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Title:
MODULAR SYSTEM FOR GRAIN CRUSHER, SYSTEM AND METHOD FOR CRUSHING GRAIN
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/178605
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to a modular system for a grain crusher, and to a system and method for crushing grain which generate crushed grain according to predetermined specifications. The modular system for a grain crusher comprises: valves (124); a PLC (130) connected to the valves (124); and an external optimizer (140) connected to the PLC (130), in which the external optimizer (140) is configured to determine a pressure reference (A). The system for crushing grain (100) comprises: crushing rollers (110); and a programmable logic controller, or PLC, (PLC), configured to: obtain a pressure reference (A) and control a crushing pressure on the basis of the pressure reference (A) obtained. The method for crushing grain comprises: obtaining (210) a pressure reference; applying (220) a crushing pressure to a stream of grain, in which the crushing pressure is determined on the basis of the pressure reference obtained; and adjusting (230) the pressure reference.

Inventors:
SARAIVA DA SILVA RAMIRO (BR)
OLIVEIRA CABEÇA NEVES CARLOS FERNANDO (BR)
DIAS DE CARVALHO SIDNEY ROBERTO (BR)
MONTEIRO VERAS RAFAEL (BR)
BONNARD RENAN (BR)
Application Number:
PCT/BR2022/050053
Publication Date:
September 01, 2022
Filing Date:
February 22, 2022
Export Citation:
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Assignee:
BUNGE SA (CH)
BUNGE ALIMENTOS S A (BR)
International Classes:
B02C4/38; B02C4/06; B02C25/00
Foreign References:
US6863913B12005-03-08
US5598770A1997-02-04
US20090087523A12009-04-02
US6428831B12002-08-06
Attorney, Agent or Firm:
DANNEMANN, SIEMSEN, BIGLER & IPANEMA MOREIRA (BR)
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Claims:
REIVINDICAÇÕES

1. Sistema modular para laminador de grãos, caracterizado pelo fato de que compreende: válvulas (124); um CLP (130) conectado às válvulas (124); e um otimizador externo (140) conectado ao CLP (130), em que o otimizador externo (140) é configurado para determinar uma referência de pressão (A) a partir de características do grão a ser laminado, em que o CLP (130) é configurado para receber a referência de pressão (A) do otimizador externo (140), calcular a pressão de laminação com base na referência de pressão (A) e acionar as válvulas (124) caso a pressão de laminação precise ser ajustada.

2. Sistema modular, de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado pelo fato de que o sistema modular se associa a um modelo de laminador existente através da adaptação da tubulação para receber as válvulas (124).

3. Sistema modular, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que as características do grão a ser laminado incluem umidade e temperatura do grão a ser laminado.

4. Sistema modular, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a referência de pressão (A) é determinada também a partir de dados de pressão, de velocidade do alimentador, de pressão ou distância entre rolos (110), de vibração das partes mecânicas e de espessura do grão laminado.

5. Sistema de laminação de grãos (100), caracterizado pelo fato de que compreende: rolos de laminação (110); e um controlador lógico programável, CLP, (130) configurado para: obter uma referência de pressão (A), e controlar uma pressão de laminação a partir da referência de pressão (A) obtida, em que a referência de pressão (A) é determinada de acordo com características de uma lâmina de grão laminada pelos rolos de laminação (110), e em que a pressão de laminação é controlada de modo contínuo e automático.

6. Sistema (100), de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a referência de pressão (A) é proveniente de um otimizador externo (140).

7. Sistema (100), de acordo com a reivindicação 5 ou 6, caracterizado pelo fato de que as características da lâmina de grão compreendem uma espessura da lâmina de grão.

8. Sistema (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 7, caracterizado pelo fato de que a referência de pressão (A) é adicionalmente determinada de acordo com valores medidos pelos sensores de pressão (128), de corrente de motores de rotação de rolos, de velocidade do alimentador, de características do grão a ser laminado, de distância entre rolos, vibração e temperatura e de características do grão laminado.

9. Sistema (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 8, caracterizado pelo fato de que a pressão de laminação é uma pressão entre os rolos de laminação (110) durante a laminação.

10. Sistema (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 9, caracterizado pelo fato de que a pressão de laminação é controlada por meio de atuadores hidráulicos (122), que movimentam os rolos de laminação (110).

11. Sistema (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 10, caracterizado pelo fato de que compreende ainda válvulas (124) que controlam a passagem de um fluido hidráulico para os atuadores hidráulicos (122), em que as válvulas (124) são controladas pelo CLP (130).

