aplicacao eletropneumatica

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  • UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA CENTO DE TECNOLOGIA - CT

    TPICOS AVANADOS EM AUTOMAO INDUSTRIAL

    RELATRIO DO PROJETO DE AUTOMAO ELETROPNEUMTICA

    ACADMICOS:

    Loureno Ferraz Campanher Miguel Alan Waldow Pablo Adrian Waldow

    Tiago Piovesan Vendruscolo Tobias Giaretta

    Santa Maria, Julho de 2008.

  • 1. Introduo

    Tendo como base a energia eltrica e a energia pneumtica, a Automao Eletropneumtica uma rea muito importante na indstria, no ramo automotivo e nos equipamentos hospitalares, onde entre outros, podemos ver a presena dos dipositivos eletropneumticos. Neste trabalho iremos demonstrar a implementao de um sistema pneumtico, contendo um cilindro de dupla ao, uma garra e vlvulas direcionais. Seu controle ser feito por um CLP WEG TP02 e pelo programa supervisor Elipse. A implementao de cada parte ser comentada detalhadamente no decorrer do trabalho.

  • 2. Descrio dos componentes utilizados no projeto

    2.1. Vlvulas Direcionais

    2.1.1. Definio

    So elementos que influenciam no trajeto do fluxo de ar, principalmente nas partidas, nas paradas e na direo do fluxo.

    2.1.2. Simbologia

    Para representar as vlvulas direcionais nos esquemas, so utilizados smbolos. Estes smbolos no do idia da construo interna da vlvula mas, somente, da funo desempenhada por elas.

  • Para sua perfeita identificao, devemos saber identificar: - Nmero de posio - Nmero de vias - Tipo de acionamento - Tipo de retorno

    2.1.3. Nmero de posies

    a quantidade de manobras distintas que uma vlvula direcional pode executar ou permanecer sob ao de seu acionamento.

    As vlvulas direcionais so sempre representadas por um retngulo.

    1 posio 2 posies

    Obs.: O nmero de posies de uma vlvula definida pela quantidade de retngulos existentes na sua simbologia. O nmero de retngulos representados na simbologia igual ao nmero de posies da vlvula, representando a quantidade de movimentos que executa atravs dos acionamentos.

    2.1.4. Nmero de vias

    o numero de conexes de trabalho que a vlvula possui (conexes de presso, trabalho e escape).

    Direo do fluxo Passagem bloqueada

    Escape no canalizado Escape canalizado

  • 2.2. Cilindros pneumticos

    Os cilindros pneumticos so dispositivos que transformam a energia potencial do ar comprimido em energia cintica ou em prensores. Basicamente consistem em um recipiente cilndrico provido de um mbolo ou pisto.

    2.2.1. Tipos de cilindro

    Simples ao, dupla ao, com haste passante, pisto duplo e outros.

    Vista em corte de um cilindro pneumtico:

  • 2.3. Unidade de Preparao de Ar

    Consiste de um filtro de ar, um regulador de presso com manmetro e lubrificador.

    2.3.1. Filtro de ar

    Tem por funo reter as impurezas suspensas no fluxo de ar e em suprimir ainda mais a umidade presente

    2.3.2. Regulador de presso

    - Manter constante a presso de trabalho (presso secundria), independente das flutuaes da presso na entrada (presso primria) quando acima do valor regulado. A presso primria deve ser sempre superior a presso secundria, independentemente dos picos;

    - Funcionar como vlvula de segurana; - Compensar automaticamente o volume de ar requerido pelos equipamentos

    pneumticos.

    2.3.3. Manmetro

    Instrumento utilizado para medir e indicar a intensidade de presso do ar comprimido, leo etc.

  • 2.3.4. Lubrificador

    Utilizado para lubrificar as partes internas mveis dos componentes pneumticos, facilitando seus movimentos e diminuindo os efeitos desgastantes provocados elas foras de atrito.

    2.4. Garra Pneumtica

    Existentes nas verses simples ao NF (Normal Fechada), simples ao NA (Normal Aberta) e dupla ao, podem ser do tipo bsico ou haste passante. So ideais para fixaes de peas, transporte e manipulao.

    Normalmente usada com outros elementos, como: atuadores rotativos, guas lineares, cilindros, etc.

    2.5. Compressor de ar

    So mquinas destinadas a elevar a presso de um certo volume de ar, admitido nas condies atmosfricas, at uma determinada presso, exigida na execuo dos trabalhos realizados pelo ar comprimido.

  • 2.5.1. Classificao

    2.5.1.1. Deslocamento positivo

    Baseia-se fundamentalmente na reduo de volume, aps admisso do ar na atmosfera, seu volume diminudo gradualmente processando-se a compresso.

    2.5.1.2. Deslocamento dinmico

    A compresso obtida por meio de converso de energia cintica em energia de presso, durante a passagem do ar atravs do compressor.

    2.6. Sensor Magntico

    Montados sobre o cilindro pneumtico, identificam se o mesmo est aberto ou fechado e enviam essas informaes para as entradas do controlador lgico programvel.

