Contador eletrônico industrial: o que cada função resolve na máquina

O contador eletrônico industrial conta pulsos de sensor, encoder ou contato e, diferente do contador mecânico, age na máquina. Ele avisa antes do alvo, para no número, fecha o lote, converte pulso em metro ou litro e guarda a contagem quando falta energia. Nenhuma dessas funções foi inventada à toa: cada uma nasceu de uma máquina e de um problema. Quem sabe qual problema a função resolve programa o contador certo na primeira vez.

Abaixo, cada função com a máquina que a pediu, o que dá errado sem ela e como o Tico 772 faz, com os códigos F do manual dele. O Versacount, da Veeder-Root, e o Tico 772, da Hengstler, têm a mesma ficha técnica.

De onde vieram as funções: o contador que contava até 25 Hz

Antes do eletrônico, quem precisava que o contador agisse na máquina usava um contador com pré-seleção, mecânico, eletromecânico ou pneumático. A ideia é antiga: numa patente concedida à Veeder-Root em 1950 (US 2,524,755), um conjunto de rodas era ajustado com a quantidade desejada e descia a zero durante a entrega, "quando então a entrega é automaticamente interrompida". A Hengstler ainda vende as gerações lado a lado (mecânicos, pneumáticos, eletromecânicos com pré-seleção e eletrônicos), e os limites das antigas explicam o que o eletrônico veio resolver:

As funções do contador eletrônico herdam a lógica desses contadores com pré-seleção e resolvem os limites deles. Por isso os nomes (preset, pré-aviso, lote, totalizador) são antigos, e o que eles fazem é o mesmo trabalho, agora sem o limite de velocidade.

A máquina passa do ponto: pré-aviso e preset duplo

Uma máquina não para no ato. Se ela vem na velocidade alta até o número, passa do ponto: cabo mais longo, espira a mais, dose acima do peso. Duas patentes descrevem o problema. A US 3,906,318, de 1975, controla uma bobinadeira com um contador que desconta as espiras e começa "um retardo forte quando faltam 200 espiras", para não bobinar a mais. A US 4,366,681, de 1983, descreve numa máquina têxtil o "excesso considerável" quando a máquina para da velocidade alta, e usa dois presets: partindo da velocidade baixa, "o excesso, se houver, será muito pequeno".

O catálogo da Hengstler aponta dois usos para o preset duplo: o posicionamento rápido e lento, que dá comprimentos exatos no corte de cabos, fios e linhas, e a dosagem grossa e fina. O primeiro preset reduz a velocidade ou fecha a vazão grossa; o segundo para no alvo. As máquinas típicas são a bobinadeira de transformador e de motor, a rebobinadeira de cabo, a cortadeira, a perfiladeira e a dosadora.

Como o Tico 772 faz. P2 é o alvo. P1 é o pré-aviso, em um de quatro modos (função F8):

• absoluto (F8 = 0): atua no valor de P1, contado a partir de zero;
• relativo ao alvo (F8 = 1): atua em P2 − P1. Com P2 = 1000 e P1 = 200, o sinal sai em 800. O glossário da Hengstler diz que esse sinal "acompanha quando a pré-seleção principal é alterada";
• simétrico (F8 = 2): atua em P2 − P1 e em P2 + P1, como uma faixa de tolerância em volta do alvo;
• janela (F8 = 3): um sinal abaixo de P1 e outro acima de P2, para vigiar se um valor fica entre dois limites.

Por que o modo relativo existe. A distância que a máquina precisa para reduzir depende da máquina, não do tamanho do lote. Se a meta da bobinadeira muda de 1.000 para 1.500 espiras, um pré-aviso absoluto em 800 teria de ser refeito à mão para 1.300. O relativo continua 200 antes, sozinho. É o mesmo raciocínio da patente de 1975.

O que dá errado. Sem pré-aviso, o material passa do ponto. Com um pré-aviso absoluto que ninguém reajustou ao mudar a meta, há dois erros: se a meta subiu, a máquina reduz cedo demais e anda devagar por muito tempo, perdendo produção; se a meta desceu abaixo do pré-aviso, ela nunca reduz e passa do ponto.

