apres.schp 210-111 (1)

Sistemas de Controle

Hidráulico e Pneumático

2011/1

João Cícero da Silva

[email protected]

Salas 1M 216 e 127

mailto:[email protected]

SCHP

– Curso: Engª Mecânica ( ) , Mecatrônica( ) ou ( )

Controle e Automação

– Turma:

– Apresentação da Disciplina

– Programa

– Metodologia

– Bibliografia

– Avaliação

– Comentários

SCHP

Apresentação da Disciplina

-Tecnologia multidisciplinar e multiusuário oriunda da Ciência Fluídica.

-Da Mecânica dos Fluídos origina – se os Sistemas Estáticos e Dinâmicos de Energia Fluídica.

-Os Sistemas envolvem as energias:mecânica, elétrica, eletrônica, hidráulica*, pneumática, vácuo, térmica, química e nuclear isolados ou combinados.

-O CIM-Computer Integrated Manufacturing

-Foco da disciplina:Comando e Controle dos Sub – Sistemas Hidráulico, Pneumático, Vácuo isolados ou combinados com outros Sub-Sistemas(mecânico,elétrico e eletrônico).

-Integração com outras Tecnologias( Automação, Robótica, Automatização,etc…)

-Crédito: FLUITRÔNICA(NEI-Outubro de 2000) e a PNEUTRÔNICA(BOLLMANN).

*)Hidromecânica= Hidrostática + Hidrodinâmica

SCHP

Ementa da Disciplina

Introdução à Energia Fluídica-Introdução à

Pneumática-Hidráulica Industrial e

Móbil(Móvel)-Eletropneumática-

Eletrohidraúlica-Sistemas de Geração ou

Produção da Energia Fluídica-Circuítos

Básicos Fundamentais.

Continuidade:Hidráulica e Pneumática

Proporcionais-Automação Industrial-

Circuítos Avançados

SCHP Programa

1.0)Apresentação da Disciplina(Objetivos:Geral e Específico).

2.0)Introdução, Histórico , Conceitos e Aplicações.

3.0)Processos Artesanais/Manuais, Mecanizados/Automatizados(Comando) e Automação(Controle).

4.0)Legislação, Normas Técnicas e Recomendações.

5.0)Terminologia e Revisão de Conceitos da Mecânica dos Fluídos.

6.0)A Pneumática , o Vácuo e a Criogenia

7.0)A Hidráulica de Potência(Industrial e Móbil)

8.0)Preparação, Produção, Distribuição e Utilização do Ar Comprimido, Vácuo e Fluído Hidráulico.

9.0)Eficiência Energética(foco: Energia Fluídica e Combinações).

SCHP – Programa(Continuação)

– 10.0)Desenvolvimento e Implementação de

um Sistema de Ar Comprimido/Gás/Vácuo e

Bombeamento de Fluído Hidráulico.

– 11.0)Qualidade da Energia

Fluídica(Secagem/Desumidificação e

Filtragem).

– 12.0)Seleção e Especificação de

Componentes, Acessórios e Materiais de um

SAC e BFH.

– 13.0)Introdução aos Circuítos

Básicos(Comando Direto).

SCHP – Programa(Continuação)

– 14.0)Introdução aos Circuítos Básicos(

Comando Indireto).

– 15.0)Desenvolvimento e Aplicação de

Circuítos Fundamentais( Básicos e Especiais ).

– 16.0)Cadeia de Comando.

SCHP

Metodologia

-Exposição do conteúdo programático oral, escrito e apresentações ( Parte Teórica )

-Atividades de Laboratório ( Parte Prática ) , compondo se de 9 aulas presenciais em turmas de 10 participantes. Estas atividades são denominadas de AL 1 , 2, …, 8 com a emissão do relatório de participação por grupo de no máximo 3 alunos.

SCHP

-Comentários e considerações sobre a legislação, normas técnicas, bibliografia , periódicos e divulgação técnica através de catálogos, folders, portfolios, congressos e feiras.

-Considerações sobre as aplicações e os estudos de casos.

-Interatividade.

-Recomendações.

SCHP

Bibliografia

LITERATURA BÁSICA 1) PALMIERI, A. C. Manual de Hidráulica Basica. Porto Alegre: Ed. Albarus., 1994. 2) FESTO Didactic. Introdução à Pneumática. São Paulo : Ed. Festo, 1995. 3) FESTO Didactic. Análise e Montagem de Sistemas Pneumáticos. São Paulo : Ed. Festo, 1995. LITERATURA ADICIONAL a) FESTO Didactic. Introdução à Hidráulica. São Paulo : Ed. Festo, 1995. b) STEWART,H. L. Pneumática e Hidráulica. São Paulo : Ed. Hemus, 1995. c) PROCEL/ELETROBRÁS/FUPAI

SCHP Literatura Básica(Cont.) 4)BOLLMANN,A.Fundamentos da Automação

Industrial Pneutrônica.São Paulo, ABHP,1977.

5)BONACORSO,N.;NOLL,V.Automação Eletropneumática.3ª Ed.São Paulo-Érica , 1999.

6)FIALHO,A.B.Automação Pneumática:Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuítos.São Paulo-Érica , 2003.

7)NATALE,F.Automação Industrial.4ª Ed.São Paulo- Érica,2002

8)SILVEIRA,P.R.;SANTOS,W.E.Automação e Controle Discreto.São Paulo:Érica, 1999.

9)VON LINSINGEN,I.Fundamentos de Sistemas Hidráulicos, 2ª Ed. Florianópolis:Editora da UFSC, 2003.

10)Novais, José M. de Almeida-Ar Comprimido Industrial, 2ª Ed., Fund. Calouste Gulbenkian-Lisboa –Portugal-2008

SCHP – Referências Bibliográficas

• Sistemas Aeronáuticos

– Moir, Seabridge – Aircraft Systems: Mechanical, Electrical, and Avionics Subsystems Integration, AIAA Education Series, 2001.

– Lombardo - Advanced Aircraft Systems, Pratical Flying Series, 1993.

– Delp, Bent, McKinley – Aircraft Maintenance and Repair, 5th Edition, 1986.

• Sistemas Hidráulicos

– Gree – Aircraft Hydraulic Systems, John Wiley, 1985.

– Lewis, Stern – Design of Hydraulic Control Systems, McGraw-Hill, 1962.

SCHP Avaliação

-A disciplina é ministrada em 48 a 54 HAT e 16 a 18 HAL.

-3 Provas Escritas( 1ªPE entre a 15ª à 21ª HA, 2ªPE entre a 33ª e 39ª HA e 3ªPE entre a 48ª e 54ª HA=Sub-total=63,0).

-Projeto de SAC a partir da 33ª HA e ser concluído até a 48ª HA=Sub-total=11,5

-10Atividades não presenciais 1,5/Atividade/Apresentação*10=Sub-total=15,0.

-7 Atividades de Laboratório com a Produção de Apresentações=1,5/Apresentação*7=10,5

Total = 63,0(15+20+28)+15,0+11,5+10,5=100,0.

Relação/Sugestão das ANPs:

A1-Origem e Comparação entre as Energias(Pneumática,Vácuo, Hidráulica Industrial e Eletro-Eletrônica) (até a 9ª HA)

A2-Sistema,Processo,Comando e Controle-Terminologia(até12ªHA)

SCHP

Avaliação( Continuação )

Relação/Sugestão das ANPs(Cont.):

A3-Fluídos Hidráulicos.(até 15ªHA)

A4-Fluídos Pneumáticos.(até 18ªHA)

A5-Estudo de Caso 1:Uma Instalação Industrial e em Estabelecimento de Atendimento à Saúde, de Ar Comprimido e Vácuo.(até 24ªHA)

A6-Estudo de Caso 2:Uma Instalação Industrial ou Unidade de Bombeamento de Fluído Hidráulico.(até 30ªHA)

A7-Estudo de Caso 3:Uma Instalação de Fluídos Especiais(GNV, GLP, Amônia,…)(até a 36ª HA)

SCHP Avaliação( Continuação )

A8-Qualidade,Estabilidade, Compatibilidade dos Fluídos e Materiais (até 39ªHA)

A9-Vasos de Pressão e Acumuladores(até 42ª HA)

A10-Atividade de Mergulho,Câmaras,Tubulões, Minas Profundas e Ambientes Hipobáricos(até 45ªHA)

A11-Extração a vácuo de dejetos dos sanitários de Ônibus ,Aviões e Motores( extra)

A12-Bombas de Anel Líquido para produção de Vácuo(extra)

A13-Medição de Gases, Vapores e Líquidos sob Custódia, Contabilidade Interna e Índices de Conversão(extra)

Nota:Os alunos(as), poderão substituir uma ou mais atividades sem fugir do tema e no caso de apresentarem mais de 10 atividades, as notas parciais serão redistribuídas . As Apresentações serão em Power Point(produção própria) com o mínimo de 15 “slides” e 3 participantes por grupo e exposição em plenária(em função da avaliação).

SCHP


Relação das Atividades de Laboratório:

L0-Apresentação da Disciplina

L1-Apresentação da Infra-Estrutura e Recursos do Laboratório(Semana 3=A,B,C e Semana 4 = D,E,F)-Apresentação do Relatório Sobre Perigos/Riscos e Aspectos/Impactos sob a exposição e manuseio dos fluídos em geral e o vácuo.

L2-Apresentação de Dispositivos Hidráulicos e Pneumáticos e Aplicações .(Semana 5 =A,B,C e Semana 6=D,E,F). Relatório Sobre Dispositivos Industriais e Veiculares.

L3-Válvulas Industriais ( Parte 1) e Instalações Hidráulicas e Pneumáticas-(Semana 7=A,B,C e Semana 8=D,E,F).Relatório Sobre Válvulas e Bombas Industriais e Compressores.

L4-Válvulas Industriais(Parte 2) e Instrumentos.(Semana 9=A,B,C e Semana 10=D,E,F).Relatório Sobre Válvulas(Alivio,Segurança, Redução , Regulagem , Proporcionais e Controle) e Instrumentos(Pressão, Vazão, Nível, Temperatura e Outros).


Relação das Atividades de Laboratório:

L5-Simbologia-Atuadores e Dispositivos Especiais.(Semana 11=A,B,C e Semana 12 = D,E,F).Relatório Sobre Sobre Simbologia, Atuadores e Válv. Direcionais.