12. Método de laminação de grãos, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: obter (210) uma referência de pressão; aplicar (220) uma pressão de laminação em um fluxo de grãos, em que a pressão de laminação é determinada a partir da referência de pressão obtida; e ajustar (230) a referência de pressão, caso características de lâminas de grão não estejam dentro de especificações desejadas, em que a etapa de ajustar a referência de pressão é feita de modo contínuo e automático pelo sistema de laminação de grãos definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 7.

13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a etapa de ajustar (230) a referência de pressão é realizada também a partir de valores medidos por sensores de pressão, da velocidade do alimentador, da umidade e temperatura do grão a ser laminado, da pressão ou distância entre rolos, da vibração das partes mecamcas.

Description:
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "SISTEMA MODULAR PARA LAMINADOR DE GRÃOS, SISTEMA E MÉTODO DE LAM INAÇÃO DE GRÃOS".

[0001] A presente invenção refere-se a um sistema modular para laminador de grãos, a um sistema e um método de laminação de grãos que geram uma lâmina de grão dentro de uma especificação predeterminada.

Descrição do Estado da Técnica

[0002] Os sistemas e métodos de laminação de grãos, por exemplo, grãos de soja, mais amplamente conhecidos e utilizados no estado da técnica envolvem uma laminação de um fluxo de grãos, medições das lâminas de grão produzidas e ajuste do sistema de laminação de acordo com o resultado da medição. O ajuste é realizado para que a lâmina de grão resultante do processo de laminação satisfaça as especificações desejadas. Os sistemas do estado da técnica realizam a medição e o ajuste de modo não automatizado, através de um operador.

[0003] Os sistemas desenvolvidos pela indústria de processamento de grãos para laminação de grãos compreendem, em sua grande maioria, dispositivos que requerem a constante presença de operadores responsáveis pela operação e medição do resultado obtido. Após a medição, o operador pode determinar se o produto obtido satisfaz ou não as especificações desejadas para aquele determinado produto. Caso não satisfaça, um ajuste manual do dispositivo se faz necessário para ajustar os produtos subsequentes às especificações desejadas. [0004] Além disso, diversos métodos de laminação e métodos para operar os sistemas conhecidos estão descritos no estado da técnica. Tais métodos também necessitam da participação de um operador para ajuste do processo e adequação do produto obtido. Essa necessidade resulta na dependência de um profissional treinado e capacitado para o desempenho dessa função. [0005] Como consequência das necessidades citadas, é possível observar nos sistemas e métodos do estado da técnica a presença de erros humanos associados à necessidade da participação de um profissional. Como exemplo, é possível citar a imprecisão nos ajustes dos dispositivos, a baixa frequência de ajustes relacionada ao elevado custo de cada ajuste, fraudes, etc. Esses erros afetam a qualidade do produto obtido assim como a eficiência da laminação.

[0006] Um exemplo de equipamento para laminação de soja do estado da técnica, é descrito no documento MU 8401072-0. Nesse documento é descrita uma disposição técnica de equipamento de laminação de soja que é constituído de base com mancais, cilindros laminadores, um alimentador, moto-redutores e inversores de frequência controlados por um controlador lógico programável. No entanto, o equipamento ainda necessita de um operador para utilizar a interface homem máquina e determinar as operações a serem executadas. Não há uma adequação automática do equipamento ou da laminação dos grãos a partir do produto gerado. O equipamento deve ser informado pelo operador das operações a serem executadas.

[0007] Em vista dos ensinamentos do estado da técnica, os processos e dispositivos conhecidos não descrevem um sistema ou um método capaz de realizar uma laminação de grão e reajustar de modo contínuo e automático a pressão aplicada nos grãos a partir dos resultados obtidos, como, por exemplo, informações relacionadas à espessura da lâmina de grão. Como consequência, não há no estado da técnica uma forma eficiente e confiável de produzir lâminas de grãos sem o constante monitoramento e intervenção de operadores.

[0008] Também não é mencionado nos documentos do estado da técnica o controle do fluxo de grãos do alimentador de modo contínuo e automático tendo em vista os resultados obtidos para as lâminas de grãos e a pressão aplicada entre os rolos de um sistema de laminação. [0009] Também não é descrito nos documentos do estado da técnica um sistema modular para instalação e/ou aplicação em modelos de laminadores existentes, que funcionam, por exemplo, manualmente com participação de um operador.