Quanto fiz e quanto falta: contar para cima ou para baixo

Na mesma máquina há duas perguntas: "quanto já fiz?" e "quanto falta?". Os pré-seletores antigos respondiam com aparelhos diferentes. O Tico 772 tem os dois modos: no modo reset, vai a zero e soma até P2; no modo set, vai a P2 e desconta até zero. Ele também pode zerar sozinho ao atingir P2 (F5 = 1) ou recarregar P2 ao chegar a zero (F5 = 3).

Na embaladeira e na enchedora, o operador quer ver quanto falta para fechar a caixa, e com F5 = 3 a contagem regressiva recomeça sozinha a cada caixa. No apontamento de produção, o gestor quer o produzido; o catálogo da Hengstler lembra que, na contagem aditiva, "a soma pode ser lida direto, sem cálculo". Com o modo trocado, a máquina não para errado, mas a leitura engana: o operador faz conta de cabeça, e o número anotado sai trocado.

Os três números da fábrica: ciclo, lote e totalizador

Toda fábrica lida com três números: o do ciclo, que zera a cada peça ou caixa; o do lote, que fecha a caixa ou o palete; e o da vida da máquina, que serve à manutenção e à garantia. O contador de lote junta os dois primeiros num aparelho só. No exemplo do manual da Hengstler, o preset principal é de "5 peças por caixa" e o de lote, de "30 caixas por palete". O contador de lote registra quantas vezes a contagem principal chegou ao preset; ele não faz duas contagens ao mesmo tempo, como às vezes se lê.

O totalizador do Tico 772 soma tudo, "mesmo que o contador principal seja zerado continuamente", e só zera à mão. No corte no comprimento, o preset principal controla o comprimento e o de lote, o número de peças.

Onde pesa: embaladeira, envasadora, prensa, conformação de metal e plástico, corte e empilhamento. Sem a função: sem contador de lote, alguém conta caixas à mão e o palete sai com 29 ou 31; sem totalizador, cada reset apaga a história da máquina. Mais sobre a contagem na linha em contador de peças.

Duas linhas, saldo e turno: as duas entradas

O Tico 772 tem duas entradas de contagem, A e B, e a função F1 escolhe como elas se combinam:

• A + B (totalização): duas linhas que alimentam a mesma embaladeira, ou dois sensores numa esteira larga.
• A − B (diferencial): o saldo. Peças que entram e saem de um pulmão; pessoas que entram e saem de um ambiente (a Hengstler cataloga o Tico 772 também como contador de pessoas).
• Contador de turno: duas somas parciais separadas, a entrada A na primeira e a B na segunda, e um total; zerar uma parcial não muda o total. A Hengstler o descreve para a "contagem por turno ou totalização de 2 linhas de produção".
• Razão entre dois eixos: no modo tacômetro, ele mostra A/B e a diferença percentual (A − B)/A, que revelam o escorregamento entre um rolo e o material, ou a relação de estiragem entre dois rolos, sem CLP.

O erro típico: ligar dois sensores em paralelo na mesma entrada, em vez de usar A + B. Quando os dois pulsos se sobrepõem, o contador vê um só e conta a menos.

O contador anda com a máquina parada: quadratura

O eixo de uma máquina parada vibra, e o material em linha às vezes recua. Com um canal só, cada vaivém sobre uma borda do encoder soma um pulso: o contador anda com a máquina parada, e o recuo vira comprimento a mais. Na bobinadeira em que o bobinador volta a forma para desfazer uma espira, a espira desfeita vira espira a mais (veja contador de voltas).

A saída é ler os dois canais de um encoder incremental, defasados de 90°: pela ordem em que os sinais chegam, o contador reconhece o sentido e desconta o recuo. É a contagem em quadratura, com avaliação simples (x1), dupla (x2) ou quádrupla (x4), que multiplica a resolução do encoder. No manual do Tico 772, o diagrama mostra a contagem voltando quando o sentido inverte.