L6-Introdução aos Circuítos Básicos Diretos (Semana 13=A,B,C e Semana 14=D,E,F).Relatório Sobre Circuítos Básicos Diretos em conjunto com o L7)

L7-Introdução aos Circuítos Básicos Indiretos)(Semana 15=A,B,C e Semana 16=D,E,F).Relatório Final do L6 e L7(Semana=18ª)

L8=Simulação e Avaliação de um Sistema Automatizado.

Nota 1:A nota da L8 está inserida numa questão da 3ª PE( Valor :40 a 60% de 28 pontos)

Nota 2:As apresentações seguirão a mesma metodologia das ANPs.

Nota 3:O prazo de entrega de um RAL encerra –se no dia da AL seguinte

Nota 4:As atividades(ANP e RAL) receberão conceitos: A(1,5), B(1,0), C(0,5) e D(0)=INSUFICIENTE


Nota Especial 1

As atividades(ANP e RAL) entregues fora dos prazos terão valor = zero

As Apresentações das ANPs1…10 e RALs1…8 ( Máximo :3 participantes ) deverão conter:

-Título

-Objetivos/Finalidades/Justificativas

-Descrição/Aplicação(Revisão Bibliográfica)

-Conclusões/Recomendações/Comentários

-Referência Bibliográfica

SCHP


Nota Especial 2

-Comprometimento

-Disciplina e Organização

-Independência

-Predisposição à procura constante

-Retenção e Revisão de Conceitos

-Produzir mais que o esperado

-Explorar as oportunidades

-Atuar em mão dupla

-Ser antecipativo

-Compensação

-Aprender a aprender e aprender a empreender

Mensagens

1) Provérbio chinês:

“Ouço e esqueço

Vejo e recordo

Faço e compreendo.”

2) Mudança de cultura (modelo/ paradigma):

“O que está ao meu alcance para melhorar o processo?

Eu posso fazer o que eu posso, e, vou fazer isso melhor!”

SCHP


Nota Especial 3

“ENCAMINHAR O ARQUIVO DA

APRESENTAÇÃO PARA:

[email protected]

Arquivo: SCHP_…_A… ou L….ppt”

mailto:[email protected]

SCHP Quesitos das abordagens preliminares:

-Dew Point ( -15ºC e 3ºC )…

-Paradoxos e Fronteiras da MF…

-Stick slip…

-Botijão de GLP(explode?)…e Barril de

Chope?(18/03/11 em SP) c/morte.

-Ponto de Anilina…

-Seringa x Elevador…

-Pressão, Fluxo e Vazão…

-Unidades de Medidas

-Terminologia e Siglas


-Aplicação da Pneumática, Hidromecânica, Vácuo, Criogenia e Combinação.

-Automatização x Comando

-Automação x Controle

-Análise de um Processo( Sistema, Processo…)-Atividade Extra…

-Variáveis de Entrada, Saída, Processo e Controle

-Processo Contínuo ou Analógico/Digital e Discreto ou Binário, ON-OFF ou bang-bang

-Autofretagem


-Lipoaspiração

-Laparascopia

-Fenestração e Trepanagem

-Curativo a vácuo – USP-Fábio Kamamoto

-Osmose reversa ou inversa

-Leito fluidizado

-Hematoma=acúmulo de líquido(sangue=plasma) por um dano qualquer

-Hematose=troca de C02 por O2

-Homeostase=mecanismo de equilíbrio térmico e hídrico

-Pneumoconiose=doenças do trato respiratório


-Controle de nível da água de lavadoras

-Posição do frasco de soro

-Funcionamento do vaso sanitário

-A Garrafa Térmica

-O Carneiro ou Ariête Hidráulico

-Transferência de Custódia

-Ordenhadeiras

-Correio Pneumático

-FAD-Flotação por Ar Dissolvido

-Dispensers

-BLEVE - Boiling Liquid Expanding Vapour Explosion

http://www.google.com.br/url?sa=t&source=web&cd=38&ved=0CEQQFjAHOB4&url=http%3A%2F%2Fwww.bombeiroscivis.org%2Fdownload_de_manuais_bombeiros_cursos%2Ffiles%2F2.doc&ei=XsNqTbHxCYOClAfuxKH_AQ&usg=AFQjCNExBZLjAoTgFgH3m-tKMoBhB6U0bA




SCHP Laboratório 1

-Apresentação da Infra-Estrutura

-Recursos

-Exposição aos fluídos(contato, manuseio, nível energético,etc…)

-Considerações(MSSO*=Vazamentos, Contaminação, Enfisemas, Embolias, Edemas, Eritemas, Eczemas, …)

-Abordagem de casos:PCBs ou Ascarel, Cianose, Mal das Montanhas, barotraumas, anoxia, hipoxia, hipercapnia, Mal de Michelin, Mal dos Mergulhadores

-Eficiência Energética.

*MSSO=Meio Ambiente , Saúde e Segurança Ocupacional

SCHP Comentários sobre a ANP 1

.Correlação da Pneumática, Hidráulica, Vácuo, Eletro-Eletrônica(Potência, Analógica , Digital Binária e Digital por Relés) e a Mecânica “Dura”.

.Sistemas Híbridos e Combinados

.Sistemas Embarcados e Dedicados

.Sistemas Segregados( Energia pura)

.Aplicação na Engenharia Básica e Customização(customer)

.A Engenharia Legal(SMA , CCB, Criação, Inovação, Patente, etc…)

.O Lean Engeneering-Fundamentos(Desenvolvimento, Projeto, Implementação/Execução, Assistência Técnica , Consultoria, Mantenedor, Gestor : Lister , Achiever e Empreendedor , Produção e outros )

.Fundamento da Energia Fluídica

.Limites de Aplicação ( Break Even )-limites e zona de conforto

.Licitações e Concorrência(Competitividade e Responsabilidades)

…Casos: Elevadores em BH, Cirurgias Plásticas, Alvarás e Habite-se, Rompimento de vasos de pressão, explosão no CTA, Explosão em cilindros na PF de Manaus, Explosão de Caldeira em UDI, Queda do Avião na Holanda, Explosão e Incêncio no Transatlântico, Acidente fatal por interpretação errada de documentos, Vazamento de Amônia em Frigorífico, Explosão de um cilindro de Nitrogênio na Stock Car e no Carnaval do Rio(2010), Incidentes e Acidentes na Fórmula 1 (testes e corrida oficial-parciais e fatais),Explosão de barril de chope(18/03/11)…

SCHP Termos Correntes da Engenharia Básica Aplicados aos Sistemas …

-Take or Pay=Custo a partir de uma demanda mínima

-Plug and Play=Ligue e Opere

-Cost Avoidance=Custo Evitado=subsídio pelo retrofitting

-Performance Bond=Garantia

-Savings=Ganhos, Gadgets=dispositivos, Budgets, Targets, Tags

-ROI-Return On Investments(Retorno do Investimento)

-Outsourcing=Terceirização

-Break Even=Ponto de Equilíbrio

-FEED-Front End Engineering Design

-Commissiong(Acompanhamento), Retrofitting(substituição), Up to Date(atualização), Up Grade(Aumento da Capacidade)

-Start Up(partida), Warm Up(aquecimento)

-OEE=Overall equipment effectiveness (JIPM)=Disponibilidade, Performance e Qualidade

-Set – Up Rápido

-P&ID=Piping and Instrumentation Diagram

-Range, Span, Set-Point, Off Set, Accuracy, Feedback, Delay, Overview, Data Sheet,...

-Remanência(magnetização residual), Risiliência(autofretagem) e Histerese

SCHP Laboratório 2

-Dispositivos Hidráulicos e Pneumáticos de Veículos Automotores de Passeio(Freios:Convencional,Hidrovácuo,ABS,Freio a Ar, Freio Motor); Direção Hidráulica: Hidrostática e Hidrodinâmica (convencional, progressiva, eletro-hidráulica); Suspensão Pneumática; Amortecedores (Convencional, Pressurizado, À gás, Servo-assistido); Pneus; Turbos; KERS; Tuchos; Conversor de Torque; Câmbio Automático/Hidramático-Automatizado; CVT;Embreagem Hidráulica(DCT=DSG); Suspensão Compensatória;Comparativos entre Direção Elétrica e Hidráulica; Elevador p/Cadeirante; Compensador de Pressão Pneumática; Plataforma p/Descarga; 3º Eixo Livre, Estabilizador Lateral, Air Bags,Outros…

-Dispositivos Off Road-Prospecção e Extração de Petróleo, Veículos Industriais, Veículos para Mineração e Lavra…

-Visão Geral sobre um Sistema de Ar Comprimido

-Visão Geral sobre um Sistema de Bombeamento(Hidráulica Industrial e Móbil=Móvel)=Hidromecânica

Laboratório 2

-Apresentação de Dispositivos e Aplicações

.Bombas e Compressores

.Filtros

.Secadores/Desumidific./Arrefecedores

.Purgadores/Ventosas

.Instrumentos(temperatura, pressão, vazão,

nível,etc…)

.Reservatórios/Acumuladores

.Manifolds( Blocos de Distribuição )

.Válvulas

.Atuadores(Cilindros, Motores, Osciladores)

.Sensores/Transdutores

Laboratório 2

-Relatório sobre Equipamentos Veiculares e

Dispositivos Industriais:Pneumáticos,

Hidráulicos ou Combinados

.Equipamentos de Içar e Guindar

.Equipamentos de Usinagem

.Equipamentos de Perfuração e Desmonte

.Extração Air Lift

.Equipamentos de Envase

.Ordenhadeira

.Equipamentos de Limar

.Equipamentos de Conformar

.Equipamentos de Cortar

Laboratório 2 -Continuação

.Equipamentos de Prensar

.Equipamentos de Dobrar

.Equipamentos de Jateamento

.Equipamentos de Paletizar

.Paleteiras

.Empilhadeiras

.Injetoras de Concreto

.Equipamentos de Cintar/Envelopar

.Equipamentos de Transladar

.Equipamentos de Nebulizar/Pulverizar

.Máquinas Ferramentas Manuais

.Outros

Siglas e

Unidades

Legislação e

Normas Técnicas

SCHP

Aplicações e

Considerações

Introdução Histórico

Conceitos

Os Fluídos

Aspectos de SS0&

Meio Ambiente

Parâmetros

e

Premissas

Terminologia e

Definições

SCHP

Objetivo Geral=Proporcionar uma visão ampla da aplicação dos conceitos da Mecânica dos Fluídos nos Sistemas Automatizados e Automáticos de forma dedicada, embarcada, híbrida e se utilizando de outras formas de energia como a Eletro-Eletrônica de Potência e Digital.