Objetivos da Invenção

[0010] Em vista dos problemas descritos no estado da técnica, a presente invenção tem por objetivo prover um sistema e um método de laminação de grãos capazes de ajustar as características do produto final a partir de características obtidas em produtos anteriormente processados, ou seja, ajustar, por exemplo, a espessura de uma lâmina de grão a ser laminada a partir de informações da espessura de uma lâmina de grão laminada anteriormente.

[0011] A presente invenção tem por objetivo prover também um sistema e um método de laminação de grãos capazes de ajustar também a vazão de entrada do fluxo de grãos provenientes de um alimentador, em vista das características das lâminas de grãos laminadas e da pressão de laminação.

[0012] Adicionalmente, é um objetivo da presente invenção prover um sistema e um método de laminação de grãos capazes de realizar os ajustes de pressão e vazão com maior frequência quando comparados a outros sistemas e métodos conhecidos, resultando em um sistema e um método mais responsivos.

[0013] É um outro objetivo da presente invenção realizar os ajustes e controles de modo contínuo e automático durante a laminação, resultando em uma laminação mais eficiente, precisa e homogénea. [0014] Um objetivo de uma concretização da presente invenção é fornecer um sistema modular aplicável a laminadores de grãos existentes.

Breve Descrição da Invenção [0015] A presente invenção se refere a um sistema modular para laminador de grãos que compreende: válvulas; um CLP conectado às válvulas; e um otimizador externo conectado ao CLP. O otimizador externo é configurado para determinar uma referência de pressão a partir de características do grão a ser laminado. O CLP é configurado para receber a referência de pressão do otimizador externo, calcular a pressão de laminação com base na referência de pressão e acionar as válvulas caso a pressão de laminação precise ser ajustada.

[0016] O sistema modular pode se associar a um modelo de laminador existente através da adaptação da tubulação para receber as válvulas. As características do grão a ser laminado podem incluir umidade e temperatura do grão a ser laminado. A referência de pressão pode ser determinada também a partir de dados de pressão, de velocidade do alimentador, de pressão ou distância entre rolos, de vibração das partes mecânicas e de espessura do grão laminado. [0017] A presente invenção se refere também a um sistema de laminação de grãos, que compreende: rolos de laminação; e um controlador lógico programável, CLP, configurado para: obter uma referência de pressão, e controlar uma pressão de laminação a partir da referência de pressão obtida, em que a referência de pressão é determinada de acordo com características de uma lâmina de grão laminada pelos rolos de laminação, e em que a pressão de laminação é controlada de modo contínuo e automático.

[0018] A referência de pressão pode ser proveniente de um otimizador externo. As características da lâmina de grão compreendem pelo menos uma espessura da lâmina de grão. A referência de pressão pode ser adicionalmente determinada de acordo com valores medidos pelos sensores de pressão, da velocidade do alimentador, da umidade e temperatura do grão a ser laminado, da pressão ou distância entre rolos, da vibração das partes mecânicas. A pressão de laminação é uma pressão entre os rolos de laminação durante a laminação. A pressão de laminação pode ser controlada por meio de atuadores hidráulicos, que movimentam os rolos de laminação. O sistema pode compreender ainda válvulas que controlam a passagem de um fluido hidráulico para os atuadores hidráulicos, em que as válvulas são controladas pelo CLP. [0019] A presente invenção se refere também a um método de laminação de grãos, que compreende as etapas de: obter uma referência de pressão; aplicar uma pressão de laminação em um fluxo de grãos, em que a pressão de laminação é determinada a partir da referência de pressão obtida; e ajustar a referência de pressão, caso características de lâminas de grão não estejam dentro de especificações desejadas, em que a etapa de ajustar a referência de pressão é feita de modo contínuo e automático.

[0020] A etapa de ajustar a referência de pressão pode ser realizada também a partir de valores medidos por sensores de pressão, da velocidade do alimentador, da umidade e temperatura do grão a ser laminado, da pressão ou distância entre rolos, da vibração das partes mecânicas.

Breve Descrição dos Desenhos

[0021] A presente invenção será, a seguir, mais detalhadamente descrita com base em um exemplo de execução representado nos desenhos. As figuras mostram:

[0022] Figura 1 - é um diagrama esquemático de uma concretização do sistema de laminação de grãos da presente invenção; [0023] Figura 2 - é um diagrama conceituai de uma concretização do sistema de laminação de grãos da presente invenção; e [0024] Figura 3 - é uma sequência de etapas de uma concretização do método de laminação de grãos da presente invenção.

