualmente designadas por cortinas de ar – constituídas por um ou vários jactos de ar. A cada vez maior apetência da sociedade contemporânea por ambientes que possam proporcionar condições confortáveis (térmicas ou outras) aos seus utentes, conjugadas com as também prementes necessidades de optimização dos consumos energéticos, têm vindo a criar um vasto conjunto de situações em que se justifica a instalação deste tipo de aparelhos. Neste trabalho apresenta-se o estudo experimental da influência de diversos parâmetros geométricos e dinâmicos sobre o desempenho de um aparelho de cortina de ar instalado por cima duma porta de comunicação entre duas salas contíguas, de igual dimensão, mantidas a temperaturas diferentes. Com esta configuração pretende-se simular a situação típica de vedação de um espaço comercial ou habitacional climatizado, no qual se pretendem manter condições de conforto térmico, relativamente a um outro ambiente (interior ou exterior) que poderá estar mais quente ou mais frio. Os ensaios foram realizados numa instalação experimental, à escala real, projectada e construída para o efeito e de entre os parâmetros geométricos e dinâmicos estudados encontram-se a altura da porta a vedar, a distância (em relação ao chão) a que se encontra instalado o aparelho de cortina de ar, a diferença de temperatura imposta às salas bem como a velocidade e o ângulo inicial do jacto. Em todos os ensaios realizados foi determinada a eficiência de vedação proporcionada pelo aparelho de cortina de ar através de uma técnica de gases traçadores. Para algumas das configurações estudadas foram também efectuados mapeamentos do escoamento em termos de velocidade e de temperatura do ar, quer na vizinhança da porta a vedar, quer noutras zonas consideradas de interesse, utilizando-se para esse efeito um conjunto de dezasseis termo-anemómetros de baixa velocidade. Alguns desses termo-anemómetros serviram igualmente para detectar a localização do ponto de impacto do jacto de ar no solo. Num conjunto mais restrito das configurações estudadas foi utilizada uma câmara termográfica de infravermelhos para efectuar visualizações do comportamento do jacto gerado pela cortina bem como do movimento das massas de ar entre as duas salas. Através dos resultados obtidos pode concluir-se que o conjunto dos métodos experimentais desenvolvidos no presente estudo permitem avaliar, de forma clara, o desempenho real de vedação aerodinâmica das cortinas de ar. Através da sua aplicação foi possível obter um conhecimento aprofundado dos campos do escoamento e da temperatura, o que se veio a revelar útil para uma boa compreensão dos fenómenos convectivos em jogo. O subsequente estudo paramétrico detalhado veio demonstrar que, para um mesmo aparelho de cortina de ar, a eficiência de vedação pode ser maximizada se for encontrada a relação óptima entre a velocidade do ar à saída da cortina e a diferença entre as temperaturas dos compartimentos a vedar. Para a selecção e a instalação destes equipamentos é também importante o conhecimento detalhado da influência dos parâmetros geométricos, nomeadamente a altura de montagem da cortina e a inclinação inicial do jacto. Outro aspecto que foi objecto de análise no presente trabalho (e que até à data não tinha sido estudado) tem a ver com as perturbações produzidas pela passagem de pessoas e/ou objectos pela porta que se pretendia vedar. A utilização de um manequim de montra acoplado a um sistema de movimentação contínuo permitiu quantificar a perda de eficiência deste tipo de sistemas quando a zona de acção dos jactos é atravessada com alguma frequência por pessoas.
- Visualização da topologia do escoamento na vizinhança de uma porta vedada por um aparelho de cortina de arPublication . Neto, Luís; Silva, Manuel Gameiro da; Costa, José J.Descrevem-se as metodologias utilizadas num estudo que teve por objectivo a avaliação do efeito de vedação promovido por um aparelho de cortina de ar. Foi utilizada uma instalação experimental à escala real em que, através de um jacto de ar descendente gerado por cima da porta, se procurou manter uma dada diferença de temperatura entre duas salas contíguas. Recorrendo a 16 sondas anemométricas, efectuou-se o mapeamento da temperatura e da velocidade do ar em diversos planos considerados de interesse e, através da aquisição desses dados em contínuo, avaliou-se o desenvolvimento e a estabilidade do jacto durante os primeiros minutos de funcionamento da instalação. Recorreu-se igualmente a uma técnica de medida do tipo “whole-field” em que o campo de temperaturas do ar é medido indirectamente através de um ecrã de baixa massa térmica que serve de alvo a uma câmara termográfica de infra-vermelhos. Ao longo do artigo serão apresentados vários exemplos elucidativos das potencialidades das técnicas descritas anteriormente.
- Influence of seesaw permanent movement of a person on the performance of an air curtain devicePublication . Neto, Luís; Silva, Manuel Gameiro da; Costa, José J.In commercial and industrial activities, there is often a need for reducing or controlling heat and mass transfer between outside environment and indoor compartments with controlled atmosphere, warranting, simultaneously, an easy circulation of people and equipments. In practical terms, the confinement of a given space can be achieved with aerodynamic barriers (air curtains) constituted by one or more air jets. In the present paper, the loss of efficiency of a vertical downward air curtain due to the seesaw permanent movement of a person is analyzed. Results show a systematic loss of the sealing efficiency (10 to 20%) of the air curtain device when the doorway is periodically crossed by a computer controlled manikin “Roberta” relatively to the results obtained without this traversing movement.
- Uma visão crítica sobre a utilização de cortinas de ar em estabelecimentos comerciais climatizadosPublication . Neto, Luís; Centeio, Andreia B.; Sequeira, Sandra M.; Silva, Manuel Gameiro daTendo por base um conjunto de ensaios realizados numa instalação experimental especialmente concebida para o efeito, é avaliada a influência de alguns parâmetros geométricos e dinâmicos sobre a eficácia da vedação térmica alcançada com a utilização de aparelhos de cortina de ar. A informação recolhida permitiu estabelecer diversas recomendações sobre a selecção, instalação e operação deste tipo de aparelho, as quais, na prática, nem sempre são seguidas, conforme se pode antever dos dados preliminares recolhidos em vistorias técnicas realizadas a estabelecimentos comerciais que utilizam este tipo de solução.
- Machinery retrofiting for industry 4.0Publication . Torres, Pedro; Dionísio, Rogério Pais; Malhão, Sérgio; Neto, Luís; Gonçalves, GilThe paper presents an approach for the retrofitting of industrial looms on the shop floor of a textile industry. This is a real case study, where there was a need to update the equipment, providing the machines with communication features aligned with the concept of Industry 4.0. The work was developed within the scope of the research project PRODUTECH-SIF: Solutions for the Industry of the Future. Temperature, Inductive, Acoustic and 3-axis Accelerometers sensors were installed in different parts of the machines for monitorization. Data acquisition and processing is done by a SmarBox developed on a cRIO 9040 from National Instruments. A SmartBox processes data from one to four looms, allowing these old machines to have communication capacity and to be monitored remotely through the factory plant’s MES/ERP. Communication can be done through the OPC UA or MQTT architecture, both protocols aligned with the new trends for industrial communications. The sensor data will be used to feed production and manufacturing KPIs and for predictive maintenance. The approach presented in this paper allows industries with legacy equipment to renew and adapt to new market trends, improving productivity rates and reduced maintenance costs.