Objetivo Específico=Aprimorar o conhecimento dos sistemas e dispositivos hidráulicos e pneumáticos e suas combinações a fim de aplicá-los no âmbito de projeto, especificação, seleção, fabricação, montagem, operação e manutenção

Introdução(1)

-Tipos de Energia:Mecânica,

Elétrica(Eletrônica),Química,

Nuclear, Eólica, …e Fluídica.

-Fluído=substância que se deforma

continuamente quando submetida a uma

tensão de cisalhamento, não importando

o quanto pequena possa ser essa

tensão. Tanto os gases quanto os

líquidos são classificados como fluidos.

-Hidromecânica*=Os fluídos são:Água,

Óleos:Minerais, Compostos,Graxos,

Sintéticos, Emulsões e Biodegradáveis

Introdução(2) -Pneumática**=O fluídos são:Ar Natural,Sintético,

Medicinal, Alimentício,Fluídos Frigorígenos,

N2,02,SF6,He,Ar,CO2, Halon,N02,N20,Nitrox

outros.

*(Potência e não de transferência de massa)

**(Todos no estado comprimido)

-Vácuo=Ausência de Massa. Neste estado tem de se

considerar :

a)A pressão residual no reservatório e

b)A diferença entre a pressão absoluta(atmosférica

ou barométrica e a pressão residual).

-Hidro-Pneumática=Nos sistemas onde o ar

dissolvido no líquido não interfere no

desempenho, o ar ou outro gás é o propulsor do

líquido

Fluídos -Estados da Matéria

-Elásticos(Moles):Vapores, Gases, Líquidos, Pastas, Geis, Plasmas…

-Inelásticos(Duros): Sólidos

-Fluídos Elásticos

-Newtonianos(Fluídos Hidráulicos e Pneumáticos)

-Não Newtonianos

.Pseudoplásticos

.Plásticos

…

-Gases Ideais ou Perfeitos

-Gases Reais

Propriedades dos Fluídos

-Massa Específica(densidade)

-Peso Específico

-Massa Específica Relativa

-Viscosidade Absoluta ou Dinâmica

-Viscosidade Cinemática

-Compressibilidade

-Difusibilidade

-Emulsibilidade

-Estabilidade Físico-Química(coesão,

adesão, tensão superficial, interação)

-pH(alcalino ou ácido)

-Composição( blend ou mix)

Propriedades dos Fluídos A folga entre o êmbolo e a camisa de um cilindro

hidráulico é 0,3 mm . O êmbolo de 30mm de comprimento e 49,7mm de diâmetro,move-se com velocidade de 4m/s, enquanto que a camisa está imóvel. Considerando que um óleo ( n = 0,15 stokes e r = 905 kg/m3 ) ocupa esta folga, determinar a tensão de cisalhamento e a força de atrito.

ν = 0,15 stokes = 0,15 cm2/s = 1,50 . 10E-5 m2/s

= ν ρ = 1,50 . 10E-5 (m2/s) 905 (kg/m3) = 0,0136 (N. s / m2)

dv

τ = ,

dy

τ = . v / e τ = 0,0136 (N. s / m2) . 4 (m/s) / 0,3E-6 (m) = 181,33E3 (N/m2)

portanto, τ = 181,33 kPa e Fa=(181,33E3 N/m²).3,14.0,0497.0,03 = 849 N

Histórico -Primeiros Inventos(4500 anos AC)

-Foles, Rodas d’água, Fontes ornamentais,1º compressor =1776, 1ª prensa=1795,1º guindaste hidráulico e comp.recíprocos=1850,1º comp.de parafuso=1878,1ª bomba de pistões axiais =1900, 1ª rede de AC=1888.

Compressores e Bombas em escala industrial ( a partir de 1950 ).

-Após a 2ª GM, é intenso o desenvolvimento e fabricação de dispositivos hidráulicos e pneumáticos(aceleração da Mecanização).

-Anos 70=Emprego da hidráulica e pneumática em larga escala(mecanização/automatização)

-Anos 80=Implementação da Automação(robótica)

-Anos 90=Tecnologia Field Bus e Sistemas Supervisórios

-Foot Print Industrial-Up grade, Up-to-Date, Retrofitting(suvaxfreon)

-Ano 2000=Integração dos sistemas( dedicada, embarcada, dirigida e crescimento da fluitrônica e pneutrônica)-CIM

-Atualmente:1)A energia Fluídica (principalmente o ar na forma comprimida ) é a 2ª energia mais utilizada e consumida no mundo.2)Normatização de Protocolos. 3)Customização*-Produção Personalizada(Desafio da 1ª década do 3º Milênio).4)Set-Up-Rápido.

Histórico

-Abordagens:

Nova lata de cerveja de 269 ml

SKUs( OMO, Coca-Cola,…), Premium, Light…

Produção Limitada(lotes, assinatura ou eventos)

Package Design(paralelepípedo, arredondado, octogonal, ovalado, blister, etc…)

Apelo de Imagem (formato da garrafa=corpo feminino), farol do veículo x combustível da BR

Ergonomia Acelerada(nova tomada elétrica)

Competitividade Acelerada-lançamentos de 2011

Projeto MIO-FIAT-Veículo Conceito

Interatividade(aquisição pela Internet-especificação)

Lead Time(intervalo entre E/S) e Dead Line(último prazo)

Logística-Logísitica Reversa e Engenharia Reversa

Legislação( cosméticos, remédios, alimentos…)-Air Bag e ABS em todos veículos-como fica a Kombi?

Fragmentação:fracionamento

Normalização ou Normatização(IS0, IEC, ABNT…)

Histórico

Para Reflexão:

Tecnologia Embarcada

Recalls, Retrofittings, Up-to-Date e Up Grade

Configurações, Protocolos e Commissionings

FEED(Engª Básica e Específica)

Overview

Documentação e Inventário de Ativos(P&ID e PID)

Manutenção e Assistência Extendida(OPC-OLE,Similar,Recondicionado e Remanufaturado)

SCHP-Conceitos(1) -Captação=

-Geração/Produção=

-Tratamento=

-Qualidade=

-Transmissão=

-Controle=

-Estocagem=

-Distribuição=

-Utilização=

-Atuação=

-Eficiência Energética=

-Sistema=-Processo=

-Medição, Indicação e Alarme=

-OLE for Process Control (OPC), which stands for Object Linking and Embedding (OLE) for Process Control, is the original name for a standards

Aplicação da Energia Fluídica-Exemplos

A haste transmite a fa e, para equilibrar,

exerce-se F=100N no pistão maior!

“Um sólido transmite a força que se

exerce sobre ele.”

“Um fluido transmite a pressão que

se exerce sobre ele, em todas as

direções.”

Esta propriedade dos fluidos, a de multiplicar ou reduzir uma força, tem muitas

aplicações práticas: máquinas de fluxo, prensas, elevadores e freios.

Servo freio

SCHP-Conceitos(2)

-Sistema Aberto(Pneumática).

-Sistema Fechado(Hidráulica).

-Composição do Ar.

-Composição dos Fluídos Hidráulicos.

-Escoamento(laminar, transiente , turbulento,sub-crítico, crítico e sônico).

-Processos de compressão(gases): Isobárico,Isotérmico/Adiabático Isocórico e Politrópico.

-Princípios de Compressão(gases):

Aceleração de Massa

Deslocamento Volumétrico ou Positivo.

-Máquinas de Fluxo:Compressores, Turbo-Compressores,Ejetores, Boosters, Blowers, Bombas, Turbinas, etc…

Fluídos -São as substâncias que trasmitam a energia de potência para os

diversos sistemas (Sist.Hid. de uma Retro-Escavadeira, Mancal Hidrodinâmico,Sist. de Aerografia, Sist.de Flutuação Pneumática,Sist.Resp.,Sist.Circulatório).

-A potência é transmitida na forma de pressão(Força e Torque) e vazão ou fluxo(velocidade e tempo).

-Os fluídos estão no estado de vapores, gases ,líquidos e plasmas.

-Nos gases o desempenho é afetado pela presença de líquidos.

-Nos líquidos o desempenho é efetado pela presença de gases.

-A temperatura dos gases( para o Ar Comp.) não deve exceder a 55º.

-A temperatura dos fluídos hidráulicos deve situar –se entre 60º a 90º.

-O Paradoxo da Mecânica dos Fluídos reside no fato de que a viscosidade dos gases aumenta com o aumento da temperatura e nos líquidos diminui.

-A Água foi e ainda é o primeiro fluído hidráulico a ser utilizado(atu-

almente seu emprego é nas emulsões : água + óleo e óleo +á-

gua, além do emprego, pura, em sistemas hidráulicos especiais

no segmento medicinal, farmacêutico e alimentício .

Aspectos de SSO e Meio Ambiente Exposição ao Ar Comprimido(Níveis de pressão,

velocidade, composição e qualidade).

Efeitos:Embolia(Cardíaca,Cutânea , Pulmonar e Gasosa),Impacto(Expansão e Implosão),Contaminação,Enfisema Sub-Cutâneo e Pulmonar, Mal de Michelin, Rompimento do Tímpano e Deslocamento da Córnea e Retina.

Exposição aos Fluídos Hidráulicos(Níveis de pressão, Velocidade, qualidade, composição e temperatura).

Efeitos:Corte,Queimaduras,Contamina-ção(cutânea,ingestão e respiração)

Ruídos,Escapes,Vazamentos,Drenos,Descarte.

Efeitos:Contaminação do solo,água , ar e seres vivos além da instabilidade química.

Consulta à FISPQ P-4560-G(Ar Comprimido) e às demais referente aos Fluídos Hidráulicos.