Descrição Detalhada dos Desenhos

[0025] A figura 1 ilustra um diagrama esquemático do sistema de laminação de grãos 100 de acordo com uma concretização da presente invenção. Nesse exemplo de concretização, o sistema de laminação de grãos 100 compreende rolos de laminação 110, um sistema de movimentação de rolos 120, um controlador lógico programável (CLP) 130 e um otimizador externo 140.

[0026] Nessa concretização, os rolos de laminação 110 do sistema de laminação de grãos 100 são cilindros fixados a mancais 112, que permitem a rotação dos rolos de laminação 110 em torno de seus eixos longitudinais. A rotação dos rolos 110 é realizada por motores de rotação de rolos (não ilustrados). Os mancais 112, que definem a posição das extremidades dos eixos dos rolos de laminação 110, são móveis no sentido transversal ao eixo longitudinal do rolo de laminação. Essa liberdade de movimentação dos mancais 112 permite a movimentação dos rolos de laminação 110 na direção transversal ao seu eixo longitudinal. Consequentemente, o sistema de laminação de grãos 100, de acordo com essa concretização, é capaz de aproximar e distanciar os rolos de laminação 110 uns dos outros de acordo com as necessidades do sistema.

[0027] Durante o funcionamento do sistema de laminação de grãos 100, a aproximação e o distanciamento dos rolos de laminação 110 se traduz em uma variação de pressão aplicada em um fluxo de grãos que passa entre os rolos de laminação 110, ou seja, a pressão de laminação. A pressão de laminação, que é a pressão entre os rolos de laminação 110 durante a laminação, afeta características da lâmina de grão resultante do processo de laminação, como, por exemplo a espessura da lâmina de grão. Ao possibilitar o ajuste da pressão de laminação, a presente invenção permite que as características da lâmina de grão, como a espessura da lâmina de grão, sejam ajustadas pelo sistema de acordo com as especificações desejadas para o produto final.

[0028] A movimentação dos rolos de laminação 110 é possível a partir de um sistema de movimentação de rolos 120. Em uma concretização, o sistema de movimentação de rolos 120 compreende atuadores 122, válvulas 124, fluido hidráulico, tubulação 126 e sensores de pressão 128. Outros tipos de sistemas de movimentação de rolos também podem ser utilizados, como, por exemplo, um sistema de movimentação de rolos 120 que utiliza sensores de posição em substituição aos sensores de pressão 128.

[0029] Em uma concretização, os atuadores 122 são atuadores hidráulicos. Os atuadores hidráulicos 122 são acionados pelo fluido hidráulico do sistema de movimentação de rolos 120. Quando a pressão do fluido hidráulico é alterada, os atuadores hidráulicos 122 se movimentam, movimentando, consequentemente, os rolos de laminação 110. Por exemplo, em uma concretização, quando a pressão do fluido hidráulico aumenta, a pressão no interior dos atuadores hidráulicos 122 aumenta, e os atuadores hidráulicos 122 são movimentados. Ao ser movimentado, o atuador hidráulico movimenta pelo menos um rolo de laminação em uma direção transversal ao seu eixo longitudinal. Essa movimentação transversal dos rolos de laminação 110, como já mencionado, permite a aproximação e o distanciamento dos rolos de laminação 110.

[0030] Por exemplo, quando a pressão do fluido hidráulico em um dos lados do êmbolo do atuador hidráulico 122 se torna maior do que a do outro lado, seja através de uma maior abertura da válvula proporcional reguladora de pressão 124, ou através da diminuição da vazão de grãos entre os rolos 110, o atuador hidráulico se movimenta no sentido de aproximar os rolos 110.

[0031] Por outro lado, quando a vazão dos grãos que atravessa o laminador aumenta, ou quando a válvula proporcional reguladora de pressão se fecha no sentido de diminuir a pressão hidráulica, os atuadores 122 movimentam os mancais 112 do rolo móvel 110 fazendo com que os rolos 110 se afastem. [0032] Em uma concretização, a pressão do fluido hidráulico é controlada pelas válvulas 124. Nessa concretização, as válvulas 124, que garantem valores adequados de pressão para os atuadores hidráulicos 122, são válvulas hidráulicas redutoras de pressão proporcionais. As válvulas hidráulicas 124 são controladas pelo CLP 130 e posicionadas na tubulação 126, que compreende o fluido hidráulico, nas proximidades dos atuadores hidráulicos 122.