    O sensor utilizado foi de proximidade magntico, os sensores de proximidade magnticos, como o prprio nome sugere, detectam apenas a presena de materiais metlicos e magnticos, como no caso dos ims permanentes. So utilizados com maior freqncia em mquinas e equipamentos

  • pneumticos e so montados diretamente sobre as camisas dos cilindros dotados de mbolos magnticos. Toda vez que o mbolo magntico de um cilindro se movimenta, ao passar pela regio da camisa onde externamente est posicionado um sensor magntico, este sensibilizado e emite um sinal ao circuito eltrico de comando.

    Abaixo temos uma figura ilustrando sua aplicao:

    2.7. Controlador Lgico Programvel (CLP)

    Recebe as informaes dos sensores em suas entradas e ativa suas sadas que atuam nas vlvulas direcionais fazendo com que o cilindro avance ou recue e com que a garra abra ou feche.

  • 2.8. Circuito Pneumtico Implementado

    Os circuitos eletropneumticos so esquemas de comando e acionamento que representam os componentes pneumticos e eltricos empregados em mquinas e equipamentos industriais, bem como a interao entre esses elementos para se conseguir o funcionamento desejado e os movimentos exigidos do sistema mecnico. Enquanto o circuito pneumtico representa o acionamento das partes mecnicas, o circuito eltrico representa a seqncia de comando dos componentes pneumticos para que as partes mveis da mquina ou equipamento apresentem os movimentos finais desejados.

    Apresentamos, a seguir, o circuito eletropneumtico implementado:

    X2 X3

  • 3. Diagrama Ladder

  • 3.1. Descrio do Funcionamento:

    - X1 representa a chave geral, ento como a chave normalmente fechada, estando os contatos do CLP abertos em X1, o mesmo estar habilitando as entradas e sadas, caso contrrio ir desabilitar tudo. - X2 representa o sensor de incio de curso, ou seja, quanto o cilindro estiver na posio de recuo. - X3 representa o sensor de fim de curso, ou seja, quando o cilindro estiver na posio de avano. - Y1 representa o atuador da vlvula 5/3 onde sua funo habilitar o ar para o cilindro avanar. - Y2 representa o atuador da vlvula 5/3 onde sua funo habilitar o ar para o cilindro recuar.

    - Y3 representa o atuador da vlvula que habilita o fechamento da garra (quando Y3 est acionado, a garra fecha, caso contrrio a garra fica na posio aberto).

    A posio inicial do sistema o cilindro recuado e com a garra aberta, para tal lgica, a entrada X2 estar fechada, pois o cilindro recuando estar fechando o contado do sensor de incio de curso X2.

    X2 estando atuado, comeara contar um tempo determinado pelo Timer V0001, a funo deste timer deixar a garra aberta por um certo tempo at que o objeto que a mesma estiver segurando se solte antes de a garra avanar novamente, porque caso contrrio o cilindro recuando e abrindo, e avanando novamente sem ter esse tempo de garra aberta poderia fazer com que a garra avanasse muito rapidamente no dando o devido tempo para o objeto soltar-se.

    Aps o fim do Timer V0001, ento ativado o atuador Y1, que far com que o cilindro avance.

    Podemos notar que a lgica foi feita de tal forma que Y1 (cilindro avanando) continuar acionado, mesmo que o sensor de incio de curso X2 estiver aberto.

    O cilindro ento chegando do seu fim de curso (cilindro avanado), ir fechar o sensor X3.

    Com X3 fechado, ento atua Y3 que tem a funo de fechar a garra. Y3 atuando, comeara contar um tempo determinado pelo Timer V0002, a

    funo deste timer deixar a garra fechada por um certo tempo at que a mesma segure completamente o objeto, porque caso contrrio no daria tempo da garra fechar

  • e o cilindro estaria recuando. Aps o fim do Timer V0002, ento ativado o atuador Y2, que far com que o cilindro recue.

    Podemos notar que a lgica foi feita de tal forma que Y2 (cilindro recuando) e Y3 (garra fechada) continuaro acionados, mesmo que o sensor de fim de curso X3 estiver aberto.

    Chegando no incio do curso, cilindro recuado, ir desacionar o atuador Y3, abrindo a garra para soltar o objeto, desatuando tambm Y2 (recuo do cilindro).

    A partir da o sistema entra em loop, fazendo o mesmo processo descrito acima at que seja ativado X1 (NF), interrompendo o processo.

    Obs.: Por no possuirmos sensor para indicar o fechamento da garra, a mesma foi ativada por perodo te tempo. Caso contrrio o diagrama ladder contaria com um sensor X4 indicando quando a mesma estaria fechada. Eliminando o uso dos timers.

    4. Integrao com o Software Elipse

    4.1. Descrio e configurao do Driver usado no projeto

    As tag desligaCLP e ligaCLP j esto implementadas no driver, sendo necessrio apenas cham-las no projeto, j as outras tag fora