Aplicações e Considerações(1) ArComprimido¹,Vácuo² e Fluído Hidráulico³

Higienização¹,²,Desintegração Mecânica¹,³,Secagem/Desumidificação¹,²,Mo-vimentação Mecânica¹,²,³, Modulação de Sinal¹,²,³, Controle¹,²,³, Comando¹,²,³, Conformação¹,³, Usinagem¹,³, Operações com Máquinas Manuais¹,²,³,Corte¹,³,Dobra¹,³, Operações de Içar e Guindar¹,²,³, etc.

Limitação de Potência¹,², Perdas¹,²,Qualidade¹,³, Instabilidade Química³, Difusibilidade¹,Expansibilidade¹,Inflamabili-dade³,Explosividade³,Influência da Temperatura³,Influência da Umidade¹,²,³,Influência da altitude¹,²,Composição e componentes¹,³,

Aplicações e Considerações(2)

ArComprimido¹,Vácuo² e Fluído

Hidráulico³

Disponibilidade¹,²,Facilidade de

Manuseio e

Manutenção¹,²,Flexibilidade¹,²,³,

Melhores aspectos construtivos¹,²,

Desenvolvimento.Tecnológico.¹,².

Legislação e Normas Técnicas -Manuseio, Utilização e Transporte de Produtos

Especiais(FH)

-Normas Regulamentadoras do Min.do Trabalho e

Emprego(FH , V e AC).

-Inflamabilidade e explosividade(FH).

-Contaminação(FH,V e AC)(FDA,SBCC e ANVISA)

-Segmento Hospitalar(AC ,V e Gases)(ANVISA).

-Normas Técnicas Internacionais:ISO-1217/2533,DIN

1945,CETOP,BSP 1571, Pneurop/CAGI(Compressed

Air and Gas Institute )PN2CPTC2 ,JIC, ANSI

,ISA,IEC,ISA e ASME.

-Normas Técnicas

Nacionais:NBRs/ABNT,IBP,Petrobrás, ABHP,ANP.

Siglas e Unidades -DLP=Descarga Livre Padrão(DIN 1945,1962,BSP 1571,1949 e

ASME-PTC9)[Nm³/h,min,s ou SCFM ou NPCM], ISO 1217, etc..

-FAD=Free Air Delivery(Ambiente livre na entrada ou Débito de Ar Livre)

-DLE=Descarga Livre Efetiva(Ambiente Livre na Saída)=ACFM, Am³/h

-DLE=Ki.CLE=CLEc, Ki= FP(Fator de Projeto)xFS(simultaneidade)xFE(expansão)xFU(utilização)xFPV(vazamentos)

-Nm³(DLP, CLP)<FAD<Am³(DLE, CLE)

-DE=Descarga Efetiva (pressão e temperatura na fase comprimida ou recalcada)

-CLP=Consumo Livre Padrão

-CLE=Consumo Livre Efetivo e CLEc=…corrigido

-CE=Consumo Efetivo

-GPM=Galões Por Minuto

-PMTA=Pressão Máxima de Trabalho Admissível ou PMTP=Pressão Máxima de Trabalho Permitida(NR-13 do MTE)

Siglas e Unidades -PPMS=Pressão do Ponto Morto Superior(ajuste da

pressão máxima de operação)(Pm+ ΔP+DP)

-PPMI=Pressão do Ponto Morto Inferior(ajuste da

pressão mínima de operação)(Pm+ ΔP)

-PT=Pressão de Trabalho=PPMI

-PU=Pressão de Utilização(Pm)

-PS=Pressão de Segurança e / ou Alívio=PMTA ou

PMTP(Pm+ ΔP+DP+DS=acúmulo)

-PTH=Pressão de Teste Hidrostático=1,5.(PMTA)-ver

NBR

-PP=pressão de Projeto=FS.PTH ou FS.PMTA

-ΔP=Perda de Carga

-DP=Diferencial de Pressão(Carga-Alívio)

Siglas e Unidades

-FP=Fator de Projeto

-DS=Diferencial de Segurança=Acúmulo

-Pm=Pressão Manométrica

-Pa=Pressão Absoluta

-Pbar=Pressão Barométrica

-Patm=Pressão Atmosférica

-Nm³/...=Normais ... Ou SCFM=Standards

Cubics Feet per Minutes

-Am³/...=Atuais m³...

-UR=Umidade Relativa(%)

-pv=Pressão parcial do vapor d`água

-ps=Pressão de saturação do vapor d’água

Siglas e Unidades

-1 atm=760mmHg=14,69 psi=10336mmH20

-1 bar=750mmHg=14,5psi=10200mmH20=100kPa

-1 baria=0,1 Pa ( 1 dy/cm² )=1 microbar

-1 kgf/cm²=736mmHg=14,2 psi=10000mmH20

-1 kgf/m²=1mmH20

-1CFM=1,69 m³/h

-1GPM=(USA=3,785 l/min), (BS=4,54 l/min) e

(Brasil=3,6 l/min)

-psi=pound square inch

-1 Pa = 1N/m²

-1 Torr = 1 mmHg

-1 FPM(feet per minutes)= 196,9 m/s

Parâmetros¹ e Premissas² -Os fluídos hidráulicos possuem ρ≤1[g/cm³]¹

-O contaminante principal do ar é a água¹ e do fluído

hidráulico, o ar¹

-A ΔPmax². no SAC = 1 bar, recomenda se 0,08kgf/cm²

para 100m e não ultrapassar a 0,3bar ou 5% da PPMI

-As velocidades de escoamento são variáveis²

-IV=Índice de viscosidade≠viscosidade¹

-A viscosidade, nos gases, aumenta com o aumento da

temperatura e nos fluídos hidráulicos diminui¹

-O DP deve situar – se em 0,5 bar ou no máximo em

10% da PPMI no SAC²

-As perdas por vazamentos no SAC≤10%*DLE²

-Recomenda–se 1/3 para alívio e 2/3 para carga no SAC²

Parâmetros¹ e Premissas²

-O VR=Vol. do Reservat. no SAC(10 a 20% da

DLE[m³/min] para compressores recíprocos

e 5 a 15% para os demais compressores),

enquanto para os fluídos hidráulicos , 3 a 5

vezes a DE[l/min]²

-O DS para o SAC é 3% no 1º estágio e 6% no 2º

estágio da PPMS²

-A acumulação de energia hidráulica é feita

pelos acumuladores a contra-peso,mola e

gases(N2)¹

-A cada 70 bar os FH comprimem-se entre 0,5 a

2%( gases dissolvidos)¹

Terminologia e Definições -Stick Slip=“cola-desliza”

-Sangria=bleed off

-TAN=

-TBN=

-Ponto de Anilina=NBR 11343

-Purgador=

-Ventosa=

-Micropneumática=

-Manovacuômetro=

-Manômetro=

-Barômetro=

-Hidropneumático(a)=

-Calço Hidráulico ou Martelo Hidráulico=

-Calço Pneumático=

-Waste Gate=

Terminologia e Definições -Pressostato =

-Vacuostato=

-Válvula de Segurança=

-Válvula de Alívio=

-Válvula de Segurança e Alívio=

-Termostato=

-Transdutor=

-Carga=

-Alívio=

-Booster ou Recompressor=

-Ejetor=

-Fluxímetro/Fluxômetro=

-Fluxostato=

Terminologia e Definições -By Pass =

-Manifold=

-Pitting=

-Aeração=Flotação=

-Anti-emulsificante=

-Anti-desgaste=

-Anti-oxidante=

-Anti-espumante=

-Retrofitting=Up to Date =

-Up Grade =

-Shelf Life=

-Gripagem x Crimpagem=

-Vaso de Pressão=

-Mesh=

Laboratório 3 Válvulas Industriais-1

Histórico=Foram os Romanos que

desenvolveram os primeiros dispositivos que atualmente

são conhecidos como válvulas “macho” e válvulas contra

refluxo denominadas de válvulas “portinholas”

Conceito=Todo e qualquer dispositivo capaz de interferir

no fluxo( vazão ) e na pressão(energia potencial)

além do sentido e direção.

Classificação:

Bloqueio ou Fechamento

Retenção

Reguladora/Redutora/Proporcional

Sobre–Pressão(Segurança-PSV e/ou Alívio-PRV)*

Contrapeso, Contra-Balanço, Sequencial e Limitadora


Classificação(continuação)

Contrapressão

Descarga

Sub–Pressão(Quebra-Vácuo)

Corta-Chama

Controladora

Porta Lógica por Pressão Diferencial ( E=AND e OU=OR)

Direcional

Cartucho

Corte-de-sinal por pressão sequencial ou por temporização

Memória

Combinada

*)ASME I, ASME VIII e API-520


Acionamento

Manual

Motorizado(Elétrico, Pneumático , Hidráulico e

Combinado)

Elétrico(Solenóide)

Apalpador mecânico(fim-de-curso)

Combinado(Sensores+Solenóide)

Sensores(Ótico, Térmico, Indutivo,

Capacitivo, Sônico, Rádio – Frequência,etc…)

Piloto Positivo ou Negativo

Expansão ou Contração Térmica.

Considerações (Cap.1.0 ao 7.0)

a)Quanto às velocidades, considerar o

seguinte:

-Pneumática:

Linha Principal: 6 a 12 m/s( A Edição 2004

Procel Indústria recomenda 8m/s).

Linha de Distribuição: 8 a 16m/s(A

referência anterior recomenda 10m/s).

Linha de Serviço/Utilização: 10 a 20 m/s( A

referência anterior recomenda 15 m/s).

Observação: Existem instalações que

operam com velocidades em torno de 25

m/s, entretanto apresentam distúrbios

isolados e associados tais como:


Vibração, Ruído e Perda de Carga acima da

recomendação de projeto.

-Hidráulica:

As velocidades(Racine Albarus-

Rexnord)são:

.Sucção e preenchimento: 0,6 a 1,2 m/s

.Retorno: 3,0 a 4,5 m/s

.Linha de Serviço/Utilização: 4,5 a 6 m/s

A Perda de Carga deverá ser calculada pela

equação de Darcy e Hazen-Willians.

Considerações (Cap.1.0 ao 7.0) b)Quanto à Associação de Compressores e

Bombas:

-Paralelo( Pressão constante e soma das vazões).