A troca que quase ninguém explica. No Tico 772, x1 e x2 vão até 30 kHz por canal; x4, até 15 kHz por canal. O x4 dá quatro vezes a resolução, mas aceita metade da frequência. Exemplo com números hipotéticos: roda de 200 mm de perímetro numa linha a 100 m/min, ou seja, 500 rpm.

A conta é pulsos por volta × rotação em rpm ÷ 60, por canal. A página de cálculo de frequência do encoder mostra como fazê-la. Em canal único, faça a conta com cerca de 50 kHz se o sinal for de 24 V, e não com os 60 kHz do catálogo. O Tico 731 tipos 4 e 5 também lê dois canais, como indicador de posição, até 2 kHz.

Pulso não é metro: o fator de escala

O sensor dá pulsos; a fábrica quer metros, litros ou peças. O fator de escala do Tico 772 (o prescaler, PSC) é um multiplicador de 0,0001 a 99,9999: PSC = valor desejado no display ÷ número de pulsos. Dois exemplos do manual: um medidor de vazão que dá 173 pulsos a cada 100 litros, com display em litros, pede PSC = 100 ÷ 173 = 0,5780; um pulso por centímetro, com display em polegadas, pede 1 ÷ 2,54 = 0,3937.

Com encoder e roda (números hipotéticos). Roda de 200 mm de perímetro e encoder de 1.000 pulsos por volta em x1: cada pulso vale 0,2 mm, e o PSC = 0,2000 faz o display mostrar milímetros. Para ler em metros, põe-se o ponto decimal antes das três últimas casas. O ponto é só um auxílio de leitura e não muda o valor: quem converte pulso em milímetro é o PSC.

A roda gasta. Mede-se uma peça longa com trena: 100,00 m reais, e o contador mostra 100,30 m. O novo PSC é 0,2000 × 100,00 ÷ 100,30 = 0,19940. Num contador mecânico de relação fixa, esse desvio não se compensa; no eletrônico, sim, pelo fator. O conjunto de roda, encoder e contador está em contador de metros digital.

O que dá errado. Achar que o ponto decimal converte milímetro em metro. E mudar o fator sem conferir os presets: com PSC maior que 1, nem todo preset é alcançável (com PSC 5, o 7 não existe, e o contador muda o preset para 10), e ao alterar o PSC os presets são recalculados. A máquina passa a cortar no valor arredondado.

Conta a mais com fim de curso: o filtro de 30 Hz

O contato mecânico não fecha uma vez só: ele quica e fecha várias vezes em poucos milissegundos. Um contador eletrônico rápido enxerga cada quique como uma peça e conta 2, 3 ou 5 por evento, de forma irregular, e o erro que não se repete igual confunde a manutenção. O manual do Tico 772 é direto: com contatos mecânicos (relés, chaves, reed), a entrada deve ser amortecida em 30 Hz para filtrar o repique. Com o filtro, o pulso mínimo é de 17 ms.

A Hengstler dá a regra para escolher o gerador de pulsos: repique acima de 3 ms não pode ocorrer, senão haverá contagens erradas; até 10 Hz servem microchaves, fins de curso e contatos acionados por came; até 30 Hz, mini-relés; acima de 30 Hz, recomenda-se gerador eletrônico (sensor de proximidade, barreira de luz, encoder).

O padrão de fábrica engana. O Tico 772 sai de fábrica sem filtro (F4 = 1), pronto para sensor eletrônico; quem liga fim de curso nele sem programar F4 = 0 passa a contar o repique. O Tico 731 tipo 1 sai ao contrário, com filtro, pronto para contato. E o filtro no lugar errado também erra: ligado com encoder ou sensor rápido, ele limita a contagem e perde pulsos. O C628 resolve o mesmo problema com um filtro ajustável em 20, 200 ou 10.000 Hz.