[0033] Os sensores de pressão 128, por sua vez, são sensores configurados para medir a pressão hidráulica do sistema de movimentação de rolos 120. Em uma concretização, os sensores de pressão 128 são posicionados para medir a pressão na tubulação 126 entre os atuadores hidráulicos 122 e as válvulas hidráulicas 124. Apesar de ser descrito o uso de sensores de pressão 128, outros tipos de sensores podem ser usados em substituição aos sensores de pressão 128 para determinar a pressão de laminação, como, por exemplo, sensores de posicionamento configurados para medir a distância entre os rolos de laminação 110.

[0034] Em uma concretização, as válvulas hidráulicas 124 e os sensores de pressão 128 são conectados ao CLP 130, como pode ser observado no exemplo da figura 1. Tais conexões 132 são conexões que permitem a transmissão de sinais entre os elementos citados, sendo que essa transmissão de sinais pode ocorrer através de conexões físicas ou remotas, não estando limitada a nenhum tipo específico de transmissão de sinais.

[0035] Nesse exemplo de concretização, as conexões 132 transmitem sinais elétricos entre os elementos conectados. O CLP 130 recebe informações dos sensores de pressão 128 referentes às leituras de pressão realizadas e envia instruções às válvulas hidráulicas 124 de modo a controlar a atuação dos atuadores hidráulicos 122. Sendo assim, o CLP 130 é configurado para obter a pressão hidráulica, calcular a pressão de laminação a partir da pressão hidráulica obtida e controlar a pressão de laminação do sistema por meio das válvulas hidráulicas 124. Para realizar tal controle, o CLP 130 recebe também uma referência de pressão A do otimizador externo 140.

[0036] O otimizador externo 140 determina a referência de pressão A a partir das características da lâmina de grão laminada pelos rolos de laminação 110. O otimizador externo 140 é um equipamento configurado para analisar as características da lâmina de grão produzida, como, por exemplo, a espessura da lâmina de grão, ou receber as características da lâmina de grão obtidas por um meio externo ao sistema 100, e determinar se as características da lâmina de grão estão dentro das especificações desejadas. A partir das características analisadas, o otimizador externo 140 determina a referência de pressão A de modo a ajustar a pressão de laminação, caso alguma característica da lâmina de grão precise ser alterada para satisfazer as especificações desejadas.

[0037] Em uma concretização, o CLP 130 recebe as informações do otimizador externo 140, como, por exemplo, a referência de pressão A, para, através de uma lógica de controle, determinar os sinais que serão enviados às válvulas hidráulicas 124. Esses sinais, que controlam as válvulas hidráulicas 124, controlam a pressão de laminação do sistema de laminação de grãos 100. Ao alterar a pressão de laminação, o CLP 130 altera, consequentemente, as características da lâmina de grão.

[0038] Em uma concretização, a referência de pressão A é determinada pelo otimizador externo 140 a partir de uma correlação entre dados de pressão 128, de corrente de motores de rotação de rolos, da velocidade do alimentador, das características do grão a ser laminado, como umidade e temperatura, da distância entre rolos, vibração e temperatura e das características do grão laminado, como espessura. As características do grão a ser laminado são as características do grão quebrado antes de passar pelo rolo do sistema de laminação de grãos 100, e a espessura do grão laminado é a espessura do grão após passar pelos rolos do sistema de laminação de grãos 100.

[0039] O otimizador externo 140 é capaz de estimar a espessura do grão laminado com base nos demais dados mencionados e de sugerir a referência de pressão A para corrigir a espessura caso ela não esteja de acordo com o padrão. A espessura do grão laminado pode ser estimada a partir dos valores acima mencionados e não precisa ser necessariamente medida e introduzida no otimizador externo 140. [0040] Em outra concretização alternativa, o CLP 130 é configurado para receber, além das informações mencionadas para as duas concretizações acima, uma referência de vazão do otimizador externo 140. A referência de vazão é utilizada pelo CLP 130 para controlar a vazão de entrada do fluxo de grãos através de um alimentador. O alimentador é um alimentador de velocidade variável que recebe uma referência de velocidade do CLP 130, em que a referência de velocidade é determinada a partir da referência de vazão fornecida pelo otimizador externo 140 ao CLP 130.