-Série(Vazão constante e soma das pressões)

-Combinada( vazão e pressão dedicada para ramal ou equipamento específico com a consequente utilização de Booster e Válvula Redutora de Pressão).

c)Quanto à Qualidade do Fluído:

-Pneumática(IS0 8573-1 e 7183)

.Filtragem e Condicionamento(Controle da umidade e temperatura)

Considerações (Cap.1.0 ao 7.0) Dinâmica/Cinética(ciclones),

Mecânica(impactação, difusão,membra-

na,interceptação)(adsorção, coalescência),

Eletrostática

Química(absorção)

Biológica

Desumidificação/Secagem

-Hidráulica

Filtragem, Controle de Temperatura (Aquecimento,

Arrefecimento e Resfriamento), Extração de

umidade, Nível e Troca

A Qualidade dos FHs é determinada pela ISO 4406,

Tabelas NAS 1638 e AS 4059.


d)Quanto à Desumidificação/Secagem

.Extração do condensado pela compressão

.Extração do condensado pelo Resfriamento

.Absorção

.Adsorção

.Membrana

Obs.:Planilha de Extração

Considerações (Cap.1.0 ao 7.0) e)Parâmetros para desenvovimento da planilha.

.Admissão(TEA)

Um.Relativa,Temp.Local(tbs),DLE e Altitude

.Saída do Compressor

Drenagem/Purga,DE ou DA(Descarga Efetiva

ou Atual),Temp.de Recalque,Um.Específica.

.Desumidificador/Secador

Ponto de Orvalho,DE ou DA e Um.Específica

.Especificação do Ar Comprimido

Temp.de Equilíbrio,DE ou DA, Um.Específica,e

Umidade Relativa.

Laboratório 4

Continuação( Válvulas – Parte 2 ) – Atuadores, Instrumentos e

Componentes Especiais.

.Válvulas Reguladoras de Pressão (Redutoras, Limitadoras, Sequenciadoras) e/ou

vazão.

-Ação Direta

-Auto Operada

.Válvulas Controladoras

-Ação Direta

-Ação Inversa

.Válvulas Direcionais

.Válvulas Especiais

Laboratório 4

Continuação( Válvulas – Conclusão )

Classe de Aplicação(A,B,D,D)

Classe de Fuga/Vazamento/Estanqueidade(I,II,III,IV,V, VI)

Classe de Pressão(PN 10, 16, 25…bar ou 150, 300, 600, 900, 1500, 2500, 3000…psi, Schedule)

DN=Diâmetro Nominal

ID=Inside Diameter

OD=Outside Diameter

PN=Pressão Nominal

Uniões=Flangeadas, Rosqueadas, Soldadas e Cintadas(tri clamp)

Materiais do corpo, sede, obturador, haste, atuador e vedadores

-

Produção, Preparação, Distribuição

e Utilização da Energia Fluídica

Fluxograma de um Sistema de Ar Comprimido

.Componentes

.Interpretação da Simbologia

.Redes

.Recomendações e considerações para o desenvol-

vimento de um sistema de ar comprimido.

-

Produção, Preparação, Distribuição

e Utilização da Energia Fluídica

Fluxograma de um Sistema de Bombeamento de

Fluído Hidráulico

.Componentes

.Interpretação da Simbologia

.Redes

.Recomendações e considerações para o desenvol-

vimento de um sistema de Bombeamento de Fluído

Hidráulico.

-

No sistema Produção de ar comprimido

• Elevadas temperaturas;

Sala dos compressores

resfriamento

separação

drenagem

armazenamento

drenagem

secagem

drenagem

filtração

drenagem

compressão

A corrente do ar comprimido

distribuição

• Deficiência no sistema de ventilação;

• Excesso de pó..., são fatores para aumentar gastos.

Fatores de Desperdícios

L.C. IÓRIO

Qualidade do ar comprimido

A Norma ISO 8573.1 divide o ar em classes de qualidade, em função do conteúdo das principais impurezas, que são: partículas sólidas, conteúdo de água e óleo.

Ex. de especificação de Qualidade.

Água Óleo

Impurezas sólidas

Partículas sólidas Conteúdo d'agua Conteúdo de óleo

Classe de Qualidade

ISO

Tamanho das Partí- culas de Impurezas

m

Ponto de Orvalho à Pressão de 7 bar

C°

Máxima Quantidade de Óleo Incluindo

Aerossóis mg / m³

1 2 3 4 5 6

0,1 1 5

15 40

-—

-70 -40 -20 3 7

10

0,01 0,1 1,0 5,0

25,0 -—

No sistema Tratamento de ar comprimido

Fatores de melhorias

L.C. IÓRIO

No sistema Rede de distribuição de ar comprimido


L.C. IÓRIO

4 Bar 5 Bar 6 Bar

1 0,045 0,054 0,065 0,48

3 0,408 0,491 0,574 4,28

5 1,135 1,364 1,593 11,88

Para reduzir as perdas de ar comprimido, o meio é a redução da Pressão

e do diâmetro dos orificios utilizados.

Perdas por vazamentos de ar comprimido

OrificioPressão X Vazão m³/min Potência Necessária em KW

a 6 Bar

1 furo de ø 1mm.

6400,68 kWh/mês.

6400,68 x 0,23 =

R$ 1.472,16/mês.

R$ 1.472,16 x 12 =

R$ 17.665,95/ano.


Furo ø 1mm; p= 6 bar (a) vazamento = 0,065 m3/min.

0,065 x 60 = 3,90 m3/h. 220 h/mês = 858 m3/mês.

O Show do seu desperdício.


L.C. IÓRIO


O Show do seu desperdício.

Um dos grandes consumos de ar

comprimido

estão em mangueiras que sopram o ar.

Deve-se estudar um meio para reduzir

este consumo, por meio da redução da

pressão ou algum dispositivo adequado.

01 Bico ¾” - pressão 6 bar

¾" consumo de 2,2 m3/min

R$ 39.861,56 por mês


L.C. IÓRIO

No sistema Transformação

Falta de padronização dos produtos aplicados, implica em:

• Aumento no tempo gasto na manutenção.

• Aumento do número de itens de estoque.

• Dificuldades de adaptação e substituição.

• Aumento da Relação Custo X Beneficio

• Dificuldades nas compras.

• Prazo de Entrega

• Treinamento

Problema:


L.C. IÓRIO

Energia e Automação

Para reduzir as perdas de ar comprimido, o meio é a redução da

pressão e do diâmetro dos orifícios utilizados.

Orifício Pressão x Vazão Potência neces. p/ a compressão

( Ø mm ) 4 bar 5 bar 6 bar KW 1 0,045 m3/min 0,054 0,065 0,48 3 0,408 0,491 0,574 4,28 5 1,135 1,364 1,593 11,88

No sistema Transformação Limpeza

Bicos epistolas

Pressão alimen.p1 - bar

Queda de pressão

p - bar

ConsumoQ - m3/ min

Custo unit. anualkWh - R$ 0,10

Bico 3/8 6 0,4 1,76 283,20Bico 1/4 6 0,6 1,20 452,40LBP-1/4 6 0,2 0,27 63,72

LSP-1/4-C 6 0,2 0,12 28,32

LBP-

LSP-

Custo base - 22 dias, 1h/dia de utilização.

L.C. IÓRIO Engenharia


REDUÇÃO

22 %

Reguladores de Pressão

• Redução da pressão consumo de ar;

• Consequentemente de energia elétrica.

Ex.: Atuador pneumático

Diâmetro 50mm

Curso 100mm

Ciclo 60/min

No sistema Transformação

8 bar

8 bar

Consumo

206Nl/min

8bar

6 bar

Consumo

160Nl/min


Válvulas Solenóide de Baixa Potência

Economia de 80 a 90% no consumo de energia para a mesma aplicação.

V= 350Nl/min

Consumo 1W

No sistema Transformação Válvulas

V=500Nl/min

Consumo 4,5W

• Qual válvula atende ?

Ex: Atuador Pneumático

• Diâmetro 50mm

• Curso 100mm

• Nº ciclos 60/min

Consumo de ar total 160 Nl/min

Dimensionamento de um SAC e SBFH

Após a produção, preparação, distribuição e utili-

zação dos fluídos, faz-se necessário o dimensiona-

mento e seleção de todos componentes inclusive:

conexões, mangueiras, tubulações, elementos au-

xiliares, indicação, proteção e alarme.

Considerações:

1.Estabelecimento de Lay-Out(encaminhamento ,

casa de máquinas, unidades embarcadas, etc…

2.Levantamento de todos os pontos de consumo.

3.Previsão de futura expansão(20 a 60%),Pode atingir a 100%

4.Fator de utilização(60 a 80%), pode iniciar em 30% para ferramentas manuais e simultaneidade(20 a 40%).(Pode ir até 80%)

5.Limitação da perda de carga em 10% da PU ou PS

para o SAC(usualmente 0,3 a 0,5 bar).

-

Dimensionamento de um SAC e

SBFH

6.Para o SBFH, a perda de carga deverá ser calcu-

lada pelas equações convencionais que também

poderão ser aplicadas ao SAC.

7.Vazamentos limitado em 5 a 10% para o SAC

8.Velocidades( conforme recomendação anterior)

9.As tomadas no SAC deverão ser pelo costado

superior da tubulação

10.Inclinação da rede no SAC de 1 a 2º no sentido

do fluxo

11.Instalação de purgadores a cada 20 a 40 m no

SAC, bem como válvulas retenção e filtros de linha

12.Prever liras de expansão ou luvas elásticas.

-

Dimensionamento de um SAC e

SBFH

13.Instalar ventosas no SBFH ou procedimentos de

escorva e desumidificação periódica.

14.Observar recomendações específicas para mon-

tagem da rede no SAC e no SBFH( suportes, guias

pipe-racks, skids, etc…).

15.Importante é obter finalmente a DLE e a PMTA

ou PMTP bem como a Potência do sistema.

15.Aplicação:Determinar a DLE e a PMTA de um

SAC, considerando 3 processos distintos contendo

no mínimo 5 consumidores por processo.Dimensi-

nar , Selecionar e Especificar todo o Sistema.

15.Ídem para o SBFH( a partir do próprio levanta-

mento de necessidades).

16.Fator de Projeto :1,15<FP<1,5

-

Laboratório 5-Simbologia e

Válvulas Direcionais

-Uma das formas de comunicação e informação

nos diversos seguimentos tecnológicos é através

da terminologia e símbolos( gráficos, figuras, de-

senhos, fluxogramas, diagramas unifilares e de

Blocos, pictogramas, etc…).