Dois avisos sobre sensores: um sensor de 2 fios pode fazer o contador contar sozinho ou não contar, e o mais seguro é usar sensor de 3 fios; e os Tico não têm entrada Namur. Antes de ligar, confira o sensor com o técnico. Mais sobre a origem do sinal em contador de pulsos.

Pulsos que somem entre um lote e outro: o reset

O Tico 772 zera de vários jeitos: pela tecla (que pode ser travada), por sinal externo, sozinho ao atingir P2, ou ao ligar. Cada um responde a um problema.

• Reset automático. Numa linha contínua, entre o fim de um lote e o reset feito por fora, pelo CLP ou pelo operador, passam pulsos que se perdem. Exemplo hipotético: linha a 2 m/s com 0,1 mm por pulso dá 20.000 pulsos por segundo; só o pulso mínimo do reset externo, de 5 ms, engole 100 pulsos, ou 10 mm por peça, sem contar o tempo de varredura do CLP. O contador que zera sozinho não perde: a Hengstler fala em reset automático "sem perda de pulsos na frequência máxima". O pré-seletor eletromecânico nem podia fazer isso, porque zerava no máximo uma vez por segundo.
• Reset estático ou dinâmico. No estático, o contador fica zerado enquanto o sinal estiver presente; no dinâmico, zera na borda e já volta a contar. O CLP às vezes segura o sinal de reset por centenas de milissegundos: numa esteira de 10 peças por segundo, um reset estático mantido por 300 ms deixa 3 peças sem contar a cada lote. A tabela de defeitos do manual põe "sinal de reset contínuo" como causa de "contador não conta".
• Corte intermediário (F16). Isola o sinal principal durante o reset, como diz o manual, "quando os primeiros comprimentos de material, ou comprimentos com defeito, têm de ser cortados". O operador corta o defeito e descarta o pedaço, e o refugo não conta como peça boa.

Faca, contator ou CLP: o tempo e o tipo da saída

No pré-seletor eletromecânico, o contato de saída ficava fechado do preset até o reset, sem escolha. No Tico 772, a saída pode ser um pulso (nove tempos fixos de 0,02 a 10 s, ou três do usuário, de 0,01 a 599,99 s) ou ficar mantida até o reset, em lógica normal ou invertida.

• Pulso curto comanda faca, carimbo, marcador ou entrada de CLP. Se for curto demais, o CLP não lê (quando o pulso é mais curto que o ciclo de varredura) e o contator não chega a fechar.
• Sinal mantido segura a máquina parada até alguém zerar e liberar. Onde deveria ser pulso, trava a linha.
• Lógica invertida: o relé fica energizado em operação e cai na meta ou na falta de energia. Para quem quer que a falha também pare a máquina, é a escolha segura.
• Relé ou transistor: o relé do 772 (até 250 V CA, 5 A) pede carga mínima de 5 V e 10 mA. Para entrada de CLP de corrente baixa, use a saída a transistor PNP, de 50 mA.

Vigiar a velocidade: tacômetro com supressão na partida

Como tacômetro, o Tico 772 mede o tempo entre dois pulsos e mostra rotações por segundo ou por minuto, com um limite mínimo (P1) e um máximo (P2). A Hengstler cita a taxa de uma envasadora em garrafas por hora, a velocidade de esteira dentro de limites e a velocidade de máquinas-ferramenta com mínimo e máximo.

Por que a supressão na partida. Toda máquina parte de zero. Sem a supressão, o alarme de velocidade mínima dispara cada vez que a esteira liga, o operador aprende a ignorá-lo, e ele deixa de servir para o que importa: avisar que a correia patinou ou rompeu. No 772, o sinal de limite inferior fica suprimido na partida até a velocidade passar do mínimo pela primeira vez.

Medir o período ou contar por um tempo. Medir o período responde rápido em rotação baixa: num eixo a 30 rpm, com um pulso por volta, o 772 atualiza a leitura a cada 2 s. O Tico 731 tipo 1, a bateria, conta os pulsos durante 6 s: são 3 pulsos, e um a mais ou a menos muda a leitura em 10 rpm. Em troca, gasta pouca energia, e é por isso que o 731 a bateria mede assim.