[0041 ] Nessa concretização alternativa, a vazão de entrada do fluxo de grãos é alterada quando uma pressão hidráulica máxima do sistema de movimentação de rolos 120 é atingida. A pressão hidráulica máxima é a pressão máxima que o sistema de movimentação de rolos 120 suporta para o seu correto funcionamento. Nesse caso, como a pressão hidráulica está no seu limite e não pode mais aumentar para alterar a pressão de laminação, a alteração da vazão de entrada do fluxo de grãos se faz necessária. Para isso, o otimizador externo 140 fornece a referência de vazão, que, através do CLP 130, é usada para determinar a referência de velocidade do alimentador. [0042] Em um exemplo dessa concretização, quando a pressão hidráulica máxima é atingida e a pressão de laminação precisa ser aumentada para que a lâmina de grão possa satisfazer as especificações desejadas, o alimentador recebe a instrução do CLP 130 para diminuir a vazão de entrada do fluxo de grãos e, desse modo atingir as especificações desejadas para o produto final.

[0043] A referência de pressão A e a referência de vazão (na concretização que inclui essa referência) são fornecidas ao CLP 130 de modo contínuo e automático. Desse modo, não há a necessidade da participação de um operador e a laminação é realizada de modo mais eficiente, preciso e homogéneo. Adicionalmente, as características descritas permitem que os ajustes de pressão e vazão sejam realizados com maior frequência, resultando em um sistema mais responsivo. [0044] A figura 2 ilustra um diagrama conceituai do sistema de laminação de grãos de acordo com uma concretização da presente invenção. Essa concretização ilustrada na figura 2 representa um diagrama conceituai da concretização ilustrada na figura 1 para cada lado dos rolos de laminação 110. Os laços de controle para ambos os lados dos rolos de laminação 110 possuem lógicas iguais. No entanto, os parâmetros de entrada podem ser diferentes, dependendo da análise gerada pelo otimizador externo 140, de acordo com leituras de sensores de pressão 128, de corrente de motores de rotação de rolos, da velocidade do alimentador, das características do grão a ser laminado, como umidade e temperatura, da distância entre rolos, vibração e temperatura e das características do grão laminado, como espessura. [0045] Na configuração da figura 2, uma pressão E entre os rolos 110 é proporcionada pelo atuador 122. Cada algoritmo de controle gera um sinal de controle C adequado exigido pelas válvulas hidráulicas 124 para que a pressão E entre os rolos de laminação 110 seja atingida. Esse valor é proporcional a um erro B entre a referência de pressão A gerado pelo otimizador externo 140 e a pressão F entre os rolos de laminação 110 medida pelo sensor de pressão 128 a partir da pressão D ajustada pela válvula 124.

[0046] O otimizador externo 140 utiliza modelos matemáticos para correlacionar os valores medidos pelos sensores de de pressão 128, de corrente de motores de rotação de rolos, da velocidade do alimentador, das características do grão a ser laminado, da distância entre rolos, vibração e temperatura e das características do grão laminado, como espessura e, assim, gerar referências de pressão A para os rolos de laminação 110 correspondentes ao que está sendo monitorado em tempo real. Essas referências de pressão A geradas são enviadas a um controlador de pressão 134 presente no CLP 130 e analisadas de acordo com os erros B para gerar o sinal de controle C.

[0047] Por exemplo, se em um determinado momento, os sensores de pressão 128, de corrente de motores de rotação de rolos, da velocidade do alimentador, das características do grão a ser laminado, da distância entre rolos, vibração e temperatura e das características do grão laminado estiverem apresentando determinados valores, o otimizador externo 140, através de modelos matemáticos, irá determinar a referência de pressão A ideal para o atual comportamento do processo, garantindo assim a qualidade da laminação dos grãos de acordo com os requisitos estabelecidos pela operação do laminador. [0048] Os modelos matemáticos utilizados podem ser baseados em lógicas determinadas por inteligência artificial, que foge do escopo da presente invenção. Tais modelos podem ser baseados em inteligência artificial treinada através de um conjunto de dados que correlaciona dados de pressão 128, de corrente de motores de rotação de rolos, da velocidade do alimentador, das características do grão a ser laminado, da distância entre rolos, vibração e temperatura e das características do grão laminado. Modelos matemáticos e correlações de valores realizadas de forma mais simplificada também podem ser utilizados. [0049] Em um exemplo de aplicação, a umidade do grão a ser laminado pode aumentar considerando uma certa unidade de tempo. Nesse caso, a corrente dos motores de rotação de rolos vai aumentar, podendo até atingir algum valor fora da faixa de operação normal, e a espessura do grão laminado irá desviar do padrão. Assim, o modelo estima a espessura do grão e sugere uma nova referência de pressão A suficiente para afastar os rolos, fazendo a corrente dos motores de rotação de rolos do sistema normalizar e o grão laminado retornar ao padrão.