-As principais normas nacionais e internacionais

são:

-IS0/DIN 1219(Letras)

-DIN 24300 e 24342

-NBR 8896, 8897 , 8898 e 10138

-IS0/DIN 5599(Números)

-DIN 40713 e 40718

-

Laboratório 5-Simbologia .ISO 5211/DIN 3337

.VDI/VDE 3845 NAMUR

.ANSI Y 32.10, JIC, CETOP, PNEUROP e ISA

Terminologia: CircuítoxDiagramaxFluxogramaxEsquemaxCroqui

Os elementos de um diagrama, fluxograma...

hidráulico, pneumático e demais combinações são representados por sím-

los geométricos( círculos, triângulos, retân-

gulos, quadrados, linhas, setas...), letras e números.

-

Laboratório 5-Simbologia - Interpretação da simbologia dos principais ele-

mentos e componentes de um Circuíto de Energia

Fluídica a partir da Unidade de Manutenção/Con-

servação/Condicionadora:

-Unidade de Manutenção/Conservação/Conserva-

Ção.

-Válvulas Direcionais

-Válvulas de Dupla Pressão

-Válvulas Especiais

-

Roteiro Para os Cálculos(SAC) -Existência de TAG(consumo obtido por usuário)

-Inexistência de TAG(Levantamento do Consumo por usuário).

-Cálculo do CLE(corrigido),CLEc=CLE.FU.FE.FV.FS.FP

-Pres.de Utilização ou Serviço Especificada(PU)

-Pressão de Trabalho=PPMI=PU ou Pm + ΔP.

-Com a Pressão de Trabalho , o CLE(corrigido) e

transformado para CE e a Velocidade dimensi-

ona-se as tubulações após a Válvula Redutora

-Seleciona-se a Válvula Redutora e desenvolve o By Pass incluindo o Separador de Líquido e o

purgador.

-Repete-se o procedimento para tantos ramais quantos forem necessários.

Roteiro Para os Cálculos(SAC) -Se o Ramal for em Anel, calcula – se como se não

o fosse e faça a interligação, instalando válvulas de bloqueio(gaveta) ou (esfera) de forma segmentada.

-A rede de distribuição(manifold) deverá ser dimensionada para a maior Pressão (PMTA) e CE acumulado por ramal ou ramais.

-Selecionar e especificar os Secadores por Adsorção de acordo com a necessidade do cliente.

-Especificar o Reservatório de acordo com a NR-13 do MTE e ASME Seção VIII, Divisão I e seus acessórios(Válvula de Segurança, Manômetro, Termômetro, Purgador, etc...)

-Especificar o Secador por Resfriamento.

Roteiro Para os Cálculos(SAC) -Especificar os filtros de acordo com as exigências

de qualidade do ar de acordo com a Norma IS0 8573-1

-Especificar o Trocador de Calor( Intercooler e Aftercooler) bem como Separador de Condensado e Purgador.

-Complementar o dimensionamento da rede Principal(Pressão, Vazão, Velocidade e Fator de Segurança).

-Especificar a tubulação, conexões e instrumentos e dispositivos de indicação, alarme e proteção.

-Selecionar e Especificar o Compressor contemplando:Tomada Externa de Ar , Filtro de Admissão e demais instrumentos.

Circuítos Básicos e Fundamentais

- Automação ( Contextualização )

- Cadeia de Comando ou Comando e Controle

- Circuítos Básicos e Fundamentais

Automação

Contextualização

A automação em nossas vidas

• Objetivo: Facilitar nossas vidas

• Automação no dia-a-dia

– Em casa: • Lavando roupa

• Aquecendo leite

• Abrindo o portão

• Lavando louça

– Na rua: • Sacando dinheiro

• Dirigindo pelas ruas

• Fazendo compras

A automação em nossas vidas – No trabalho:

• Registrando o acesso(I/O)

• Programando um robô

• Recebendo matéria-prima

• Estocando produto acabado

• Fazendo controle de qualidade

• Controlando temperatura de uma tanque de água

• Controlando a temperatura do escritório

• Acionando o sistema de combate à incêndio

A automação no meio produtivo

• Objetivos:Facilitar os processos produtivos

• Componentes básicos

– Sensoriamento

– Comparação e controle

– Atuação

• Automação industrial = sistema otimizado

– Menor custo

– Maior quantidade

– Menor tempo

– Maior qualidade (precisão)


• Qualidade = garantir uma

produção com as mesmas

características e alta

produtividade

• Automação no meio ambiente

– Cumprimento de novas normas

– Sistemas de controle de

efluentes

– Sistemas de controle de gases


• Automação nas indústrias

– Importância para sobrevivência das

indústrias.

– Garante a competição no mercado

globalizado

– Substitui o Homem

• Tarefas repetitivas

• Ambientes perigosos

• Ambientes insalubres

• Grande esforço físico


• Transforma a estrutura da

força de trabalho

– Qualitativamente

– Quantitativamente

– Exige treinamento

– Qualificação da força de

trabalho

– Melhoria das condições de

trabalho


• Desafio: Inserir o homem no contexto da

automação sem traumatismo, sem

desemprego, tendo somente um saldo

positivo.

• “O risco que se corre ao se introduzir

novas tecnologias é menor do que aquele

que se corre ao não introduzi-las”

Características e Conceitos da

Automação

• Cadeia de comando

Entrada

de sinais

Processamento

de sinais

Conversão

de sinais

Saída

de sinais


Automação

• Tipos de controle na automação

– Controle Dinâmico(analógico)

• Automação Industrial de Controle de

processos (automação contínua)

– Controle Lógico(digital)

• Automação Industrial de manufatura

(automação discreta)


Automação

• Controle dinâmico

– Utiliza medidas das saídas do sistema a

fim de melhorar o seu desempenho

operacional, através de realimentação.

• Incalculável poder tecnológico

• Aperfeiçoamento de processos

• Velocidade

• Precisão


Automação

• Controle lógico

– Utiliza sinais sempre discretos em amplitude,

geralmente binários e operações não

lineares.

• Circuitos (elétricos, hidráulicos, pneumáticos etc)

• Variáveis binárias ( 0 ou 1)

• Circuitos de Redes lógicas:

– combinatórias

– seqüenciais


Automação

• Controle Lógico

– Redes lógicas combinatórias (sem memórias

nem temporizações)

• Projeto com álgebra booleana

• Descrever, analisar e simplificar com auxílio de

Tabelas da verdade e Diagramas de relés


Automação • Controle Lógico

– Redes lógicas seqüenciais (memória,

temporizadores e entrada de sinais)

• Teoria dos autômatos

• Redes de Petri

• Cadeias de Markov

• Simulação em computador

Arquitetura da Automação

Industrial


Industrial • Nível 1: Chão de

fábrica

– Máquinas, dispositivos,

componentes

– Ex.: Linhas e máquinas Nível 4

Nível 3

Nível 2

CLP’S, Comandos, máquinas

Motores, Inversores, I/O’s


Industrial

• Nível 2: Supervisão

– Informações dos nível 1

– IHM’s

– Ex.: Sala de supervisão Nível 4

Nível 3

Supervisão e IHM

Nível 1


Industrial

• Nível 3: controle do

processo produtivo

– Banco de dados

– Índices

– Relatórios

– CEP

– Ex.: Avaliação e CQ

em processo

alimentício

Nível 4

Controle do Processo

Produtivo

Nível 2

Nível 1


Industrial

• Nível 4: Planejamento

do processo

– Controle de estoques

– Logística

– Ex.: Controle de

suprimentos e

estoques em função

da sazonalidade de

uma indústria de

tecidos

Planejamento

Do Processo

Nível 3

Nível 2

Nível 1


Industrial

• Nível 5:

Administração dos

recursos financeiros,

vendas e RH.

Gerênciamento

Geral

Nível 4

Nível 3

Nível 2

Nível 1

Arquitetura

da

Automação

Industrial

Razões para Automação

Industrial • Repetibilidade e maior qualidade na produção

• Realização de tarefas impossíveis ou agressivas

ao homem

• Rapidez de resposta ao atendimento da

produção

• Redução dos custos de produção

• Restabelecimento mais rápido do sistema

produtivo

• Redução de área

• Possibilidade de sistemas interligados

Variedades da Automação

• Segundo grau de complexidade e meios

de realização física

– Automações especializadas (menor

complexidade)

– Grandes sistemas de automação (maior

complexidade)

– Automações Industriais de âmbito local (

média complexidade)


• Automações especializadas (menor

complexidade)

– Ex.: Interna aos aparelhos eletrônicos,

telefones, eletrodomésticos, automóveis.

– Microprocessadores

– Programação em linguagem de máquina

– Memória ROM ( Read Only Memory )


• Grandes sistemas de automação (maior complexidade)

– Ex.: Controladores de vôos nos aeroportos, controle metroviário, sistemas militares e produção de energias.

– Complexos Industriais, Petroquímicas, Logística Intermodal.

– Programação comercial e científica em software de tempo real.

– Indústria Alimentícia, Farmacêutica e Área Medicinal/Hospitalar


• Automações Industriais e de serviços de

âmbito local (média complexidade)

– Ex.: Transportadores, processos químicos,

térmicos, gerenciadores de energia e de

edifícios.

– CLP’s isolados ou em redes


- A Automação é o final de uma ponta da IHM(Interface Homem-Máquina.

- Relembrando:

- Sistema Artesanal/Manual

- Sistema Mecanizado/Automatizado e enfim:

- A CADEIA DE COMANDO OU COMANDO E CONTROLE

A FERROGRAFIA como

técnica de manutenção

preditiva

Estudo de casos

Eng. Tarcísio D’Aquino Baroni

Eng. Guilherme Faria Gomes

www.huno.com.br/tribolab

O que é a FERROGRAFIA ?

• A Ferrografia consiste na

determinação da severidade, modo

e tipos de desgaste em máquinas,

por meio da identificação da

morfologia, acabamento superficial,

coloração, natureza e tamanho das

partículas encontradas em amostras

de óleos hidráulicos, lubrificantes ou

graxas, de qualquer viscosidade,

consistência e opacidade.