Proteger a receita e o número: teach-in, trava e memória

• Teach-in. Pela entrada teach, o valor atual da contagem vira o preset 2. Na troca de produto numa máquina de corte, avança-se o material até o ponto certo de uma peça-modelo e grava-se, sem medir, calcular e digitar, que são três chances de erro.
• Trava do teclado. O preset é a receita da máquina: um toque errado no turno da noite muda o comprimento de corte ou zera o lote. O manual do Tico 772 avisa que entradas não permitidas "podem prejudicar a segurança operacional da máquina". Há travas separadas para o reset, os presets e o fator (F30 a F34) e três modos de trava (F35), um deles por chave externa, que deixa o encarregado ajustar sem dar acesso ao operador.
• Memória contra queda de energia. Queda de energia no meio do lote é rotina em muita fábrica; sem memória, o lote recomeça do zero e a caixa sai com peças a mais. O Tico 772 guarda a contagem em memória não volátil por mais de 10 anos, e a função F17 escolhe entre restaurar o valor ou zerar ao ligar. Na tabela de defeitos do manual, "valor não é guardado" é F17 em zerar. Os tipos 1 e 3 do Tico 731 trabalham com bateria de lítio de 7 anos nominais.

Um teste que evita muita reclamação: desligue o painel no meio de um lote e religue. O valor voltou? Somou uma peça? Zerou sozinho? Em PNP, aparece um pulso curto nas entradas ao ligar, que pode somar uma peça ou disparar um reset se a entrada de reset estiver ligada.

Como as funções se juntam: o exemplo do corte no comprimento

Numa cortadeira, quase todas as funções trabalham juntas. O folheto da Hengstler de 2012 descreve o conjunto: corte e empilhamento de filmes, fitas, metais, papel e cartão, com preset para o comprimento, posicionamento rápido e lento, e o número de peças no contador de lote integrado.

Que funções pesam em cada máquina

Resumo: cada função, o problema e o que dá errado sem ela

Qual contador eletrônico usar

• Tico 772 Hengstler e Versacount Veeder-Root: têm a mesma ficha técnica, com até 3 presets, 2 relés, lote, totalizador, quadratura e fator de escala, em 48 × 48 mm. É o modelo para quem precisa que o contador mande na máquina. Para escolher entre o 772 e o 731, veja contadores Tico Hengstler.
• Tico 731 Hengstler: o compacto de 48 × 24 mm, que conta, mede rotação ou tempo, com versões a bateria. Não tem relé de potência nem contador de lote.
• C628 Veeder-Root: o mostrador de 18 mm muda de cor, entre vermelho e verde, num evento programado, e o operador vê o alerta sem ler o número. Tem versões de totalizador, tacômetro, temporizador, preset simples, preset duplo e preset com lote; conta até 10 kHz, ou 5 kHz em quadratura; a frente é NEMA 4X/IP 65, para lavagem.
• SQC e V4545 Veeder-Root: saíram de linha. O que usar no lugar está em reposição de contador pelo código.

E quando o mecânico basta? O contador mecânico não precisa de energia nem de sensor, guarda o número sem energia e pode ser selado e sem reset. A pergunta é o que o número faz: se ele só precisa mostrar ou provar, o mecânico resolve; se precisa mandar na máquina, é o eletrônico. A linha completa está em contadores Veeder-Root e Hengstler.

Na hora de ligar, veja como ligar sensor no contador; para programar o Tico 772, o manual em português do Tico 772.

Fale com o técnico da Alpes

Diga qual é a sua máquina e o que o contador precisa fazer (parar, avisar antes, fechar o lote, vigiar a velocidade), de onde vem o sinal (contato, sensor PNP ou NPN, encoder) e a alimentação do painel. Indicamos o modelo e as funções a programar. Fale com o técnico da Alpes pelo WhatsApp (41) 98440-4804 ou pelo formulário.