[0050] Em uma concretização, o sistema da presente invenção é um sistema modular para automatização de laminador de grãos existente ou novo. Nessa concretização, o sistema modular da presente invenção pode ser associado a ou instalado em modelos de laminadores de grãos já existentes, porém não automatizados. Assim, o sistema modular da presente invenção possibilita transformar laminadores que possuem rolos movidos por atuadores e ajustáveis manualmente em laminadores com ajuste da distância entre rolos de modo contínuo e automático.

[0051] Nessa concretização, o sistema modular para laminador de grãos da presente invenção compreende o sistema de movimentação de rolo 120, o CLP 130 e o otimizador externo 140. Essa concretização não inclui os rolos e os atuadores anteriormente descritos, pois esses elementos já estão compreendidos em um laminador existente que receberá o sistema modular da presente invenção.

[0052] Nessa concretização, o sistema de movimentação de rolo 120 compreende as válvulas 124 e os sensores de pressão 128 já descritos para outras concretizações da presente invenção.

[0053] Para possibilitar a modularidade do sistema modular da presente invenção e a sua instalação em laminadores existentes, a tubulação do laminador existente é adaptada para receber as válvulas 124 e os sensores de pressão 128. Assim, os atuadores já existentes no laminador são acionados a partir da atuação do CLP 130 e do otimizador externo 140.

[0054] As válvulas 124 e os sensores de pressão 128 do sistema de movimentação de rolos 120 já foram detalhadamente descritos acima para outras concretizações e suas características e funções são as mesmas no sistema modular da presente invenção. O mesmo se aplica ao CLP 130 e ao otimizador externo 140, que possuem as características já descritas.

[0055] O otimizador externo 140 é um dos componentes do sistema modular da presente concretização que possibilita a sua modularidade. Para tanto, as relações de dados de pressão 128, de corrente de motores de rotação de rolos, da velocidade do alimentador, das características do grão a ser laminado, como umidade e temperatura, da distância entre rolos, vibração e temperatura e das características do grão laminado, como espessura, podem ser ajustadas de acordo com a necessidade de cada laminador e produto final desejado.

[0056] Em uma concretização do sistema modular, os modelos matemáticos utilizados são modelos de inteligência artificial que podem ser treinados para se adaptarem a diferentes laminadores de grãos aos quais o sistema modular é capaz de ser instalado ou aplicado. Modelos matemáticos e correlações de valores realizadas de forma mais simplificada também podem ser utilizados.

[0057] Um exemplo de aplicação não limitativo da presente invenção é descrito a seguir para um caso em que se deseja obter um valor de 0,39 mm para a espessura do grão laminado. O sistema modular é aplicado a um modelo de laminador, em que a umidade e a temperatura do grão quebrado que vai ser laminado estão em 9,5 % e 65 °C, respectivamente, a corrente do motor de rotação dos rolos está em 140 A, a velocidade do alimentador está em 60 %, a pressão entre rolos está em 55 bar e a vibração das partes mecânicas está em 0,006 mm/s. Nesse caso, o otimizador externo 140 vai estimar, com base nos dados mencionados, um valor de 0,39 mm para a espessura do grão laminado que está saindo do laminador. Portanto, como a espessura está dentro da faixa aceitável, entre 0,35 mm e 0,40 mm, não há necessidade de o otimizador externo 140 gerar uma nova referência de pressão A.

[0058] Ainda seguindo esse exemplo não limitativo, se, por algum fator externo, a umidade do grão a ser laminado aumentar para aproximadamente 11 % e a temperatura do grão a ser laminado diminuir para aproximadamente 50 °C, a corrente do motor de acionamento dos rolos e a vibração das partes mecânicas irão aumentar para aproximadamente 145 e 0,009 mm/s, respectivamente, considerando a velocidade do alimentador e a pressão entre rolos inalteráveis. Nesse caso, o otimizador externo 140 vai estimar, com base nos dados mencionados anteriormente, um valor de aproximadamente 0,27 mm para a espessura do grão laminado que está saindo do laminador. Portanto, como a espessura está fora da faixa aceitável, entre 0,35 mm e 0,40 mm, uma nova referência de pressão A de aproximadamente 50 bar será gerada pelo otimizador externo 140 para afastar os rolos, fazendo a corrente normalizar e o grão laminado retornar ao padrão desejado.