Aplicações

• MANUTENÇÃO PREDITIVA

• ANÁLISE DE FALHAS

• DESENVOLVIMENTO – MATERIAIS

– FLUÍDOS HIDRÁULICOS E LUBRIFICANTES

– PROCESSOS

– ANÁLISE REOLÓGICA

Princípios • Toda máquina se desgasta

• O desgaste gera partículas

• O tamanho e a quantidade são

indicativos da severidade

• A morfologia indica a causa do

desgaste

AMACIAMENTO

NORMAL SEVERO

DESGASTE

TEMPO

Tipos de exames ferrográficos

Quantitativo (DR)

Determina as

concentrações e

permite análise de

tendências – Partículas grandes

( L > 5 µm )

– Partículas pequenas

( S < 5 µm )

– Concentração total =

L+S

– Modo de desgaste =

– PLP = [(L-

S)/(L+S)]*100

Analítico (AN)

Identifica os tipos

e causas do

desgaste – Esfoliação

– Pitting

– Abrasão

– Corrosão

– Contaminantes

– Arrastamento

– Falha do lubrificante

– etc

Ferrografia quantitativa ( DR)

A real economia se dá quando

se consegue postergar

paradas ! • Evolução da

concentração total

de partículas.

• Desde 1996 as

paradas deste

compressor vêm

sendo adiadas de

forma segura, com

intervenções

pequenas e

baratas.

Quando a dedicação é real, os

benefícios também o são.

• O desgaste deste

redutor foi

diminuído

sistematicamente

devido ao

aprimoramento dos

procedimentos de

manutenção,

melhores materiais

e lubrificantes.

Quando o analista tem que dizer:

num falei ?

• Evolução da

concentração total de

partículas.

• Não tendo sido

acatadas as

recomendações, o

compressor acabou

parando em

emergência.

Não existem duas máquinas

iguais ! • O emprego dos

mesmos níveis de

alerta para

máquinas ditas

como iguais,

acarretou uma

parada inesperada.

• Ajustados os níveis

de alerta, logo se

pôde constatar que

este compressor

era mais

“delicado”.

Conversão de resultados

ferrográficos .

• A conversão dos resultados

ferrográficos para outras unidades

de técnicas tradicionais é bastante

difícil. Este fato é devido à sua maior

faixa de abrangência de tamanhos e

pela capacidade de separação de

partículas de naturezas diversas:

orgânicas e inorgânicas, metálicas

ou não, ferrosas e e não ferrosas

etc.

Ferrógrafia analítica

Ferrógrafo analítico modêlo FMIII Microscópio Metalográfico +

Biológico combinados

Ampliações até 1000 x

A FERROgrafia lida apenas com

partículas ferrosas, certo? ERRADO !

• O nome FERROgrafia tem apenas

motivos históricos.

• Alguns dos materiais identificados são :

– Ligas ferrosas: aço, ferro fundido, aço inox,

– Compostos ferrosos : minério, ferrugem

– Ligas não ferrosas : bronze, alumínio, prata,

cromo, níquel, magnésio etc.

– Areias diversas, sais, vidro, borrachas etc.

Exemplos de partículas (500 X)

ESFOLIAÇÃO ARRASTAMENTO ABRASÃO E AREIA NACO DE PITTING

FIBRAS DE PANO BRONZE (100X) ALUMÍNIO FERRUGEM

Os gráficos da ferrografia analítica

• Cada partícula, ou

conjunto de partículas

indica um tipo de

desgaste ou

contaminação

diferente.

• As partículas são

batizadas de acordo

com sua característica

mais importante:

– Tipo de desgaste

– Morfologia

– Natureza

• A escala de 0 a 10 é

apenas uma

referência gráfica,

pois cada tipo de

partícula possui

uma metodologia

própria.

• No exemplo ao

lado:

– A esfoliação

cobriu 25% da

área total do

ferrograma.

– Foram

encontradas 9

partículas de

abrasão

– Foram

encontradas 7

partículas

laminares

Utilizando o exame analítico

(ou: Apenas a composição química não basta !) • Os resultados

espectrométricos

indicaram alto teor de

ferro, sugerindo alto

desgaste.

• O exame analítico

mostrou que o desgaste

mecânico era normal

(esfoliação), mas a

presença de óxidos de

ferro (minério e

ferrugem) era alta.

• As providências a serem

tomadas podem ser

totalmente diferentes.

Conhecer a máquina é

fundamental. • Compressor de NH3

com pequeno teor de

água (600ppm).

• Numa outra máquina, os

óxidos vermelhos seriam

ferrugem, e em grande

quantidade.

• Neste caso, trata-se da

reação normal do NH3

com a água e a carcaça

do compressor.

• A condição, neste

exemplo, é aceitável.

Tipos de Máquinas Monitoradas

0

5

10

15

20

25

30

35

Tipos de Maq. (%)

Cx. Engren.

Compres.

Circ. Hidr.

Turbinas

Bombas

Motores

Trafos

Outros

Resultados efetivos alcançados

• Adiamento de Paradas Preventivas – Ex.: Compressor GA = US$ 18.000 / intervenção / 10.000

horas

• Aumento de vida útil – Eliminação de causas antes dos danos

• Tomada de decisão com base científica – Seleção estratégica de equip. para manutenção

• Aumento da segurança operacional – Ex.: aplicações aeronáuticas

• Enga. de manutenção - Melhorias e

Economias

Resultados efetivos alcançados

• Pesquisa de lubrif. e materiais, inclusive em

concorrências – Trocas de lubrificantes apenas quando realmente necessário

• ISO 9000 – Faz parte da certificação de várias empresas

CONCEITO Não nos basta saber que a

máquina está com danos, mas

impedir que os danos ocorram !

Temos que identificar as causas

do desgaste e eliminá-las assim

que surgirem.

www.huno.com.br/tribolab

Laboratório 6/7 Circuítos Básicos e Fundamentais

Cadeia de Comando e Comando e Controle

Diagramas

Fluxogramas

Esquemas

Croqui

Comando Direto

Comando Indireto

Laboratório 6/7 Circuítos Básicos e Fundamentais

-Conceituar a Terminologia

-Observar as recomendações da apostila complementar

-Montar os circuítos 1 ao 7 e completar os diagramas da apostila

contemplando todas as especificações requeridas.

-Montar os circuítos 8 ao 11 e completar os diagramas da apostila

contemplando todas as especificações requeridas.

Circuítos Básicos e Fundamentais

-Cadeia(conjunto de funções) de Comando ou Comando e Controle.

.Execução do Comando (órdem) /Saída de sinais.

.Processamento de Sinais(comando e auxílio).

.Introdução dos sinais.

.Alívio e distribuição de sinais e suprimento.

.Fonte de Potência Fluídica.

.Bloqueio ou Fechamento Geral.

-Cadeia(conjunto de funções) de Comando ou Comando e Controle.

.Execução do Comando (órdem) /Saída de sinais.

.Atuad.lineares,rotat. e oscilat.(El.de Força/Torque).

.Processamento de Sinais(comando e auxílio).

.VD,VER,VRFU,VS,VT.(El.Aux.de Com.e Comando)

.Introdução dos sinais.

.Port.Lóg.,VD,Sensores(Elem. De Sinais).

.Alívio e distribuição de sinais e suprimento.

.Manifold e Válv. Direcionais.

.Fonte de Potência Fluídica.

.Unidade de Manut./Conserv./Condicionamento.

.Bloqueio ou Fechamento Geral.

.Válv. de Gaveta.,Globo,Esfera, etc...

-Cadeia(conj.de funções) de Comando ou Comando e Controle(Repres. por Diag. De Blocos).

Execução

Da

Órdem

Cilindros e

Motores

Auxílio

Do

Comando

Auxílio

Do

Sinal

Fonte de

Energia

Sinal

VER,VRFU

VS,VT...

Válv.

Direcional

E,OU,VD

Válv.

Direcional

Manifold,

Bloqueio

UM/UC

Comando

-Cadeia(conj.de funções) de Comando ou Comando e Controle(Repres. por fluxograma).

E.A.S.

El.de

Sinal

Atuador

E.A.C. E.A.C.

Comando

E.A.S

El.de

Sinal

El. de

Sinal El.de

Sinal

U.M./U.C.

Bloqueio

Bloqueio

c/Alívio

1. Classificação dos Processos para Elaboração de Circuitos Pneumáticos e Hidráulicos Seqüênciais

2. Processo Intuitivo

3. Observações gerais sobre formas de representação em esquemas

4. Método Cascata

5. Exemplos de Utilização do Método Cascata

6. Método Passo-a-Passo

7. Tabela Seqüêncial na Manutenção de Circuitos Pneumáticos e Hidráulicos

8. Sistemas de Comando Adicionais e Técnicas Especiais

9. Condições Adicionais utilizando a Técnica Pneumática e Hidráulica

CIRCUÍTOS HIDRÁULICOS E PNEUMÁTICOS

Tipos de Diagramas/ Esquemas

• Os diagramas/esquemas de comandos

podem ser:

•Diagramas/Esquemas de comandos

de posição;

•Diagramas/Esquemas de comandos

de sistema.

Diagramas/Esquemas de comandos de

posição

Nesse esquema , todos os elementos

estão simbolizados onde realmente se

encontram na instalação.

Essa forma de apresentação beneficia o

montador pois ele vê de imediato onde

deve montar os elementos .

Porém , esse tipo de esquema de

comando tem um inconveniente de

possuir muitos cruzamentos de linhas ,

onde podem ocorrer enganos na

conexão dos elementos.

Esse é o tipo de esquema de comando

mais usado em hidráulica pois os

circuitos hidráulicos não possuem linhas

de pilotagem e são montados em blocos.

Diagramas/Esquemas de comandos de

Sistema É o tipo de esquema mais usado em pneumática. Esse

esquema de comando está baseado em uma ordenação dos

símbolos segundo sua função de comando que facilita a

leitura, pois elimina ou reduz os cruzamentos de linhas.

Denominação dos Elementos Hidráulicos e

Pneumáticos

Essa denominação pode ser feita por meio de

números (Norma DIN-23400 e 5599) ou por meio

de letras (Norma IS0-1219).

Todos os elementos hidráulicos e pneumáticos

devem ser representados no esquema na posição

inicial de comando. Se na posição inicial, a válvula

já está acionada, isso deve ser indicado no

diagrama/esquema.

Norma DIN

A Simbologia

Hidráulica

está

suprimida


Pneumáticos

Norma ISO

A simbologia

Hidráulica

está

suprimida


Pneumáticos

Elaboração dos esquemas de Comandos

Na construção de diagramas/esquemas de comandos

hidráulicos e pneumáticos existem vários métodos.

Ainda não existe um método geral, porém, ainda

predomina para pequenos projetos a utilização do

método intuitivo.

Os esquemas de comandos hidráulicos e pneumáticos

podem ser elaborados por meio de vários métodos.

• Método intuitivo

• Método cascata

• Método passo a passo

• Método Lógico com auxílio de mapas

Método Intuitivo

É um método cuja a característica básica desenvolve-se a

partir da “intuição” do projetista, não possuindo um regra

definida para elaboração do circuíto.

Características:

Requer grande experiência em projeto;

Limita-se a pequenos circuítos;

Exige maior tempo de elaboração em projeto;

Possibilidade de identificação do distúrbio;

Inadequado na aplicação com circuítos compostos.

O método intuitivo é o mais simples de todos os métodos,

porém, deve ser utilizado somente em seqüência diretas, que

não apresentam sobreposição de sinais na pilotagem das

válvulas direcionais que comandam os elementos de trabalho.

Diagramas Complementares de

Movimento -Diagrama de Comando

-Diagrama de Setas

-Diagrama de Tabela

-Diagrama algébrico

-Diagrama Trajeto e Passo ou Fase

-Diagrama Trajeto e Tempo

-Sequência de Comando

-Diagrama de Karnaugh

Método Cascata

É um método que consiste em cortar a

alimentação do fluído dos elementos de sinal que

estiverem provocando uma contrapressão na

pilotagem de válvulas de comando, interferindo, dessa

forma, na seqüência de movimentos dos elementos de

trabalho(Eliminação de contingências).

Características:

Requer experiência na implementação;

Limita -se a circuítos de porte médio;

Seu emprego é inadequado em circuítos compostos(diretos e

indiretos).

COMANDO CASCATA I

O método Cascata baseia-se na eliminação

da possibilidade de ocorrência de sobreposição

de sinais nas válvulas de comando dos atuadores

através da divisão da seqüência de trabalho em

grupos de movimentos, e do relacionamento

destes grupos com linhas de pressão, sendo que,

através da utilização apropriada de arranjos pré-

estabelecidos de válvulas de inversão, apenas

uma linha poderá estar pressurizada a cada

instante de tempo.

COMANDO CASCATA II

O comando CASCATA resume-se em

dividir criteriosamente uma seqüência complexa

em varias seqüências mais simples, onde cada

uma dessas divisões recebe o nome de GRUPO

DE COMANDO. Não existe número máximo de

grupos mais sim, um número mínimo, 2 (dois)

grupos .

COMANDO CASCATA III

1- Dividir a seqüência em grupos de movimentos, sem

que ocorra a repetição de movimento de qualquer

atuador em um mesmo grupo.

2 - Cada grupo de movimentos deve ser relacionado com

uma linha de pressão. Para tanto deve ser utilizado o

arranjo de válvulas inversoras que permite estabelecer o

número de linhas de pressão.

3 - Interligar, apropriadamente, às linhas de pressão os

elementos de sinal que realizam a comutação de posição

das válvulas de comando dos diversos atuadores e das

válvulas inversoras das linhas de pressão.

Roteiro para Aplicação do Método Cascata

COMANDO CASCATA IV

Aplicação do Método

1a Etapa: A partir do diagrama trajeto-passo,

extrair a representação algébrica.

Exemplo 1: A + B + B - A -

COMANDO CASCATA V 2a Etapa: Tomando a seqüência do início, efetuar a

divisão toda vez que for notado em um mesmo grupo uma

mesma letra com sinais opostos, ou seja, o mesmo atuador não

pode fazer movimentos diferentes em um mesmo grupo de

comando, ou ainda, “Letras iguais com sinal algébrico oposto

não podem ficar numa mesma linha (grupo).”

Exemplo 1: A + B + / B - A - /

A + B + Grupo de comando 1

B - A - Grupo de comando 2

COMANDO CASCATA VI

Exemplos

Exemplo 2

A + B + / B - A - / B+ / B- /

Exemplo 3

A + B + C + / C – B – A -

COMANDO CASCATA VII

Exemplo 4

A + B + / B - C + / C- A - /

Exemplo 5

A + B + / A - / A + B -/ A - / A+ C + / C- A - /

Exemplos

COMANDO CASCATA VIII

Após a divisão da seqüência deve ser esquematizado o conjunto

de válvulas memória que serão as responsáveis pelo

fornecimento de ar aos grupos de comando (linhas).

Para se determinar o número de válvulas que serão utilizadas

no conjunto de válvulas memória, deve-se levar em consideração

o número de grupos de comandos (linhas), ou seja:

Numero de válvulas memória = número de grupos - 1

Nm = NG - 1

O conjunto de válvulas memória será composto geralmente por

válvulas de quatro ou cinco vias com duas posições e

acionamento por duplo piloto positivo (Ver Alternativas).

COMANDO CASCATA IX

3a Etapa: Verificar ao final do ciclo, que linha

permanece pressurizada. Isto irá depender da

seqüência considerada e da divisão escolhida.

Exemplo 6:

No exemplo vemos que a seqüência dá origem a um

sistema cascata com três linhas e com a última linha

(linha 3) pressurizada ao final do ciclo.

COMANDO CASCATA X

No método cascata, quando o último grupo é composto por

movimentos que se unidos ao primeiro grupo não desobedece à

regra da segunda etapa, ou seja, “Letras iguais com sinais

algébricos opostos não podem ficar numa mesma linha”, pode-se

unir o último grupo ao primeiro reduzindo assim o número de

linhas e o número de memórias.

No exemplo 6, temos:

Nesta divisão teremos o ar pressurizando a linha “1” no final

do ciclo. Este artifício só pode ser realizado com o último e o

primeiro grupo, caso não haja choque com a regra da 2a Etapa.

COMANDO CASCATA XI

4a Etapa: Construir o sistema cascata, identificando

os elementos segundo a critério:

Elementos de Trabalho: A , B , B , C , D , ...

Elem. de Sinal Trazeiro / SH: ao , bo , co , do , ...

Elem. de Sinal Dianteiro/SAH: a1 , b1 , c1 , d1 , ...

COMANDO CASCATA XII

Observações Importantes:

As linhas (grupos) de cascata sempre serão

alimentadas através de válvulas memória.

O método cascata possui limitações em relação

ao número de linhas ( +/- 10 linhas) devido ao

problema da queda de pressão em cada válvula

que se amplia em função da dimensão da rede de

utilização/serviço/trabalho.

COMANDO CASCATA XIII

Caso 1 – Sistema com Duas Linhas: A primeira válvula do

conjunto alimenta o primeiro e o segundo grupo de comando.

Observação: Se houver dois grupos haverá apenas uma válvula memória

5a Etapa: Construção do sistema e verificação da

seqüência de comutação.

COMANDO CASCATA XIV

Sistema com Duas Linhas

Aplicando-se pressão no orifício de comando "10"

teremos o grupo 2 pressurizado.

Caso o comando seja dado no orifício "12" o grupo de

comando pressurizado será o grupo 1.

12 12 10 10

COMANDO CASCATA XV Aplicação do Método para casos de três grupos de comando

A válvula de comando inferior é ligada ao orifício de

pressão da superior pela sua utilização 2 .

A utilização 4 da válvula inferior deverá estar ligada ao

orifício "12" da válvula superior e ao grupo consecutivo.

COMANDO CASCATA XVI

Aplicação do Método para casos de três grupos de comando

COMANDO CASCATA XVII

Seqüência de Comutação

S1 – linha 4 para linha 1

COMANDO CASCATA XVIII



COMANDO CASCATA XIX



COMANDO CASCATA XX



COMANDO CASCATA XXI

Aplicação do método para casos de quatro grupos de

comando ou mais

COMANDO CASCATA XXII

TABELA DE FUNCIONAMENTO DO COMANDO CASCATA

Exemplos de Utilização do Método Cascata

Método Passo-A-Passo I

É um método prático e simples cuja a

regra é de fácil assimilação. Neste método há

a individualidade dos passos do diagrama,

onde cada movimento individual ou

simultâneo, ocorre baseado no comando de

uma saída, a qual foi habilitada pelo passo

anterior e pelo respectivo emissor de sinal

(fins-de-curso).

Método Passo-A-Passo II

Características Não requer grande experiência por parte do projetista;

Ideal para aplicações em qualquer tipo de circuito;

Não é utilizável em circuítos compostos;

Apresenta alta segurança e garantia operacional;

Apresenta custo de implementação relativamente mais

elevado com relação aos outros métodos.

Método Passo-A-Passo III

Para ilustrar a resolução de um circuíto

pneumático pelo método PASSO-A-PASSO, tomaremos

como base a seqüência:

A + A - B + B -

Como no método cascata o método PASSO-a-

PASSO requer a divisão da seqüência. A diferença, no

entanto, é que neste método, cada movimento deve ser

separado. A cada divisão denomina-se passo.

Método Passo-A-Passo IV

Observamos que na seqüência acima foram obtidos

quatro passos ao efetuar as divisões.

Cada passo será comandado nesta técnica por uma

válvula 3/2 vias duplo piloto positivo.

O número de válvulas de comando é igual ao número

de passos.

Método Passo-A-Passo V

As válvulas de comando apresentam três

funções básicas.

1) Despressurizar o passo de comando anterior

2) Pressurizar a válvula que será acionada a fim de

efetuar a mudança para o próximo passo

3) Efetuar o comando da válvula de trabalho, dando

a origem ao movimento do passo a ser

executado.

Método Passo-A-Passo VI

Disposições das Válvulas de Comando e suas

Ligações no Esquema

Método Lógico com auxílio de Mapas

É um método prático sobretudo analítico , em que

é possível se estabelecer com facilidade as várias etapas

de qualquer circuíto , seja ele simples, composto ou

complexo, analisando - se todo o processamento de sinais

e suas combinações econômicas.

Características:

Requer muita experiência de projeto;

Ideal para circuítos, simples e complexos;

Ideal para circuítos compostos(direto e indireto);

Pode ser aplicado em circuítos combinados.

apres.schp 210-111 (1)

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