[0059] A figura 3 ilustra um método de laminação de grãos de acordo com uma concretização da presente invenção. Nessa concretização, a sequência de etapas se inicia com uma etapa de obter 210, no CLP, uma referência de pressão, em que a referência de pressão é fornecida pelo otimizador externo. A referência de pressão é utilizada pelo CLP para calcular a pressão hidráulica do sistema de movimentação de rolos. A pressão hidráulica é usada para determinar a pressão de laminação a ser utilizada pelo sistema para que sejam atingidas as características de lâmina de grão que satisfaçam as especificações desejadas.

[0060] Então, uma etapa de aplicar 220 a pressão de laminação no fluxo de grãos é realizada. A pressão de laminação aplicada é determinada pelo CLP a partir da referência de pressão fornecida pelo otimizador externo. A pressão de laminação é a pressão sofrida pelo fluxo de grãos que passa entre os rolos de laminação durante a laminação. O CLP controla a pressão de laminação através da manipulação das válvulas hidráulicas redutoras de pressão, fazendo com que o rolo móvel se movimente, se aproximando ou se afastando do rolo fixo de forma a obter uma lâmina dentro das especificações desejadas.

[0061] Em uma concretização, o método de laminação de grãos compreende uma etapa de ajustar 230 a referência de pressão. Essa etapa é realizada caso as características das lâminas de grão obtidas no processo de laminação não estejam dentro das especificações desejadas. As especificações desejadas podem ser predeterminadas no CLP ou em outros dispositivos, como o otimizador externo. Além disso, a referência de pressão pode ser ajustada a partir dos valores medidos pelos sensores de pressão 128, de corrente de motores de rotação de rolos, da velocidade do alimentador, das características do grão a ser laminado, como umidade e temperatura, da distância entre rolos, vibração e temperatura e das características do grão laminado, como espessura. O otimizador externo é capaz de estimar a espessura do grão laminado com base nos demais dados mencionados e de sugerir a referência de pressão A para corrigir a espessura caso ela não esteja de acordo com o padrão.

[0062] Essa etapa de ajustar 230 a referência de pressão a partir dos dados mencionados é realizada de modo contínuo e automático, sem a necessidade de participação de um operador para controlar o ajuste. Isso porque as especificações desejadas estão predeterminadas no sistema e a pressão de laminação pode ser controlada de modo contínuo e automático pelo CLP.

[0063] Em uma concretização alternativa, o método de laminação de grãos compreende ainda uma etapa de obter 240, no CLP, a referência de vazão, em que a referência de vazão é fornecida pelo otimizador externo. A referência de vazão obtida é utilizada para permitir o sistema realizar uma etapa de determinar 250 a vazão de entrada do fluxo de grãos. A etapa de determinar 250 a vazão de entrada do fluxo de grãos compreende calcular a referência de velocidade no CLP a partir da referência de vazão. A referência de velocidade é usada, então, para controlar a velocidade de alimentação do alimentador e, consequentemente, a vazão de entrada do fluxo de grãos.

[0064] Nessa concretização alternativa, a etapa de obter 240 a referência de vazão é realizada caso as características da lâmina de grão não estejam dentro de especificações predeterminadas e a pressão de laminação não possa ser aumentada a partir da referência de pressão. Nesse caso, a pressão de laminação precisa ser alterada para que as especificações predeterminadas sejam alcançadas. No entanto, caso a referência de pressão não possa ser utilizada para aumentar a pressão de laminação, a referência de vazão deve ser utilizada. Um exemplo de situação em que a referência de pressão não pode ser utilizada para aumentar a pressão de laminação ocorre quando a pressão hidráulica máxima do sistema de movimentação de rolos é alcançada. A pressão hidráulica máxima impede o aumento da pressão de laminação a partir da referência de pressão e faz com que a pressão de laminação tenha que ser alterada a partir da referência de vazão. [0065] Assim como a etapa de ajustar 230 a referência de pressão, as etapas de obter 240 a referência de vazão e determinar 250 a vazão de entrada do fluxo de grãos são realizadas de modo contínuo e automático. Desse modo, o método de laminação de grãos da presente invenção é realizado de modo mais eficiente, preciso e homogéneo. Adicionalmente, as etapas descritas permitem que os ajustes de pressão e vazão sejam realizados com maior frequência, resultando em um método mais responsivo.

[0066] Tendo sido descrito exemplos de concretização, deve ser entendido que o escopo da presente invenção abrange outras possíveis variações, sendo limitado tão somente pelo teor das reivindicações apensas, aí incluídos os possíveis equivalentes.